【摘 要】
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随着现代科技不断的进步,人类到世界各地探索的需求越来越大,如广阔无垠的大洋、势艰险雪山、无人烟的沙漠,而其中许多地方是传统的蜂窝移动通信系统无法覆盖的。如当今的物
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随着现代科技不断的进步,人类到世界各地探索的需求越来越大,如广阔无垠的大洋、势艰险雪山、无人烟的沙漠,而其中许多地方是传统的蜂窝移动通信系统无法覆盖的。如当今的物联网技术运用于海洋之上,目的在于整合海样上多样化的数据信息,并对其进行监控和系统化管理;又如我国在西藏高海拔常年积雪地区架设的积雪厚度探测仪。在上述的地理场景下,架设并维护传统的蜂窝通信基站并长距离铺设电信光缆是不切实际的。由于卫星通信是直接与用户终端通信的,终端只要处于开阔的地带,且上方没有物体遮挡,即能实现与卫星高质量的通信。卫星通信得天独厚的优势在上述各地理条件下便充分的展现出来了。为了确保通信质量,纠错编码通常是通信系统中不可缺少的一环。因此与蜂窝通信系统一样,卫星通信系统也需要使用纠错编码。卷积码作为一种成熟的FEC纠错编码,复杂度适中,且提供的编码增益比较高,因而目前卷积码成熟地应用于4G系统的广播信道(BCH),控制信道(CCH)等信道中;虽然目前有更新更强大的纠错编码,例如运用于4G数据信道(SCH)的Turbo编码,运用于5G系统的LDPC、Polar编码,这些编码方式需要进行大量的矩阵乘法计算以及大量的记忆存储。相比之下,卷积码实现简单、占用资源少,若在对系统速率要求,误码率不是非常高的情况下,其不失为一种“性价比”非常好的选择。本论文主要是研究的是将卷积码运用于卫星通信系统中,在同等信噪比情况下提高系统的通信的信息传输正确率。论文主要开展工作如下:1.在广泛学习信道编解码知识的基础上,对卷积码算法及其硬件实现方案进行了深入研究。2.介绍用户终端信号处理单元的上下行通信流程及相关算法。3.针对卫星终端系统的设计需求,给出了卷积码编码器和译码器的FPGA硬件实现方案,并在MATLAB中进行了详细的仿真与分析。4.以Xilinx公司的Virtex-7系列FPGA芯片作为开发平台,实现了卫星通信终端系统中的卷积码编码模块和解码模块并进行了仿真验证和资源评估。
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