多波束宽带卫星广播系统的自适应功率分配

随着互联网和宽带通信需求的不断增长,未来的多波束宽带卫星系统将主要工作在Ka频段或更高频段,在这些高频段下,时变的天气和降雨是影响系统性能的主要因素。针对这一问题,提出了基于公平性指标的启发式多波束动态功率分配方法,并采用了波束用户分群方法降低算法的计算复杂度,从而能实现系统性能和复杂性之间的交换。仿真结果表明,相比于传统的静态功率分配算法,提出的算法可以在雨衰环境下服务更多的用户,实现更高的功率效率;另一方面,算法也明显提高了系统资源分配的公平性。     

CDMA移动通信系统预多波束工作方式

从分析阵列天线的信号环境出发，本文给出了一种实用于ＣＤＭＡ移动通信和 预多波束工作方式，与阵元空间的自适应工作方式相比，顶多波束工作方式尽管有一些性能损失，但对变化环境有很快的响应速度、很好的抗毁性和可实现性，对和有一些性能损失，但对变化环境有很快的响应速度、很好的抗毁性和可实现性，对已有移动通信系统影响也很小。通过智能算法可以改变波束宽度的参数，达到平衡业务、控制切换边界的目标，依靠上行链路的方     

中继卫星SMA系统反向链路多波束形成技术

对中继卫星SMA(S频段多址)反向链路多波束形成开环数字波束形成算法（DBF）、3种闭环自 适 应数字波束形成算法进行了分析,通过试验验证了开环波束形成算法和闭环波束自适应 形成算法的可行性。试验结果表明,在飞行器捕获、跟踪的不同阶段,采用开环波束形成与 自 适应波束形成相结合是SMA反向链路波束形成的最优方式。     

一种卫星多波束中的波束选择构架及实现方法

为了以少量卫星载荷设备在广阔的服务区内提供高增益的通信链路,针对多波束通信卫星提出了一种星上收发波束选择的载荷构架及其实现方法。载荷构架分为波束分组与选择模块,实现方法则利用了收发无源设备的频率响应。通过控制前后端有源设备的混频本振,使上行接收波束和下行发射波束能够工作于多波束天线覆盖区内的任意位置。通过波束指向轮循,以低于波束数量的转发器实现了卫星在广大覆盖区内的高增益通信。分析结果表明,相比同样波束规模的多波束卫星,采用所提载荷架构的多波束卫星能够大幅降低载荷重量、功耗及热耗,提高转发器使用效率;相比同样承载规模的多波束卫星,能够大幅提高每个波束的传输性能及整星的吞吐量。     

MIMO BC中新的TH预编码方法

针对多用户MIMO广播信道下预编码技术提出了发射端配置两根天线的改进T H预编码方案。该方法突破了传统TH预编码方案发射天线与接收天线数量的限制,并且得到 了很好的分集和复用增益。仿真结果表明,所提算法在容量上接近理论容量界,且当误码率 为10-2时,所提方案相比单天线THP有9 dB的增益。     

一种新的卫星智能天线自适应波束形成算法“

基于遗传算法提出了一种用于卫星智能天线的自适应波束形成算法,在遗传算法的变异操作中使用双变异概率,并将其与最优保留策略和内插交叉算子结合在一起使用,以此来克服传统遗传算法的早熟收敛问题,提高全局收敛能力和可靠性.仿真结果表明,提出的自适应波束形成算法具有良好的收敛性和抗干扰性能,可抵抗卫星通信系统中干扰信号的影响.     

DSP在卫星测控多波束系统中的应用

本文介绍了卫星测控多波束系统DSP模块的设计以及功能实现,在DSP模块的设计中使用了两片TigerSHARCDSP芯片并行连接,在500ms内完成测向和波束合成权值的计算。高性能的DSP芯片和优越的阵列信号处理算法保证信号能够得到及时准确的处理,满足了系统的需求。     

抑制小区间干扰的改进信漏噪比预编码方法

针对下行多用户MIMO系统在多小区环境中系统性能下降的问题,在传统信漏噪比（SLNR）预 编码基 础上,提出在接收端采用白化滤波器抑制干扰,发射端考虑邻小区干扰加噪声协方差矩阵的 预编码方法,消除用户间干扰的同时能很好地抑制小区间干扰,改善系统性能。仿真结果表 明,改进算法在最大化新定义的等效信漏噪比的过程中,由于引入的等效信道考虑了小区间 干扰,相对于传统算法,可明显提高系统容量。     

UFMC系统在多径衰落信道中的干扰消除

通用滤波多载波(UFMC)是5G通信系统中的关键技术,能够降低带外泄露。但是在多径衰落信道下UFMC系统会受到符号间干扰（ISI）和多普勒效应产生的载波频率偏差的影响,从而使系统的性能下降。为了消除系统中的干扰,提出了一种迭代最大似然算法。该方法主要通过迭代最大似然算法（ML）计算出载波频率偏差,把估计出的结果作为初始值并运用迭代的方法得到最终的载波频率偏差,当达到收敛区间时,迭代结束;最后利用相位旋转的概念补偿载波频率偏差并运用最小二乘算法更新信道响应信息,减少该系统干扰。仿真结果表明,在信噪比大于10 dB时,随着信噪比的增大,算法能够有效地抑制系统中的干扰,提高UFMC系统的性能。     

一种MIMO中继系统的自适应自干扰消除方法

为节省频率资源,全双工中继一般采用相同的频率接收和发射信号。由于收发天线之间无法充分隔离,接收天线容易受到自身发射天线的回波干扰。针对宽带全双工多输入多输出（MIMO）中继的自干扰问题,提出了一种基于梯度下降自适应算法的自干扰消除方法。该方法利用中继反馈的已知信号进行自干扰信道估计,并产生一个对自干扰信号的估计信号,从而在接收端将干扰抑制。仿真结果表明,该方法在自适应滤波器的跟踪性能、收敛分布和不同MIMO配置下的均方误差（MSE）性能等方面均取得良好效果。     

宽带卫星通信系统中强干扰抵消方法

在强干扰环境下,星上信道化器的关键部件模数转换器（ADC）会发生数据溢出,严重影响星上载荷转发性能。为此,提出了一种基于抵消思路的宽带卫星通信系统中强干扰抑制方法。该方法首先在数字域对强干扰进行检测、提取和相位幅度调整,然后在模拟域进行强干扰抵消,最后通过检测反馈保证抵消效果。给出了数字域提取滤波器的基本设计方法和实现步骤,并且结合工程实际,采用数学形态学滤波方法消除卫星宽频带噪底起伏带来的影响。研究与仿真结果表明,该方法能对强干扰进行有效抑制。     

卫星移动通信系统低信噪比抗干扰数字接收机设计

针对阵列天线卫星移动通信抗干扰能力差、传播损耗大等特性,设计了一种数字波束形成技术（DBF）和扩频技术相结合的数字接收机。其中,DBF算法采用基于递归最小均方算法（RLS）的解扩重扩盲自适应波束形成算法,使用VxWorks实现权值计算,FPGA实现波束形成;扩频方式采用直接序列扩频,在FPGA中实现。仿真分析与样机测试显示,通过两项技术联合使用,在信噪比低至-45 dB条件下仍可以实现可靠通信,同时有效加强了系统抗干扰能力。     

基于LMS估计的卫星移动通信定时同步优化

针对采用长期演进（LTE）通信标准的地球静止轨道（GEO）卫星移动通信系统上行定时误差会影响单载波频分多址技术正交性的问题,在LMS线性估计算法的基础上提出了一种适用于大时延环境下单载波频分多址定时同步优化方法。该方法对用户与卫星之间传输时延的变化进行估计,通过闭环控制补偿减小上行定时误差。仿真表明：该方法在使用LTE标准帧结构时,能保护用户上行信号正交性,避免符号间干扰,且传输速率损失约为9%,远低于传统拓展帧结构方法带来的损失,验证了方法的优越性。     

移动自组织网络中基于QoE的跨层多波束信道接入机制

引入数字多波束技术可以使移动自组织网络的信道容量得到有效提升,然而,时间、频率、空间、用户、功率等多维度资源域的统一调度与跨层联合优化使得信道接入机制的分析与设计变得更加复杂。为此,结合多波束的特性,将波束宽度限制、收发限制、通道限制、功率限制等多种约束条件抽象图论问题,并建立分析模型。基于分析模型,进一步提出了MB-MAC（Multi-beam Medium Access Control）信道接入机制,结合物理层的预编码技术,建立定向链路的队列模型,度量用户的满意度(Quality of Experience,QoE),设计了适用于自组织网络中多用户并发并收的信道接入机制,兼顾了网络容量和用户满意度。仿真结果表明,MB-MAC机制能在保证各个用户满意度的情况下,有效提升网络吞吐率。     

高动态卫星链路多普勒频移特性分析

为满足高动态卫星接收机设计仿真及测试需求,以高机动飞行器典型运动模型为参考,通过合理近似与简化,推导出高动态卫星信道多普勒频偏变化理论模型。仿真结果表明,理论模型的多普勒频偏计算误差小于6,适合工程设计应用。在此基础上,进一步分析了高动态卫星通信信号载波同步关键技术,并提出了解决方案建议。     

一种改进的单音干扰下OFDM系统盲信道估计算法

在相关检测的OFDM系统中,信道估计具有十分重要的意义。研究了一种在单音干扰 环境下的OFDM系统中基于预编码的盲信道估计方案。利用接收的干扰信号的频域信息对单音 干扰信号进行准确估计与重构,有效地消除了干扰信号的影响,提高了单音干扰下盲信道估 计的准确性。与其他盲信道估计算法相比, 基于预编码的盲信道估计算法具有较低的运算复杂度以及较快的收敛速度。仿真结果表明 了该算法在干扰估计以及信道估计两方面都取得了较好的性能。     

PCMA自适应自干扰对消算法与仿真

讨论了成对载波多址（PCMA）自适应自干扰对消原理,分析了参数估计误差对自干扰 对消的影响。在频偏误差的影响下对消误差为非平稳过程,传统自适应对消滤波器无法收敛 。为了克服频偏误差的影响,提出了一种自适应可变遗忘因子（VFF） RLS算法,同时,给 出了具有高精度低运算量的模糊函数参数估计算法。仿真证明了VFF-RLS对消算法具有良好 的对消性能和稳健性,且需要的额外功率较低,能满足PCMA系统要求。     

单频网多播系统中的开环半动态功率分配算法

在单频网多播传输中,传统的全反馈动态功率分配数算法需要根据每个时隙反馈的用户瞬时信道信息进行实时的调整,所以造成了资源分配频率快、上行反馈开销大的缺点。为了克服这个缺点,提出了一个低复杂度、没有用户反馈的单频网多播开环半动态功率分配算法。首先在各小区等功率分配的假设下,根据单频网的形状信息算出各小区等价信道增益,然后再根据这个增益值,实现满足速率需求情况下的各小区功率分配。仿真结果显示,与全反馈的动态功率分配算法相比,该算法以一小部分性能损失为代价,大大减少了单频网的上行反馈和资源分配的开销,因此更适用于实际的单频网多播系统。     

卫星通信抗干扰设计考虑及性能分析

提出了直接序列扩频和自适应调零天线相结合的卫星通信抗干扰设计思路,针对不同干扰条 件和不同卫星转发方式,进行了系统抗干扰性能的理论分析,结果表明,直接序列扩频和自 适应调零天线相结合,经星上再生处理转发可有效提高系统抗干扰能力。相关分析与结论对 工程应用具有一定的参考意义。