Ka波段移动卫星信道的综合模型及误码率分析

在分析Ka波段移动卫星信道的统计特性的基础上,建立了包括多径衰落、阴影遮蔽以及Ka波段所特有的雨衰影响的Ka波段移动卫星信道的综合模型,并进行了系统性能的实验仿真.同时通过理论计算,给出了该信道误码率的理论上限,并与仿真结果进行比较,证明了Ka波段移动卫星信道模型的合理性.该模型为分析系统的性能提供了一个有力的系统平台.

L与X波段气象卫星信道概率统计特性

为研究大气空间物理层对气象卫星通信的影响,将影响气象卫星信道特性的天气状态分为晴空少云、多云和阴雨天气3种情况,根据不同的静态信道特性分别推导了地面接收气象卫星信号的包络变化规律服从Rayleigh分布(阴雨天气)、Rice分布(部分阴影遮挡)、Lognormal分布(全阴影遮挡)和Gauss分布(晴空少云),并建立了相应的概率分布(PDF)仿真模型。计算机仿真结果表明:不同传输特性下接收信号组成成分的不同造成其包络概率密度曲线的差异,仿真模型与理论模型的概率密度曲线符合程度很好,验证了理论分析的正确性和有效性,为分析地面接收的气象卫星的数据误码率提供了理论基础。

卫星信道性能的网络模拟

简单分析了卫星通信链路的网络性能和低轨道卫星星座网络的路由特性,针对在卫星信道环境下进行模拟实验存在的问题,设计和实现了两个模拟实验,并对实验结果进行了分析和解释。最后讨论了在这种特殊的通信环境下进行模拟实验的方法及工具。

卫星信道中基于部分解耦的volterra均衡算法

对信道中大功率放大器产生的非线性特性实现快速有效地均衡是提高卫星通信系统性能关键技术之一。文中首先建立了基于volterra级数的卫星信道模型,并分析了信道对二维调制信号所产生的非线性影响;针对基于最小均方误差实现的volterra均衡器收敛速度慢这一问题,提出了基于复基带volterra模型的部分解耦均衡算法,该算法使均衡器线性权系数收敛于线性滤波器最优解,并用拉格朗日乘数法构造了新的代价函数,使均衡器的各阶权系数满足约束,以达到均衡器各阶权系数之间的解耦。仿真结果表明,新算法在保证稳态误差的条件下,其收敛所需迭代次数相对于全耦合的最小均方误差算法从16 000次减小到1 000次。

一种基于卫星信道GPS气象监测系统设计与实现

为了实现气象数据远程采集,提出了基于卫星信道数据传输的GPS气象数据监测系统的设计与实现方法,给出了软、硬件电路的具体实现;利用数据复用综合组帧结构,制定了应急、实时、高效数据复用传输方法;为了在汽球浮标气象站与气象数据采集控制中心之间进行可靠、高效、便捷的数据交换,设计了汽球浮标气象站与气象数据采集控制中心之间数据传输通信协议;该方法已应用于将边远地区气象情报数据传输至控制中心,满足气象数据采集、监测系统实际应用需求。

卫星信道中APSK星座的优化设计

为通过高阶调制信号增加卫星信道的容量,在给出幅度相移键控(APSK)信号特征的基础上,根据最小欧氏距离最大化和平均互信息最大的原则对APSK星座进行优化。给出了APSK最小欧氏距离和不同星座普遍适用的信道容量计算方法。仿真结果表明,最小欧氏距离和信道容量仅与相对半径有关而与相对相位无关。信噪比相同时不同APSK星座的信道容量差别很小,卫星信道中星座的优化可考虑功率利用率为主。

Ka频段卫星信道的衰减特性

在Ka及以上高频段卫星通信系统中,其链路信号的衰减很严重,主要是大气、降雨、闪烁对卫星信道的影响。本文主要研究了雨衰和对流层闪烁产生衰减的机理与特性,提出雨衰采用DAH模型,闪烁采用Van de Kamp模型。然后根据实测气象数据,计算我国各参考站点的雨衰和闪烁值。为抗衰减对策的提出提供理论依据,为工程设计提供具体的参考数据。

TCM-8PSK在非线性卫星信道下的误码性能研究

首先推导了TCM-8PSK信号在带限非线性卫星信道下的误码率性能。其次,运用Matlab中的动态仿真工具Simulink仿真验证了误码率性能推导的正确性并在Saleh非线性模型下分别寻找到QPSK及TCM-8PSK的最佳工作点。最后,提出了改善非线性失真的均衡算法并给出了仿真结果。推导及仿真结果表明,研究非线性条件下的调制编码问题是十分必要的。

改进的非线性卫星信道均衡器

针对常用的Volterra结构均衡器运算量大的问题,提出一种改进结构的非线性卫星信道自适应均衡器。通过对截断Volterra级数进行数学分析,得到了具有非线性均衡器和线性均衡器级联形式的新均衡器结构。新结构均衡器将Volterra结构均衡器表达式中的三阶记忆项相乘转变为新模型非线性部分的二阶记忆项相乘,降低了信号通过均衡器所需的复数乘法次数。仿真结果表明,改进结构的非线性卫星信道自适应均衡器运算所需的复数乘法次数在信道记忆很深的情况下约为Volterra结构均衡器的1/9,有利于信号的实时处理。与此同时,经改进均衡器均衡输出的16振幅移相键控调制(16APSK)信号的星座点更为紧凑。

基于多小波双变换的非线性卫星信道盲均衡算法

针对非线性卫星信道Volterra盲均衡系统收敛缓慢、计算复杂高等不足,提出了基于多小波双变换的非线性卫星信道盲均衡算法.该算法用Wiener均衡器代替Volterra均衡器,减小了均衡器结构的复杂性;用平衡正交多小波对Wiener均衡器的输入信号进行变换,降低了输入信号的自相关性;在Wiener均衡器输出端增加一级判决反馈滤波器,同时对其输入信号作平衡多小波变换,又降低了判决反馈滤波器输出信号的自相关性.仿真结果验证了该算法的有效性.

低轨卫星信道自适应模糊估计算法

针对功率控制,提出一种利用模糊规则的自适应LMS信道估计算法,通过将信道增益大小和前后变化值的大小划分为若干模糊集,建立将自适应算法和经验值相结合的自适应滤波器,使算法具有对低轨信道时变特性一定的适应性。仿真结果表明了算法的有效性。

雾霾天气下卫星信道三状态Markov模型研究

为准确反映雾霾天气对卫星信道统计特性的影响,将雾霾天气划分为雾状态、雾霾混合状态和霾状态,分别用Rice模型、Corazza模型和Suzuki模型进行描述;根据雾霾天气状态间的转换关系,建立了雾霾天气下卫星信道三状态Markov模型;以定义的联合电平通过率、平均衰落持继时间及联合电平通过率的相对误差为性能指标进行了仿真验证。仿真结果表明,与雾霾天气下卫星信道单状态和两状态模型相比,卫星信道三状态Markov模型能更好地描述卫星信号的衰落特性,更加贴近实际。

非线性卫星信道中的16APSK联合处理算法

16幅度相位联合调制(Amplitude phase shift keying,APSK)经过卫星信道时容易产生码间串扰,解译前需要均衡补偿。传统接收的均衡、解调和译码是分别进行的,本文将Wiener均衡应用于比特交织编码调制(Bit interleaved coded modulation,BICM)卫星系统,并提出一种基于有记忆非线性卫星信道的16APSK联合处理算法。该算法通过联合软判决反馈译码、迭代Wiener均衡及似然信息加权处理,充分挖掘了信息之间潜在的关联性,实现了均衡、解调和译码的多层次联合处理,从而对16APSK的非线性失真进行补偿。仿真验证了算法的有效性,且相比传统接收获得了更好的性能。

一种基于卫星信道的TCP数据加速方法

TCP/IP发展迅猛,卫星信道承载TCP/IP业务势在必行。卫星信道具有长时延特性,而TCP是一种基于连接的互联网协议,分组传输需要确认,从而给卫星信道传输TCP业务带来效率低下的问题。卫星信道传输TCP分组的速度受限于延时,而不是取决于信道速率。采用TCP协议欺骗的方法可以有效提高卫星信道传输速率,进而提高卫星信道利用效率,最终达到有效解决延时限制信道的问题。

基于循环平稳的卫星信道多普勒频移估计

基于线性调制信号的循环平稳特性,卫星信道多普勒频移的估计可以通过求解发送信号与接收信号的循环相关函数关系得到。借助循环谱函数推导出发送信号的循环相关函数,接收信号的循环相关函数则对信号本身及其有限差分进行计算。仿真结果说明了该算法对信道中的干扰与噪声不敏感,在多普勒频移较大时,该算法具有良好的估计精度;同时该算法还具有低复杂度和应用灵活的特点。

非线性卫星信道均衡

在数字卫星通信系统中,大功率放大器工作于饱和点附近会引起非线性失真,制约其传输功率和传输效率。 针时这一特点,对信道非线性进行分析和建模,给出了一种模型:Volterra级数信道模型。然后利用非线性自适应滤波器- Volterra滤波器进行了信道非线性均衡的仿真,仿真结果表明,均衡后接收机的性能获得了明显的改善。

卫星信道模拟器数字下变频系统设计

在卫星信道模拟器的设计中,中频模拟信号经A/D采样后得到大量的数据流,如果直接送给DSP处理,将会给DSP带来巨大的运算压力。为此,提出了采用专用数字下变频芯片AD6620先对其进行处理的设计方案,将信号由中频搬移到基带,以降低进入DSP的数据速率,从而使卫星信道模拟器达到更好的实时性。给出了数字下变频系统的整体硬件设计方案和系统参数的设置方法,仿真结果验证了该设计方案和参数设置的有效性。

卫星信道模拟器触摸屏参数控制系统的设计

针对目前卫星信道模拟器采用上位机进行参数设置,适应性差的缺点,设计了一种卫星信道模拟器触摸屏参数控制系统。该系统硬件主要由FPGA、触摸屏和存储单元组成,FPGA作为主控单元,通过触摸屏控制实现参数的显示和设置。系统软件主要采用Nios II软件进行嵌入式设计,包括Nios II软核设计、触摸屏程序设计以及参数控制模块设计。系统上电后,FPGA进行程序加载,控制触摸屏对其进行初始化并显示卫星信道参数设置界面,触摸参数控制按键,触摸屏把触摸数据传给FPGA进行卫星信道参数更新。该系统具有响应速度快、参数设置方便、适应性强等优点。

基于回声状态网络的卫星信道在线盲均衡算法

针对非线性卫星信道,该文提出了两种基于回声状态网络(ESN)的在线盲均衡算法。利用ESN良好的非线性逼近能力,将发送信号的高阶统计量(HOS)代入ESN,结合常模算法(CMA)和多模算法(MMA)构造盲均衡的代价函数,并采用递归最小二乘(RLS)算法对ESN输出权值进行迭代寻优,实现了Volterra卫星信道下常模和多模信号的在线盲均衡。实验表明,该文算法可以有效降低非线性信道对发送信号产生的畸变,相较于传统的Vol-terra滤波方法,有更快的收敛速度和更低的均方误差值。

基于卡尔曼滤波的卫星信道参数跟踪方法研究

实际工程应用中,需要对卫星信道参数进行测量跟踪。根据卫星漂移特点,建立了卫星信道参数测量跟踪模型,提出了一种基于卡尔曼滤波的测量跟踪方法。仿真结果表明,该方法可以有效跟踪卫星信道相对时延和相位的变化。