卫星可变编码调制系统设计与验证

可变编码调制系统(VCM)具备改变编码方式、调制方式、速率的能力,十分适合低轨卫星使用。文章根据我国遥感卫星主要依靠地面站完成数据接收,其接收仰角大范围变化的特点,设计了卫星可变编码调制的系统方案,分析了工作流程、切换门限、物理层帧格式等参数,说明了可变编码调制器的设计方案和实现结果。目前,该方案已在高分七号卫星上完成了可变编码调制系统的在轨试验验证。在轨试验结果表明:传输速率相对于固定编码调制系统(CCM)提升了30%,显著提升了高分七号卫星的星地数传链路的传输能力。

可变速率调制技术

QAM是振幅和相位联合的调制技术,近年来人们对多电平QAM应用于移动环境进行了研究,例如:根据移动信道特性的好坏可自适应地改变QAM的电平数,即改变信道的传输速率,从而形成变速率QAM(VR-QAM)。本文将对近年来提出的在个人通信等领域具有很大发展前景的可变速率调制技术的原理、性能及应用做简要介绍,最后预测调制技术在移动通信中的发展趋势。

可变速率正交幅度调制的原理和实现

介绍了ＶＲ－ＱＡＭ 的基本原理，给出了一种实现ＶＲ－ＱＡＭ 的方法，并对其性能进行了分析。

基于直流可变脉宽调制系统的设计

基于使用了PI操纵器,PWM操纵器等当代生产控制常用的操纵部件及具体设计理念。主要分析了直流可变电机PWM操纵系统方法,分析了变速系统,总结了直流PWM的机械特性,最终总结了PWM操纵与更改器的模型。

可变编码调制在遥感卫星中的应用效能研究

随着遥感卫星观测数据量的日益增加,卫星数据传输能力已成为制约遥感卫星使用效能的瓶颈因素。为充分利用近地遥感卫星数据传输的链路资源,采用可变编码调制(VCM)技术,通过对星地数传信道条件的动态评估,在保证链路传输误码率和链路余量的前提下,自适应地进行当前信道条件下的最优编码调制方式切换,充分利用系统链路余量,提高卫星星地数据传输效能。利用该方法,对VCM数传链路效能进行仿真分析,与相同符号速率的固定编码调制(CCM)体制相比,VCM传输效能平均提升42.1%,可为遥感卫星的数传通道设计提供借鉴。

一种用于可见光通信的色移键控与高速可变脉冲混合调制方法

对可见光通信(VLC)中高速可调光调制方法进行了研究。提出了高速可变脉冲调制(HVPM),并与色移键控(CSK)调制混合用于VLC中,以简化CSK调制的严格同步问题,且支持精确调光。对混合调制方法的带宽利用率和误比特率进行了分析与仿真。结果表明:混合调制方法可使通信带宽利用率高于1;相比于可变开关键控(VOOK)、可变脉冲位置调制(VPPM)和多脉冲位置调制(MPPM)等典型可调光调制方式,所提出的混合调制方式具有更优的带宽利用率和高速低误比特率传输性能;在满足可见光通信照明要求时,该混合调制方法更适用于高速数据传输。

基于感应电机电流纹波峰值的可变开关频率脉冲宽度调制

与广泛使用的固定开关频率脉宽调制(CSFPWM)策略相比,采用可变开关频率脉宽调制(VSFPWM)可在一定程度上消减电流功率谱密度尖峰,从而降低电机的窄带噪声和系统的传导电磁干扰(EMI)。该文首先基于坐标变换推导出感应电机定子电流纹波峰值的解析表达式,在此基础上提出一种减少开关损耗的VSFPWM策略:在满足最大纹波峰值的约束条件下,根据定子电流纹波与调制比及相位的关系,得到一种可变开关频率的确定方法,通过改变开关频率降低逆变器开关损耗。最后对所提出的调制策略进行理论分析和仿真验证,并搭建了15kW感应电机对拖实验平台,通过分析定子电流及MOSFET的温升情况,验证了可变开关频率脉冲宽度调制(PWM)策略的可行性和有效性。

调制格式可变的组播路由与频谱分配算法

针对基于光正交频分复用(OFDM)的频谱灵活光网络中的组播路由问题,提出了一种调制格式可变的组播路由与频谱分配算法(MV-MRSA),并进行了仿真分析。与传统的组播路由与频谱分配算法(MRSA)和距离自适应的组播路由与频谱分配(DA-RSA)算法相比,MV-MRSA算法能够有效地提高业务成功率和频谱资源利用率。

Ka频段低轨遥感卫星可变编码调制应用效能研究

分辨率的不断提高对低轨遥感卫星的星地数据传输能力提升提出了迫切需求,导致X频段星地数传通道压力急剧增加,而Ka频段可用带宽是X频段的4倍,理论上可大幅提升传输能力。当前低轨遥感卫星的星地数据传输通常采用固定编码调制(CCM)和可变编码调制(VCM),均未利用地面站仰角增大时大气衰减减小所带来的信道条件改善,对链路资源造成浪费。针对此问题,对指定地面站和链路可用度,综合考虑自由空间损耗和大气衰减随接收仰角增加而同时减小的特性,提出基于DVB-S2标准的Ka频段星上VCM系统实现方案,给出传输效能评估标准,并对降雨特性不同的喀什站、北京站、三亚站CCM,VCM的Ka频段传输效能进行了对比仿真分析,以寻找出适合不同站点的星地数传方案。仿真结果表明:干旱少雨的喀什站更适合采用CCM,且链路可用度高达99.82%;雨量中等的北京站可根据用户使用需求灵活选择CCM或VCM;而降雨丰富的三亚站更适合采用VCM,不仅可将传输效能提升8.37%,还可将链路可用度提升11.23%。

一种G比特可变编码调制的解调方法设计与实现

随着卫星通信技术的发展,宽带频谱越来越少,提高频谱利用率就愈来愈重要,可变编码调制技术(VCM)就是一种解决方案。根据DVB-S2标准中对调制信号的格式的定义,当调制方式在QPSK、8PSK、16APSK、32APSK中切换时,帧头和导频仍然采用π/2BPSK进行调制,基于此提出了对导频和帧头部分进行高码率可变编码的载波同步和均衡处理,实现结果表明,能正常对不同调制方式进行解调,同时保证在不同调制方式进行切换时仍能稳定完成解调,测试结果表明解调性能偏离理论值小于3 dB,由于只采用了一种载波同步方法和均衡方法,实现方法简单,节省了FPGA资源。

模块化多电平直流变压器可变占空比调制策略

模块化多电平直流变压器(M2DC)是直流电网实现母线连接、电压转换、电力传输和电气隔离的关键设备。随着可再生能源的大规模接入,分布式电源和负载的随机性和波动性容易引起直流母线电压波动,造成M2DC高频链(HFL)电压与变压器电压变比之间的不匹配,导致M2DC无功功率增加、电流应力增大和效率降低。在此提出一种可变占空比HFL调制策略,M2DC子模块中开关的调制波导通占空比随着两端直流电压的变化而自适应变化,使得HFL电压始终匹配变压器电压比,由此降低HFL无功功率和电流应力,提高M2DC电能质量和总体效率。通过M2DC样机实验验证了所提高频调制策略的正确性和有效性。

宽带可变速率调制器的实现

本文介绍了一种宽带可变速率调制器的实现方案。文中首先简要地说明了数字调制器的基本原理和实现框图，然后引入了实现宽带可变速率调制器的专用芯片ＳＴＥＬ－１１０９，并提出了以该芯为核心实现调制器的方案和电路框图最后，文中列出了实际应用中的电路设计参数和实验结果，并以对文中所提出的调制器方案的性能和优点做了总结。

可变基频激光通信数据传输系统研究与实现

针对无线光通信特点,提出一种基于基带跳频的激光数字通信方法,分析单基频调制与可变基频调制原理,研究激光跳频通信信号帧结构与ASK编解码方法,探讨利用FPGA进行跳频通信及控制的技术实现,并进行FPGA系统仿真和可变基频激光调制与传输实验。结果表明,采用可变基频的ASK调制编码通信能保证信息传输的安全性,在视距范围内实现了通信控制与字符数据传输,为大气激光通信应用提供一种新的技术途径。

卫星通信系统中编码调制模式分配算法

在编码调制方式动态可变的FDMA卫星通信系统中,通过功率和带宽的均衡利用可提高资源利用效率,并能防止后续用户分配资源时功率或带宽受限而导致的系统容量降低.对卫星链路进行分析,建立基于编码调制模式动态可变的博弈模型,提出一种基于功率和带宽均衡利用的编码调制模式分配算法,提高了系统资源的利用效率.仿真表明,所提出的资源分配算法在资源受限情况下能显著提高系统信道容量.

增量调制的发展研究及Matlab仿真实现

增量调制(DM或ΔM)是继PCM后出现的一种模数转换和语音压缩编码的重要方法,可看作是DPCM的特例。围绕增量调制的发展,层层递进,说明DM、ADM、CVSD三种典型技术的编译码原理及性能。用Matlab软件进行仿真并对结果进行分析。结果表明,ADM能够减小量化噪声和失真,增大输入信号的动态范围。CVSD继承前两者的优点,可靠性更高,降低带宽的同时保证了语音质量,因此应用更加广泛。

低轨遥感卫星Ka频段 自适应编码调制应用效能分析

分辨率的不断提高对低轨遥感卫星对地数据传输能力提升提出了迫切需求。当前低轨遥感卫星对地数据传输采用固定编码调制(CCM)和可变编码调制(VCM),未利用仰角增大时大气损耗减小带来的信道条件改善,对链路资源造成较大浪费。自适应编码调制(ACM)在VCM基础上,充分利用大气损耗的时变特性,可进一步提高链路的数据吞吐能力。为综合衡量数据传输性能,文章提出低轨遥感卫星传输效能因子指标,并对Ka频段降雨特性不同的喀什、北京、三亚地面站CCM,ACM,VCM的传输效能进行了对比分析。仿真结果表明:按链路可用度最大的原则设计时,ACM的传输能力明显优于VCM和CCM,显著提高了数传系统的综合传输效能。

现代移动通信中的调制技术研究

当今移动通信系统基本采用数字调制技术进行信息传递,相比于传统的模拟调制方式,数字调制具有极大优势。文章对常用调制技术进行深入探讨,并对技术特点、功率频谱及误码率进行详细分析,最后对调制技术在现代移动通信中的发展趋势进行分析预测。

一种基于CVSD编码特征的失步检测方法

首先,介绍了连续可变斜率增量调制(Continuously Variable Slope Delta,CVSD)的语音编码工作原理,从编码特征的角度对CVSD算法进行了研究;其次,通过对自然界各类声音信号的仿真分析提出CVSD算法的特征码型;最后,通过对编码数据的分析对比可知,所提方法可在无须插入同步码组、不占用冗余信道资源的情况下实现通信同失步状态检测,并具备较好的抗信道误码能力。该方法的思路新颖、算法简单,无论采用软件、硬件均可实现,具有较好的推广应用价值。

探空火箭通信系统最优信噪比切换阈值的设计

结合Nakagami衰落信道模型,分析了探空火箭飞行过程中经历的瑞利信道和莱斯信道的特性,以BPSK、QPSK、16QAM、64QAM 4种调制方式结合的可变调制传输系统为例,提出了可根据地面数据接收站天线的不同仰角,计算最优信噪比切换阈值的方法。最优信噪比切换阈值在满足误码率指标的前提下,使系统的数据吞吐量最大。进一步比较了采用最优信噪比阈值与采用BPSK固定调制方式、恒定误码率信噪比阈值的吞吐量差异,结果表明,采用最优信噪比阈值法得到的数据平均吞吐量分别是另外2种方法的3.89倍和1.043倍。其结果为可变调制技术在探空火箭工程中的应用提供参考依据。

高分七号卫星数据处理与传输分系统设计与验证

针对高分七号卫星高速数据和快速下传需求,设计了数据处理与传输分系统。该分系统突破压缩码率自适应控制、多模式矢量调制、可变编码调制、分布式上行程序文件管理、大容量存储管理等多项关键技术,在轨实现了11 Gbit/s图像处理、双通道2×1.2 Gbit/s传输。分系统设计提升了图像压缩质量,增强了数据下传能力,提高了高分七号卫星的应用效能,可应用于后续高分辨率遥感卫星。