卫星协同通信系统模型及其性能研究

协同通信技术是一种具有低复杂度和高分集增益的新兴技术,其在卫星移动通信中的应用可以有效提高系统的性能。文章首先介绍了分集技术的抗衰落性能,给出了MIMO系统的模型及其信道容量分析,然后介绍了协同通信的三种协同方式,最后建立卫星协同通信系统模型,选取下行链路的二星一用户模型并以译码前传方式为例给出了卫星协同通信性能仿真分析以及卫星协同通信研究现状。     

北斗卫星导航系统多进制LDPC编码性能评估

考虑到卫星导航系统传输距离远、落地信号功率低，导航接收机在复杂遮挡环境下可能受到干扰不能正常解调电文，导航电文设计中一般采用纠错编码获取编码增益来提升恶劣环境下的解调性能。随着技术水平的提高，各大系统在现代化升级过程中越来越多地采用性能更优的纠错编码，北斗全球系统现代化信号导航电文将采用多进制LDPC编码。在研究多进制LDPC编译码原理基础上，首次对北斗采用的64进制LDPC进行了软件仿真和硬件实现，对北斗卫星导航系统多进制LDPC编译码性能和实现复杂度进行了仿真分析和试验平台测试，结果表明，多进制LDPC编码方案具有较高的编码增益，相对二进制LDPC有0.4~0.8 dB的优势，对于恶劣环境下的解调性能具有较大改善，该研究可为北斗现代化信号接收终端研发提供参考。     

卫星通信中波束分集及联合TPC编码性能研究

分析研究卫星移动通信系统中上行链路波束分集接收的可行性和性能及联合TPC编码性能。分析了波束交叠、波束增益对多波束卫星通信系统的性能影响,建立了用于多波束分集处理的系统模型;引用基于MGF函数的性能分析方法,针对波束分集的研究,得到了Nakagami-m衰落信道条件下的多波束相干最大比合并(MRC)性能;利用计算机仿真验证算法的有效性,并进一步分析了联合Turbo乘积码(TPC)编码的性能。通过研究表明,在多波束卫星通信中采用分集接收处理不仅完全可行,而且可以有效提高上行链路的性能,降低地面终端的发送功率,解决上行链路发送能力不足的问题,联合TPC编码可以获得进一步的性能增益。     

基于条件矩阵的LDPC码构造及其在MBC系统中的应用

根据流星余迹信道的特点,在分析LDPC编译码算法的基础上,提出在流星余迹通信(MBC)中使用基于条件矩阵的LDPC编码,使其适应流星信道特点,提高系统性能。仿真结果表明,这种LDPC编码较RS码和Mackay随机构造的LDPC编码有更优的性能。     

基于卷积码的协同中继编码性能分析

中继协同可以有效提高通信性能,而中继编码可以进一步发挥其协同作用。文章研究卷积码在一源多中继协同通信系统中的应用。首先介绍基于卷积码的协同中继编码的一般构造方法;然后通过中断概率的性能指标从数学上证明平行信道编码相对于重复编码的好处,推导出二、三个中继的协同通信系统的中断概率表达式,并给出对应的具体实施方案;最后分别对系统的中断概率和误帧率进行仿真。结果表明,基于卷积码的平行信道编码策略不仅能够获得编码增益,同时也能获得分集增益。     

卫星通信新技术专题讲座(三) 第5讲 MIMO传输技术在卫星移动通信系统中的应用

文中讨论了在卫星移动通信环境中应用多输入多输出(MIMO)传输的技术,该技术能够在传输过程中提供复用和分集增益,可以大大提高卫星移动通信系统的传输有效性和可靠性。     

基于Alamouti码的卫星差分协同方案设计与仿真

协同通信是可望在未来移动通信中得到实用的高性能信号传输技术之一。为有效避免协同通信进行实时信道估计比较困难这一难题,提高系统的可实现性,文章针对卫星移动通信的系统结构提出了一种基于Alamouti码的卫星差分协同通信系统方案,并利用Matlab软件对该方案在不同卫星移动衰落信道环境中的性能进行了仿真分析。结果表明,在相同的信道条件下,采用协同方式可大大提高系统的抗衰落能力,而且卫星移动通信的特定系统结构非常适合协同通信的性能发挥,使其接近或达到传统多天线系统的性能。     

低复杂度非规则LDPC码的构造方法

较高的编码复杂度成为非规则LDPC码应用的一个难点。文章从实际应用的角度出发,针对中长码提出了两种低复杂度的非规则LDPC码的构造方法:改进的B IBD和ALDPC,大大降低了编码复杂度。仿真结果表明,构造出的码字比传统的PEG构造方法有一定的性能改善。最后,从非规则码的EX IT图出发,分析了两种构造码子性能的差异。     

一种适用于UHF频段军事卫星通信的高效传输方案

特高频(UHF)频段由于其良好的通信性能,正愈发广泛地应用于军事卫星通信,尤其是卫星移动通信,然而由于该频段信道所受干扰和固有衰落的限制,UHF在卫星通信中的应用并非一帆风顺。如何提高系统通信容量及在干扰环境下的信道可用率是目前UHF频段军事卫星通信发展所面临的主要挑战。文章在分析UHF频段卫星通信特点的基础上,简要介绍了具有良好性能的低密度校验码(LDPC)码和连续相位调制(CPM)方式,并结合UHF频段的卫星信道特点,提出了一种新的发展对策——LDPC+CPM+FH的串行级联通信方案,最后对方案进行了建模和计算机仿真。     

一种基于卷积码的协同网络编码方案

文章研究了一种基于卷积码的协同网络编码方案,由协同通信系统结构确定对应的最优卷积码,然后通过最优卷积码确定协同中继编码。对该方案在瑞利快衰落信道条件下的误码性能进行了仿真,并与理论分集性能曲线进行比较。结果表明,由最优卷积码确定的协同网络编码方案获得了较好的性能增益。另外,由于常用最优卷积码已经确定,因此该方案容易实现。     

LDPC-Coded MIMO-OFDM系统的一种判决反馈信道估计算法

研究了LDPC编码在MIMO-OFDM系统中的应用,提出了基于LDPC编码的MIMO-OFDM系统的一种改进判决反馈信道估计算法,该算法一方面利用多步预测和干扰对消技术改进了判决反馈算法的精度,另一方面利用空时解码后的序列和LDPC译码后的序列进行了两级反馈信道估计。该算法在利用LDPC码优异的低误码性能改善信道估计精度的同时,有效地改进了LDPC帧过长导致时变信道条件下的信道估计不精确的问题。     

多输入多输出系统的自适应传输策略研究

本文研究了单用户MIMO系统中自适应传输策略问题,在完全信道状态信息假设前提下,结合预编码优化设计,提出了一种基于注水方法的联合自适应比特和功率分配算法。算法优化目标是在平均功率约束条件下最大化系统传输速率。相比于空间分集和空分复用方案,所提算法获得了很好的链路性能和传输速率的折衷。仿真结果表明,算法具有较快的收敛速率,显著提高了频谱效率和系统性能。     

基于判决反馈差分检测的差分协同分集系统

差分协同通信系统在平坦瑞利衰落信道下存在着"误码平层"效应。文章在研究判决反馈差分检测(DFDD)对点对点通信性能影响基础上,将DFDD技术应用到差分协同通信系统当中,提出了基于DFDD的差分协同检测方案,通过仿真验证了该方案能有效地降低系统的"误码平层"效应,增强了差分协同分集系统在平坦瑞利衰落信道下的性能。     

MFSK/FFH系统分集合并算法性能对比研究

推导了部分频带干扰最佳干扰系数表达式并进行了仿真验证,描述了多进制频移键控/快跳频(MFSK/FFH)系统、衰落信道和分集合并算法模型,在最坏部分频带干扰和衰落信道下,仿真对比了MFSK/FFH系统采用线性分集合并、限幅线性分集合并、自归一分集合并、排序统计自归一分集合并、乘积分集合并5种分集合并算法时的误码率性能,结果表明:在最坏部分频带干扰和衰落信道下,线性合并性能较差,其他4种算法性能较为相似,Rayleigh衰落信道中排序统计自归一分集合并和乘积分集合并算法性能最优。     

基于规则LDPC码校验矩阵的测试响应压缩方法研究

摘要：针对现有的测试响应压缩方法在未知位处理能力、混淆能力、诊断能力和压缩能力方面只侧重于单一能力的问题,首次将LDPC编码技术应用于测试响应压缩中,提出一种基于规则LDPC码校验矩阵的测试响应压缩方法．通过对上述4种能力进行仿真分析得出,该方法与现有测试响应压缩方法相比整体性能有明显的提升．     

一种用于编队协同的Ad Hoc网络MAC协议

结合无人机编队和卫星编队自组织分布协同应用场景,基于IEEE 802.11无线MAC协议,给出了MAC协议优化算法:S-DCF算法和最小竞争窗口调整算法。每个站点通过S-DCF算法估算当前网络中竞争站点的数目,然后根据最小竞争窗口调整公式调整最小竞争窗口。仿真结果表明,系统吞吐量得到明显提高,时延明显减小。该优化算法对提高和完善编队协同网络的通信性能具有一定意义。     

用于无源雷达的商业无线电信号模糊函数分析

研究了可用于无源雷达照射源的各类商业无线电(广播、电视、移动通信和卫星)信号的模糊函数.首先分析了广播(调幅、调频和数字音频广播)信号、电视(模拟、数字)信号、移动通信(GSM、CDMA)信号和GPS卫星信号的波形特点,然后建立了相应的适于目标探测的信号模型,最后进行了计算机仿真并给出性能比较,为这类信号在无源雷达中的应用提供一定的理论参考.     

星座卫星移动通信系统最新发展及启示

星座卫星移动通信系统是未来卫星通信应用的主要发展方向,凭借卫星固有优势和新技术优势的融合,星座卫星移动通信系统受到了国内外的高度重视和关注。本文从国外和国内两个方面分析了同步轨道和低轨道两类星座卫星移动通信系统的最新发展现状,重点介绍了国外的Inmarsat系统、Starlink系统和国内"天通一号""鸿雁""虹云"系统。结合星座卫星移动通信的应用特点,分析得出低轨道、军民两用、智能通信、低成本及高质量通信是卫星移动通信系统的发展趋势。星座卫星移动通信系统具有巨大的商业通信和军事应用价值,我国必须充分利用长期积累的航空航天和卫星通信技术经验,合理规划利用太空资源,加强星座卫星移动通信系统建设,依托卫星移动通信系统构建"天地一体化"网络,推动信息化建设。     

分集编码FH-PSK的性能分析

影响跳频 FH 通信最严重的因素是衰落和部分频带干扰。本文分析了信道上分别存在衰落与部分频带干扰时分集编码 FH-PSK 调制方式的性能,推导了二者的误码率计算公式,给出了误码率在不同参量时的性能曲线,证明了经过分集与编码处理,FH-PSK 是一种克服衰落与部分频带干扰的有效措施。在与跳频中常用的 FH-IFSK 和 FH-DPSK 进行性能比较后,得出结论:经过一定的技术处理和解决 FH-PSK 的同步问题后,FH-PSK 可成为抗衰落和抗干扰性能较强的实用调制方式。     

战术协同通信中AF和ANC技术抗干扰性能分析

针对复杂战场环境中存在敌方干扰的情形,文章分别考虑中继采用放大转发(AF)和模拟网络编码(ANC)两种方案的抗单音干扰性能。通过分析表明:协同方式可以明显降低干扰造成系统中断性能的"平底效应",协同AF和协同网络编码(CNC)相对非协同方式具有一定的抗干扰性能。固定信干比条件下,CNC比协同AF更适宜传输高速率数据。在固定数据速率时,CNC协议中断性能优于协同AF。