空間編隊(duì)DS-UWB通信多用戶檢測(cè)與LDPC編譯碼研究.pdf

1、近年來(lái),隨著人類對(duì)太空探索的腳步越走越遠(yuǎn),對(duì)空間技術(shù)也提出了更高的要求,在單兵作戰(zhàn)的飛行器已不能滿足探索需求情況下,空間飛行器編隊(duì)飛行技術(shù)越來(lái)越凸顯其重要性。DS-UWB(Direct Sequence Ultra-Wideband)因其多址通信實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、用戶容量大、信息傳輸速率高和抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn),適用于空間編隊(duì)飛行器通信系統(tǒng)。本文搭建了空間編隊(duì)飛行器DS-UWB通信鏈路模型,并研究多址系統(tǒng)存在的多用戶檢測(cè)技術(shù)(Multiuser D

2、etection,MUD),利用低密度奇偶校驗(yàn)碼(Low Density Parity Check,LDPC)進(jìn)行系統(tǒng)的信道編碼。
　　首先,本文搭建了空間編隊(duì)飛行器DS-UWB通信鏈路模型,推導(dǎo)了通信鏈路方程,在此基礎(chǔ)上討論了信號(hào)脈沖波形對(duì)發(fā)射功率的影響,并研究了DS-UWB通信系統(tǒng)用于空間遠(yuǎn)距離通信的可行性。實(shí)驗(yàn)仿真表明,在滿足系統(tǒng)誤碼率要求的前提下,發(fā)射功率隨著高斯脈沖階數(shù)的上升而增加,選擇1階高斯脈沖作為脈沖波形的DS-U

3、WB通信系統(tǒng)的發(fā)射功率最小;可通過(guò)減小信息傳輸速率或加大發(fā)射功率的方式提高空間飛行器通信距離。
　　其次,針對(duì)空間編隊(duì)DS-UWB通信系統(tǒng)中存在的多址干擾(Multiple Access Interference,MAI),本文提出一種基于最優(yōu)判決函數(shù)映射和次優(yōu)算法聯(lián)合的多用戶檢測(cè)算法,通過(guò)受多址干擾影響碼元和不受多址干擾影響碼元在映射空間中的權(quán)值所在范圍不同,區(qū)分出這兩類碼元,兩類碼元范圍界限由聯(lián)合的次優(yōu)算法的輸出向量確定。實(shí)驗(yàn)

4、結(jié)果表明,本文算法在誤碼率、用戶容量和抗遠(yuǎn)近效應(yīng)方面都非常接近最優(yōu)多用戶檢測(cè)算法,且計(jì)算復(fù)雜度與用戶數(shù)呈線性關(guān)系,實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)能力強(qiáng),適合應(yīng)用于空間編隊(duì)飛行器DS-UWB通信系統(tǒng)。
　　最后,考慮到空間編隊(duì)飛行器系統(tǒng)對(duì)通信高可靠性的要求,本文在系統(tǒng)中加入LDPC信道編碼。對(duì)LDPC碼構(gòu)造方法,編碼和譯碼算法進(jìn)行了介紹與探討,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn),研究了碼長(zhǎng)、譯碼算法和譯碼迭代次數(shù)等參數(shù)對(duì)LDPC碼性能的影響以及加入LDPC信道編碼后的空間