【摘 要】
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为了实现在任何场景下都能拥有高质量的通信服务,建立空天地一体化信息网络成为了当前的研究热点,其中卫星通信是其重要的组成部分。但是卫星信道具有频率选择性衰落和频带资
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为了实现在任何场景下都能拥有高质量的通信服务,建立空天地一体化信息网络成为了当前的研究热点,其中卫星通信是其重要的组成部分。但是卫星信道具有频率选择性衰落和频带资源紧张等问题,而正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiple,OFDM)是一种特殊的多载波传输技术,拥有抗频率选择性衰落能力,并有较高的频谱利用率,因此在卫星通信中使用OFDM传输技术具有重要意义。同时由于传统的通信设备都是针对固定通信功能设计的,其结构相似但是互通性、灵活性相对较差,无法满足无线通信技术的高速发展,针对此问题,本课题提出了使用可重构性强和灵活度高的软件无线电平台。本文主要工作是设计并实现一个基于OFDM技术的卫星通信系统。首先分析了OFDM技术的调制与解调原理,并阐述了各种类型的信道衰落,简要梳理了C.Loo、Corazza和Lutz卫星信道模型。接着对卫星OFDM物理层进行规划,同时研究了最小二乘(Least Squares,LS)信道估计算法,并在MATLAB中对系统进行建模,分析了其在AWGN信道下的性能;并根据卫星信道特性,使用软件对C.Loo、Corazza和Lutz等卫星信道模型进行仿真,对Lutz信道模型中的Markov状态转移过程进行分析。之后对基于Zed Board和AD9361构成的软件无线电平台进行评估,综合考虑三种软件无线电设计方案的优缺点,最终确定使用Simulink模块化方案实现此系统。最后在Zed Board和AD9361构成的软件无线电平台上对基于OFDM的卫星通信系统和其关键技术进行实现。通过对不同大气环境下的综合信道传输实验结果分析,表明此OFDM技术的卫星通信系统设计成功,该硬件平台功能正常。此系统对研究基于OFDM系统的卫星通信和软件无线电产品开发有着重要的价值和意义。
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