Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施

雨衰是影响Ku波段卫星通信系统传输质量及系统性能的主要因素之一。介绍了Ku波段卫星通信中雨衰产生的机理及其对信道的影响，并提出了有效减少雨衰对Ku波段卫星通信不利影响的措施。     

Ka波段移动卫星信道的综合模型及误码率分析

在分析Ka波段移动卫星信道的统计特性的基础上，建立了包括多径衰落、阴影遮蔽以及Ka波段所特有的雨衰影响的Ka波段移动卫星信道的综合模型，并进行了系统性能的实验仿真．同时通过理论计算，给出了该信道误码率的理论上限，并与仿真结果进行比较，证明了Ka波段移动卫星信道模型的合理性．该模型为分析系统的性能提供了一个有力的系统平台．     

临近空间Ka频段信道建模

构建了一种临近空间Ka频段小区制覆盖的通信信道模型。首先,讨论了临近空间信道的几何特性,将通信覆盖区域根据不同仰角分为高仰角区、中仰角区和低仰角区;其次,分析了影响信道特性的5种因素:大气吸收衰减、对流层闪烁衰减、云雾衰减、降雨衰减以及地面反射体造成的多径效应,总结出降雨衰减和多径效应对临近空间Ka频段通信信道的影响要远大于其他3种因素;最后,分析了不同仰角情况下,地面反射体、雨衰对信道的影响,并且根据Ka频段静止卫星通信信道在各种天气条件下信号的概率分布参数,对临近空间Ka频段小区制覆盖的通信信道模型进行了仿真,分别给出了不同仰角区的误码率性能仿真曲线。对于临近空间通信平台的开发与研究具有指导意义。     

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。     

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。     

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。     

一种新的Ka频段雨衰预测模型

雨衰的预测与计算是Ka频段卫星通信中的关键问题之一。分析了Ka频段DAH雨衰预测模型,归纳了DAH模型的计算步骤。基于维纳预测思想,提出了一种结构相对简单、计算量较小、易于迭代的新雨衰预测模型,给出了具体算法与步骤。仿真结果表明,新模型在水平、垂直和圆极化方式下具有与DAH模型几乎一致的变化特性,在不同地区也具有一致的预测效果,当阶数为2和3时,新雨衰预测模型与DAH模型最大偏差分别不大于0.065 dB和 0.005 dB。证明提出的新模型有效、算法简单,易于工程化。     

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。     

星地链路雨衰信道动态特性的HIL仿真

为进一步研究自适应传输、功率控制和分集等毫米波频段星地链路的抗雨衰措施,提出了一种雨衰信道硬件在环路HIL(Hardware-in-the-loop)仿真系统的原理与实现方案.讨论了U.C.Fiebig等人提出的基于时间序列发生器原理的雨衰信道动态预测模型,设计并实现了基于MATLAB/SIMULINK软件与FPGA硬件相结合的雨衰信道硬件在环路实时仿真器.在此基础上,对不同降雨衰减条件下的MPSK/MQAM自适应调制抗雨衰措施及误码率性能进行了分析和比较,HIL仿真结果与理论上的预测分析是一致的.这种HIL雨衰信道仿真器可以用于检验卫星通信系统抗雨衰措施的有效性.     

Ka频段自相关雨衰预测模型

针对目前雨衰预测模型在Ka频段雨衰估计中复杂度高、计算量大的问题,提出了一种结构相对简单、计算量较小的自相关雨衰预测模型.该模型首先利用前导雨衰数据之间的自相关性,采用平均误差功率最小的原则计算出模型的参数,然后结合前导数据迭代推算出Ka频段各个频率点的雨衰值.仿真结果表明,不同的前导数据量和预测间隔具有不同的预测精度,在前导数据量为20、预测间隔为0.05 GHz时,新模型的雨衰量预测误差在整个Ka频段均达到10-5dB以下.     

Punctured(2,1,N)系列卷积码的编码及其Viterbi译码的软件实现

给出了由（2，1，N）系列卷积码作为母码产生的punctured卷积码的编码及其Viterbi译码的软件实现方法，从而为各种不同码率的卷积码的编、译码给出了一种通用的实现方法，并且为多级编码分量码的设计提供了条件。     

删除卷积码与MPSK调制

格型编码调制ＴＣＭ把卷积编码和ＰＳＫ或ＱＡＭ调制相结合，在功率有限和带宽有限的信道中能够获得较大的编码增益，中提出了一种将删除型卷积码和ＭＰＳＫ调制结合的方法，使译码的复杂度降低，并在计算机上对具有最大欧几里德距离，信息率ｒ为２／３的删除只编码调制的好码进行了搜索。     

用MSP430实现(2,1,4)卷积码编码及Viterbi译码

介绍了一种利用TI公司的超低功耗单片机MSP430实现由(2,1,4)卷积码生成的最佳增信删余码(Punctured Codes)的编码与其Viterbi译码的技术.首先简要介绍了由(2,1,4)卷积码生成的最佳增信删余码的编码原理与解码方法,其本质上是为了降低码率和冗余信息而牺牲码的性能的一种做法.译码采用了Viterbi算法.本文的目标是尽量用较快的速度、较少的硬件资源达到用单片机来实现卷积码的编码与Viterbi译码.在本文中详细介绍他们的实现方法.     

基于H.264的数据分割和不等差错保护方案

为改善H．264码流在无线信道中传输的误码鲁棒性，提出一种新的数据分割抗误码方案．该方案利用无线信道反馈信息，预测信道丢包率，并判决对视频编码层（VCL）的数据是否进行数据分割．在高误码环境下，采用码率自适应删余卷积码（rate-compatible punctured convolution code）对分割后的数据区进行不等差错保护．仿真表明，算法具有较好的抗误码鲁棒性，有效地降低编码冗余，提高了编码效率．     

Integrated Joint Source-Channel Symbol-by-Symbol Decoding of Variable-Length Codes Using 3-D MAP Sequence Estimation

Most of multimedia schemes employ variable-length codes （VLCs） like Huffman code as core components in obtaining high compression rates. However VLC methods are very sensitive to channel noise. The goal of this paper is to salvage as many data from the damaged packets as possible for higher audiovisual quality. This paper proposes an integrated joint source-channel decoder （I-JSCD） at a symbol-level using three-dimensional （3-D） trellis representation for first-order Markov sources encoded with VLC source code and convolutional channel code. This method combines source code and channel code state-spaces and bit-lengths to construct a two-dimensional （2-D） state-space, and then develops a 3-D trellis and a maximum a-posterior （MAP） algorithm to estimate the source sequence symbol by symbol. Experiment results demonstrate that our method results in significant improvement in decoding performance, it can salvage at least half of （50%） data in any channel error rate, and can provide additional error resilience to VLC stream like image, audio, video stream over high error rate links.     

Joint Source-Channel Bit Allocation Based on Expected End-to-End Distortion Model

An adaptive joint source channel bit allocation method for video communications over error-prone channel is proposed.To protect the bit-streams from the channel bit errors,the rate compatible punctured convolution(RCPC)code is used to produce coding rates varying from 4/5 to 1/2 using the same encoder and the Viterbi decoder.An expected end-to-end distortion model was presented to estimate the distortion introduced in compressed source coding due to quantization and channel bit errors jointly.Based on the p...     

删截Turbo码中交织器和删截方案的综合设计

删截是构造高码率Turbo码的主要方法，删截方案对于删截Turbo码的性能有重要影响。介绍了删截Turbo码的原理，提出了交织器和删截方案相结合的综合设计思想，设计了一种新的交织器以及相应的删截方案，并给出了该交织器的实现算法，仿真结果表明，该综合设计具有优异的性能。     

基于AWGN信道下Turbo码的性能仿真及分析

给出Turbo码在AWGN信道下的仿真系统结构。仿真系统的Turbo编码器由2个相同的分量编码器通过交织器并行级联而成，编、译码器中所用的交织器为随机交织器，SISO译码算法采用Log—MAP算法，通过计算机仿真，对RSC结构、交织器长度、凿孔和循环迭代次数等主要因素进行分析。结果表明：由于Turbo码很好利用迭代译码方法以及香农信道编码定理中的随机性编码译码条件，在AWGN信道的低倍噪比条件下Turbo码能发挥良好性能。     

基于AWGN多次迭代的Turbo码与卷积码性能比较

分析了卷积码及由其发展出的Turbo码的编码原理,给出了这2种编码方法的结构特征和最大后验概率(MAP)的译码算法;分别对卷积码和Turbo码进行仿真,得到在码长1024尽可能多的迭代次数情况下的Turbo码误码率(BER)曲线和采用维特比译码方法的卷积码误码率曲线.通过比较2种编码方法的仿真结果验证了Turbo码编码和译码系统的性能比传统的卷积码系统性能优异的结论,提出并描述了尽可能多次迭代的Turbo码对卷积码在性能上的具体优势.