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作为时分复用技术的一种实现方式,准正交时分复用(QOTDM)技术应用于星上透明转发系统中,具有操作简单易行、星上处理复杂度较低等优点。因此,其在卫星通信中具有很大的应用价值。本文主要对QOTDM技术进行了系统的理论研究,并结合Ka波段卫星通信信道的特点,搭建了基于Ka波段通信的宽带QOTDM信息传输系统,且对该传输系统进行了性能仿真分析及FPGA实现。本论文的主要工作及所取得的研究成果如下:1、对宽带QOTDM传输方式进行了详细的理论研究。分析了采用直接交织方式的基本QOTDM信息传输系统的原理,并给出基本实现方法;提出了一种基于多载波调制的改进QOTDM传输方法,提高了系统的抗多径、抗频率选择性衰落的能力。2、对Ka波段GEO卫星通信的信道特性进行分析。建立了一个针对Ka波段GEO卫星通信的信道仿真模型;分析了不同天气条件对基本QOTDM信息传输系统性能的影响。仿真结果表明:包络衰落对系统性能的影响比较严重,而由相位畸变带来的影响相对于包络衰落可忽略不计。3、对宽带QOTDM传输系统的同步方法进行研究。分析了采样偏差对系统性能的影响,提出基于固定门限算法和群时延匹配滤波器组的系统同步方案。由性能仿真分析可得:该同步方案能够实现接收信号的精确样点同步和帧同步,且保证系统的同步精度达到采样间隔的5%。4、完成了基于多载波调制的宽带QOTDM传输系统的FPGA实现。对整个传输系统进行模块化,分别对各个模块进行FPGA设计,并对其进行了硬件仿真分析。