空-地激光通信链路地面站选址大气信道传输因素研究

对影响空-地激光通信链路地面站选址的大气信道传输因素进行了理论及数值模拟分析、研究。研究表明:(1)大气信道对不同波长激光传输的影响程度不同;(2)能见度越好,大气衰减效应对激光传输的影响越小;(3)激光传输在海拔较高的大气分层中受到的衰减比海拔低的层段小;(4)0.53μm、0.8μm、1.06μm波段激光传输受气溶胶衰减的影响比分子吸收和散射更严重;(5)大气湍流效应会降低直接探测系统的信噪比,恶化传输光束的空间相干性,降低相干探测系统的信噪比。结合部分我国气象统计分析资料及地理分布特点,建议我国空-地激光通信链路地面站选址可多考虑大气衰减及湍流效应影响相对较弱的高海拔、少雾、多晴的西部乡村地区。

激光通信链路可靠性的置信区间预测研究

通信链路可靠性的精准预测是确保激光通信链路选择的关键,为此研究激光通信链路可靠性的置信区间预测方法,提高通信链路的可用性和服务质量。以激光通信链路信噪比,为激光通信链路可靠性特征;通过小波分解算法,分解激光通信链路信噪比序列,获取噪声序列与平稳序列;在极限学习机内,输入平稳序列,预测下一时刻激光通信链路信噪比的平稳序列;求解噪声序列的标准差序列,并输入极限学习机内,预测下一时刻激光通信链路信噪比的噪声序列;依据高斯分布累积分布函数,结合下一时刻平稳序列与噪声序列预测结果,确定激光通信链路可靠性的置信区间,完成激光通信链路可靠性的置信区间预测。实验证明:该方法分解获取的噪声序列主要集中在±6 dBm之间,预测结果与实际置信区间的上下界误差最大仅为1.1 sBm,具有实用性。

基于SINR的气象卫星通信链路干扰处理方法

为降低气象卫星地面接收通信过程中噪声的影响,引进信干噪比(SINR),开展气象卫星地面接收通信链路干扰处理方法的设计研究。分析地面接收站通信受干扰条件下可承受的干扰余量,计算气象卫星地面接收通信链路干扰保护限值;在排除通信链路中环境噪声影响的基础上,引进SINR,进行低延迟通信链路调度设计;引进判决反馈均衡算法,利用判决信号之前的信号,消除反向的码间干扰,实现对通信链路自适应干扰消除的均衡处理。在测试环境中搭建气象卫星地面接收通信空间,将通信链路部署在一个指定区域中,进行气象卫星地面接收通信过程的仿真与模拟。实验结果表明:设计的干扰处理方法应用效果良好,该方法可以实现对链路通信中携带噪声的处理,以此种方式可排除气象卫星通信中相关因素的影响,提高链路通信质量。

火星探测器测控与中继通信系统设计及关键技术回顾

我国首次火星探测任务克服诸多难点与挑战,将直接对地通信与中继通信有效结合,并根据中继轨道及通信任务要求,制定了多节点、多体制、多模式的中继通信策略及可靠的对地通信策略,合理灵活策划中继通信链路工作模式,尽可能提高了中继数据传输的可靠性和数据容量,保证了任务的有效实施。

基于CCSDS的深空通信链路预算的设计

本文基于CCSDS推荐标准进行深空通信链路设计。根据链路预算基本方法,分析了通信链路各种损耗的计算;并且对通信系统运行参数、上行遥控信道及下行遥测信道参数设计进行分析,可以作为深空通信系统参数选型依据。

深空光通信链路特性分析及功率预算

深空光通信链路距离非常远,要求功率预算非常严格。影响通信链路特性的因素很多,功率预算往往需要很复杂的折中考虑。重点分析了链路距离、光学天线直径、光束发散角、大气信道损耗、光学系统损耗、探测器灵敏度等因素对链路方程、探测器信噪比和通信误码率的影响。提出了结合链路方程、信噪比和误码率对发射功率进行预算的新方法。开展了7 km地面间光通信室外演示验证实验,对大气信道损耗、光学系统损耗等进行了测试;开展了光束发散角、探测器灵敏度的室内测试实验。实验结果和理论分析基本吻合,表明该预算方法具有应用于深空光通信的可行性。

航空平台间激光通信捕获链路功率分析与仿真

为研究航空平台间激光通信系统中主要环节和信道对信标光功率的影响,根据捕获探测器的信噪比和探测概率关系,分析激光器发射到探测器接收全环节的信标光功率变化情况,建立了空空激光通信捕获链路仿真系统。通过该仿真系统,分析不同大气能见度所对应的探测概率,在此基础上讨论要实现探测概率为99%,需要的最小发射功率和最长通信距离。仿真结果表明:发射功率越大,大气能见度对航空平台间激光通信探测概率的影响越明显;发射功率不变,大气能见度越高时,最长链路距离越远;当发射功率为5 W,地面能见度大于等于10 km时,即可实现150 km的激光链路。通过仿真系统得出了信标光发射功率与探测概率之间的关系,对激光器的选择起到一定的借鉴作用。在仿真的基础上,开展的飞机间野外试验,可以有效地模拟飞机间激光通信系统的捕获探测概率。

包含非视距链路的室内可见光通信倾角式光学接收端的设计与分析

室内可见光通信是一种利用室内照明白光LED灯来实现高速通信的新兴技术。当接收器在室内角落时较大的接收角限制了光电探测器的接收功率,从而降低了系统信噪比。为了实现接收器在室内各个位置处均能获得最大功率,提出了包含非视距链路情况下（墙壁一次反射）倾斜探测器接收面的设计方法,即在考虑视距链路（直射）的同时,还考虑了墙壁一次反射非视距链路下倾斜接收器的倾角设计。在室内各个位置处的最优倾斜角度可以通过牛顿算法得到,该快速算法的迭代次数仅为3～4次。仿真结果表明,倾斜接收器后系统最小信噪比提高大约5 d B,最大信噪比和平均信噪比均提高大约2 d B。尤其对改善室内角落处的信噪比最为显著。

深空通信中利用GEO卫星的双跳下行链路特性研究

利用现有的地球静止轨道(GEO)卫星资源,构建深空通信中深空探测器到GEO卫星、再到地面站的双跳链路系统。在自由空间链路段载波宜采用较高频率以获得链路增益;在GEO卫星到地面站链路段宜采用10GHz左右的卫星通信窗口以规避大气的相关影响。与传统一跳链路相比,双跳链路系统可以获得更大的信噪比和信道容量,以及更小的误码率。采用现有的GEO地面天线完全能够满足深空通信的要求,提高了系统的可靠性。

星地光通信地面站空间分集技术研究

通过建立星地光链路模型对地面站空间分集技术中站址的选择、站址间距离以及地面站数量进行研究,结果表明:站址的合理选择可以提高星地链路的可用性;站址间的距离在保证各站天气不相关的同时不能过大,当站址间距离与卫星高度的比值达到1时,由链路天顶角增大带来的衰减高达10dB以上;单地面站的可用性越高,所需的地面站数也越少,当单站的可用性达到0.6时,只需3个地面站即可达到与射频链路相当的高可用性。

美将试验火星探测器激光通信技术

美国航宇局将用3亿美元开展一项行星际激光通信试验，以使科学家能通过激光与远在火星的探测器实现通信。对于想“下载”行星轨道器和着陆器等探测器采集的大量图像和其它数据的科学家来说，这项技术将能大大提高探测器可靠地发回地球的信息量。试验所用的激光器将以近10倍于任何现有行星际无线电通信链路的速度发送数据。但美国航宇局称，

跳频通信链路干扰压制区的研究

基于影响跳频通信链路干扰压制区的因素,针对干扰能量、引导信号强度、有效干扰时间、几何视距等指标,提出跳频通信链路干扰压制区的计算方法,并进行实际分析。

链路自适应技术在流星余迹通信中的应用

流星余迹通信具有其他通信系统无法比拟的优点,如:大跨距、抗干扰、低截获概率特性和抗毁性等特点,使得这种通信方式的应用范围越来越广泛,尤其是支援短波通信及用作卫星通信的替补手段。但是流星余迹信道又是一种典型的突发信道,通信容量小和实时性差。为了最大限度地利用短暂的流星余迹信道,人们设计了链路自适应技术。此技术能够根据信道状况自动调整发射机和接收机的参数,使得流星余迹信道资源得到最大限度的利用。

基于聚类挖掘的移动通信网络链路优化设计

移动通信网络链路信噪比低且容量小,容易导致通信过程出现中断,通信质量较差,难以实现信息实时传输,为此提出基于聚类挖掘的移动通信网络链路优化设计。首先分析聚类挖掘算法预测失效链路,将相关边聚类信息融入各项指标中,获取边聚类系数定义表达式,结合表达式挖掘节点与周围网络对链路优化形成的价值;利用马尔科夫信道转移法对通信网络链路构建矩阵模型,判断节点状态,并获取节点处于兴态时,链路的最佳传输带宽,结合非线性规划原理完成计算机通信网络联络优化。仿真结果证明,所提优化方法可以提高通信数据传输质量,并且根据节点兴衰特征,准确优化消息投递链路。

一种基于新一代蜂窝移动通信的链路自适应方案

本文介绍了一种基于新一代蜂窝移动通信系统(简称4G)的链路自适应方案,能够很好的保证链路高吞吐量,而且有效抵抗突发误帧,使链路ARQ负荷相对很小;同时有效的提高了频带资源的利用率。

地域通信网单链路干扰研究

地域通信网是现代军事通信中一种重要手段,链路是通信网络的重要组成部分。不同通信体制下对链路干扰的效果是不同的,误码率是衡量通信质量的重要参数,干信比是对干扰效能的衡量指标,而链路阻塞率则是对网络服务质量进行描述的具体参数,研究不同通信体制下3种变量之间的关系对地域通信网干扰研究具有十分重要的意义。文章正是在地域通信网单链路的基础上,从链路模型和通信干扰效果两个方面出发,研究了链路阻塞率、干信比和误码率之间的关系,并进行了计算机仿真。

架空电力线路无人机巡检数据链路通信系统设计

无人机在配网电力线路巡检作业中由于受到地理条件及电磁干扰的影响,数据链路通信系统传输的指令和数据可能受阻从而影响巡检质量和巡检效率。本文针对此问题设计了一种带有中继系统的无人机数据链路通信系统,该链路通信系统基于COFDM调制解调技术、FPGA高速数据处理技术、高线性功放技术和数据链路控制协议技术,有效提高电力线路巡检无人机链路通信系统在不同地理环境及场合下的稳定性和可靠性,保障无人机在配网电力线路巡检中保持高效率、高质量作业状态。

日德完成卫星与移动地面站的光通信

6月7日，日本宇航局利用激光束成功进行了“光学轨道间通信工程试验卫星”（OICETS，即“闪光”Kirari）与德国宇航中心光学地面站OGS-0P间的光学通信试验。卫星高度约600千米。日德证实光学通信（来自OICETS卫星的下行链路）成功进行了3分钟。

地面站与ETS—VI间的光学星间链路试验

通信研究实验室（CRL）已经开发了一种光学卫星通信系统，并计划进行基本的光学通信试验，试验拟采用将于1993年发射的日本工程试验卫星VI（ETS－VI）上的通信系统。目前，ETS－VI的光学通信载荷，即激光通信设备（LCE）正在研制中。装备直径1．5m望远镜的地面光学设施已经基本完成。在卫星通信试验中，将建立一个双向光通信链路，并且，一些基本的光学通信试验如光束定位／跟踪，数据传输，飞行器姿态精密确定和光通过大气层的传输等也将要开展。本文描述了试验计划的基本概况和在研系统的当前状况。