CDMA低轨卫星移动通信系统容量分析

CDMA低轨卫星移动通信系统容量分析

一、CDMA低轨道卫星移动通信系统的容量分析(论文文献综述)

刘洋,魏锋,崔树成,王文剑[1](2019)在《低轨道卫星通信与物联网应用研究》文中研究指明依托物联网的应用需求,对低轨道卫星通信系统的现状进行分析,分别对通信系统的构成要素进行对比阐述。然后,对比当前应用广泛的NB-IoT陆基通信网络、已有低轨道卫星通信系统的特点,并提供了一种面向物联网应用的低轨道卫星系统可行设计方案,简述其主要参数和特点。

陈寅健[2](2001)在《低轨卫星CDMA短数据移动通信系统设计与分析》文中研究指明卫星移动通信,是实现全球个人通信的一个重要组成部分,鉴于短数据通信在国内军用、民用市场上的巨大需求,并结合CDMA技术特点,我们建议了一个基于低轨道微小卫星技术、以短数据通信为主要应用方向的CDMA卫星移动通信系统方案。 与以话音为主的卫星移动通信系统相比,卫星移动短数据通信系统具有不同的性能要求和技术特点,针对低轨卫星CDMA短数据移动通信系统项目的设计和性能分析要求,本文首先对卫星移动通信信道进行了分析和研究,建立了低轨卫星CDMA短数据移动通信系统信道仿真模型。在该信道模型基础上,对低轨卫星CDMA短数据移动通信系统的关键性能进行了分析,得到了各种情形下前、反向链路的误码率性能,并提出了相应的分集接收技术方案。继而针对反向链路中采用的CDMA-S-ALOHA随机信道分配方式,对系统的另一关键指标——信道吞吐量进行了分析,结合低轨卫星CDMA短数据移动通信系统的具体特点,推导了新的吞吐量计算公式;并计算分析了多种系统设计参数下的吞吐量性能指标。 低轨卫星CDMA短数据移动通信系统具有传输时延长、通信突发时间短等特点,并具有特殊应用环境,为保证系统性能和可靠运行,需要解决一些关键技术问题,本文对其中功率控制技术和伪随机信号快速捕获技术进行了研究。 由于传输时延和突发时间之间的矛盾,低轨卫星CDMA短数据移动通信系统难以采用常规闭环功率控制技术,为此,本文提出了一个以开环功率控制为主的设计方案,对移动卫星信道下开环功率控制的性能进行了分析,并分析了功率控制误差对误码率性能的影响,无阴影Rician信道下,开环功率控制具有良好的误差性能,从而证明了低轨卫星CDMA短数据移动通信系统中采用开环控制的合理性。阴影衰落下,开环功率控制性能下降,为减少对其它用户的多址干扰,应考虑尽量降低重阴影区用户的发射概率,本文提出了相应的控制策略。 伪随机信号捕获对低轨卫星CDMA短数据移动通信系统的通信效率影响很大,针对系统中上下行链路对捕获系统性能的不同要求,本文提出了两种完整的伪随机码捕获方案,即适用于前向链路的混合捕获系统和适用于反向链路的并行捕获系统,本文对两种捕获系统均进行了详细分析,通过流程图法建立一了捕获过程的数学模型,分析并得到了移动卫星信道条件下,前向链路捕获系统的关键技术指标——平均捕获时间,和反向链路捕获系统的关键指标——捕获成功概率和失败概率。分析结果可以给CDMA卫星移动通信系统的具体设计提供理论依据,其中混合捕获结构己应用在中科院“创新一号”存储转发小卫星的地面站和终端接收机中。常规并行捕获结构设计难度较大,本文提出了新的硬件实现方案,并将在上海市科委的预研项目“低轨道小卫星数据通信星座关键技术”中得到应用。

王厚天[3](2014)在《基于QoS保证的卫星通信系统关键技术研究》文中进行了进一步梳理卫星通信系统具有覆盖范围广、受地理环境因素影响小等特点,从而使得卫星通信成为当前通信领域中迅速发展的研究方向和现代信息交换强有力的手段之一。目前,下一代卫星通信网络正朝着更高速率、更大带宽的方向发展,其与地面通信网络联合组成全球无缝覆盖的信息交换网络。随着空间通信技术的飞速发展和业务需求的急速增长,有限的无线资源与多媒体业务不断提高的QoS要求之间的矛盾日益尖锐,使得设计可以支持高速、高质量多媒体传输的资源管理策略成为当前空间通信领域关注的重点。同时,卫星组网技术直接关系到卫星网络能否实现全球覆盖以及卫星网络的可扩展性问题,是卫星通信系统研究中的关键问题。相应的,路由协议、链路切换等都要针对卫星网络的特点重新设计,以星上路由交换为核心的新型卫星通信系统是空间通信领域的另一个研究重点。论文研究基于QoS保证的卫星通信系统若干关键技术,主要针对低轨道卫星星座网络中的路由算法和宽带高轨道卫星网络中的资源管理相关算法展开深入研究。本论文的主要创新点和研究工作如下:(1)基于跨层蚁群优化的低轨道卫星网络路由策略为了增强LEO卫星网络的鲁棒性和实现负载平衡,提出一种基于跨层蚁群优化的LEO卫星网络负载均衡路由算法CAL-LSN。该算法在进行路由决策时能够将物理层的信道状态信息考虑在内。为了实现负载平衡,算法CAL-LSN建立了一种多目标优化模型,利用蚁群算法对该模型进行求解。同时,本文对蚁群算法信息素挥发系数的取值进行了推导以便提高算法的鲁棒性,同时仿真研究了算法CAL-LSN的性能。研究结果表明算法CAL-LSN在有效实现负载平衡的同时可以提高接收端吞吐量,并且能够确保系统传输时延和时延抖动满足实时业务传输的需要。(2)基于改进蚁群系统的低轨道卫星网络多径路由策略本文针对LEO卫星网络的特点,提出一种基于改进蚁群系统的多径路由算法MPRA-AC,算法建立了从源用户到目的用户的多条路径。为了提高网络的鲁棒性,本文所建立的多目标优化模型旨在最小化主用路径和备用路径的公共节点数。同时,结合低轨卫星网络的特点,本文对原始蚁群算法做了改进,并在此基础上通过构建仿真平台来衡量算法MPRA-AC的性能。仿真结果表明,MPRA-AC算法能够更加快速的发现可行较优路径。和LEO卫星网络的DSR-LSN算法(低轨道卫星网络的动态源路由算法)相比,MPRA-AC不仅提高了网络链路利用率,同时也提高了卫星网络中数据包的投递率,提高率约为7.9%。(3)基于跨层混沌预测的宽带多媒体卫星网络资源请求策略本文提出一种基于跨层混沌预测的资源请求算法CBRA-CPM。该算法目的在于解决用户接入卫星网络的带宽请求问题,并且通过引入跨层架构以便能够对信道状态进行感知。在算法CBRA-CPM的设计过程中,卫星终端能够根据信道状态改变其向信关站申请带宽资源的数量,同时结合网络流量的自相似特性,算法引入混沌预测模型对流量进行预测。通过采用OPNET和MATLAB联合仿真的方法,算法仿真平台被构建。通过对本文所提算法和DAMA-CPM算法(基于混沌预测的按需分配多址接入算法)进行性能比较,本文所提算法在降低系统端到端时延的基础上提高了接收端的系统吞吐量。(4)基于OPNET的宽带多媒体卫星通信标准半实物仿真机制研究半实物仿真是一种将硬件测试和软件评估相结合的仿真方法,通过将实物接入系统从而尽可能取代虚拟模型,使仿真结果更接近实际情况。因此,采用半实物仿真对宽带多媒体卫星通信系统进行建模分析具有重要的研究价值。本文在基于对半实物仿真机制深入调研的基础上,进行DVB-RCS通信体制的研究,构建基于半实物的DVB-RCS通信体制仿真平台,解析影响系统的各种因素,并最终开发出应用于宽带多媒体卫星通信体制的仿真模型,建立相对复杂的半实物测试环境。

高翔[4](2019)在《空间互联网星座系统动态时变信道干扰机理及评估技术研究》文中研究指明空间信息网络及全球商业航天的快速发展,以及巨型星座系统的大量部署,对空间频率、轨道资源的需求剧增。而空间频率资源作为空间信息网络应用产业发展的基本要素,具有有限而不可再生的属性,成为了目前各航天大国竞相争抢的一种宝贵的资源。在频率资源异常紧缺情况下的兼容性使用中,形成了多星同轨、多星共频的发展局面,产生了同频干扰严重、干扰因素多样、干扰机理复杂、干扰模型及评价标准不统一、空间动态时变信道下的干扰模型缺失等典型问题,制约了空间互联网星座系统的发展。在此背景下,本文通过对空间互联网星座系统在高动态时变状态下的信道特性进行研究,提取影响空间互联网星座系统之间频率干扰评估的因子,深入剖析不同通信场景下干扰产生的机理,构建干扰场景通信模型和轨道模型制定干扰规避措施,提出适用于大规模星座系统的干扰评估方法;并据此建立了一套干扰评估仿真实验系统,验证了干扰模型和评估方法的可行性和合理性。本文的研究成果可为空间互联网星座系统在实际应用中的频率干扰评估与规避措施的制定提供依据。总结而言,本文的研究内容和工作包括以下几个方面:1)空间互联网星座系统动态时变信道研究通过研究电磁波在随机介质中的传播理论,分析空间互联网星座系统在高动态时变通信场景下的信道特性,建立信道模型,明确了影响通信链路传输性能的信道参数,确立了信号干扰兼容性评估分析的基础理论框架;2)空间互联网星座系统干扰评估影响因子分析通过详细分析目前空间互联网星座系统的共性技术特点,从星座的轨道构型、多址方式、通信协议、接入方式,以及干扰规避等方面,研究对比影响干扰评估的关键因素,提取了卫星轨道、天线类型、波束特性、信道模型、规避策略等特征因子,作为干扰评估模型建立和参数确定的依据;3)空间互联网星座干扰机理分析与评估体系研究通过对空间互联网星座系统运行规律的分析,确定了同步轨道卫星系统(GSO)与非同步轨道卫星系统(NGSO)之间的静态干扰场景,以及非同步轨道卫星(NGSO)星座系统之间的动态干扰场景,重点分析了NGSO星座系统在动态时变信道下的干扰机理,建立了适用的干扰数学模型,提出了支撑多星座系统干扰评估的指标和评估方法,作为干扰评估体系建立的基础;4)空间动态时变信道干扰评估建模技术研究在对空间互联网星座系统干扰影响因素和干扰评估方法的研究基础上,进一步研究了空间动态时变信道下的干扰影响模型建立技术,包括电波传播模型、轨道预报及外推模型、多波束天线模型、干扰场景模型、干扰规避模型等,针对干扰场景建模及干扰规避策略设计的关键问题,提出了大规模星座干扰场景建模算法、基于GSO弧段隔离角度调整卫星姿态的干扰规避方法和基于MCS联合功率控制的干扰规避算法,进行了算法实现验证,为空间互联网星座系统干扰评估系统的实现奠定了基础;5)空间互联网星座系统干扰评估系统实现与验证技术为了对空间高动态时变信道下的干扰机理、干扰数学模型、干扰评估指标及干扰规避方法进行系统性验证,设计并实现了空间互联网星座系统干扰评估仿真系统,确立了系统架构和仿真场景,设计了各部分功能与参数配置实现方案,开发了演示验证组件,采用仿真数据比对与Oneweb星座系统实例验证的方法,对NGSO与NGSO卫星、NGSO与GSO卫星,以及NGSO卫星星座之间的频率干扰情况进行了仿真分析,验证了本文所提出的干扰分析方法、建立的干扰模型及采用的干扰评估实现技术的可用性和合理性。本文的研究工作是在全球空间信息网络大力发展的背景下,面向大规模星座系统在频率资源获得和使用方面的实际应用需求而开展,突破了制约空间大规模互联网星座系统频率干扰分析评估的关键技术,所提出的干扰分析评估方法和仿真实现技术可作为工程实际应用的理论依据和技术支撑。

华道本[5](2019)在《基于5G的低轨道卫星通信系统传输技术研究》文中进行了进一步梳理相比于地面移动通信网络,低轨道卫星移动通信系统具有覆盖范围广、带宽大及不受自然灾害影响等优点,被广泛应用在海上、沙漠及天空等地面网络无法覆盖的区域。此外,卫星移动网络还可以为物联网设备提供连续不间断的网络连接,实现真正意义上的全球覆盖。3GPP已经将卫星通信纳入5G非地面(NTN)通信方式中。因此,将卫星通信系统与地面通信系统融合,共同构成全球无缝覆盖的海陆空一体化网络,满足用户无处不在的多种业务服务,是未来通信的重要发展方向。本文研究低轨道卫星移动通信系统无线链路的传输技术。首先,分析低轨道卫星移动通信系统的信道传输特性,并介绍无线信道的一些基本概念,包括自由空间衰落、阴影衰落、多径衰落和多普勒频移。针对卫星无线信道与地面信道的不同,重点分析大气层中大气、降雨、云雾等因素对电磁波传输的影响。其次,研究低轨道卫星移动通信系统下行链路中基于5G导频的信道估计方法。5G下行链路采用FDM/CDM结合的导频复用方式,所以接收端进行导频分离后才能进行基本的信道估计。常用的信道估计算法有最小二乘(LS)估计算法、最小均方误差(MMSE)估计算法以及基于变换域的估计算法。然而,在时频域选择性衰落信道下,接收端码分复用的导频将不再正交,从而引起导频间干扰。针对这个问题,提出了一种基于分组插值的信道估计方法,该方法首先利用正交掩码在频域的重复使用,对混合信道的LS估计值进行分组,接着对每组进行插值以增加方程的个数,然后联和插值前后的方程解出信道的LS估计值,最后进行MMSE滤波得到信道的MMSE估计值。仿真结果表明该方法可以取得更好的信道估计性能。最后,研究低轨道卫星移动通信系统基于SCMA的上行链路信号检测方法。首先建立基本的SCMA系统模型,然后介绍了两种SCMA码本设计方案,接着推导出多天线的SCMA系统模型。针对多天线模型,分析了基本的MIMO信号检测方法,如最大似然(ML)检测算法、算法迫零(ZF)检测算法以及MMSE检测算法。针对线性检测方法的性能不足,引入串行迭代检测接收机。另外,还推导了MPA检测算法,并针对在多天线场景下复杂度过高的问题,引入了QR分解进行简化,并进一步引入一种动态调整节点消息更新顺序的策略,加快收敛速度,减少迭代次数。最后,通过仿真得到这些方法的误码率曲线,仿真结果表明该方法可以获得更好的检测性能。

赵国奎[6](2019)在《高通量卫星通信系统多用户检测算法研究》文中研究表明卫星通信是未来天地一体化网络中不可缺失的重要部分,目前正向着更高速率和更高系统吞吐量的方向发展,高通量卫星系统也应运而生。高通量卫星系统主要采用了多波束技术和频率复用技术,相比于传统通信卫星系统吞吐量提升了一个数量级。高通量卫星系统吞吐量提升的同时,也引发了相邻波束间严重的同频干扰问题。因此,本文将重点研究高通量卫星系统中同频干扰的抑制问题。本文首先研究了高通量卫星系统结构,并在此基础上对高通量卫星系统中严重的同频干扰机理进行分析。随后,针对高通量卫星系统反向链路的同频干扰问题,本文考虑采用多用户检测算法进行抑制。多用户检测算法种类繁多且差距较大,本文从算法误比特率、实现复杂度等方面入手。通过理论分析以及实验仿真,对相关多用户检测算法进行探讨,主要研究成果如下:高通量卫星一般采用Ka等较高频率,其会受到比较严重的降雨衰减影响。本文首先建立包括大气因素在内的高通量卫星反向链路信道模型,考虑在高通量卫星反向链路采用多用户检测技术,运用该技术在接收端对接收到的信号进行处理以达到抑制同频干扰的目的。本文考虑线性多用户检测算法和非线性多用户检测算法。针对典型多用户检测算法都需要复杂的求逆矩阵的问题,本文考虑引入数学方法,期望在较低复杂度的情况下求取逆矩阵,且保证误比特率不会显着降低。在高通量卫星通信系统中,用户干扰与用户在波束中的位置有关。同频干扰用户数量增多时,典型多用户检测算法不能辨别出多个用户信号,接收端无法正常解码。因此本文还探讨基于搜索的多用户检测算法。以线性检测算法结果为初始值,在其相邻向量中搜索更优向量,进一步降低误码性能,但计算复杂度比较高。考虑采用缩减邻域算法和邻域选择规则以在较小搜索的范围内找到更有向量,进而降低搜索算法复杂度。在降低搜索算法复杂度的基础上,提出了不局限于固定搜索域的搜索多用户检测算法,获得更优的误码性能。

付文武[7](2004)在《CDMA低轨卫星通信中载波同步技术的研究》文中认为随着无线通信技术的不断发展,CDMA低轨道(LEO)小卫星通信系统越来越受到重视。卫星信道多普勒效应造成的接收信号频率偏移是低轨道小卫星通信的特点之一。本文对大多普勒频移情况中,下行信号载波频率同步估计的相关技术进行了研究。由于多普勒频移是低轨道小卫星信道传输的特点,首先从卫星移动信道的传输特性出发,分析了多普勒效应的形成及其特性,以及多普勒效应对传输信号的影响;在此基础上,根据最大似然准则的统计信号处理理论,对参数估计算法进行了分析,得到了接收信号参数估计的基本方法,为接收信号频率同步估计的设计打下理论基础;之后简要介绍了CDMA通信系统原理和信号模型,特别对同载波频率估计密切相关的扩频序列同步方法进行了分析;从多普勒载波频偏对CDMA接收信号的影响入手,设计了采用时延频率二维搜索辅助的反馈环路载波频率同步估计方法,对估计方法的算法结构性能进行了分析和仿真。所设计的载波频率估计方法,把频偏估计分成时间频率二维联合检测和后级剩余频率同步估计部分,通过串并结合的算法结构、选择合适的搜索算法以及有效增大频率间隔等方法来实现在大多普勒偏移情况下的载波频率估计,具有较低的平均检测时间性能,并达到减小捕获误差的目的,而且系统实现相对简单。

谢卓成[8](2019)在《铱星STL信号体制及性能研究》文中认为随着信息技术的不断发展,目前世界上各主要大国竞相发展自己的GNSS系统。尤其是人工智能技术的兴起,个性化、自动化、智能化需求越来越高,越来越多的导航定位应用场景应运而生,随之而来的是对导航定位技术性能要求的提升,传统的GNSS系统需要新的技术创新。本文研究的铱星系统是原铱星通信系统通过改进其卫星通信信号体制使其具有了导航定位功能的低轨卫星通信系统,不同于传统GNSS系统,具有低轨通信卫星的天然优势,通过分析发现若可以将低轨通信卫星和导航技术融合,可以有效的改善传统的GNSS系统的导航定位性能,使得以低轨卫星通信导航融合为主题的辅助增强GNSS系统导航定位性能逐渐成为导航领域的热点话题,我国也在积极自主研发基于低轨通信卫星的卫星导航通信融合系统。信号体制设计作为GNSS系统设计的关键技术之一,其合理性,兼容性,完善性,抗干扰性等等都是GNSS系统性能的重要保障。基于低轨通信卫星的卫星导航通信融合系统的信号体制设计必须在不影响其通信性能的基础上实现导航定位功能,铱星的STL信号体制是通信导航融合的典范,对提升GNSS性能有重要的意义,研究铱星STL信号体制,可为我国通信导航融合信号体制设计提供重要的参考。本文首先介绍了铱星通信卫星系统的体系架构,通过实验仿真分析铱星系统的星座分布特点,卫星对地是否可见是卫星系统提供通信和导航服务的基础,因此本文有必要理论推导了卫星对地可见性的几何模型。其次,在卫星导航系统中卫星的空间分布也会影响系统的性能,在卫星导航系统中常使用几何精度因子GDOP值衡量卫星的几何分布,而在解算卫星定位位置的过程中,接收机的测量误差会由于卫星的几何精度因子被缩放,因此本文接着实验仿真分析了铱星系统的GDOP,并且有必要分析了基于多普勒定位时频率测量误差对定位性能的影响。接着,本文介绍了铱星系统的原始通信体制以及导航通信融合的STL信号体制,并通过和传统GNSS系统导航定位性能的比较分析其优点,最后本文提出了新的导航通信信号融合方式,并通过实验仿真分析了在新的导航通信融合体制中,在一定的频率测量精度的条件下,导航信号数据长度和信噪比的合理参数范围,可为我国设计基于低轨通信卫星实现卫星导航通信融合系统的信号体制提供参考。

唐力群[9](2015)在《非静止轨道卫星通信系统星座及通信链路设计》文中研究表明经过几十年在空间技术方向上投入、研究和发展,我国在GEO卫星通信技术方面已经取得了很大的进展,正在缩小与国外先进水平的差距;反观在非静止轨道卫星通信技术方面的研究,由于种种原因导致与国外的水平差距越来越大。随着个人移动通信时代的到来,人们对通信业务质量和服务的要求越来越高,通信终端向易携带、手持化发展。本文对非静止轨道卫星通信系统设计进行研究,针对非静止轨道卫星星座设计和卫星通信链路设计展开。本文首先对区域性共地面轨迹卫星星座进行优化设计。结合共地面轨迹卫星星座和均匀覆盖的原理,推导出一个轨道面可分布多颗卫星的共地面轨迹卫星星座实现步骤。并基于此设计出覆盖我国国土和周边地区的共地面轨迹卫星星座覆盖方案,以实时覆盖率为100%时的区域平均仰角最大为优化指标,进行优化和仿真分析。仿真得到有多组适合的星座方案,其中具有2个轨道面,每个轨道面分布4颗卫星的八星方案是最优的,它的轨道高度较低,卫星数量较少有利于降低系统成本和复杂度。基于前面优化设计的八星星座方案,面向3G手机用户,用户能够在卫星网络和地面网络之间漫游,实现自由地、无处不在地通信,对其卫星通信用户链路进行设计。在对IMT-2000卫星空口标准分析的基础上,指出卫星空口标准G可完全兼容地面WCDMA网络;卫星移动通信系统的通信体制参考空口标准G,给定3G手持机的基本性能参数,在考虑多波束内和波束间多址干扰的情况下,推导出载干比与系统容量之间对应的关系,最后对卫星通信用户链路设计和仿真,得到星上设备参数即卫星接收天线增益和卫星等效全向辐射功率(EIRP)值满足通信的参数条件。

李进良[10](2000)在《移动通信100年》文中研究说明本文值移动通信诞生100 年之际,对移动通信的发展历程作了较详细的介绍,并对当代移动通信的发展趋势及其产品开发的特点作了分析,最后对未来移动通信的发展领域,以及对移动通信的理想目标———个人通信进行了阐述。

二、CDMA低轨道卫星移动通信系统的容量分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、CDMA低轨道卫星移动通信系统的容量分析(论文提纲范文)

(1)低轨道卫星通信与物联网应用研究(论文提纲范文)

1 引言
2 世界主要低轨道卫星系统介绍
3 主要低轨道卫星系统的通信指标
    3.1 频谱规划
    3.2 多址方式与帧结构
    3.3 各种多址方式的优缺点总结
    3.4 调制编码技术
4 天基物联网前景展望
5 结束语

(2)低轨卫星CDMA短数据移动通信系统设计与分析(论文提纲范文)

中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
    1.1 卫星移动通信发展历史和现状
        1.1.1 卫星通信发展史
        1.1.2 卫星移动通信
    1.2 国内卫星移动通信需求
        1.2.1 民用需求
        1.2.2 军用需求
    1.3 CDMA低轨道移动卫星数据通信系统
    1.4 CDMA低轨道卫星移动短数据通信关键技术
        1.4.1 功率控制
        1.4.2 分集接收
        1.4.3 同步技术
        1.4.4 多址分配技术
        1.4.5 抗干扰技术
        1.4.6 多用户检测技术
    1.5 本文的主要工作
第二章 低轨道移动卫星信道模型和仿真
    2.1 移动卫星信道测量概述
        2.1.1 遮蔽衰落模式
        2.1.2 多径衰落模式
        2.1.3 衰落持续时间分布
        2.1.4 移动卫星信道测量进展
    2.2 低轨道移动卫星信道模型
        2.2.1 单信道统计模型
        2.2.2 混合信道统计模型
        2.2.3 移动卫星信道模型研究和进展
    2.3 移动卫星信道仿真器设计
        2.3.1 移动卫星信道仿真器研究和发展
        2.3.2 移动卫星信道的仿真方法
        2.3.3 信道仿真器设计
        2.3.4 信道仿真器结果
    2.4 本章小结
第三章 低轨卫星CDMA短数据移动通信系统设计及分析
    3.1 低轨卫星CDMA短数据移动通信系统设计
        3.1.1 通信系统结构
        3.1.2 信道链路设计
        3.1.3 系统通信过程
    3.2 低轨卫星CDMA短数据移动通信系统前向链路分析
        3.2.1 单星CDMA系统
        3.2.2 双星CDMA系统
        3.2.3 数值计算及分析
    3.3 低轨卫星CDMA短数据移动通信系统反向链路分析
        3.3.1 误码率性能分析
        3.3.2 吞吐量性能分析:
    3.4 通信系统具体设计讨论
        3.4.1 反向链路设计
        3.4.2 分集接收设计
        3.4.3 CDMA-S-ALOHA多址分配技术设计
    3.5 本章小结
第四章 低轨卫星CDMA短数据移动通信系统功率控制
    4.1 CDMA通信系统功率控制
        4.1.1 功率控制概述
        4.1.2 IS-95和Globalstar系统功率控制设计
        4.1.3 低轨卫星CDMA短数据移动通信系统功率控制设计
    4.2 卫星移动通信系统开环功率控制误差
        4.2.1 开环功控数学模型
        4.2.2 信号统计特性
        4.2.3 功率控制误差
        4.2.4 数值计算和仿真分析
    4.3 功率控制误差对系统性能影响
        4.3.1 误码率性能
        4.3.2 数值计算及分析
    4.4 CDMA卫星移动通信闭环功率控制
    4.5 开环功率控制具体设计讨论
    4.6 本章小结
第五章 低轨卫星CDMA短数据移动通信伪随机码捕获
    5.1 CDMA卫星移动通信捕获系统数学模型
    5.2 伪随机码混合捕获方案
        5.2.1 混合捕获系统结构
        5.2.2 混合捕获系统概率分析
        5.2.3 数值计算及分析
    5.3 并行捕获系统
        5.3.1 并行捕获系统结构
        5.3.2 并行捕获系统概率分析
        5.3.3 数值计算及分析
    5.4 伪随机码并行捕获系统实现
    5.5 大频偏下伪随机码快速捕获系统
        5.5.1 基于分段匹配滤波器的并行捕获系统
        5.5.2 基于FFT的并行捕获系统
    5.6 本章小结
第六章 全文总结
    6.1 本文工作总结
    6.2 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
作者攻读博士学位期间发表的论文

(3)基于QoS保证的卫星通信系统关键技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 卫星通信系统发展简介
        1.2.1 卫星通信概念的提出
        1.2.2 卫星通信系统的国际化发展
        1.2.3 广播卫星通信系统
        1.2.4 移动卫星通信系统
        1.2.5 VSAT和宽带卫星系统
    1.3 卫星通信系统发展趋势
    1.4 本论文的主要工作
    1.5 论文组织结构
    参考文献
第二章 卫星通信系统的QoS研究
    2.1 卫星通信系统QoS框架结构
        2.1.1 QoS简介
        2.1.2 QoS指标要求
        2.1.3 协议体系结构与QoS关键技术
    2.2 卫星网络路由技术研究现状
    2.3 卫星网络资源管理技术研究现状
    2.4 仿真验证
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 基于跨层蚁群优化的低轨道卫星网络路由策略
    3.1 引言
    3.2 蚁群优化算法概述
        3.2.1 基本蚁群算法原理
        3.2.2 基本蚁群算法的特征
        3.2.3 基本蚁群算法的数学模型
        3.2.4 基本蚁群算法的收敛性分析
    3.3 跨层CAL-LSN算法原理
        3.3.1 算法理论模型
        3.3.2 算法设计思路
    3.4 算法CAL-LSN性能仿真分析
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 基于改进蚁群系统的低轨道卫星网络多径路由策略
    4.1 引言
    4.2 蚁群算法改进策略概述
        4.2.1 自适应蚁群算法
        4.2.2 基于信息熵的改进蚁群算法
        4.2.3 基于全局搜索和局部搜索相结合的改进蚁群算法
    4.3 MPRA-AC算法原理
        4.3.1 多路径路由的考虑因素
        4.3.2 QoS目标和路由表结构
        4.3.3 算法设计思路
        4.3.3.1 应用在LEO卫星网络中的蚁群算法设计
        4.3.3.2 算法执行过程
    4.4 算法MPRA-AC性能仿真分析
    4.5 本章小结
    参考文献
第五章 基于跨层混沌预测的宽带多媒体卫星网络资源请求策略
    5.1 引言
    5.2 Internet流量模型
        5.2.1 网络流量特性和度量参数
        5.2.2 自相似流量建模
        5.2.3 流量预测模型
    5.3 CBRA-CPM算法原理
        5.3.1 跨层预测结构模型
        5.3.2 算法设计思路
        5.3.3 基于自相似流量的混沌预测模型
    5.4 算法CBRA-CPM性能仿真分析
        5.4.1 流量模型
        5.4.2 信道模型
        5.4.3 算法性能分析
    5.5 本章小结
    参考文献
第六章 基于OPNET的宽带多媒体卫星通信系统半实物仿真机制研究
    6.1 引言
    6.2 半实物系统仿真方案
        6.2.1 仿真场景设计
        6.2.2 网络节点结构设计
        6.2.3 真实业务通信接口的实现
    6.3 实验与分析
    6.4 本章小结
    参考文献
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
缩略语
致谢
攻读博士学位期间完成的学术论文和其他成果

(4)空间互联网星座系统动态时变信道干扰机理及评估技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 干扰评估规则及体系研究现状
        1.2.2 干扰模型研究现状
        1.2.3 干扰规避技术研究现状
        1.2.4 兼容性评估技术发展现状
    1.3 研究思路
    1.4 论文组织结构
第2章 空间互联网星座系统动态时变信道研究
    2.1 引言
    2.2 电磁波在近地空间中的传播影响
    2.3 卫星通信信道特性分析
        2.3.1 信道统计分布数学描述
        2.3.2 大尺度衰落
        2.3.2.1 路径损耗
        2.3.2.2 阴影衰落
        2.3.3 小尺度衰落
    2.4 卫星通信信道模型
    2.5 卫星通信典型链路分析模型
        2.5.1 系统内部噪声分析
        2.5.2 载噪比的计算
    2.6 小结
第3章 空间互联网星座系统干扰评估影响因子研究
    3.1 引言
    3.2 空间互联网星座系统共性技术
        3.2.1 空间互联网星座系统架构
        3.2.2 空间互联网星座系统频谱使用分配
        3.2.3 空间互联网卫星系统技术特点分析
        3.2.3.1 空间互联网星座系统轨道构型
        3.2.3.2 空间互联网星座系统多址接入技术
        3.2.3.3 空间互联网星座复杂协议下功率控制与自适应调制编码技术
        3.2.3.4 空间互联网星座移动接入与IP融合技术
        3.2.3.5 空间互联网星座系统干扰规避技术
    3.3 空间互联网星座系统干扰评估影响因子提取
        3.3.1 轨道模型对干扰评估的影响
        3.3.2 多址方式对干扰评估的影响
        3.3.3 通信协议对干扰评估的影响
        3.3.4 接入方式对干扰评估的影响
        3.3.5 干扰规避对干扰评估的影响
    3.4 小结
第4章 空间互联网星座系统干扰机理分析
    4.1 引言
    4.2 干扰产生机理分析
        4.2.1 干扰类型分析
        4.2.1.1 同道干扰
        4.2.1.2 邻道干扰
        4.2.1.3 正交极化干扰
        4.2.2 干扰场景分析
        4.2.2.1 NGSO与 GSO系统间干扰场景分析
        4.2.2.2 不同NGSO系统间干扰场景分析
    4.3 空间互联网星座系统干扰数学模型
        4.3.1 单星系统间干扰分析模型
        4.3.2 多星系统间干扰分析模型
        4.3.3 等效功率通量密度数学模型
        4.3.4 空间互联网星座干扰场景数学模型
    4.4 空间互联网星座干扰评估体系
        4.4.1 干扰评估指标
        4.4.1.1 静态场景干扰指标计算模型
        4.4.1.2 动态场景干扰指标计算模型
        4.4.2 干扰评估方法
        4.4.2.1 基于干扰噪声比(I/N)的干扰评估
        4.4.2.2 基于等效功率通量密度(EPFD)的干扰评估
    4.5 小结
第5章 空间动态时变信道干扰评估建模
    5.1 引言
    5.2 轨道及星座建模
        5.2.1 轨道动力学建模
        5.2.1.1 地球引力场非中心力项摄动
        5.2.1.2 大气阻力摄动
        5.2.1.3 太阳光压摄动
        5.2.1.4 第三体引力摄动
        5.2.2 轨道预报与外推模型
    5.3 天线及波束建模
        5.3.1 天线基本模型
        5.3.2 天线方向图模型研究
        5.3.3 多波束天线建模
    5.4 复杂时空关系下的干扰场景建模
        5.4.1 链路干扰场景建模
        5.4.2 跟踪策略建模
        5.4.3 干扰场景建模
        5.4.4 链路场景建模算法设计
        5.4.4.1 最大仰角策略算法
        5.4.4.2 最短距离建链算法
        5.4.4.3 最长通信时间建链算法
        5.4.4.4 GSO弧段最大隔离角建链算法
    5.5 干扰规避技术建模
        5.5.1 干扰规避策略模型机理
        5.5.2 干扰规避技术算法设计
        5.5.2.1 基于GSO弧段纬度隔离禁区的规避方法
        5.5.2.2 基于GSO弧段隔离角度调整卫星姿态的干扰规避方法
        5.5.2.3 基于MCS联合功率控制的干扰规避方法
    5.6 空间电波传播建模
        5.6.1 电波传播模型研究
        5.6.2 电波传播模型
    5.7 小结
第6章 干扰评估系统实现与验证
    6.1 引言
    6.2 干扰评估系统实现
        6.2.1 干扰评估系统架构
        6.2.2 干扰评估系统功能设计
        6.2.3 干扰评估系统开发环境
        6.2.4 干扰评估系统指标设计
        6.2.5 干扰评估系统通用化配置设计
    6.3 验证实例
        6.3.1 轨道预报精度验证
        6.3.1.1 验证目的
        6.3.1.2 验证输入及约束
        6.3.1.3 验证过程
        6.3.1.4 验证结果及分析
        6.3.2 NGSO卫星单星场景演示验证
        6.3.2.1 验证目的
        6.3.2.2 验证输入及约束
        6.3.2.3 验证过程
        6.3.2.4 验证结果及分析
        6.3.3 干扰规避技术试验与验证
        6.3.3.1 验证目的
        6.3.3.2 验证输入及约束
        6.3.3.3 验证过程
        6.3.3.4 验证结果及分析
        6.3.4 NGSO星座之间干扰场景构建与演示验证
        6.3.4.1 验证目的
        6.3.4.2 验证输入及约束
        6.3.4.3 验证过程
        6.3.4.4 验证结果及分析
    6.4 小结
第7章 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 论文创新点
    7.3 进一步工作展望
参考文献
缩略语
致谢
在读期间发表和录用的论文
专利技术

(5)基于5G的低轨道卫星通信系统传输技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
数学符号说明
缩略语
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 卫星移动通信发展概述
        1.1.2 5G技术特点
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于5G下行导频的信道估计研究现状
        1.2.2 SCMA检测算法研究现状
    1.3 论文的内容安排
第2章 卫星移动通信系统无线信道概述
    2.1 引言
    2.2 卫星移动通信系统概述
    2.3 无线信道的传输特性
        2.3.1 自由空间损耗
        2.3.2 阴影衰落
        2.3.3 多径衰落
        2.3.4 多普勒频偏
    2.4 大气层对电磁波传输的影响
        2.4.1 大气吸收
        2.4.2 降雨损耗
        2.4.3 云雾损耗
        2.4.4 大气闪烁
    2.5 本章小结
第3章 基于5G的卫星下行链路信道估计方法
    3.1 引言
    3.2 导频结构
    3.3 系统模型
    3.4 基于LS及MMSE的信道估计方法
        3.4.1 最小二乘(LS)估计
        3.4.2 最小均方误差(MMSE)估计
        3.4.3 变换域信道估计方法
    3.5 基于分组插值的信道估计方法
        3.5.1 四天线端口
        3.5.2 八天线端口
    3.6 插值方法
        3.6.1 线性插值
        3.6.2 三次样条插值
        3.6.3 变换域插值
    3.7 仿真结果及分析
    3.8 本章小结
第4章 基于SCMA的卫星上行链路信号检测方法
    4.1 引言
    4.2 SCMA系统模型
    4.3 SCMA码本设计
        4.3.1 映射矩阵设计
        4.3.2 多维码字设计
    4.4 SCMA检测算法
        4.4.1 ML检测算法
        4.4.2 线性检测算法
        4.4.3 非线性检测算法
    4.5 仿真结果及分析
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 进一步的研究方向
致谢
作者攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利
参考文献

(6)高通量卫星通信系统多用户检测算法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景意义
        1.1.1 研究课题来源
        1.1.2 研究课题背景及意义
    1.2 国内外的研究现状及分析
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外研究现状综述的简析
    1.3 本文研究内容
第2章 高通量卫星系统模型及同频干扰机理分析
    2.1 引言
    2.2 高通量卫星通信系统模型
    2.3 高通量卫星系统同频干扰机理分析
    2.4 高通量卫星信道模型
        2.4.1 Ka频卫星信道
        2.4.2 高通量卫星反向链路信道模型
    2.5 本章小结
第3章 基于分组的高通量卫星通信系统多用户检测算法
    3.1 引言
    3.2 高通量卫星通信系统场景
    3.3 高通量卫星通信系统典型多用户检测算法
        3.3.1 最大似然多用户检测算法
        3.3.2 线性多用户检测算法
        3.3.3 非线性多用户检测算法
        3.3.4 多用户检测算法复杂度分析
    3.4 基于分组的高通量卫星低复杂度多用户检测算法
    3.5 算法性能仿真及验证
    3.6 本章小结
第4章 基于搜索的高通量卫星通信系统多用户检测算法研究
    4.1 引言
    4.2 似然上升搜索算法
        4.2.1 基于更新度量的缩减邻域算法
        4.2.2 邻域选择规则
    4.3 基于顺序搜索的高通量卫星多用户检测算法
    4.4 基于全局搜索的高通量卫星多用户检测算法
    4.5 算法复杂度分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(7)CDMA低轨卫星通信中载波同步技术的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
目录
第一章 绪论
    1.1 低轨道(LEO)卫星移动通信系统简介
    1.2 低轨道小卫星的发展现状和预期
    1.3 低轨道卫星系统的码分多址接入方式
    1.4 本文研究的内容
第二章 低轨道小卫星通信中的多普勒效应
    2.1 LEO卫星移动信道的传输特性
        2.1.1 大尺度模型
        2.1.2 小尺度模型
        2.1.3 时延扩展
    2.2 多普勒效应
        2.2.1 卫星运行的轨道参数
        2.2.2 卫星位置的计算
        2.2.3 多普勒效应的特性
        2.2.4 多普勒效应的影响
    2.3 信道对传输信号影响的简化模型
第三章 接收信号同步估计的相关理论
    3.1 最大似然估计
    3.2 基于观测时间的矢量参数估计
    3.3 最大似然频率估计
    3.4 基于反馈的频率估计算法
第四章 LEO小卫星CDMA系统及其同步
    4.1 CDMA扩频的基本原理和模型
        4.1.1 DS-CDMA扩频的基本原理
        4.1.2 CDMA系统信号模型
    4.2 扩频序列的捕获
        4.2.1 串行搜索捕获
        4.2.2 并行匹配滤波器捕获
        4.2.3 捕获性能的分析
    4.3 扩频序列的跟踪
第五章 下行信号多普勒频率估计的设计
    5.1 大多普勒频移对CDMA接收信号的影响
        5.1.1 码频率偏移的影响
        5.1.2 载波频率偏移的影响
    5.2 多普勒载波频率估计的算法设计
    5.3 初始同步的方法设计
        5.3.1 频率和码相位的联合估计
        5.3.2 搜索顺序的影响
        5.3.3 检测判决算法的分析
    5.4 剩余频率偏移的估计
        5.4.1 AFC鉴频器的设计
        5.4.2 环路滤波器
    5.5 系统仿真
    5.6 其他多普勒频率估计的方法
        5.6.1 基于单频估计的方法
        5.6.2 基于FFT的并行检测
第六章 总结与期望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
致谢
作者简历

(8)铱星STL信号体制及性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文结构
2 卫星通信信号体制基础理论
    2.1 卫星通信体制
    2.2 卫星通信多址方式
    2.3 铱星通信系统体系架构
    2.4 本章小结
3 铱星星座及定位性能
    3.1 铱星系统星座参数
    3.2 可见性分析
    3.3 DOP计算和定位性能仿真
    3.4 本章小结
4 铱星STL信号体制研究
    4.1 铱星系统通信体制
    4.2 STL信号体制
    4.3 新的导航通信融合信号体制
    4.4 信号参数与测量性能
    4.5 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 展望
致谢
参考文献

(9)非静止轨道卫星通信系统星座及通信链路设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1. 课题背景及研究的目的和意义
    1.2. 国内外研究现状
        1.2.1. 国外研究现状
        1.2.2. 国内研究现状
        1.2.3. 国内外文献综述分析
    1.3. 本文主要研究内容
第2章 卫星星座及链路设计基本理论
    2.1. 引言
    2.2. 卫星轨道空间几何关系
        2.2.1. 卫星运动轨道参数
        2.2.2. 卫星的星下点轨迹
    2.3. 经典星座设计方法
        2.3.1. 极轨道星座设计方法
        2.3.2. 倾斜圆轨道星座设计方法
    2.4. 卫星星座参数的优化
    2.5. 卫星通信链路技术参数
    2.6. 本章小结
第3章 非静止轨道卫星通信系统星座设计
    3.1. 引言
    3.2. 共地面轨迹星座实现的基本原理
    3.3. 共地面轨迹卫星星座设计
        3.3.1. 卫星星座覆盖范围和要求
        3.3.2. 星座轨道参数设置的步骤
        3.3.3. 我国的共地面轨迹卫星星座方案优化设计
        3.3.4. 优化共地面轨迹星座方案性能分析
    3.4. 本章小结
第4章 非静止轨道卫星通信系统链路设计
    4.1. 引言
    4.2. IMT-2000 卫星空中接口分析
        4.2.1. 卫星空口标准G的系统结构
        4.2.2. 卫星空口标准G的系统特征
    4.3. 卫星移动通信信道模型分析
    4.4. 卫星通信系统用户链路设计
        4.4.1. 卫星通信链路设计基本流程
        4.4.2. 系统链路参数要求
        4.4.3. 多址干扰与系统容量分析
        4.4.4. 链路设计及结果
    4.5. 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果
致谢

四、CDMA低轨道卫星移动通信系统的容量分析(论文参考文献)

  • [1]低轨道卫星通信与物联网应用研究[J]. 刘洋,魏锋,崔树成,王文剑. 物联网学报, 2019(04)
  • [2]低轨卫星CDMA短数据移动通信系统设计与分析[D]. 陈寅健. 中国科学院上海冶金研究所, 2001(01)
  • [3]基于QoS保证的卫星通信系统关键技术研究[D]. 王厚天. 北京邮电大学, 2014(04)
  • [4]空间互联网星座系统动态时变信道干扰机理及评估技术研究[D]. 高翔. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2019(07)
  • [5]基于5G的低轨道卫星通信系统传输技术研究[D]. 华道本. 东南大学, 2019(06)
  • [6]高通量卫星通信系统多用户检测算法研究[D]. 赵国奎. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
  • [7]CDMA低轨卫星通信中载波同步技术的研究[D]. 付文武. 中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所), 2004(01)
  • [8]铱星STL信号体制及性能研究[D]. 谢卓成. 华中科技大学, 2019(03)
  • [9]非静止轨道卫星通信系统星座及通信链路设计[D]. 唐力群. 哈尔滨工业大学, 2015(02)
  • [10]移动通信100年[J]. 李进良. 移动通信, 2000(01)

标签:;  ;  ;  ;  ;  

CDMA低轨卫星移动通信系统容量分析
下载Doc文档

猜你喜欢