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《衛(wèi)星通信系統(tǒng)中ofdm同步技術研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、第一章緒論1.1背景及問題的提出隨著社會對信息交流的需求日益增加，信息高速公路的建設越來越為人們所重視。自從1957年前蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來，國際通信衛(wèi)星已經(jīng)發(fā)展到第九代，如此迅猛的發(fā)展速度正是由于衛(wèi)星通信距離遠，不易受時域、地域和空域的影響。目前衛(wèi)星通信已成為當今先進的通信技術之一，在衛(wèi)星電視廣播、遠程教育、互聯(lián)網(wǎng)、軍事、緊急救援系統(tǒng)以及移動通信等方面得到了廣泛的應用，新一代寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)不僅提供個人電信業(yè)務、多信道廣播、互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的遠程傳送、地面多媒體通信系統(tǒng)的接入，而且成為實現(xiàn)全球無縫個人通信、互聯(lián)網(wǎng)空中高速通道必不可少的手段[1]。近年來衛(wèi)星通信新技術的不
2、斷發(fā)展，如甚小口徑天線地面站系統(tǒng)、中低軌道的移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)等都受到了人們的廣泛關注，衛(wèi)星通信已經(jīng)成為未來全球信息高速公路的重要組成部分。隨著無線通信時代的到來，人們把更多的注意力集中在如何能夠復雜的無線信道中獲取高質量的信號。由于實際中所能用到的頻率資源非常有限，因此，在有限的帶寬里實現(xiàn)高速率傳輸是無線系統(tǒng)面臨的首要問題。OFDM(正交頻分復用)技術能有效解決這個問題。OFDM技術起源于2O世紀5O年代，并于9O年代之后涉足寬帶通信和廣播領域[2]。越來越多的人認為其在未來高速數(shù)字通信中，尤其在高速移動數(shù)字通信中，將占據(jù)重要位置。在無線寬帶接入、第四代移動通信和鐵路等部門的
3、無線網(wǎng)絡中，OFDM技術都將成為核心技術之一。作為新一代無線通信調(diào)制技術，OFDM(正交頻分復用)能夠提供大容量的信息傳送，并解決了在移動終端傳輸高速數(shù)據(jù)時無線信道性能變差的問題，從而極大地提高了傳輸信道的質量?；贠FDM技術的寬帶無線通信正處于快速發(fā)展中。寬帶衛(wèi)星通信易受下雨等大氣干擾影響，信道特性較差，且頻譜資源緊張。正交頻分復用(OFDM)技術具有抗多徑衰落，頻譜利用率高等優(yōu)點，適合于在寬帶衛(wèi)星
通信這種無線環(huán)境下進行高速傳輸[3]。為了實現(xiàn)一個真正意義上的OFDM系統(tǒng)，同步是一個關鍵的問題。1但是從整體發(fā)展水平來看，我國衛(wèi)星通信與世界先進水平還有一定差距。中國的寬帶
4、衛(wèi)星系統(tǒng)研究工作與國外相比，起步時間晚、覆蓋范圍小、數(shù)據(jù)傳輸速率低。如何進一步提高衛(wèi)星傳輸速率，使之更加符合軍事應用及人民群眾日常生活需要成了一個迫切的問題。1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀衛(wèi)星通信是當前世界通信網(wǎng)絡領域的一個組成部分，它跨越了所有地面障礙為電話、電視及各類數(shù)據(jù)傳輸建立了完全可靠的全球性的通信鏈路。衛(wèi)星通信多址能力、分配能力、靈活性、易操作性以及易開通性已在各種新業(yè)務上得以發(fā)展應用[4]。1.2.1國外衛(wèi)星通信的研究與發(fā)展狀況衛(wèi)星通信的設想最早是英國人阿瑟C·克拉克提出的，1945年10月他在《無線電世界》雜志上發(fā)表的一篇題為《地球外的中繼站》的文章中，提出了在靜止軌道上
5、放置3顆衛(wèi)星來實現(xiàn)全球通信的設想[5]。但這一設想直至1957年10月4日，前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星SPUTNIK，才使人們看到了真正實現(xiàn)衛(wèi)星通信的希望。其后又歷經(jīng)8年試驗，1965年，以美國通信衛(wèi)星公司為首的“國際通信衛(wèi)星組織(NITELSAT)”發(fā)射了世界上第一顆商用靜止軌道衛(wèi)星“晨鳥”號，進行電視、電話傳輸[6]。這標志著經(jīng)過20年的探索和試驗，衛(wèi)星通信終于從探索階段進入了實用階段。60年代中期至70年代中期主要是國際衛(wèi)星通信發(fā)展階段，期間，衛(wèi)星通信在國際通信領域具有最新、最重要的地位，許多國際衛(wèi)星通信組織相繼出現(xiàn)，并建立了多種國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)，為國際通信和
6、電視傳輸展開了新的一頁。首次利用衛(wèi)星進行移動通信則是1976年美國通信衛(wèi)星公司（COMSAT）開發(fā)的海事衛(wèi)(MARISAT)通信系統(tǒng)。后來，經(jīng)國際海事組織（IMO）倡導，于1979年成立了國際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT)。經(jīng)過近20年的迅速發(fā)展，INMARSAT今天已發(fā)展成為海陸空全方位提供移動衛(wèi)星通信服務的全球性通信組織，并正式更名為國際移動衛(wèi)星組織[7]。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，衛(wèi)星通信技術得到了長足進步，通信頻率不斷提高，通信帶寬也不斷增大。所承載的也不再只是低速業(yè)務，寬帶通信服務已經(jīng)成為衛(wèi)星通信的主流，衛(wèi)星通信已經(jīng)步入寬帶通信服務時代。具有代表性的寬帶通信衛(wèi)星有：Int
7、elsat-9、10系列衛(wèi)星[8]、iPStar通信衛(wèi)星[9]、Inmarsat-4衛(wèi)星[9]、APSTAR-6衛(wèi)星2[10]等。除此之外，美國還開展了大量因特網(wǎng)太空實驗和研究計劃，包括：OMNI研究實驗、CLEO研究實驗和構建星（行星）際因特網(wǎng)的計劃[11-13]。總之，隨著技術的發(fā)展和新型通信衛(wèi)星不斷涌現(xiàn)，通信衛(wèi)星正在賦予新的特點，除了具有數(shù)字化、移動化、寬帶化的特點外，還將具有網(wǎng)絡化和IP化等新的特點。上述資料表明，國外各國對衛(wèi)星通信技術有較深入的研究，并且取得了一定的成果。1.1國內(nèi)衛(wèi)星通信的研
