用于深空的自主軟件無(wú)線電接收機(jī)

前言

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，隨著美國(guó)機(jī)遇號(hào)、勇氣號(hào)火星探測(cè)器成功登陸火星，卡西尼號(hào)探測(cè)器飛抵土星并成功釋放惠更斯號(hào)探測(cè)器著陸土衛(wèi)六，深空探測(cè)越來(lái)越成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。美國(guó)宣布將在2015年前后將宇航員重新送上月球，在那里建立永久性基地；在2030年之后，美國(guó)宇航員將前往遙遠(yuǎn)的火星探險(xiǎn)。隨著人類探索外太空活動(dòng)的深入，深空探測(cè)正逐步成為航天活動(dòng)的新熱點(diǎn)。我國(guó)于2000年發(fā)布的《中國(guó)的航天》白皮書(shū)中指出，深空探測(cè)是指對(duì)太陽(yáng)系內(nèi)除地球外的行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星等的探測(cè)，以及太陽(yáng)系以外的銀河系乃至整個(gè)宇宙的探測(cè)。它是繼衛(wèi)星應(yīng)用、載人航天之后的又一航天技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域。月球探測(cè)和火星探測(cè)將是21世紀(jì)空間探測(cè)的重點(diǎn)領(lǐng)域。我國(guó)探月工程計(jì)劃的啟動(dòng)是中國(guó)走向深空探索的第一步，標(biāo)志著我國(guó)深空探測(cè)的開(kāi)始，也是未來(lái)進(jìn)行更遠(yuǎn)深空探測(cè)的必然要求。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技實(shí)力的不斷增強(qiáng)，進(jìn)一步開(kāi)展深空探測(cè)，展開(kāi)對(duì)火星、小行星和其他太陽(yáng)系內(nèi)行星的探測(cè)將是我國(guó)未來(lái)深空探測(cè)的目標(biāo)。北京跟蹤與通信技術(shù)研究所作為我國(guó)測(cè)控領(lǐng)域的技術(shù)總體單位，廣大科技人員長(zhǎng)期跟蹤國(guó)際深空測(cè)控領(lǐng)域的技術(shù)動(dòng)態(tài)和發(fā)展方向，并對(duì)深空測(cè)控通信技術(shù)進(jìn)行了預(yù)先研究。此次我所組織翻譯的“JPL深空通信與導(dǎo)航叢書(shū)”是美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）編著的一套關(guān)于深空探測(cè)器測(cè)控通信技術(shù)的專著，該套叢書(shū)總結(jié)了美國(guó)NASA近50年來(lái)深空測(cè)控通信工程技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，是從總體上了解和掌握深空測(cè)控通信技術(shù)不可多得的教材。同時(shí)，書(shū)中提供的參考文獻(xiàn)為讀者進(jìn)一步深入研究和學(xué)習(xí)提供了幫助。相信該叢書(shū)的翻譯出版不僅對(duì)深空測(cè)控領(lǐng)域的科研、工程和教學(xué)人員具有較高的參考價(jià)值，而且對(duì)于我國(guó)未來(lái)深空測(cè)控通信系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和建設(shè)以及相關(guān)技術(shù)的研究都具有一定的指導(dǎo)意義。

內(nèi)容概要

　　《用于深空的自主軟件無(wú)線電接收機(jī)》是由美國(guó)Jon Hamkins和Marvin K．Simorl在近幾年自主軟件無(wú)線電接收機(jī)研究成果的基礎(chǔ)上編寫(xiě)而成的。全書(shū)共分11章。第1章介紹了自主軟件無(wú)線電接收機(jī)的特點(diǎn)、信號(hào)模型、與常規(guī)軟件無(wú)線電接收機(jī)的區(qū)別；第2章簡(jiǎn)要介紹了一種常規(guī)軟件無(wú)線電接收機(jī)—— Electra無(wú)線電接收機(jī)；第3～10章分別介紹了自主軟件無(wú)線電接收機(jī)各個(gè)參數(shù)的估計(jì)或分類方法，這些參數(shù)包括調(diào)制指數(shù)、頻率、數(shù)據(jù)格式和脈沖波形、信噪比、數(shù)據(jù)速率、載波同步、調(diào)制類型、符號(hào)同步；第11章介紹了怎樣將各個(gè)功能模塊的算法組合成一個(gè)實(shí)用的、能夠?qū)嶋H運(yùn)行的自主軟件無(wú)線電接收機(jī)?！队糜谏羁盏淖灾鬈浖o(wú)線電接收機(jī)》可供從事軟件無(wú)線電接收機(jī)研究和設(shè)汁的工程技術(shù)人員參考，也可作為其他從事電子系統(tǒng)工作的工程技術(shù)人員的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

譯者：北京跟蹤與通信技術(shù)研究所 閆春生 解說(shuō)詞：李平 編者：(美國(guó))哈姆肯斯 (Hamkins.J.) (美國(guó))西蒙  (Simon.M.K.)

書(shū)籍目錄

第1章 概述1.1 緒論1.1.1 信號(hào)模型1.1.2 接收信號(hào)的分析1.2 無(wú)線電接收機(jī)結(jié)構(gòu)1.2.1 常規(guī)無(wú)線電接收機(jī)1.2.2 Electra1.2.3 自主無(wú)線電接收機(jī)1.3 自主無(wú)線電接收機(jī)的估計(jì)器和分類器1.3.1 載波相位跟蹤1.3.2 調(diào)制分類1.3.3 信噪比估計(jì)1.3.4 頻率跟蹤1.4 一種迭代的信息傳遞結(jié)構(gòu)1.4.1 來(lái)自符號(hào)時(shí)鐘估計(jì)器的信息1.4.2 來(lái)自相位跟蹤器的信息1.4.3 來(lái)自調(diào)制分類器的信息1.4.4 來(lái)自解碼器的信息1.5 一個(gè)演示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)參考文獻(xiàn)第2章 Electra無(wú)線電接收機(jī)2.1 Electra接收機(jī)的前端處理2.1.1 AGC2.1.2 ADC2.1.3 數(shù)字下變頻和抽取2.2 E1ectra解調(diào)2.2.1 頻率捕獲和載波跟蹤環(huán)2.2.2 導(dǎo)航：多普勒相位測(cè)量2.2.3 符號(hào)時(shí)鐘恢復(fù)2.2.4 維特比節(jié)點(diǎn)同步和符號(hào)SNR估計(jì)2.3 Electra數(shù)字調(diào)制器參考文獻(xiàn)第3章 調(diào)制指數(shù)估計(jì)3.1 相干估計(jì)3.1.1 BPSK3.1.2 M—PSK3.2 非相干估計(jì)3.3 在調(diào)制、數(shù)據(jù)速率、符號(hào)時(shí)鐘和SNR未知情況下的估計(jì)3.4 載波頻率未知情況下的非相干估計(jì)第4章 頻率校正4.1 殘留載波的頻率校正4.1.1 信道模型4.1.2 在AWGN信道上的最優(yōu)頻率估計(jì)4.1.3 瑞利衰落信道的最優(yōu)頻率估計(jì)4.1.4 開(kāi)環(huán)頻率估計(jì)4.1.5 閉環(huán)頻率估計(jì)4.2 已知數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)的頻率校正4.2.1 信道模型4.2.2 開(kāi)環(huán)頻率估計(jì)4.2.3 閉環(huán)頻率估計(jì)4.3 未知數(shù)據(jù)調(diào)制信號(hào)情況下的頻率校正4.3.1 開(kāi)環(huán)頻率估計(jì)4.3.2 閉環(huán)頻率估計(jì)參考文獻(xiàn)第5章 數(shù)據(jù)格式和脈沖波形分類5.1 BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式相干分類器5.1.1 BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式的最大似然相干分類器5.1.2 簡(jiǎn)化的BPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式分類器5.1.3 相干BPSK調(diào)制的誤分類概率5.2 QlPSK調(diào)制數(shù)據(jù)格式相干分類器5.2.1 QPSI

章節(jié)摘錄

插圖：除了能減輕任務(wù)調(diào)度和配置負(fù)擔(dān)外，自主無(wú)線電接收機(jī)還能夠從容地處理一些不可預(yù)知的或異常的事件。例如，在進(jìn)入、降落和著陸（EDL）過(guò)程中，由于火箭點(diǎn)火、降落傘打開(kāi)、防護(hù)罩拋出和觸地時(shí)的跳躍，航天器將產(chǎn)生非常劇烈的多普勒變化。即使所有計(jì)劃的事件都成功完成，由于大氣不可預(yù)計(jì)的特性也可能產(chǎn)生多普勒不確定性。理想情況下，無(wú)論每個(gè)EDL事件是否成功，通信鏈路都應(yīng)該能夠工作。但是，這些不確定性通常要求有較大的鏈路余量，例如，“火星探索漫游器”的鏈路余量有時(shí)超過(guò)10dB。實(shí)際上，自主無(wú)線電接收機(jī)能夠降低對(duì)鏈路余量的要求，因?yàn)樗軌蛞越踝罴训姆椒ㄌ幚韯×业亩嗥绽兆兓?。然而，目前NASA飛行中的航天器還不具備這一靈活的技術(shù)。其中最典型的例子是，NASA的工程師們?cè)?000年發(fā)現(xiàn)，于1997年發(fā)射的“卡西尼”號(hào)探測(cè)器上的接收機(jī)將在“惠更斯”探測(cè)器降落到“土衛(wèi)六”上時(shí)失去作用，因?yàn)樵摻邮諜C(jī)不能恰當(dāng)?shù)卮_定惠更斯探測(cè)器多普勒的大小。增加同步環(huán)的環(huán)路帶寬能夠很容易地解決這個(gè)問(wèn)題，但是，遺憾的是“卡西尼”探測(cè)器上的環(huán)路帶寬是硬件固定的。耗費(fèi)了大量時(shí)間，做了大量工作，NASA和歐空局通過(guò)略微改變?cè)ㄜ壍澜鉀Q了這一問(wèn)題。但是，這種解決方式需要成立一支龐大的、費(fèi)用昂貴的國(guó)際恢復(fù)小組，就怎樣克服無(wú)線電接收機(jī)的嚴(yán)重缺陷提出恰當(dāng)?shù)慕ㄗh。

編輯推薦

《用于深空的自主軟件無(wú)線電接收機(jī)》由清華大學(xué)出版社出版。

圖書(shū)封面

圖書(shū)標(biāo)簽Tags

無(wú)

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    用于深空的自主軟件無(wú)線電接收機(jī) PDF格式下載

---