卫通高速数传解调技术研究

【摘要】：调制解调技术是卫星数据传输系统的核心技术之一，特别是对于高码速率数传系统而言，这是关键。随着我国航天事业的飞速发展，对卫星到地面的实时传输速率要求越来越高，但到目前为止，国内上百兆数据数率的卫通数传调制解调器还没有研制出来。所以研究开发高速卫星通信数传调制解调，并将其作为我的学位论文课题具有深远的意义。 本论文以150Mbps卫星通信数传为课题背景，对解调技术进行了深入的研究。解调技术因为涉及到载波同步和码元定时两个关键技术，而成为调制解调技术乃至整个数传系统中的重点和难点。 本文首先在第二章对各种调制解调方式进行了深入的对比研究，参考和借鉴了国外相同领域的研究成果，从星上载荷的具体条件限制，诸如低功耗、小体积、高速宽带、实现容易、工作可靠等方面考虑，选择了技术成熟、实现复杂度适中、可实现好、具有较强抗干扰能力的QPSK体制。由于数字器件本身的速度限制，当前还很难实现码速率为150Mbps的全数字解调，所以必须采用并行处理的方式来实现解调算法。第三章对载波恢复和码元同步技术进行了较深入的探讨，采用频率捕获和相位跟踪相结合的方法实现载波恢复，高斯噪声引起的频差和相差由数字COSTAS锁相环跟踪，在大频偏情况下靠前面的频率跟踪器牵引本地载波进入锁相环的捕获范围；由于采用了并行解调技术，每个单元的处理速率已大为降低，所以，码元同步可以利用采样得到的样值点直接计算定时误差，利用此误差，通过插值算法计算出最佳判决点的信号值。这种方法比反馈环法定时精度高，定时误差捕获快，并且不需要时钟源，不占用片内硬件资源，适合于全软件化设计要求。第四章对本文讨论的部分内容进行了算法仿真，并对仿真结果进行了分析。