一、DirecPC——卫星高速数据传输系统(论文文献综述)
张羽丰[1](2021)在《基于OFDM和深度学习技术的LEO星地高速数传系统研究》文中提出在近地球轨道(Low Earth Orbit,LEO)上运行着大量的卫星,其中包括通信、气象、国土资源和科学探测等各种用途的卫星,在人类对科学的探索道路及提高人们的日常生活质量上起着重大的作用。目前,随着星载遥感设备的精度越来越高,单颗卫星的任务和功能越来越多,对高速数据传输的渴求越来越强烈,传统的卫星对地数据传输技术已经很难满足未来这些卫星的数据传输需求。X波段LEO卫星对地数据传输系统如今已经非常成熟,而研制更高频段的新型通信系统,例如基于Ku/Ka波段的LEO卫星对地数据传输系统,只能暂时缓解频谱资源紧张的问题,所以充分利用有限的频谱资源才是当下亟待解决的事情。在此背景下,本论文针对X波段LEO卫星对地数据传输系统的特点,对现有的基于以高频带利用率而闻名的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的数据传输方案进行改进,同时引进深度学习技术用于改善整个通信系统性能,以求进一步提升LEO卫星数据下传的性能。本论文从OFDM技术的两个在实用上需要解决的问题入手,即信号带外功率谱密度衰减缓慢和信号功率的高峰均比问题。本论文具体完成了以下工作:1.传统的OFDM信号带外功率谱密度衰减缓慢,导致频带效率急剧降低,这也是限制了其在航天领域发展的原因之一。本论文提出了一种基于OFDM技术的新型传输信号,即混合调制滤波OFDM(Hybrid Modulation based Filtered Orthogonal Frequency Division Multiplexing,HMF-OFDM)信号,解决了OFDM信号带外衰减缓慢的问题。仿真结果表明,在-30 d B最低功率谱密度带宽的条件下,HMF-OFDM信号的频带效率可达传统OFDM信号的1.81倍。同时,采用混合调制的方式避免了滤波器对OFDM信号子载波的干扰,最大限度提高对频谱资源的利用。2.针对LEO卫星对地数据传输链路具有大载波频率偏移的特点,提出了一种基于长度可变的训练序列的符号定时同步算法,即滑动差分相关算法。传统基于数据辅助类的符号定时同步算法所依赖的训练序列持续时间较长,抗噪声性能较差及对载波频偏敏感。相比之下,滑动差分相关算法则可以通过预先评估信道的特性,来灵活调整训练序列的持续时间,进而最大化数据帧的持续时间以提高数据传输的吞吐量。另外,滑动差分相关算法还具有良好的抗噪声性能和对载波频偏的鲁棒性。仿真结果表明,滑动差分相关算法的抗载波频偏能力远远超过LEO卫星对地数据传输链路所带来的大载波频率偏移。3.为了解决LEO卫星对地数据传输系统的非线性特征对传输信号造成非线性失真的问题,本论文提出了一种基于深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)的数字信号恢复(Digital Signal Recovery,DSR)技术。该技术捕获了星载发射端的先验知识,例如射频功率放大器(Radio Frequency Power Amplifier,RF-PA)的非线性特性,在接收端利用DNN来对先验知识进行建模用于提高接收信号质量。得益于DNN本身不受输入数据幅度的影响,且对高斯白噪声具有一定的鲁棒性,该技术可以抵御由LEO卫星对地通信信道引入的接收信号功率大范围变化和高斯白噪声的影响,得以在地面站对非线性失真(主要由星载RF-PA引入)的接收信号进行矫正,从而允许星载RF-PA工作在接近饱和区的状态,间接解决了OFDM信号功率的高峰均比的问题,以提高星载通信系统的功率效率。实验结果表明,与传统的功率回退技术相比,该技术在保证误差向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)不变的情况下,可以将RF-PA的功率附加效率从32.6%提升至45%。同时,该技术还可以在变化范围为12 d B左右的接收信号功率下正常工作,而基于传统记忆多项式的DSR技术在如此大的功率变化范围下难以正常工作。4.在DSR技术的基础之上,本论文提出了一种基于DNN的滤波OFDM接收机设计。在此设计中,DNN不仅学习到了星载RF-PA的非线性特征,还学习了接收信号的调制方式,将非线性失真的恢复和数字信号的解调两个功能并入了同一个模块。与现有的基于DNN的接收机方案相比,该技术同时考虑了硬件和信道的特征。仿真结果表明,本论文提出的基于DNN的接收机可以适配至少五种滤波OFDM调制信号(QPSK、8PSK、8QAM、16QAM和16APSK)和两种典型的功放状态(Class AB和Class B)。这项技术有潜力在不对LEO卫星做出较大改动的条件下,直接提高已经在轨卫星的通信性能。同时,也为未来的LEO卫星对地数据传输系统提供一个可行方案。本论文以X波段LEO卫星对地数据传输为背景,对通信系统物理层面上做出了改进,并引入深度学习这一新兴技术,来提升通信系统的整体性能。通过实验和仿真分析,验证了本论文所提出技术,为未来LEO卫星对地数传系统提供了更多可行的技术方案。
黄俊泽[2](2021)在《基于高分辨率面阵相机与高光谱成像仪的机载成像系统研究》文中进行了进一步梳理高光谱成像仪可依据地物空间形态特征、光谱特征地物反射和发射特性同步进行目标精细分类和识别,广泛应用于城市安全、森林防火、环境监测、精准农业、野外搜救等领域。在目标探测领域,尽管高光谱成像仪可以通过高光谱分辨率对一个或多个像素的点目标进行光谱探测,但如果没有目标的先验光谱信息或高空间分辨率的几何信息就很难实现对目标的快速准确识别。此外,在传感器确定的情况下,高光谱成像仪的高空间分辨率与高光谱分辨率是彼此制约,无法同时提高。因而本论文设计并研制一套基于高分辨率面阵相机和高光谱成像仪的机载成像系统,针对目标探测与识别应用,可同时实现光谱维和空间维的高分辨率检测。本文主要研究工作内容和创新点如下:(1)本论文提出了高光谱异常检测与高空间图像识别相结合的总体技术路线,设计了轻小型高空间与高光谱成像集成系统,完成了高集成度原理样机的研制,为基于无人机平台获取高光谱与高空间分辨率数据提供了重要手段。(2)本论文提出了USB3.0(universal serial bus 3.0)高速可调同步传输系统关键技术,USB3.0外设控制器使用同步FIFO(first in first out)、自动DMA(direct memory access)和数据块定量定时传输设计,避免了UVC(USB video class)协议的丢帧问题,解决了USB3.0采用批量传输模式时带宽不能稳定的难题。相比较异步FIFO和手动DMA传输方式,实现了最高数据传输带宽159MBps,提高了USB3.0的稳定传输速率。(3)本论文提出了基于单板计算机的多USB3.0接口高速数据采集方案,解决了高分辨率高光谱相机帧频高、数据量大的难题,实现了两个高光谱探测器和一个面阵全色探测器共360MBps稳定数据采集,其中可见相机200Hz帧频(数据速率100MBps),短波相机100Hz帧频(数据速率10MBps),全色相机4Hz帧频(数据速率250MBps)。(4)开展了机载飞行实验,系统工作正常,同时获得了地物目标的高光谱影像数据与高空间分辨率相机数据,验证了高光谱成像仪与高分辨率面阵相机相结合实现地物目标异常检测和图像识别方案的有效性。
都乐[3](2021)在《基于PCIe接口的高速数据传输系统技术研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着高速数据传输技术的快速发展,各种设备传输的海量数据呈指数级增长。在此基础上,为了提高数据处理的效率,硬件加速技术也得到了很好的发展。如何将大量的数据既稳定又高效地传输到主机和硬件板卡上,并进行后续的处理是极其重要的。基于此背景,本文主要进行了如下内容的研究:分析研究了 PCIe高速串行总线的协议规范及事务层的功能和事务层的数据包结构,通过研究PCIe总线拓扑结构,确定了传输系统的体系结构,为后续的PCIe速数据传输系统设计奠定了基础。研究了 Xilinx 7系列FPGA PCIe IP核的用户接口时序,在此基础上完成了 PIO、总线主控式DMA的设计。对两种形式的PCIe传输方式进行传输验证,并分析其存在的问题,为后续采用XDMA进行PCIe高速数据传输设计提供了设计思路。对基于XDMA IP核的分散聚合式DMA高速数据传输设计的实现方法进行研究,完成了 XDMA硬核用户时序接口和传输逻辑的设计,通过驱动程序和板卡的联调,在硬件开发平台上完成对基于XDMA的PCIe高速传输设计的测试验证。在此基础上本文提出了一种基于XDMAIP核的传输架构,并为其设计了对应的上位机程序,架构可以将接收上位机程序的数据进行缓冲,实现主机和FPGA板卡的通信的同时在板卡中对数据进行处理,最后再将处理之后的数据传回上位机程序中进行后续的数据处理。该传输架构为卫星通信中的信关站硬件加速架构提供了一种的可行思路。
吴宾[4](2019)在《卫星激光—微波混合网络中继交换关键技术研究》文中研究表明随着高速数据通信、导航定位、高分辨率图像采集和深空探测等技术的进步,星间、星地大容量信息传输的需求不断增长,多种类型星间与星地数据中继业务的需求不断增加,在原有的卫星微波通信系统的基础上,进一步采用激光通信技术在中继卫星之间建立高速激光链路,从而形成激光-微波混合卫星网络,成为未来空间信息网络发展的必然趋势。卫星转发器作为中继卫星的关键载荷,需要支持多通道、不同类型信号的中继和交换等功能。传统的卫星转发器越来越接近电子速率的极限,限制了信号交换与处理速率的进一步提高,而采用微波光子技术可以有效降低卫星转发器的体积、重量和功耗,实现大带宽和超高速的交换和信号处理。同时,利用其并行处理的特性能够有效提高卫星转发器微波信号的处理能力,如多频本振分发、多通道信号低损伤变频和波束间交叉互连等功能。因此,将微波光子技术应用于未来激光-微波混合网络的中继系统中,成为下一代高频段、多波束、大容量卫星通信系统发展的必然趋势,具有重要的科学意义和实用价值。本论文在充分调研国内外研究现状的基础上,对未来卫星激光-微波混合网络交换中面临的系统结构、弹性带宽交换和星上波长变换、多通道频率变换、星地高速链路的并行传输等关键问题,进行了系统深入地理论与实验研究,具体完成的创新性工作如下。(1)设计了卫星激光-微波混合交换系统结构,提出了基于业务分布的弹性带宽优化分配策略,在仿真的基础上搭建了基于波长选择开关的弹性带宽交换实验系统,验证了系统频谱资源灵活配置和弹性带宽交换的能力。该方案能有效提高网络的频谱利用率,适用于未来卫星激光-微波混合网络中,不同粒度业务的灵活高效交换。(2)提出了一种基于光频梳的中继交换全光波长变换方案,分析了波长变换的原理和实现技术。对搭建实验系统的测试结果表明,通过光频梳与波长选择开关配合,系统能实现“点到多点”的波长变换和频隙级的波长分配,各通道传输的基带数据误码率均低于10-9。该方案可降低各节点之间因波长冲突造成的业务阻塞,从而提高星间光链路的传输容量。(3)提出了基于抑制载波双边带和基于可重构单光频梳的星上并行多频段变频方案,分析了星上频率变换实现的原理,设计了适用于多波段宽带卫星的转发器系统结构。搭建了基于微波光子学的星上多频段变频实验系统,以Ka波段信号变频至其他卫星工作波段信号为例,验证了系统的可行性。该变频方案输出不受波分复用通道限制,采用并行变频的方式,降低了星上负载的功耗和系统复杂度。(4)提出了一种星地高速链路数据并行传输技术。通过向并行信道添加同步信息,实现了四路微波信号的同步控制;基于自行设计的Virtex-6系列FPGA硬件平台,对该方案进行了实验验证,接收端能恢复出5Gbps速率的原始基带数据,验证了四路并行数据的同步性。同时,设计并研制了基于RocketIO的空间光通信阵列高速光收发器,实现了 6.25Gbps的高速串行通信,其具有集成度高、调试灵活和扩展性强等特点。
宗康[5](2017)在《天基光载射频传输系统关键技术研究》文中研究指明近年来,随着卫星通信网络的不断发展和星间光通信技术的日益成熟,卫星光网络成为了天基骨干信息网的重要组成部分。光载射频技术是微波光子学的一个重要应用领域,利用光载波实现射频信号的透明传输,具有非常高的应用前景并且已经得到了广泛的关注。本文主要针对光载射频技术在星间无线光通信系统中的应用进行研究,可以有效的解决激光骨干链路与用户接入微波链路之间无缝融合的问题。天基光载射频技术避免了接收射频信号的电域解调,极大的降低了星载设备的复杂性与成本。当前地面光纤光载射频系统主要采用强度调制直接检测体制,具有实现简单、技术成熟且成本较低的特点,适用于地面分布式天线的应用场景。相比于地面的光纤光载射频系统,天基光载射频系统受到自由空间传输和指向误差等因素导致的巨大功率损失,需要进一步提高系统的接收灵敏度。同时,为了满足多用户多业务的传输需求,天基光载射频传输系统需要同时传输多路射频信号,对系统的线性度提出了更高的要求。因此,为了满足天基应用环境的特殊需求,实现更好的传输性能,有必要对天基光载射频系统的理论模型、系统设计方案和参数优化进行深入研究。论文主要介绍了天基光载射频传输系统的基本原理和理论模型,提出了新的设计方案,对系统的传输性能进行了分析与讨论,并且对系统的参数进行了优化。论文的主要研究成果包括以下几个方面:1.对卫星振动和静态偏差角引起的光学天线指向误差进行了理论建模,分析了指向误差对系统性能的影响。指向误差引入的功率损失模型同时包括了发射天线和接收天线的指向误差,同时也考虑了光学天线静态偏差角的影响。系统性能分析给出了平均射频增益、噪声系数和无杂散动态范围的闭环表达式,研究了系统参数的影响,并且对电光调制器的偏置点进行优化,提出了低偏置技术。最后论文分析了指向误差下系统的中断概率,并且对光学天线孔径的大小进行了优化。2.针对多路复用长距离自由空间传输的特殊应用,提出了基于相位调制相干零差平衡检测体制的天基光载射频传输系统。推导了多子带传输条件下系统输出光电流的信号噪声失真比,对系统调制指数和本地振荡光载波的功率大小进行了优化,给出了最优调制指数的理论结果;推导了多子带传输条件下系统射频增益、噪声系数和无杂散动态范围的理论表达式和仿真结果,分析了系统参数的影响并且进行了优化,给出了本地振荡光载波功率的取值范围。3.指出了光载波分量是制约系统性能的关键因素,提出了基于科斯塔斯环的双边带载波抑制相干零差检测体制。介绍了光锁相环的基本构成、常见类型和性能比较,分析了选择科斯塔斯光锁相环的理由;给出了系统的理论模型并且对系统信号噪声失真比进行了理论推导和仿真,通过仿真结果对系统的调制指数进行优化,分析了电光调制器消光比的影响;给出了多子带传输条件下系统射频增益、噪声系数和无杂散动态范围的理论表达式和仿真结果,研究了系统参数的影响并且进行了优化。论文通过理论推导和仿真验证的方法对随机指向误差的影响进行了理论分析,指出光学天线需要周期性的校准以减少静态偏差角的影响。在多信道传输条件下,相位调制系统相对于强度调制系统具有更少的交调失真产物,从而可以获得更大的动态范围。此外,由于光功率放大器受到增益饱和特性的影响,载波抑制调制可以有效的提高光功率放大效率,并且可以提高电光调制效率,减少输出光电流中的噪声功率。因此在相同的条件下,载波抑制调制系统相比于相位调制系统可以实现更好的传输性能。
张宇嘉[6](2016)在《基于FPGA的高速遥感卫星图像数据传输系统设计与实现》文中研究说明目前遥感卫星系统在军民各领域应用广泛,发展迅猛。但由于开发遥感卫星地面接收机时不便与在轨卫星联调,所以研制由地面接收机和与其匹配工作的模拟器组成的卫星图像数据传输系统意义重大。本文首先对卫星图像数据传输系统的研究现状与发展趋势进行了调研和总结,在此基础上,提出了本课题中卫星模拟器及接收机的系统架构和总体设计方案。本文在分析了卫星图像传输系统的设计目标和技术要求后,确立了基于FPGA的系统设计方案。整个方案包括硬件和软件两大部分。硬件系统采用FPGA作为主控芯片,配合Xilinx公司ML605开发板上外设实现数据的传输与处理;实现了PCIE DMA接口,完成数据在PC机与板卡间的高速传输;提出了基于AXI4总线的DDR3多端口存储控制方法,解决了多个控制模块同时访问一块DDR3存储器时可能存在冲突的问题;设计了条带噪声去除模块接口和信道编解码模块接口,集成了图像处理和基于CCSDS标准的信道数据处理功能。软件系统主要分为应用程序和驱动程序两部分,本文设计的应用程序负责与用户交互,通过驱动程序完成对图像数据收发过程的控制。最后,本文对软、硬件模块和系统整体图像数据传输功能进行了测试。硬件测试针对FPGA资源消耗和时序分析、DDR3多端口存储控制器性能和条带噪声去除接口功能展开。软件测试验证了DMA传输速率和应用程序的基本功能。结果表明,卫星模拟器和接收机能完成图像数据的模拟发送、大容量缓存、信道编解码、条带噪声去除和接收显示的各项设计功能。虽然部分模块的性能仍有待提高,但作为设计原型,本文的设计方案为后续卫星图像数据传输系统的进一步研究奠定了基础。
齐维孔,刘乃金[7](2013)在《空间信息高速传输系统发展趋势分析》文中认为随着我国航天活动的日益增多和空间探测不断向深空发展,对空间信息高速数据传输技术的需求越来越迫切。目前,各类卫星,如新一代通信卫星、遥感卫星、中继卫星、海洋卫星、天基综合信息网,以及深空探测、载人飞船和空间站等都提出了加快空间信息高速传输系统发展的要求,建设一个空天地一体化的空间信息高速传输系统已迫在眉睫。本文在调研国内外空间信息高速传输系统发展情况的基础上,分析了我国空间信息高速传输系统的发展趋势,指出构建由地面用户终端,低、中、高、深空等卫星组成的星际互联网高速传输系统,不断满足我国未来空间活动对高速数据传输的需求,促进我国空间技术的发展,并逐步向航天大国和航天强国迈进。
胡俊杰[8](2011)在《卫星数据传输高速调制器关键技术研究》文中认为随着国内外遥感卫星和各种有效载荷技术的迅速发展,遥感卫星所获取的数据量突飞猛进,目前卫星对地数据传输系统的主流调制方式BPSK、QPSK越来越无法满足卫星高速数据传输的要求,以16-QAM为代表的高阶调制方式将逐步在卫星数据传输系统中得到应用。本文面向卫星数据传输高速调制器的设计要求,运用现代数字信号处理技术并充分利用可编程逻辑器件以及各种高速硬件资源,设计实现了高速数字成形滤波器和射频功率放大器线性化数字预失真器,这两种技术应用在16-QAM卫星数据传输高速调制器的基带信号处理部分,对提高卫星高速数据传输的频谱利用率和功率利用率起到至关重要的作用,为下一步数字化卫星数据传输系统的实现奠定基础。首先,论文完成了800Mbps的16-QAM高速数字成形滤波器的设计和实现,主要技术指标达到国内领先水平。在进行数字成形滤波器设计时,提供了一套FIR成形滤波器主要参数选取的依据和方法,从硬件系统的运行速度、计算量、复杂度以及滤波后信号的质量、频谱特性、系统的误码率性能等各个方面加以分析和仿真验证。为了突破数字成形滤波器高速实现的瓶颈,提出一种基于多相滤波器结构与并行查找表相结合的滤波器实现结构,将滤波器的系数与调制方式码型映射相结合形成查找表,省去硬件乘法运算,提高计算速度,最后通过并行电路结构及高速电路技术实现了800Mbps的16-QAM高速数字成形滤波器原理样机。并且设计了一种基于双高速多路复接数模转换器的高速逻辑时钟同步电路,解决了高速成形滤波器设计中I/Q两路输出数据同步的问题。其次,详细研究了射频功率放大器数字预失真线性化技术,提出了一种查找表数字预失真算法的实现方案,搭建仿真模型进行验证,并针对一款星载数据传输应用中的2.3GHz SSPA高功率放大器,以XtremeDSP Development Kit-IV开发板为主要实现平台,编写VHDL程序语言下载到核心芯片Virtex?-4 FPGA中,搭建系统的实现与测试平台,设计实现了数字预失真器,通过验证该预失真器可以降低双音信号的互调失真功率达11dB,大大提高了射频功放的线性化水平。最后,以16-QAM卫星数据传输高速调制系统的设计为研究的出发点,全面系统地将高速数字成形滤波器和射频功放数字预失真器两项技术融入到系统的设计当中,运用MATLAB中的动态仿真工具SIMULINK搭建系统仿真模型,通过分析时域波形、星座图、误码率等方面充分论证了系统实现的正确性、有效性和可行性。并且针对16-QAM高速调制器的实现结构,推导设计了基于正交结构的射频功率放大器数字预失真器,通过仿真验证该方法能够简化系统设计并有效地改善功放非线性失真,该算法对于正交结构调制系统的设计具有重要的理论意义和实践价值。
周宇昌,李小军,周诠[9](2009)在《空间高速数据传输技术新进展》文中进行了进一步梳理文章介绍了空间高速数据传输技术的发展动向,重点分析了遥感卫星、中继卫星、通信卫星和深空探测的高速数据传输技术动向。最后分析了空间激光高速数据传输技术的研究进展,并从未来技术发展和需求的角度提出了一些建议。
胡国军[10](2008)在《三线阵CCD摄影测量卫星的数据传输与预处理研究》文中提出利用三线阵CCD(Charge Coupled Device)航天摄影测量技术实施无地面控制条件下对地球及其它星球的测绘、实现对目标的三维高精度定位,是目前航天摄影测量与遥感领域的研究热点。本文基于三线阵CCD卫星摄影测量的原理和特点,研究了卫星系统与地面系统的相关工作模式,采用星地一体化的思想对卫星数据传输体制、星地数据链路、地面站建设方案等进行了分析和设计,并研究了影像的预处理过程及预处理方法,为后续传输型三线阵CCD摄影测量卫星工程的研制奠定了相应的技术基础。本文的主要研究内容和创新点如下:1.介绍了传输型摄影测量的发展和三线阵CCD摄影测量卫星系统的工作原理,分析并指出三线阵CCD卫星影像的数据传输、地面站建设及预处理中的主要技术难题和研究方向。2.在研究国内外卫星数据传输技术的基础上,结合国内的技术水平和工程实践经验,论证了三线阵CCD摄影测量卫星的数据传输体制和系统总体方案。3.对该系统的星地数据链路进行了详细分析与估算,并在地面数据接收站进行总体规划的基础上,就地面站的布局进行了分析与仿真。4.针对三线阵CCD摄影测量卫星影像,研究了成像处理、噪声去除和辐射校正等预处理方法。5.设计并实现了三线阵CCD卫星影像预处理软件,并用实际影像数据,验证了影像预处理软件的可行性。
二、DirecPC——卫星高速数据传输系统(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、DirecPC——卫星高速数据传输系统(论文提纲范文)
(1)基于OFDM和深度学习技术的LEO星地高速数传系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 LEO对地观测卫星对地数传能力现状 |
1.2.1 国内对地观测卫星的对地数传能力现状 |
1.2.2 国外对地观测卫星的对地数传能力现状 |
1.3 相关技术发展现状 |
1.3.1 OFDM技术 |
1.3.2 深度学习技术 |
1.4 论文的主要研究内容 |
1.5 论文的创新性 |
1.6 论文结构 |
第2章 基于OFDM技术的LEO卫星对地数据传输系统模型分析 |
2.1 引言 |
2.2 LEO卫星对地数据传输信道模型 |
2.2.1 时变的接收功率 |
2.2.2 多普勒效应 |
2.3 OFDM技术的特征分析 |
2.3.1 OFDM信号带外功率谱密度分析 |
2.3.2 OFDM信号功率的峰均比分析 |
2.4 RF-PA的非线性特征 |
2.5 本章小结 |
第3章 混合调制滤波OFDM技术 |
3.1 引言 |
3.2 f-OFDM信号设计 |
3.2.1 滤波器设计 |
3.2.2 f-OFDM波形 |
3.3 HMF-OFDM调制解调原理 |
3.4 HMF-OFDM信号的频带效率 |
3.5 本章小结 |
第4章 适用于LEO卫星对地数传系统的OFDM符号定时同步 |
4.1 引言 |
4.2 载波频率偏移的数学模型 |
4.3 可变长度同步帧头的设计 |
4.4 滑动差分相关算法 |
4.5 性能和结果分析 |
4.5.1 LEO卫星对地数据传输信道下的性能分析 |
4.5.2 不同长度短训练序列群的性能分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于深度神经网络的数字信号恢复技术 |
5.1 引言 |
5.2 深度学习概述 |
5.3 DNN-DSR技术 |
5.3.1 DNN-DSR技术流程 |
5.3.2 DNN-DSR技术原理分析 |
5.4 性能与结果分析 |
5.4.1 实验环境 |
5.4.2 计算资源分析 |
5.4.3 EVM, BER和SNR之间的关系 |
5.4.4 RF-PA功率效率分析 |
5.4.5 噪声鲁棒性分析 |
5.4.6 功率不相关性分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 基于深度神经网络的f-OFDM接收机设计 |
6.1 引言 |
6.2 通信系统结构与参数设置 |
6.3 DNN结构与参数设置 |
6.4 可行性分析 |
6.5 性能分析 |
6.6 本章小结 |
第7章 总结和展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(2)基于高分辨率面阵相机与高光谱成像仪的机载成像系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 研究背景与意义 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外发展现状 |
1.2.1 高光谱成像系统国内外研究现状 |
1.2.2 数据采集与存储技术国内外研究现状 |
1.3 关键技术概述 |
1.4 研究意义和主要研究内容 |
第2章 高空间分辨率和高光谱分辨率机载成像系统研究 |
2.1 高空间分辨率和高光谱分辨率机载成像系统概述 |
2.1.1 需求分析 |
2.1.2 总体设计 |
2.1.3 关键参数分析 |
2.2 机载成像系统原理样机设计与实现 |
2.2.1 高光谱光机系统 |
2.2.2 高光谱成像电子学系统 |
2.2.3 高分辨率面阵相机系统 |
2.2.4 电源供配电系统 |
2.2.5 多通道数据采集与处理控制系统 |
2.3 机载成像系统集成测试与结果分析 |
2.3.1 高光谱成像仪系统集成装调 |
2.3.2 高光谱成像仪系统静态传函与噪声测试 |
2.3.3 高分辨率面阵相机集成与测试 |
2.4 本章小结 |
第3章 USB3.0 高速可调同步传输系统关键技术研究 |
3.1 USB3.0 高速可调同步传输系统概述 |
3.1.1 需求分析 |
3.1.2 总体设计 |
3.1.3 同步传输机制特点 |
3.2 USB3.0 传输系统设计与实现 |
3.2.1 TLK2711 高速芯片传输机制设计 |
3.2.2 USB3.0 外设控制器同步传输机制设计 |
3.2.3 单板计算机上位机软件的采集存储同步控制机制设计 |
3.2.4 多通道数据采集的存储带宽分析与设计 |
3.3 USB3.0 传输系统测试结果与分析 |
3.3.1 系统测试方法 |
3.3.2 测试结果与分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 机载成像系统性能测试与成像实验 |
4.1 高光谱成像仪性能测试与地面成像实验 |
4.1.1 信噪比估算与实测结果分析 |
4.1.2 地面成像验证实验与结果分析 |
4.1.3 摇摆台模拟飞行成像测试与结果分析 |
4.2 机载成像系统外场航飞成像实验 |
4.2.1 外场航飞成像实验概述 |
4.2.2 航飞成像实验设计与数据预处理方法 |
4.2.3 航飞成像实验结果与分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 主要研究成果 |
5.2 论文的创新性体现 |
5.3 未来的研究方向 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(3)基于PCIe接口的高速数据传输系统技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文课题来源及研究内容和主要创新点 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 PCIe总线协议 |
2.1 PCIe结构体系 |
2.1.1 PCIe总线拓扑结构 |
2.1.2 PCIe总线分层结构 |
2.2 PCIe数据传输 |
2.2.1 PCIe总线事务介绍 |
2.2.2 PCIe各层包结构 |
2.2.3 PCI事务层包分类及用途 |
2.2.4 PCI事务层包路由方式 |
2.3 PCIe配置空间和中断机制 |
2.3.1 PCIe配置空间 |
2.3.2 PCIe中断机制 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于PCIe接口的高速数据传输系统 |
3.1 设计需求 |
3.2 基于硬件加速的信关站传输架构总体设计 |
3.3 基于PIO的PCIe传输设计 |
3.3.1 7系列PCIe IP核特性 |
3.3.2 PIO传输系统 |
3.3.3 PIO传输验证 |
3.4 基于BMD的DMA传输设计 |
3.4.1 基于xapp1052的DMA系统 |
3.4.2 DMA传输验证及传输乱序问题分析 |
3.5 基于XDMA的PCIe传输架构方案设计 |
3.5.1 XDMA IP核特性 |
3.5.2 XDMA的DMA操作 |
3.5.3 XDMA配置 |
3.5.4 XDMA传输架构板卡端设计 |
3.5.5 XDMA传输架构上位机程序设计方案 |
3.6 本章小结 |
第四章 基于XDMA的PCIe传输架构测试与验证 |
4.1 测试方案设计 |
4.1.1 硬件测试平台搭建 |
4.1.2 软件测试环境搭建 |
4.2 XDMA传输架构测试与验证 |
4.3 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 本文总结 |
5.2 下一步工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术成果目录 |
攻读硕士学位期间参加的项目 |
致谢 |
(4)卫星激光—微波混合网络中继交换关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
主要符号表 |
缩略表 |
1 绪论 |
1.1 论文研究的背景与意义 |
1.2 国内外相关研究进展 |
1.3 论文的研究内容与结构安排 |
2 卫星微波光子技术理论基础 |
2.1 微波信号光调制技术 |
2.1.1 光调制技术分类 |
2.1.2 基于DD-MZM的外调制技术 |
2.2 微波信号光域频率变换技术 |
2.2.1 基于级联IM的频率变换方案 |
2.2.2 基于双驱动MZM的频率变换方案 |
2.2.3 基于双平行MZM的频率变换方案 |
2.3 卫星微波光子链路非线性失真特性 |
2.4 本章小结 |
3 卫星激光-微波混合网络交换系统结构与链路性能优化研究 |
3.1 卫星激光-微波混合网络与交换节点总体结构 |
3.1.1 卫星激光-微波混合网络 |
3.1.2 混合交换节点 |
3.2 卫星微波光子通信系统与链路非线性失真抑制研究 |
3.3 本章小结 |
4 卫星激光-微波网络弹性带宽交换与全光波长变换技术研究 |
4.1 卫星激光-微波混合链路弹性带宽交换方案 |
4.1.1 基于业务分布的弹性带宽优化分配策略 |
4.1.2 频谱分配策略性能对比 |
4.1.3 基于WSS的弹性带宽交换实验和结果分析 |
4.2 基于OFC的卫星全光波长变换方案 |
4.2.1 波长变换技术 |
4.2.2 全光波长变换原理与系统结构 |
4.2.3 系统实验与性能分析 |
4.3 本章小结 |
5 基于多频光本振的卫星多频段频率变换技术研究 |
5.1 多频段卫星中继转发器的结构与功能 |
5.2 基于DSB-SC的卫星微波频率变换系统 |
5.2.1 Ka波段信号的产生 |
5.2.2 变频方案与系统结构 |
5.2.3 实验结果 |
5.3 基于可重构OFC的卫星多频段频率变换系统 |
5.3.1 OFC的产生 |
5.3.2 变频方案与系统结构 |
5.3.3 实验结果 |
5.4 本章小结 |
6 星地高速链路并行传输系统和高速光收发器的设计与研制 |
6.1 星地高速链路并行传输与同步控制技术研究 |
6.1.1 高速链路并行传输系统设计 |
6.1.2 高速并行信道同步控制方案 |
6.1.3 实验结果 |
6.2 基于RocketIO的空间光通信高速光收发器的设计与研制 |
6.2.1 GTX高速串行收发器 |
6.2.2 基于RocketIO的自定义传输协议设计 |
6.2.3 硬件设计与性能测试 |
6.3 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间参加的科研项目及取得的科研成果 |
致谢 |
作者简介 |
(5)天基光载射频传输系统关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 光载射频系统的应用 |
1.2.2 光载射频系统的关键技术 |
1.3 论文主要工作及结构安排 |
第二章 天基光载射频传输系统概述 |
2.1 基本概念 |
2.2 系统组成 |
2.2.1 发射机 |
2.2.2 接收机 |
2.2.3 光学天线 |
2.3 信道特性 |
2.3.1 自由空间传输特性 |
2.3.2 指向误差统计特性 |
2.4 系统性能参数 |
2.4.1 射频增益 |
2.4.2 噪声系数 |
2.4.3 无杂散动态范围 |
2.5 本章小结 |
第三章 指向误差下天基光载射频传输系统性能分析与优化 |
3.1 系统模型概述 |
3.2 偏置点优化 |
3.2.1 系统理论模型 |
3.2.2 系统性能推导 |
3.2.3 性能仿真与分析 |
3.3 指向误差的性能影响分析 |
3.3.1 指向误差损失模型 |
3.3.2 系统性能推导 |
3.3.3 性能仿真与分析 |
3.4 中断概率分析与最优天线孔径 |
3.4.1 系统中断概率分析 |
3.4.2 性能仿真与天线孔径优化 |
3.5 本章小结 |
第四章 多路复用下天基光载射频传输系统的设计与优化 |
4.1 星间相干光通信 |
4.2 系统理论模型 |
4.3 信号噪声失真比 |
4.3.1 信号噪声失真比推导 |
4.3.2 调制指数优化 |
4.3.3 LO光载波功率优化 |
4.4 性能分析与仿真 |
4.4.1 系统性能推导 |
4.4.2 性能仿真与分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 基于科斯塔斯环的双边带载波抑制相干零差检测 |
5.1 光锁相环的基本原理 |
5.1.1 OPLL的基本构成 |
5.1.2 OPLL的常见类型 |
5.1.3 OPLL性能比较 |
5.2 系统理论模型 |
5.3 信号噪声失真比 |
5.3.1 信号噪声失真比推导 |
5.3.2 调制指数优化 |
5.3.3 MZM消光比影响 |
5.4 性能分析与仿真 |
5.4.1 系统性能推导 |
5.4.2 性能仿真与分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 论文的主要工作及创新点 |
6.2 论文进一步的研究工作 |
致谢 |
参考文献 |
作者在学期间取得的学术成果 |
(6)基于FPGA的高速遥感卫星图像数据传输系统设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 卫星图像数据传输系统的研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 未来发展趋势 |
1.4 本文讨论的内容和论文结构 |
2 卫星图像数据传输系统需求分析 |
2.1 设计目标和功能描述 |
2.2 设计要求和技术指标 |
2.3 卫星图像数据传输系统存储需求分析 |
2.4 本章小结 |
3 硬件系统设计实现 |
3.1 系统设计原则 |
3.2 FPGA和DDR3芯片选型介绍 |
3.3 卫星图像数据传输系统硬件系统架构设计 |
3.4 卫星图像数据传输系统存储方案设计 |
3.5 DDR3多端口存储控制器设计 |
3.6 卫星接收机中条带噪声去除模块接口设计 |
3.7 PCIE DMA控制接口设计 |
3.8 信道编解码模块接口设计 |
3.9 本章小结 |
4 软件系统设计实现 |
4.1 软件系统设计概述 |
4.2 应用程序设计 |
4.3 本章小结 |
5 系统性能测试与分析 |
5.1 硬件测试 |
5.2 软件测试 |
5.3 系统整体功能验证 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(8)卫星数据传输高速调制器关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 引言 |
1.1 课题研究内容 |
1.2 课题意义 |
1.2.1 采用16-QAM调制方式的意义 |
1.2.2 基带波形成形滤波技术研究的意义 |
1.2.3 射频功率放大器非线性预失真技术研究的意义 |
1.3 国内外研究现状综述 |
1.3.1 成形滤波理论发展综述 |
1.3.2 成形滤波技术发展综述 |
1.3.3 射频功率放大器非线性预失真技术发展综述 |
1.4 论文内容概述 |
第2章 高速数字成形滤波器的设计 |
2.1 引言 |
2.2 基带波形成形滤波原理 |
2.2.1 成形滤波的理论背景 |
2.2.2 升余弦波形成形特性 |
2.3 FIR成形滤波器参数的选取 |
2.3.1 滚降系数α的选取 |
2.3.2 有效码元长度的选取 |
2.3.3 采样率的选取 |
2.3.4 量化位数的选取 |
2.4 高速数字成形滤波器仿真设计 |
2.4.1 16-QAM调制系统整体框架 |
2.4.2 800Mbps平方根升余弦成形滤波器仿真设计 |
2.5 本章小结 |
第3章 高速数字成形滤波器的实现与测试 |
3.1 引言 |
3.2 高速数字成形滤波器实现方案 |
3.2.1 多相结构成形滤波器 |
3.2.2 基于查找表的单相成形滤波 |
3.3 800Mbps高速数字成形滤波器原理样机的实现 |
3.4 基于MUX-DACs的时钟同步电路设计 |
3.4.1 时钟同步调整电路 |
3.4.2 软件仿真验证 |
3.4.3 硬件实现验证 |
3.5 800Mbps高速数字成形滤波器原理样机测试 |
3.5.1 测试方案 |
3.5.2 测试结果 |
3.5.3 测试结论 |
3.6 本章小结 |
第4章 射频功率放大器非线性特性及线性化技术 |
4.1 引言 |
4.2 射频功率放大器非线性产生机理 |
4.3 射频功率放大器非线性特性分析 |
4.3.1 失真 |
4.3.2 谐波失真 |
4.3.3 互调失真 |
4.3.4 功放非线性对信号星座和功率谱的影响 |
4.4 射频功率放大器非线性建模 |
4.4.1 幂级数模型 |
4.4.2 Saleh模型 |
4.4.3 Rapp模型 |
4.5 射频功率放大器线性化技术 |
4.5.1 负反馈 |
4.5.2 前馈 |
4.5.3 LINC |
4.6 本章小结 |
第5章 射频功率放大器数字预失真器的设计与实现 |
5.1 引言 |
5.2 射频功率放大器数字预失真技术研究 |
5.2.1 射频功放数字预失真原理 |
5.2.2 查询表预失真与工作函数预失真 |
5.2.3 功放理想线性增益选择 |
5.3 射频功放查找表数字预失真器的设计仿真 |
5.3.1 搭建仿真模型 |
5.3.2 仿真结果分析 |
5.4 射频功放数字预失真器的实现 |
5.4.1 软件算法实现 |
5.4.2 硬件实现平台 |
5.4.3 算法FPGA移植 |
5.4.4 测试结果与分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 基于16-QAM的卫星数据传输高速调制系统研究 |
6.1 引言 |
6.2 16-QAM卫星数据传输系统仿真分析 |
6.3 16-QAM高速调制器数字预失真系统仿真设计 |
6.4 基于16-QAM的正交结构数字预失真设计 |
6.4.1 数字预失真正交表达式 |
6.4.2 数字预失真的正交结构 |
6.4.3 搭建正交结构仿真系统 |
6.4.4 仿真结果分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论 |
7.1 论文主要贡献及创新点 |
7.2 进一步工作建议 |
附录 |
参考文献 |
发表文章目录 |
致谢 |
(9)空间高速数据传输技术新进展(论文提纲范文)
0 引 言 |
1 遥感卫星高速数据传输技术新进展 |
2 中继卫星高速数据传输技术新进展 |
3 通信卫星高速数据传输技术新进展 |
(1) 美军宽带填隙系统 (WGS) 卫星[5]: |
(2) 日本“超高速因特网卫星” |
4 深空通信高速数据传输技术新进展 |
5 激光高速数据传输技术新进展 |
6 结束语 |
(10)三线阵CCD摄影测量卫星的数据传输与预处理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 三线阵CCD 卫星摄影测量的技术基础 |
1.2.1 卫星轨道设计 |
1.2.2 卫星系统工作过程 |
1.2.3 三线阵CCD 相机推扫成像原理 |
1.3 研究方向、技术现状及课题开展的意义 |
1.4 本文研究的主要内容和安排 |
第2章 卫星高速数据传输体制的选择 |
2.1 星地数据传输要求及数据传输系统 |
2.1.1 数据类型 |
2.1.2 数据传输要求 |
2.1.3 数据传输系统工作模式 |
2.1.4 数据传输系统功能与组成 |
2.2 高速调制解调体制的选择 |
2.2.1 卫星信道特点 |
2.2.2 选择调制解调方式时要考虑的因素 |
2.2.3 适用于卫星数据传输的调制方式 |
2.2.4 国内外遥感卫星所用的高速调制解调方式状况 |
2.2.5 三线阵CCD 摄影测量卫星高速调制解调方式选择 |
2.3 高速信道编码体制的选择 |
2.3.1 选择高速数据编译码体系要考虑的因素 |
2.3.2 常用的高速数据编码方式 |
2.3.3 常用编码方式的分析与比较 |
2.3.4 三线阵CCD 摄影测量卫星高速编码方式选择 |
第3章 星地数据链路设计与地面站建设 |
3.1 星地数据链路分析与估算 |
3.1.1 链路设计基本原理 |
3.1.2 链路设计输入条件 |
3.1.3 几种技术参数计算 |
3.1.4 星地数据链路设计 |
3.2 地面站的系统设计 |
3.2.1 地面站功能 |
3.2.2 地面站组成 |
3.2.3 工作流程 |
3.3 地面站布局及其仿真分析 |
3.3.1 地面站布局原则 |
3.3.2 地面站布局仿真 |
第4章 三线阵CCD 卫星影像预处理及软件实现 |
4.1 影像预处理过程分析 |
4.2 成像处理 |
4.2.1 影像数据的获取及其存储格式 |
4.2.2 成像处理操作 |
4.3 噪声去除 |
4.3.1 固定像素偏移产生的横条纹去除 |
4.3.2 影像错位处理 |
4.3.3 影像丢线处理 |
4.3.4 影像条带噪声去除 |
4.3.5 随机噪声去除 |
4.4 辐射校正 |
4.4.1 辐射失真的原因与辐射校正的内容 |
4.4.2 绝对辐射校正 |
4.4.3 相对辐射校正 |
4.4.4 基于MTF 的影像恢复 |
4.5 影像预处理工作站研制及实验 |
4.5.1 预处理工作站系统配置 |
4.5.2 预处理工作站的软件设计 |
4.5.3 影像预处理实验 |
第5章 总结与展望 |
5.1 本文总结 |
5.2 进一步研究的内容 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间发表论文 |
四、DirecPC——卫星高速数据传输系统(论文参考文献)
- [1]基于OFDM和深度学习技术的LEO星地高速数传系统研究[D]. 张羽丰. 中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心), 2021(01)
- [2]基于高分辨率面阵相机与高光谱成像仪的机载成像系统研究[D]. 黄俊泽. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [3]基于PCIe接口的高速数据传输系统技术研究[D]. 都乐. 北京邮电大学, 2021(01)
- [4]卫星激光—微波混合网络中继交换关键技术研究[D]. 吴宾. 大连理工大学, 2019(06)
- [5]天基光载射频传输系统关键技术研究[D]. 宗康. 国防科技大学, 2017(02)
- [6]基于FPGA的高速遥感卫星图像数据传输系统设计与实现[D]. 张宇嘉. 华中科技大学, 2016(11)
- [7]空间信息高速传输系统发展趋势分析[A]. 齐维孔,刘乃金. 第九届卫星通信学术年会论文集, 2013
- [8]卫星数据传输高速调制器关键技术研究[D]. 胡俊杰. 中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心), 2011(03)
- [9]空间高速数据传输技术新进展[J]. 周宇昌,李小军,周诠. 空间电子技术, 2009(03)
- [10]三线阵CCD摄影测量卫星的数据传输与预处理研究[D]. 胡国军. 西安电子科技大学, 2008(S2)