基于LEO衛(wèi)星系統(tǒng)的異步空時協(xié)同編碼研究.pdf

1、隨著技術的發(fā)展和通信需求的上升,人們的生活正在從地面向天空和太空擴展。為此,國內外都在打造空天地一體化信息網(wǎng)絡,為人們提供立體全方位通信服務。其中,衛(wèi)星通信在網(wǎng)絡的建設中占據(jù)著舉足輕重的地位,提供遠程信號中轉和無縫接入。本論文針對空天地網(wǎng)絡中衛(wèi)星移動通信應用和傳輸特點,研究衛(wèi)星通信中的分布式空時協(xié)同編譯碼技術。地面發(fā)送端對信號進行不同的編碼調制后發(fā)送到不同衛(wèi)星,信號經(jīng)多個中繼衛(wèi)星協(xié)同轉發(fā)到地面接收端。本文意在解決傳統(tǒng)“同步”空時編譯碼技

2、術在衛(wèi)星協(xié)同通信傳播時延差大的不適用性,研究在動態(tài)時延差下的分布式空時協(xié)同編碼,在存在定時誤差條件下獲得比傳統(tǒng)空間分集接收技術更高的編碼增益、更小的誤碼率、更高的信道可靠性、更高的傳輸效率。論文以應用需求為背景,針對低軌道衛(wèi)星通信的特性,研究空時協(xié)同編碼技術,進行理論研究與仿真驗證,為空時協(xié)同編碼在衛(wèi)星通信以及空天地一體信息網(wǎng)絡中的實際應用打下基礎。
　　協(xié)同通信是多個單天線中繼設備協(xié)作提供虛擬多天線,各個中繼相互協(xié)作轉發(fā)信號實現(xiàn)

3、協(xié)作分集和空間分集,采用分布式空時編碼提高傳輸效率和傳輸可靠性。衛(wèi)星協(xié)同通信中,信號經(jīng)過不同中繼轉發(fā)后歷經(jīng)不同的信道,到達接收端時可能存在定時誤差,中繼衛(wèi)星大空間中的分布造成定時誤差會有較大的動態(tài)變化,構成異步通信,嚴重影響誤碼性能。
　　針對以上問題,本文首先在接收端對信道特性和時延差有較精確估計的前提下,提出了多個連續(xù)碼元信號線性組合,合并成具有較高速率的編碼形式,再經(jīng)過正交頻分復用調制廣播或指向性的傳輸?shù)街欣^,中繼對信號進行

4、共軛或時域逆序處理后放大前傳,接收端需要采用最大似然解碼。仿真結果表明,相同編碼速率條件下線性組合后的編碼具有較低的誤比特率,而且編碼速率也提高了。之后,在接收端對動態(tài)變化的衛(wèi)星信道的估計存在問題的前提下,引入差分編碼減小解碼對信道特性細節(jié)的依賴性。碼分多址接入系統(tǒng)中采用擴頻碼對不同用戶加以區(qū)分保證有限的頻率和時間資源的共享。本文用同樣的方法將來自不同中繼衛(wèi)星的信號視作不同的用戶,采用不同的正交擴頻碼對不同中繼轉發(fā)信號進行標記,接收端借