深空测控体系结构与技术发展

深空探测是国家综合实力的象征,集中体现了航天领域的发展方向和高精尖技术。 测控通信系统是深空探测器信息保障的核心,如何适应深空飞行平台的应用是航天测控发展 的重要课题。辨析了深空测控的一些基本概念,分析了其特点和需求,总结了深空测控的体 系结构、标准化建设方面的进展,提出了未来20年深空测控应重点发展的方向。     

向技术极限挑战深空测控通信的目标

在分析深空探测特点的基础上,介绍了为对“无限的”深空进行测控通信所采用的几项“极限技术”和多项“前沿技术”,它们不但是处于测控通信领域的前沿,而且很多技术也是信息领域的前沿技术。     

一种改进的扩展窗喷泉码不等差错保护编码算法

针对传统不等差错保护（Unequal Error Protection,UEP）算法在加性高斯白噪声信道中存在误码平台的问题,提出了一种改进的扩展窗喷泉码（Expanding Window Fountain,EWF）编码算法。通过为不同重要等级数据加窗的方式,使得重要等级较高的信息节点能够以更高的概率连接至更多的校验节点。在编码过程中分开记录不同窗内信息节点的度数值,并优化校验节点选取信息节点的方式,使得度数值相对较小的信息节点始终能被优先选取,从而提高了每个窗内信息节点的平均度数值,为各重要等级的数据提供了额外的增益。仿真结果表明,改进的EWF算法可将不同等级数据的误码平台降低1~2个数量级,且数据的等级越高,保护性能越强。     

喷泉码在认知无线电网络中的应用

认知无线电网络被认为是实现动态频谱共享、缓解频谱资源紧缺的重要途径。喷泉码能有效抵抗认知无线电网络中来自主用户的突发干扰,且无需反馈重传,从而为认知无线电网络提供了一种有效的信道编码方案。首先简介了数字喷泉码以及认知无线电网络基础知识,然后综述了数字喷泉码在认知无线电网络的链路建立、认知通信以及在资源分配中的应用现状,最后指出了在这一研究领域中需要解决的问题,并展望了发展前景。     

数据传输链路中几种纠错编译码的算法和性能

介绍数据传输中常用的戈莱码的几种不同译码算法,分析各种算法的纠错性能,给出用计算机模拟的结果。还介绍对数据链Ｌｉｎｋｌ中的纠错码和地址码的编译码算法,分析其性能,给出计算机模拟的结果。     

我国深空天线组阵技术现状与发展思考

深空天线组阵是深空测控通信重要的发展方向,近年来国内相关科研院所开展了大量的理论算法研究,相关单位也开展了样机研制以及多次对星演示验证试验。首先,系统地给出了天线组阵的基本概念与内涵,并与射电天文组阵和传统相控阵开展了对比分析;其次,总结归纳了国内现阶段研究成果,包括合成算法研究情况与典型试验验证情况;最后,结合国外最新发展情况,给出了后续大规模可扩展宽带组阵研究方向的发展建议。     

深空通信中长距离文件传输协议研究

借鉴CCSDS文件传输协议和数据包交织的思想,提出了一种适合深空环境的基于交织技术的文件传输协议,接收端只需要接收到一定数量的数据包,就能够恢复出整个原始信息,无需或需要很少反馈确认信息。该协议能够减少文件传输时延,增大系统的吞吐量并保证通信的有效性。     

无线传输中短码长喷泉码的度分布优化算法

数字喷泉码是针对大规模网络数据分发而提出的一种新的信道编码方式。度分布是决定数字喷泉码译码性能的关键因素。为提高译码性能,针对应用于无线信道的喷泉码提出了一种度分布优化的算法。首先,根据理想孤子分布和鲁棒孤子分布产生度值序列,然后将该度值序列截短,在此基础上根据优化算法求解该序列中每个度值的最优概率,最后得到优化的度分布。仿真结果表明,本算法产生的度分布进行编译码产生的误码率低于鲁棒孤子分布和固定度分布,提高了译码性能。     

深空测控系统测距信号体制分析

深空测控通信中，接收信号微弱，信号时延巨大，使得深空测控与地球轨道航天器的测控有很大差异，选择合理的测距信号体制，对深空测控系统具有极其重要的意义。在对NASA及ESA的几种测距信号体制进行介绍的基础上，分析比较了几种深空系统测距信号体制，并对深空测控系统测距信号体制提出初步想法。     

短波通信中对信道编码技术的应用

通过不同的发展和研究,我们给出了自适应信道编码技术,这种方案已经在实际中得到了应用,并取得了良好的效果。对此技术的广泛应用,大大的增加了时变信道上的传输效率,保证了信道途径与实际信息相适应的状态。由于应用广泛,加之信道设备日益健全和增多,更好的做到实际传输信息与信道的适应,此方案成为人们关注的技术问题。本文对自适应信道编码技术,进一步阐述和研究,从更深层次回答实际操作中所面临的困难和技术要求。     

采用喷泉码的无线协同多跳信息累积广播协议

为提高无线多跳广播的能量效率,提出了采用喷泉码的协同多跳信息累积广播 协议：令注水速率最大的节点进行发送,其发送功率由传输速率和注水速率决定。当有接收 节点成功接收时,再由更新后注水速率最大的节点发送。各发送节点采用不同的喷泉码进行 编码,使接收节点获得复用增益,并且节点可以接收可靠传输范围以外的信息并进行累积直 至成功译码。根据节点是否掌握全局网络信息,给出了集中式信息累积启发算法和分布式信 息累积算法,并且将本协议与现有的能量累积协议进行了比较,仿真结果表明所提协 议在能量效率上有较大的提高。     

深空探测与测控通信技术

本文概述上海外贸出口面临经济全球化日趋明显、国际贸易发展出现新变 化等国际新环境,分析国际新环境对上海外贸出口的积极影响和负面影响,针对其 负面影响从思想认识到具体把握提出三方面的应对措施,以迎接严峻挑战。     

采用闭环双口RAM实现深空动态模拟源的设计

深空探测具有时延长、运动速度大以及信号强度低的技术难点。在对上述技术难点进 行分析的基础上,提出了对深空动态模拟的解决办法：通过利用闭环双口RAM来解决模拟时 延较长的问题;改变读出双口RAM数据的速率来模拟卫星的运动速度;控制数控衰减器来模 拟深空的信号强度。实际的工程应用证明上述实现方法有效可行。     

走向深空--测控通信的发展方向

在传统的贸易模式下,我国经济和贸易的快速增长带来很多负面效应, 引起“三高一低”,即原材料的高强度消耗、高度污染、对国外市场的高依赖及低附加值,我国需要“三低一高”的新贸易模式来解决这些问题。本文通过图表和数据说明了旧贸易模式的危害及在旧贸易模式下我国处于不利地位,我国需要转变原有的贸易模式,并总结了将旧贸易模式转变为新贸易模式的途径。     

深空通信中基于FFT的高动态扩频信号的捕获

在深空通信中，航天器的高动态性使扩频信号引入了高Doppler频移，给捕获造成了巨大困难。针对如此之大的Doppler频移，提出了一种新的捕获方案，即基于FFT算法实现对Doppler频移进行一定程度的补偿，将沿码相位一Doppler频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索；重点分析了深空通信环境中高速长PN码的捕获性能。理论分析和仿真结果表明，该方法大大缩短了捕获时间，是一种性能优良的伪码捕获方法。     

LT码中高效联合度分布的设计

度分布是影响数字喷泉码性能的关键因素。传统的经典度分布如理想孤子分布、鲁棒孤子分布、二进制指数分布等,由于其明显的性能缺陷,已不能满足日益增长的多媒体业务的需求。为了设计一种性能优良的度分布,提出了两种新的联合度分布设计方案。首先,将泊松分布和滑动-鲁棒孤子分布相结合,构成一个比例系数的联合度分布;然后,将泊松分布、理想孤子分布、滑动-鲁棒孤子分布这三种度分布相结合,构成两个比例系数的联合度分布;最后,通过仿真查找的方法确定两种方案中的比例系数的最优值。仿真结果表明,提出的两种新方案和已知的经典度分布、单比例系数的联合度分布相比较,在译码成功率、误码率等性能指标上都有大幅提升。     

Turbo码在无线移动通信中的应用

首先分析了Turbo码的基本编、译码结构与原理，然后探讨了它在无线移动通信系统中的几个具体应用。