卫星通信链路性能分析

针对卫星通信链路传输中对性能参数的分析存在系统误码率过大的问题,提出了一种卫星链路传播特性模型,并在传统正推法的基础上,运用一种新的链路预算方法——倒推法(Backward Pass Algorithm)。该方法通过反向推导、计算出系统载噪比、衰减余量来求得发射端的有效全向辐射功率(Effective Isotropic Radiated Power)值,根据不同情况对EIRP进行动态调整,可以更好地提高地面站的信号传输质量。仿真结果表明,实际情况中,该方法可对地区、天线仰角等不同条件影响下发射端的辐射功率进行优化,在满足系统误码率的同时,提高了系统功率利用率。

一种新的卫星通信网流量预测算法

在通信网络的设计中,使用基于流量预测的网络规划已成为LTE发展的必然趋势。与地面网络不同,卫星网络由于受资源受限和拓扑时变的不利影响,其流量预测算法必须能兼顾精度和效率,这令传统的地面网络预测方法已不再适用。为了解决以上问题,提出了一种新的基于小波回声状态网络的流量预测算法,该算法通过小波多尺度分解的信号处理方法屏蔽了网络流量的噪声,而后结合了无反馈的回声状态网络联合进行预测。仿真证明,新算法相比传统算法能大幅提升网络流量的预测精度和运行效率,为卫星网络的流量规划提供了强有力的决策支持。

卫星通信中基于Gardner算法的抗载波偏差法

鉴于信号载波频率偏差引起较大的误码等缺点,在Gardner改进算法(E-Gardner)的基础上提出了一种抗载波偏差的时钟误差检测算法(AC-Gardner),该算法解决了E-Gardner算法受载波频差和相差影响的问题。仿真结果表明,在Corazza信道环境下AC-Gardner算法能有效地消除载波偏差的影响,提高了整个系统的同步性能。

利用MATLAB/SIMULINK实现卫星通信链路仿真

本文介绍了在MATLAB/SIMULINK仿真环境下对卫星通信链路特性进行系统级仿真。结果表明利用该仿真方法是可行的,灵活方便的。

无线通信中的信噪比估计算法研究

针对无线通信中的信噪比估计,对文献中经典的信噪比估计算法进行概述。为了能在含有滤波器和上下采样的仿真系统上对经典的信噪比估计算法进行仿真,搭建了三种不同的仿真系统,并基于这三种仿真系统研究了滤波器和上下采样对真实信噪比以及信噪比估计算法性能的影响。在具有滤波器和上下采样的仿真系统中,对经典的信噪比估计算法进行仿真验证,比较得到各种调制方式下性能较为优良的信噪比估计算法。

船岸一体化数据传输系统关键技术研究

针对智能航运主要要素的特点,提出了基于多维接入智能路由技术的船岸一体化数据传输信息服务体系框架,并着重分析了其中的用户信息接入和传输通道选择等关键技术。探讨了长江航道船舶智能航行的要素,提出了基于4G与卫星通信技术相结合实现江海直达船岸一体化数据融合通信的解决方案。

非正则复向量的扩展MVDR算法研究

研究了非正则复向量的特性对MVDR算法的影响。将阵元接收数据经过FFT运算后,在任一频率下的列向量都是非正则复向量。根据非正则复向量伪自相关阵的特性,提出了扩展自相关矩阵和扩展驾驶向量,推导出了扩展MVDR(ExMVDR)算法。仿真试验表明ExMVDR算法比MVDR能够更好的压制旁瓣,主瓣的信噪比能够提高2dB左右。

卫星通信中一种改进的变步长LMS均衡算法研究

针对传统的定步长最小均方误差(fixed step size-least mean square,FSS-LMS)算法不能同时兼顾快速收敛和较小稳态误差,以及变步长最小均方误差(variable step size-least mean square,VSS-LMS)算法也不能满足较快的收敛速度和较好的抗噪声性能等问题,提出了一种在Sigmoid函数中引入递减的等比序列,在估计误差的自相关函数基础上,用前后时刻的绝对误差来代替当前时刻的瞬时误差,加强了对步长因子控制的算法。仿真结果表明,在不同的信噪比环境下,提出的算法较其他LMS算法具有收敛速度快、抗噪声性能强和稳态误差小等特点。同时,给出了卫星通信系统的仿真模型,并且将提出的算法应用到了该系统模型的自适应均衡器之中,系统的误码性能有较大的改善。

卫星移动通信多普勒频移补偿研究

针对卫星通信系统中,多普勒频移过大对通信过程造成严重影响的问题。在传统多普勒频移补偿思想的基础上,通过分析信号传输过程中影响多普勒频移估计值的因素。提出了一种改进的多普勒频移补偿方案。该方案通过使用最大似然估计法对用户链路上的收发信号进行多普勒频移估计。并使用该方案对Iridium系统,GEO(geostationary earth orbit)系统的反向通信链路上的多普勒频移进行计算,得出频率补偿误差。仿真结果表明,当统计点数N=3 500,信噪比SNR=8 dB时,经改进后,频率补偿方案在Iridium系统与GEO系统中的频率估计误差与传统频率补偿方案中的频率估计误差相比较,分别降低了50%与42%。因此,改进后的频率补偿方案与传统频率补偿方案相比,多普勒频率估计精度更高,更有利于卫星信号的精确跟踪和解调。

低轨卫星星地传输体制设计与仿真实现

针对低轨卫星低信噪比和高动态特点,设计了将PN码和Walsh码结合的多信道星地扩频通信传输体制,满足了地面多用户的及时通信需求。参考现有的捕获算法,对当前体制下的导频信道采用时域部分匹配FFT的捕获方案,所得的码相位和频偏为其他逻辑信道的相关解调提供参考。此外,重点对该系统方案进行详细分析,并利用matlab仿真构建实现方案。结果表明,此捕获方案在星地通信中能达到优良的性能。

基于CLEAN思想的互补码信号脉冲压缩算法

互补码信号具有理想的零旁瓣非周期自相关函数,特别适用于高频地波雷达。然而高频地波雷达常采用高占空比波形,近距离目标回波遮挡严重,遮挡时原互补码不再互补,脉压旁瓣很高。针对这一问题,提出基于CLEAN算法思想的互补码脉冲压缩方法,该算法利用互补码的子码互补特性,在不同遮挡程度使用不同长度的子码作为脉压系数;同时,引入了CLEAN算法的思想,由远距离段至近距离段依次进行脉压和CLEAN操作,在保留互补码零旁瓣特性的同时消除了不同子码段之间的相关性造成的距离栅瓣。多目标环境下的计算机仿真实验表明,这种算法在距离盲区内保持了互补码的零旁瓣特性,且无距离栅瓣。

基于单一切面的循环平稳检测方法

在非授权频段的频谱感知方法中,循环平稳检测法具有鲁棒性好与信号类型识别性强的特点,但其计算复杂度很高。在改进传统快速傅里叶变换累加方法(FAM)的基础上,提出一种采用单一切面的循环平稳检测方法。根据循环平稳特性信号峰值变化规律推导出特定切面约束条件,并构建f-切面和α-切面两种循环谱单一切面,在无需建立完整循环谱的情况下对不同类型信号进行循环平稳特征检测。实验结果表明,与传统FAM相比,该方法可大幅降低计算复杂度,当信噪比低于-16dB时其检测性能略低于传统FAM,在信噪比达到-16dB后其检测性能与传统FAM一致。

高动态短时突发扩频信号的快速捕获

针对低信噪比和大多普勒频移环境下,短帧突发直接序列扩频通信系统要求在短时间内以很低虚警和漏警概率捕获信号这一难题,设计了仅使用独特码的短时突发扩频信号帧结构,在接收端将扩频码与独特码作为一个复合扩频码看待,提出了基于FFT的高动态突发信号捕获方法,可同时快速完成突发信号检测、扩频码捕获、频偏估计、帧同步检测和位定时捕获等任务。仿真结果表明:该算法能有效消除多普勒频移对短时突发扩频信号捕获性能的影响。

SOQPSK信号位定时与载波联合估计算法

针对在极低信噪比、大多普勒频偏环境,研究了SOQPSK信号的位定时、载波频率和相位联合估计算法。该算法运用了Laurent分解原理以减少匹配滤波器个数,位同步信息的提取与接收译码均可共用前端的匹配滤波器,进一步降低接收端复杂度。同时,该算法的同步信息的提取方法也是低复杂度的。计算机仿真结果表明,该算法能够在低信噪比、大频偏条件下,以较低的低复杂度实现同步信息提取,且同步性能良好。

深空测控信号自适应载波跟踪环路设计与实现

深空应答机是深空探测器与地面通信的生命线,其中主载波同步是统一载波测控应答机的核心技术。针对不同载噪比条件下多普勒频移变化率不同的信号特点,提出了一种根据捕获载噪比自适应环路切换的主载波跟踪方案,使得应答机在不同的载噪比条件下自适应切换环路更新速率与环路带宽,达到对主载波信号进行稳定跟踪的目的。通过Matlab仿真确定了系统参数,并在Xilinx公司的XC4VSX55硬件平台上给予实现。实验测试结果表明,该设计可以很好地满足动态性能和跟踪精度的要求。

一种新的极高精度的T_IIN频率估计内插算法

针对多普勒条件下接收端复信号的频率估计难的问题,研究了一种基于离散傅里叶变换与迭代频率估计的内插综合算法。区别于经典的内插算法,新算法在迭代频率内插算法基础上充分利用复数快速傅里叶变换结果的实虚部值,并通过最大峰值频谱和相邻两侧谱线以极高精度内插估计出复信号的频率参数。仿真结果分析表明,在二次迭代条件下信噪比为-10 d B时,该算法估计均方根误差仍能逼近克拉美-罗限的1.002 1倍。该算法在同等条件下比经典的Rife、Quinn和IIN算法具有更高的准确性、稳定性和可靠性。

基于双正交Fourier变换的多进制Chirp-rate调制的解调算法

针对多进制Chirp-rate调制的通信系统解调算法由于基函数的正交性差导致实现复杂且性能不佳的特点,提出采用基于双正交Fourier变换的解调算法多进制的Chirp-rate调制行正交解调,解决了不同调频率的Chirp信号相互正交的问题,解调后可以得到信号调频率密度谱。BFT算法特点是信号在双正交基下展开,对多LFM信号分析不需要搜索,没有交叉项,特别适合对不同调频斜率组成的多LFM信号进行调频斜率分析。仿真表明其基于双正交Fourier变换的多进制Chirp-rate键控调制的解调算法具有接近MFSK误码率的性能。