也谈PCM-PPK遥测体制——与陈宜元、姜昌等同志讨论。

早在60年代,Viterbi和Jacob等人就分析了量化脉位体制QPPM的理论极限。但这种体制如何在工程上实现,尤其是对采用这种体制的实际系统的性能在很长时期内未见有人分析。1980年,文献[1]从量化调位的角度提出了QPPM体制的工程模型,称为PPK体制,[1]计算了它的功率效率,结果指出,PPK体制的功率效率(用β值表示)比目前常用的PCM-PSK体制小。[1]在国内遥测技术界引起了争论,[2]、[3]、[4]对     

正确认识山农信道容量定理

山农信道容量定理公式中的信道带宽恒为信源所发出的消息信号的带宽 ,是信道带宽的理论最小极限 ;它不同于现代通信工程中传输已调制信号时所需要的信道带宽。这是本文所证明的基本结论。这一结论将限制信道容量定理的普适性和实用性。     

最小频移键控(MSK)调制体制——数据通信体制发展之一

四相相移键控(QPSK)调制体制是近十几年来在数据通信中研究如何更有效的利用信道带宽,即提高通信有效性的一个极重要的方向,研究很活跃,进展也很大。从目前的研究结果来看,对于带宽受限制的信道,偏移键控(Offset keyed)式四相相移键控(OKQPSK)体制与最小频移键控(MSK)体制是比较理想的两种调制体制,它们已在数字通信系统中     

信道带宽与功率互换原理在扩频体制中不成立

信道带宽与功率互换原理是信息论的一条重要原理。然而本文将证明这条重要原理在扩频调制的通信体制中不能成立。     

对量化脉位键控遥测体制通信效能的讨论

前言脉位调制——调幅(PPM—AM)的传输方式,由于将讯息脉冲宽度压缩,使系统具有较高的脉冲信噪比(P_S/P_N),而平均功率并不大,因此在满足所要求的传输精度前提下,具有最小的平均讯号功率与噪声功率谱密度比(P_(S1)/n_0)。它是一个模拟调制方式,其信息传输过程中的精度受到噪声的直接影响。量化脉位调制QPPM或PPK调制,则是在PPM-     

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。     

MIMO系统功率比特自适应算法研究

发射功率受限的自适应调制系统,由于调制方式有限,实际使用的发射功率通常小于受限的发射功率,对这一部分剩余功率进行再分配和利用,能够提高频谱效率。文章对M IMO系统中功率和比特自适应算法进行了研究,提出对剩余功率在空域进行再分配的自适应算法。仿真结果表明,在空域采用等功率分配,再进行空域剩余功率再分配,能够提高频谱效率,并且复杂度低,易于实现。     

中继卫星系统测控传输体制的选择考虑

简述了数据中继卫星系统的主要任务、功能和工作特点，从卫星功率的有效利用、带宽的有效利用、较好的噪声性能几方面进行了中继卫星系统数据传输体制的讨论，并结合与国际常用数据中继卫星系纬数据传输体制接轨的要求，提出了我国数据中继卫星系统应选取的工作调制方式。文中比较了误码率一定的条件下BPSK、QPSK、MSK工作调制方式下的卫星功率的有效利用情况；结合由于数据中继卫星系统返向馈电铁路传输数据率大、频率资源有限所导致的对频带利用率的特殊要求，比较了BPSK、QPSK、8PSK、MSK等各种调制方式在中继卫星系统中的优缺点；在返向馈电铁路的噪声性能上对l／2卷积码率QPSK、2／3卷积码率QPSK、l／2卷积码率QPSK做了比较；介绍了其它国家中继星系统使用的调制体制。针对S频段与Ka频段前向、返向铁路数据传输的不同特点(如传输数据率的不同，传输带宽不同等)，建议提出了我国数据中继卫星系统所应采用的调制体制；同时，对中继卫星系统数据传输体制与目前我国的地基测控系统的兼容问题进行了初步考虑，提出了相应建议。     

基于TCM-8PSK高速卫星数据传输系统仿真设计

文章首先讨论了传统卫星传输体制的特点,找出传统调制与编码的分离独立设计是制约卫星通信系统性能进一步提高的本质根源,并由此论述了编码和调制相结合的高速卫星传输体制。随后给出了高速卫星数据传输系统结构图,重点讨论了网格编码调制(TCM)编码原理、PTCM软判决译码器、8PSK调制模型,并用Simulink对TCM-8PSK在加性高斯白噪声信道中的性能进行了仿真。     

应用于中继卫星通信系统的16QAM-TCM技术研究

网格编码调制技术可以在不改变信息传输频谱带宽的条件下,改善信噪比,减少发射功率,降低误码率,其实现的方法是分割星座图形成子集,逐步增大星座图中信号点之间的最小欧氏距离。本论文在项目组自研的中继卫星通信系统仿真平台上,仿真了8PSK与16QAM-TCM两种调制技术的解调性能,仿真曲线反映了误比特率需求与所需信噪比之间的关系。仿真结果表明：① 在理想信道条件、I/Q（Inphase/Quadrature, 同相/正交）幅相不平衡、幅频特性、群时延、相位噪声、功率放大器饱和点条件下,假设误比特率需求为1E-7,16QAM-TCM技术的信噪比需求与8PSK调制技术的信噪比需求相比,分别可节省8.85 dB、9.04 dB、8.45 dB、10.2 dB、8.5 dB、14.6 dB的信噪比;② 在非线性信道条件下,当信噪比增大时,8PSK调制技术的误比特率在1E-3数量级附近波动,不再变化;③ 假设需求的误比特率为1E-7,16QAM-TCM调制技术非线性信道信噪比仿真值与理想信道信噪比仿真值相比,损失了4.8 dB。     

星载多体制变速率高速数字成形滤波器设计

卫星信道带宽资源有限,为了抑制码间干扰并提高频带利用率,必须在星载调制器中使用成形滤波器。随着对卫星数据传输速度需求的不断提高,可变速度编码调制(VCM)和自适应编码调制(ACM)应运而生,其核心思想是在不同的星地信道条件下使用预设的或自适应得到的调制体制和调制速率。基于该思想,提出一种基于多路并行且工作于固定频率时钟下的星载高速多体制变速率数字成形滤波器设计方案。仿真和实现结果表明,方案可行,性能良好,可以应用于星载高速多体制变速率调制器。     

高码率通用数字化调制技术研究

采用软件无线电技术实现遥测发射机的高码率数字化调制,构建一个开放、标准、通用的硬件平台,FM体制最高调制码速率可达20Mb/s。设计中还采用脉冲成形技术对调制信号进行预调处理,极大地提高了系统的频带利用率和射频功率的发射效率。     

PCM-FM的频谱特性显示

遥测的射频频谱是测控系统设计者关心的。它取决于传送的码速率、调制的频偏 ,并影响着信道中频带宽的选取、视频带宽的选取、系统的信噪比乃至系统的通讯距离。众所周知 ,最简单地估算调频频谱占用带宽的公式是 B=2 fm( 1 M) (这里 ,B为频谱宽度 ,fm为调制频率 ,M=Δffm,而 Δ f为峰值频偏 ) ,但我们常常需要了解调频频谱的形状 ,尤其关心二进制不归零 ( NRZ)的随机数据流去对射频调制后的射频频谱。下面是根据 E.L .Law的结果 (见参考文献 )而编写的相当简单的程序 ,由此可在计算机屏幕上立刻显示出频谱形状 ,这和频谱仪实测结果很…     

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。     

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。     

卫星模拟遥测调制——解调方式的研究

卫星的模拟遥测付载波信道是采用FSK调制方法,它传递的主要信息是脉冲沿的时间,而这些脉冲出现的时间又是变化的,因此也类似于PPM-FM调制方式。在解调过程中采用加大视频带宽的办法,可以提高判决时间的精度。但是,带宽的加大将使通道信噪比降低,误判概率则大大增加,因此必须选择合适的视频带宽。 本文重点讨论交叉电平捡出方式的原理及优点,其时间判决精度和误判概率均比固定电平判决优越。     

一种适用于深空通信的恒包络改进型FQPSK

由于非线性和功率受限问题,深空通信中需要采用恒包络调制方式.FQPSK作为一种准恒包络调制技术受到广泛关注,但其信号包络仍有波动.文章在简要介绍FQPSK和增强型FQPSK基本原理的基础上,提出了一种恒包络改进型FQPSK,通过理论分析和计算机仿真证明了该调制方式具有完全恒定的包络,能够显著提高功率放大器的功率效率,频谱性能优于FQPSK;当采用OQPSK接收机接收时,其误码率性能比FQPSK提高1dB左右.     

低轨遥感卫星Ka频段自适应编码调制应用效能分析

分辨率的不断提高对低轨遥感卫星对地数据传输能力提升提出了迫切需求。当前低轨遥感卫星对地数据传输采用固定编码调制(CCM)和可变编码调制(VCM),未利用仰角增大时大气损耗减小带来的信道条件改善,对链路资源造成较大浪费。自适应编码调制(ACM)在VCM基础上,充分利用大气损耗的时变特性,可进一步提高链路的数据吞吐能力。为综合衡量数据传输性能,文章提出低轨遥感卫星传输效能因子指标,并对Ka频段降雨特性不同的喀什、北京、三亚地面站CCM,ACM,VCM的传输效能进行了对比分析。仿真结果表明:按链路可用度最大的原则设计时,ACM的传输能力明显优于VCM和CCM,显著提高了数传系统的综合传输效能。     

格状编码调制——高效数字调制新方法

该文介绍一种近年来发展的高效数字调制方法—格状编码调制(TCM)。它将编码和调制溶为一体、形成一种编码调制合一的信号设计方法,可以取得比常规数字调制方法更为优越的带宽功率效率。文中以8PSK为例阐述格状编码调制的基本思想、实现方法和主要技术性能,并简述其应用前景。     

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。