文档介绍：中国科学院上海微系统与信息技术研究所
博士学位论文
基于软件无线电技术的卫星地面站系统研究与设计
姓名:漆庄平
申请学位级别:博士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:杨根庆
20050101
摘要软件无线电是继模拟通信技术、数字通信技术之后的第三代通信技术,是世纪军用和商用无线电发展的趋势。本论文旨在研究软件无线电卫星地面站系统的设计:以一凸煨∥佬堑孛嬲鞠低成杓莆Sτ帽尘埃τ萌砑尴叩绺拍罱邢低方案设计并已工程实现;对软件无线电关键技术中的直接数字频率合成器和非整数倍采样情况下的自适应符号同步方法进行了深入研究;并给出了第二代软件无线电卫星地面站系统的初步设计方案。本文首先对软件无线电技术及其在卫星地面站中的应用的国内、外研究现状进行了详尽的综述,在此基础上,本文提出了将软件无线电概念应用于一凸煨∥佬地面站系统设计的新思想,并给出了具体实现方案。低轨小卫星便携地面站经过投入使用,证明该系统是对传统卫星地面站的改进,可降低系统总投资,增加系统的灵活性和互操作性。目前,对于采用软件无线电技术的接收机,需要高效、高速的数字上/下变频器。通常数字上/下变频器采用查找表方法实现。本文比较了实现产生器的几种算法,提出采用算法来替代传统的查表法,分析了该算法的性能与误差,并给出仿真结果。基于算法的直接数字频率合成器克服了需要非常大的檎冶淼娜钡悖恍枰6钔獾某朔ㄆ鳎浅J屎嫌布迪帧K訡法来实现软件无线电直接数字频率合成器有助于节省芯片面积、降低功耗、减少成本。这些优点非常适合第二代软件无线电卫星地面站系统多模多业务的应用。由于多频段、多模、多业务无线通信系统中每个子系统的传输数据速率都不同,在几个目标系统中使用同一个时钟会导致系统时钟不是所有符号速率的整数倍,而第二代软件无线电卫星地面站系统正是这种应用。针对这种系统时钟不是符号速率整数倍情况,本文采用了一种新的符号定时同步方法,它能够自适应地跟踪最佳符号定时而不用多余的硬件。文中对自适应符号定时同步方法进行原理分析并进行仿真,所得结论对进一步深入研究有较高参考价值。软件无线电非常适合新算法和新体制的应用。为适应第二代卫星通信接收机能够为用户提供包括通信和定位等多种业务的趋势,本文在现有的穕低轨小卫星便携地面站基础上,结合前面的研究,提出了一个第二代卫星地面站通信系统的软件无线电实现方案,从而完善并提高第一代卫星便携地面站功能与性能。本文的软件无线电关键技术具有实用性和可推广性,基于通信系统的相通性,可广泛应用于卫星移动通信系统、第三代无线通信系统以及无线网络系统中。关键词软件无线电;地面站:自适应符号同步;多模多业务软件无线电通信系统中国科学院上海徽系统与信息拔求研元所博士学往论叉
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第一章绪论引言进入世纪,为实现人类可随时随地交流信息的美好愿望,无线通信领域正面临着一次从数字到软件的新变革,各种标准互不兼容的问题促使第三代移动通信己确定软件无线电为其关键解决方案之。。软件无线电是一门新兴技术,该名词最早在年国家电信系统会议中提出的】。它支持快速建立灵活的,模块化的,多频段、多模式无线系统,具有为新标准重新编程以及动态更新由软件定义的无线接口结构的潜力】。软件无线电应用领域十分广泛,本论文提出了将软件无线电概念应用于卫星地面站系统设计的思想,故而卫星地面站系统是本课题的主要应用背景,在此基础上,本文着重研究软件无线电应用中的几个关键问题,进一步证实了软件无线电所具有的诸多优势。卫星地面站是一种地面终端站,它通过天线同卫星相连,起传递、接收信息或控制等作用。它是任何卫星通信网络的重要组成部分。卫星地面系统按业务分为:固定卫星业务、移动卫星业务和广播卫星业务。固定卫星业务的地面部分由几种固定地面站组成。地面站的尺寸和特征取决于其应用。例如,处理国际交通运输的地面站使用大型天线⒏丛拥纳淦迪低澈突酉低常欢苯游S没Х课萏峁┩信的终端采用本兜奶煜摺⒓虻サ纳淦迪低澈突布R贫佬且滴竦闹要部分如图所示。其地面部分由几种移动终端组成,通过卫星连接到固定的电信网。根据移动终端所处位置,可分为J挛佬且贫ㄐ畔低:I洗疤峁┩ㄐ乓滴窈投是由图贫佬且滴裰饕W槌刹糠帧S捎谟涤泄憷ǖ牡乩砀哺欠段В卫星通信为移动应用提供独特的优势基于软件无线电技术的卫星地面站系统研究与设计琒中国科孝院上海微系统与信息技术研究所博士学位论丈.
软件无线电的起源和发展位服务:娇瘴佬且贫ㄐ畔低7苫械幕槿嗽焙统丝吞峁└种通信业务;降匚佬且贫ㄐ畔低B降匾贫没峁└髦忠滴瘛地面终端按移动种类不同提供不同服务。产生差异是因为:天