静态随机存储器型可编程门陈列中轨应用可靠性分析

静态随机存储器(SRAM)型可编程门阵列(FPGA)在空间应用面临严重的单粒子效应问题,已有的研究大多集中在GEO和LEO轨道。由于中轨(MEO)卫星的星上大容量信号处理需求日益增长,迫切需要寻求在容量、寿命与可靠性、成本之间折中的有效解决方案,SRAM型FPGA能否满足中轨应用的可靠性需求成为关键问题。基于1/2恒星日回归轨道的中轨应用场景,选取了四款Xilinx FPGA,在日常辐射环境与太阳质子事件相结合的情况下进行了FPGA的可靠性分析,给出了三模冗余与定期刷新容错手段的选取策略;并讨论了对抗太阳质子事件的可行方案。结果表明,即使在最恶劣的辐射环境下,采用三模冗余结合周期刷新的加固手段,商业级FPGA也可达到同宇航级FPGA相当的可靠性水平。     

序列扩频UWB通信系统的Rake接收性能分析

基于一个能较好描述超宽带(UWB)信号传播特性的S-V室内多径传播统计信道模型,对高速序列扩频的UWB系统Rake接收机设计中的若干关键问题进行了详细仿真和分析.结果表明,在该信道下,选择合并Rake(S-Rake)接收机或有限合并Rake(L-Rake)接收机的性能显著优于部分合并Rake(P-Rake)接收机.通过5～10个Rake接收支路的等增益合并(EGC)能够较好地克服符号间干扰(ISI)和码间干扰(ICI),而不需要使用复杂的均衡器.     

高阶调制OFDM的联合似然估计算法

为了估计定时误差、残留频偏和相位噪声干扰,以降低高阶调制的正交频分复用(OFDM)系统中的误码平台,提出一种基于联合似然的估计算法。该算法通过最大化信道冲激响应与这些干扰间的联合似然函数值,分步获得了定时误差、残留频偏、相位噪声以及信道冲激响应的估计值。仿真结果表明,与已有联合估计算法相比,该算法可准确估计信道响应,有效抑制解调输出中的非Gauss干扰,将解调输出的误码平台降低近一个数量级。该方法可有效应用于提高高阶调制OFDM系统的性能。     

Precoded OFDM System for ICI Mitigation over Time-Frequency Selective Fading Channels

In orthogonal frequency-division multiplexing(OFDM)systems,the capability to support high mobility is greatly limited by the intercarrier interference(ICI)caused by time-frequency selective fading channels. This paper presents a precoded OFDM system for ICI mitigation.A precoder is introduced to relieve the ICI by transmitting N-point composite information symbols at twice the subcarrier interval.A Hadamard -matrix-like pilot pattern is used to recover the composite information symbols in a postprocessor...     

全球动态场景下非静止轨道通信星座干扰发生概率和系统可用性

随着非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)卫星系统数量的增加,使用相同频率的NGSO卫星系统之间相互干扰的问题日益凸显。由于NGSO卫星系统干扰场景具有卫星数目众多和相对关系时变等特点,因此针对静止轨道(geostationary orbit,GSO)卫星系统间干扰的传统仿真方法和评价体系不再适用。该文根据国际电信联盟相关的规则和建议,建立了NGSO卫星系统干扰分析数学模型,提出了卫星星座干扰分析的链路夹角概率分析方法;针对NGSO卫星数目众多和时空关系时变等复杂特征给出了全球场景下NGSO全星座干扰分析的方案,提出了星座间产生有害干扰的概率计算方法和星座可用性指标。在实际卫星网络资料的基础上,以OneWeb系统和O3b系统为例,计算了卫星系统间干扰保护的链路夹角限值范围,并给出了全球范围内卫星链路夹角、干扰状态及可用性比例的概率分布结果,为NGSO星座干扰分析提供了一种可参考的手段。     

5G系统对大规模NGSO卫星系统干扰分析等效建模方法

在5G系统和大规模非静止轨道(non-geostationary orbit, NGSO)卫星系统的同频共存场景中, NGSO系统的星座规模大且具有动态时变性, 5G系统基站和用户数量众多, 存在难以确定5G系统实际位置以及干扰计算量较大等问题。本文以5G系统对NGSO系统的干扰为例分析了建模方法, 在对卫星星座建模时, 利用划分星座子空域方法减少干扰计算量, 在对5G系统建模时, 依据聚类方法以及全球城市人口数量, 使5G系统热点区域分布符合城市发展现状, 并利用辐射能量计算方法减少干扰计算量。仿真结果表明, 与传统外推方法对比, 本文方法具有相似的准确度, 并且可以大幅提高计算效率。     

SRAM型FPGA中轨应用可靠性分析

SRAM型FPGA在空间应用面临严重的单粒子效应问题,已有的研究大多集中在GEO和LEO轨道。由于中轨卫星的星上大容量信号处理需求日益增长,迫切需要寻求在容量、寿命与可靠性、成本之间折衷的有效解决方案,SRAM型FPGA能否满足中轨应用的可靠性需求成为关键问题。本文基于1/2恒星日回归轨道的中轨应用场景,选取了四款Xilinx FPGA,在日常辐射环境与太阳质子事件相结合的情况下进行了FPGA的可靠性分析,给出了三模冗余与定期刷新容错手段的选取策略,并讨论了对抗太阳质子事件的可行方案。结果表明,即使在最恶劣的辐射环境下,采用三模冗余结合周期刷新的加固手段,商业级FPGA也可达到同宇航级FPGA相当的可靠性水平。     

低轨卫星网络中的自适应速率网络编码

针对低轨卫星网络星际链路时变性、不可靠性等特点,提出了在低轨卫星网络中进行信息分发的多播卫星网络的自适应速率网络编码方案。首先,构造了多速率静态鲁棒网络编码算法;然后通过对网络容量的估计,实现了自适应速率网络编码。仿真结果表明:自适应速率网络编码提高了信息传递的成功率,所能达到的信息速率远优于固定速率下的网络编码策略,并且很好地逼近了网络的容量极限。     

正交频分多址接入系统的上行载波同步跟踪方法

为了解决上行正交频分多址系统中频率偏差导致多用户干扰和载波间干扰的问题,提出了一种载波同步跟踪方法。该方法使用了时频同步跟踪环路,从数据子载波提取相位误差,并利用频域插值补偿多个用户的估计频偏。该方法只需要一个快速Fourier变换(FFT)单元,降低了系统实现复杂度。仿真结果表明:该方法对不同的子载波分配方式具有鲁棒性,与无频偏系统的理想接收性能相比,误码率性能损失小于0.5 dB。此外,该方法可以在10~20个正交频分复用(OFDM)符号内快速收敛。与传统的导频辅助跟踪方法相比,提高了频谱利用率,抗噪声和抗多径衰落性能有明显改善。     

高阶调制OFDM的联合似然估计算法

为了估计定时误差、残留频偏和相位噪声干扰,以降低高阶调制的正交频分复用(OFDM)系统中的误码平台,提出一种基于联合似然的估计算法。该算法通过最大化信道冲激响应与这些干扰间的联合似然函数值,分步获得了定时误差、残留频偏、相位噪声以及信道冲激响应的估计值。仿真结果表明,与已有联合估计算法相比,该算法可准确估计信道响应,有效抑制解调输出中的非Gauss干扰,将解调输出的误码平台降低近一个数量级。该方法可有效应用于提高高阶调制OFDM系统的性能。