卫星遥感数据链路设计

介绍了卫星遥感数传系统的组成及影响数传系统误码特性的主要因素，讨论了遥感卫星数传通道发射功率计算的方法和有关参数的选择，给出了我国某资源卫星以及法国的SPOT卫星、加拿大雷达卫星和欧空局“ERS-1”卫星的数传通道下行链路的分析结果。     

一种光学遥感小卫星数传基带测试系统设计改进

随着光学遥感小卫星业务不断增长,基于刀片服务器的传统数传基带测试系统已无法满足卫星批量研制测试需求。为此,文章设计了采用机架服务器+光纤交换机的数传基带测试系统,实现小型、通用、可扩展的硬件架构,支持高效、高速的数据处理、存储和交互,与传统系统相比,体积、功耗、质量显著减小。为适应新硬件架构,将原有各数传基带测试软件进行混合并行处理和动态负载均衡设计优化,可以稳定、可靠地提供并行实时数传基带测试功能。该系统具有集成度高、通用性好、测试时效性高等特点,在多型批量化生产的光学遥感小卫星研制过程中测试应用效果良好。     

微小卫星测控数传一体化发射机数字基带设计

提出一种适用于微小卫星的测控数传一体化射频直接调制发射机方案,并基于FPGA平台设计完成发射机数字基带系统。基带系统采用测控标准调制(NRZ-DPSK-PM)和恒包络调制(GMSK、根升余弦(O)QPSK调制)方式,多种参数和滤波系数可重配置,支持不同速率的统一S波段测控和数传通信,灵活性高,可作为微小卫星测控数传系统的通用数字化模块。     

卫星扩频通信系统中的干扰抑制技术

提出了在直接序列扩频系统中用线性预测技术抑制单频正弦干扰的方案，给出了采用自适应滤波器抑制单频正弦干扰的方法，推导了将滤波器加入ＤＳ系统后，系统误码率的数学表达式，从理论和计算机模拟两个方面分析了采用这一技术后对系统误码特性的影响；并对影响滤波器性能的滤波器的阶数和收敛因子等参数的选择进行了计算机模拟实验，得出了有价值的结果，理论分析的模拟实验结果表明，采用自适应滤波器后，可以大大降低系统的误码率     

基于卫星ATM传输系统的LDPC码构造方法研究

在卫星ATM传输系统中,由于信道的高误码率,要求对ATM信元进行有效的误码保护。LDPC码是一种性能优越的纠错码。文章针对卫星ATM传输系统构造了一种新型的非规则LDPC纠错码,并对规则和非规则LDPC码进行仿真对比。仿真结果表明,对小于6个ATM信元进行纠错保护时,非规则LDPC码和规则LDPC码具有相似的性能;当被保护信元数超过6个时,非规则LDPC码具有更优越的性能。     

小卫星数传基带数据处理通用集成平台设计

以传统小卫星数传分系统中对有效载荷数据进行处理的基带数据处理设备及系统管理控制单元为基础,采用高速串行数据线、高集成模块化数字电路、高速大容量存储模块集成、机电协同设计等技术,设计了一种数传基带数据处理通用集成平台。与传统小卫星数传分系统同功能设备与线缆设计相比,体积减小约82%,质量减少约75%,功耗降低约50%,能满足小卫星体积和质量小、功耗低的需求。此外,数据流优化设计可使固态存储利用率提升14.3%。文章提出的通用集成平台设计可为小卫星数传分系统的集成设计提供参考。     

基于鲁棒H∞滤波的追踪卫星相对导航算法研究

针对追踪卫星存在轨道机动的情况,在模型存在不确定参数和非高斯噪声输入时,研究了基于鲁棒H∞滤波理论的相对导航算法.该算法采用线性不等式技术,根据Lyapunov稳定性原理推导出具有范数有界不确定参数离散系统的鲁棒H∞滤波器存在的充要条件,并将滤波器的设计转化为一个凸优化的求解问题.将该算法应用到追踪卫星导航中,仿真结果表明该算法在大轨道机动下有效且能消除模型不确定性和非高斯噪声对系统造成的不利影响.     

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。     

串行级联Turbo码在Ka频段静止卫星通信系统中的应用仿真研究

文章在分析Ka频段静止卫星信道特点的基础上,建立了信道仿真模型并进行了基带仿真;研究了不同天气条件下静止卫星通信系统的误比特率性能;基于这一模型,通过仿真研究了串行级联Turbo码在静止卫星信道条件下的性能。仿真结果表明,除了中雨、雷雨等恶劣天气状况之外,在通常的天气条件下,串行级联Turbo码可以提供约10dB左右的编码增益,可有效改善系统性能。     

用于遥感卫星数传的新型波导阵列组合天线

从新的设计理念出发，提出一种新型的波导十字阵列组合辐射天线替代了赋形反射面天线，用于低轨遥感卫星的数传系统。文中论述了该天线的设计思路、设计过程，并列出了天线的主要性能。最后还简述了该天线在国内卫星上的应用及我国未来低轨遥感卫星数传天线的发展趋势。该天线已在我国多个卫星上成功应用。这种波导阵列组合天线结构紧凑、尺寸小，具有与国外通用的赋形反射面天线基本类似的性能，可达到星载数传天线的预定要求，而且为星载遥感器及其他载荷留出了更大的对地安装空间。     

DS-CDMA时域抗窄带干扰接收机性能分析

从误码率和PN码捕获两个方面,分析采用时域预白化滤波器和双边插值滤波器的DS-CDMA抗窄带干扰接收机性能,结果表明,抗干扰滤波器可显著改善接收机误码率的性能,但同时使得PN码相关输出产生较大的相关旁瓣,对PN码捕获性能产生严重影响。     

星上业务综合与地面综合基带一体化设计的思路

为满足在航天器与地面站之间传输各类数据的要求，航天器和地面设备都有相应的措施与之适应。星上数据的业务综合将航天器上的各类数据合并成一路数据流，经物理信道统一传输。地面设备则将遥测、遥控、测距和数传等功能在基带集成，形成综合基带设备。业务综合与综合基带都曾推动了航天任务中数据传输系统的发展，但二者都是从自身的角度考虑，并没有作为一个系统综合设计。本文对业务综合与综合基带进行一体化设计，使天地系统相互协调，最大限度地提高星地数据传输的可靠性和有效性。文中通过对遥感卫星数据传输系统的设计实例说明了一体化设计思路的应用。     

扩频通信系统中自适应陷波滤波器的性能仿真研究

针对直接序列扩频通信系统中的窄带强干扰信号,研究了基于即时干扰频率估计与陷波滤波器的自适应开环干扰抑制方法。重点比较了2阶IIR,3系数FIR与5系数FIR陷波滤波器对扩频信号波形畸变和系统误码率的不同影响。探讨了使用此3种干扰抑制方法构建一个抗窄带干扰能力达60dB以上的扩频通信系统的可行性。研究结果表明在具有成形滤波器的直扩通信系统模型下,与RS(255,223)码结合使用,2阶IIR陷波滤波器的处理增益为1023的单纯直接序列扩频系统在信噪比-10dB 及系统误码率10 -6 的条件下具有60dB以上的抗窄带干扰能力;而使用3系数或5系数FIR陷波滤波器的扩频通信系统不可能达到60dB的抗窄带干扰能力。     

非接触式低无源互调波导滤波器

无源互调(passive intermodulation, PIM)是微波部件及系统中一种常见的非线性干扰,对卫星及地面通信均有着普遍影响。不良金属电接触所导致的接触非线性是PIM的主要根源。将间隙波导技术原理与PIM问题相结合,提出通过非接触电磁屏蔽消除微波部件中的金属接触,实现了稳定高效的PIM抑制效果。首先以槽间隙波导为例,开展了非接触式波导传输线的PIM实验研究,进一步采用串联短路枝节结构,设计研制了一种Ku频段非接触式波导低通滤波器。实测结果显示,非接触式滤波器在具有优秀电磁传输性能的同时,其PIM电平基本保持在测试系统残余PIM电平附近,且不受表面处理及连接力矩影响,获得了稳定的低PIM特性。该工作可为低PIM微波毫米波部件及系统设计实现提供一种新的思路。     

星间光通信中BER的口径自适应控制法

从接收机的比特误码率与发射机的振动关系出发,采用OOK调制方式,以APD为光电探测器,推导得到了描述发射机天线口径与发射机振动关系的数学模型。针对比特误码率(BER)随振动幅值增加而上升的问题,提出了用发射天线口径与自适应方法控制BER的解决方案。用MATLAB6.5计算得到了自适应和标准条件下BER与跟踪系统信噪比的关系曲线。计算结果表明,采用天线口径自适应方法可将BER值控制在设计要求以下。     

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。     

喷泉码的遥测抗闪断技术应用研究

喷泉码具有恢复闪断数据的能力,可以有效改善火箭导弹遥测系统可能出现的接收信号起伏大、甚至闪断的问题。本文提出了一种喷泉码级联技术的物理层应用方案,重点研究了喷泉码与TPC级联过程中的关键技术问题,分析了系统的误码和丢帧性能,并进行了原理样机的试验验证。实测数据表明,在信道闪断概率低于10%的条件下,采用LT+TPC级联编码的PCM\|FM遥测系统,其数据恢复能力可提高至99.5%以上。     

基于码元同步环路的激光测距通信一体化算法优化研究

精密测距与高速通信一体化技术已发展成为星间激光链路的主要研究方向之一。为了探究基于空间激光通信系统的通信解调算法对测距性能的影响机理，根据现有的激光通信系统架构，分析了测距通信一体化系统的工作原理，搭建了基于码元同步的激光测距通信一体化系统模型，分析了基于Gardner同步环路信号跟踪系统的测距精度，并对鉴相算法进行了优化。理论和仿真证明，优化后的码元同步环能够同时实现码元同步判决和距离解算，并得到了4 dB的噪声容忍度提升，其测距方差主要与基带成型滤波参数、环路带宽、载噪比以及鉴相增益等因素有关。该算法简洁，不受载波相位影响，对高阶调制具有良好的兼容性，适用于空间激光链路系统，丰富了测距通信一体化理论，为后续一体化系统设计提供了仿真依据。     

机动时间常数未知目标的拦截方法研究

由于目标机动时间常数会对拦截导弹的性能产生重要的影响,且一般基于目标机动动态考虑的制导律都假设这一常数是已知的,在实际的拦截情形中并不合理.针对这两点,本文采用成型滤波器表示目标的随机机动策略,对原系统的状态进行扩展,并利用扩展后的系统构建多模型自适应估计器的成员滤波器,以实现对于目标机动时间常数的在线估计.仿真结果表...     

OFDM系统采用自适应技术结合限幅降低PAPR的研究

针对OFDM系统峰均比PAPR（Peak—to-Average Power Ration）较大的问题，文章提出一种新的OFDM系统降低PAPR的方案，即自适应技术结合限幅Clipping。文章给出的计算机仿真结果表明，OFDM系统采用自适应技术结合Clipping进一步降低PAPR的同时又改善系统的BER性能，这就在降低PAPR和改善系统性能之间自动实现折衷。该方案实现起来简单且增加通信系统的智能化，故具有实用价值。