基于LAS码的星群多目标测控技术研究

针对星群多目标同时测控问题,基于星群轨道根数的时延特性和多普勒频移特性分析可得,星群多目标测控的上行链路遥控与测距信号可实现S CDMA（Synchronous Code Division Multiple Access,同步码分多址）,由于星间距离较小,下行链路遥测与测距信号满足QS CDMA（Quasi synchronous code division multiple access,准同步码分多址）.上行链路遥控和测距信号形式设计为PCM BPSK CDMA（Pulse Code Modulation Binary Phase Shift Keying Code Division Multiple Access,脉冲编码调制二进制相移键控码分多址）,上行链路信号采用Gold序列扩频;下行链路遥测和测距信号形式设计为PCM BPSK CDMA,根据总的时延差,提出下行链路采用基于等长脉冲间隔法构造的LAS（Large Area Synchronous,大区域同步）码扩频.结果表明：比特信噪比Eb/N0为10.5 dB时,遥控误码率为1＆#215;10 6;Eb/N0为9.6 dB时,遥测误码率为1×10^5——与达到相同误码性能的Gold序列相比有1 dB改善,因此,LAS码相比于Gold码能够获得更好的误码性能.     

基于先验门限优化准则的探测阈值自适应选择

针对 2维测量和 4 -sigma确认门 ,把先验检测门限优化准则和修正 Riccati方程的解析近似表示相结合 ,得到了在瑞利起伏环境下使跟踪性能优化的信号探测阈值解析表示式 ,从而使在线求解自适应信号探测阈值能比较容易地实现。通过研究和仿真发现 :在滤波稳定阶段 ,本文给出的自适应信号检测门限方法的跟踪性能优于固定虚警率方法的跟踪性能 ;基于先验检测门限优化准则实现检测 -跟踪的联合优化要求信噪比要大于一定的门限 ,在瑞利起伏环境下 ,对 2维测量和 4 -sigma确认门 ,该门限为 1 .57     

无线光通信系统中极化码编译码技术

大气无线光通信系统中的湍流运动会降低系统误码性能。为此,将Polar编译码技术引入无线光通信系统中,研究了极化码编码方法及其加入循环冗余校验的列表连续消除(Cyclic Redundancy Check-Successive Cancella-tion List,CRC-SCL)译码原理,并分别在高斯和湍流信道条件下进行了误码性能的蒙特卡洛仿真。结果分析表明,Polar编码对大气湍流信道的无线光通信系统可靠性有明显改善,在误码率为10-3时,相较于未编码系统,基于CRC-SCL译码的Polar编码技术可获得约6.3 dB的编码增益。同时,码长越长,码率越低,编码系统误码性能越佳。     

一种限定虚警概率的PN码捕获自适应门限估计算法

提出了一种限定虚警概率的PN码捕获的自适应门限估计算法,首先在对判决变量的统计特性分析的基础上,计算出了判决门限的有偏估计量;然后分析了估计偏差对捕获系统检测概率和虚警概率的影响;最后,计算机仿真表明,在限定虚警概率的前提下,捕获系统在高斯白噪声信道和瑞利衰落信道下具有较高的检测概率,自适应门限的估计方法易于实现,且适合工程应用。     

直扩测控系统抗多址能力分析与验证

为了防止多址干扰造成接收机出现误捕和假锁,改善直接序列扩频测控系统抗多址干扰性能,在Gold码特性和扩频接收机性能分析的基础上,结合最大似然原理,对采用扩频体制测控系统的抗干扰能力进行了分析。为契合工程应用,采用仿真遍历结合理论分析的方式,对Gold码的互相关抑制能力理论值进行了工程修正。在分析捕获阶段的抗干扰捕获门限后,还分析了载噪比估计结果在正常锁定和假锁两种状态下的差异,给出了接收机对假锁状态的判决方法和门限。根据分析和仿真的结果,给出了系统设计约束条件和优化的接收机设计流程,作为测控系统和接收机设计的参考。     

GPS高动态接收机跟踪的演示结果

本文给出了高动态GPS接收机的演示实验结果。被试接收机是一台实验板设备,它能在伪距离及其变化率上跟踪一颗卫星的仿真信号。接收机每20ms做一次伪距离及其变化率的近似最大似然估计,利用一个时间常数为0.14秒的三阶滤波器跟踪这些观测量。由于不跟踪载波相位,这就避免了锁相环在高动态下的失锁问题。当接收机处于仿真的50g转弯,加加速度峰值达40g/s时,其伪距跟踪滞后误差小于0.06m。在载波功率与噪声谱密度比为34dB-Hz时,仅由噪声造成的伪距离误差为0.6m(均方根)。接收机信噪比跟踪门限为28dB-Hz,相对于最小卫星信号强度指标,0dBi天线增益,3.5dB系统噪声系数条件下的40dB-Hz信噪比,该门限有12dB的余量。     

用于遥测帧同步的神经网

本文研究了利用神经网软件解决空间—地面数据通信中的传统信噪比问题。研究了用数字神经网扩大低于噪声的PCM相关范围。传统的同步码相关在一个滑动窗口上用数字逻辑比对来完成,允许有一定数量的码位不匹配误差。利用神经网进行相关要用人工神经细胞加权网来识别同步码,这些人工细胞经过训练能从噪声中识别出同步码。这种神经网的输出将产生正确同步码的最佳估计。     

基于功率复用的椭圆球面波函数非正交调制方法

围绕如何降低基于椭圆球面波函数的非正交调制（PSWF-NPSM）系统误码率，降低信号检测复杂度，引入调制信号功率复用思想，提出基于功率复用的椭圆球面波函数非正交调制（PD-PSWF-NPSM）方法。该方法对载波信号按子波带进行功率分配，增加了调制信号最小欧式距离，降低了系统误码率；在接收端，提出基于检测统计量的串行干扰相消信号检测方法，依据不同支路信号间功率差异，对信号进行分离、检测。理论与仿真分析表明，该方法在不降低系统频带利用率、调制信号功率谱、峰均功率比特性前提下，能够有效提高系统误码性能，降低调制信号检测复杂度；与原非正交调制方法相比，当误比特率（BER）为10^-5时，所提方法系统误码性能提升约1.7 dB。     

惯导速度辅助下GPS接收机码环的噪声响应和动态跟踪性能分析

 本文推导了C/A码信号相干和非相干接收的GPS接收机码环的动力学方程,分析了码环的噪声响应和动态跟踪性能对码环带宽的矛盾要求,并提出了解决矛盾的方法:惯导速度辅助。分析结果表明:窄带宽码环经精度为1nmile/h的惯导系统速度辅助后,动态跟踪误差为无辅助时的1/1000,接收机将兼有抗强干扰和跟踪高动态的性能。     

一种低信噪比大多普勒频移下的直扩信号捕获方法

提出了伪码相位一载波频率二维搜索伪码捕获结构在低信噪比大多普勒频移情况下捕获性能恶化的问题,给出了一种中频端简单数字处理算法的解决方案,并分析了该算法的性能。仿真表明,改进的伪码相位一载波频率二维搜索伪码捕获结构在低信噪比大多普勒频移情况下解决了捕获性能恶化的问题。     

一种变信噪比条件下的恒虚警野值检测方法

野值检测又称异常值检测,是模式识别、机器智能和知识发现等领域经常面临的一个问题。当出现环境失配,数据信噪比（SNR）发生变化时,测试样本和训练样本所含噪声会有不同方差,以往的野值检测方法在虚警控制方面将会失效。针对这一问题,提出一种基于归一化残差（NR）的野值检测方法。该方法首先根据所需虚警概率和噪声方差变化情况确定野值检测门限,其次基于训练样本计算待考查模式的NR值,再比较NR值与检测门限的相对大小,从而判断待考查模式是否为野值。这一方法所依赖的检测门限对所需虚警率和噪声方差变化具有适应能力,因此可以在变信噪比条件下实现恒虚警（CFAR）野值检测。仿真实验验证了所提方法在虚警控制和野值检测方面的优越性能。     

复杂姿态下基于空时码的测控方法研究

为了提高复杂姿态条件下飞行器测控通信的可靠性,将LDPC(Low Density Parity Check,低密度奇偶校验)码和空时码级联,并采用2×1天线系统,建立了系统模型,阐述了信道参数估计方法,在此基础上提出了基于信道参数估计的空时软译码算法,使得空时译码器输出软信息给LDPC译码器,能充分利用LDPC的编码增益。仿真结果表明,不采用空时码时在π相位差附近出现很高的误码,导致通信中断;采用空时码能够保证在任何相位差的条件下保证误码率在一定的范围内,实现不间断测控。     

同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK技术

介绍了一种同时传输遥测和伪码测距信号的GMSK(高斯最小偏移键控)技术,分析了其调制及解调原理,推导了相关调制、解调及频谱公式,并与UQPSK(非平衡四相相移键控)体制进行了比较。通过对其频谱及误码性能的仿真分析得出,在非线性信道和高码速率下,基于GMSK体制的遥测和伪码测距系统比基于UQPSK体制的系统在包络恒定和频谱利用率方面具有明显优势。     

复杂姿态下基于空时码的测控方法

为了提高复杂姿态条件下飞行器测控通信的可靠性,将LDPC（Low Density Parity Check,低密度奇偶校验）码和空时码级联,并采用2×1天线系统,建立了系统模型,阐述了信道参数估计方法,在此基础上提出了基于信道参数估计的空时软译码算法,使得空时译码器输出软信息给LDPC译码器,能充分利用LDPC的编码增益。仿真结果表明,不采用空时码时在π相位差附近出现很高的误码,导致通信中断;采用空时码能够保证在任何相位差的条件下误码率在一定的范围内,实现不间断测控。     

无线列车调度实现数据话音同传

为了保证行车安全,在无线列车调度系统中,利用话音压缩/扩展技术实现同一无线信道数据话音同时传输.在分析和比较了几种话音编码方式的基础上,确定本系统采用连续可变斜率增量调制方式(CVSD)编解码方式,该编解码方式具有较好的抗误码特性及量化信噪比.根据CVSD的编解码特性,提出了话音压缩/扩展技术在系统中的具体实现.采用TMS320C3X系列DSP芯片实现了该系统功能.     

基于均匀性判定规则的统计MIMO雷达多通道融合检测技术

针对统计MIMO雷达各观测通道统计特性不一致的情况,提出了一种多通道融合检测技术。该技术利用均匀性判定规则,选择一组均匀的、"被认为是具有较高信杂噪比"的局部检验统计量来构建全局检验统计量,即新的检测器。给出了新检测器的设计步骤和均匀性判定规则,并利用全概率公式证明了新检测器的虚警概率与每一操作步骤中过门限概率的关系,从而为仿真得出检测门限提供了理论基础。仿真结果表明,在不同通道间信噪比分布类型条件下,新检测器的检测性能具有较强的稳健性,且与不同条件下性能最优的检测器相比,其性能损失很小。     

深空测控再生伪码测距技术研究

针对深空测控任务中低信噪比情况下的航天器高精度测距问题,对再生伪码测距技术进行论述。介绍再生伪码测距技术原理,再生伪码测距通过再生方式消除信号上行链路噪声,提高了信噪比,但需要复杂的相关器;分析再生伪码测距采用的陶思沃斯码结构,详细论述再生伪码测距信号的地面上行、星上再生、地面下行处理过程,重点介绍各处理过程中的指标条件,并对再生伪码测距进行误差分析;重点对比分析再生伪码测距与传统透明转发测距,指出前者适合于深空低信噪比条件下的高精度测距,后者适用于近地高信噪比条件下的测距。     

一种基于遗传算法的RSC码盲识别方法

针对目前递归系统卷积(RSC)码盲识别算法容错性差、计算量大的问题,提出了基于遗传算法的RSC多项式参数盲识别算法。首先根据RSC码特殊的编码结构,构建了基于遗传算法的识别模型,将结果向量的码重作为适应度函数,然后推导出了不同误码率条件下平均码重的理论值,实现了算法中最优门限的获得。该算法容错性能较好,并且最大计算量只与初始种群的规模、遗传代数的上限以及输出路数成正比。最后仿真验证表明,理论推导的码重分布情况能够与仿真结果较好地吻合,并且在误码率高达0.06的情况下,各种寄存器个数下的RSC码参数识别率接近于0.9。     

基于Turbo方法的乘积码脉冲位置迭代调制解调译码

脉冲位置调制（PPM）无线光通信系统易受到大气湍流影响，针对于此，将Turbo技术引入到PPM的解调和乘积码译码中。基于极大似然准则导出了PPM软检测解调方法，结合分组码的SISO译码，构建了检测解调和译码联合迭代的Turbo结构，推导了其迭代原理算法。仿真分析结果表明，误码性能可随迭代次数增加改善，其中，在大气闪烁指数0.1和误码率10-6条件下，迭代3~5次相比非迭代系统获得了0.8 dB以上的增益。     

大容量光通信系统中规则LDPC码的研究

为研究规则LDPC码在大容量光通信系统的性能,对不同列重和不同迭代次数的短规则LDPC码在大容量光信道中的误码率性能进行了数据仿真。发现确定码长的规则LDPC码,存在最优的列重,使得在相同的冗余度时,最大程度地改善大容量光通信系统的性能;此外,误码率随迭代次数的增加具有收敛的特性,LDPC码译码时应合理地选取迭代次数。