哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
目录
摘要................................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................................ II 第1章绪论 . (1)
1.1 课题来源及研究的目的和意义 (1)
1.1.1课题来源 (1)
1.1.2课题研究的目的和意义 (2)
1.2 国内外发展现状 (5)
1.2.1中继技术研究现状 (5)
1.2.2网络调制技术的研究现状 (6)
1.3 本文研究内容 (7)
第2章加性高斯白噪声信道下的网络调制技术 (10)
2.1 引言 (10)
2.2 网络调制技术 (10)
2.2.1网络调制系统模型 (10)
2.2.2网络调制星座映射规则 (12)
2.3 网络调制中常用调制类型介绍 (15)
2.3.1二相相移键控BPSK(Binary Phase Shift Keying) (15)
2.3.2四相相移键控QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) (18)
2.3.3正交振幅调制QAM(Quadrature Amplitude Modulation ) (20)
2.4 本章小结 (21)
第3章网络调制技术的误码率与吞吐量的公式推导 (23)
3.1 引言 (23)
3.2 网络调制技术中推导误码率的基本原理 (23)
3.2.1误码率参数设置 (24)
3.2.2误码率的递归公式 (26)
3.2.3误码率公式仿真结果 (31)
3.3 吞吐量公式推导 (32)
3.3.1网络调制技术的传输机制 (32)
3.3.2吞吐量的公式推导 (33)
3.3.3系统吞吐量的仿真结果与分析 (35)
3.4 本章小结 (37)
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
第4章网络调制技术在深空通信中的应用 (39)
4.1 引言 (39)
4.2 网络调制技术应用于深空通信可行性分析 (39)
4.3 网络调制技术的中继选取标准 (40)
4.3.1月地系通信链路中的中继选取原则 (40)
4.3.2月地系拉格朗日点 (41)
4.4 月地链路传输仿真结果与分析 (43)
4.5 本章小结 (46)
结论 (48)
参考文献 (50)
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 (53)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (54)
致谢 (55)
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
第1章绪论
1.1 课题来源及研究的目的和意义
1.1.1课题来源
深空探测已成为人类主要航天活动之一，是开发空间资源、开拓生存空间的有效手段[1]。而作为深空探测任务顺利进行的重要保证和我国空间科学发展的重要组成部分，深空通信更是值得深入研究。进入21世纪，人类探测深空的脚步已逐步加快，将目标锁定在距离非常遥远的深空探测上，深空探测可以使得人类保护地球、了解宇宙、寻找新的生活家园的美好愿景得以实现，因此全球对于深空探测技术给予了很高的关注度[2,3]。
我国于2008年发射天链一号数据中继卫星，通过一段时间在轨运行，现已验证其正常工作，此项壮举为我国在天基信息传输领域奠定了重要基础[4]。深空通信链路是极其复杂的，在如此复杂和远距离的通信过程中，深空通信链路不可避免的具有极大的自由空间衰减以及大气层的损耗，严重的雨衰等等因素,这些因素都对通信质量造成极大的干扰与破坏[5]。在如此差的信道条件下，如果仍采用传统的直接链路进行数据和图片的传输，那么在地球站接收到的来自探测器发送的信号会产生严重失真，此时很难恢复出其正确的原始信息，从而会产生极高的误码率。为解决此种问题，我们提出了采用中继卫星辅助传输的策略，随着深空探测距离的不断增加，传统的数据传输手段大大受到限制，而引入中继通信则可以相对缩短收发器间的距离，从而可以有效改善传输性能，充分利用单个中继卫星对于数据的存储和转发功能具有重大意义。随着深空探测得到的数据和图片数量不断增加，下线链路进行信息数据的回传量也大幅提高，而空间探测器由于体积、质量等限制，其内存是有限的，因此提高数据下行传输的吞吐量是刻不容缓需要解决的问题。本文采用网络调制来提升传输的吞吐量，将待传输的信息比特进行叠加调制并广播出去，通过中继处理转发的方式辅助信息传输，继而到达提升吞吐量的目的[6,7]。
本课题分别来源于以下两个项目：国家自然科学基金青年基金项目“基于中继协作的深空通信文件传输机理研究”(编号61102083)以及国家自然科学基金重点项目“面向深空探测的通信理论与关键技术”(编号61032003)。