空間編隊DS-UWB通信多用戶檢測與LDPC編譯碼研究.pdf

1、近年來,隨著人類對太空探索的腳步越走越遠(yuǎn),對空間技術(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,空間飛行器編隊飛行技術(shù)越來越凸顯其重要性。DS-UWB(Direct Sequence Ultra-Wideband)因其多址通信實現(xiàn)簡單、用戶容量大、信息傳輸速率高和抗干擾性強的特點,適用于空間編隊飛行器通信系統(tǒng)。本文搭建了空間編隊飛行器DS-UWB通信鏈路模型,并研究多址系統(tǒng)存在的多用戶檢測技術(shù)(Multiuser D

2、etection,MUD),利用低密度奇偶校驗碼(Low Density Parity Check,LDPC)進行系統(tǒng)的信道編碼。
　　首先,本文搭建了空間編隊飛行器DS-UWB通信鏈路模型,推導(dǎo)了通信鏈路方程,在此基礎(chǔ)上討論了信號脈沖波形對發(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。實驗仿真表明,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,針對空間編隊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)合的多用戶檢測算法,通過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。實驗

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)多用戶檢測算法,且計算復(fù)雜度與用戶數(shù)呈線性關(guān)系,實時處理數(shù)據(jù)能力強,適合應(yīng)用于空間編隊飛行器DS-UWB通信系統(tǒng)。
　　最后,考慮到空間編隊飛行器系統(tǒng)對通信高可靠性的要求,本文在系統(tǒng)中加入LDPC信道編碼。對LDPC碼構(gòu)造方法,編碼和譯碼算法進行了介紹與探討,通過仿真實驗,研究了碼長、譯碼算法和譯碼迭代次數(shù)等參數(shù)對LDPC碼性能的影響以及加入LDPC信道編碼后的空間