基于VCM的对地探测卫星数据传输体制分析

针对常规数据传输体制在卫星过境过程中不能充分利用系统链路余量的情况,开展了基于可变编码调制方式的卫星数据传输体制研究。通过分析比较发现,可变编码调制传输体制较常规数据传输体制节约了大量链路余量,使数据传输量提高了35.5%。最后,对可变编码调制传输体制的实现方式给出了建议。     

变速率调制技术在移动通信中的应用

为解决自适应调制在高速数据传输时带宽增加导致的频率资源紧张所带来的一系列问题,本文研究了变速率正交幅度调制(VR2QAM调制)和其中的VR2MQAM调制及其关键技术,即评估信道特性的参数选取、评估参数与调制电平数之间关系式的建立、评估信道特性的算法等。     

Ka频段遥感卫星数据接收系统ACM与VCM性能比较

对Ka频段遥感卫星数据接收系统的自适应编码调制（Adaptive Coding and Modulation,ACM）与可变编码调制（Variable Coding and Modulation,VCM）的传输性能进行了分析比较。根据ITU标准，建立低轨遥感卫星轨道与多个地面接收站之间的链路衰落时间序列。在多轨长时间统计维度的基础上，仿真对比了ACM与VCM的数据传输吞吐量和可用度性能，并对ACM测站环与中心环两种反馈延时环路的性能进行了比较。结果表明，以最大化传输吞吐量为原则，合理设定VCM的链路余量并结合自动重传请求(Automatic Repeat Request,ARQ)技术，可确保VCM比ACM系统传输效率性能下降不大于3〖WT《Times New Roman》〗%〖WTBZ〗；以最大化链路可用度为原则，ACM体制传输效率优于VCM体制；ACM中心环和测站环两种信道状态反馈的方式对系统性能影响差别较小。     

基于脉冲调制的GSM语音信道数据传输方法

针对全球移动通信系统 (GSM) 的安全机制不能实现端到端安全通信问题,提出了一种低复杂度基于脉冲调制的数据传输方案及优化方法。分别设计了基于脉冲位置调制及脉位结合极性调制的类语音信号,给出了基于跳时脉冲的帧同步方法。搭建了基于脉冲调制的GSM语音信道数据传输仿真平台,分析比较了不同调制阶数和不同自适应多速率编码 (AMR) 码率下系统的性能。为了提高系统可靠性,引入卷积码进一步降低了系统误码率。仿真结果表明,4阶脉冲调制最适用于语音信道,所提脉冲调制方法与传统低复杂度频移键控 (FSK) 调制方式误码率近似,但传输速率高,且提出的脉位结合极性调制进一步提高了传输速率,总提高比例达到36%。     

LoRa在电子价签系统中的应用与实现

传统无线局域网组网方式存在通信距离近、功耗高等问题，不能满足大型超市电子价签系统的通信要求。为此，提出一种基于LoRa（Long Range）通信技术的电子价签系统设计方案。采用具备LoRa调制方式的SX1278芯片作为系统LoRa模块的主芯片，以STM32单片机作为网关和节点价签的主控MCU，采用星型拓扑结构组网，并通过对通信过程中信噪比和接收信号强度两个参数值进行融合计算来分析信道状态，以此实现对数据传输速率的自适应调整。经实验测试，该系统通过服务器可经LoRa无线网络稳定传输数据，最终对电子价签显示内容进行更改，并有效提高了通信距离和降低功耗，可满足大型超市的实际需求。     

采用16QAM的GSM/EDGE调制技术

分析了GSM/EDGE信号的8PSK调制方案,在兼容现有GSM/EDGE系统、不改变该系统发送和接收滤波器的基础上,将GSM/EDGE的8PSK调制方式改进为16QAM调制方式,使得在相同的信噪比情况下,每时隙数据速率达到91.2 kbit/s,比现有的EDGE系统每时隙传68.4 kbit/s的传输速率多22.8 kbit,从而提高了数据传输速率,进一步改善了GSM/EDGE系统性能.     

Turbo码的编码调制技术

本文研究了Ｔｕｒｂｏ码与网格编码调制相结合的Ｔｕｒｂｏ码编码调制技术，给出了３种Ｔｕｒｂｏ码与ＴＣＭ相结合的调制方案，并进行了比较。对方案三进行了计算机模拟，从模拟得到的性能曲线表明，其性能要优于传统的采用卷积码的ＴＣＭ调制。     

宽频带低轴比双圆极化频率复用天馈系统设计

分析了影响卫星数据地面接收系统交叉极化鉴别率的主要因素,提出了天馈系统的 体系结构和设计方案。该方案已用于频率复用高码速率遥感卫星数据接收系统工程中,并成 功实现了国内首颗双圆极化频率复用遥感卫星（“资源三号”卫星,数据速率450 Mbit/s× 2）的 数据接收。     

高码率自适应Turbo编译码器的设计与FPGA实现

提出了一种高码率自适应Turbo编译码器的FPGA实现方案。在编码模块中采用特定参数的分组螺旋对称交织器,使编码器能通过删余构造高码率,且能通过相同的结尾比特使两个分量编码器的寄存器状态均归零。在SOVA译码模块中,各状态下路径的累积度量值的并行计算和可靠性值的并行更新使译码速度大大提高。仿真结果表明,该高码率自适应编译码器有良好的误码性能和较高的实用价值。     

一种用于BICM-ID系统的新颖8APSK映射方案

为了能够通过高阶调制信号增加信道容量，提高编码增益和频谱效率，对8阶振幅移相键控(APSK)星座映射方案进行优化。基于欧氏距离设计准则提出一种新颖(2,6)-scheme 8APSK映射方案，并应用于联合准循环构造法构造的低密度奇偶校验(LDPC)(4 599,4 307)码的比特交织编码调制迭代译码（BICM-ID）系统中。信道容量仿真表明，所提方案在高、低信噪比区域都具有非常优越的互信息性能。误码率(BER)性能仿真表明，在BER为10^-7时，联合LDPC(4 599,4 307)码的(2,6)-scheme 8APSK映射方案较(4,4)-scheme 8APSK映射方案、8PSK调制的格雷(Gray)映射、集分割(SP)映射、半集分割(SSP)映射分别提高了约0.45 dB、1.10 dB、1.62 dB、2.13 dB的编码增益。外附信息转移(EXIT)图仿真说明，所提方案能够更早地打开译码通道，从而更早地通过迭代来实现无错译码。     

不同调制方式下高斯信道容量的计算

计算不同调制方式下的信道容量对实际通信系统的信道编译码设计具有重要的理论意义。首先从Shannon信息论出发,介绍了平稳无记忆连续信道与加性白高斯噪声信道容量的定义。接着利用互信息与微分熵的相互关系,推导了几种常用的不同调制方式下高斯信道的容量,并给出了相应的信道容量闭合计算表达式。通过将电力卫星通信信道模拟为高斯信道,对采用无速率信道编码联合不同调制方式的卫星通信进行了数值仿真。仿真结果显示,通过推导得到的闭合表达式计算信道容量,能对实际卫星通信的编码速率、译码启动条件的确定起到很好的理论指导作用。     

应用于无人机测控传输系统的多元LDPC码

针对无人机巡查区域地理环境复杂、信道特性多变、突发衰减严重的问题,设计了一种基于多元低密度奇偶校验(Q-LDPC)码的无人机测控传输系统。为减小置信传播(BP)类译码算法中振荡变量节点引入的错误传播,采用加权因子校正迭代前后的变量信息,从而减小短环对遥测、遥控等中短码字译码性能的影响,提高无人机测控传输系统可靠性。基于突发衰减信道建立系统仿真模型,仿真结果表明,所提方案通过将连续的突发比特错误转换为数量较小的符号错误,能够有效抵御快速衰落,降低误码率,为无人机对地观测提供安全保障。     

Turbo码解码过程中的加权算法

本文通过调整迭代解码过程中系统位接收值的加权系数，提出了一种Turbo码加权迭代解码算法。该算法改变了迭代运算后Turbo码解码器输出软值中系统位接收值信息和它的外部估计信息的比重，使Turbo码无论在低信噪比或是在高信噪比时均具有优良的纠错性能。仿真结果显示，采用Turbo码加权迭代解码算法，不仅能提高Turbo码的收敛速度，而且能进一步降低Turbo码解码时的地板值，使Turbo码的比特误码率在高、低信噪比时都能够得到进一步改善。     

结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案

提出了结构半随机LDPC码，分析了其在不同码率时，编、译码具有兼容性的特性。介绍了基于结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案，给出了这种方案的吞吐量性能封闭解。在AWGN信道和Rayleigh衰落信道下，通过仿真将新方案的性能和随机LDPC码的性能进行了比较，结果显示，结构半随机LDPC码的递增冗余HARQ方案性能接近随机LDPC码，但编、译码更简单，参数选择范围更广。     

多跳分集系统中一种新的基于无比率编码的跨层方案

研究了多跳分集系统中由于链路的不可靠传输直接应用实用网络编码存在差错的扩 散和传播问题。提出了一种新的基于无比率编码的跨层方案,该方案利用无比率编码的纠错 能力及实用网络编码码字随机特性,控制了输入链路的差错扩散和传播。结果表明,在满足 每条链路误包率一定的情况下,该方案获得了较好的差错性能。进一步分析了为了使每条 链路达到给定的误包率,无比率编码在不同信噪比下的冗余。     

一种低迭代次数的极化码置信传播译码算法

针对置信传播（Belief Propagation,BP）译码算法在迭代次数较多时吞吐量和译码时延性能提升受限的问题,提出了一种低迭代次数的极化码BP译码算法,通过采用比特翻转和子信道冻结的方式,降低译码过程中的迭代次数。仿真结果表明,相对于传统极化码BP译码算法（设置最大迭代次数为40次）,所提算法在信噪比为3 dB时可将平均迭代次数减少约53%,处理单元平均计算次数减少约68%。该算法所带来的低时延和低功耗效益可运用在对功耗要求较高的大规模机器类型通信,以及对时延要求较高的超可靠低延迟通信等5G场景下的极化码译码中。     

一种咬尾双二进制Turbo码并行译码方案

针对双二进制Turbo译码使用并行、滑动窗联合译码技术时，其咬尾的编码构造和窗分割导致边界状态值难以获取的问题，提出了一种新咬尾Turbo码并行、滑动窗译码方案——扩展交叠方案。该方案采用了边界状态盲估计和滑动窗状态回溯两种新译码技术。相比于传统的边界状态度量传播方法（又称迭代法），新方法一方面提高了边界状态度量的准确性，从而加快了译码收敛速度，一定程度上减小了高信噪比下的性能损失；另一方面避免了存储前一次译码的迭代度量值，更有利于硬件设计。仿真表明，新方案在64左右的中等窗长下即可消除并行和滑动窗影响，逼近原始无并行无滑动窗译码的性能，且窗长越小，其相较传统迭代法带来的译码性能增益就越明显。该方案具有较好的实用性和应用价值，可以满足5G的高速率、低时延和低存储的数据传输要求。     

基于卫星中继的无人机图像传输系统

基于卫星中继的无人机图像传输系统在遥感图像的传输中有着十分重要的作用。首先讨论了这种系统的应用意义 ,然后提出了一种具体的实现方案 ,对系统中的几个关键部分的设计进行了详细分析。目前的实验成果表明 ,这种基于卫星中继的无人机图像传输系统方案是可行的。     

TDMA信号的宽范围载波同步译码联合迭代处理

针对时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)信号提出了宽范围的载波同步译码联合迭代处理的方案。该方案主要分为三个部分,首先利用TDMA信号的同步码进行数据辅助同步,对信号中的大频偏和相偏进行粗估计和纠正;然后利用线性调频Z变换(Chirp-Z Transform,CZT)算法针对整突发帧进行非数据辅助同步,精确估计和纠正信号的剩余频偏;最后通过利用译码器输出的软信息进行编码辅助同步,多次迭代得到剩余相偏的精确估计,最终实现载波的精确同步并输出译码结果。实验结果表明,所提方案具有同步捕获范围宽、参数估计精度高、译码输出误比特率低等优点,在低信噪比环境下也能表现出优良性能。