S波段低信息速率卫星应急通信系统基带设计

摘要

应急通信是一组具有多种通信方式，并且以满足自然或人为等突发事件时的特殊通信需求的通信手段和机制，而卫星通信一直是通信技术领域不可或缺的技术，技术特性非常适合应急通信系统的要求。然而，由于卫星转发器功率有限，使得卫星通信系统通常采用面天线，从而造成设备体积庞大，不便携带。此外，L/C波段频率资源日趋紧张，而S波段资源利用不够。因此，本文以满足抢险救灾等突发事件的应急通信、监控监测与测量数据的回传等需求为背景，对S波段低信息速率卫星应急通信系统进行了探索和研究，以解决特殊场景下进行通信的问题。
　　首先，通过对应急通信的研究现状进行了详细分析，介绍了卫星通信在应急通信等特殊应用场景下的需求，同时介绍了一些常用的卫星通信系统及其发展方向。
　　其次，论证了在S波段上构建低信息速率卫星应急通信系统的可行性，对S波段的划分和使用条件进行了深入的分析和探讨，通过研究整个S波段卫星通信系统的传输链路以及传输体制，提出了应构造一类新型的低信息传输速率的卫星应急通信系统，系统必须采用扩频增益（约40dB左右）较高的扩频技术，使用微小型终端及微小型天线，同时应支持移动通信以提供高度的灵活性，并给出了系统用户的最大容量。
　　然后，研究了语音编码压缩算法，并设计出基于600bps编码速率的声码器的语音通信流程，同时对系统的同步技术也进行了研究，利用载波环相干积分时间与传输数据的信息速率具有的内在关系来实现位同步，通过集中插入八个固定的同步码将接收端解调出的数据进行正确的分组，同时判别出这些数据比特是否存在180°反相完成帧同步，设计出基于FPGA的S波段低信息速率卫星应急通信系统的调制基带，以及采用导航芯片实现的解调基带硬件实现方案。给出了系统组成框图、内部组成模块和工作流程，讨论了各模块的芯片选型及实现功能，并设计了多用户接收设备的硬件实现方案，给出了用户扩频码的分配情况。
　　最后，介绍了S波段低信息速率卫星应急通信系统的试验情况，给出了在中星-6A转发器不同工作模式下的实测数据，表明了整个通信系统的可行性和正确性，分析了通信系统调制模块在室内场景下为应急通信提供位置服务的应用，并给出了具体的电文格式和试验结果。

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第1章 绪论

1.1研究背景和意义

1.2国内外发展现状

1.3本文主要工作及章节安排1.3.1本文主要工作

第2章 S波段低信息速率卫星应急通信系统架构

2.1 S波段频率资源介绍

2.2 S波段卫星应急通信系统链路预算

2.3系统容量计算

2.4本章小结

第3章 S波段低信息速率卫星应急通信系统基带设计

3.1系统关键技术研究

3.2系统基带方案设计

3.3本章小结

第4章 试验与应用扩展

4.1闭环与上星试验

4.2室内定位中的应用

4.3本章小结

第5章 总结与展望

5.1本文工作总结

5.2展望

致谢

参考文献

附录