卫星地面站高速数据传输终端平台设计

提出了一种具有开放式架构的新型高速数据传输终端平台,它以RapidIO作为各处理板卡的监控指令接口,以两个8×PCIe作为各处理板卡的数据接口。设计了有源交换网络背板实现系统互联;设计了通用处理板卡通过软件重构以实现数据上行调制或数据下行接收功能;下行接收的数据通过块数据传输,传输速率最高达40 Gb/s;通过独立磁盘冗余阵列扩展固态盘阵列实现数据高速记录,数据记录速率不低于500 MB/s;通过万兆以太网接口实现数据高速实时转发,数据转发速率不低于4 Gb/s;上行调制数据实时注入实时调制,数据速率不低于2 Gb/s。该平台硬件可扩展,软件可升级,控制和数据总线解耦合,可通过软件重构实现功能配置和在线更新,具有良好的扩展性和通用性,已在地面终端站高速数据传输系统中得到工程应用。     

一种消除多径误差的外场天线测试技术

多径效应在机载天线的外场测试中会严重影响测试精度。针对该问题,提出了一种能够消除多径误差且简单易行的测试方法。该方法考虑多径信号的产生机理和矢量叠加原理,对直达和反射信号的组合进行测试,通过数据处理得出直达波信号强度,用于天线增益和方向图计算。利用该方法对机载VHF/UHF天线开展了外场测试,测试结果与仿真曲线吻合良好,证明了该方法的有效性。该测试方法可用于机载航电系统的总体设计与试验验证工作。     

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。     

一种改进的基于对数谱估计的语音增强算法

提出了一种基于对数谱估计的改进型语音增强算法。相对于传统语音增强算法,在语音信号存在不确定的条件下,利用软判决增益因子修正技术调正带噪语音信号的对数谱幅度,抑制背景噪声。引入的改进型先验信噪比估计和语音信号先验不存在概率估计方法,能够有效地估计得出语音信号的存在概率,进而求得语音信号存在时的谱增益因子函数,联合语音信号不存在时设定的增益因子函数加权求得谱增益函数。计算机仿真表明,即使在低信噪比条件下,输入背景噪声为高斯白噪声和粉红噪声等加性白噪声时,所提算法对噪声的抑制效果非常明显,且有效地克服了传统算法中引入的“音乐噪声”和语音信号畸变。     

基于多维频谱地图的干扰规避

针对复杂电磁环境下卫星移动通信系统可靠通信需求,利用频谱地图多维数据呈现优势,提出了基于多维频谱地图的干扰规避方法。通过建立卫星移动通信系统波束、时隙、子频带、干扰强度等多维信息关联的频谱地图,利用数据挖掘方法对频谱可用情况进行预测,基于预测结果及用户QoS(Quality of Service)需求生成干扰规避策略,通过星地联合频谱资源调配实现系统干扰规避。该方法为卫星移动通信系统干扰规避提供了一种全新的思路,可提升卫星移动通信系统干扰防护能力。     

一种正前视宽扇区高分辨雷达扫描成像方法

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar,SAR）只有照射到飞行方向左、右两侧的感兴趣成像区域时才能处理出高分辨率SAR图像,飞行方向正前方的成像区域就成为了SAR成像的固有盲区。三通道（和、方位差、俯仰差）毫米波单脉冲成像雷达能够实现对正前视场景的二维成像,获取单脉冲图像。提出对SAR/单脉冲图像进行图像配准和融合拼接的方法：首先利用多尺度多方向二维Gabor滤波器组分别对SAR/单脉冲图像进行特征提取,然后对两组特征矩阵进行归一化互相关匹配,对匹配好的图像进行像素级融合处理,得到完整的正前视宽扇区高分辨雷达图像。试验数据成像处理结果表明,所提复合成像算法能够对飞行正前方宽扇区范围内进行高分辨成像,有效解决了工程实际中碰到的正前视高分辨成像盲区的难题,对于前视雷达成像侦察、弹载雷达目标区域景象匹配、飞行器夜航、盲降等具有一定的工程实际意义。     

无线Ad Hoc网络中基于活跃节点数预测的时隙ALOHA算法

针对采用时隙ALOHA算法的无线Ad Hoc网络,考虑数据包到达的动态性与数据包传输的随机性,以最大化吞吐量为目标,同时满足数据队列稳定性,构建了关于接纳控制与竞争接入的随机优化问题。由于在时隙ALOHA算法中数据包传输的最优概率取决于无线Ad Hoc网络中数据队列非空的活跃节点数,提出了一种基于活跃节点数预测的时隙ALOHA算法。该算法要求无线Ad Hoc网络中的所有发送节点实时地侦听通信信道的忙闲状态,计算基于信道状态的活跃节点数条件期望,从而动态地预测无线Ad Hoc网络在不同时刻的活跃节点数,达到网络节点依据局部网络状态信息自适应地优化数据包传输概率的目的。仿真结果表明,所提算法能够有效估计无线Ad Hoc网络在每个时隙的活跃节点数,从而显著提升网络吞吐量并且降低数据包的平均排队时延。     

低成本有源相控阵天线研究

研究了有源相控阵天线的低成本设计思路和数字技术新方法。首先详细地分析了有源相控阵天线的系统构架和成本组成;然后从系统总体的角度,探讨了低成本数字阵列相控阵天线设计方法;最后提出了采用宽带宽角扫描的可重构设计技术来降低有源相控阵天线的成本。提出的有源相控阵天线低成本设计新方法具有很好的工程实用价值和科学意义。     

一种提高无杂散动态范围的多通道信号接收方法

当大功率信号进入接收机后,将迫使模数转换器工作在非线性区,并导致接收信号中含有大量非线性杂散.为了抑制杂散并提高接收机对小信号的侦测能力,提出了一种具有无杂散高动态范围(Spurious-free Dynamic Range,SFDR)的信号接收方法.首先通过两路不同的通道同时接收信号,然后利用信号之间的频率差异识别杂散,最后在频域上通过频点替换方案抑制杂散.仿真与实验结果表明,当输入为双30 kHz窄带大信号时,该方案能使SFDR提升15 dB.