APSK星座优化设计及其调制解调研究

国防科学技术大学

硕士学位论文

APSK星座优化设计及其调制解调研究

姓名：刘志新

申请学位级别：硕士

专业：信息与通信工程

指导教师：雷菁

20070401

国防科学技术大学研究生院学位论文

图

图１．２．１

图２．１．１

图２．２．１目录１６ＱＡＭ与星形４＋１２－ＡＰＳＫ星座比较………………………………………４４＋１２－ＡＰＳＫ和４＋１２＋１６ＡＰＳＫ星座图………………………………………６几种１６ＡＰＳＫ的最小欧氏距离与相对半径的关系………………………．．９

４＋１２＋１６．ＡＰＳＫ的最小欧氏距离与两相对半径之间的等值线图………．１０

（ａ）４＋１２－ＡＰＳＫ（ｂ）６＋１０－ＡＰＳＫ。１０图２．２．２图２．２．３双环结构的１６ＡＰＳＫ优化星座

图２．２．４Ｅ／Ｎｏ＝１２ｄＢ时４＋１２－ＡＰＳＫ的信道容量与相对半径及相对相位的关系………………………………………………………………………………．．ｊ…．…………………………………．１１；图２．２．５Ｅ／Ⅳｏ＝１２ｄＢ时６＋１０－ＡＰＳＫ．的信道容量与相对半径及相对相位的关系１５图２．２．６在ＳＮＲ为１０ｄＢ时相对半径与信道容量的关系…………………………１６图２．２．７在ＳＮＲ为１２ｄＢ时相对半径与信道容量的关系…………………………１６图２．２．８ａ１６．３２元星座信道容量与Ｅ。／Ｎ。间的关系………………………………．．１７图２．２．８ｂ图２．２．８ａ的３ｄＢ附近局部放大图…………………………………………１８图２．２．９３＋１２ＡＰＳＫ信道容量与相对半径的关系（ｓＮＲ为９．３ｄＢ）……………１９图２．２．１０

图２．２．１ｌ３＋１２ＡＰＳＫ信道容量与相对半径的关系（ＳＮＲ为１０．１９２ｃｌＢ）………１９错误概率一致边界与比特信噪比Ｅｂ／Ｎ０的关系…………………………２０

４＋１２－ＡＰＳＫ的编码………………………．．．………………………………２２

４＋１２＋１６－ＡＰＳＫ的编码……………………………………………………………………２２图２．３．１不同１６元星座的信号功率的概率密度包络分布…………………………。２ｌ图２．３．２图２．３．３

图３．１．１ＨＰＡ的ＡＭ－ＡＭ和舢汇ＰＭ关系图………………………………………２５图３．１．２经过ＨＰＡ后４＋１２－ＡＰＳＫ的畸变情况国（Ｏ为正确星座，・为失真星座）２５图３．１．３射频和中频预失真原理图……………………………………………厶…．２７图３．３．１卫

星信道传输系统框图…………………………………………………“。２８图３．４．１

图３．４．２忽略噪声ＩＢＯ＝２ｄＢ和ＩＢＯ＝７ｄＢ时１６ＡＰＳＫ收发星座比较……………．３０Ｅｂ／Ｎ０＝１０．８ｄＢ时ＩＢＯ＝２ｄＢ和ＩＢＯ＝７ｄＢ时收发星座比较………………３０图３．４．３预失真星座参数的迭代计算………………………………………………３ｌ图３．５．１非线性均衡器的结构………………………………………………………３３图３．６．１预失真ＯＢＯ＝２ｄＢ无噪声／有噪声（Ｅｂ／Ｎｏ＝１０．８ｄＢ）收发星座比较……３４图３．６．２非线性均衡ＯＢＯ＝２ｄＢ无噪声，有噪声（Ｅｂ／Ｎｏ＝１０．８ｄＢ）收发星座比较．３５图３．６．３非线性均衡ＯＢＯ＝５ｄＢ无噪声／有噪声（Ｅｔ瓜ｏ＝１０．８（１Ｂ）收发星座比较．３５图３．６．４预失真ＯＢＯ＝５ｄＢ无噪声／有噪声（Ｅｂ／Ｎｏ＝１０．８ｄＢ）收发星座比较……．３５图３．６．５１６ＡＰＳＫ与３２ＡＰＳＫ预失真补偿时，ＴＤ与ＯＢ的关系比较……………．．３６第１页

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图４．１．１ＡＰＳＫ解调器原理图………………………………………………：…………３７图４．３．１位同步原理图………………………………………………………………。４１图４．４．１

图４．４．２

图４．４．３

图４．４．４

图４．４．５

图４．４．６

图４．４．７

图４．４．８４＋１２－ＡＰＳＫ的ｂｏ、ｂ１二进制编码…………………………………………４２４＋１２叫心ＳＫ的ｂ２、ｂ３二进制编码………………。………………………。４３４＋１２－ＡＰＳＫ二进制编码映射第三位折叠到第一象限的结果……。：．．．…。４４４＋１２＋１６．ＡＰＳＫ的ｂ０、ｂｌ二进制编码…………………………………．４４４＋１２＋１６－ＡＰＳＫ的ｂ２、ｂ３二进制编码……………………．．：……………．４５４＋１２＋１６－ＡＰＳＫ的ｂ４二进制编码……………．：……………………………４５ＡＰＳＫ解调方案（—）…………………………………………………………４７ＡＰＳＫ解调方案（一）……………………。…………………………………４７

ＤＶＢ．Ｓ２调制器系统原理图………………………………………………．４８图５．１．１

图５．１．２全数字ＡＰＳＫ调制框图……………………………………………………．．４９图５．２．１星座映射原理图……………………………………………………………。４９图５．３．１物理成帧原理图……………………………………………………………。５０图５．３．２ＰＬＨＥＡＤＥＲ生成子模………………………………………………………５ｌ

Ｒｎ序列产生电路……………………………………………………………５２图５．３．３物理层扰码子模块……………………………………………………………５１图５．３．４

图５．４．１

图５．４．２

图５．４．３

图Ｆ．１成形滤波与正交调制子模块，………………………ｋ…………………。５３ＡＤ９８５７芯片内部结构图…………………．．ｊ……………………………。５３数据复合与ＡＤ９８５７接口电路

图…………………………………………．５４线性信道１６ＡＰＳＫ的Ｓ曲线…………………………………………………６０图Ｆ．２经ＨＰＡ后１６ＡＰＳＫ的仿真曲线………………………………………………６ｌ第Ⅱ页

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表目录

表２．２．１

表２．２．２

表３．４．１

表３．４．２

表３．６．１

表５．３．１几种３２－ＡＰＳＫ和６４－ＡＰＳＫ优化星座参数（线性信道）………………。１２１６元和３２元ＡＰＳＫ信道容量优化相对半径……………………………．１８１６ＡＰＳＫ不同ＢＯ时预失真星座的参数…………………………………．３２３２ＡＰＳＫ不同ＢＯ时预失真星座的参数………………………………ｏ…３２考虑了ＳＲＲＣ的１６ＡＰＳＫ星座ｍＯ与ＯＢＯ对照表……………………３４扰码算法………………………．．………………………………………………．５ｌ第１页

独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。