CDMA低軌衛(wèi)星通信中載波同步技術(shù)的研究.pdf

1、摘要CDMA低軌衛(wèi)星通信中載波同步技術(shù)的研究勿04828o付文武(微電子學(xué)與固體電子學(xué)〕指導(dǎo)老師:周依林(研n:勛摘要隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，CDMA低軌道(LEO)小I星通信系統(tǒng)越來越受到重視。衛(wèi)星信道多普勒效應(yīng)造成的接收信號(hào)頻率偏移是低軌道小衛(wèi)星通信的特點(diǎn)之一。本文對(duì)大多普勒頻移情況中，下行信號(hào)載波頻率同步估計(jì)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究。由十多普勒頻移是低軌道小衛(wèi)星信道傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，首先從衛(wèi)星移動(dòng)信道的傳輸特性出發(fā)，分析了多普勒效應(yīng)的形

2、成及其特性，以及多普勒效應(yīng)對(duì)傳輸信號(hào)的影響:在此基礎(chǔ)上，根據(jù)最大似然準(zhǔn)則的統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理理論，對(duì)參數(shù)估計(jì)算法進(jìn)行了分析，得到了接收信號(hào)參數(shù)估計(jì)的基木方法，為接收信號(hào)頻率同步估計(jì)的設(shè)計(jì)打下理論基礎(chǔ)之后簡(jiǎn)要介紹了CDMA通信系統(tǒng)原理和信號(hào)模型，特別對(duì)同載波頻率估計(jì)密切相關(guān)的擴(kuò)頻序列同步方法進(jìn)行了分析從多普勒載波頻偏對(duì)CDMA接收信號(hào)的影響入手，設(shè)計(jì)了采用時(shí)延頻率二維搜索輔助的反饋環(huán)路載波頻率同步估計(jì)方法，對(duì)估計(jì)方法的算法結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分析和仿

3、真。所設(shè)計(jì)的載波頻率估計(jì)方法，把頻偏估計(jì)分成時(shí)問頻率二維聯(lián)合檢測(cè)和后級(jí)剩余頻率同步估計(jì)部分，通過串并結(jié)合的算法結(jié)構(gòu)、選擇合適的搜索算法以及有效增大頻率間隔等方法來實(shí)現(xiàn)在大多普勒偏移情況下的載波頻率估計(jì)，具有較低的平均檢測(cè)時(shí)間性能，并達(dá)到減小捕獲誤差的目的，而且系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單?！娟P(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)，多普勒，頻率估計(jì)，同步中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信忠技術(shù)研究所碩士學(xué)位論文CDMA低軌衛(wèi)星通信中載波司步枝術(shù)的研究第一章緒論

4、通信技術(shù)的進(jìn)步對(duì)人類社會(huì)的文明和進(jìn)步產(chǎn)I:.了深刻的影響個(gè)人通信這概念的提出更是為人類未來的通信服務(wù)展示了美好的前景所謂個(gè)人通信，即無論了〔何人，在任何時(shí)候和任何地方都能和世界上其他任何人進(jìn)行通信。它的發(fā)展將使人類進(jìn)入一個(gè)全新的信息時(shí)代。目前，隨著微電子、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的飛速發(fā)展，這夢(mèng)想正在變成現(xiàn)實(shí)。而衛(wèi)星通信系統(tǒng)由」其通信撇離遠(yuǎn)、覆蓋面積大、小受地理?xiàng)l件限制、傳輸容量大、實(shí)現(xiàn)靈活等一系列的特點(diǎn)，無疑將會(huì)在未來全球個(gè)人通信中扮演重要的角色

5、。自1965年成功發(fā)射第一顆國(guó)際商用通信衛(wèi)星至今，衛(wèi)星通信經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程，從早期基于大口徑天線的固定衛(wèi)星通信、發(fā)展到現(xiàn)在面向個(gè)人的全球或區(qū)域的新一代衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，其通信技術(shù)和業(yè)務(wù)提供能力，都己經(jīng)得到了氣速發(fā)展。正在蓬勃發(fā)展的低軌道(LEO)小衛(wèi)星通信系統(tǒng)即是其中一個(gè)重要的組成部分[u互1.1低軟道(L印)小衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介實(shí)際上，70年代初最早出現(xiàn)的衛(wèi)星通信就是從低軌道衛(wèi)星開始的。但在過去20多年中一直都沒有受到很好的重

6、視，它的發(fā)展遠(yuǎn)不及大功率高軌道衛(wèi)星。然而，雖然高軌道同步靜止軌道(GEO)衛(wèi)星通信技術(shù)比較成熟，具有衛(wèi)星數(shù)量少、全球覆蓋、跟蹤控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但隨著移動(dòng)通信需求的急劇增長(zhǎng)，其在新的移動(dòng)通信時(shí)代中的缺點(diǎn)同樣明顯:(1)終端笨重，不能適應(yīng)小型靈巧手持機(jī)型個(gè)人通信的需求(2)從空間段至地面用戶終端均體現(xiàn)出其價(jià)格昂貴，難以適應(yīng)全球At遍服務(wù)這一未來信息社會(huì)基本要求。(3)軌道H益擁擠，容量能力有限。(4)移動(dòng)用、’與移動(dòng)用戶間連接需經(jīng)GEO衛(wèi)星

7、完成，時(shí)延大，卜〕聲抑制要求難度大、費(fèi)用高。而采用小衛(wèi)星的低軌道(LEO)衛(wèi)星系統(tǒng)正好可以克服這些缺點(diǎn)。由于小衛(wèi)星一般采用從500公里到1500公里高度范圍內(nèi)的軌道，僅是高軌道(GEO)衛(wèi)星的_卜分之一至八十分之一，所以其路徑損耗通常比高軌道衛(wèi)星低很多，所發(fā)射的功率是高軌道衛(wèi)星的二百分之一至二千分之一，傳播時(shí)延僅為高軌道衛(wèi)星的兒十分之，這對(duì)實(shí)現(xiàn)終端手持化和達(dá)到話音通信所需要的時(shí)延要求是很必要的。雖中國(guó)科學(xué)院上海獄系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所碩士