深空通信中基于中继的网络调制技术

摘要

网络调制技术是一种根据发送信息的相对重要性而建立的保护度机制，其系统模型为基于中继的三点式网络拓扑结构。在本篇论文中，首次将网络调制技术应用于深空通信中，提出了深空通信中一种基于中继的网络调制拓扑结构，主要目的在于折中系统可靠性与有效性，即在保证一定系统可靠性的前提下，大幅度提升系统有效性。研究的主要内容包括：网络调制技术的星座映射规则、不同映射规则及不同解调方法所带来系统性能影响、衡量系统可靠性及有效性的两个重要指标：误码率以及吞吐量的计算原理及公式推导这三个方面。
　　本文对网络调制技术的系统模型、传输机理以及星座点映射规则做了详细介绍。网络调制技术的不同星座点映射规则及不同的解调方法对系统性能影响是不同的，本文以三跳链路中某一链路采用Gray映射的8PSK网络调制技术为例，提出了整体解调法及逐位解调法，并对两种不同的解调方法进行了Matlab仿真，通过对仿真结果进行分析，得出的结论是采用逐位解调法可以降低系统误码率。
　　对系统误码率及吞吐量的计算公式进行了推导仿真。误码率及吞吐量是系统可靠性及有效性的主要表现形式，本文提出利用递归方法推导出在加性高斯白噪声信道条件下通用分层 PAM误码率公式，并对不同星座点映射规则的网络调制技术进行了Matlab仿真及结果的分析比较。对于吞吐量的求解方法，利用网络调制的传输模型，以香农第二极限定理为依据，推导出网络调制系统吞吐量的求解公式，并应用Matlab仿真对采用不同调制类型的网络调制的系统吞吐量进行了分析对比。
　　通过仿真验证了网络调制技术应用于深空通信链路中可提升系统性能。以月地系通信链路为例，选取月地系拉格朗日 L1点作为中继卫星的位置，通过Matlab仿真，把系统采用网络调制技术、直传链路调制以及单中继两跳链路调制这三种不同传输方式所得出的不同吞吐量曲线绘制在一幅图中。通过对结果分析比较可得出结论：网络调制技术应用于深空通信中可有效提升系统吞吐量，从而有效解决了深空通信中低有效性的难题。

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第1章 绪 论

1.1 课题来源及研究的目的和意义

1.2 国内外发展现状

1.3 本文研究内容

第2章 加性高斯白噪声信道下的网络调制技术

2.1 引言

2.2 网络调制技术

2.3 网络调制中常用调制类型介绍

2.4 本章小结

第3章 网络调制技术的误码率与吞吐量的公式推导

3.1 引言

3.2 网络调制技术中推导误码率的基本原理

3.3 吞吐量公式推导

3.4 本章小结

第4章 网络调制技术在深空通信中的应用

4.1 引言

4.2 网络调制技术应用于深空通信可行性分析

4.3 网络调制技术的中继选取标准

4.4 月地链路传输仿真结果与分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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