卫星遥感高速数据实时传输系统

提出一种新型高速实时数据传输系统,该系统包括数据压缩、纠错编码以及调制解调3个分系统。数据压缩的压缩比为4～8倍,纠错编码的编码增益大于7dB,调制方式为8PSK。     

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。     

卫星高速数传系统中调制方式的发展动态

介绍了卫星数据传输系统中常用的调制方式，并对他们的性能进行了比较，总结了国外在高速卫星数传系统中调制方式的发展动态。     

TCM在卫星高速数据传输系统中的应用研究

提出了把网格编码调制(TCM)应用于卫星高速数据传输系统中的思想,讨论了TCM集分割原理、维特比译码技术,给出了用TMS320C54X进行维特比译码的DSP实现,并对TCM系统在AWGN信道中的性能进行了仿真.     

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。     

SQPSK调制体制在跟踪与数据中继卫星中的应用

跟踪与数据中继卫星中调制体制的选择是近年来数传领域研究的方向之一。文中分析了SQPSK调制体制基本原理和性能特点,在此基础上进一步分析其在卫星高速数传通信领域的主要优点,并介绍SQPSK调制体制在卫星高速数传领域中的实际工程应用。     

卫星可变编码调制系统设计与验证

可变编码调制系统(VCM)具备改变编码方式、调制方式、速率的能力,十分适合低轨卫星使用。文章根据我国遥感卫星主要依靠地面站完成数据接收,其接收仰角大范围变化的特点,设计了卫星可变编码调制的系统方案,分析了工作流程、切换门限、物理层帧格式等参数,说明了可变编码调制器的设计方案和实现结果。目前,该方案已在高分七号卫星上完成了可变编码调制系统的在轨试验验证。在轨试验结果表明:传输速率相对于固定编码调制系统(CCM)提升了30%,显著提升了高分七号卫星的星地数传链路的传输能力。     

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。     

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。     

基于PSK调制的数字通信信号仿真分析技术

基于PSK调制的数字通信系统在无线通信工程实践中有着广泛的应用，由于受到各种条件的限制，从实际工程系统接收到的PSK数字通信信号在教学科研中不易获得，而PSK调制仿真数据则可以自己产生。在掌握通信原理和仿真技术的基础上利用Matlab实现对BPSK、DPSK、QPSK、DQPSK、8PSK、π/4-DQPSK、OQPSK等数字通信信号源的模拟仿真，可对调制体制、工作频率、传输码率、采样频率、信道特征等参数进行灵活设置，并按要求生成规定格式的DAT数据文件，可作为调制方式识别软件的训练和测试样本。结合模方谱、平方谱、四次方谱、八次方谱等谱线参数特征，同时结合星座图和眼图进行基于PSK调制的数字通信信号的调制体制判别和验证。     

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。     

基于TDRSS的高速数传信号载波捕获及跟踪算法研究

以TDRSS数传系统为研究背景,针对TDRSS数传信号的特点,以实现高速8PSK调制信号的载波同步与跟踪为研究前提。提出了一种采用二叉树(BinarySearchTree)频率搜索方法实现捕获及采用平均"滑动窗"递推最小二乘(RLS)一步预测方法实现频率跟踪的算法,并针对此方法进行了理论推导和蒙特卡洛(MonteCarlo)仿真。结果表明:该方法适用于全数字高速数传8PSK调制信号接收系统,同时也可移植、推广至全数字雷达接收机中。     

多载波相位编码新体制雷达研究与实现

针对传统相位编码雷达存在的多普勒敏感性,提出了一种基于正交多载波调制技术的相位编码新体制雷达。在该雷达体制中,调制码字对多路子载波信号同时进行调制,决定了发射信号的频谱结构。目标径向运动引起的多普勒频移表现为码元在频域的移位,从而保证了调制码字结构的完整性。目标回波信号解调得到的码字与参考码字进行相关处理得到目标速度信息,有效避免了多普勒敏感问题。文章讨论了该雷达体制的系统原理、波形综合和信号处理方法,提出了频域信号处理流程,分析了信号参数设计与系统性能。系统仿真和雷达外场试验表明了正交多载波相位编码新体制雷达的可行性。
     

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。     

基于空时编码的SOQPSK-TG调制器的FPGA设计

为满足未来遥测系统高码速率且可靠传输的要求,将空时编码与SOQPSK-TG技术联合调制,通过使用正余弦波形查表法及基于预编码特性的累积相位映射简化来设计结构,设计一种ALAMOUTI空时码与SOQPSK-TG编码调制的FPGA实现方案。在FPGA硬件平台测试结果验证SOQPSK-TG体制相比传统遥测调制体制具有更高的频带利用率,并且基于空间分集技术的空时编码并不会对SOQPSK-TG信号频谱产生影响,具有抗信道衰落能力的空时编码在未来遥测系统有一定应用价值。     

高速并行2 倍符号速率采样数字成形滤波实现及分析

随着数传系统传输信息量的不断增大,需使用8PSK 等高阶调制和成形滤波相结合进行传输。基于FPGA 和高速DAC 的数字成形滤波由于具有参数灵活可配置、适应性强等众多显著优势,正逐渐取代传统的模拟滤波器。由于传输速率很高,成形滤波采样倍数选择通常不能太高。为减轻DAC 采样压力,减小FPGA 与DAC 之间传输数据速率,设计基于2 倍符号速率采样的数字成形滤波器并通过查找表与并行滤波相结合的方法进行实现,所占用FPGA 资源明显小于3 倍采样。构建测量系统进行实物测试,测试结果表明:在8PSK 700Msps 符号速率(信息速率2. 1Gbps)传输条件下,进行2 倍采样时,星载调制器EVM 达到10. 3%,动态幅度不平衡0. 095dB,相位不平衡2. 034°,主要性能指标满足工程应用使用需求。EVM 虽稍差于3 倍采样,但DAC 采样频率降低了1/3,减小了FPGA 与DAC 之间传输数据速率,进而提升了传输效率,为后续星载高速调制器研制提供了参考,在高速率传输时具有广阔的应用前景。     

GNSS导航信号体制兼容性分析

导航信号体制设计是卫星导航系统设计的重要方面。文中结合Compass、GPS和Galileo系统信号体制设计,分析了Compass系统拟采用的调制方式性能及与其他卫星导航系统的兼容性能,仿真了最坏接收情况下的Galileo系统的授权信号增强对Compass系统部分信号的性能影响。     

星载合成孔径雷达的高速数据传输系统

论述星载合成孔径雷达高速数据传输系统的工作特点；详细讨论决定数传系统传输速率和动态范围的依据；比较各种调制体制的性能，并简述某些调制方式的实现方法；提出星载合成孔径雷达高速数据传输系统方案的构成设想；并给出星－地数传线路的计算方法。     

一种语音和数据同步传输的调制解调器

语音和数据同步传输的基础是高速调制解调、语音压缩编码以及时分多路复用技术，在应用高速调制解调芯片和语音压缩编码芯片的基础上，用软件方法实现了语音和数据的分路与合改，并且试制了具备简单的语音和数据同步传输功能的调制解调器.     

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。