TD-SCDMA高空平台通信系统物理层关键技术研究

摘要

平流层高空平台通信系统覆盖范围广且组网灵活，具有良好的应用前景。本文提出了基于TD-SCDMA通信体制的高空平台平流层通信系统方案，旨在发挥平流层通信独特的优势并克服其存在的弊端，重点研究了平流层高空平台通信系统物理层关键技术。主要工作如下：
　　 1.提出了一种兼容地面移动通信系统的平流层通信系统方案，完成了网络规划以及物理层帧结构设计；对系统信道模型进行了分析。
　　 2.以高空平台半再生式处理方式为关键技术，描述了基于高空平台的上行同步流程，并阐述了上行同步实现方案。设计了平台发送端采用带限连续波时分复接(CWTDM)的方案，有效降低了平台处理信号的复杂度。
　　 3.阐述了地面关口站下行频偏校正以及样点定时同步方法；针对现有的TD-SCDMA地面网络采用的B.Steiner信道估计方法，提出了一种适合本系统的阈值后处理技术；搭建系统数字基带仿真平台，针对联合检测中的ZF-BLE和MMSE-BLE算法进行了性能仿真。
　　 4.按功能对本系统进行了模块划分，并对系统关键模块进行了FPGA设计，完成了平台发送端CWTDM模块、地面关口站样点定时同步模块以及信道估计模块的FPGA设计。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 高空平台通信系统发展现状

1.2 TD-SCDMA系统主要特点

1.3 课题研究背景和意义

1.4 本文主要研究内容和组织结构

第二章 TD-SCDMA高空平台通信系统方案

2.1 系统总体构成

2.2 系统网络规划

2.3 系统帧结构设计

2.3.1 系统时隙结构

2.3.2 系统的训练序列(midamble码)

2.3.3 上下行导频时隙

2.3.4 保护间隔

2.4 系统信道描述

2.4.1 多普勒频移

2.4.2 莱斯因子

2.5 半再生式信号处理技术

2.6 本章小结

第三章 高空平台通信关键技术

3.1 上行同步

3.1.1 上行同步建立

3.1.2 上行同步保持

3.1.3 上行同步仿真

3.2 带限连续波时分复接(CWTDM)

3.2.1 时分复接、分接原理

3.2.2 时分复接参数选择

3.2.3 CWTDM性能分析

3.3 本章小结

第四章 地面关口站关键技术

4.1 地面关口站接收与处理

4.1.1 下行频偏校正

4.1.2 样点定时同步

4.2 基于信道估计的联合检测

4.2.1 系统信道估计原理

4.2.2 B.Steiner信道估计方法

4.2.3 一种适合本系统的B.Steiner算法后处理技术

4.2.4 联合检测的系统模型

4.2.5 联合检测算法数学描述

4.3 仿真分析

4.3.1 系统仿真流程和参数

4.3.2 信道估计性能仿真

4.3.3 联合检测性能仿真

4.4 本章小结

第五章 系统关键模块FPGA设计

5.1 CWTDM复接FPGA设计

5.1.1 时钟产生模块

5.1.2 数据存取空间

5.1.3 控制模块

5.1.4 帧头添加模块

5.2 样点定时同步FPGA设计

5.2.1 多相滤波器组

5.2.2 滑动相关器

5.2.3 偏差估计模块

5.3 信道估计模块FPGA设计

5.3.1 midamble码提取模块

5.3.2 FFT模块

5.3.3 数据除运算模块

5.3.4 IFFT模块

5.4 本章小结

结束语

致谢

参考文献