混合扩频技术在低轨卫星通信中的仿真研究

低轨卫星通信系统是未来卫星通信的一个发展方向,其抗干扰技术是目前国内外研究的热点课题。首先描述了低轨卫星通信的主要传播环境,确定了对应的信道模型及其典型仿真值,然后提出了一种混合直扩/跳频扩谱方案,基于系统级动态仿真软件SystemVue2006建立了方案的仿真模型,并在不同环境、不同干扰样式下对方案的抗干扰性能进行了仿真与分析。仿真结果表明提出的方案适合低轨卫星信道环境,具有较强的抗多音干扰能力,对改善低轨卫星通信的抗干扰性能具有一定的参考价值。     

混合扩频技术在低轨卫星测控链路中的仿真

描述了低轨卫星测控链路的城市传播环境,确定了对应的信道模型及其典型仿真值.提出了一种混合直扩/跳频扩频方案,建立了该方案的Systemview动态仿真模型,并在不同干扰样式下对该方案的抗干扰性能进行了仿真与分析.仿真结果表明提出的方案适合低轨卫星测控链路,具有较强的抗连续波干扰能力,对改善低轨卫星测控链路的抗干扰性能具有一定的参考价值.     

基于禁止搜索的离散隐马尔可夫模型优化

隐马尔可夫模型(HMM,Hdden Markov Model)是语音识别中广泛采用的鲁棒性统计方法.本文采用禁止搜索(TS,Tabu Search)算法训练HMM参数,提出了基于禁止搜索的隐马尔可夫模型(TS-HMM)算法.该算法可以使搜索最优模型参数的过程达到全局优化.仿真结果表明与传统的前向-后向算法相比,TS-HMM算法具有更好的性能,且能够达到全局优化.     

移动卫星通信中基于马尔可夫链的两状态信道模型研究

文章基于马尔可夫链提出两状态陆地移动卫星通信信道模型,该模型状态之间的转移被描述为马尔可夫(Markov)过程,且每状态内接收信号包络的概率密度函数服从不同参数集的Loo分布。同时对这一过程进行理论上的数学建模与仿真分析,得到包络的一阶、二阶统计特性,并将其与同样环境下的实测数据相应的统计特性进行对比。仿真结果表明,在多种环境下,基于马尔可夫(Markov)链的两状态陆地移动卫星通信信道模型的统计特性与实测数据的统计特性非常接近,这证明了所建立的信道模型能够模拟实际环境中的卫星移动通信信道,为以后移动通信技术的评估以及系统的规划搭建有效的平台,同时也具有很广泛的适用性。     

基于因子分析的隐马尔可夫模型及其训练算法

虽然基于对角协方差矩阵高斯分布的隐马尔可夫模型(HiddenMarkovModelBasedonDiagonalGaussiandistributions,HMM-DG)目前在现代大词表连续语音识别系统中得到了广泛的应用,但HMM-DG在帧内特征相关(intra-framefeaturescorrelation)建模方面存在缺陷。该文将因子分析方法与HMM-DG的混合高斯建模相结合,提出了一种具有弹性的帧内特征相关隐马尔可夫模型框架—基于因子分析的隐马尔可夫模型(HiddenMarkovModelBasedonFactorAnalysis,HMM-FA),并导出了HMM-FA的训练算法。仿真实验表明:在相同的条件下,HMM-FA的性能优于HMM-DG。     

GPS卫星跟踪数据的建模与仿真研究

根据卫星动力理论,建立了GPS卫星和低轨卫星的运动模型,再根据GPS定轨定位理论,建立了GPS跟踪数据的观测模型.最后在上述模型的基础上,提出了利用IGS数据产品进行低轨卫星以及地面观测站的GPS跟踪数据仿真的方法,并编制了相应的仿真程序.仿真结果表明文中的仿真方法能达到较高的精度,这对于论证搭载GPS的低轨卫星的定轨方案,评价其精密定轨算法,测试GPS数据处理软件,以及验证和比较GPS数据处理算法都具有较高的应用价值.     

基于假设检验的隐写分析

提出了一种基于假设检验的隐写分析方案。该方案将隐写信息的存在性检测转化为二元假设检验问题．原始图像的先验概率密度函数采用隐马尔可夫树（HMT）模型进行估计。将该方案应用于乘性扩频隐写的检测,实验结果表明,基于隐马尔可夫树模型的检测器比基于独立同分布（i．i．d）模型的检测器具有更好的检测性能。     

基于隐马尔可夫模型的短波认知频率选择方法

针对短波频谱利用率低下及频率选择不够智能的局限性,提出一种基于隐马尔可夫模型(HMM)的短波认知频率选择方法。应用认知无线电原理,将短波传统用户作为主用户,将采用认知无线电技术的短波电台作为认知用户。首先,建立隐马尔可夫模型,结合频谱感知历史数据预测主用户信道状态;其次,在预测空闲的基础上估计信道参数;最后,根据估计的信道参数选择最优频率。仿真结果表明,所提方法能够准确预测传统短波用户信道状态,快速估计信道参数。在设定的仿真条件下,所提方法的成功传输率分别较HMM预测和能量感知随机信道选择方法有5.54%和10.56%的提升,能够选择最优信道。     

5G低轨卫星移动通信系统多普勒频偏估计算法

随着卫星移动通信系统近些年来的快速发展,高传输速率、广泛覆盖范围、较低的传输时延以及较强灵活性是新一代的5G低轨(LEO)卫星移动通信系统发展的要求,但是由于低轨卫星移动速度很快,产生的较大的多普勒频移。通过建立使用5G候选波形滤波的正交频分复用技术(F-OFDM)的新型低轨卫星移动通信系统,针对该新型系统设计一种新的多普勒频偏估计方法,首先借助卫星轨道的多普勒特性来计算整数多普勒频偏,第二步借助F-OFDM资源块中的导频信息来估计精确的多普勒频移。主要完成了5G低轨卫星移动通信系统模型的建立与算法在系统中的仿真来验证其实际性能,经过仿真可以得到,本算法与同类算法相比计算复杂度低且精度较高。     

利用HMM信源残留冗余的LDPC译码算法

提出一种基于二阶HMM（隐马尔可夫）信源和LDPC的联合信源信道译码算法。在迭代过程中,利用信源序列中的冗余信息校正LDPC译码的迭代软信息,提高LDPC码的纠错性能,加快迭代收敛速度。AWGN信道的仿真结果证实了该联合信源信道解码算法性能优越。     

LEO卫星通信系统中信道分配策略仿真

切换是LEO卫星移动通信系统中移动性管理的一个重要组成部分。LEO切换中的信道分配一般采用保护信道和各种排队方法相结合的策略。研究了多业务条件下LEO卫星通信系统越区切换中的信道分配策略，根据数据业务和话音业务的特点，提出了适用于LEO卫星通信系统的保护信道和强占优先相结合的信道分配策略。建立了一个简单而有效的LEO卫星通信系统切换模型，将新策略与传统的保护信道策略进行比较，仿真结果表明新策略以略微增加数据时延为代价换取了话音业务各项性能的极大改善。     

基于互复用技术的低轨通信卫星恒包络调制

针对低轨卫星扩频通信系统,在下行同一信道中信号路数可变情况下,采用Interplex互复用技术进行恒包络调制研究。以3,4路信号互复用调制为例,得到调制效率、峰均比与功率比之间的关系,给出功率分配合适的选择范围。这对低轨卫星扩频通信系统中多路信号复用的恒包络调制应用有重要的指导意义。     

一种基于TCRA的低轨星座通信系统的强占预留信道策略

在基于时间信道预留算法的基础上,提出了一种改进的低轨星座通信系统信道分配策略——强占预留信道策略。讨论了策略的基本原理,并通过仿真,比较分析了该策略与 TCRA 和固定信道预留策略对系统新呼叫阻塞概率、切换失败概率和服务等级的影响。仿真结果表明,与 TCRA 策略相比,该策略有效降低了新呼叫阻塞,同时为网络提供更好的 QoS 保证。     

基于用户分群的低轨卫星系统切换管理策略

低轨（LEO）卫星系统具有通信距离远、覆盖范围广等诸多优势,在应急通信、灾害预警等领域发挥着重要作用,尤其能有效弥补地面基站无法服务偏远山区、海洋等盲区的缺陷。然而,LEO卫星高速移动会导致用户终端频繁切换,同时在用户聚集场景下,用户群组并发切换将导致LEO卫星系统发生网络拥塞问题。为此,提出一种基于用户分群的多波束LEO卫星系统切换管理策略。建立多波束覆盖模型,基于该模型设计群组切换管理机制,在成员选择的过程中考虑切换触发时刻和最佳波束小区2个因素,将具有相似切换行为的用户分为一组,以此降低系统的信令开销。在此基础上,从分群处理、群组切换、资源释放3个方面设计完整的切换流程以及切换信令交互机制,并基于OPNET软件搭建LEO卫星系统仿真平台。测试结果表明,该策略能够简化切换管理过程中的重复操作,降低系统信令开销和平均切换时延,提高切换成功率,且用户聚集数目越多,其性能相对传统用户独立切换方案的提升效果越明显。     

基于正交频分复用的低轨卫星移动通信同步控制系统设计

低轨卫星移动通信信息存在复用保护间隔,为实现对传输数据信息的精准定位,设计基于正交频分复用的低轨卫星移动通信同步控制系统;设置电源管理模块,初步协调BDG—MF—OS型卫星终端与ZIGBEE无线数据传输模块,将卫星通信信息反馈至网络与显示模块,实现低轨卫星移动通信同步控制系统的硬件设计;建立同步信号模型,通过信号调制解调的方式,完善待处理通信信息的复用保护间隔与循环前缀,实现正交频分复用处理的关键技术研究;分包处理通信数据,借助已知的短报文通信模式,连接同步通信协议,完成低轨卫星移动通信同步控制;与北斗型通信控制系统相比,正交频分复用技术作用下,低轨卫星的移动通信能力得到强化,较好地满足精准定位传输数据信息的实际应用需求.     

基于MRLS的低轨卫星移动通信随机接入前导检测系统设计

由于现有低轨卫星移动通信发送的信号在随机接入前导检测系统时存在检测延时过长、检测准确率较低的问题,提出基于MRLS的随机接入前导检测系统的设计研究;分别对前导格式器、前导序列器、前导信号持续时间计算器和随机信号发送器进行优化;根据MRLS算法进行差分检测和相关性检测,利用共轭运算计算加入子载波偏移频率参数,完成随机接入前导检测系统;实验结果表明:所设计的检测系统延时时间始终不超过0.002m,最低误检率为10-4％,误检率低于对比系统,检测效果能够更好地适应低轨卫星移动通信系统.     

低轨道卫星在军事通信上的应用

近几年来,低轨道卫星(LEO)通信在军事上应用的研究有了长足进展。本文主要介绍LEO卫星在美军全球栅格网中的作用,ORBCOMM系统在美军通信中的应用和LEO光通信系统的设计和应用。     

基于GEO的低轨航天器星间通信链路控制系统设计

目前提出的低轨航天器星间通信链路控制系统控制速率低,导致俯仰角和方位角响应能力差,角速度、角加速度、角度指向的误差较大。针对上述问题,基于GEO设计一种新的低轨航天器星间通信链路控制系统,分析低轨航天器星间通信链路,利用星间信号发射器、信号接收传感器、发射天线、接收天线和高增益天线,确定数据编码,确定数据传输方式。分别设计星地链路协议控制程序和星间链路协议控制程序,实现协议之间的控制。实验结果表明,基于GEO的低轨航天器星间通信链路控制系统控制速率高,具有较强的响应能力,控制参数鲁棒性强,能够有效降低角速度、角加速度、角度指向的误差。