一种基于UQPSK体制的无人机数据链设计与实现

无人机技术和载荷设备的不断升级,对地面站与无人机终端之间数据通信的可靠性和有效性等要素提出了更高的要求。结合传输数据流需求的非对称性,分析了非平衡四相移键控(Unbalanced Quadrature Phase Shift Keying,UQPSK)通信体制的优势,通过Matlab进行可行性仿真分析,并采用现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)进行实现。测试结果表明,在通信距离100 km、图像数据16 Mb/s、遥测数据51.2 kb/s的情况下,该方案能够实现小于10^(-6)的误码率。

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。

一种改进的数字UQPSK载波同步方法

UQPSK载波同步方法目前广泛应用于无人机数据链中的数据传输系统中,但相关的恢复方式只针对模拟信号或者环路复杂情况时实现难度大.为此提出一种改进的数字UQPSK载波同步方法,主要使用判决反馈锁相环路结合UQPSK信号的星座图特点进行改进,该方法可以在低信噪比情况下以快速的收敛速度实现相位补偿和相位快速捕获.经仿真UQPSK载波同步的系统并分析得到,改进的UQPSK载波同步方法的误码率与理论误码率相近,其系统可靠性高.户外实地测试实验验证了其可行性.

BPSK、QPSK、OQPSK、UQPSK信号识别研究

采用提取信号相位并用直方图统计的方法对BPSK、QPSK、OQPSK、UQPSK信号进行识别,并分析不同噪声背景下对这四种信号识别的影响。仿真结果表明在满足一定信噪比的条件下,能够完成对这四种调相信号的识别。

一种新的UQPSK解调器误码率直观测试方法

在介绍UQPSK基本原理和总结分析目前使用的3种UQPSK解调器误码率测试方法的基础上,提出了一种有理论依据、直观可行、通用的UQPSK误码率测试方法,该方法已在高码率解调器验收测试中得到了成功应用。

UQPSK解调方式下的捕获性能

研究如何使扩展频谱系统接收机的伪随机序列捕获时间最小 .扩频信号传播过程中由于多径效应、多普勒效应以及接收机的时钟不稳定性产生一个时频不稳区 ,接收机必须在此区域内搜索伪随机序列的同步相位 .为了减少捕获时间 ,在接收机中将伪随机序列分成一系列的短段落 ,利用码匹配滤波器 (CMF)在每个短段落里分别计算互相关 ,然后将这些互相关值累加和参考门限比较 ,在以上计算基础上同时讨论了跟踪与数据中继卫星系统中扩频接收机使用CMF技术的扩频序列捕获性能 ,只要将输出SNR限制在一定范围内 。

UQPSK信号全数字化解调方式下的捕获性能

主要研究了非平衡四相绝对移相键控(UQPSK)直扩序列在接收后如何使接收机的伪码捕获时间最小。为了减少捕获时间,在接收机中将伪随机序列分成一系列的短段落,利用码元匹配滤波器(CMF)分别计算每个短段落的相关量,然后将这些相关值累加再与参考门限比较。在此基础上,讨论了卫星测控系统中扩频接收机使用CMF技术的扩频序列捕获性能,在解调时采用了软件无线电中数字中频的方法。

非线性信道UQPSK系统的基带处理载波恢复环

针对线性信道下四次方环、二相COSTAS环、MAP环应用于UQPSK系统的局限性,提出了一种易于实现的非线性信道下UQPSK系统的载波恢复环—基带处理环,并分析了其性能。通过计算机模拟证明,基带处理环用于提取非线性信道下UQPSK信号载波,能够克服非线性器件的不良影响,性能良好。

基于PSP算法的UQPSK信号、OQPSK信号的单通道盲分离研究

针对卫星通信系统中常用的UQPSK、OQPSK调制信号,在非协作通信无任何先验知识的背景下,本文采用信息序列与信道参数联合估计的PSP算法,解决了两路UQPSK信号混合、两路OQPSK信号混合的单通道盲分离问题。仿真结果表明,该算法能很好的从混合信号中分离出两路信号,并估计出两路信号的信息序列。

UQPSK直扩信号的四阶累积量的检测研究

针对UQPSK(非均衡四相键控)直扩信号难于检测的问题,利用高斯白噪声的四阶累积量恒为零的性质,首先分析了UQPSK直扩信号的四阶累积量的相关理论知识和利用切片估计载频的可行性,其次提出了基于四阶累积量不同切片c4x(0,0,0)、c4x(0,0,τ)、c4x(0,τ,τ)、c4x(τ,τ,τ)的检测方法,最后对UQPSK直扩信号的各个切片的检测性能都做了仿真分析,且根据各个切片的频谱提取出了UQPSK直扩信号的载频。仿真表明,基于c4x(0,τ,τ)的检测性能最好,而c4x(τ,τ,τ)能在较低的信噪比下利用四阶累积量切片有效的估计出载频。提出的方法可行性高,具有实际应用价值。

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。

软件无线电实现UQPSK载波恢复的研究

随着卫星数字通信技术的不断发展,非平衡四项绝对移项键控(UQPSK)调制方式得到越来越多的应用,因此针对该调制方式的载波恢复算法也成为人们关注的焦点。本文介绍一种应用软件无线电的方法来进行卫星通信中UQPSK信号的载波恢复方案,并对其性能进行了仿真分析。从仿真结果可以看出。本文所提出的UQPSK调制信号的载波恢复方案可以解决现代卫星传输过程中多普勒频移较大的问题。

UQPSK调制在宽带数传和跟踪系统中的应用

本文讨论了空地信息传输系统中空中设备利用UQPSK调制发送信息,地面设备利用单频跟踪接收机和BPSK解调实现目标的跟踪和宽带信息的接收原理,并通过Matlab对调制解调中的相关算法进行了仿真。

基于多芯片组装的紧凑型UQPSK调制倍频模块

介绍了一种高载波隔离度的S波段UQPSK调制倍频模块的设计技术。对UQPSK调制电路的设计流程进行了阐述,对影响最终指标的关键因素进行了分析。同时,介绍了如何在简化电路、缩小体积的前提下获得良好的综合性能以及如何分配各级器件指标。最终研制出具有高性能的S波段UQPSK调制倍频模块。

Research on Synchronization Technology of DSSS Signal Based on UQPSK

In communication systems operating over satellite links,increasing requirement is now being made of unbalanced quaternary phase shift keyed(UQPSK)signals.The signal format is a QPSK signal in w here the tw o orthogonal components of the carrier have unequal pow er and are modulated w ith independent binary data streams of different rates.This transmission scheme is most useful w hen the data of tw o different sources w ith possibly varying rates have to be transmitted in the same frequency band.This feature can be applied to solve the problem of parallel transmission of inter-satellite link(ISL)ranging signal and data information.The direct sequence spread spectrum(DSSS)signal based on UQPSK is introduced into inter-satellite link communication system of navigation satellites.The research is focused on synchronization technology of UQPSK DSSS signal and design of synchronization loop.The establishment of communication system proves the correctness of the synchronization loop.

星间链路通信收发一体化系统设计

随着卫星制造发射成本的降低以及全球通信需求的增加,低轨星间链路技术成为研究热点;星间链路可将多颗卫星互联,建立具有导航和通信功能的自主运行系统,可靠的通信技术是当前的研究重点;为了适应外太空具有较大多普勒频移的高动态环境,设计了星间链路通信收发一体化系统;发射端采用UQPSK直接序列扩频技术,双通道架构可同时完成不同速率的导航与通信数据的发射,再运用LDPC编码技术提升数据发射速率与稳定性;接收端采用改进的PMF-FFT分段捕获算法与归一化最小和LDPC译码算法,以快速准确捕获星间信息;在FPGA硬件平台经过多次测试,该系统均可在高动态环境下,正确快速捕获到多普勒频移高达±341 kHz的信号,捕获算法时间均可保持在200 ms以内,符合实际应用中的性能需求。

TDRSS中频信号捕获与跟踪的数字化实现

本文对TDRSS中扩频码及载波的捕获跟踪系统做了数字化设计。介绍了其中的关键技术及算法 ,例如码捕获跟踪时的频域 /时域二维序贯搜索捕获环与窄间隔超前、滞后数字延迟跟踪环 ;载波捕获跟踪的鉴频、鉴相算法相结合的自动频率、相位跟踪环。最后我们设计了基于Systemview与VHDL的软硬件系统仿真来验证方案的正确性及有效性。

深空伪码测距前向信号捕获算法研究与仿真

针对深空伪码测距系统中深空站对前向测距长码直接捕获困难且耗时的问题,基于UQPSK调制中两路长、短伪码间的相位约束关系,提出了一种先对短码进行捕获;然后利用短码辅助捕获长码的快速方法。使用MATLAB软件对长、短码的捕获算法进行仿真验证,得到了良好的捕获结果,证明了该快速捕获方法的可行性和高效性。

改进的数字化TDRSS中频信号捕获跟踪系统

跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)是转发地球站对低、中轨道航天器的跟踪测控信号和中继从航天器发回地面的信息的通信卫星系统,美国和俄罗斯的跟踪与数据中继卫星早已组网并投入运行,为适应我国现代航天测控技术的需要,我们对其中频信号扩频码及载波的捕获跟踪数字系统做了完整设计和实现。本文对其中关键技术及算法的改进设计,如扩频码的频域/时域二维序贯搜索捕获环与窄间隔超前、滞后数字锁相跟踪环,及载波自动频率捕获环、锁相跟踪环等的实现做了介绍。最后给出了基于FPGA实现的完整方案及性能。-

TERRA/AQUA多功能高速接收机

介绍了一种实用的TERRA/AQUA双星MODIS数据接收机 ,对UQPSK和SQPSK信号的载波恢复环路、时钟恢复电路进行了分析 ,提出并实现了兼容 2种卫星信号的电路。目前该接收机已投入多个接收站运行。