新型浅水多波束设备在近海工程中的应用

尽管多波束问世时间不长,但随着电子技术、新材料的发展,多波束测深技术已趋成熟,凭借其全覆盖、高精度及高效率的特点,在近海工程项目实际生产中发挥着越来越重要的作用。     

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。     

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     

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。     

浅谈多波束测量技术与海洋测绘工序的调整策略

随着海洋测绘科学技术的逐渐发展,以及信息化装备的要求,海洋测绘体系进行了数字化技术的改造.其中多波束水深测量技术的出现引起了海洋测量技术的一次重大变革.在新形势下,必须对多波束测量技术与海洋测绘工序做出进一步的调整.本文综合影响多波束测量的因素,主要论述了多波束测量技术与海洋测绘工序的调整策略.     

数字多波束相控阵测控系统角跟踪环路设计

为了解决相控阵天线对目标的自跟踪问题,基于数字锁相环路理论,提出了一种相控阵天线数字角跟踪环路设计方案。通过数学建模与仿真验证了方案的正确性,同时表明方案对不同的通道时延具有良好的收敛特性。该方案已成功应用于工程项目。     

多波束移动卫星系统的自适应开环预编码方法

对于卫星移动通信系统,由于卫星与地面终端之间的相对运动以及星地间传输延迟,传统的基于理想信道信息的预编码方法是不适用的。针对这一问题,提出了一种基于开环信道估计的预编码方法。卫星端利用开环获取的部分信道信息实现多波束联合预编码,并导出了系统传输速率的闭合解析表达式。此外,为了克服强干扰环境下多波束预编码系统性能恶化问题,提出了一种自适应预编码传输方法。卫星发射机依据开环获得的慢时变用户位置信道信息和信道统计量信息,自适应地选择预编码方法或传统频率复用方法,实现最优的系统性能。理论分析和仿真结果表明,与传统的干扰抑制方法相比,所提方法能实现更优的系统性能,同时也克服了传统预编码方法的局限性。     

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。     

多波束形成技术研究

讨论了跟踪与数据中继卫星系统 (TDRSS)中关于多波束形成的算法 ,优选的有LMS自适应方式和相位调整自适应方式 ;并简单介绍了波束控制和波束形成的实现     

新型宽带数字多波束相控阵天线设计

传统相控阵天线系统为实现多波束,在重量、体积、功耗等方面会有明显的增加,系统的基 本可靠性也显著降低。基于软件无线电思想,利用超外差结构实现宽带信号变频,并对瞬时 带宽内的信号同时进行模/数或数/模变换,再根据串口提供的每个波束方位、俯仰和频率等 信息,在基带实现数字多波束形成。设计了一套S频段、瞬时宽带100MHz的数字多波束 相控阵天线系统。测试结果表明,该天线可收发同时形成3个独立波束,每个波束在俯仰面0 °～70°、方位面全向的扫描范围内实现EIRP值不小于40 dBm,G/T值不小于-20 dB/K的优良指标。该设计可以有效提高系统灵活性,降低系统的复杂度。     

一种低轨卫星通信天线多工作模式波束实现技术

在分析低轨卫星通信系统中不同链路所需波束类型的基础上,将所需波束类型归纳为宽波束和可切换点波束两大类,进而提出了用一副相控阵天线来实现这两种波束的方式。以16×16单元顺次旋转切角阵为研究对象,采用最小二乘优化方法综合阵列方向图,得到对地等通量覆盖的宽波束;合理设计波束分布,采用相控阵常规的波束切换功能,得到点波束覆盖图。仿真结果表明,宽波束和可切换点波束均能实现对星下±55°范围的覆盖。相比常规的多天线方式,这种多工作模式波束实现技术大大降低了卫星系统的复杂度,降低了设计、集成、测试和维护卫星天线系统的时间和成本,降低了卫星平台天线布局的难度,因此具有重要意义。     

时分双工系统波束赋形块长优化

提出了一种优化时分双工系统波束赋形块长的方案。在该系统中,由于上下行链路的 信道互易性,基站可以通过上行导频估计出当前时刻的信道状态信息,从而计算出下一时刻 的发射波束赋形向量或矩阵。当给定归一化导频开销时,不同的波束赋形块长对应不同的上 行信道估计误差和上下行传输时延,进而导致不同的系统性能。以块平均后验信噪比为目标 函数,推导出最优块长,它能同时最大化块平均后验信噪比和块遍历容量(上界)。仿真结果 验证了理论分析的正确性。     

TD-LTE系统中动态下行波束赋形算法性能分析

根据加权粒度的差别,介绍了per-RB-MRT算法和full-BW-EBB算法的原理,并对这两种算法 的特点以及性能差异进行了理论 分析。构建了符合3GPP规范定义的TD-LTE系统上下 行仿真平台,对这两种算法在有信道估计误差（包括信道估计精准度和信道信息时延）的情 况下的其性能进行了理论分析和仿真研究。仿真结果表明,per-RB-MRT算法在上行信道 估计值和 下行信道实际值契合较好的情况下能够趋于最佳理论性能,而full-BW-EBB算法由于利用了 相对稳定的信道空间相关特性,因而能够在较差的信道环境中保持较高的性能鲁棒性。这 些仿真结果对于实际场景中的算法选择提供了重要的参考依据。     

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。     

中继卫星SMA系统前向链路多波束形成技术

提出了一种新的中继卫星前向SMA（S频段多址）系统前向链路中多波束形成方法,即在地面 采用数字移相代替中继星星上模拟移相完成波束形成;指出了需要解决的关键技术问题和解 决方法,通过“星（用户星）-星（中继星）-地”无线联试,验证了地面数字移相的正确性 ,对简化中继星上设备、实现前向链路同时多目标能力具有积极意义。     

Ka频段馈源多波束引导概率分析

针对临近空间高动态飞行器的角度捕获引导问题,从馈源多波束引导与传统引导存在的差异入手,引入一次检测概率与持续检测概率的概念,并结合分组切换影响,设计给出馈源多波束系统引导概率分析方法。分析得出馈源多波束系统的四次引导概率能够超过99.5%,满足任务要求。该分析方法及给出的结论为Ka频段馈源多波束引导自跟踪的工程建设提供技术支持。     

一种基于多波束与人工噪声的物理层安全通信方法

为了提高无线传输过程中通信信息被窃听的难度,提出了一种采用多波束发射人工噪 声干扰来实现物理层安全传输的方法。发送端同时发送通信信息和两组人工噪声,通过天线 加权系数调整使通信信息的方向图主瓣对准期望方位,而人工噪声的方向图在期望方位形成 零陷。仿真结果表明,该方法可实现在空间某一期望方位的可靠通信,而偏离该方位的接收 机误码性能迅速下降,在方向图旁瓣范围内根本无法解调出有用信息。     

全空域多目标测控天线波束合成的频响特性

为了控制全空域多目标测控天线波束合成对全空域多目标系统设计的影响,研究了数字波束合成后的信号频响特性。通过分别对天线子阵以及所组成的球面阵进行数学建模,仿真得到相应波束的幅频特性、相频特性与群延迟特性,并分析了其变化原理。分析结果表明,全空域多目标测控天线波束合成频响特性与阵列流形、相控方式和扫描方式有关。研究结论可用于指导全空域多目标测控系统的设计。     

波束成形在TD-LTE-A系统中的性能优化

TD-LTE系统中的波束成形（Beam Forming）会受到收、发天线不对称性的影响。TD-LTE-Advanced（TD-LTE-A）系统中使用上行多天线发送可以解决天线不对称性的问题,因此需要对其分析以优化Beam Forming的性能。通过对上行多天线的信道状态信息（CSI）做特征值（SVD）分解,指出了Beam Forming对下行信噪比（SNR）的改善。针对Beam Forming模式下SNR和链路质量指示（CQI）的差异,提出了一种优化链路自适应的方法。数值仿真验证了优化后的TD-LTE-A相比TD-LTE的Beam Forming吞吐率最大提高了24%,其结论对商用TD-LTE网升级到TD-LTE-A具有显著价值。     

基于博弈论的多基站协作波束成形

为抑制小区间干扰,提出了一种基于博弈论的多基站协作波束成形算法,并将该算法应用于多基站协作通信系统模型。该算法是在已知其他小区策略选择的情况下,最大化自身利益的迭代算法。在此基础上研究了将最大化用户速率问题转化为效用函数优化问题进行求解,然后证明其纳什均衡的存在性和唯一性,最后给出求解纳什均衡的步骤。仿真结果表明,相对于非协作算法,所提算法在期望用户方向上保持较高的增益,同时有效地零陷干扰用户,达到抑制小区间干扰的目的,并且具有很好的收敛性。