临近空间静止通信平台模型研究

在临近空间通信系统中,大气、降雨、闪烁会引起空地链路信道质量的恶化。以临近空间飞艇为通信平台,通过分析Ka频段临近空间通信信道的电波传播特性,重点分析了降雨对信号衰落的影响,在此基础上建立了Ka频段临近空间静止通信信道,以及Ka频段临近空间静止通信信道模型的仿真模型,并在Matlab环境下对Ka频段临近空间静止信道模型的BER性能进行仿真,仿真结果为临近空间链路分析及抗雨衰对策提供理论依据。     

卷积编码在低仰角Ka频段临近空间通信的计算机仿真性能分析

为提高低仰角情况下临近空间通信在不同天气下的误码率性能,提出在传输中采用卷积编码和维特比译码。首先讨论了临近空间信道传输特性,指出雨衰是影响Ka频段临近空间通信的最主要因素,并在此基础上建立了Ka频段临近空间信道模型。其次分析了卷积编码和维特比译码的特性,对其应用在临近空间通信的合理性进行了讨论。然后建立了临近空间通信的仿真模型,对基于卷积编码的Ka频段临近空间的通信性能进行了仿真。结果表明,利用卷积编码可以获得较高的编码增益,有效提高了临近空间通信在不同天气下的误码率性能。     

临近空间通信高仰角区MIMO分集和抗雨衰方案性能研究

基于MIMO分集技术,提出了一种有效对抗雨衰的临近空间协作通信方案。理论分析并推导了该方案的系统容量;在着重对临近空间通信高仰角区雨衰信道的相关特性进行分析的基础上,仿真研究了该方案的抗雨衰性能,研究结果表明：与VBLAST系统相比,本方案虽然损失了部分复用增益,但在误码情况下得到近15dB的增益;与此同时,本方案在不同相关特性的信道下产生的误码性能波动小于同等条件下VBLAST系统产生的性能波动。     

低仰角动态环境下高空平台站通信信道的衰落特性研究

在分析了高空平台站通信系统的覆盖特性、链路损耗特性与降雨衰减特性的基础上,针对低仰角动态环境下的信道特性,根据传播散射理论,通过引入阴影系数A,建立了一个包含“好状态”和“坏状态”的混合状态衰落统计模型,而且在“坏状态”下根据阴影遮蔽的程度又分为两种情形。针对不同状态得到了模型的一阶和高阶统计特性,并通过实测数据进行验证,发现两者吻合良好。证明该模型可用于高空平台站通信电波传播特性的分析、调制及编码方案的优化和通信系统性能仿真等方面的研究。     

Ka频段LMS信道中Turbo-OFDM技术研究

提出了Ka频段LMS信道中的Turbo-OFDM技术,进行了Ka频段卫星通信信道特性分析及LMS信道模型研究,并在Chun Loo提出的Ka频段LMS信道模型的基础上建立了Turbo-OFDM系统模型,仿真结果表明该技术性能良好。     

中继法解决临近空间Ka波段通信黑障问题

为解决航天器在临近空间的通信黑障问题,根据ARD等实测数据,分别建立再入航天器迎风面、背风面均匀等离子鞘套模型,分析再入航天器迎风面、背风面的等离子鞘套厚度、电子密度、等离子体碰撞频率等参数对Ka波段的传输透射率、反射率和衰减值的影响。分析结果表明:Ka波段工作信号在航天器背风面传输显著优越于在航天器迎风面传输,在航天器再入过程中,提高信号通信频段以及Ka波段工作信号从背风面传输的透射率相比从迎风面传输的透射率至少提高88%,衰减值至少降低19dB,为研究再入航天器通信问题提供了理论参考。     

基于三维空间域的宏小区移动通信正向链路信道参数估计

针对均匀分布的三维(3D)散射簇移动通信环境,提出了3D空间域的统计信道模型;在指向性天线覆盖下的宏小区通信环境中,用该模型来估计多径衰落信道的重要空时信道参数,推导了多径衰落信道正向信道链路的到达角与到达时延的概率密度函数、由移动台(MS)移动产生的多普勒频移(DS),分析了空间信道参数及其定向天线主瓣宽度对信道模型的影响.假设MS端散射体分布为高斯分布和指数分布时,该模型更适于描述特殊的移动通信环境.数值仿真结果表明,该模型的信道参数估计符合理论及实际的通信环境,弥补了现有三维散射簇统计信道模型的局限性.     

中继法解决再入航天器通信黑障问题优化研究

中继法是目前解决航天器再入通信黑障问题的一种可行方案,建立了背风面等离子鞘套模型,分析航天器再入俯仰角对信号在鞘套中的传输影响,并在航天器再入初始俯仰角下对比了S频段和Ka频段信号在背风面等离子鞘套的传输情况。结果表明:俯仰角越大,信号电磁波在等离子鞘套中的衰减越小;相同俯仰角下Ka频段传输性能明显优越于S频段信号,Ka频段信号相比于S频段信号,在背风面的透射率至少提高55%、衰减值至少降低33.69 dB,建议选用Ka频段信号作为中继卫星与再入航天器之间的通信频段并提出中继优化方案,为进一步解决航天器再入过程中的通信黑障问题提供思路。     

Ka波段多波束卫星通信降雨衰减功率优化法

降雨衰减是影响Ka波段卫星通信系统传输质量及系统性能的主要因素之一。为了保证卫星通信链路的传输质量,根据我国的降雨统计数据,计算得到了Ka波段降雨衰减的等值分布图,并采用功率优化法对多波束天线系统的转发器功率进行优化分配,以补偿降雨衰减的影响。研究结果表明,该方法在减小降雨衰减对通信传输质量的影响方面具有较好的效果。     

雨衰条件下卫星信道容量的性能分析

雨衰是导致Ka频段(20／30GHz)卫星链路信号衰落的主要原因。目前，多数降雨补偿算法从功率和带宽应用的角度出发建立在固定衰落门限基础上，这会导致不能充分利用信道容量。以卫星信道通信容量的最佳利用为基础，对雨衰条件下Ka频段通信容量的性能进行了讨论，在分析的基础上，得出了一些有意义的结论。     

浅海水声信道中Turbo码性能研究

针对复杂多变、强多途和大起伏的浅海水声信道,本文建立了包括时变衰落、多途和加性干扰在内的信道仿真模型及Turbo码编/译码结构.通过计算机仿真,研究了浅海水声信道中的Turbo码性能及Turbo码性能随多途效应、衰落率和信道交织器等的变化.结果表明:在水声通信可接受的信噪比范围内(10～20 dB),Turbo码具有良好的性能(误比特率小于10-4);浅海水声信道中,Turbo码性能随多途路径数的增加而下降;Turbo码性能随衰落率的减小而略有下降;浅海水声信道中,信道交织器可改善Turbo码性能,并弥补由于衰落率不同而造成的性能差异.     

最速下降法在半盲信道估计中的应用

 信道估计是无线通信中的基本问题.介绍了一种适用于静态多径信道的参数建模的半盲信道估计方法.该方法根据SRM准则推导出代价函数,而后又分两步求解:首先通过线性搜索定位粗略的估计值,再用最速下降法改善估计精度.计算机仿真表明,建议的最速下降法所需迭代次数少于高斯牛顿法,且显著减少计算量,缩短运行时间.     

影响LMDS系统无线信道特性的几个主要因素

对工作于厘米或毫米波段的LMDS系统而言，无线信道的特性对系统是否稳定可靠起着关系性的作用。同工作于该波段的卫星通信系统一样，雨衰是影响系统性能的主要因素；相反对移动通信影响较大的多径衰落对实现视距传输、在用户端采用高增益强定向性天线的LMDS系统影响并不大。此外，植被和建筑阻挡以及尘暴的影响也不容忽视。笔者就这几方面因素的影响情况逐一讨论，并提出相应的估计模型和改善方法。最后用天线的高度和方向性作为无线信道模型分类。     

短波信道下直扩信号检测与载频盲估计

针对通信侦察识别中广泛遇到的短波信道下直接序列扩频信号(DSSS)的检测与参数估计问题,提出了一种利用广度优先搜索邻居(BFSN)聚类分析提取未知信号高阶循环累积量循环频率的算法。该算法通过聚类比较截获信号的各类峰值,剔除干扰和奇异类信号,克服了短波信道中常见的多径效应引起的码间串扰(ISI)影响,从而实现了在低信噪比条件下,对直扩信号进行检测和载频的盲估计。对算法进行了理论分析,并通过计算机仿真验证了该算法在低信噪比下具有较好的稳健性。     

一种适用于正交频分复用通信系统的高效非盲信道估计算法

提出了一种适用于正交频分复用通信系统的非盲信道估计算法。与传统算法在保护间隔内插入循环前缀不同，该算法在保护间隔内插入参考信号，利用该参考信号实现信道频域估计和信道失真补偿。理论分析和计算机仿真表明：该算法与传统算法相比误码性能接近，而信道传输效率提高约20％。因此，该算法可适用于高速无线通信系统。     

OFDM系统中不同调制方式抗多径干扰的性能分析

在带有循环保护间隔的OFDM中 ,对不同调制方式的抗多径干扰的性能进行了分析 ,并给出了仿真结果 .在无信道估计和有信道估计两种情况下 ,讨论了信干比对系统抗多径干扰性能的影响 .仿真结果表明 ,信道估计可以使保护间隔起作用的信干比门限值大大降低     

几种透地通信技术的分析与对比

主要分析了天线磁感应方式、地电极电流场方式以及弹性波方式3种矿山透地通信技术的工作机理、技术特点以及受分层大地介质信道的影响情况,对比了它们的传输衰减、发送设备体积、发射功率以及能量效率等功能参数,最后得出了结论:3种透地通信方式都工作在低频波段,天线磁感应方式和地电极方式的传输衰减较之弹性波方式的要小,而弹性波方式和地电极方式所需的发送设备体积比天线磁感应方式的要小;地电极电流场方式能量效率比其它天线磁感应和弹性波方式要高;弹性波方式透地通信受地层力学特性影响太大,尤其是松散介质层.     

Ka频段卫星通信WPDM传输系统的性能分析

分析了Ka频段卫星通信的信道特性与模型,对基于小波包分复用(wavelet packet division multiplex,WPDM)的Ka频段卫星传输系统进行了研究;并采用支撑长度低的小波函数来降低系统的高峰均功率比(peak to average vatio,PAPR)。仿真结果能和该系统的误码率分析结果很好地吻合,并通过与OFDM(orthogonal frequency division multiplex)系统仿真对比得到在误码率为10-3时可节约3 dB;且显示出支撑长度低的小波函数能有效降低系统峰均功率比,从而提高系统性能。