喷泉码在遥测应用中的误码扩散研究

喷泉码是一种近年来发展起来的适用于删除信道的纠删码技术,可用于恢复传输过程中丢失的数据。在火箭、导弹遥测信道下,不仅存在由于信号闪断而丢失数据的现象,而且存在由随机噪声引起的误码。若误码符号进入喷泉码译码器,则会引起严重的误码扩散现象。提出一种以喷泉码为外码、信道纠错码为内码的级联方案,并采用误码消除技术克服误码扩散问题,从而解决恶劣信道环境下(噪声信道+闪断信道)的数据传输问题。     

GEO卫星移动通信系统信道分配策略研究

根据 GEO 卫星移动通信系统的业务组成和特点,分别对损失制下和混合制下的信道分配策略问题进行了研究,并对固定信道分配策略和动态信道分配策略进行了计算机模拟仿真。仿真结果表明,在低业务负载的情况下,动态信道分配策略比固定信道分配策略性能优越;混合制下的信道分配策略性能比损失制下的信道分配策略性能要好。     

中继卫星系统仿真软件设计与应用*

设计开发中继卫星系统仿真软件,并针对理想信道条件、I/Q幅相不平衡、幅频特性、群时延、相位噪声、功放饱和条件、非线性信道条件这七种信道,仿真16QAM和16APSK的误码率性能,并对仿真结果进行分析。利用仿真平台得出的非线性信道条件下误码率需求与所需信噪比之间的关系,可以作为完善系统技术指标的重要依据,为中继卫星系统后续建设和应用提供重要参考。     

面向火星临近空间的分布式中继纠删编码机制研究

火星探测极远的通信距离以及行星遮挡,使得探测车与地面站的通信需要构建火星临近空间网络传输信息。为保证数据传输的可靠性并提高传输效率,重点研究基于分布式前向纠删编码的多个火星探测车通过中继轨道器向地面站传输的场景。考虑探测节点的周期性加入和退出的特性,设计了源节点使用弱鲁棒孤波LT码,中继随机转发/异或的中继随机决策编码方案,并推导了转发概率的理论最优值。仿真验证了新方案与已有的分布式喷泉方案相比,降低了约50%的信源编码开销,并通过复杂度与译码冗余的折衷,达到了99.9%的译码成功率。     

箭载无线传感器网络动态业务分配方法研究

无线传感器网络技术是新一代火箭测量系统中的关键技术之一,为实现箭上无线传感器节点业务动态变化场景下的信道资源无冲突分配,提出了一种基于优先级的动态业务分配方法——基于优先级的动态占空比节能位图辅助MAC协议(PD-EBMA)。主要思想是利用位图辅助适应业务量的动态变化、搭载预约的方式减少控制信息开销、背包算法提高信道利用率和降低时延,以及在流量较小时延不敏感的场景中使用动态占空比的思想降低能量开销。仿真结果表明:相比传统固定时隙的分配方式,PD-EBMA可以大幅提升网络灵活性,同时能耗和时延特性也得到显著改善。     

一种基于认知无线电的卫星网络信道接入策略

针对可用无线信道资源紧张与固定信道分配方式导致卫星网络信道利用率低下的问题,提出一种基于认知无线电的卫星网络信道接入策略。卫星用户以分时多址（TDMA）方式接入卫星信道,认知用户通过频谱感知发现卫星网络闲置信道资源,并以S-ALOHA方式接入信道。通过建立基于频谱感知与具有捕获效应的认知用户信道接入模型,分析认知用户最佳频谱感知时间,推导干扰信号在相干叠加与非相干叠加条件下的卫星网络吞吐率性能,并对影响网络吞吐率的因素进行仿真分析。结果表明,该信道接入策略能够在不明显降低高负载时卫星网络吞吐率的前提下有效提高低负载条件下的卫星网络吞吐率,且干扰信号相干叠加比非相干叠加对网络吞吐率性能的提升更为显著。     

卫星S波段测控信道总体设计

概述卫星S波段测控系统的主要功能,S波段测控信号在空间传输信道中的功率损耗和附加噪声,以及由于星上应答机两种不同的测距信号提取方法而造成的信道设计的区别之处。在此基础上,详细研究了射频功率分配和副载波频率干扰两个问题,包括:如何达到最大的已调载波的功率效率,在测距和数据信道(遥控和遥测)同时工作时,如何确定最佳分配已调载波功率的约束条件,如何建立有、无测距音提取滤波器两种情况的调制指数设计方程,以及如何进行副载波频率干扰计算。     

航天技术二次应用范例(十)

无线红外通信系统 在空间失重状态下,航天飞机轨道器驾驶舱内的电缆会随意飘浮,很容易缠结在一起。为了解决这一问题,约翰逊空间中心(JSC)研制了一种无线红外(IR)音频通信系统。在该系统中,信号先被加到红外光束上,然后通过一系列的中继盒从一个宇航员传到另一个宇航员。该系统于1988年通过了航天飞机的飞行使用验证。在飞行控制和其它地面保障工作中还可以用这种技术进行多信道无线通信。     

面向天地融合网络的无线资源智能分配方法

为满足天地融合网络全时、全域通信需求,采用认知无线电技术可实现有限频谱资源的感知与高效利用,有效缓解同频干扰问题。文章提出了一种用于天地一体认知网络的信道选择和功率调整的无线资源智能分配方法,在保证主用户服务质量的前提下最大化系统数据速率。首先,将天地融合网络建模为异质图结构,通过用户距离估计信道状态信息,并且利用图卷积网络提取和分析关键环境特征。其次,采用深度强化学习探索底层拓扑环境信息,通过试错与奖惩机制不断优化资源分配策略。仿真结果验证了所提方法的收敛性,并且证明系统数据速率能够得到显著提升。     

喷泉码的遥测抗闪断技术应用研究

喷泉码具有恢复闪断数据的能力,可以有效改善火箭导弹遥测系统可能出现的接收信号起伏大、甚至闪断的问题。本文提出了一种喷泉码级联技术的物理层应用方案,重点研究了喷泉码与TPC级联过程中的关键技术问题,分析了系统的误码和丢帧性能,并进行了原理样机的试验验证。实测数据表明,在信道闪断概率低于10%的条件下,采用LT+TPC级联编码的PCM\|FM遥测系统,其数据恢复能力可提高至99.5%以上。     

基于ZigBee的无线传感器网络

提出一种基于Z igBee技术的无线传感器网络,该网络采用星型网络拓扑结构。为了降低每个传感器节点的功耗,同时延长传感器节点的寿命,采用STOP模式。在此模式下,传感器节点在低功率监测信道和定时周期性唤醒机制下工作,同时循环冗余校验CRC机制和加密算法的加入,更好地增加了系统的可靠性及安全性。     

一种新的反馈式协作协议

文章提出了一种新的反馈式协作协议（FSADF），综合考虑了源到中继和目的端的信道传输特性，源到目的端的信道状态决定是否协作，而采用何种协作模式（放大转发或译码转发）由源到中继的信道实现决定。给出了新协议的中断概率性能分析。仿真结果表明：在相同频谱效率情况下，所提协议比现有的反馈式协作协议（FSDF）性能有较大提升，增益大小与源到中继的信道条件有关。     

比特交织编码调制技术在卫星通信中的应用

针对卫星移动通信信道频带和功率均受限的特点,将比特交织编码调制（BICM）技术应用到卫星通信系统,通过编码和高阶调制的结合,利用状态的记忆和适当的映射来增大码字序列之间的距离,进而提高编码增益,在保证系统频带利用率的同时,有效地提高了其功率利用率。在对卫星信道特点分析的基础上进行卫星信道建模,并分别在高斯（AWGN）信道、莱斯（Rice）信道和瑞利（Rayleigh）信道下对系统性能进行仿真,仿真结果证明了该种编码调制方式在卫星信道中的有效性。     

基于多天线中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能分析

研究了Rayleigh Rician非对称衰落信道下,以基站作为固定增益放大转发(AF)中继的卫星-地面混合无线通信系统上行链路性能。首先利用信道状态信息(CSI)得到中继配置多天线时系统的最大输出等效信噪比(SNR)。基于特殊函数推导出系统中断概率(OP)和概率密度函数(PDF)的解析表达式,并进一步得到各种调制方式下系统平均误符号率(ASER)的理论计算公式。最后通过无穷级数展开推导出高信噪比时平均误符号率的渐近闭合表达式,分析系统能获得的分集增益和阵列增益。计算机仿真表明所提出的性能分析方法的正确性,分析了天线数量和信道参数对卫星-地面混合无线通信系统性能的影响,为实际系统设计提供了参考和依据。     

可变参数AWGN深空信道模型特性分析及其仿真

文章在研究深空通信信道的统计特性的基础上,建立了可变参数AWGN（VPAWGN）模型来模拟深空通信信道,主要考虑噪声功率、多普勒频移和路径损耗等参数对信道特征的影响。进一步在Visual C＋＋环境下搭建VPWAGN模型,并对各参数对信道的影响进行验证。     

面向深空通信的喷泉编码技术

喷泉码是一种基于删除信道的前向纠错编码技术,具有不需反馈的特性。针对深空通信环境长时延、高误码率和丢包率大、上下行链路带宽不对称和链路易中断等特点,提出一种级联LDPC码的喷泉编码方案,并给出一种利用接收数据包的冗余信息的改进BP解码算法。与已有的深空通信信道编码算法进行了仿真比较,显示了该级联喷泉码具有良好的纠错性能和较低的编解码复杂度。     

N2O/C3H8火炬式点火器工作性能数值模拟研究

采用数值计算方法对氧化亚氮/丙烷火炬式点火器的燃烧室和火炬流场特性进行了数值仿真研究,获得了点火器在定混合比工况下工质流量对火炬性能的影响以及定流量工况下余氧系数对火炬性能的影响:在定余氧系数0.350工况下点火器燃烧室压强、火炬功率和点火有效长度与点火器的流量基本呈线性关系,有效火炬长度与实验中所观察到的基本一致;在定流量9 g/s工况下点火器燃烧室压强、喷管出口温度、火炬功率和点火有效长度随余氧系数的不断增加均先迅速增加到最高值后开始逐渐减小,燃烧室压强、喷管出口温度、火炬功率和点火有效长度的计算最高值分别为1.73 MPa,2 823 K,33.14 kW和86.5 mm.     

嫦娥四号着陆器数据管理系统设计特点与验证

为了解决深空中继链路信道受限情况下复杂密集信息流的高效传输问题,嫦娥四号设计实现了多信道、多模式、多码速率、长短帧相结合的数据传输机制,通过优化组合,充分利用信道资源,满足了不同飞行阶段的数据传输需求。同时通过自主运行策略降低中继链路的使用风险,确保中继链路故障情况下关键事件、关键分系统的安全性与可靠性。通过嫦娥四号飞行试验,验证该设计合理有效,为未来深空数管的设计实现提供了直接而有力的技术支持。     

等效带宽在无线ATM网络的MAC协议中的应用

在ＶＢＲ图像的动态时隙分配算法的判决条件中引入了等效带宽的概念。利用等效带宽将终端输出缓冲区内信元个数和终端当前所占用的时隙数之间联系起来，从而得出了动态时隙分配精确的判断条件。结果表明，这种方法提高了图像业务动态时隙分配算法的有效性及无线ＡＴＭ网络的信道利用率。     

弱太阳闪烁中的深空探测信道预测

为提高探测器发射机功率利用率,在探测器和地球间建立可靠的传输链路,弱太阳闪烁中的信道预测十分重要。分析了行星聚合和太阳闪烁的物理特性,建立了弱太阳闪烁条件下的深空探测信道的Rician模型,并得出了当Rician因子大于10dB时近似为高斯信道的结论。通过分析闪烁功率谱,可以采用二阶AR模型预测信道。应用修正的Yule\|Walker方程,提出了基于AR模型的信道预测方法,预测结果表明：幅度起伏一步预测误差在±0.005dB内,三步预测误差在±0.01dB内。