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。     

基于星载高速调制器的射频功放线性化技术研究

为补偿射频功放非线性失真对高速宽带数传系统的影响,对全数字基带预失真算法进行了研究和改进。用Matlab仿真工具对预失真的最小均方(LMS)、递归最小二乘(RLS)算法进行了分析和比较,提出了一种新的变步长迭代收敛算法。在接收端对调制的中频信号直接采样,无需采集发端数据,用宽带锁相环和相关峰技术实现收、发信息同步,对整个信道的线性和非线性失真进行补偿处理。仿真表明该算法可提高预失真的性能和收敛速度。在星载高速调制器和行波管功放系统中对改进算法后的预失真技术进行了测试,16QAM宽带信号验证结果表明该方案可提高系统性能,减小功放非线性对系统的影响。     

64QAM在增强型HSPDA中的应用分析

文章通过对64QAM信道编码调制方式和其他调制方式比较,分析了64QAM在第三代移动通信增强型HSDPA中应用的可行性,同时根据64QAM的特点,提出了应用时可能面对的技术问题,并提出相应的解决办法。     

正交幅度调制(QAM)在高能爆炸无线电遥测系统中的应用

正交幅度调制 (QAM)是一种多进制振幅相位联合键控技术 ,可以解决高能爆炸的遥测问题。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室正在研究开发的高能爆炸无线电遥测系统 ,采用 16进制正交幅度调制 16 QAM技术 ,其频带利用率高 ,信息传输速率高 ,分辩率达到 10 ns级 ,测量容量为6 4路。文中介绍利用正交幅度调制技术的遥测系统的硬件组成、工作原理和射频调制的实现     

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。     

探空火箭通信系统最优信噪比切换阈值的设计

结合Nakagami衰落信道模型,分析了探空火箭飞行过程中经历的瑞利信道和莱斯信道的特性,以BPSK、QPSK、16QAM、64QAM 4种调制方式结合的可变调制传输系统为例,提出了可根据地面数据接收站天线的不同仰角,计算最优信噪比切换阈值的方法。最优信噪比切换阈值在满足误码率指标的前提下,使系统的数据吞吐量最大。进一步比较了采用最优信噪比阈值与采用BPSK固定调制方式、恒定误码率信噪比阈值的吞吐量差异,结果表明,采用最优信噪比阈值法得到的数据平均吞吐量分别是另外2种方法的3.89倍和1.043倍。其结果为可变调制技术在探空火箭工程中的应用提供参考依据。     

卫星通信信号识别技术研究

在民用无线电监测、感知无线电、电子对抗等领域,信号调制识别是研究的热点。分析了常用的卫星通信信号调制方式（BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、32QAM、16APSK）,研究了各种调制方式的识别技术,提出了一种易于实现、识别率高的识别算法。理论分析和仿真验证均验证了该算法的有效性。     

面向遥感应用的飞秒激光在轨传输规律仿真研究

飞秒激光大气传输具有丰富的非线性效应,产生的等离子体光丝由于传输距离长、发散角小、峰值功率高等特点,有望推动新型天基激光雷达发展。文章面向遥感应用,瞄准飞秒激光脉冲400km超长距离传输可行性开展研究,完成飞秒激光脉冲在轨传输规律仿真研究。文章首先介绍飞秒激光在轨传输仿真模型的构建机理,验证其有效性,在此基础上,仿真分析了飞秒激光脉冲宽度、脉冲半径、脉冲能量对飞秒激光在轨传输规律的影响,解决了飞秒激光脉冲大气超远程传输仿真的关键问题,说明了其在天基产生、传输与应用的可行性,为后续天基系统论证提供必要基础。     

高速数传QAM解调器设计及应用

为满足国内外对高速数传设备的迫切需求,研究QAM体制在高速数传环境下的解调算法。采用并行滤波器架构及FFT架构对高速数据进行降速,并研究多种鉴相算法,以应对QAM信号在高速环境下的跟踪需求。经过实物设计验证,该解调器最高支持1.5Gb/s码率16QAM信号的解调,高斯白噪声下解调损失可控制在1dB以内。     

遥感卫星OFDM高速数据传输系统

研究和设计了一种用于遥感卫星高速数据传输的传输系统方案。该系统采用具有高带宽利用率和良好抗多径衰落性能的正交频分复用(OFDM)技术。文中着重分析和设计了在大多普勒频移以及Rician衰落条件下的卫星信道编码调制参数、频率和时钟捕获与跟踪算法、信道估计、克服星上非线性放大器的影响等关键问题，以实现星地之间的高速宽带传输。最后还介绍了有关发送和接收机的实现结构。     

数字电视地面接收机的解映射改进算法及实现

针对《数字电视地面传输系统帧结构、信道编码和调制技术规范》国家标准(以下称国标),提出一种用于国标全模式接收机的解映射改进算法。利用国标中的QAM星座图中符号与信息比特间的规律,简化解映射电路,同时实现多QAM模式的解映射模块复用。算法已在基于FPGA的国标全模式接收机中得到了验证,与传统解映射算法相比,算法既节省了硬件资源,同时还提高了系统速度。     

基于VGG16迁移学习的轴承故障诊断方法

针对轴承故障诊断问题,提出基于VGG16卷积神经网络与迁移学习的故障诊断方法。首先将轴承原始振动信号数据利用信号转图像方法进行预处理,生成相应的目标数据集;然后将已经预训练过的VGG16模型在生成的目标数据集上训练并微调;最后将微调后的VGG16模型应用于故障诊断。将该方法分别在凯斯西储大学和辛辛那提大学的轴承数据集上进行验证,结果表明该方法能够取得接近100%的轴承故障诊断准确率,具有较好的应用前景。     

一种超宽带电子战测频技术的研究

随着雷达技术的发展,宽带瞬时信号截获是信息化装备的必备功能单元.从理论和试验验证的角度详细分析了超宽带电子战接收机的工作原理、测频技术和应用场景,提出了一种简化的MonoDFT算法,实现了2GHz～18GHz频段内雷达信号辐射源的高精度频率测量,并设计了两种应用场景和实现方法.理论分析与实验表明,接收机能够实现瞬时带宽...     

一种高可靠的星载多核DSP加载方式及实现

为了应对遥感卫星复杂的智能处理应用需求,单核的数字信号处理器已无法满足实时性要求,而多核DSP处理性能更高,可以满足卫星应用需求。提出了一种多核DSP加载的高可靠方法,利用FPGA对存放的Nor Flash中程序进行纠错回写,应对空间单粒子翻转影响,可以保障卫星可靠运行,方法新颖、可靠。TMS320C6678是基于KeyStone结构的高性能多核浮点DSP,详细介绍了TMS320C6678的加载模式和流程,并提出基于EMIF16的Nor Flash高可靠异构加载方式,以及程序Bootloader。经测试验证,TMS320C6678能够稳定可靠运行。该方法支持在轨可重构,适应目前快速发展的星上智能处理发展趋势。     

便携式卫星终端全空域共形数字阵列设计

针对便携式卫星终端要求的全空域多目标跟踪能力,基于终端外形设计了一种圆台结构的共形阵列。该阵列由顶面的平面阵列和侧面16条棱面围成的台体构成,顶部平面阵列产生的波束覆盖上半空间的大仰角区域,侧面的16条棱面则负责小仰角区域的波束覆盖。与球面天线相比,圆台阵列在工程实现和波束增益方面具有一定优势。分析了圆台阵列在全空域的增益性能,并考虑到实际应用中的遮挡效应,对空域进行了划分,不同的空域使用圆台不同方位的阵元进行数字波束形成。理论分析和仿真结果表明,圆台共形阵列全空域增益波动较小,性能良好。     

氢原子钟的空间应用前景

氢原子钟仍是目前可移动的和实用的最高稳定度的时频标准。作为参考,10^-16稳定度的氢原子钟很适合空间科学测量。文章介绍了氢原子钟的特点及其在空间科学实验中的潜在应用前景。