TDRSS通信链路的设计及性能分析

论文摘要

跟踪与数据中继卫星系统TDRSS(Tracking and Data Relay SatelliteSystem)是为中、低轨道航天器之间、航天器与地面站之间提供数据中继、连续跟踪与轨道测控服务的系统。作为一种新型的天基测控系统,TDRSS代表了国际上测控领域的新发展方向。本论文主要研究了我国TDRSS通信链路的数据传输性能及系统抗干扰性能。首先,叙述了TDRSS的组成结构,分析了TDRSS前向链路和返向链路的信号形式,并分析了TDRSS采用的级联码实现信道前向纠错编码的编码方案。然后,根据TDRSS通信链路总体设计要求,在不影响系统性能的前提下,采用降低信息传输速率的方法,设计了系统实现方案。对系统的各模块进行建模,给出了仿真实现的方框图,进行了系统性能分析。最终建立了完整的TDRSS仿真平台。最后,对TDRSS通信链路中的捕获子系统进行了研究,并对其主要技术指标进行分析计算,提出了基于FFT技术的分段扩展循环相关伪码捕获方案;对系统建模仿真的结果进行了分析,讨论了在现行系统设计方案中通信数据传输的误码率性能,系统在不同编码方式、不同传输信道条件下系统的性能改善程度,以及系统抗干扰的性能。通过计算机仿真证明,所选信号形式构成的TDRSS是正确和可行的;为TDRSS总体设计及编译码系统指标的确定提供了定量分析的设计手段。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外TDRSS发展现状
• 1.2.1 美国TDRSS发展现状
• 1.2.2 前苏联/俄罗斯TDRSS发展现状
• 1.2.3 欧空局TDRSS发展现状
• 1.2.4 日本TDRSS发展现状
• 1.2.5 我国的TDRSS发展现状
• 1.3 本文的主要研究内容及结构
• 第2章 TDRSS通信链路
• 2.1 引言
• 2.2 TDRSS链路形式
• 2.2.1 TDRSS前向链路
• 2.2.2 TDRSS返向链路
• 2.3 TDRSS信号形式
• 2.3.1 TDRSS前向链路的信号形式
• 2.3.2 TDRSS返向链路的信号形式
• 2.4 前向纠错编码
• 2.4.1 RS码的编译原理
• 2.4.2 卷积码的编译原理
• 2.4.3 级联码的构成、特点及性能
• 2.5 本章小结
• 第3章 TDRSS通信链路的建模与仿真
• 3.1 引言
• 3.2 TDRSS总体设计及频率安排
• 3.3 链路信号形式
• 3.4 链路的同步系统
• 3.4.1 链路伪码的捕获系统
• 3.4.2 链路伪码跟踪系统
• 3.4.3 链路载波同步系统
• 3.5 链路的数据传输系统
• 3.6 本章小结
• 第4章 TDRSS通信链路的捕获算法及性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 系统采用的伪码捕获方法及其工作原理
• 4.3 捕获方法主要技术指标的分析
• 4.3.1 虚警概率的计算
• 4.3.2 检测概率的计算
• 4.3.3 参数M与N的选取
• 4.3.4 捕获时间的估算
• 4.4 捕获系统核心算法
• 4.4.1 基于FFT的循环相关
• 4.4.2 分段数据扩展
• 4.5 捕获算法的优缺点
• 4.6 本章小结
• 第5章 TDRSS通信链路数据传输性能分析
• 5.1 引言
• 5.2 TDRSS通信数据传输系统误码率
• 5.3 TDRSS通信数据传输系统级联码性能分析
• 5.4 TDRSS通信数据传输系统抗干扰性能分析
• 5.4.1 干扰样式分析
• 5.4.2 系统抗干扰性能分析
• 5.4.3 系统抗干扰性的期望
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的论文和取得的科研成果
• 致谢