高速MAPSK卫星通信系统关键技术研究与实现.pdf

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1、高速MAPSK卫星通信系统关键技术研究与实现杜伟2015年1月1中图分类号：TN911UDC分类号：621.39高速MAPSK卫星通信系统关键技术研究与实现作者姓名杜伟学院名称信息与电子学院指导教师安建平教授答辩委员会主席李鸿屺教授申请学位工学硕士学科专业信息与通信工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月2ResearchandImplementationonKeyTechnologiesofHigh-speedMAPSKSatelliteCommunicationSystemCandidateName：WeiDuSchoolorDepartme

2、nt:SchoolofInformationandElectronicsFacultyMentor:Prof.JianpingAnChair,ThesisCommittee：Prof.HongqiLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：InformationandCommunicationEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，20153研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究

3、工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：4北京理工大学硕士学位论文摘要随着军事通信需求的增长，对信息处理速率的要求越来越高。近年来各国纷纷开展600Mbps以上的空间高速数据传输技术的研究，本文以某高速调制解调项目为背景，对高速MAPSK卫星通信系统的关键技术进行了研究和实现。由于卫星通信需要采用高功率放大器，信道

4、是一种典型的非线性信道，所以采用接近香农限的LDPC编译码技术和采用幅值较少的MAPSK调制技术，并且采用预失真技术对非线性失真进行补偿。高速卫星通信系统的符号速率非常高，由于信道的不平坦和群时延抖动等原因的存在，码元符号之间存在着严重的码间干扰，所以需要引入均衡技术来对信道失真进行补偿。综合以上讨论，本文的研究重点和所做的主要工作包括：（1）本文分析了卫星通信信道的电波传播特性，卫星上的高功率放大器会使调制信号产生非线性失真。据此本文给出了适合用于高速卫星通信系统的编码和调制方式：信道编码采用LDPC码，其性能优异、译码复杂度低、而且能够并行实现；调制方式采

5、用MAPSK调制(32APSK和64APSK)，放大器的非线性对其造成的影响比较小。（2）本文详细介绍了自适应数字预失真技术，包括功率放大器的数学模型和线性化技术，对自适应预失真采用的两种传统算法（LMS算法和RLS算法）作了详细介绍与性能仿真，在此基础上，一种新的基于QR分解的RLS算法特别适合硬件实现，并应用此算法对自适应预失真技术作了性能仿真和分析。（3）本文对均衡作了基本概述，在研究和分析传统均衡算法（LMS算法和RLS算法）的前提下，介绍了两种自适应盲均衡算法：CMA算法和MMA算法，对这两种算法作了进一步的改进以适应高阶调制，并应用此改进算法对自适

6、应盲均衡技术作了性能仿真和分析。（4）本文最后对整个系统采用VHDL语言在FPGA平台上完成了硬件实现。根据设计要求和设计指标，研制了某高速调制解调系统，速率在600Mbps以上，着重对自适应预失真技术和自适应均衡技术完成了硬件实现和性能实测，最后对系统进行了性能实测。5关键词：卫星通信；LDPC；MAPSK；自适应数字预失真；自适应均衡6北京理工大学硕士学位论文AbstractWiththegrowthindemandformilitarycommunications,requirementsfortheinformationprocessingspeedb

7、ecomesveryhigh.Inrecentyears,manycountrieshavecarriedoutresearchonspacetechnologyforhigh-speeddatatransmissionover600Mbps.Settinginhigh-speedmodempre-researchproject,thispapertakesresearchandimplementationonkeytechnologiesofhigh-speedMAPSKsatellitecommunicationsystem.Astheneedsofhig

8、hpoweramplifierinsa