基于维特比算法的GMSK信号非相干解调技术研究

GMSK体制是深空通信中的新型体制,它具有恒定的包络、优秀的频谱利用率和功率利用率。研究基于维特比算法的GMSK信号非相干解调技术,并在高斯白噪声信道下进行性能仿真。仿真结果表明,该解调算法性能优越,在信噪比Eb/N0=9dB时,GMSK(BT=0.5)信号的误码率性能可达10-4量级,优于传统调频方式约2.4dB。该解调算法已经在某深空测控演示系统中得到了试验验证,性能良好。     

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.     

深空通信中的一种级联编码调制及其迭代接收

在深空通信中,由于通信距离大幅增加,通信信号的自由空间传播损耗很大,提高系统的功率利用效率是深空通信系统设计需要考虑的重要问题之一。提出了基于LDPC码和FQPSK调制的级联编码调制体制,首先提出该编码调制体制的系统模型,通过修改相应的算法给出适合FQPSK的迭代解调解码算法,通过计算机仿真分析了该体制的误码率性能。研究结果表明：该体制利用FQPSK的恒包络特性克服信道非线性问题并使功放工作在饱和区,利用LDPC码实现低信噪比通信,同时在接收端通过迭代解调解码获得增益,从而能够缓解深空通信中由于传输距离过远而带来的极低信噪比通信问题。     

一种高灵敏度测控应答机捕获算法设计与实现

对一种用于高灵敏度测控应答机的基于相干-非相干的多段匹配滤波器捕获算法设计和实现进行了研究。给出了算法的基本原理、微弱信号捕获及流程。仿真比较了基于非相干累加、差分相干、差分非相干的FFT捕获算法和基于相干-非相干的多段匹配滤波器捕获算法的性能。介绍了捕获算法的核心模块中控制模块、输入数据缓存、数据处理和输出数据缓存等硬件设计。调试结果表明:该捕获算法可在一定的捕获时间内将捕获灵敏度较传统指标提高4dB。     

嫦娥二号卫星揭秘

高灵敏度X波段深空应答机技术 探月二期工程将采用X波段测控体制,嫦娥二号卫星对此体制将进行先期验证。目前,国内型号中尚无星地X波段测控体制应用的实践,X波段深空应答机的研制涉及设计、器件和工艺等一系列难点，将重点解决低信噪比的载波捕获与跟踪以及在解调损耗紧张、低信噪比条件下保持较高的灵敏度等关键技术。其难点主要有两个方面：     

一种基于二维微波空间调制的通信跟踪系统

为了综合设计通信与测向跟踪系统,提出一种可以发射载有二维方向信息的空间调制通信跟踪方案。其思想是通过调制介质盘来改变信号的相位,用两个相干激励源把相位差调制到发射信号参数中,只需解调信号单天线接收机就可实现数字通信和来波方向估计。文中给出了调制信号星座的选择方法,信号状态的差分编码结构,单天线接收测向和数字信息解调算法,仿真了通信误比特率和相位测量精度,证明了在发射信号层面上是可以实现通信与跟踪综合的。     

应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位算法

三向测量数据是深空探测器的一类重要观测数据,文章采用不敏卡尔曼滤波(UKF)算法实现了应用三向测量数据的深空探测器实时滤波定位计算,给出了三向测量体制下的观测模型及观测预测值计算方法,建立了动力学及非动力学两种方式下的滤波预测模型。利用嫦娥三号探测器的实测数据对算法进行了有效性验证,结果表明,文章所给出的观测及预测模型建立方法,适用于三向测量数据,动力学建模算法的稳定性与抗野值能力优于非动力学建模算法,但复杂度又高于非动力学建模方法。上述研究结果对深空探测器的定位或定轨计算具有一定的参考价值。     

LMS自适应滤波算法改进及其在连线干涉测量中的应用

对航天测控信号进行滤波处理将有利于提高系统的测量性能。连线干涉测量以载波时延为测量量,所以其测量精度与载波差分相位估计性能直接相关,而该性能主要受近载频噪声的影响。提出采用LMS自适应滤波算法对测控信号进行滤波处理以提高载波差分相位估计精度的思路。首先给出基于LMS自适应滤波算法的相位估计方案,并分析其可行性和存在的问题;然后提出基于余弦函数的改进LMS自适应滤波算法,最后将改进算法应用于CEI测量仿真和观测试验中。蒙特卡罗仿真和实测数据处理表明,改进的LMS自适应滤波算法优于原算法,在同样数据处理长度下,滤波处理后载波差分相位估计精度提高了约一倍,这在航天测控中具有重要意义。     

QPSK信号旋转方向对调制解调的影响

文章针对QPSK信号调制解调旋转方向不一致而导致的通信异常问题,通过深入分析及理论推导,得出当QPSK信号调制解调双方旋转方向不一致时,解调器译码输出的I Q支路数据与调制前的I Q支路数据彼此互换。基于此结论,对现有FPGA软件解相位模糊及译码算法进行了扩展及优化,使得解调器可兼容顺时针和逆时针两种旋转方向的QPSK调制信号的解调译码,从而提高了解调器的自适应性,仿真结果证实了该方法的有效性。     

月球探测任务测控系统总体设计技术研究

我国的探月工程采用"绕、落、回"三步走发展战略,测控系统作为工程五大系统之一,通过探月工程建成了全球布站的深空测控网和18 m测控网,并圆满完成了历次任务对探测器的测控,在任务分析与设计、测定轨和链路设计等方面积累了大量实战经验。本文以嫦娥四号中继星和探测器两次发射任务为例,系统梳理了我国深空测控网和18 m测控网现状;根据任务需求,从测控覆盖、链路性能、测定轨精度和日凌影响等方面对测控任务实施能力进行了详细分析。以此为基础,对多目标测控、轨道测量和日凌期间的测控方案进行了系统设计。通过对任务期间获取的实测数据进行全面分析,总结了测控实施情况,并对后续工作提出了建议,以期为我国后续月球和深空探测测控通信任务设计提供借鉴。     

GMSK多比特联合差分解调性能分析与仿真

高斯最小移频键控（GM SK ）调制是一种连续相位的恒包络调制,具有带外辐射小、频谱利用率高的特点,首先介绍了GM SK信号的基本原理,然后在传统的1‐bit差分解调、2‐bit差分解调的基础上提出一种多比特联合差分解调的算法,并给出了仿真结果。仿真结果表明,该算法具有更好的抗噪声能力,并且结构简单,易于工程实现。     

编码扩频通信系统中非相干解调技术研究

为满足当前信息技术高速、安全、可靠通信的要求 ,对基于编码扩频的 DS/FH(直序 /跳频 )混合扩频通信系统中非相干解调技术进行了研究 ,简要分析编码扩频信号的组成 ,重点讨论数据解调时采用的非相干最大相关输出解调方案及其误码特性 ,并与其它通信系统的通信性能进行对比。仿真结果证实方案切实可行     

一种全数字GMSK解调方法

文章提出一种用于GMSK解调的全数字中频接收机方案，并重点讨论了载波同步和位同步两个部分。载波同步选用了判决反馈环，可实现特定BT范围内的载波恢复。又根据GMSK信号线性近似后与OQPSK形式一致这一特点，借鉴OQPSK位同步中用到的数据转换跟踪环（DTFL），设计了适用于GMSK的位同步环路。仿真和硬件实现结果均表明该方案是一种简单而又行之有效的方法。     

脉冲展宽对深空激光通信的影响与补偿研究

深空激光通信系统下行链路的脉冲位置调制PPM（Pulse Position Modulation）信号在经过大气信道传输和单光子探测器接收时,将出现脉冲展宽效应,引起通信系统性能下降。分析了大气信道中的淡积云云层散射、大气湍流与气溶胶散射和单光子探测器的抖动特性所引起的脉冲展宽效应。在此基础上,仿真分析了淡积云云层物理厚度对不同PPM调制阶数下通信速率的影响,并研究了单光子探测器引起的脉冲展宽产生的抖动损失。为补偿脉冲展宽的影响,提出了一种基于时隙似然比解调的补偿方法,通过仿真验证了该方法能够有效降低深空PPM激光通信链路中脉冲展宽对通信误码率的影响。该研究对分析和提升深空PPM激光通信系统的链路性能具有一定的参考意义。     

一种低复杂度的Multi-h CPM相干解调算法及FPGA实现

多调制指数连续相位调制（Multi-h Continuous Phase Modulation,Multi-h CPM）是一种恒包络调制,具有多个周期出现的调制指数,因此其频谱效率和功率效率比单调制指数CPM更高,但其接收机的复杂度也随之增加。本文在倾斜相位（Tilted Phase,TP）的基础上采用频率脉冲截断（Frequency Pulse Truncation,FPT）和状态空间分割（State Space Partition,SSP）相结合的方法来降低多调制指数连续相位调制的复杂度,使相位状态由512降低到16,理论损耗约为0.8 dB。同时,对降低复杂度的解调算法在现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Arrays, FPGA）上进行了验证。仿真和在线测试的误码率曲线接近理论分析曲线,和常用的128状态解调算法相比,资源消耗降低了约59%。     

干扰机中基于CORDIC算法的检波与鉴相实现

给出了一种在干扰机中适合于FPGA实现的基于CORDIC（Coordinate Rotation Digital Computer）算法的数字检波和数字鉴相方法。首先讨论了CORDIC算法和数字检波算法,并对算法的数字鉴相进行了分析,然后在FPGA中实现算法,并给出了基于算法的数字检波和数字鉴相实现结果。通过资源利用情况及FPGA仿真的结果表明,基于CORDIC算法的数字检波与数字鉴相方法是有效可行的。     

一种PCM/DQPSK信号的软件解调算法

由于计算机技术的飞速发展,通过软件的方法实现对信号解调已成为可能,大大拓宽了信号接收和处理的途径,为信号事后处理提供了有效的手段。提出了一种DQPSK信号的软件解调算法,通过估计信号的瞬时相位来提取调制相位信息,恢复出原始的调制码。计算机仿真表明,这种算法能够正确实现对信号的解调,并且解调性能良好,运行效率较高。     

DVB-S2标准中联合LDPC译码的16-APSK星座迭代软判决算法研究

对DVB-S2标准中的16-APSK（幅度相移键控）星座软判决算法展开研究,在比特LLR（对数似然比）软判决算法的基础上提出了一种基于联合LDPC（低密度奇偶校验码）译码的星座迭代软判决改进算法。经仿真分析发现,该改进算法在具有与原算法相近的误码性能的同时至少降低了一半的计算量,具有较强的实用价值。     

一种中高速突发QPSK数字解调系统捕获与载波同步算法的研究

文章介绍了一种中高速突发解调处理系统突发捕获与载波同步算法实现,采用相位域突发捕获与同步算法,解决了卫星上行信号幅度变化对突发捕获解调性能的影响,具有突发捕获概率高、载波同步快和解调动态范围大等优点,并且该算法FPGA逻辑资源占用及运行速度在软硬件实现上具有很大优势。