无人机数据链系统中OFDM定时估计技术研究

提出一种基于加权差分相关的OFDM定时估计方法,利用已知前导消除接收前导符号的调制信息,并通过加权差分相关与加窗修正得到具有脉冲特性的定时估计度量。通过对信号的相位信息进行相关处理,可以进一步得到具有低复杂度的定时估计方法。仿真结果表明,在多径衰落信道下,提出的OFDM定时估计方法具有较好的估计性能,适用于复杂通信环境下的无人机数据链系统。     

ST-1振动信号分析仪的谱分析

本文叙述了在三项纳托尔窗的基础上进行的抑制频谱远离泄漏和邻近泄漏的两个窗函数的设计工作,介绍了这种抑制频谱远离和邻近泄漏的功能在ST-1型振动信号分析仪中的实验和实现。     

一种多速率OFDM测控系统的测距方法

在多速率OFDM测控系统中,提出一种基于FIR实现结构、联合时域与频域定时估计的高精度测距方法。首先,在时域对接收信号自相关,利用FIR滤波器计算定时度量并获得采样定时估计;在频域对包含残留定时偏差的信号消调制,通过FIR滤波进一步提高估计精度。然后,联合时域与频域定时估计进行精确测距计算。最后,给出该测距方法的理论性能表达式和克拉美罗限。方法利用基于FIR结构的相关计算方法进行测距,实现复杂度较低,其中L_0参数可根据性能指标取值。分析结果表明,方法的性能可以达到理论性能限,在高信噪比下的测距精度可达厘米级。     

Ka频段大口径测控天线无人机校相方法设计与验证

面向Ka频段航天测控设备天线标校工程应用需求,分析了大口径测控天线相位校准方法原理,论证设计了轻量化、模块化的组合式测控应答机无人机装载模式,提出了基于无人机的S频段天线自跟踪叠加偏置进行Ka频段天线快速校相的方法,并进行了跟踪精度分析。计算了在不同地面测控天线口径下进行相位标校的链路余量,规划了无人机飞行航路和试验步骤,并进行了Ka频段天线快速校相、电轴一致性测试试验,每次相位标校得出的交叉耦合和灵敏度系数指标均满足天线对无人机信标的闭环自跟踪要求。结果表明,基于无人机平台的大口径测控天线相位校准方法能够为Ka频段测控设备标校提供一种新的手段,具有良好的工程应用前景。     

靶场时统中自适应Loran-C接收机的研究

针对运载火箭的时间同步问题,提出了一种基于ESPRIT算法估计Loran-C接收机天波延迟的信号处理新技术,为设计具有自适应调节最佳采样点的Loran-C接收机打下良好的基础。利用频谱相除技术构建了延迟时间测量的信号模型,研究了频谱相除后信号的幅频特性。针对通带外噪声被放大的现象,提出频域加窗的措施。最后,提出用ESPRIT算法估计了天波延迟,避免了诸如AR、ARMA、MUSIC等算法在整个时域计算参数的弊端,更适合于适时应用。仿真结果表明,频域加窗影响识别天波的分辨率,ESPRIT算法能够正确估计天波的延迟,而且比FFT具有更高的分辨率。     

基于无人机的测控天线试验鉴定方法

随着航天装备的快速发展,航天测控装备试验鉴定对试验条件的要求也不断提高.无人机作为重要的配试设备,在装备性能鉴定、测控设备标校、复杂战场环境模拟和通信中继等方面发挥着越来越重要的作用.本文设计了地基装备试验鉴定评估系统,探讨了基于无人机平台的测控设备试验鉴定系统的组成、工作原理及鉴定方法,并对基于无人机平台搭载的多基线测量方法进行了精度分析.结果表明,基于无人机平台的试验鉴定系统能够为测控设备的精度鉴定提供高精度标准数据,具有实际应用前景.     

利用谱熵解决零前缀正交频分复用系统的符号盲同步算法

针对低信噪比多径条件下的ZP OFDM系统符号盲同步问题,提出了基于谱熵的ZP OFDM系统的符号盲同步算法。该算法不需要数据辅助,对接收到的ZP OFDM信号进行双滑动窗的谱熵比运算,通过寻找其峰值点来实现符号同步。给出了算法的具体步骤和性能分析。算法是对接收信号的功率谱进行求熵运算,可以有效克服能量检测法易受信道噪声影响的缺点,并且不需要针对信道调整窗口宽度。仿真结果表明,在低信噪比多径信道条件下,算法仍然具有较好的同步性能。     

萤火一号火星探测器测控通信关键技术

基于深空测控通信特点及其技术难点,对萤火一号(YH-1)火星探测器测控通信分系统设计进行了研究.给出了测控通信方案和分系统构成,介绍了火星-地球超远距离通信,小型化测控通信系统,高灵敏度接收机.高集成度发射机,小型化高稳定频率信标,集成化、小型化遥控指令译码器等关键技术设计及主要技术指标.YH-1火星探测器的测控和数传分系统采用一体化设计方案,在质量10 kg约束条件下,实现了上行遥控通道及下行遥测通道,具备科学数据传输通道及测定轨信号发送的功能,且每个通道均有冗余备份设备.     

高速组网无线数传链路设计及FPGA实现

为了解决雷达及电子对抗系统组网协同工作的问题,设计一种基于QPSK调制解调的高速无线数传链路,并对其进行仿真及FPGA硬件实现.利用QPSK调制信号功率集中、带外泄漏少、载波抑制的优点,将其设计成为组网系统的底层通信链路.该无线数传链路中频频率150MHz,传输信息速率为10Mbps,为了适应各子平台(站)相对运动的通信环境,在外加10kHz载波频偏的条件下进行蒙特卡洛仿真,在5dB信噪比条件下误码率达到10e-5的量级,接近理论值.     

一种OFDM信号峰均比抑制算法设计

针对移动通信系统中OFDM信号峰均比抑制算法实现复杂度高等问题,提出一种低复杂度的迭代限幅滤波峰均比抑制算法。算法首先根据功率门限P0与限幅因子α对OFDM信号的实部与虚部进行限幅处理,然后将限幅处理后的信号变换到频域进行滤波和星座扩展,最后将频域信号变换到时域,完成一次迭代限幅滤波处理。通过适当选择限幅因子α,算法仅需加法运算即可实现限幅处理。在迭代运算中,算法采用高于采样率的工作时钟复用FFT/IFFT变换单元,减少了发射机中峰均比抑制的资源消耗。仿真结果表明,所提出的算法在有效降低实现复杂度的同时,保持了较好的峰均比抑制和误比特率性能。     

DS/FH扩频测控信号同步方案的捕获性能

针对航天测控信号的高动态以及由载频跳变引起的多普勒频率周期跳变的特点,提出了一种基于快速频率识别和辅助机制的直扩/跳频(DS/FH)混合扩频测控信号的一种同步方案。建立了跳频图案,伪码相位及多普勒频率的三维同步捕获状态转移过程的数学模型,推导出三维捕获的平均捕获时间表达式,及在伪码相位误差、多普勒频移和高斯白噪声条件下的检测概率和虚警概率表达式。仿真分析了在采用时域匹配滤波、频域多通道的直扩捕获方式下,信号和捕获系统参数对三维捕获性能的影响。理论推导与数值仿真结果表明了同步方案的有效性,并为信号设计及捕获系统参数选择提供了理论依据和实际参考。     

连续波雷达中频对消技术研究

为了克服连续波雷达发射信号对接收通道的严重泄漏，对中频对消技术进行了研究。给出了设计中频对消器的原理框图。实验证明，采用中频对消技术，能达到抑制发射机泄漏的目的。     

基于M56F807的无人机飞控系统设计

针对小型无人机飞控系统在功耗、成本、可靠性以及集成度等方面的较高要求,设计了一种基于Freescale M56F807型DSP和PID控制策略的飞控系统。针对某型号的无人机,详细阐述了系统的设计思想及其基本硬件和软件结构。采用了时域信号的取样积累平均方法,减少了算法的实现难度,提高了采样精度。对硬件设计中的关键技术进行了研究,系统具有设计精炼,可靠性高,开放性好等优点。基于DSP的现代高速数字处理飞控系统,能够赋予无人机更大的机动性、更高的灵活性和更广泛的适用性。     

基于多组合窗函数的NLFM信号匹配滤波器设计

文章研究了在相位逗留原理的基础上采用由多种窗函数线性组合得到的组合窗设计NLFM信号的波形与脉冲压缩滤波器,重点分析了组合窗函数的组合参数及窗函数数量对NLFM信号脉冲压缩结果的影响。仿真结果表明,在一定条件下对基于三种窗函数线性组合的组合窗设计的NLFM信号进行谱修正滤波后,主副瓣比（RMS）可提高4．6～8．9dB,而主瓣展宽和主瓣损失变化较小。     

OFDM系统中峰均功率比抑制算法研究

针对OFDM信号峰均功率比PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)问题,提出一种基于对子载波信号幅度和相位同时进行加权从而降低OFDM信号峰均功率比的新算法。推导寻找最佳加权系数的迭代算法,并证明其收敛性。通过理论推导和计算机仿真分析幅度加权系数对误码率BER(Bit Error Rate)和PAPR的影响。该算法在保证一定的BER要求下,能有效抑制OFDM信号的PAPR。与通过穷举寻找最佳加权值的部分传输序列方法相比,其PAPR略小,BER略大,但计算量小,具有一定的实用价值。     

一种基于奇偶判断WPT的多音干扰抑制方法

频移小波包变换可以有效抑制窄带干扰,以提高扩频测控系统的抗干扰能力,但是在多音干扰下,当信号左右节点都存在干扰时,由于不能通过子带能量大小来确定子节点是否继续分解,导致该方法不能抑制多音干扰.针对该问题,提出了一种基于奇偶判断WPT的多音干扰抑制方法,通过采用子带能量差平稳度函数来判断干扰最佳频移量,然后对频移后的干扰子带进行编号,并通过门限判断进行干扰子带定位,确定干扰子带的编号,再通过对干扰子带的编号进行奇偶判断,可以得到小波包的自适应分解树,实现信号的自适应分解,分解到最底层后将干扰子带置零,最后根据分解树反向进行信号重构,完成干扰抑制.通过对误码率、测速精度和测距精度的仿真,结果表明该方法能够有效抑制多音干扰.     

一种基于奇偶判断WPT的多音干扰抑制方法

频移小波包变换可以有效抑制窄带干扰,以提高扩频测控系统的抗干扰能力,但是在多音干扰下,当信号左右节点都存在干扰时,由于不能通过子带能量大小来确定子节点是否继续分解,导致该方法不能抑制多音干扰.针对该问题,提出了一种基于奇偶判断WPT的多音干扰抑制方法,通过采用子带能量差平稳度函数来判断干扰最佳频移量,然后对频移后的干扰子带进行编号,并通过门限判断进行干扰子带定位,确定干扰子带的编号,再通过对干扰子带的编号进行奇偶判断,可以得到小波包的自适应分解树,实现信号的自适应分解,分解到最底层后将干扰子带置零,最后根据分解树反向进行信号重构,完成干扰抑制.通过对误码率、测速精度和测距精度的仿真,结果表明该方法能够有效抑制多音干扰.     

多径信道下OFDM信号和单载波信号的盲识别

针对非协作通信条件下OFDM(正交频分复用)信号和单载波调制信号的类间识别问题,提出一种在多径信道下基于信号循环自相关的调制识别算法。该算法不需要信号和噪声的先验知识,可以直接对中频信号进行处理,具有较强的实用性。通过对信号循环自相关函数进行分析,仅需进行时域的延时自相关运算和特定延时下的循环自相关运算,就可以从频域提取特征值来实现OFDM信号和单载波信号的盲识别。在估计OFDM信号周期时,提出一种基于极大值抽取的延时估计算法,能在多径衰落信道中不需要先验信息的情况下完成估计。仿真表明,本文提出算法的识别性能优于传统的四阶累积量算法。     

无人机测控链路信道传播损耗模型研究

无人机测控链路的稳定可靠是确保无人机充分发挥军事和民用效能的重要保证之一。针对无人机测控链路系统设计中的空间传播损耗精确计算问题,参考ITU-R（国际电信联盟无线电通信组）P.528传播损耗模型,从自由空间损耗、大气吸收损耗和可变损耗三个方面进行了仿真研究,获得了视距条件下三种损耗衰减值与传播频率、通信距离、通信终端高度等参数的一般关系。根据提出的传播损耗精确计算方法,对某无人机典型应用场景下的传播损耗进行了分析计算。与传统损耗模型的计算结果相比,采用的方法可以获得更加精确的计算结果,对无人机测控装备的设计研制具有重要的借鉴意义。     

基于OFDM星载交换的星地下行链路子载波分配与峰均比抑制联合优化方法

提出了一种基于OFDM的全新星载交换方案,此星载交换方案可通过星上子载波交 换实现业务交换。以点波束星地下行链路为研究对象,结合跨层设计思想,提出了一种 适用于点波束星地下行链路的子载波分配和峰均比抑制方法。此方法可根据点波束星地下行 链路信号发射功率上限、当前点波束星地下行链路信道状态、每个星地下行链路传输业务目 的地和QoS要求,并结合抑制点波束星地下行链路OFDM信号的峰均比,实现在属于不同地面 设备的各个星地下行链路传输业务之间自适应分配子载波,实现充分利用点波束星地下行链 路资源、满足传输业务的QoS要求,同时抑制星地下行链路OFDM信号的峰均比,而且不会因 抑制星地下行链路OFDM信号的峰均比而增加额外的边带信息和传输功率。