空间通信中调制与编码热点技术探析

深空探测、卫星导航及卫星遥感技术的迅猛发展对空间通信的数据处理速率和抗干扰性能提出了更高要求。因此,更高的频谱利用率和抗强干扰能力是未来空间通信的发展方向。本文分析了空间通信中制约信息传输性能的主要因素,着重对近年来空间通信中调制及编码热点技术的工作原理、性能及应用情况进行描述,并针对复杂电磁环境下新型调制与编码技术的联合应用提出了解决方案。分析表明,联合应用方案可以同时提高频谱利用率和抗干扰能力。

航天企业管理存在的问题及对策

以我国航天企业的管理现状为切入点,从成本、人员、质量管理体系等方面进行分析,给出相应对策和改进建议。

CCSDS-RS(255,223)码高速译码器的硬件实现研究

研究了空间通信用高速Reed-Solomon(255,223)码硬判决译码器的FPGA实现方法,提出一种新的纠错算法实现结构以最大程度提高译码器性能。设计中采用RiBM算法求解关键方程,并通过应用高速比特并行乘法器以及流水线和并行处理方法提高译码通过率。综合和测试验证结果显示,该译码器译码通过速率为1.7Gbit/s,译码延迟为296个时钟周期,优于目前同类型的RS译码器性能指标。

一体化通用小型高速遥感数据接收处理平台技术

针对高分辨率遥感卫星数据机动接收处理的特点,提出一种具有一体化、通用化和小型化特点的高速遥感数据接收处理平台。该平台通过采用嵌入式变频与光电前端技术、嵌入式高速解调技术和ATCA高性能计算架构等技术实现了2 Gbps以上的高分辨率遥感数据小型化接收处理,可应用于高机动遥感卫星地面接收处理系统中。

一种改进的基于时间戳的空间音视频同步方法

空间多媒体通信过程中存在的不可预测的分组数据丢失、乱序,可变的链路传输及处理时延抖动以及收发端时钟不同步与漂移等问题,这可能导致接收端在对音视频数据进行显示播放时产生音视频不同步现象。为了解决此问题,提出了一种改进的基于时间戳的空间音视频同步方法,该方法采用一种相对时间戳映射模型,结合接收端同步检测和缓冲设计,能够在无需全网时钟和反馈通道的情况下,实现空间通信中的音视频同步传输,并在接收端进行同步播放显示。对该方法进行了仿真,结果表明了设计的可行性。同步前的均方根误差SPD值平均在150 ms左右,最大能达到176.1 ms。文中方法能将SPD值控制在60 ms左右,不仅能实现音视频同步传输,并且开销很小,可应用在空间多媒体通信中。

基于自适应改进的遥感图像去雾算法研究

受到雾霾的影响,遥感图像的质量下降,影响遥感图像的应用。因此,对遥感图像进行去雾处理有着非常重要的意义。暗通道先验算法是常用的去雾算法,但遥感图像中雾霾分布是不均匀的,因此在对遥感图像进行去雾处理时,需要改进其自适应性。本文基于提高暗通道去雾的自适应能力的目的,通过提出一个“局部灰度比”的概念,在自适应能力方面改进了暗通道去雾算法,通过对7幅遥感图像进行试验,得出该方法对遥感图像去雾的能力提升了8.39%的结论。

从世界航天产业发展看我国航天企业市场化转型

通过分析世界航天产业的市场结构、竞争格局以及全球航天产业的发展趋势,提出我国航天企业的市场化发展思路。

民用导航信号电文加密技术综述

本文介绍了导航信号加密认证技术的分类和优缺点比较,对目前常用的两种导航电文加密(NMA)方法 ECDSA和TESLA的原理进行介绍,并对两种方法进行了比较分析,详细介绍了欧洲Galileo和美国GPS导航系统的导航电文加密方法研究的相关背景和主流设计思想,随着卫星导航系统的不断发展,导航民用信号的安全性必将越来越受到导航系统拥有国以及研究者的关注。

北斗星基增强系统列车定位应用研究

从北斗卫星导航系统发展的新趋势出发,结合卫星导航系统在我国现有铁路系统的应用现状,模拟选取北京至拉萨铁路沿线20个测量参考点,进行定位精度的仿真测试;验证了北斗星基增强系统在列车定位应用的可行性,进而提出了将北斗星基增强系统应用于铁路系统,为星基增强系统在我国铁路系统中的应用提供了可行性方案。

CCSDS标准Reed-Solomon码编码参数的研究

Reed-Solomon码是具有很强纠错能力的线性分组码,广泛应用于各种通信系统中。对CCSDS标准Reed-Solomon码的主要特点进行了研究,通过使用自反码生成多项式和对偶基表示法使编码器中的常数乘法器个数减少一半,并且降低编码器的实现复杂度,而代价是译码器复杂度大大增加。在分析了近年出现的低复杂度比特并行有限域乘法算法以及FPGA技术发展之影响的基础上,考虑到降低译码器的复杂度可以达到空间通信系统整体性能的优化之目的,并且有利于今后空间通信系统与地面通信系统的融合,给出了修订空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准关于Reed-Solomon码编码参数的建议,提出在CCSDS标准的数据传输系统中可以允许使用多项式基表示域元素。

一种新型宽带微单元频率选择表面研究

提出一种宽频带、低插损的单元小型化频率选择表面(FSS)新型设计。在经典方环型频率选择表面单元基础上进行设计,通过增加方环曲折缝隙的方法,在不增大单元面积的同时降低单元的谐振频率,同时采用中心对称结构降低频率随入射角度的改变增加角度稳定性以及极化稳定性。将这种新型频率选择表面单元与方环贴片型频率选择表面单元级联,通过介质层的合理加载,设计出一个三层的频率选择表面,所实现的低频段带通特性带内差损小、带宽宽以及角度稳定性好。

一种基于Cholesky分解的快速矩阵求逆方法设计

接收机阵列天线抗干扰可采用直接矩阵求逆的方法实现,但在大维数下,矩阵求逆的用时过长。本文针对协方差矩阵的特殊性—正定赫米特矩阵,采用Cholesky分解求逆方法实现大维数矩阵的求逆,进而对Cholesky矩阵分解求逆进行了高效的流水设计,并在FPGA中进行实现,测试结果表明,该方法实现求逆计算用时极短,是一种高效的实现方法。

一种阵列天线幅相误差校正方法设计

阵列信号处理是当前信号处理的热门方向,为信号处理带来极大的方便,阵列信号处理中的各通道不一致问题将会给阵列信号处理带来影响,很多文献中介绍过关于自适应幅相误差校正的理论及方法 ,但实现起来都比较耗费资源和时间,且效果有待实践验证。提出一种工程上可实现且计算量较小的通道校正方法-查表法。通过仿真,结果表明此方法可以对特定来向的有用信号进行较为准确的校正。

低轨星座地面通信应用系统初步设计

随着全球互联网和物联网服务的延伸,可以实现包括南北两极在内全球无缝覆盖的低轨星座又一次进入了发展机遇期,低轨星座的发展带来地面5G移动通信和高通量宽带接入通信的迅猛发展,来满足广大终端用户的大容量通信需求。提出天地一体化信息网络中地面通信应用系统的初步解决方案,主要从系统组网架构、数据运营中心、信关站系统、终端系统以及系统安全性、可靠性等方面进行设计,对于低轨星座地面通信应用系统的研制发展具有一定参考意义。

0.6米低轨星座Ka便携站天线新型设计

为满足广大用户宽带接入的卫星通信需求,基于低轨星座的一体化信息系统得到了迅速发展,与之配套的地面高通量应用系统应运而生。低轨卫星通信对地面应用系统中的各类型终端,包括动中通、静中通、便携站等远端站提出了新的功能、性能需求,如要求Ka频段便携站天线需具有高性能、小型化、轻便易携带和可靠性高等特点。针对这一目标需求,提出了一种新型的低轨系统便携站天线设计方法,采用X-Y座架结构实现过顶跟踪,最大限度地保证通信系统的刚度和稳定性。

参考阵元可自适应调整的阵列天线抗干扰方法

针对导航接收机抗干扰阵列天线在某些干扰来向存在抗干扰效果减弱的问题,建立了基于功率倒置算法的阵列信号处理模型,提出一种参考阵元可自适应调整的阵列天线抗干扰方法。以四阵元均匀圆阵为例进行了仿真验证,仿真结果表明,相比于参考阵元固定的功率倒置算法,此方法能够很好地解决部分干扰来向抗干扰效果减弱的问题。

一种集中式智能农机自动导航驾驶控制器的设计与实现

智能农机自动导航驾驶技术属于当前精准农业领域的研究热点,该技术在工程化应用过程中,需要根据不同的工况频繁升级和更新软件,传统农机自动导航驾驶系统进行分模块设计,导致系统升级维护繁杂,核心技术分散,限制了该技术的应用推广;文章提出一种集中式的自动导航驾驶控制ECU设计架构,将自动导航驾驶系统所涉及的核心关键技术,如组合导航、路径自适应跟踪控制、人机交互等集成融合到ECU中进行集中式设计;经过场地测试,相比传统采用分立式的自动导航驾驶系统,在保持作业精度2.5cm的输出约束下,降低了系统复杂度,可靠性和集成度得到大幅提升。

基于不等差错保护喷泉码的LTP协议

Licklider传输协议(LTP)是深空通信中一个重要协议,但其自动重传(ARQ)机制无法满足传输时延的要求。为了利用喷泉码无需反馈的特点,降低LTP协议传输时延,同时满足LTP协议中红色数据和绿色数据不同可靠性的要求,将具有不等差错保护(UEP)特性的喷泉码引入LTP协议,得到具有不等差错保护特性的LTP(UEP-LTP)。对喷泉码不同的度分配不同的选窗概率,构造一个指数型的选窗概率函数并对该函数进行优化,由此获得性能更优的UEP-LTP(AUEP-LTP)。仿真结果表明,AUEP-LTP的红、绿色数据误码率可分别达到10-10.473 2和10-3.687 8,满足红、绿色数据不同可靠性要求,同时可减少LTP重传,提高协议性能,更适用于深空通信。

边防安全卫星通信网络设计

边防安全对维护国家权益及边境稳定具有重要意义,建立安全高效的通信方式是实现边防态势感知、指挥调度的关键,安全卫星通信网络采用星网结合的宽带卫星通信方式,基于AES分组加密算法,在保障通信安全的同时,具有覆盖范围广、抗打击能力强、支持应急状态快速组网的特点。

基于运动补偿的双通道星载SAR动目标检测方法

分析常规的双通道星载合成孔径雷达-偏移相位中心天线(SAR-DPCA)技术检测运动目标的方法,建立了斜距平面坐标系来描述星载合成孔径雷达回波多普勒特性,说明了这种常规动目标检测方法在星载情况下的不足。针对这种情况,提出基于运动平台补偿的双通道星载SAR-DPCA动目标检测方法。该方法通过相位补偿,消除了星地相对径向运动对双通道DPCA杂波对消效果的影响,改善了双通道星载SAR-DPCA系统的动目标估计性能。