基于激光高速通信信号的精密测量方法与性能分析

随着天基定位、导航、授时（Position，Navigation and Time，PNT）系统和天地一体化信息网络的建设，利用星间链路实现高速通信和高精度测量，构建天基信息网络和维持天基时空基准，对星间链路的发展提出了更高的要求。激光波束窄，方向性好，抗干扰能力强，可以实现更高的信息传输和更高的测量分辨率。通过激光星间链路的通信测量一体化设计，实现通信与测量功能的高度融合，共用相同的物理信道和信号设计，将会极大地提升系统性能，降低系统复杂性，从而实现载荷的小型化设计，这已成为星间链路的发展趋势。针对通信与测距一体化的需求，文章设计了基于高速通信信号的激光测量通信一体化方案，并对测量性能进行了理论分析；采用激光测量验证系统，对理论分析进行了验证。实验表明，在1Gbit/s的通信速率下，星间测量精度优于1mm，相比于目前微波星间链路测量，精度提升了30倍。     

基于自适应卡尔曼滤波的盲多用户检测器

盲多用户检测算法广泛应用于码分多址(Code-Division Multiple-Access,CDMA)系统中,能够有效克服多址干扰(Multiple Access Interference,MAI)与"远-近"效应(Near-Far effect)的影响,是CDMA技术中的研究热点.对基于卡尔曼(Kalman)滤波算法的盲多用户检测器进行了研究,在白高斯噪声信道与平坦瑞利衰落信道环境下仿真分析了多址干扰与"远-近"效应对系统性能的影响.仿真实验表明,基于Kalman滤波的盲多用户检测器在两种信道中误码率性能均优于基于最小均方(Least Mean Squares,LMS)算法和递推最小二乘(Recursive Least Squares,RLS)算法的盲多用户检测器,可以有效抵抗多址干扰与"远-近"效应的影响,对提高CDMA系统容量具有十分重要的应用价值.     

北斗全球报文通信系统接入能力分析与研究

北斗全球报文通信系统全面提升了短报文通信的服务能力，服务区域从亚太地区扩展到了全球，具备为用户提供一定频度的单向位置报告服务和一定频度的端到端双向报文通信能力。北斗全球报文通信系统采用多用户随遇接入的方式，具备在卫星上处理多用户接入的能力。多用户采用随机竞争的方式向报文通信系统星载接收机发出请求，实现通信功能。随着用户接入数量的增加，多用户对目标用户形成的多址干扰不容忽视。分析多址干扰的形成原因，通过频谱分离系数分析多址干扰对目标用户接入报文通信系统的载噪比的影响，并对不同用户功率与多普勒偏差条件下的多址影响进行评估。然后，搭建报文通信系统仿真平台，仿真分析报文通信系统的接入能力。最后，为了增强报文通信系统的接入能力，对后续报文通信系统的设计提出改进的建议。     

星间光通信中振动抑制的研究

星间光通信是极具前景的空基通信方式。通信双方光束的捕获，对准和跟踪为星间光通信必须解决的关键技术之一。光通信终端作为卫星的有效载荷，受到卫星平台及空间环境的影响。本文首先概要地说明了星间光通信对准和跟踪系统的设计要求，分析了卫星平台振动，给出了典型的振动功率谱密度，可行的扰动抑制方法和APT系统的设计。最后设计了跟踪子系统，对其扰动抑制性能进行仿真。仿真结果表明本文设计的有效性。     

中继卫星系统支持多目标系统链路仿真分析

结合中继卫星系统支持多目标应用潜在背景,在系统链路设计时分析星间功率和带宽受限带来的系统载噪比降低,前向链路多个目标共分中继卫星前向转发器功率带来的系统余量不足,以及返向链路多用户干扰引入的误码损失等影响,进行前、返向链路计算和性能仿真,结果对工程设计和应用具有一定的借鉴意义。     

第三代移动通信系统中非线性多用户检测技术

在CDMA系统中，多用户检测技术是提高系统容量，减少用户间干扰的关键。非线性多用户检测包括干扰消除和神经网络检测技术。其中干扰消除检测是对不同用户独立进行MAI估计，然后从接收信号中减去对该用户而言的部分或全部MAI；多用户检测从本质上看是一个组合优化问题，所有解决组合优化的算法原则上均可适用于多用户检测，其中基于神经网络的解组合优化方法当然也适用于多用户检测。本文论述了几种非线性多用户检测器的基本原理及其特点。     

星间异步通信链路的误码率测试技术

误码率是星间链路通信系统中的一个重要指标。文章提出了适用于星间双向异步通信链路直传、转发模式的误码率测试方法,通过串口一网口转换方案实现了对多节点的星间通信链路进行数据传输误码率检测。设计了双向异步信道传输误码分析算法并利用软件实现,提供对星间链路多种码型、多种传输帧协议的误码率测试功能,能够给出双向异步信道传输误码的详细参数,分析星间双向异步通信链路的误码成因。     

高速星间收发通信机OFDM调制解调研究

目前,国内外针对卫星组网的研究主要集中在卫星之间的星间链路研究方向。为实现卫星组网通信系统中大数据量的信息交互,首次提出了一种利用正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)技术的高速星间收发通信机的设计方案。相比传统单载波技术,OFDM技术凭借其较高的频谱利用率、良好的抗多径干扰能力以及能够灵活分配资源等特有的优势,可用于实现星间通信的高码速率传输。首先设计了星间收发通信机的总体架构,基于星间通信系统的特点以及16QAM调制解调方式的优点进行了相关的参数设计,然后根据设计参数,采用Verilog HDL硬件描述语言基于ISE开发平台和Modelsim软件完成了16QAM数字调制解调功能和时序的仿真,验证了设计的可行性。首次将OFDM技术应用到星间收发通信机,为其硬件实现奠定了基础,具有一定的参考价值。     

第三代移动通信系统中非线性多用户检测技术

在CDMA系统中,多用户检测技术是提高系统容量,减少用户间干扰的关键.非线性多用户检测包括干扰消除和神经网络检测技术.其中干扰消除检测是对不同用户独立进行MAI估计,然后从接收信号中减去对该用户而言的部分或全部MAI;多用户检测从本质上看是一个组合优化问题,所有解决组合优化的算法原则上均可适用于多用户检测,其中基于神经网络的解组合优化方法当然也适用于多用户检测.本文论述了几种非线性多用户检测器的基本原理及其特点.     

基于多相完全互补码的串行时分CDMA通信系统设计与分析

多相正交码是一种比二元码更优秀的地址码,而多相完全互补码具有更良好的相关特性。在分析多相正交码性质的基础上,研究基于多相完全互补码的串行时分CDMA通信系统,给出此通信系统的设计方案,方案采用自适应移位递归寄存器实现高速数据传送。并对此CDMA系统消除多址干扰影响和精确估计多径效应的性能进行详细分析。     

相干光通信系统光锁相环性能分析

文章基于costas OPLL工作原理和数学模型,研究分析了costas OPLL环路数学模型和环路相位噪声,并计算得到了costas环的环路带宽、线宽和90°光混频移相器输出光功率分配比等重要环路设计参数。分析计算结果为星载相干光通信系统光锁相环的设计提供了理论依据。     

Acquisition and tracking of laser beams in space communications

A general consideration of the problem of acquisition and tracking of laser beams is given for intersatellite communications. An optimum multi-step system for antenna acquisition and pointing is determined. For the acquisition and pointing stage an equivalent bit rate is introduced. Using this criteria, an approach is derived to compare the acquisition system to the optimum one as well as to the communication channel with regard to the required optical power. The laser tracking system has been also considered. The advantage of a tracking system with two integrators has been shown.     

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。     

卫星间光通讯系统中比特率等主要参量对最大通讯距离的影响

文中讨论了在保证卫星间光通讯系统的通讯质量前提下，系统的各个主要参量之间的相互制约关系，最大通讯距离受各参量影响的情况。通过分析各个参量对通讯距离影响的大小，找出了增大通讯距离的较好途径。     

振动对空间光通信系统误码率影响的分析

在空间光通信系统中，由于卫星平台的振动，使得光发射机发生振动，从而对通信系统的误码率产生影响，本文针对光射光束为高斯光束时，振动对误码率的影响问题进行研究。结果表明，在振动时不仅振幅影响着误码率，而且波长也对误码率有影响，但通信距离对误码率的影响不大，一般可以忽略。     

平衡GOLD码发生器的DSP实现

GOLD码发生器广泛应用于CDMA码分多址系统.其主要用途是产生具有良好相关特性的码序列.调制技术可以应用在一个多用户CDMA系统中的各种形式的扩频技术中.最流行的是直接序列扩频技术.本文对广泛用于扩频通信的m序列及其复合序列平衡GOLD码进行了深入研究,并实现了一种基于DSP的平衡GOLD码发生器.     

平衡GOLD码发生器的DSP实现

GOLD码发生器广泛应用于CDMA码分多址系统。其主要用途是产生具有良好相关特性的码序列。调制技术可以应用在一个多用户CDMA系统中的各种形式的扩频技术中。最流行的是直接序列扩频技术。本文对广泛用于扩频通信的m序列及其复合序列平衡GOLD码进行了深入研究,并实现了一种基于DSP的平衡GOLD码发生器。     

基于DVB-S2系统APSK信号的分析与干扰仿真

针对DVB-S2系统采用的幅度相位键控(APSK)等高阶调制方式,分析了APSK信号的调制与解调原理,推导了16APSK信号的误比特率(BER)。仿真讨论了基于DVB-S2系统APSK信号在受不同噪声调制干扰和数字调制信号干扰时的误比特率及干扰效果。结果表明:在低干信比(J/s)时数字调制干扰信号干扰效果更好。研究结果可为APSK信号的抗干扰性能研究提供参考。     

中低轨道卫星星座间的激光链路

阐述在中低轨道卫星星座全球通讯网络中应用的激光星间链路与在中继星间应用的激光星间链路相比，所具有的明显的优势。同时给出了应用于小卫星上的小光学用户终端的基本组成，并指出了当前在中低轨道卫星星座激光星间链路研究中所应当进行的主要研究方面。