深空通信调制编码技术研究与性能分析

admin · 发表于 2022-9-25 18:06:51

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本文针对深空通信中可能用到的BPSK、QPSK、OQPSK、MSK和GMSK等数字调制技术以及RS码、卷积码、“RS＋卷积”的级联码、Turbo码和LDPC码等信道编码技术进行理论研究和建模仿真，并以典型火星探测器和深空测控站为例，对“不同编码方式＋不同调制方式”组合条件下的深空通信链路性能进行了综合比较，从而得出了深空通信系统选择调制技术和编码技术的基本原则。深空通信是指天地之间的通信距离大于200万公里的空间通信，其主要工作内容是将深空测控站发送的遥控和测轨等信息正确、可靠地传输至深空探测器，并将深空探测器发送的遥测、测轨、图像、视频和科学数据等信息正确、可靠地传输至深空测控站。针对深空通信距离远、衰减大、时延长的特点，所选择的调制技术和编码技术要求已调信号的频谱主瓣要窄，副瓣幅度要低，从而减小对相邻信道的干扰；同时，还要保证在相同的功率电平条件下能够获得尽可能高的信息传输速率，从而提高深空通信的有效性。目前，国内对各种编码方式的性能分析主要是在BPSK调制方式下开展的，因此本文的重点就是以符合空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议标准的调制方式和编码方式为研究对象，仿真分析和综合比较不同编码方式在不同调制方式下的组合性能，通过建模仿真得到的相关研究成果可以为我国未来深空探测任务测控通信系统的总体设计提供重要技术参考。在本文的主体部分，对不同调制方式的功率谱性能以及不同编码方式在不同调制方式下的误码率性能进行了大量的建模仿真和分析比较，从而得出了深空通信系统中调制技术和编码技术的最佳组合建议。本文最后对“不同编码方式＋不同调制方式”组合条件下的深空通信链路性能进行了应用分析。最后给出了文章结论。

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