卫星通信与地面5G融合发展路线探讨

卫星通信与地面第5代移动通信(5G)融合能够充分结合地面移动网络高速大容量与卫星通信广域全覆盖的优势,为用户提供真正的全球无缝接入与高速传输。针对卫星通信场景的特性与地面5G技术深度融合的难点,提出了承载网融合-核心网融合-接入网融合的卫星通信与地面5G融合发展路线,分析了各阶段的融合网络架构,探讨了融合过程中面临的高速低时延承载网回传、移动性管理、统一空口接入等技术挑战,并相应提出了高通量卫星系统、核心网网元功能扩展、低峰均比多载波波形技术等突破途径。     

“星链”卫星威胁及分析

根据公开数据,从时间域、空间域覆盖等方面分析了“星链”卫星系统的通信支持能力,研究了空域压制、空域跟踪瞄准等干扰方法,计算了不同干扰带宽、天线口径条件下有效干扰功率阈值。     

高动态跳频信号时钟同步设计与实现

由于跳频信号各跳之间的符号速率和符号数量不一致,特别是低速跳只含少量符号,导致时钟误差提取困难。针对高动态下的跳频信号时钟同步难题,提出基于频偏估计的钟偏反馈调整方法。该方法通过同步序列进行频率估计和钟偏估计,并结合反馈方法调整钟偏和时钟跟踪,实现了高精度时钟同步。仿真结果表明：该方法适应飞行速度7.9 km/s、加速度0.2 km/s²的超高动态,定时同步性能优越,定时精度满足高速跳频信号解调要求,且解调损失小于0.1 dB。     

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。     

WCDMA新入网用户盲检测技术研究

在宽带码分多址(WCDMA)卫星通信上行链路信号盲检测过程中,其他用户干扰对期望用户的信号检测会造成很大影响,如何从其他正在通话用户中检测到新入网用户的上行链路信号是非合作监听面临的现实问题。提出了一种WCDMA卫星通信新入网用户上行链路信号的盲检测方法,利用随机接入前缀扰码和扩频码有限的条件,在扰码和扩频码域进行二维搜索检测,并给出了检测性能的理论推导,最后给出了检测性能的仿真结果。     

V 频段卫星通信天线捕获跟踪系统研究

随着卫星通信向大容量、网络化发展,Q/ V 频段逐渐应用于卫星通信的星地馈电链路和星间链路。为了掌握Q/ V 频段卫星通信技术,课题开展了频率较高的V 频段卫星通信天线捕跟系统研究和关键单机研制。由于V 频段天线波束窄,天线指向精度要求高,课题选择了程控+自动跟踪的天线指向控制方法,天线捕获跟踪采用单通道单脉冲体制方案。针对V 频段1. 8m 天线,解决了反射面赋性设计、精加工和形面精度测试,馈源小型化、精加工和装配,以及天线增益测试等难题。解决了V 频段单通道调制器芯片电路稳定工作和参数优化方法,实现了低噪声、高增益和高的和差通道隔离特性。在单机研制基础上,搭建了V 频段天线捕跟系统,通过外场捕获跟踪试验,获取了V 频段卫星通信天线捕跟系统关键参数:天线增益大于56dBi,低噪放噪声系数小于4. 2dB,自跟精度优于0. 05°。通过课题研究,验证了天线捕跟系统优良的跟踪性能,突破了V 频段关键单机设备研制技术,为后续型号应用积累了工程经验。     

毫米波宽带成像测量雷达及其关键技术研究

针对国内毫米波宽带成像测量雷达的建设思路,从3个方面展开论述:首先,列举了国外相关雷达的主要技术指标,并对其技术特点进行分析,通过采用高功率发射机及功率合成技术、低损耗传输技术、低噪声接收机技术等,国外毫米波雷达实现了对远距离目标的探测,具备很高的测距测角精度、cm级的距离分辨率和极高的多普勒灵敏度,具有较强的目标识别能力;随后,通过对单脉冲机械跟踪和相控阵2种体制的优缺点进行比对分析,建议国内应采用单脉冲机械跟踪体制,并重点探讨了引导捕获和宽带测量方案;最后,对宽带大功率发射机、波束波导天馈线系统、宽带超导接收机以及宽带数据采集等关键技术及其国内基础进行了分析,并给出了发展建议。     

空间激光通信技术最新进展与趋势

空间激光通信技术已成为现代超宽带卫星通信技术发展的新焦点。详细介绍了美国、欧洲和日本在空间激光通信技术领域的最新研究进展和发展规划,重点介绍他们正在开发的第2代空间激光通信系统的主要性能指标和采用的新技术,深入分析了国际空间激光通信技术的发展趋势,为我国开展相关研究提供借鉴和思路。     

Ka频段卫星通信链路雨衰对策

利用电波雨衰模型对Ka频段卫星通信链路雨衰影响进行了分析,得出上行链路采用水平极化、下行链路采用垂直极化方式,可有效降低链路降雨衰减影响,上下行链路相互干扰最小的结论。提出的上行链路实时动态补偿,下行链路固定补偿的雨衰补偿方法,简化了卫星控制。给出的利用下行链路雨衰信息,设置阈值和注入信号的上行链路雨衰补偿流程,补偿精度高,解决了非降雨因素链路电平变化带来的雨衰误补偿问题。