新一代数字卫星广播链路参数获取及干扰适应能力分析

摘要

新一代数字卫星广播标准(DVB-S2)是当前面向各种宽带卫星应用的最新标准，性能优越、适应业务能力性强、能满足用户的各种卫星应用需求，在民用和军用领域都得到了广泛的应用。由于新一代数字卫星广播标准融合了近二十年中通信技术发展的最新技术，如BCH和LDPC级联的纠错编码方式、16APSK和32APSK的调制方式、可变编码调制和自适应编码调制的工作模式，当前链路信号处理手段无法有效地对新一代数字卫星广播链路参数进行获取，也缺乏对干扰适应能力的分析方法。本文围绕着新一代数字卫星广播链路参数获取和干扰适应能力中的一系列关键问题展开研究，主要内容如下：
　　第二章针对新一代数字卫星广播链路物理层参数获取和链路识别等问题展开研究。链路物理层参数是整个链路参数获取的基础，只有获得了物理层参数才可以进一步进行数据链路层参数的获取，而利用物理层参数的链路识别方法计算量小，容易实现。首先，建立新一代数字卫星广播接收链路模型和APSK调制模型，提出半径星座图的概念，利用广义最大似然比检测实现调试样式的识别；然后，提出了利用纠错编码帧长识别新一代数字卫星广播链路的方法，并定义了帧长判别变量，提出了帧长判别的新方法；最后，建立新一代数字卫星广播链路信噪比估计的数学模型，提出信噪比估计变量的定义，并推导得出不同调制样式相应的信噪比估计公式。
　　第三章研究了新一代数字卫星广播链路物理层帧头起始时刻估计的问题。物理层帧头起始时刻标志了传输数据的起始，也标志了数据链路层扰码序列和纠错编码帧的起始，是数据链路层参数获取的重要条件。该章重点研究适用于非合作通信的非数据辅助物理层帧头起始时刻估计方法。首先，详细介绍了当前几种重要的数据辅助物理层帧头起始时刻估计方法；然后，利用物理层帧头相位差分的性质，提出一种非线性算子，将当前数据辅助类帧头起始时刻方法转化为非数据辅助类方法，并给出各种转化后的检测变量的具体表达式；最后，提出一种充分利用物理层帧头相位差分性质的非数据辅助帧头起始时刻估计方法，该方法具有较好的估计性能。
　　第四章研究了新一代数字卫星广播链路数据链路层参数的估计问题。分别针对物理层扰码序列和纠错编码参数的获取展开研究。首先，针对新一代数字卫星广播链路采用的复加扰方式，构造扰码序列的等价序列，提出等价序列的估计变量，并给出了检测门限的确定方法，该方法首次解决了复加扰方式扰码序列的获取问题。针对数据链路层纠错编码的长度较长，编码过程复杂，从而造成直接估计编码参数十分困难的问题，提出利用码率来判别纠错编码参数的思想，并推导出线性分组码奇偶校验位的统计偏差，结合广义最大似然比检测，实现了码率的估计，该方法实现简单，计算量小，容错能力强，扩展性好。
　　第五章针对新一代数字卫星广播链路的干扰适应能力进行了分析。从压制干扰和欺骗干扰两个角度出发，分别针对物理层帧头和数据区进行了系统的干扰适应能力分析。首先，分析了物理层帧头对压制干扰的适应能力，干扰样式包括?2-BPSK调制干扰、QPSK调制干扰和转发干扰，分别针对物理层帧头不同部分的影响进行了研究，干扰适应能力的分析充分考虑了物理层帧头不同部分的不同作用。然后，分析了对欺骗干扰的适应能力，同时考虑了对物理层帧头欺骗干扰和对数据区欺骗干扰的适应能力，根据干扰目的的不同提出了不同的干扰适应能力评估变量。

目录

声明

缩略词

第一章 绪论

1.1课题背景和研究意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作和内容安排

第二章 新一代数字卫星广播链路物理层参数估计及链路识别

2.1 引言

2.2 新一代数字卫星广播链路调制样式识别

2.3 新一代数字卫星广播链路的识别

2.4 新一代数字卫星广播链路信噪比估计

2.5 仿真实验及结果分析

2.6 本章小结

第三章 新一代数字卫星广播链路物理层帧头起始时刻估计

3.1 引言

3.2 数据辅助物理层帧头起始时刻的估计方法

3.3 非数据辅助物理层帧头起始时刻估计方法

3.4 仿真实验及结果分析

3.5 本章小结

第四章 新一代数字卫星广播链路数据链路层参数估

4.1 引言

4.2 新一代数字卫星广播链路物理层扰码序列恢复

4.3 新一代数字卫星广播链路码率的估计

4.4 仿真实验及结果分析

4.5 本章小结

第五章 新一代数字卫星广播链路干扰适应能力分析

5.1 引言

5.2 新一代数字卫星广播链路物理层帧头对压制干扰的适应能力分析

5.3 新一代数字卫星广播链路对欺骗干扰的适应能力分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果

作者在学期间参与的科研项目

附录A 式(2.54)中分子和分母独立的证明