低轨星DSSS信号快速捕获技术研究

本文介绍了一种基于非相干的低轨星直接扩频信号快速捕获技术。低轨星高速运动所带来的大多普勒频偏成为制约传统捕获方法的主要因素，导致捕获性能严重恶化，同时低轨星快速的过境时间要求加快信号捕获速度。部分匹配滤波器可在时域快速完成码相位搜索，快速傅里叶变换可在频域完成多普勒频移搜索。相比传统捕获方法，部分匹配滤波器结合快速傅里叶变换的捕获方法可快速完成大范围多普勒频偏搜索，为低轨卫星直扩导航信号的接收提供支撑。     

低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述

低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G网络重要的发展趋势。低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大的多普勒频移和动态特性,而低轨卫星信号的高精度捕获与跟踪是低轨卫星通信的基础。随着相控阵天线在低轨卫星和卫星终端上的推广应用,多波束和跳波束技术也为信号的捕获与跟踪带来挑战。从低轨卫星信号互联网的信号特点出发,提出了信号捕获与跟踪过程中的技术挑战,重点阐述了现有捕获与跟踪方法的基本原理与适用范围,探讨了低轨卫星网络中信号捕获与跟踪技术的未来发展方向。     

低轨卫星CDMA突发通信的信号检测与捕获分析以及基于FPGA的实现

CDMA作为一种抗噪声强、带宽分配灵活，保密性强的传输接入方式被广泛的应用于民用、军用低轨卫星通信系统中，而信号的捕获和同步分析对于设计一个可实现的低轨卫星CDMA接收机是至关重要的，在低轨卫星信道上的CDMA传输必须着重考虑以下两点；低轨卫星信道上的衰落以及相对较大的多普勒频移。本文针对低轨卫星信道特征，着重分析了在此信道上的信号检测（Signal Detection),初始的码捕获（Code Acquisition)，载波捕获(Carrier Acquistion)方法以及性能，并给出了基于FPGA实现的方案。     

一种用于卫星通信中的PN码快速捕获方法

扩频技术应用于低轨地球卫星通信系统时,由于卫星相对于地面站具有很高的径向速度和加速度,使得接收信号附加了很大的多普勒频率偏移,增加了捕获难度。基于FFT的捕获方法,提出了分段式数字匹配滤波器和FFT捕获相结合的捕获方法。该方法既具有数字匹配滤波器快速捕获的特点,同时也具有基于FFT捕获算法捕获多普勒频率偏移范围大的特点。     

用于低轨卫星通信系统的DSSS码捕获技术

研究了用于低轨卫星通信的直接序列扩频系统的码捕获技术.首先,分析了低轨卫星通信中影响码捕获的主要因素,在此基础上,综述了码捕获技术的研究发展过程,针对当前码捕获技术用于LEO卫星通信时存在的两个主要问题,即抗载波频偏能力有限和对码频频偏考虑不足,就三种典型的码捕获技术进行了研究,最后指出了码捕获技术的研究方向.     

机载低轨卫星通信发展及关键技术综述

卫星通信是保障机载平台远程飞行的主要通信手段。低轨卫星通信具有传输损耗小、传输时延短、卫星发射灵活、能全球覆盖等优点,已成为机载卫星通信领域的研究热点。梳理了国内外机载低轨卫星通信技术发展历程,开展了机载低轨卫星通信应用分析,重点从相控阵天线、信号同步、编码调制、接入与切换等方面阐述了机载低轨卫星通信需要解决的关键技术,探讨了机载低轨卫星通信发展趋势,可为机载低轨卫星通信系统建设应用提供借鉴。     

扩频体制低轨卫星通信信号捕获与跟踪系统设计

针对扩频体制下低轨卫星信号的捕获及跟踪等系统设计实现问题,根据卫星信号模型进行了捕获及跟踪算法设计,重点对基于快速傅里叶变换的快速捕获算法、锁频环、锁相环和码跟踪环路进行了设计,并进行了工程系统实现。试验验证表明,该系统可以实现码分多址体制低轨卫星信号捕获、跟踪处理,工作性能参数满足系统需求。     

低轨卫星信号去噪方法

针对低轨卫星通信系统中超宽带信号引入的噪声问题，提出一种基于小波变换以及奇异值分解的去噪方法。对两种经典去噪方法进行结合，以达到更好的去噪效果。仿真结果表明，低轨卫星通信系统中的超宽带信号经过去噪处理后，信噪比得到明显提升。     

低轨卫星通信接入与切换策略研究

进入信息时代,对于通信有了更高的要求。高效、机动以及多样是发展的必然趋势。低轨卫星通信系统的应用,实现了通信信号的全球覆盖,进一步完善了全球个人通信网,成为最主要的卫星通信系统,极大地促进了移动通信网络的发展,并在大多数国家得以普及应用。低轨卫星通信系统能够有效降低信息传输时延、节省能耗,在全球个人通信领域有着良好的发展前景。文章围绕低轨卫星通信,对其接入和切换策略进行分析研究。     

低轨卫星通信系统干扰分析及策略研究

卫星通信技术日益进步,低轨卫星通信系统已然成为新的发展趋势.由于频谱资源受限,低轨卫星通信系统可能面临自身及与外部地面和卫星系统的同频干扰问题.文章指出从外部系统对低轨卫星通信系统干扰、低轨卫星通信系统对外部系统干扰以及低轨卫星通信系统内部干扰3个方面进行了系统干扰场景分析,在此基础上,根据不同的干扰情况分别给出了外部...     

低轨卫星直扩通信系统快速码捕获算法的设计

直接序列扩频用于低轨卫星通信可以解决抗敌意干扰问题,但多普勒频移下码捕获是需要解决的关键技术。基于离散时间信号处理分析了多普勒频差对码捕获性能的影响,给出部分匹配滤波器与FFT结合的码捕获算法原理。针对大频差、长地址码直扩系统的快速码捕获问题,提出了一种二次部分匹配滤波器与FFT结合算法的实现方案,在考虑捕获性能与实现复杂度之间的折衷上,具有很强的灵活性。     

国外新兴商业低轨卫星通信星座发展述评

近年来,在商业投资的推动下低轨卫星通信星座网络快速发展,不断有新的商业低轨卫星通信星座计划涌现。实际上20世纪90年代也曾掀起过低轨通信卫星星座浪潮,但结果却未能达到最初的设想。总结了20世纪90年代提出的低轨通信卫星计划的经验教训,概述了目前典型的新兴低轨商业卫星通信星座特性及发展现状,根据之前星座的经验教训提出了对当前商业低轨卫星通信星座发展的思考。     

关于低轨卫星通信网络中HARQ技术的分析

卫星技术的发展推动低轨卫星星群化的不断加深,低轨卫星网络可以为全球数据传输提供支持。当前卫星通信水平不断提升,数字化与低成本化是卫星通信需要达到的理想目标,采用LEO卫星等非地球同步轨道卫星具有较小的传播时延,通过对地面移动通信协议体制改进可以使卫星为地面移动终端服务。文章研究了低轨卫星通信网络结构与算法,介绍了HARQ技术类型,分析了基于低密度奇偶校验码的HARQ方案,探讨了如何将HARQ技术拓展以适用于低轨卫星通信网络。     

基于TD-SCDMA的低轨星座卫星通信系统接入技术

本文对低轨星座卫星通信系统采用TD-SCDMA多址接入技术的可行性进行了初步论证,通过对低轨星座卫星通信特点的分析,提出在现有TD-SCDMA系统基础上进行适应性改造,满足卫星通信的要求,使得低轨星座卫星通信系统最大限度的重用已有的成熟技术,作为地面移动通信的延伸和补充,这将大大提高低轨星座卫星通信系统的经济性、可运营性、易维护性和可持续发展能力。     

三种PCMA返回信号捕获方案分析与比较

成对载波多址(Paired Carrier Multiple Access,PCMA)是一种共频谱卫星通信方式,为了解调对端信号,必须先捕获并消除本站发射的返回信号,该站返回信号捕获是其关键技术之一。针对直接捕获、基于时间窗的捕获以及基于前导码辅助的捕获3种捕获方式进行了详细的分析,分析结果表明,基于前导码辅助的捕获方式具有最短的捕获时间。     

应用于Wi-Fi卫星通信系统的验证平台实现

自从Space X公司提出建设基于低轨小卫星的Wi-Fi卫星通信系统,引起一场研究热潮,主要关注可实现性,实现复杂度,卫星建设成本等问题。文中讨论了低轨卫星实现Wi-Fi卫星通信存在的问题,提出基于高轨卫星的Wi-Fi卫星通信系统。为验证其可行性,设计一个地面卫星链路验证系统,采用内嵌ARM核的Zed Board开发平台模拟地面站,分别通过Gbit网口连接以太网传输数据,两个模拟地面站使用SPI接口连接,SPI接口模拟地面与卫星的上下行链路。通过理论分析及验证系统模拟实现,证明基于高轨卫星的Wi-Fi卫星通信系统的可实现性。     

基于PSWF的非正弦时域正交调制信号的同步方法

该文针对基于PSWF的非正弦时域正交调制信号同步困难的问题,通过分析调制信号的脉冲序列特征,提出了一种基于辅助序列的同步方法。采用Barker码调制0阶基带时限PSWF脉冲设计具有单峰值特性的辅助序列。同步捕获时,先采用滑动相关捕获法将同步大致位置快速定位于一个小的搜索区间,再采用MAX/TC算法在这个小的搜索区间内进行准确捕获并验证正确性。理论推导了AWGN条件下的同步捕获性能,仿真结果表明,该同步方法可行,且在低信噪比条件下具有较好的捕获概率。     

基于FFT的GPS信号二维大规模并行捕获

GPS接收机中信号捕获通过粗略调整本地复制信号的码相位和载波频率与卫星信号同步.信号捕获实际上一个二维的搜索过程,其主要挑战是计算复杂度.基于FFT的二维并行捕获方法,可以一次搜索整个二维不确定空间,在减少计算复杂度的同时提高了捕获性能.仿真结果表明,采用35 ms的捕获时间可以90%概率捕获到载噪比为34 dB-Hz的卫星信号.     

低轨卫星扩频信号分析方法

针对低轨(LEO)卫星高速运动引起的多普勒频移,分析了低轨卫星直扩通信信号的扩频参数侦察技术,提出了基于分段累积相关的伪随机(PN)序列周期估计方法及PN码字、PN码初始相位、多普勒频移三维空间搜索方法。理论推导和实践证明,该方法不需先验知识,可通过FFT实现快速计算,运算复杂度低,可对低轨卫星扩频信号参数进行有效侦测。     

基于移动性的星座卫星通信网络管理体系结构研究

在分析低轨星座卫星通信系统特点的基础上,提出一种适用于低轨星座卫星通信网络管理的体系结构,并针对管理体系中被管理终端设备的动态特性,进行了移动性管理策略的研究,设计了适用于此系统的终端设备接入认证策略和基于距离的动态位置更新策略,该策略有效地降低终端设备移动性对网络管理效率的影响.