自旋稳定静止卫星同步技术分析

自旋稳定静止卫星中,有许多控制和功能必须和卫星自旋同步,如天线消旋、姿态和轨道控制以及其它包括有效载荷在内的功能控制等,要求的同步精度往往差别很大,一般是在mr～μr量级。为了实现这种功能,自旋稳定卫星必须建立一个与卫星自旋相位同步的角度钟,然后在要求的角度上产生各种同步控制信号。本文描述同步原理和主要组成,重点讨论以地球为基准的同步方式和以太阳为基准的同步方式。介绍在星上小回路同步和星地大回路同步两种方案,分析不同方案的特点和能达到的精度。在以太阳为基准的同步中,给出卫星、地球、太阳的动态关系(角)及在同步中的修正方法。     

最佳PCM群同步码的最新发展成果

在遥测、遥控、遥感和数字通讯等PCM信息传输系统中,群同步(含字同步、帧同步、格式同步)十分重要,同步的优化取决于同步码的优化和良好的检测手段,而以前者为主。群同步码的最佳化可以提高系统的抗干扰能力,减少指令错漏和数据错误或丢失等等。该文找出N=31～42位最佳PCM群同步码,指出它们在E=0～5时的误同步概率、列表给出有关字长、码组图样、误同步概率的详细结果。     

帧同步信号及特征码提取电路的设计

同步是数字通信中需要解决的一个重要问题。文中讨论了帧同步提取和特征码提取的问题,指出为了提高帧同步系统的性能,有必要增加同步保护和同步校核环节,并给出了实现方法和途径。在此基础上,给出了特征码提取的实现方法。     

一种基于FPGA的硬件开环位同步电路设计与实现

针对短时突发数据接收对位同步电路的要求,设计一种基于FPGA的硬件开环位同步电路。从时序关系,状态转化等方面分析其同步过程和原理,推导其相位误差、同步建立时间、同步保持时间等主要性能参数,并在现有通用FPGA芯片上实现完成设计方案。该同步电路完成无线数据接收中位同步从软件模块向硬件模块的转化,提高了位同步对高速数据及短时突发数据接收的适应能力,硬件测试结果验证了其正确性和有效性。     

关于N=31～64位最佳PCM群同步码的研究

在PCM信息传输系统(特别是遥控、遥测、遥感)系统中,最佳群同步码具有重要的科学和实用意义。最佳同步码盼判别准则是误同步概率P_f尽可能小。如何构成(和搜出最佳群同步码是最佳构码理论和搜索方法的研究核心。本文对误同步概率的公式进行推导,提出了实用的误同步概率公式。对某些有关的理论要点如保相关特性,最佳码的重要条件、最佳码的头1和尾0、游程条件、岐码现象和容错能力等作了说明。最后,列表提出N=31～64位最佳群同步码。当需要使用N>64位的超长群同步码时,用本文作者提出的方法,在现实条件允许的情况下,最多只能搜出字长70位的最佳码。     

直扩通信码同步捕捉方法

首先指出在扩谱通信中,扩谱同步的重要性,它是系统获得处理增益和优良特性的前提,其中码同步捕捉是直扩系统同步的关键。为此,较详细地介绍了扩谱通信的扩谱码同步捕捉的各种方法。     

无线数据广播系统的软件同步

无线数据广播系统中 ,由于数据编码格式多采用无帧间隔的同步方式 ,这给接收机解码工作带来一定困难。因此 ,如何确定同步并区别误同步就是一个需要认真讨论的问题。文中在目前现有的硬件同步方式的基础上 ,针对某些小系统的应用 ,提出一种以软件形式解决无帧间隔同步机制的方式 ,它充分利用现有微处理器的高速和高性能 ,有效地减小了小系统组成的硬件成本 ,并增加了系统实现同步和区别误同步的提高抗干扰能力和灵活性 ,对无线数据广播系统的研究具有一定的作用     

星地动态双向时间同步与测距算法

针对卫星运动对星地距离和钟差测量的不利影响,提出一种基于最小二乘拟合的星地动态双向时间同步与测距算法。在建立星地可视模型基础上,仿真了MEO运动卫星与地面时间同步站之间星地距离的变化规律,分析了卫星运动对星地双向时间同步与测距的主要不利影响。该算法首先利用星地双向时间同步数据分别生成星地距离和钟差拟合多项式,然后联合求解出运动卫星误差最小的星地距离与钟差。实验结果表明了该算法的合理性和科学性,在包含仿真误差的条件下,其时间同步精度优于3ns,测距精度优于3m。将其应用到各种空天应用系统的星地时间同步与测距中,可以消除卫星运动对双向时间同步与测距的不利影响,提高时间同步与测距精度。     

两种混沌同步方案的比较

混沌是非线性系统中常见的现象,混沌同步有着非常重要的应用价值。实现混沌同步有多种方法,但各种实现方法之间差异较大,各有优缺点。这里通过mulitisim2001对电路进行仿真,用具体的实验数据和图形,说明驱动-响应同步方案及耦合同步方案两种方法,在原理、两同步子系统中是否相互影响,以及同步时间及应用范围方面的差异,并给出调整电路参数对实验结果的影响。     

全相位OFDM的联合帧同步和频偏估计算法

同步是OFDM系统必须解决的问题之一,不同的同步技术之间是相互联系的,将任何一种同步技术分离出来单独进行都是不可能的。针对全相位OFDM系统,文章提出了一种基于最大似然的定时和频率偏移估计联合同步算法,该算法利用了全相位OFDM系统数据帧的完全自我复制的特点来实现。利用数据序列及其在时域复制间的自相关性的基础上,通过最大似然函数,系统完全可以实现精细的符号定时和频偏估计。最后,与其他的同步方案在性能上进行仿真对比,验证了联合同步估计的优越性。     

DBF\|SAR系统1比特量化设计

为解决DBF\|SAR系统数据率巨大和星上处理复杂的问题,提出了一种将各通道回波和距离向匹配滤波器都1比特量化的处理方法。首先证明当回波信噪比较低时,符号位已包含了目标的幅度信息,从而为1比特量化提供了可能;在此基础上,利用各通道间信号相关性强而噪声相关性弱的特点,通过数字波束成形技术,提高了系统信噪比。接着探讨了该方法的硬件实现结构和资源消耗情况。最后,仿真结果表明了方法的有效性。该方法在不明显降低成像质量的前提下,简化了系统电路设计和减小了数据率,对DBF\|SAR系统的工程实现有一定参考价值。     

高码率通用数字化调制技术研究

采用软件无线电技术实现遥测发射机的高码率数字化调制,构建一个开放、标准、通用的硬件平台,FM体制最高调制码速率可达20Mb/s。设计中还采用脉冲成形技术对调制信号进行预调处理,极大地提高了系统的频带利用率和射频功率的发射效率。     

600Mb/s高速数传接收机的设计与实现

提出一种基于FPGA的600Mb/s高速数传接收机全数字实现方案,对采用Costas环的载波恢复算法和采用并行数据转换跟踪环的码同步算法作了介绍。测试结果表明,该接收机在码速率小于350Mb/s时,解调损失小于1.5dB;在码速率为600Mb/s时,解调损失小于3dB。     

GMSK信号的非相干解调技术研究

介绍了GMSK信号的两种非相干解调--1bit差分解调和改进型的Viterbi算法解调.通过计算机仿真对这两种非相干解调算法进行了研究,最后在相互之间进行了解调性能仿真比较.仿真结果表明,1bit差分解调算法完全能够实现对GMSK信号的正确解调, 改进型的Viterbi解调算法在解调过程中用MSK信号的相位路径进行高斯滤波后作为参考路径,并选取与接收信号的相位路径的Euclidean距离最小的作为解调路径,取得了良好的解调效果.在同等误码率要求下,改进的Viterbi算法比1bit差分解调性能具有更高的SNR优势.     

JTIDS波形抗干扰性能研究

分析了JTIDS波形在加性高斯白噪声（AWGN）信道和宽带阻塞干扰下的误码性能。在此基础上基于符号级的差错概率,理论推导了JTIDS波形在部分频带干扰中的误比特率。通过仿真分析了不同干扰方式对JTIDS波形误比特性能的影响,并从干扰方的角度给出了最佳干扰策略。     

DSFDP:一种增强型的深空文件传输协议

针对深空通信所具有的长延时、高误码、深衰落问题,提出一种增强型的深空文件传输协议(DSFDP).与CCSDS文件传输协议(CFDP)的对比仿真表明,两者在地球同步轨道(GEO)通信环境下性能相当;随着延时和误码率的增加,DSFDP的性能将显著优于CFDP;在1.35s单向传输延时(月球通信)、104误码率(深衰落)情况下,DSFDP比CFDP的传输时间缩短50%以上.因此,DSFDP可以适应较大的误码率和延时变化范围,尤其适合深空通信这种信号传输条件恶劣的极限通信环境.     

大气噪声条件下VLF／LF通信系统仿真

影响甚低频／低频（VLF／LF）通信效果的主要因素是雷电引起的大气噪声,其发生具有随机性,理论分析比较困难。文章利用噪声特征经典分析模型,采用其低通等效形式在Simulnk仿真平台下建立了仿真模型,并对大气噪声条件下的甚低频／低频（VLF／LF）通信系统误码性能进行了仿真研究。     

微弱GPS信号精捕获算法

为了解决微弱GPS信号比特/二次编码（Neumann\|Hoffman码）的同步以及频偏精细估计等问题,本文提出了对相关器输出数据进行精捕获的算法。通过对相关器输出数据进行二次变频,对不同频点的信号进行比特/二次编码位置的搜索,从而实现弱信号条件下比特/NH码的同步以及频偏的精捕获。精捕获后,使用频偏补偿后的数据进行频偏的再次精细估计。经过理论推导和仿真验证,在C/N0不低于20dB/Hz时,用1299个相关器输出数据进行精捕获时就有95%以上的检测概率,说明本方法适用于微弱GPS信号条件下比特/NH码的同步和频偏精细估计问题。
     

一种具备星间链路的中轨对地观测星座设计

采用轨道高度为2165.6 km、回归周期为1天的太阳同步回归轨道建立了一个包含6颗卫星、具备星间链路的中轨对地观测星座。通过卫星自身的侧摆姿态机动功能,可以实现对同一目标1天之内的多次观测,以完成区域性准实时成像、灾害灾情监测等任务,极大地提高了观测的时间分辨率。在星座内部,相邻两颗卫星之间建立了5000 bit/s码速率测控和250 Mbit/s码速率数传的星间链路,能够充分利用单颗卫星在境内的可视弧段,通过地面与单颗卫星建立星地链路就可以同时完成与所有卫星的星地通信。     

一种新的软件实现PCM/FM码同步的方法

根据PCM/FM信号的特点,提出一种软件提取码同步信号的新方法。该方法使用数字瞬时测频法检测信 号每采样点的频率,根据该频率与中心频率之差提取双边沿信号,并用一个除N记数器,得到完整的码同步信号。文中 给出全数字码同步器原理图、MATLAB仿真的性能曲线图和VC实现的软件流程。