【摘 要】
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卫星通信技术因其传输距离远、通信质量高、对环境要求低等特点,被广泛应用在交通、国防、电视直播等领域,成为现代通信技术中不可替代的一部分。不同的调制解调技术对整个通信系统传输的质量以及稳定性有着很大的差异,针对不同类型的卫星通信网络,如何选择最适合的调制解调技术是整个通信系统需要重点考虑的问题,选择的多样性导致了调制解调器的种类繁多,对通信系统的研制和维护等环节带来了不利的影响。针对这些问题,本文根
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卫星通信技术因其传输距离远、通信质量高、对环境要求低等特点,被广泛应用在交通、国防、电视直播等领域,成为现代通信技术中不可替代的一部分。不同的调制解调技术对整个通信系统传输的质量以及稳定性有着很大的差异,针对不同类型的卫星通信网络,如何选择最适合的调制解调技术是整个通信系统需要重点考虑的问题,选择的多样性导致了调制解调器的种类繁多,对通信系统的研制和维护等环节带来了不利的影响。针对这些问题,本文根据软件无线电的定义,使用现场可编程门阵列代替传统的硬件设备,设计了一种可以支持多种调制模式的卫星通信调制器,并对其中涉及到的关键调制技术进行了研究和改进。本文的主要工作包括:(1)设计了一种多码率多码型的低密度奇偶校验编码器。针对现有低密度奇偶校验编码器无法支持多种编码码率码型的现状,本文通过研究编码算法和矩阵特征,以列块为编码运算单元,对控制参数进行可配置化处理,最终设计出可以支持六种编码方式的低密度奇偶校验编码器,并且支持其他编码方式的快速拓展,满足了信道编码多码率多码型的需求。同时对生成矩阵合理切割,对关键生成基向量进行存储,采取基向量循环移位的方式完成生成矩阵的构造。实验结果表明,所设计低密度奇偶校验编码器,以较少的资源(比现有研究降低19%)实现多码率多码型的编码需求。(2)设计改进了基于超前组帧及预留空间的成帧技术。利用全局配置信号实现帧结构的超前组帧,避免组帧造成的大量延时,同时对帧结构执行打散操作,通过配置信息计算出信号所需的扩频倍数和各级滤波器插值倍数,并在帧结构中生成预留空间。(3)设计了调制器整体的硬件架构。整体硬件架构由信息加扰模块、循环冗余校验模块、低密度奇偶校验编码器、组帧模块、星座映射模块、扩频模块、成型滤波器、半带滤波器、级联积分梳妆滤波器以及数字振荡器等组成,通过全局配置信号完成不同调制模式之间的切换选择。同时利用现场可编程门阵列进行板级测试,结果表明本文所设计的多模式调制器可达到设计要求。
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