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《西安电子科技大学》 2008年
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深空通信中微弱信号接收检测方法研究

张桂华  
【摘要】: 深空测控通信系统对在遥远的空间探测器进行通信、测量和控制,包括跟踪、遥测、指令控制和数传,对深空探测器的整个飞行过程进行测控以保证其飞行轨道的准确,并获取探测过程中的回传科学信息。本文在对深空测控系统通信体制的特点分析的基础上,研究了高增益信道编码和微弱信号的接收处理等关键技术提出了一系列适用于深空探测的信道编码和微弱信号接收的新方法。 针对深空探测实际需求,提出了一种易于工程实现的Turbo码编译码算法。该方法采用线性拟合Log-Map算法有效逼近Log-Map算法,大大减少了计算量;应用二次置换多项式交织器,有效地解决了并行译码的访问冲突问题,缩短了Turbo码译码时延。该算法性能优良,算法简单,解交织与交织结构相同,所需存储空间少,易于硬件实现。 综合EXIT图法和自适应微粒群优化(APSO)算法的优点,提出了一种基于EXIT图和APSO算法的非正则LDPC码度分布对优化方法。该方法设计了衡量EXIT曲线匹配程度的全局代价函数,并运用APSO算法对度分布对进行快速迭代优化,迭代过程中不需要固定CND曲线,可以获得EXIT曲线更加匹配的优化度分布对,以及更高的噪声门限。仿真结果表明,该方法在码结构优化方面有着很好的性能,且优化速度较高斯逼近法有了很大的提高。 在针对围长的校验矩阵构造方法中,提出了一种新的QCE-PEG算法,给出了实现具体步骤和设计实例。该算法将构造过程分解,结合准循环扩展技术和渐进边增长构造方法的优点,既能满足度分布对的需要,又保证了平均围长尽可能大的要求,提高了LDPC编码的速度和性能。用该方法设计的中短长度非正则LDPC码,其性能优于渐进边增长方法构造的PEG码,且设计简单,编码快速,便于工程实现。 为进一步提高LDPC纠错性能,在基于QCE-PEG构造校验矩阵基础上,研究了以LDPC码为水平码、单奇偶校验码为垂直码的LDPC-SPC联合编码技术,有效地降低了LDPC码的译码门限与误码平层,能够在较短码长就能达到在信噪比0.7dB下误比特率为10-5,大大减少存储空间,满足深空探测要求。 为解决深空测控领域中低信噪比下微弱信号的捕获、跟踪问题,实现高精度测速、测距功能,设计了微弱信号接收机方案。采用二维捕获方案,并行捕获下行信号的多普勒频率和多普勒频率变化率;利用二阶锁频环和三阶锁相环联合工作方式进行载波跟踪。系统性能满足深空探测指标要求。 最后对全文进行了总结,并对后续工作进行了展望。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN927

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【引证文献】
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1 卢辉斌;祝利轻;易学顶;杨雪峰;;基于MDCFT的高动态载波捕获算法改进[J];计算机安全;2010年08期
2 祝利轻;卢辉斌;易学顶;杨雪峰;;基于DMFT的高动态载波捕获算法的改进[J];数据采集与处理;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
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2 王博;章坚武;包建荣;;深空通信低信噪比解调技术进展[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会论文集(中册)[C];2012年
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【参考文献】
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【共引文献】
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10 罗俊;周峰;;基于CDMA的电力远程抄表物联网应用[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(下册)[C];2011年
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1 李攀登;基于OFDM的弹性波透地通信中调制技术的研究[D];山东科技大学;2010年
2 陈红娟;基于Turbo码实现BMP图像的信息隐藏研究[D];郑州大学;2010年
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4 苏新明;Turbo码译码算法与交织器的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
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7 贾龙真;MIMO系统中的检测技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
8 张勇;HARQ技术研究及其在1xEV-DO中的应用[D];解放军信息工程大学;2010年
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【同被引文献】
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2 董永强,陶然,周思永,王越;基于分数阶傅里叶变换的SAR运动目标检测与成像[J];兵工学报;1999年02期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年
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1 王松;测控应答机及皮卫星工程化的研究[D];浙江大学;2006年
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【二级参考文献】
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10 黄湧,朱琦,酆广增;一种改进的DRP交织器及其在IEEE 802.16a中的应用[J];通信学报;2005年05期
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6 褚英志;徐博;;我国独立火星探测设想[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第五届学术年会论文集[C];2008年
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9 胡春海;光纤荧光温度传感器理论和实验研究[D];燕山大学;2004年
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3 杨炜;Turbo编解码及其在第三代移动通信中的应用研究[D];吉林大学;2007年
4 王海燕;基于Turbo码的OFDM系统信道编码技术研究[D];中国石油大学;2007年
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6 肖学云;信道编码的研究及其在TD-SCDMA中的应用与实现[D];北京邮电大学;2006年
7 韩亚辉;Turbo码编译码关键问题的研究[D];西安电子科技大学;2004年
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