卫星测控链路中PM,BPSK,QPSK调制实时识别算法研究

针对卫星测控链路中大量使用的PM,BPSK,QPSK调制信号的实时识别问题,提出基于信号频谱特性的分类算法。首先在理论上分析PM信号的频谱特性、BPSK的二倍频频谱特性、QPSK二倍频和四倍频频谱特性,并用Matlab进行了仿真分析,得到与理论分析一致的结论;然后根据这三种信号的频谱特征探讨了实时识别的方法,并给出具体实现算法。用Matlab进行计算机仿真,其结果表明识别率较高,实际应用也证明此算法可行。

BPSK-PM深空通信信号载波捕获方案

BPSK-PM是一种以BPSK为副载波调制方式,而主载波使用PM调制方式的调制体制。这种体制使调制后的遥测遥控数据频谱与载波频谱分离,残留载波可用于测角测速和跟踪,因而常用于深空通信。首先介绍BPSK-PM调制体制,分析了其调制信号的频谱特性,然后根据应用场景要求提出了中频数字接收和载波捕获方案,其中载波捕获方案分为基于FFT的频率搜索和基于全数字锁频环技术的频率跟踪2个部分,并对这2部分做了详细的分析。最后给出了该载波捕获方案的实际应用案例,该载波捕获方案的有效性已在实际应用中得到初步验证。

基于参数估计的BPSK/PM遥测异常信号识别方法研究

为了对卫星地面测试和在轨运行期间可能发生导致遥测信号异常的偶发故障进行排查,快速精确地定位问题,文章进行了异常遥测信号识别方法研究。针对二进制相移键控/相位调制(BPSK/PM)遥测信号,通过分析信号的特征,总结了遥测接收过程中异常信号可能发生的三种情况及其原因,提出一种基于参数估计的异常遥测信号识别方法,并进行了仿真验证。该方法的应用可以宏观区分遥测调制信号异常与数据异常,并作为异常信号存储和再处理的基础,从而为故障判定提供数据支撑。

基于BPSK调制的卫星移动通信遥测异常信号识别系统设计

为提高卫星移动通信遥测异常信号识别系统传输兼容性和识别准确率,设计了基于BPSK调制的卫星移动通信遥测异常信号识别系统。通过BP神经网络卫星移动通信遥测模块,建立B/S模式识别模块,借助BPSK数控振荡器及虚拟仪器通信模块,定向化处理遥测异常信号。确定非圆相位与非圆率,定义子空间特性原理,估计遥测异常信号传输方向,提取遥测异常信号瞬时特征与波形特征,计算遥测异常信号参数,实现卫星移动通信遥测异常信号识别。结果证实,所提系统的传输兼容性和识别准确率。

一种组合LED驱动电路及其BPSK通信调制策略研究

基于升压Boost电路和改进同步整流降压Cuk电路相结合,提出一种用于可见光通信的DC/DC组合LED驱动电路。开关频率较低的升压Boost电路处理大部分功率(LED照明功率),获得高转换效率;开关频率较高的改进同步整流降压Cuk电路调制通信信号,获得高通信性能。详细分析所提电路的工作原理和工作过程,设计采用了一种二进制相移键控调制策略。最后,经计算机仿真分析和实验,验证了所提组合电路以及BPSK通信调制策略的可行性与有效性。

基于CNN和图域理论的BPSK/QPSK信号调制识别方法研究

为了增强对信号的调制识别性能,将图域理论与卷积神经网络相结合的方法应用于二进制相移键控/正交相移键控(BPSK/QPSK)信号的调制识别任务中。首先,计算待识别时域信号的平方谱,并加窗得到截断序列;之后对截断序列进行归一化—量化—图构建的图域变换,提取图的拉普拉斯矩阵和无符号拉普拉斯矩阵作为卷积神经网络的输入,训练得到分类识别结果。仿真结果表明,在低信噪比条件下,该方法具有较好的识别性能,具有一定的工程应用价值。

EBPSK及其优化调制信号的二阶循环平稳特性分析

在分析扩展二元相位键控调制(Extended BPSK调制,以下简称EBPSK调制)及其优化调制信号模型的基础上,证明其具有循环平稳特性。进而建立了EB-PSK及其优化调制信号的二阶循环平稳模型,推导了相应的理论计算公式,并通过仿真详细分析了调制参数对其循环平稳特性的影响。理论及仿真表明,循环平稳特性分析不仅为EBPSK及其优化调制信号的信息传输和接收提供了参考,而且为该类调制信号提供了一种新的通信信号处理方案。

LFM-BPSK复合调制信号识别与参数估计

首先介绍了相位编码与线性调频(Linear frequency modulation and binary phase shift keying,LFM-BPSK)复合调制信号的模型,并分析了其相位特征及概率密度函数,然后通过分段滤波提高信号的输出信噪比。采用二叉树方法,基于相位展开和瞬时频率对LFM-BPSK复合调制信号、BPSK信号和LFM信号进行了识别,并讨论和分析了纽曼-皮尔逊(N-P)准则下识别门限的选取。接着对LFM-BPSK复合调制信号进行参数估计;最后用Matlab对LFM-BPSK复合调制信号的识别进行了仿真验证,并对识别后的信号进行了参数估计的仿真。结果表明,本文方法在较低信噪比下仍能实现较好的识别性能和参数估计精度。

V型交替极永磁同步电机气隙磁场调制效应研究

与传统V型永磁(V-shaped permanent magnet,VPM)结构相邻N和S极永磁体形成一对极磁场不同,V型交替极永磁(V-shaped consequent-pole permanent magnet,VCPM)结构永磁体与相邻铁心形成一对极磁场。为进一步探究VPM和VCPM电机磁场分布的不同带来的转矩性能差异,首先通过麦克斯韦应力张量法确认,并量化分析VPM和VCPM电机气隙磁密各次谐波转矩贡献,揭示两种电机主谐波与调制谐波转矩贡献的差异性,进而阐明VCPM电机转矩提升的根本原因在于其显著增加的调制谐波贡献的转矩分量。然后,研究关键结构参数对VCPM电机气隙磁场调制效应的影响规律。最后,加工一台VCPM样机并开展试验研究,验证理论分析和有限元仿真结果的可靠性。

BPSK、QPSK与OQPSK、UQPSK调制识别方法初探

近年来,卫星测控链路中大量使用了OQPSK、UQPSK的调制方式。从而,提出了如何区分这两种调制方式与BPSK、QPSK信号的课题。本文借助仿真工具MATLAB分析了这四种信号的二倍频、四倍频频谱特性,并对区分这四种信号的方法进行了初探。

船舶能量管理系统PMS研究

详细介绍了船舶能量管理系统PMS的功能组成、结构及管理策略。首先阐述了能量管理系统PMS的功能组成模块及各模块的功能要点;其次以船舶电力系统为例,叙述了能量管理系统PMS的双层冗余网络体系结构;最后详细介绍了PMS系统能量优化管理的策略。

LFM/BPSK混合调制信号盲处理结果可信性评估:一种简化的似然比算法

针对以相关谱最大值作为统计量对线性调频/二相编码(LFM/BPSK,Linear Frequency Modulation/Binary Phase Shift Keying)混合调制信号盲处理结果进行可信性检验时,存在概率密度函数复杂,难以得到似然比检验闭合表达式的问题,提出了一种基于极值分布理论(EVT,Extreme Value Theory)的简化处理算法.利用相关谱最大值的极限分布替代其精确分布,基于纽曼-皮尔逊(NP,Neyman-Pearson)准则得到简化的似然比检验,给出了相应判决式及其判决门限的解析表达式.文中给出了不同假设下相关谱最大值的极限分布形式.计算机仿真结果表明:本算法与已有的恒虚警方法相当,但优于基于分组极值模型及超阈值模型的两种分布拟合检验法,且具有较低的计算复杂度.

基于U波段光波产生频率可调谐的微波载波

【目的】具有可调谐能力的高频微波载波(GHz)在第五代移动通信技术(5G)/第六代移动通信技术(6G)无线网络、雷达系统和卫星通信领域中有着广泛的应用。由于比较简单的系统结构、大带宽和低损耗的优点,基于光子技术生成高频可调谐微波载波的技术方案吸引了国内外研究团队的广泛关注。由于目前C波段有着成熟的商用器件,因此目前光生微波实验多在C波段进行。随着波分复用(WDM)—光载射频(ROF)技术借助WDM系统在光频域的合/分波来灵活实现微波频段的合/分波,利用ROF系统采用光生微波技术来简化基站配置,使得C波段的有限带宽资源(35 nm, 1 530~1 565 nm)越来越紧张。因此,光生微波技术的研究有着向更宽光谱范围扩展的驱动力。U波段可以提供宽至50 nm(1 625~1 675 nm)的信道带宽来缓解C波段的信道利用压力。在U波段,标准单模光纤已实现低至0.195 dB/km(@1 625 nm)的光功率损耗,特别是,掺铥光纤放大器在U波段也可实现达到18.7 dB(@1 655 nm)的大带宽增益。因此,基于标准单模光纤的WDM系统可向U波段扩展,从而促使WDM-ROF技术向这一波段延伸,进而带动光生微波技术向U波段拓展。文章研究了U波段的光生微波技术。【方法】从数学模型上看,现有光生微波技术对所应用的光载波波段是透明的,只需选择对应工作波段的光子学器件就可在任意波段使用这些方法来产生微波载波。从原理上看,C波段的光子学器件(如偏振控制器、相位调制器(PM)和光纤移相器(FPS)等)可以工作在U波段,这些器件的工艺技术成熟并易于购置。因此,文章采用C波段的PM、FPS和光耦合器等光子学器件,基于U波段光载波搭建了光生微波载波系统。【结果】最终基于该系统产生了调谐范围覆盖7.5~12.0 GHz、杂散抑制比达29.6~35.2 dB的可调谐微波载波。【结论】文章通过公式原理分析和实验验证,实现了将光生微波载波技术的工作波段扩展至U波段。

FSK/BPSK复合调制信号识别与参数估计

该文提出了一种有效的频率键控-二相编码(FSK/BPSK)复合调制信号的识别和参数估计算法。首先给出FSK/BPSK复合调制信号的模型,并分析了其相位特征。然后采用二叉树方法,基于相位展开和瞬时频率特征实现FSK/BPSK复合调制信号,BPSK信号和FSK信号的识别,并详细讨论了基于Neyman-Pearson准则的识别门限选定原则。最后采用Haar小波法和正弦波频率估计算法实现FSK/BPSK复合调制信号的参数估计。仿真结果表明,该算法在较低信噪比下仍具有较好的识别性能和参数估计精度。

基于PM的多功能超宽带调制技术的研究

基于相位调制器(PM)级联高斯带通滤波器,提出了一种超宽带(UWB)多功能调制方案,可以实现通断键控(OOK)、脉冲极性调制(PBM)和脉冲形状调制(PSM)。该方案结构简单,只需单个光源,利用率较高,仅改变比特序列发生器(BSG)的编码就可实现三种UWB调制格式间的灵活切换;产生的三种信号只包含一个波长,在光纤中传输时无需复杂的非线性控制和色散管理。使用光通信软件Optisystem进行模拟,研究了光源功率、调制速率以及两支路PM和滤波器系统误差的影响,对OOK、PBM和PSM信号的传输性能进行了分析。结果表明,光源功率和调制速率在一定范围内变化时,可以获得性能最佳的UWB调制信号。

Alpha稳定分布噪声下基于L-DFT的LFM-BPSK复合调制信号参数估计

针对现有的复合调制信号参数估计方法在Alpha稳定分布噪声中性能严重退化的问题,提出一种基于L-DFT(L-Filter-Based DFT)的线性调频与相位编码(Linear Frequency Modulation and Binary Phase Shift Keying,LFM-BPSK)复合调制信号参数估计方法。该方法首先定义了L-DCFT(L-Filter Based Discrete Chirp-Fourier Transform),平方倍频法消除编码调相后,采用L-DCFT估计信号的起始频率和调制斜率;分析了循环自相关函数中脉冲出现概率增大的问题,提出了基于改进L-DFT和循环统计量的码速率估计方法。仿真结果表明,基于L-DFT的参数估计方法能有效抑制脉冲噪声,在强脉冲噪声中具有良好的参数估计性能。

BPSK,QPSK,UQPSK,64QAM信号自动调制识别

随着卫星通信、移动通信、雷达侦察、电子战等无线通信领域的快速发展,MPSK和MQAM两类调制方式因具有较高的频谱利用率和良好的抗噪性能,得到了广泛应用。尤其是在星间链路通信中常用到BPSK、QPSK、UQPSK、64QAM等调制类型。文中在基于高阶累积量法的基础上,提出了新的基于特征参数提取的方法,实现了对BPSK、QPSK、UQPSK、64QAM调制类型自动识别技术。实验结果表明,该方法简单、有效、运算量小,且抗干扰能力强、识别率较高、实时性较好、适合工程应用。

HTR-PM蒸汽发生器入口结构对流量分配影响的数值研究

针对高温气冷堆核电站示范工程（HTR-PM）蒸汽发生器实验模型的一回路流量分配进行了数值模拟研究。用Gambit前处理软件建立了数值计算模型并进行网格化处理，通过Fluent流体力学计算软件对没有遮流板和添加不同角度遮流板情况下换热组件出口流量分配均匀性进行模拟分析，结果表明垂直角度的遮流板能够最优地改善流量分配均匀性。同时根据腔体内流速分布，可知由于遮流板的缓冲作用，能够有效缓冲气流对蒸汽发生器内传热管的冲击。计算结果证实了蒸汽发生器内部结构的改进能够改善一回路流量分配均匀性，为-PM蒸汽发生器的设计提供了指导。

统一的BPSK信号功率谱分析

二进制移相键控BPSK调制是载波相位按基带脉冲而键控改变的一种数字调制方式,其功率谱推导在传统上也是按照将基带脉冲的频谱左右频移进行的,因而要求频移后的谱没有混叠,即只有高载频才能忽略近似性,具有一定的局限。本文按照直接载波调制的思路,推导出BPSK已调信号功率谱的准确表达式,既消除了高载频的限制,也统一了对于BPSK功率谱的基带分析和载波分析方法。仿真结果表明了新表达式的正确性。

基于FPGA的USB测控系统中PM调制的研究与实现

航天统一S波段(united S-band,USB)测控系统中相位调制(phase modulation,PM)是对遥控信息进行发送端调制的重要单元,针对航天测控PM调制载波频率高、采样速率大的需求,提出了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的USB测控系统中PM调制的研究方案及实现方法.设计将测距音信号与副载波信号联合调制到主载波,创新性地采用将高频分量与低频分量分解开、多路并行处理高速数字信号的方式实现相位调制.应用Modelsim仿真验证了设计的可行性,应用频谱仪分析频谱验证了设计的正确性,为地面遥控端提供了测试平台,在高速调制领域具有很强的可移植性.