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。     

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。     

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。     

抗多普勒频移的Ka频段FRFT-OFDM系统及其均衡

针对多普勒频移严重影响Ka频段正交频分复用(orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统传输性能的问题,提出使用分数阶傅里叶变换(fractional Fourier transform,FRFT)的方法.将多普勒频移引入Ka频段移动卫星信道模型,通过选取不同环境...     

卫星通信系统级联编码方式的Labview仿真

随着对卫星通信需求的增加以及卫星新技术的发展,卫星通信向小型化和高频段方向不断发展,工作于Ka频段或者更高频段的卫星通信系统逐步得到发展和逐步使用.该文通过卫星通信系统中不同级联编码在Ka频段信道模型的基础上,对几种级联编码方式进行了分析研究和Labview仿真.表明采用足够深度的内交织级联码系统在高频段上可以获得更低的误码率和更高带宽效率.     

Ka频段卫星通信研究

Ka频段卫星通信扩展通信带宽,提高系统灵活性、可靠性、保密性,无论在现代军事还是民用通信上,都有广泛的应用前景。文章介绍Ka频段卫星通信的发展历史,技术特点以及应用前景,并对我国的Ka频段卫星通信作了一些探讨,提出一些观点。     

28GHz射频解调器设计与实现

针对Ka频段的宽带信号解调给出了基于射频直接解调的高速解调器设计方案。通过六端口直接变频,以及FPGA的并行载波恢复、时钟同步、信道均衡实现Ka频段高速信号解调。测试结果表明,该方案在28 GHz实现了2 400 Mb/s高速信号解调,解调损失小于2 dB。     

Ka频段宽带IDMA卫星传输系统的性能分析

为了解决当前Ka频段宽带卫星接入体制难以克服的技术瓶颈,将交织区分多址接入(IDMA)技术引入宽带卫星通信系统,充分利用IDMA接入方式在低复杂度和高频谱效率等方面的优势,以期在资源受限的卫星系统中获得更高的用户容量和服务质量。结合Ka频段卫星信道特点建立了宽带IDMA卫星系统仿真模型,阐述了其系统容量计算方法及推导了相关的表达式。仿真和分析表明,与传统CDMA方式相比,宽带卫星IDMA传输机制以较低的星上处理复杂度获得通信性能和用户容量的大幅提高,为下一代多业务、高容量、高速率的宽带卫星通信系统提供了一种有价值的参考方案。     

Ka频段宽带交织区多址接入卫星传输系统的性能分析

为了解决当前Ka频段宽带卫星接入体制难以克服的技术瓶颈,将交织区分多址接入(IDMA)技术引入宽带卫星通信系统,充分利用IDMA接入方式在低复杂度和高频谱效率等方面的优势,以期在资源受限的卫星系统中获得更高的用户容量和服务质量。结合Ka频段卫星信道特点建立了宽带IDMA卫星系统仿真模型,阐述了其系统容量计算方法及推导了相关的表达式。仿真和分析表明,与传统CDMA方式相比,宽带卫星IDMA传输机制以较低的星上处理复杂度获得通信性能和用户容量的大幅提高,为下一代多业务、高容量、高速率的宽带卫星通信系统提供了一种有价值的参考方案。     

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．     

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。     

卫星通信中的一种改进LDPC译码算法

在采用LDPC编码的再生转发卫星通信中,取消星上编译码可降低转发器的负载,但地面接收终端的标准MP算法难以精确估计比特后验概率,从而影响LDPC译码器的性能。本文研究地面接收终端精确估计比特后验概率的算法。首先建立再生转发卫星通信模型,分析并给出比特后验概率估计问题产生的原因,然后采用概率论的方法进行理论推导,给出精确估计比特后验概率的算法。Matlab仿真结果表明,在上下行链路载噪比相等、误比特率为10-5时,改进算法可获得0.7 dB的增益。在星上无编译码的再生转发卫星通信中,改进算法可用来提高地面接收机的译码性能。     

VSAT卫星通信准时隙ALOHA-CDMA信道及其性能分析

提出了一种可用于具有大量用户的VSAT卫星通信内向信道的准时隙ALOHA-CDMA接入协议,并给出这种接入协议的信道模型.然后,分析计算了这种信道数据分组成功接收的概率和扩频码间干扰,并对其信道吞吐性能进行分析和仿真.仿真结果表明,这种系统可以显著提高信道吞吐性能和信道利用率.本文提出的准时隙ALOHA-CDMA信道,对于简化组网成本具有现实的意义.     

卫星通信中一种改进的变步长LMS均衡算法研究

针对传统的定步长最小均方误差（fixed step size-least mean square,FSS-LMS）算法不能同时兼顾快速收敛和较小稳态误差,以及变步长最小均方误差（variable step size least mean square,VSS-LMS）算法也不能满足较快的收敛速度和较好的抗噪声性能等问题,提出了一种在Sigmoid函数中引入递减的等比序列,在估计误差的自相关函数基础上,用前后时刻的绝对误差来代替当前时刻的瞬时误差,加强了对步长因子控制的算法。仿真结果表明,在不同的信噪比环境下,提出的算法较其他LMS算法具有收敛速度快、抗噪声性能强和稳态误差小等特点。同时,给出了卫星通信系统的仿真模型,并且将提出的算法应用到了该系统模型的自适应均衡器之中,系统的误码性能有较大的改善。