小卫星直接序列扩频通信系统方案设计及仿真

摘要

星地和星间通信是现代小卫星和小卫星编队飞形的一项关键技术。而扩频通信技术与常规的通信技术相比，具有低截获率、抗噪声、抗干扰、信息隐蔽和多址通信等特点，成为进入信息时代的三大技术通信的传输方式之一。因此如何运用扩频技术实现小卫星通信具有非常重要的意义。
　　本文将直序扩频通信技术应用于小卫星通信并对其关键技术进行了深入探讨，尤其是对系统的信道模型，调制技术和同步技术进行了详细的分析和性能评估。在比较和分析中，建立了接近于真实系统的星地链路模型，确立了4π-QPSK调制技术并解决了在大频偏、低信噪比条件下的伪码捕获问题。最后基于systemview软件建立了一个完整的直接序列扩频仿真系统。全文的主要工作分为以下四个部分。
　　基于信道概率分布模型对信道进行了仿真和分析并分析了多径衰落和多普勒频移对小卫星通信的影响。为了提高信道模型的真实度，针对信道经验模型COST207，采用动态仿真软件systemview对其进行了仿真验证。
　　给出了完整的发送和接收系统的系统框图，比较、分析了两种扩频码m序列和GOLD序列的性能；采用了一种新兴的调制解调方式4π-QPSK并对其性能进行数学仿真分析；而后验证了卷积编码和交织技术对扩频系统性能的改善。
　　对各种伪码捕获方法进行了比较和分析，提出了一种适用于小卫星的伪码捕获算法，实现了在低信噪比、高动态情况下的伪码捕获。用迟早门实现了伪码跟踪。并使用costas锁相环实现载波同步。
　　在前文理论和算法研究的同时，针对其中一种算法进行systemview仿真，并搭建整个通信系统，验证了算法的正确性和工程实现的可行性。
　　在回顾本文内容的基础之上，针对文章的理论分析和仿真结果，结合实际中的问题，探讨今后工作改进的方法。

目录

小卫星直接序列扩频通信系统方案设计及仿真

THE SCHEME DESIGN OF MICRO-SATELLITE DSSSCOMMUNICATION SYSTEM AND SIMULATION

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题的背景目的及意义

1.2 卫星通信的应用与发展

1.3 扩频技术应用与发展

1.4 小卫星扩频通信的关键技术

1.5 本文的主要研究内容

第2章 小卫星通信信道模型建模与仿真

2.1 小卫星通信信道

2.2 小卫星通信信道建模与仿真

2.3 本章小结

第3章 小卫星直序扩频系统关键技术分析

3.1 扩频码的仿真分析

3.2 pi/ 4 -QPSK 仿真及性能分析

3.3 卷积编码与交织对系统性能的改善

3.4 本章小结

第4章 小卫星直接扩频通信系统的同步算法研究

4.1 捕获算法分析研究

4.2 跟踪算法分析

4.3 本章小结

第5章 小卫星直序扩频通信系统仿真研究

5.1 参数设置

5.2 通信系统系统框图

5.3 小卫星直接序列扩频通信系统

5.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢