临近空间通信高仰角区MIMO分集和抗雨衰方案性能研究

基于MIMO分集技术,提出了一种有效对抗雨衰的临近空间协作通信方案。理论分析并推导了该方案的系统容量。在着重对临近空间通信高仰角区雨衰信道的相关特性进行分析的基础上,仿真研究了该方案的抗雨衰性能。研究结果表明:与VBLAST系统相比,方案虽然损失了部分复用增益,但在10-3误码情况下得到近15 dB的增益。与此同时,方案在不同相关特性的信道下产生的误码性能波动小于同等条件下,VBLAST系统产生的性能波动。

卷积编码在低仰角Ka频段临近空间通信的计算机仿真性能分析

为提高低仰角情况下临近空间通信在不同天气下的误码率性能,提出在传输中采用卷积编码和维特比译码。首先讨论了临近空间信道传输特性,指出雨衰是影响Ka频段临近空间通信的最主要因素,并在此基础上建立了Ka频段临近空间信道模型。其次分析了卷积编码和维特比译码的特性,对其应用在临近空间通信的合理性进行了讨论。然后建立了临近空间通信的仿真模型,对基于卷积编码的Ka频段临近空间的通信性能进行了仿真。结果表明,利用卷积编码可以获得较高的编码增益,有效提高了临近空间通信在不同天气下的误码率性能。

基于改进NSGA2的临近空间通信网络优化设计

面向特定区域部署的临近空间通信网络需要兼顾考虑资源分配、覆盖率及载荷功率等多个因素。考虑到现有方法只采用单目标优化,以及非支配排序遗传算法(NSGA2)在求解实际问题时的缺陷等问题,提出一种基于改进NSGA2的临近空间通信网络多目标优化设计方法。分析下行链路性能,结合目标区域的需求分布,以最大化匹配度和覆盖率及最小化功耗代价为目标建立多目标优化模型。将动态反向学习机制和差分局部变异算子引入NSGA2,测试证明改进的NSGA2在解收敛性和分布性上表现更好。仿真验证了设计方法的有效性,为网络的实际部署提供了参考。

一种新的临近空间通信信道模型及其仿真分析

分析了临近空间通信信道的衰减特性,从多径衰落和降雨衰减两个方面综合考虑,建立了一种新的两状态信道统计模型,使用MATLAB进行了计算机仿真。仿真结果表明,该模型能够较好地反映临近空间通信的信道特性,对于临近空间通信的开发和研究具有重要意义。

基于改进MF-TDMA的临近空间通信网协议设计与仿真

临近空间通信系统作为无线通信新的分支面临着为混合业务提供支持的问题,为此需要设计一种高效的多址接入协议以满足复杂的通信需求;在多频时分多址接入(MF-TDMA)协议的基础上提出了一种改进协议,通过对帧时隙进行功能划分,提出了固定时隙段加动态时隙段的设计,实现了对不同类型、不同速率业务的支持;利用OPNET仿真软件进行了系统建模和协议性能仿真,仿真结果验证了协议设计的合理性和有效性。

基于准恒包络正交频分复用的临近空间通信抗衰落技术

针对临近空间高空平台功率受限、频谱资源紧张以及在非视距、低仰角环境下通信受多径衰落影响的问题,提出了一种基于准恒包络正交频分复用的临近空间通信抗衰落技术。在发射端,将两路正交频分复用信号分别调制在两路恒包络信号的相位上,并通过移相将两路信号合并为一路;在接收端,通过泰勒级数展开技术将两路信号分开并解调。分析与仿真结果表明,准恒包络正交频分复用具有与正交频分复用相同的频谱效率,通过合理选择调制指数,能够有效对抗多径衰落,且信号峰均功率比低于3 dB,实现了高谱效、高能效的目标。

临近空间通信对抗效能评价体系

为了对临近空间通信对抗的作战效能进行综合评价,采用层次分析法建立临近空间通信对抗效能评价体系模型,并提出改进的递推标度扩展算法对该模型进行解算。基于该方法对三种临近空间通信对抗的典型作战应用进行综合评价,结果表明,该方法能提高运算效率,可为临近空间通信对抗效能评价体系的实际应用提供参考。

临近空间激光通信链路光学系统中滤光膜的研制

为了提高临近空间激光通信的信噪比,避免杂散光的干扰,通常采用滤光片对信号进行过滤和采集。针对通信系统滤光片的参数要求,选择合适的薄膜材料,结合制备工艺,对膜系进行设计。采用电子束加热蒸发和离子辅助沉积技术镀制薄膜。采用与膜系评价函数和膜层敏感度相关的数学模型,优化出膜层敏感度较低的膜系,制备的滤光片满足临近空间激光通信链路光学系统的使用要求,并通过了环境测试。