面向深空时变信道的数据传输策略

将呈现随机“好”、“坏”状态跳变的深空Ka频段链路噪声温度建模为两状态Gilbert-Elliot信道,考虑深空下行发送端只能获得延迟的信道状态信息（CSI）的限制,结合部分观测马尔科夫决策理论设计了基于延迟CSI预测信道状态的自适应最大化吞吐量传输策略。理论推导了在深空通信环境下最优传输策略的关键阈值,并给出了简化的闭合解计算式。通过地球-火星通信参数仿真,校验了该方案能有效提高吞吐量,提高文件传输效率。     

Ka频段点波束天线指向精度对星地数传链路的影响分析

为满足低轨遥感卫星海量数据的高速下传需求,Ka频段双圆极化频率复用数传技术已被逐步应用,而其使用的机械式点波束数传天线对指向精度和极化隔离度有很高的指标要求。文章对Ka频段点波束天线的辐射增益和交叉极化隔离等特性进行了讨论,从工程应用的角度定量研究了交叉极化的产生及其对链路极化损耗、链路余量和链路可用率的影响,重点分析了Ka频段点波束天线在不同指向精度时对不同地面站极化复用数传链路的影响。Ka频段点波束天线指向精度优于1°时,只能满足北京地面站99.0%链路可用率的可靠数据传输,可以满足喀什地面站99.9%链路可用率的可靠数据传输。文章的分析结果可为低轨遥感卫星Ka频段点波束天线的设计与研制提供参考,尤其是可为Ka频段双极化复用数传链路的总体设计和卫星任务规划提供分析依据。     

Ka频段双圆极化频率复用的星地数传链路分析

为进一步提高低轨遥感卫星数据的下传速率,文章采用国际电信联盟(ITU)的星地链路计算模型,对Ka频段双圆极化频率复用(简称"极化复用")的雨衰和去极化效应进行了定量影响分析。分析结果表明:采用Ka频段同频极化复用具备可行性,通道传输速率达6Gbit/s,可有效解决海量数据的下传难题;但只有建立在干旱少雨的地面站(如喀什站),才能实现95%的链路可用率,而对降雨量中等的地面站(如北京站),则无法实现95%的链路可用率。     

数据中继卫星跟踪接收机的系统建模与仿真

Ka频段跟踪接收机是数据中继卫星的关键部件,它的指向精度将直接影响链路质量。文章利用SPW软件对跟踪接收机进行了仿真,研究了各种参数对系统精度的影响,仿真结果可用于指导实际工程应用。     

串行级联Turbo码在Ka频段静止卫星通信系统中的应用仿真研究

文章在分析Ka频段静止卫星信道特点的基础上,建立了信道仿真模型并进行了基带仿真;研究了不同天气条件下静止卫星通信系统的误比特率性能;基于这一模型,通过仿真研究了串行级联Turbo码在静止卫星信道条件下的性能。仿真结果表明,除了中雨、雷雨等恶劣天气状况之外,在通常的天气条件下,串行级联Turbo码可以提供约10dB左右的编码增益,可有效改善系统性能。     

一种基于自校相技术的Ka频段中继用户终端在轨测试技术

随着卫星及各种近地轨道航天器对中继链路数据传输需求的不断提高,各类Ka频段中继用户终端产品得到了大量应用,相应地,Ka频段中继用户终端产品在轨测试方法也得到了关注和重视。论述了一种采用自校相技术的Ka频段中继终端产品的原理,给出了一种Ka频段中继用户终端在轨测试方法。     

一种适用于地球空间传感器网络的TCP Vegas模型

针对地球空间传感器网络中由正反向链路带宽不对称引起的正向链路吞吐量下降问题，提出一种基于时延且能够维持反向链路确认频率的拥塞控制模型。该模型基于反向链路中确认分组的排队时延，在反向链路发生拥塞时，降低确认分组的发送频率，以缓解反向链路的拥塞程度；而在反向链路没有发生拥塞时，加快确认分组的发送频率，以提高正向链路中数据分组的吞吐量。同时，该模型将确认分组的延迟发送时间追加到最小往返时延中，提高了最小往返时延的准确程度，从而提升模型的正向链路拥塞控制效果。仿真试验结果表明，该模型可以有效地解决由于反向链路拥塞所造成的正向链路吞吐量低的问题。     

一种X/Ka双频共用同轴馈源设计

针对深空探测通信的需求,提出了一种X/Ka双频共用同轴馈源设计。馈源由X频段圆极化器、X频段十字波导结、Ka频段圆极化喇叭等部件组成。馈源在X频段以同轴波导形式工作,在Ka频段以圆波导形式工作。从X频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成左旋圆极化波束,从Ka频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成右旋圆极化波束,从而实现双频双圆极化工作模式。对实际设计的馈源进行了仿真分析,结果表明:该馈源具有较好的阻抗特性和方向图特性,能够满足新一代深空探测双频通信的需求。     

面向深空通信的分布式系统Raptor码传输机制

为缓解深空探测器与地面站之间的超远距离和星体遮挡,而导致巨大的信号衰减以及链路频繁中断的问题,基于容迟/容断网络（DTN）协议框架,利用轨道器进行多跳中继组网传输,设计了多个探测器经过轨道器向地面传输场景下的分布式系统Raptor编码传输方案（DSRC）。提出了联合译码简化方案,理论分析推导了DSRC方案及改进方案的性能参数,并与现有分布式无速率纠删方案进行仿真比较,在译码冗余为5%时达到了0.01的译码失败率。     

Ka频段低轨遥感卫星数传接收链路设计

介绍一种用于Ka频段低轨遥感卫星数传接收链路设备的组成、主要功能及技术指标,对接收链路的接收动态范围、等效噪声温度、线性度指标进行分析。该数传接收链路实现了接收动态范围-92dBm～-24dBm,3dB带宽±760MHz,幅相变换≤0.32°/dB的技术指标,在最高码率2Gbps的Ka频段遥感卫星数据接收系统中得到成功应用。     

多卫星环境下的空时发射分集技术

分析了宽带码分多址多卫星通用移动电信系统(UMTS)环境前向链路中应用的一些不同分集方案空时码性能。为实现空时Turbo编码调制(STTCM)，采用了卷积码(CC)和迭代译码，并在两卫星环境下对不同发送方案进行了模拟。结果显示，在低信噪比(sNR)时，选择式发射分集(STD)的误码率(BER)和误帧率(FER)优于其他方案。随着SNR的增大，空时格码(STTC)(未编码系统)和STTCM(编码系统)的FER最佳。     

基于信源信道联合编码的遥感图像传输

针对遥感应用对图像质量日益提高的需要,提出了一种基于层次树的集合分割算法（SPIHT）和低密度校验（LDPC）码联合编码的遥感图像高质量传输方案。此方案充分利用SPIHT编码后数据流按重要性排序,以及LDPC码的误码率性能与码率和迭代次数密切相关的特性,克服了SPIHT压缩数据流对噪声敏感的缺陷。高斯信道仿真结果表明,在码元噪谱密度比（Eb/N0）较低的情况下,利用此传输方案获得的图像恢复峰值信噪比（PSNR）,比传统的分离编码高7dB以上。     

DT-OFDM在Ka频段卫星通信中的应用

为提高Ka频段卫星通信的性能,采用信道编码技术提出了一种差分Turbo码正交频分复用(DT-OFDM)方案,给出了DT-OFDM系统模型的组成和差分软检测方法。仿真试验结果表明,不同子载波数的DT-OFDM误码率均低于传统的卷积编码正交频分复用(CC-OFDM)和网格编码正交频分复用(TCM-OFDM)。     

深空遥测系统中信道编码简述

由于深空信道的极低的信噪比,具有高增益的信道编码技术是深空遥测系统必不可少的环节。总结了深空通信领域中曾经使用的或可能使用的各种典型的信道编码包括卷积码、级联码、TURBO码和LDPC码方式,并对各种编译码方式的特点进行比较,给出其性能仿真。最后,对深空通信信道编码技术(包括TURBO接收机、LDPC码的应用以及编码调制技术)未来发展作展望。     

空间激光通信系统中的信道纠错编码技术

由于空间激光通信系统的信道状态和链路捕获跟踪的不确定性,多种形式的信道纠错编码技术正被广泛发展研究。结合空间激光通信链路中误码性能的主要影响因素,分别选择合适的编码方案进行分析。通过仿真实验可知,对于在大气结构参数为1.5×10~(-14) m~(-2/3)、风速为20 m/s的空地激光链路的环境下,在系统数据速率为2 Gbit/s、要求误码率为10~(-6)时,LDPC码结合交织码相对未编码系统有3 dB的等效编码增益,LT码相对未编码系统有3.8 dB的等效编码增益。提供了一种能快速生成、扩展和校验的编码和交织实现方法,以抵抗大气湍流的快速变化对系统性能产生的影响。     

子信道功率控制在Ka频段DT-OFDM系统中的应用研究

文章提出了子信道功率控制在Ka频段卫星通信信道DT—OFDM系统中应用的方案,给出了系统模型的组成和差分软检测方法,并根据系统模型进行了仿真。仿真结果表明应用子信道功率控制的DT—OFDM方案与传统的CC．OFDM方式相比,在10。误码率时能得到4dB的信噪比增益。     

伪码引信瞄准式压制性干扰及硬件实现

伪随机码调相引信在舰空导弹和地空导弹中有广泛的应用,因此有必要对此类引信的干扰进行研究。提出了一种瞄准式压制性干扰方案。该方案中,干扰机先接收引信的辐射信号,然后对准引信工作频率,发射一个可与引信工作带宽相比拟的窄带噪声或类似噪声的干扰信号去干扰引信,使引信自身的相关接收失效,从而达到干扰引信工作的目的。给出了此方案的部分实现电路的工作原理和硬件实现,主要包括伪码调相信号的解调、解调后的码元整形和识别、低频噪声源的产生、干扰波形的调制发射等关键部件。根据各部分电路的试验结果认为,提出的干扰机设计原理正确,干扰方案有效可行。     

基于单脉冲跟踪体制的V频段宽带角跟踪 接收机设计与验证

随着高通量通信卫星系统对星间数据传输速率需求的不断提高,星间链路的工作频段将由Ka频段逐渐向频率资源更加丰富的毫米波频段发展。为了满足星间链路对毫米波频段自动角跟踪系统的发展应用需求,给出了一种基于单通道单脉冲角跟踪技术的V频段宽带角跟踪接收机的设计方案。采用LTCC和MCM技术实现了V频段接收组件的集成一体化设计;采用基于IQ正交混频的跟踪调制器结合数字相位补偿的单通道单脉冲角误差信号处理技术完成了宽带输入信号的角误差信号解调。在产品研制基础上,搭建了V频段角跟踪接收机测试系统,测试结果表明该V频段宽带角跟踪接收机可以完成对-95dBm~-55dBm输入信号电平范围内多种宽带数据传输信号的角误差信号解调,角误差信号抖动优于±250mV;表征输入信号电平强弱的AGC遥测电压随输入信号电平的增大而单调递增,各项指标满足V频段星间链路建链需求,为我国后续将要发展的毫米波星间链路系统奠定了扎实的技术基础。