FQPSK调制与多元LDPC码的联合编码调制研究

摘要

深空探测是人类在新世纪的三大航天活动之一，深空探测集中显示了一个国家的科技发展水平和综合国力。深空通常是距离地球几十万至数千万公里以外的空间，通信具有距离远、信噪比极低、传输时延很长，环境复杂以及功耗要求严格等特点，从而对深空通信系统的信道纠错编码、调制等关键技术提出了更高的要求。为了适应未来深空通信技术低发送功率、高增益、更高数据速率、低实现复杂度为主要特征的发展需求，本文采用了适用于深空通信的编码调制方式——LDPC码联合FQPSK调制，并分析其性能和实用性。
　　 本论文首先介绍了当前深空通信的编码调制技术的现状与发展，阐述了以往的深空通信中的编码和调制技术的方案和局限性，提出LDPC码和FQPSK调制的优越性和发展前景。第二章描绘了LDPC码的奇偶校验矩阵的图形表示、生成方式和译码方法，并比较二元LDPC码和多元LDPC码的优越性和实现问题。第三章在介绍FQPSK调制的方案的由来、改进和发展的基础上，对其进行了功率谱分析，介绍了一些常规的解调方案。
　　 第四章主要研究了FQPSK的MAP解调方案，FQPSK的调制方案采用了卷积编码的结构，并根据编码输出选择波形，根据波形的差异性和发送端的映射方案，在接收端，采用近似匹配滤波器进行相关运算，根据联合概率的分析，得出FQPSK的MAP解调方案，并仿真其性能，在10-5，比Viterbi解调有1.5dB的增益，同时，MAP解调方案和LDPC码的联立，软信息的提取，得到了保证。为了较大的提高系统的增益，在发送端，发送重复码元，在接收端采用级联方案的迭代解调，可以明显的提高通信系统的性能。
　　 第五章提出了LDPC码和FQPSK调制的联合编码调制方案，并其中比较了二元LDPC码和多元LDPC码分别和FQPSK调制联立的性能，结果分析，多元LDPC码有更优异的性能，这里使用了四元LDPC码，采用码长和码率不同的多元LDPC码和FQPSK调制的联立，系统有很强的稳定性，适于深空通信中的性能需要。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略语

声明

第一章 绪论

1.1 深空通信的环境概述与发展

1.1.1 深空通信中编码技术的发展

1.1.2 深空通信中的调制技术

1.2 本论文的主要研究工作

第二章 LDPC码的概述

2.1 LOPC码的描述

2.1.1 LDPC码的结构和图模型表示

2.2 LDPC码的编码构造

2.2.1 Gallager方法构造的LDPC码

2.2.2 Mackay方法构造的LDPC码

2.3 LDPC码的概率译码

2.3.1 软判决译码的基本原理

2.3.2 LDPC码译码的BP算法

2.4 多元LDPC码的描述

2.4.1 多元LDPC码的构造

2.4.2 多元LDPC码的译码

2.4.3 多元LDPC码的优劣性分析

第三章 FQPSK的调制原理

3.1 高带宽效率数字调制技术的发展

3.2 FQPSK的由来与发展

3.2.1 LJF-QPSK调制

3.3网格编码的FQPSK调制

3.3.1 FQPSK的调制方案

3.3.2 FQPSK调制的性能分析

3.3.3 FQPSK的常规的解调方法

第四章 FQPSK的MAP解调的研究

4.1 卷积码的MAP译码

4.2 FQPSK的MAP解调

4.3 FQPSK的MAP解调方案的发展

4.4 FQPSK的各种解调方案的分析

第五章 FQPSK调制与LDPC码的联合研究

5.1 适合深空通信环境的编码调制方式

5.2 二元LDPC码级联FQPSK调制的性能分析

5.3 多元LDPC码级联FQPSK调制的性能分析

5.4 方案的选取

第六章 结束语

6.1 本文的研究工作

6.2 下一步的研究工作

致谢

参考文献

个人简历

攻硕期间取得的研究成果