太赫兹技术在空间领域应用的探讨

太赫兹频段介于红外光波与毫米波之间,是电磁波谱中的重要频段。太赫兹技术已在空间领域展示出良好的应用前景。通过空间太赫兹频段观测可以获得丰富的气象信息、大气信息和深空科学信息。基于太赫兹链路的高频段通信有望突破等离子体黑障的限制,实现无中断的测控通信;高速率小型化的太赫兹通信终端是实现卫星网络的理想选择。太赫兹雷达在航天器自身防御及空间弹道目标预警领域将显示出独特的优势与价值。

太赫兹波在遥感技术中的应用探讨

太赫兹频段是宏观电子学向微观光子学过渡的纽带,是电磁频谱中最近被开发的频段,在遥感领域受到了特别关注。介绍了太赫兹频段的技术优势,以及在天文观测、地球气象观测、目标参数测量、反隐身雷达及探测雷达等领域的发展状况及设想,探讨了太赫兹雷达在弹道目标探测及空间来袭目标告警等场景下的应用。揭示了太赫兹技术在遥感领域良好的应用前景。

基于预均衡的正交循环码M元MC-CDMA系统研究

提出了一种适用于TDD上行链路的基于预均衡和正交循环码的M元MC-CDMA系统.各移动用户使用正交循环码进行M元扩频,降低了选码的难度.由于上行链路的M元MC-CDMA信号在传输前经过了预均衡处理,使得各用户信号在到达基站后能够保持良好的正交性.在将基站接收信号分别与各用户原型扩频码镜像序列的OFDM调制结果相乘后,利用OFDM解调器可同时完成M元解扩和多载波解调.研究结果表明,本系统的频带利用率和计算复杂度均优于传统的M元MC-CDMA系统.

卫星ATM交换系统的连接允许控制算法研究

连接允许控制(ConnectionAdmissionControl,CAC)是卫星ATM交换系统中很重要的部分。从带宽利用率和计算复杂度的角度对当前几种比较流行的CAC算法进行了分析、比较和仿真,并结合卫星通信的特点,从中挑选出一种适合卫星ATM交换系统的CAC算法。

微波左手传输线

微波左手传输线是指当电磁波在这种传输线中传播时,其传播特性表现为左手特性——电场、磁场和波矢量遵从左手定则,其等效介电常数和等效磁导率同时为负值。文章根据传输线的基本理论,获得了微波左手传输线无耗情况下的传输线方程,系统地总结了微波左手传输线的传播特性,对分析和设计微波左手传输线高频电路提供了重要的理论依据。

基于矩阵分块的LDPC码快速编码结构研究

低密度奇偶校验(LDPC)码由于具有接近香农限的性能和高速并行的译码结构而成为研究热点。然而,当码长很长时,编译码器的硬件实现变得很困难。文章从编译码实际实现的角度出发,提出一种基于分块的LDPC码下三角形校验矩阵结构,降低了编译码复杂度,不仅可以实现线性时间编码,同时还可以实现部分并行译码。仿真结果表明,具有这种结构的LDPC码和随机构造的LDPC码相比具有同样好的纠错性能。

微波散射计数字接收机DDC的设计与实现

微波散射计是一种用于测量目标后向散射系数的有源微波遥感器。文章介绍了作为微波散射计重要部件之一的数字化中频接收机,指出数字下变频在微波散射计数字化中频接收机的数字化和软件化过程的作用。根据微波散射计数字化中频接收机工作机理与数字下变频原理,结合Matlab算法仿真技术,设计并实现了基于FPGA IP核的数字下变频。仿真与实测结果表明:基于FPGA IP核设计实现的数字下变频能够满足微波散射计数字化中频接收机性能指标要求,并且具有灵活性、通用性、修改参数方便等特点。

OFDM系统新的无损峰均值比降低方案

设计具有特殊结构的相位序列,仅通过一次IFFT算法,利用DFT的时域循环卷积性质,在时域实现对OFDM信号PAPR的降低。仿真实验结果表明此算法能够有效地降低系统的PAPR。

星载海量遥感数据的低缓存高速传输

随着卫星遥感技术的发展,遥感数据的类型和数据量快速增加,这对数传能力提出了更高要求.针对数传AOS编码缓存容量受限的应用,提出了两种降低缓存容量需求的解决方案:第一种方案是提高数据传输码速率;第二种方案是对压缩编码单元和AOS编码单元之间的数据接口进行综合设计,在压缩编码单元输出压缩码流数据时采取时序分散化输出方式,以降低AOS编码缓存输入的瞬时数据率.采用动态仿真技术对方案的缓存容量需求进行了动态分析,结果表明:两种方案均能降低缓存容量需求,而第二种方案对缓存容量需求的降低效果更为显著.方案已应用到某卫星工程项目的数传系统产品中,通过了在轨飞行验证.文章提出的技术途径可为后续低成本、高码速率数传设计提供参考.

基于视觉系统特征的分层数字水印技术

在分析人类视觉系统(HVS)特征的基础上,提出了一种新型的分层数字水印技术。利用HVS对不同区域、不同局部特征的噪声敏感性不同,设置相应的区域水印权重和局部水印权重,将水印按照设置的分层权重嵌入到静态小波变换(SWT)后的细节子带中。利用所提出的新型多分辨率检测器,通过与传统的水印方法比较表明,该方法具有较好透明性和盲检测性;对于常见的压缩、中值滤波等图像处理攻击,该方法表现了很好的稳健性。

卫星遥感图像的鲁棒无损数据隐藏传输算法

提出一种基于整数离散余弦变换(Int DCT)域的鲁棒无损数据隐藏算法。先对载体图像进行预处理来构建适合信息嵌入的载体,并将无损隐藏的思想引入到预处理中用以存储可恢复原载体图像的信息。为兼顾鲁棒性和图像质量,算法通过修改载体图像Int DCT域高频系数的直方图修改来完成秘密信息的嵌入;最后,与以往算法不同,为保证遥感图像的质量,给出了接收端在含密图像未失真和失真情况下载体恢复的方法。实验结果表明,本文所提出的算法能有效抵抗压缩攻击,并具有良好的图像质量和较大的容量。与以往算法相比,本文算法在性能方面具有明显的优势。

一种遥感图像中的道路检测方法

道路是遥感图像的重要特征。提出一种从遥感图像中检测道路目标的方法。首先,进行图像预处理,提取边缘,然后进行图像分块并利用Hough变换进行道路检测。分析了Hough变换的特点,并研究了Hough变换域极值点参数的特点,改进了Hough变换在道路目标检测中的应用。该方法不仅快速地检测机场等严格的线状道路目标,而且对具有一定曲率的道路目标同样有效。

分组交换机的极大匹配调度算法仿真与比较

对于输入缓存类型的分组交换系统,调度算法是交换系统的关键技术之一,其性能直接影响着交换单元的性能。研究了几种典型的极大匹配调度算法:PIM,iSLIP,FIRM和输出串行调度算法。通过OPNET构造了一种调度算法模型,以8×8 crossbar交换结构为例,基于该模型对这几种极大匹配调度算法进行了仿真。根据仿真结果从平均调度时延等性能指标及实现复杂度方面进行了分析和比较,指出了现有算法的优缺点,并提出了进一步改进的方向,对卫星ATM/IP交换系统的研究与设计具有指导作用。

星载微带相控阵天线游离板结构设计

文章针对星载微带相控阵天线的结构,首先对非对称蜂窝夹层板加边框、非对称板加平衡铜箔层以及对称蜂窝夹层板三种阵面设计方案进行了分析、总结,指出了三种方案的不足之处。然后介绍了游离板设计的原理,建立了单板的有限元模型,进行了加工成型变形和在轨热变形分析。根据星载微带阵天线的结构指标要求,通过分析比较,得出游离板设计方案具有热变形最小、可以满足星载微带阵天线的结构性能指标的结论。

视频嵌入视频算法

为提高现有视频嵌入视频算法的性能和隐藏的视频帧数,提出一种基于编码和信息隐藏的高效视频嵌入视频算法。利用帧间的相关性,在IntDCT域进行相邻帧的系数预测,以预测的差值直方图为载体进行秘密视频的嵌入;对秘密视频进行编码预处理,增强传输效率并提高秘密视频抗误码的能力。仿真结果表明,该算法有效提高了隐藏的帧数和接收端提取秘密视频的质量,实现了秘密视频的隐秘传输。

基于多重匹配的可见水印去除算法

为恢复嵌入数字的水印图像,提出一种去除可见数字水印的方法。对彩色图像二值化,与标准数字库进行KAZE特征匹配,利用K-means算法确定其矩形区域,将其透视变换成数字模板库大小,与数字库进行模板匹配,对确认为数字的区域进行自适应膨胀和模糊操作。嵌入的数字旋转角度、大小、字体可变,存在数字的区域插值效果好,人眼难以发现水印信息。实验结果表明,该算法在无法获知水印算法的前提下,能够非常高质量地恢复图像中被数字损毁的区域。

多光谱图像变换域统计量移位鲁棒无损信息隐藏

为了提高鲁棒无损信息隐藏算法容量,利用多光谱图像谱段间的相关性及其小波变换高频系数分块均值的稳定性,提出一种变换域统计量移位的鲁棒无损信息隐藏算法。首先,在光谱方向采用Karhunen Loêve变换(KLT)去相关,然后对得到的KLT本征子图像进行离散小波变换,将小波HH高频系数分块均值作为统计量,通过其直方图移位来隐藏秘密信息,最后将浮点数变换和像素溢出引起的误差嵌入含密图像中以便对恢复的载体图像进行误差补偿。实验结果表明:在图像质量和以往算法相当的情况下,该算法的隐藏容量增加了1倍,并且能抵抗噪声攻击;而与最新算法相比,在隐藏容量相同时,该算法抗JPEG2000压缩倍数平均提高23.9%,误码率平均降低了44.8%。

码流映射的JPEG2000遥感图像无损信息隐藏

遥感图像经过飞行器JPEG2000压缩编码传输到地面,在传输过程中有时需要搭载其他一些遥测信息,将附加信息嵌入到压缩文件中。对JEPG2000的数据结构进行了研究,将压缩文件的数据部分变换成图像并将其分块,统计256个灰度值,找到出现次数最多的灰度值以及次数为0的灰度值。将这些灰度值所对应的字节进行映射,不同的灰度值代表不同的二进制秘密信息。接收端通过映射将秘密信息提取后,再将载体更改后的字节恢复。隐藏容量平均有了500 bit的提升,载密图像的PSNR大于30 dB,同时载体数据仍然可以无损恢复。试验结果说明,该算法可以无损地实现JPEG2000图像的信息搭载,同时文件没有膨胀。

数字多媒体移动直播卫星

移动多媒体直播卫星是移动卫星技术和直播卫星技术成功的结合,它能够满足人们对各种信息的多种需求。文章介绍了移动卫星和直播卫星的现状及特点,分析了世界首颗数字多媒体移动直播卫星——移动广播卫星(MBSAT)系统及其地面手持终端,探讨了MBSAT的技术特点和未来应用前景。

基于高斯分布判决的SAR原始数据压缩方法

针对合成孔径雷达(SAR)数据概率密度函数偏离高斯分布时分块自适应量化(BAQ)压缩算法性能下降的问题,提出一种判断SAR数据是否符合高斯分布的新方法,并将其应用于SAR原始数据压缩。该方法借助几何关系将高斯曲线用等面积的三角形替代,计算出二者的交点坐标,并对各交点范围内二者的积分值进行比较,得到三个判决条件;然后,将满足这些条件的SAR数据判断为标准高斯分布数据并进行BAQ压缩,对判断为非高斯分布的数据采用矢量量化方法压缩。最后,实测数据的仿真实验说明本文方法的性能优于BAQ和文献[9]的方法。