為了滿足各地區寬帶接入的需求,在5G標準中,提出了星地融合的概念,擬引入衛星網絡對海洋、空域、偏遠山區等地進行覆蓋。低軌衛星憑借時延短且衛星星座的容量大等優勢而備受關注。在低軌衛星作為通信中繼站的系統中,終端和衛星之間因存在較大的相對速度和加速度而處于高動態環境中。在高動態環境下,多普勒頻偏具有高階時變特性,從而加大了接收端對信號進行捕獲和跟蹤的難度。因此,本文針對低軌衛星高動態環境下的載波同步技術展開研究。本文將高動態場景中的載波同步分為載波頻率捕獲和載波相位跟蹤兩個過程。在載波頻率捕獲方面,本文提出了兩種高精度的頻率捕獲算法,分別是級聯式算法和星歷輔助算法。級聯式算法通過把優化后的離散Chirp傅里葉變換和優化后的導頻輔助檢測的最大似然估計算法級聯,來實現高動態場景中的頻率捕獲。另外,本文在星歷輔助算法中,基于地心固定坐標系推導了含二階變化率的多普勒頻偏估計方法,然后對補償多普勒頻偏及變化率后的信號完成殘余頻偏的估計。在載波相位跟蹤方面,本文建立了相位、頻率和頻率一階及二階變化率的非線性系統模型,推導了擴展卡爾曼濾波（EKF）和無跡卡爾曼濾波（UKF）算法。并針對UKF中觀測噪聲的... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內外研究現狀
        1.2.1 載波頻率捕獲
        1.2.2 載波相位跟蹤
    1.3 主要研究工作及內容安排
第2章 系統架構與信號模型分析
    2.1 引言
    2.2 衛星移動通信系統架構
    2.3 基于DVB-S2X的系統架構
    2.4 信號數學模型分析
    2.5 本章小結
第3章 高動態下的載波頻率捕獲算法研究
    3.1 引言
    3.2 基于ODCFT和 O-PA-ML的級聯式載波頻率捕獲算法
        3.2.1 經典載波頻率捕獲算法
        3.2.2 ODCFT算法
        3.2.3 O-PA-ML算法
        3.2.4 ODCFT和 O-PA-ML結合的級聯式算法
    3.3 基于星歷輔助的載波頻率捕獲算法
        3.3.1 星歷輔助的多普勒頻率估計
        3.3.2 基于星歷輔助的高階載波頻率捕獲算法
    3.4 本章小結
第4章 高動態下的載波相位跟蹤算法研究
    4.1 引言
    4.2 傳統卡爾曼濾波類算法
        4.2.1 擴展卡爾曼濾波
        4.2.2 無跡卡爾曼濾波
    4.3 R-自適應無跡卡爾曼濾波算法
        4.3.1 觀測噪聲的協方差矩陣R
        4.3.2 自適應比例因子α
        4.3.3 R-自適應無跡卡爾曼濾波
    4.4 基于R-自適應無跡卡爾曼濾波的載波相位跟蹤
    4.5 本章小結
第5章 仿真平臺搭建與算法性能分析
    5.1 引言
    5.2 基于DVB-S2X的物理層仿真平臺介紹
    5.3 載波頻率捕獲算法性能分析
        5.3.1 頻率捕獲算法仿真條件和性能指標
        5.3.2 星歷表輔助的多普勒頻率估計分析
        5.3.3 頻率捕獲算法仿真結果與分析
    5.4 載波相位跟蹤算法性能分析
        5.4.1 相位跟蹤算法仿真條件和性能指標
        5.4.2 相位跟蹤算法仿真結果與分析
    5.5 本章小結
第6章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果



本文編號：2909631