基于FPGA的特征扩频卫星物联网链路设计与实现

随着卫星通信与地面无线通信的发展,通信系统频谱共用问题日益突出。传统扩频方法通常将外部干扰视作均匀功率谱信号,但此类方法对卫星通信频谱的利用尚不充分。采用信号功率谱特征与干扰信号功率谱特征互补塑形的特征扩频系统,更符合实际卫星通信中噪声频谱非均匀和小信噪比(Signal to Noise Ratio, SNR)的情况。设计了特征扩频的扩频与解扩方案的现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)实现,借助成型的四相相移键控(Quadrature Phase Shift Keying, QPSK)通信链路,嵌入特征扩频模块对QPSK调制后的信号进行扩频幅度调制。在FPGA上实现了该方案,验证所完成的系统在发送端能正确对数据进行扩频处理,在接收端能识别扩频后的信号,并正确解析出来。该研究的结论有助于现代卫星通信中业务数据实现小信噪比和低误码率(Bit Error Rate, BER)传输。

科学实验卫星高速上行链路设计

为保障在卫星与地面之间开展空间量子科学实验的条件,必须为科学实验载荷建立一条星—地高速数据双向传输链路。通过跟踪CCSDS-SLS-NGU(空间数据系统咨询委员会-空间链路业务-下一代上行链路)工作组对NGU的研究进展,结合科学实验卫星有效载荷建立高速上行链路的需求,采用高带宽利用率调制技术、高效信道编码方式及适用的链路数据传输协议,设计了一种传输速率为1Mbit/s、误码率优于1×10-9的高速上行链路方案,并给出星载设备实现方案和地面初步测试结果。该方案在技术体制上兼容已有CCSDS规范,便于地面站及星载接收机实现,完全满足开展空间量子科学实验的需要。

光纤线路中的四波混频研究

由于光纤线路由多根光纤连接而成，因此沿整个线路零色散波长就稍有差别。本文详细讨论了在非均匀零色散波长的光纤线路中四波混频的发生情况并得出了一些有意义的结果。

基于MIMO的FDDLTE无线下行链路研究

随着4G（第四代移动通信）技术的发展，基于MIMO（多输入多输出）的FDDLTE（频分双工长期演进技术）无线下行链路有两种成熟方案：传输分集和空间复用。传输分集方案能够提高移动通信的可靠性，空间复用方案能够提高移动通信的有效性。传输分集方案中，每根天线间的信号具有一定的相关性。空间复用方案中，每根天线的数据具有独立性而无相关性，可以提高系统的容量。传输分集虽然能够提高信息传送的可靠性，但无法提高信息的有效传输率，

第四代高频通信系统关键技术概述

第四代高频通信系统为了打破阻碍高频与基于IP的网络无缝集成的容量障碍,引入了宽带波形,可实现更高数据速率的调制方法和宽带自动链路建立机制,从而可动态使用频谱并快速建立支持TCP/IP通信的链路。本文对第四代高频通信系统的关键技术——宽带高频调制解调器波形和宽带自动链路建立(WALE)进行介绍和分析。

深空通信Ka频段数传发射机的研究

针对我国今后深空探测任务的发展需求,提出了应用于深空通信的Ka频段数传发射机技术设计方案,给出了整机关键输出特性结果。采用一体化设计和数字化技术,Ka频段数传发射机实现了轻小型化和高效率。基于CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的相关建议标准,信道编码采用级联纠错编码技术和低、中、高速率数传码分段对应选择PCM/BPSK/PM(脉冲编码调制/二相相移键控/调相)、NRZ/BPSK(非归零/二相相移键控)和SRRCQPSK(平方根升余弦-四相相移键控)的数据调制模式。Ka频段发射机采用KaSSPA(Ka频段固态功率放大器)实现了在31.84 GHz中心频率输出信号功率大于2.0 W,QPSK(四相相移键控)调制时支持最大码率2 Mbit/s。

基于四波混频同时传输基带信号的ROF系统

文章分析了用四波混频产生边带并传输基带信号的光纤无线通信(ROF)系统。该系统中心站处产生两对载波抑制边带,一对传输下行链路信号,另一对承载基带信号并在基站传输上行链路信号。通过仿真得到的系统光谱图、误码率曲线表明:加入基带信号传输后,下行信号的能量损耗不变,基带信号和上行信号却有较好的抗色散能力。

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。

基于RFID技术的四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统设计

为促进四旋翼无人机的飞行自主性,增强无人监管情况下飞行器主机所具备的避障行进能力,设计基于RFID技术的四旋翼无人机轨迹跟踪控制系统;采用RFID标签识别技术,调制处理既定控制信号,利用标签识别协议,连接微型四旋翼轨迹控制器与内环姿态控制器,通过数据通信链路,提取轨迹跟踪控制所需的传输电子量,完成轨迹跟踪控制系统硬件设计;利用动力系统中的参数辨识策略,确定与轨迹姿态控制相关的物理规律标注,实现四旋翼无人机轨迹跟踪控制;实验结果表明,与机器视觉型控制系统相比,基于RFID技术的控制系统的SSI避障行进指标数值相对较高,全局最大值达到了79%,四旋翼无人机滚转角平均值为85°,能够有效抑制四旋翼无人机滚转角的数值上升趋势,增强无人监管情况下飞行器主机避障行进能力。

量子科学实验卫星射频信道物理层设计

量子科学卫星有效载荷激光链路需要有一条上下行射频高速通信链路作为激光链路的量子秘钥分发途径.构建了量子科学卫星上下行射频链路的物理层硬件和算法,该链路采用符合CCSDS频谱规范的SRRCOQPSK作为上行调制类型,上行速率达到1.024 Mbit·s^(-1),下行采用SRRC-OQPSK和GMSK调制,速率达到4 Mbit·s^(-1).经过与多个地面站的对接试验测试,结果表明数传通信机的载波捕获灵敏度优于-100 dBm,数据解调灵敏度优于-98 dBm,AGC(自动增益控制)能力大于43 dB,在-96 dBm接收信号电平条件下的实际传输误码率优于1×10^(-9).在轨试验验证证明,射频信道物理层设计方案满足量子科学实验任务要求.

基于FPGA的全数字低中频QPSK调制解调器实现

本文给出了一种基于FPGA的全数字低中频四相相移键控(QPSK)调制解调器实现方案,通过硬件实现证明了本方案的可行性。

基于Jake信道模型的单载波与OFDM系统性能比较

在介绍正交频分复用(OFDM)系统与单载波频域均衡系统原理基础上,针对第四代移动通信系统中无线传输中由时变多径时延扩展和Doppler频移所引起的符号问干扰ISI,在上行链路中采用单载波调制及频域均衡。依据IEEE WorkingGmup802.20的草案及根据改进的Jake信道模型,选用QPSK、4QAM、64QAM等调制方式对单载波系统进行仿真,并与OFDM系统进行性能比较。结果表明,该方案性能与OFDM系统相当,同时有效地克服了OFDM系统的缺点。

GSM系统中π/4DQPSK调制方式的实现

目前,π/4DQPSK调制方式已经用于北美(NDC)和日本(JDC)的TDMA数字蜂窝移动电话系统,它具有频谱利用率高及解调方法简单等优点,因此倍受青睐。本文介绍了其工作原理及其实现方法,并对其性能进行了简要的分析。

40/100Gb/s偏振复用相干检测光模块的技术分析

利用偏振复用四相相移键控(PM-QPSK)调制技术和相干检测技术,实现40/100 Gb/s光模块的长距离传输。基于相干检测的偏振复用四相相移键控调制格式是40/100 Gb/s长距离传输的主要研究方向,与直接检测系统相比,相干检测具有更高的频谱效率。现有的相干检测是基于高速模数转换器(ADC)的快速发展,ADC对混频后的基带信号采样,通过数字信号处理(DSP)芯片数字均衡的方式完成相干接收。数字信号处理芯片数字均衡的方式可以实现定时恢复、信号恢复、偏振和偏振模色散(PMD)跟踪,以及色散补偿。

ROF系统中基于单个调制器的多射频操作

实验研究了一种采用单个激光源和一个双极化马赫-曾德尔调制器(MZM)产生两路不同频率光射频信号的矢量系统。通过光副载波复用,采用一个调制器和一个光载波即可将两路四相相移键控(QPSK)射频信号加载到两个不同频率的光副载波上,采用偏振复用克服不同频率光信号的串扰,实现了80 km单模光纤(SMF)的高质量信号传输。实验表明,单边带调制格式下,15 GHz和30 GHz的QPSK信号分别经双极化MZM调制,并经80 km SMF传输后,15 GHz的QPSK信号的传输性能表现更优,当光电检测器(PD)的输入功率高于-10.2 dBm时,其解调后的系统误码率(BER)低于3.8×10-3。系统结构简单,复杂度低,使用的电、光器件少,有效地降低了成本,在未来接入网中发挥了巨大的作用。

卫星传输技术

Y99-61517-395 9915557卫星通信分析和技术(含7篇文章)=Session 12:satel-lite communications analysis and techniques[会,英]//1998 IEEE International Conference on Communica—tions.Vol,1 of 3.—395～432(MaG)本部分共收入7篇文章。讨论了采用多波束天线的自适应波束形成,多信道有源相控阵的差错率估计,在有限缓冲器和有限个数假设下 CDMA 开槽 ALOHA系统的排队分析,全球移动通信中涡轮码和格形码正交频分复用对于低地轨道卫星信道的性能,限带非线性信道基于过取样的最佳序列检测,用于二元相移键控/四相相移键控信道的高速率涡轮码,在低信噪比下涡轮码调制系统的同步。