空间OFDM测距系统的PAPR消减方案

【摘要】空间测距技术是统一航天测控系统、无线通信系统和航天器导航系统的关键技术，在不久的将来发挥越来越关键的作用。随着新一代统一航天测控系统技术的不断演进，无线通信系统研究领域的逐步深化，为了满足新一代统一航天测控系统变革的新趋势，同时满足测距高精度和大规模不模糊测距指标，强化测距系统的抗干扰、抗信道衰落的实际工作性能，根据OFDM的时频特性，提出本次的OFDM测距方案。OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)，即正交频分复用技术，测距系统也和其它OFDM系统同样存在这样的问题：发出的信号在传送过程的峰均功率会出现过高现象。本文着重针对这个实际课题展开研究，着力在现有方案的基础上优化了OFDM调制模式下的重要指标——峰均比。并且在Matlab环境下对所用的算法进行了仿真实验。总结本文完成的工作主要有：(1)本文阐述了空间环境下的测距算法，展示了多载波调制以及解调技术的工作原理；保护间隔及循环前缀的插入；系统加窗技术前后的频谱对照以及子载波间干扰分析，并分别给出了Matlab仿真。分析了无线电测距技术优势和局限性。(2)论文主要实现了OFDM系统中的PAPR的消减问题，指出了该系统的基本原理和现阶段研究面临的技术问题，以及两种重要的解决热点算法——部分传输序列法和选择性映射法。通过多组对比仿真实验，分析了影响消减PAPR的方法的性能因子。最后进行了改进的部分传输序列法的仿真，并给出了层级化的PTS算法，Matlab运行环境下的CCDF比较图，分析图中呈现PAPR分布的原因，实验验证了理论的正确性，并指出了此改进算法对实际工程的现实价值。(3)把此种层级化的PTS算法应用到空间测距系统上，根据测距系统信号流程，星上转发装置的工作方式，模拟了测距系统框图，给出了层级化PTS法在OFDM测距系统的PAPR分布曲线图，并对实验结果做了分析。验证了层级化PTS法对OFDM测距信号的峰均比的压制作用。由于空间测距系统对抗干扰能力和保密性的特殊要求，也正是本文选择正交频分复用技术所考虑到的主要原因。
【作者】郑慧楠；
【导师】李月；
【作者基本信息】吉林大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】正交频分复用技术；峰均功率比；测距；双层部分传输序列法；

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