检索结果-内蒙古大学图书馆

东北大学学报（自然科学版） 2019年第6期40卷 807-812页

作者：刘军李国嘉王婧李梓楠东北大学计算机科学与工程学院辽宁沈阳110169 中国人民解放军66389部队北京100095

针对低轨卫星通信轨道高度低、运动速度快、切换频繁的特点以及业务类型和用户类型逐渐丰富的发展趋势,提出高业务量下基于差分进化算法的自适应信道预留策略,动态调整信道预留数目,保证高优先级用户的及时接入;低业务量时提出非预留信... 详细信息

针对低轨卫星通信轨道高度低、运动速度快、切换频繁的特点以及业务类型和用户类型逐渐丰富的发展趋势,提出高业务量下基于差分进化算法的自适应信道预留策略,动态调整信道预留数目,保证高优先级用户的及时接入;低业务量时提出非预留信道分配方案,满足高优先级用户的理想带宽需求,充分利用系统的信道资源.小区信道全部被占用时,提出增强型排队策略,令暂时无法接入的用户加入排队序列,根据综合优先级依次接入,进一步提升用户体验和系统整体性能.实验证明,该方案可有效提高系统资源利用率,保障各类用户的体验,使系统整体服务质量更佳.

关键词：低轨卫星通信信道预留非预留信道分配增强型排队

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面向低轨卫星通信的K波段LTCC多通道集成接收前端模块

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电子学报 2022年第6期50卷 1389-1398页

作者：徐仲麟吴林晟佘胜团吴毓英毛军发叶雯燚高速电子系统设计与电磁兼容教育部重点实验室(上海交通大学) 上海201100 广州润芯信息技术有限公司广东广州510700 上海航天电子通讯设备研究所上海201100

本文面向低轨卫星通信,研制了一款基于多层低温共烧陶瓷(Law Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)工艺的K波段四通道集成接收前端模块.该集成前端模块工作频段为17.7~20.2 GHz,腔体内集成了低噪声放大器、6位移相器、5位衰减器、串并... 详细信息

本文面向低轨卫星通信,研制了一款基于多层低温共烧陶瓷(Law Temperature Co-fired Ceramics,LTCC)工艺的K波段四通道集成接收前端模块.该集成前端模块工作频段为17.7~20.2 GHz,腔体内集成了低噪声放大器、6位移相器、5位衰减器、串并转换器等MMIC芯片和多层陶瓷电容,功率合成器和低通滤波器等无源器件嵌入多层基板中,整体尺寸为28×28×1.35 mm3.每个通道的带内测试增益大于31.5 dB,噪声系数为1.7~1.9 dB,对28~30 GHz的发射频段具有大于61.5 dBc的抑制度,相位控制误差为4.7°,幅度控制误差为1 dB.该设计具有集成度高、增益高、抑制度高、噪声低等突出优点.

关键词：低温共烧陶瓷工艺集成接收前端模块低轨卫星通信

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低轨卫星通信接入与切换策略研究

低轨卫星通信接入与切换策略研究

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作者：黄飞电子科技大学

学位级别：博士

卫星通信系统是实现全球个人通信的重要组成部分，其中低轨卫星通信系统以其全球覆盖、低传输时延、低功耗、抗毁性强等优点而具有广阔的发展前景，并将在未来的个人通信领域中发挥重要作用。然而，为促进低轨卫星通信系统的全面应用，... 详细信息

卫星通信系统是实现全球个人通信的重要组成部分，其中低轨卫星通信系统以其全球覆盖、低传输时延、低功耗、抗毁性强等优点而具有广阔的发展前景，并将在未来的个人通信领域中发挥重要作用。然而，为促进低轨卫星通信系统的全面应用，依然还存在一些关键问题需要研究。首先，在低轨卫星通信系统中存在着多星覆盖情况，按照何种准则选定接入卫星是接入策略要解决的重要问题。接入策略的好坏直接影响到呼叫阻塞率、切换开销以及系统信道利用率等系统性能。其次，低轨卫星通信系统大都采用多波束天线，通常存在着十分频繁的波束间切换。这种切换过程引发的突然掉话让人不能接受，因此这需要系统采用某种切换策略以优化系统性能。再次，随着Internet中交互式多媒体业务量迅速增加，人们对低轨卫星多媒体通信的需求日益迫切。然而目前的策略大多针对单一的话音业务，还很难适应多媒体通信的需求。本文针对上述问题，开展了如下研究：第一章回顾了卫星通信的发展概况和关键技术，着重分析了低轨卫星通信系统接入和切换策略国内外研究现状，并引出本文的主要动机和工作亮点。第二章对低轨卫星通信接入和切换做了系统阐述和建模。本章引入低轨卫星通信覆盖模型和低轨卫星通信用户多媒体业务量模型，给出低轨卫星通信系统的主要参数，讨论了低轨卫星通信的切换过程，比较了低轨卫星通信的信道分配方式以及低轨卫星通信主要的三种接入和切换策略。特别地，本章对低轨卫星通信接入与切换进行了深入分析，为后续章节的系统研究提供了理论基础。第三章讨论了低轨卫星通信多星覆盖下卫星接入和切换策略。本章首先提出了综合加权策略，在以往的研究中大都仅考虑全球话务均匀分布时多星覆盖下的卫星接入系统性能，然而均匀模型无法客观地反映出真实的网络环境，因为实际全球业务差异很大，分布并非均匀。为了更好地描述实际的全球业务，研究了非均匀分布全球话务密度模型下综合加权策略的系统性能，并在简单综合加权策略的基础上建立模型分析了各个地区具有不同最小仰角时综合加权策略对低轨卫星通信系统的影响，提出在不同的区域中设置不同的卫星仰角来改善综合加权策略。我们讨论了综合加权策略中加权系数对新呼叫阻塞率和强制中断率的影响，及其对强制中断率、切换请求到达率和平均仰角这三项系统性能的综合影响，并根据系统设计需要利用遗传算方法对综合加权策略中加权系数进行优化，以达到系统总体性能最优。最后，我们根据卫星多媒体通信的业务特点，针对实时和非实时业务分别采用不同的接入策略，对这两种降低强制中断率的方法在非均匀分布全球话务密度模型下进行了仿真分析。结果表明在高负载情况下，较小的信道预留(如1％)不但对新呼叫阻塞率的影响较小，而且还能较大地降低实时业务的强制中断率，同时非实时业务也可通过暂时等待然后再选择卫星的方式降低其强制中断率。第四章研究了低轨卫星通信动态预留接入策略与自适应动态信道分配问题。目前已有的低轨卫星动态预留接入策略多数只适用于单一的话音业务，同时它们还要求掌握用户的位置信息导致较大的系统开销。为了更好地支持低轨卫星多媒体通信波束间接入，我们提出了基于概率自适应动态预留接入策略，其特点包括：(1)对实时业务切换请求以概率进行信道预留，同时这种预留概率随用户的剩余切换时间和切换概率自适应变化；(2)对新呼叫以一定概率接入系统，接入概率随用户移动性和系统信道使用率自适应调整，同时用户接入系统时所分配的信道数根据系统信道使用率进行自适应分配。(3)引入计时器机制使系统决策不再需要获知用户的位置信息，从而降低开销。仿真结果表明基于概率自适应动态预留策略，能降低实时业务切换失败率，并能获得较高的信道利用率。此外，我们还提出了自适应动态信道分配策略，在动态信道分配的代价函数计算中考虑了邻区信道负荷和终端移动性对代价函数的影响，因此获得了更高信道资源使用效率。仿真结果表明自适应动态信道分配策略的系统性能优于业务量相关动态信道分配和预留策略。第五章讨论了低轨卫星多媒体通信信道借用接入和切换策略。在低轨卫星多媒体通信中，非实时业务(特别是数据业务)对最小带宽和传输时延的要求并不严格。因此，可以通过减少非实时业务所占信道数，增加其传输时延，来降低实时业务切换失败率。在这种思想引导下，提出了信道借用接入和切换策略，并参照典型低轨卫星通信系统的参数对新呼叫阻塞率、切换失败率和信道利用率进行仿真分析，然后讨论了信道借用接入策略对非实时业务的公平性影响。仿真结果表明信道借用策略中选取最小剩余逗留时间策略，一方面最大程度地保证了非实时业务的公平性，另一方面也获得了优异的系统性能。我们还引入效用来衡量不同用户对带宽需求的满意程度，提出基于效用函数的信道借用接入和切换策略。这种策略以效用函数斜率和点波束内剩余逗留时间的乘积作为信道借用的依据，在处理

关键词：低轨卫星通信接入策略多媒体通信服务质量

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多普勒频移对低轨卫星通信抗干扰的影响

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电波科学学报 2004年第4期19卷 496-499页

作者：王海江杨琳杨晓波梁旭文电子科技大学中科院上海小卫星工程部上海200050

低轨卫星具有多普勒频移大的特点。对存在同频段干扰情况下 ,卫星信号和干扰信号的多普勒频移的规律及其对抗干扰性能的影响进行了分析。结果表明 ,当卫星运行至地面终端和干扰源之间时 ,卫星有用信号和干扰信号的相对频移尤其大。

关键词：多普勒频移低轨卫星通信抗干扰自适应陷波

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低轨卫星通信高动态链路抗干扰技术研究

低轨卫星通信高动态链路抗干扰技术研究

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作者：刘洁中国科学院大学

学位级别：博士

低轨小卫星系统具有小型化、成本低、研制周期短、易于组网等特点，在国民经济与国防建设中有日益广泛的应用前景。但是低轨卫星信道带内存在各种有意或无意的干扰，这些干扰会降低通信质量甚至阻断通信，需要通信接收机前端采取措施加... 详细信息

低轨小卫星系统具有小型化、成本低、研制周期短、易于组网等特点，在国民经济与国防建设中有日益广泛的应用前景。但是低轨卫星信道带内存在各种有意或无意的干扰，这些干扰会降低通信质量甚至阻断通信，需要通信接收机前端采取措施加以抑制;另一方面，低轨卫星通信上行链路具有接收信号信噪比低，存在多普勒频偏以及有用信号来向快变等高动态特点，同时星上资源与处理能力有限，运行复杂度高的算法会降低抗干扰处理的实时性，这些因素给星上抗干扰带来了诸多不便。本文以此为背景，研究了适于星上对抗压制式干扰的能应对高动态环境下的低复杂度自适应抗干扰算法。\n 本文的研究内容主要有:\n 1、建立了频域和空时域抗干扰算法的接收信号模型，分析了频域算法和空时域处理算法的特点，频域算法在DFT变换域对接收信号进行处理，实现方法简单，且较为成熟，但只能去除单音和窄带干扰，对宽带干扰出现性能恶化;空时域抗干扰算法空域和时域的联合域对接收信号滤波，可以去除窄带、宽带多种类型干扰，但计算复杂度高，并且对信号导向矢量失配敏感，在低轨卫星星上应用时难以保证实时性。\n 2、为了使星上设备具备对多种干扰的抑制能力，同时提高算法的稳健性和降低算法复杂度，研究了空时处理抗干扰算法在星上的应用问题。针对星上有用信号来向变化迅速以及星上处理能力有限的问题，提出了基于最差性能优化的自适应权值更新算法。给出了算法实现流程，权值更新策略以及鲁棒系数的计算方法。仿真结果表明，算法能够同时抑制多种类型干扰，并且在保证输出性能的前提下降低了计算复杂度，减轻了星上运算负担。同时，算法也能够应对多径干扰，但是在存在导向矢量估计误差时，性能会出现下降。\n 3、为了解决基于最差性能优化的自适应权值更新算法应对导向矢量估计误差的稳健性问题，研究了基于概率约束的稳健波束形成原理，并在此基础上提出了基于概率约束的自适应权值更新算法。分析了基于概率约束的稳健波束形成算法和基于最差性能优化的稳健波束形成算法的等效性，在此基础上推导得出了基于概率约束的自适应权值更新算法的鲁棒系数计算方法。仿真结果表明，基于概率约束的自适应权值更新算法具有较好的干扰抑制性能以及较低运算量，同时也能够应对多径干扰以及导向矢量估计误差，但需要估计误差的均值以及方差作为先验条件。\n 4、深入研究了基于重叠加窗DFT的频域抗干扰算法原理和基于重叠变换的变换域抗干扰算法原理，给出了整体结构框图，并详细说明了各个模块的工作原理。分析了重叠加窗的算法原理，以及各种干扰检测和消除算法，并对比了频域和变换域抗干扰方法的不同之处。仿真结果表明，频域抗干扰算法对单音、窄带干扰可提供至少50dB的抑制能力，当干扰带宽超过总带宽的40％时则会出现性能恶化，而基于重叠变换的变换域抗干扰算法抗干扰性能与频域抗干扰算法接近，运算量则节省了近一半。\n 5、基于频域抗干扰算法和阵列天线抗干扰算法的研究，提出了基于空间频谱扫描估计的自适应空时频域综合抗干扰算法，适用于信号来向或者干扰环境多变的场景，算法通过在信号来向为中心的一定角度范围进行Capon空间频谱估计，从而判定通信主瓣内是否存在干扰，如果存在干扰则对信号做频域抗干扰处理，反之则直接进行空时域抗干扰处理，通过这种方法解决了主瓣内窄带干扰的对抗问题，仿真结果表明，相比于单纯的空时域抗干扰方法，这种综合抗干扰的形式将主瓣范围内存在干扰时的输出信干噪比提高了至少15dB。\n 综上所述，本文对高动态链路环境下的低轨卫星通信抗干扰技术进行了深入的理论研究与仿真验证，其结果可为实际的工程应用提供良好的理论支撑与方法指导。

关键词：低轨卫星通信高动态链路抗干扰算法

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低轨卫星通信信道滤波技术研究

低轨卫星通信信道滤波技术研究

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作者：赵靖宇杭州电子科技大学

学位级别：硕士

低轨卫星通信作为卫星通信网络的核心部分,由于其低延时、低损耗、覆盖区域大、优质星间链路、星座部署经济灵活等特性,成为通信领域的研究热点,是5G-A/6G系统研发的关键技术之一。针对星地链路中终端多业务并发和不等带宽通信困难的技... 详细信息

低轨卫星通信作为卫星通信网络的核心部分,由于其低延时、低损耗、覆盖区域大、优质星间链路、星座部署经济灵活等特性,成为通信领域的研究热点,是5G-A/6G系统研发的关键技术之一。针对星地链路中终端多业务并发和不等带宽通信困难的技术问题,本文基于多速率数字信道化技术展开研究,设计了适用于信道滤波的不等带宽多信道滤波器,在保证系统功能和性能指标良好的同时,实现信道频谱资源的灵活分配。本文主要工作及成果如下: （1）采用窗函数设计法结合迭代运算,设计了满足多信道滤波系统需求的原型滤波器。基于DFT调制滤波器组,构造了等带宽多信道滤波器。对非均匀滤波器组中的子带合并法和全通变换法进行了仿真分析,设计了不等带宽多信道滤波器,仿真得到其重构误差约为10-6,具备近似精确重构特性。通过整合多相分解技术,提出了一种适用于FPGA设计的优化结构,有效降低了结构复杂度。（2）在不等带宽多信道滤波器的设计基础上搭建低轨卫星通信反向链路模型,通过仿真验证系统误比特性能。测试了不同调制方式、信号带宽以及邻道信号干扰对系统误比特性能的影响,仿真结果表明,不等带宽多信道滤波器能够近似精确重构QPSK,8BPSK,8PSK信号,且几乎不受测试信号带宽以及邻道信号干扰的影响,能够满足低轨卫星通信需求。（3）完成了不等带宽多信道滤波器的FPGA设计及实现,采用高度并行的结构设计和模块化的设计思路,对系统进行模块划分。在Xilinx Vivado2022.1仿真平台上采用xc7vx690tffg1761-1芯片进行设计,完成各个子模块的FPGA设计与功能仿真,仿真结果表明该设计所占用的FPGA资源较少,体现了结构优化的高效性。

关键词：低轨卫星通信不等带宽多信道滤波 DFT调制滤波器组 FPGA

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低轨卫星通信中的Polar码构造方法研究

低轨卫星通信中的Polar码构造方法研究

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作者：江妮娜华中科技大学

学位级别：硕士

低轨卫星通信在通信领域具有重要意义和广阔应用前景。本文重点研究了Polar码在低轨卫星通信中的性能,并在块衰落信道下提出了改进的极化重量构造算法,具有重要的理论与实际意义。本文根据信道传输特性随时间变化的快慢程度,将低轨卫星... 详细信息

低轨卫星通信在通信领域具有重要意义和广阔应用前景。本文重点研究了Polar码在低轨卫星通信中的性能,并在块衰落信道下提出了改进的极化重量构造算法,具有重要的理论与实际意义。本文根据信道传输特性随时间变化的快慢程度,将低轨卫星信道分为信道缓慢变化、固定周期缓慢变化和快速变化三种情况并分别建模为高斯信道、块衰落信道和Corazza信道。同时,在介绍了Polar码的基本原理和编译码算法的基础上,研究了Polar码的构造算法。在块衰落信道下,本文将衰落系数的作用看成是“衰落极化”的过程,提出了改进的极化重量构造算法,提升了Polar码在块衰落信道下的性能。之后,为研究Polar码在低轨卫星通信中的性能,本文分别在高斯信道、块衰落信道和Corazza信道下仿真对比了两组Polar码和CCSDS建议的LDPC码的性能,分别为(2048,1024)Polar码和(2048,1024)LDPC码以及(8192,7168)Polar码和(8176,7154)LDPC码。仿真结果表明,在三种信道情况下,码长为8192、码率为7/8的Polar码性能不如LDPC码,而码长为2048、码率为1/2的Polar码相比LDPC码则有一定的性能增益。由此可见,在中等码长和码率的情况下,将Polar码应用于低轨卫星通信中能够获得一定的性能增益,且其编译码复杂度较低,故Polar码在低轨卫星通信中具有广阔的应用前景。

关键词：信道编码低轨卫星通信 LDPC码 Polar码极化重量构造

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低轨卫星通信中的LTE下行同步FPGA设计

低轨卫星通信中的LTE下行同步FPGA设计

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作者：王晗西安电子科技大学

学位级别：硕士

在宽带移动网络高速发展的推动下,实现能够覆盖全球的宽带通信系统势在必行。地面LTE可以为人们提供高质量的通信服务,但是因为部署难度,一些偏远地区的用户还无法享受LTE服务,而低轨卫星通信服务具有覆盖全球各地的优势,因此低轨卫星... 详细信息

在宽带移动网络高速发展的推动下,实现能够覆盖全球的宽带通信系统势在必行。地面LTE可以为人们提供高质量的通信服务,但是因为部署难度,一些偏远地区的用户还无法享受LTE服务,而低轨卫星通信服务具有覆盖全球各地的优势,因此低轨卫星通信和LTE的融合是目前的研究热点。但是将地面LTE技术应用到低轨卫星通信中也会面临很多困难,卫星信道的大频偏、低信噪比等特点会对信号的正确接收产生很大影响。在LTE系统中,基站发送信号的定时和频偏估计是在下行同步过程中完成的,本文主要针对低轨卫星信通信环境中的LTE下行同步方案进行研究,并对方案进行了FPGA设计和实现。论文首先阐述了低轨卫星通信、LTE通信以及下行同步算法与实现的研究现状和意义,介绍了LTE系统的一些相关技术。接下来,论文对下行同步过程中定时估计、整数倍和小数倍频偏估计、循环前缀(Cyclic Prefix,CP)类型检测和辅助同步信号(Secondary Synchronization Signal,SSS)检测的相关算法在典型的卫星信道模型下进行了仿真、对比和分析,给出了一套能够满足低轨卫星通信要求的LTE下行同步方案。其中定时估计使用性能优异且复杂度较低的AHC(Almost Half Complexity)算法,它的定时估计周期是5ms,能够跟上卫星通信时延的变化。同时,为了避免卫星信道中大频偏对定时位置的影响,采用定时和整数倍频偏联合估计的方法,增强了算法的性能,仿真结果表明,该方法对于30KHz以内的频偏都能准确估计。CP检测和小数倍频偏估计选用M点滑动自相关算法,SSS检测选用一般相干检测算法,仿真结果表明,这两种算法在低信噪比的条件下也有较好的检测性能,可以满足卫星通信的需要。然后基于给出的下行同步方案,使用Verilog语言设计与实现了卫星通信中的LTE下行同步模块。整个FPGA设计分为数据与时序控制、缓存、滑动控制、PSS检测、CP检测、频偏补偿、定时调整、正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)解调和SSS检测共9个模块。在实现过程中,利用SSS序列的性质将乘法运算转换为异或运算实现了SSS解扰的简化;把PSS检测和CP检测中相似的运算流程进行时间上的复用避免了硬件资源的浪费。接着搭建验证平台对所设计的FPGA下行同步模块功能进行了正确性验证。最后,基于Xilinx的XZCU2EGS芯片对FPGA下行同步模块进行了电路综合,结果表明,主要的硬件资源消耗在20%以内,最大工作时钟为183.15MHz,能够满足下行同步的实时性要求。

关键词： LTE 低轨卫星通信下行同步 FPGA

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低轨卫星通信频谱侦收系统的研究与实现

低轨卫星通信频谱侦收系统的研究与实现

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作者：申皓文西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着无线通信技术和互联网的飞速发展,卫星通信领域也在迎来产业和技术的变革,星地5G融合,空天地海一体化,人工智能卫星通信等未来发展趋势使得卫星通信技术将在更多领域发挥更加重要的作用,特别是近些年全球低轨卫星通信系统发展迅速,... 详细信息

随着无线通信技术和互联网的飞速发展,卫星通信领域也在迎来产业和技术的变革,星地5G融合,空天地海一体化,人工智能卫星通信等未来发展趋势使得卫星通信技术将在更多领域发挥更加重要的作用,特别是近些年全球低轨卫星通信系统发展迅速,轨道资源和频率资源竞争日益激烈,国内在卫星通信领域的关键技术上与国外先进水平有着不小的差距,为了在全球卫星通信领域的激烈角逐中有足够的竞争力,对掠过我国上空的低轨卫星通信信号进行监测和侦收,需要建立有效的卫星通信信号频谱侦收系统,目前的卫星信号频谱侦收系统多依赖人力观测,监测效率低且功能受限,侦收系统中信号的参数认知算法也存在复杂度高,精度低,受频偏影响等问题。针对目前存在的问题,本文设计了基于软件无线电平台的低轨卫星通信频谱侦收系统,深入研究了频谱侦收系统中的关键算法,最终实现了该频谱侦收系统并对其进行了测试。本文研究的卫星信号频谱侦收系统中的关键算法包括了信号的载波频率估计算法、信号符号速率的估计算法、信号调制方式的自动分类算法以及信号信噪比的估计算法。载波频率的估计算法中研究了现有的质心探测法,瞬时相位法和极值法,针对现有算法估计精度低的问题,提出了基于小波变换的估计算法和改进的极值法,提高了载波频率估计算法的估计精度。符号速率估计算法中研究了现有的延迟相乘法,小波变换估计法,循环谱密度估计法以及矢量速率估计法,分析了它们的估计性能以及抗频偏性,针对现有算法受频偏影响大,估计精度低,复杂度高等缺陷,对矢量速率法进行了改进,进一步提升了算法在低信噪比下的估计精度。调制方式分类算法中,研究了基于联合特征参数的分类识别算法,讨论了瞬时特征,高阶累积量和准高次方离散谱三种特征参数,基于它们设计了基于联合特征参数的决策树识别分类规则,在Eb/N0为4d B以上时平均能达到97%以上的识别概率。信噪比估计算法中研究了两种无需辅助数据的估计算法,二阶-四阶矩估计法和基于子空间分解的估计法,通过仿真得知子空间分解法不仅有更优秀的估计性能且适用于恒包络和非恒包络调制的信号,更适用于频谱侦收系统。卫星信号频谱侦收系统的具体实现中使用了软件无线电平台USRP X310监测采集卫星信号,使用Lab VIEW开发环境开发软件客户端,实现了侦收系统中的关键算法,满足了预期功能需求。

关键词：低轨卫星通信软件无线电频谱侦收系统参数认知算法

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低轨卫星通信LDPC码编译码算法研究

低轨卫星通信LDPC码编译码算法研究

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作者：吴文懿哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

低轨卫星通信系统作为目前最有前途的卫星移动通信系统,具有延时小,路径损耗低,覆盖范围广等优点,是未来全球个人通信的重要发展方向。低轨卫星信道属于开放性信道,在噪声和干扰的影响下,信号会产生畸变并最终导致误码率性能恶化。在卫... 详细信息

低轨卫星通信系统作为目前最有前途的卫星移动通信系统,具有延时小,路径损耗低,覆盖范围广等优点,是未来全球个人通信的重要发展方向。低轨卫星信道属于开放性信道,在噪声和干扰的影响下,信号会产生畸变并最终导致误码率性能恶化。在卫星通信中,一般会采用信道编码进行纠错,以改善误码率性能。低密度奇偶校验码(LDPC)码作为一种新兴的信道编码,在保持高编码效率的同时,还能够提供高额的编码增益,非常适合低轨卫星通信。低轨卫星通信与地面通信不同,低轨卫星过顶时间短,有效通信时间有限,对编码速度有一定要求。低轨卫星一般是小卫星,星上硬件资源十分有限,也要求编码和译码的复杂度不宜过高。然而,LDPC码编译码算法大都有着较高的复杂度,这限制了LDPC码在低轨卫星中的应用。本课题在现有LDPC码的基础之上,提出低复杂度的编译码算法,使LDPC码更适合低轨卫星通信。针对低轨卫星通信时间短、星上硬件资源有限的特点,提出了低运算复杂度的LDPC编译码算法。(8176,7154)LDPC码的生成矩阵校验位部分密度很高,编码过程中需要进行大量加法运算。本课题通过对校验矩阵的子循环矩阵调整,使生成矩阵的校验位部分稀疏化,将编码过程中的运算量降低。仿真结果显示,新编码的误码率性能损失不大。传统的译码算法在译码失败时,需要运行到最大迭代次数才能够退出。本课题提出提前停止迭代的算法,在迭代过程中判断译码是否成功,并在失败时提前退出。本课题在对数域译码算法上采用了一种改良算法,将校验节点更新过程中的乘法运算,一比一地转化为加法和量化运算,减小了译码算法硬件实现的复杂度。低轨卫星通信环境复杂,除噪声外还存在莱斯衰落与多普勒频移的干扰。本课题在低轨卫星通信仿真系统中模拟这些干扰因素,测试其对LDPC码的编译码算法的性能影响。经过大量仿真测试,证明本课题中的提出的算法能够在低轨卫星通信环境下工作,并得出了算法在莱斯衰落和多普勒频移影响下的性能极限,对于LDPC码在低轨卫星中的应用有着实际意义。

关键词：信道编码低轨卫星通信 LDPC码停止迭代置信传播

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