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深空通信软件仿真平台的设计与实现

作　者: 韩晶晶
导　师: 肖嵩
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 深空通信软件仿真 VC++6.0
分类号: TN927
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

深空探测作为人类保护地球、进入宇宙、寻找新的生活家园的前提,引起了世界各国的极大注意。同时,它也成为衡量一个国家的科技发展水平和综合国力的重要因素。由于实际深空通信系统的建立与性能评估比较耗时、耗资,因此需要建立一套相应的仿真平台。目前,国内外在通信系统仿真这一领域已有大量的研究,并且国外已产生了大量的仿真软件包,如Cadence公司的SPW,Synopsys公司的COSSAP,MIL3公司的OPNET等。但由于技术壁垒等问题,我国迫切需要建立属于自己的软件仿真平台,以便更可靠地验证通信系统的性能,从而为我国深空探测提供理论基础和性能评估。本文通过研究图像信源编码,信道纠错编码,调制解调,信道模型以及通信网络等实现方法,提出了深空通信仿真平台的总体框架和软件具体实现方案,并对常见的恒定包络调制方法和无线信道模型进行了理论分析和软件实现。在VC++6.0环境下用C/C++语言实现了BPSK、MSK调制以及AWGN、Rayleigh信道模型,并对信道模型进行了可靠地验证。在此基础上完成了整个系统的搭建,实现了一套链路级的软件仿真平台,该平台界面友好、可视性强、易于修改和扩充。最后对该仿真平台进行了系统的测试,分析和论证了系统各个参数对于系统性能的影响,并对系统的性能进行了评估。在该系统中,采用JPEG2000图像压缩编码,MSK调制和AWGN信道,低信噪比时采用Turbo码,高信噪比时采用LDPC码的这一方案,可以使接收端恢复的图像质量最好。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 论文研究的背景和意义  7-8
  1.2 深空通信的概念  8
  1.3 深空通信的特点  8-9
  1.4 本文研究内容及主要贡献  9-11
第二章深空通信中的关键技术  11-29
  2.1 概述  11
  2.2 图像信源编码  11-16
    2.2.1 深空通信中图像压缩的意义  11
    2.2.2 JPEG2000 静止图像压缩算法  11-14
    2.2.3 SPIHT 图像压缩算法  14-16
  2.3 信道纠错编码  16-21
    2.3.1 Turbo 编译码  16-18
    2.3.2 LDPC 编译码  18-21
  2.4 恒定包络调制解调  21-26
    2.4.1 相移键控调制(PSK)  21-22
    2.4.2 连续相位调制(CPM)  22-26
  2.5 深空通信信道模型  26-29
    2.5.1 AWGN 信道模型  26
    2.5.2 Rayleigh 衰落信道模型  26-27
    2.5.3 Rice 信道模型  27-29
第三章综合仿真平台及软件仿真平台框架  29-33
  3.1 综合仿真平台总体框架  29-31
    3.1.1 系统概述  29
    3.1.2 深空通信系统的链路级仿真  29-30
    3.1.3 深空通信系统的网络级仿真  30-31
    3.1.4 深空通信系统的软硬件协同仿真  31
  3.2 软件仿真平台框架  31-33
    3.2.1 软件仿真平台的作用  31-32
    3.2.2 软件仿真平台的系统方案介绍  32-33
第四章软件仿真平台的设计与实现  33-51
  4.1 引言  33
  4.2 软件仿真平台界面设计  33-35
  4.3 调制解调模块功能实现  35-38
    4.3.1 BPSK 调制解调  35-36
    4.3.2 MSK 调制解调  36-38
  4.4 信道模块功能实现  38-42
    4.4.1 信道模型概述  38-39
    4.4.2 AWGN 信道模型算法  39-41
    4.4.3 Rayleigh 信道模型算法  41-42
  4.5 分集接收功能实现  42-43
  4.6 系统性能测试  43-50
  4.7 本章小结  50-51
第五章结束语  51-52
致谢  52-53
参考文献  53-56
研究成果  56-57

深空通信软件仿真平台的设计与实现

内容摘要

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