基于基站协作的5G与NGSO星座系统间干扰规避方法研究

针对Q/V频段5G基站与非静止轨道(NGSO)卫星星座系统地球站之间的同频干扰问题,提出了一种基于5G基站协作的干扰规避方法。由多个5G基站组成基站簇,通过簇内基站间协作设置空间隔离来减缓5G基站对地球站的有害干扰。以OneWeb星座系统作为受扰系统,验证了所提方法的干扰减缓效果。结果表明,当干噪比门限值为-12.2 dB时,所提方法能够将OneWeb地球站的干扰发生概率减小30%。     

低轨大规模卫星星座系统建模与干扰分析

针对低轨(LEO)大规模卫星星座系统存在电磁空间复杂且难于观测的问题,对低轨卫星星座链路特征进行研究。以Starlink和OneWeb星座为研究对象,根据低轨卫星的星座参数,获取等效全向辐射功(EIRP)值并进行可视化处理;对获取到的低轨电磁卫星数据进行分析,获取数据的衰减特性和时间、频率等的数据关系,计算星间的链路干扰以及时间上的分布特征;获取相对干扰时间的特征值以及星间数据的衰减与时频的多维特性,并分析不同场景下的干扰时间特征,从多个维度分析低轨大规模卫星星座系统间星间链路的干扰情况并进行仿真验证。实验证明了低轨大规模卫星星座系统之间的星间链路存在干扰情况,且频率越高,干扰现象越明显。     

基于盲源分离的单通道窄带干扰抑制算法

针对窄带干扰下通信系统性能恶化的问题,提出一种基于过采样与盲源分离技术的单通道窄带干扰抑制算法。该算法利用通信信号与窄带干扰的基带结构特征,通过过采样以及串并变换构造出源信号为信息序列的盲源分离模型,并利用快速独立成分分析法实现信息码元的恢复。仿真结果表明,该算法能有效对抗窄带干扰,抗干扰能力强。     

低轨星座系统的可控波束到地功率通量密度研究

功率通量密度是评估空间业务系统保护地面业务系统的一项干扰评价指标。给出了低轨星座系统可控波束的功率通量密度的计算方法和特定可控角下功率通量密度限值的符合性判定算法。在此基础上,提出了一种基于仰角遍历的功率通量密度限值的符合性判定算法。结合低轨星座系统的特征,论证了简化最大功率通量密度计算需要满足的条件。以Starlink系统为分析场景,计算分析了其Ka/E频段馈电波束的功率通量密度,并与SpaceX公开的结果对比验证了所提方法的正确性。结果表明,Starlink系统Ka频段馈电波束到地功率通量密度在仰角低于20°时不满足《无线电规则》规定的限值要求。     

基于空间位置概率的NGSO通信星座干扰仿真分析研究

针对非静止轨道（non-geostationary orbit, NGSO）通信星座系统与静止轨道（geostationary orbit, GSO）卫星系统同频干扰问题,建立了面向多波束NGSO通信星座系统的集总干扰分析模型,根据国际电联的相关建议和报告,提出了基于空间位置概率的双精度分析方法. 通过对NGSO参考卫星进行空间采样,得出干扰的统计分布规律. 以OneWeb和SINOSAT-5系统为仿真场景,评估了两系统间的干扰情况,并与国际通用工具对比验证了所提方法的正确性. 在此基础上探究了精细步长仿真准则和地球站位置对结果的影响. 结果表明,对于大规模NGSO通信星座系统,分隔角小于等于精细步长区域夹角的NGSO卫星数占比门限为20%时能够兼顾结果精度和计算效率,干扰分布趋势与GSO地球站纬度密切相关.     

单通道下基于盲源分离扩频通信抗干扰算法研究

提出了单通道下基于盲源分离的扩频通信抗干扰方法.所提方法利用扩频序列的周期性,把单通道下的欠定盲源分离问题转换成超定盲源分离问题.算法从整体域统计特性对于扰信号进行估计抵消,同时在抗干扰的过程中完成了解扩.从原理上讲,这种抗干扰方法比目前常用的单通道下基于局部域特性的抗干扰方法具有更好的性能.理论分析和仿真结果表明了算法的有效性.     

基于盲分离的单通道LFM引信欺骗干扰抑制

针对单通道LFM引信欺骗干扰抑制问题,提出了一种基于时频解耦盲分离(TFD-BSS)的干扰抑制算法。该方法首先通过Stretch变换将时频混叠的LFM信号转化为两差频信号,然后利用自适应滤波技术滤出干扰差频信号,并对其进行二次Stretch变换将干扰差频转化为欺骗信号以构造虚拟通道,从而将欠定盲分离转化为非欠定问题,最后通过延时差量法将干扰滤除。实验仿真表明,回波和干扰延时相差5 ns以上即可取得良好的分离效果。该方法不仅可为引信抗欺骗干扰提供借鉴,也是单通道盲分离算法的理论扩展。     

Kalman滤波下的多信号单通道盲源分离

窄带物联网环境中,接收机收到的信号通常为多路混合信号,对单通道接收来说,利用常规盲源分离方法很难实现混合信号的分离和源信号提取。针对这一问题,本文提出了一种利用Kalman滤波算法进行信号估计,解决单通道盲源分离的方法。该方法利用信号间的时序结构,通过Kalman滤波算法对多信号混合中的源信号不断估计并迭代更新,最终得到分离信号。仿真实验结果表明,该方法能有效估计并分离出源信号。      

低轨星座系统电磁发射可视化技术研究

针对国内外低轨卫星互联网的高速发展,O3b、OneWeb、starlink、Teleost、LEOsat等低轨互联网系统的逐步完善并覆盖全球,此时不同星座系统卫星覆盖波束相互叠加,带来了频谱态势的复杂化,给其他系统带来了干扰隐患。与此同时,随着各个星座系统的部署运营,地球所处电磁环境将变得复杂多变、电磁干扰情况发生的频次和程度更为严重。为准确量化评估低轨卫星系统的电磁干扰,本文通过研究低轨星座卫星系统的电磁发射模型,结合轨道运动学研究电磁发射覆盖范围的动态分析法,实现低轨星座卫星电磁发射的可视化。     

基于循环平稳差异的直扩信号盲提取抗干扰方法

提出一种基于循环平稳差异的直扩信号盲提取抗干扰方法.针对源信号在统计域上的近似独立性,构建直扩通信盲源分离抗干扰模型,基于源信号的循环平稳差异,利用循环自相关函数的典型极值点定义一个用于区分直扩信号和干扰的二阶循环差异度特征参数,通过比较该特征参数的大小进行模式识别,提取出直扩信号而抑制掉干扰,达到抗干扰的目的.仿真结果表明:当信干比(SJR)为-40dB、归一化信噪比(NSNR)为9dB时,直接解扩/解调信号的误比特率约为IE-0.3,而本文所提抗干扰算法误比特率(BER)低至IE-3,可从强干扰中有效分离并提取出直扩信号.     

基于二阶统计量盲源分离算法的无源雷达同频干扰抑制研究

针对基于长期演进(LTE)信号的无源雷达存在同频基站干扰的问题,该文提出一种基于2阶统计量的盲源分离算法,该算法是在卷积混合模型下,通过多通道最小均方(LMS)算法实现分离信号之间的相关性最小。由于各发射基站信号之间统计不相关,当分离信号之间的相关性达到最小时,完成观测信号的分离。在此基础上,改进了传统无源雷达信号处理的流程,增加了分离同频干扰基站直达波和多径杂波的步骤,实现了对同频干扰基站杂波的抑制。通过仿真分析,验证了算法的有效性,为基于LTE信号的无源雷达数据处理提供了参考。     

基于EPFD分析的高低轨卫星角度间隔研究

随着低轨(LEO)通信卫星业务需求的增加，低轨卫星需要使用Ka频段进行通信。本文针对低轨卫星采用Ka频段可能与在轨的高轨卫星发生同频干扰问题，采用基于链路分离角的空域分隔方法进行干扰规避的角度间隔分析。分别从不同干扰场景、地面站分布情况来分析对干扰角度间隔的影响，并在此基础上提出该角度间隔范围内，低轨卫星需采取的干扰规避措施。     

低轨卫星系统频谱干扰及其规避仿真与分析

随着空间科学的发展,低轨(LEO)卫星的宽带业务需求不断增大,其使用频段向Ka等高频段扩展,不可避免地与静止轨道(GEO)卫星系统产生同频干扰.文中对GEO卫星系统受到LEO卫星系统的干扰及其规避措施进行了研究,通过建立上、下行同频干扰模型,对GEO卫星系统受到的干扰进行了仿真分析;进而,提出了基于空间隔离角和基于屏蔽...     

浮空平台外辐射源雷达直达波恢复算法研究

利用调频广播信号的浮空平台外辐射源雷达是一种新体制雷达,面临着同频电台干扰难题,提出了干扰状态下基于盲源分离的直达波恢复方法。利用同频电台方位已知等先验信息,提出了一种基于波束域相关函数差异的判断方法,解决了独立成分分析盲源分离算法的输出信号顺序模糊难题,从而可以保证可靠的参考电台直达波恢复,摒弃干扰电台。计算机仿真表明,所给出算法可以准确有效地确定参考电台信号。     

基于SIC的单通道同频混合信号低复杂度盲分离算法

针对非协作通信中单通道同频混合信号盲分离算法复杂度高的问题,本文在连续干扰抵消（Serial Interference Cancellation, SIC）算法基础上,构建了单通道同频混合信号的信道接收模型,提出了基于SIC的低复杂度盲分离算法。并对信道重构中的信道截断影响进行了处理,避免了分离性能的损失。仿真结果表明,QPSK调制方式下分离性能与已有算法性能相当,但复杂度降低了2/3,且算法对频偏误差不敏感。      

基于LTE信号的外辐射源雷达同频基站干扰抑制方法研究

针对基于LTE信号的外辐射源雷达接收信号包含多个同频发射基站的直达波和多径杂波干扰的问题,该文对传统的外辐射源雷达信号处理流程进行了改进,增加了对同频基站干扰的处理步骤,提出了一种基于卷积混合模型的盲源分离算法来抑制同频基站的杂波干扰。假设混合矩阵是一个矢量线性时不变滤波器矩阵,以互信息为代价函数,通过求取互信息的梯度,用最速下降法进行迭代,分离准则是使分离后的信号之间互信息最小化。仿真表明,该文算法能够有效地抑制LTE信号同频发射基站的杂波干扰,为后续的主基站杂波对消处理提供了基础。     

L-CR系统中分布式压缩感知最小角回归信号重构

在低轨（LEO）微小卫星感知无线电（L-CR）系统中,多个LEO卫星节点具备一定的频谱感知功能,卫星节点通过分布式组网对地面信关站发射的信息进行感知、传输和处理,地面汇聚节点对LEO卫星节点转发信号进行重构。考虑LEO系统中授权频带的主用户（PU）对卫星认知用户（SU）的干扰,认知用户感知到的信号同时存在PU干扰和噪声,地面汇聚节点通过高效的重构算法进行含噪信号恢复是L-CR系统实现的重要问题。论文研究了L-CR系统中基于分布式压缩感知的信号重构方法。针对L-CR特点,分别分析了汇聚节点在低信噪比情况下采用凸松弛法中的基追踪去噪（BPDN）、同伦（Homotopy）法和最小角回归（Lars）的重构均方误差（MSE）与重构复杂度。研究表明,BPDN具有最小的重构MSE,但其重构复杂度最高。Lars可以有效折衷重构MSE与复杂度。在此基础上,提出了基于分布式压缩感知的最小角回归（DCS-Lars）信号重构方案。仿真结果表明,所提DCS-Lars方法可以在低信噪比情况下有效重构感知信号,并具有良好的频谱检测能力,同时重构复杂度大大降低。      

Q/V频段5G基站对NGSO星座系统地球站的干扰分析

针对Q/V频段5G基站对非静止轨道(Non-geostationary Orbit,NGSO)星座系统地球站的同频干扰问题,提出了一种5G毫米波系统与NGSO星座系统下行链路间的干扰分析方法.结合NG-SO星座系统地球站天线指向的时变性,建立了基于时间离散的"拉远式"和"挖洞式"的动态干扰分析模型,并从强度和集总效应两...     

高低轨频率共存卫星通信系统鲁棒波束成形算法研究

针对静止轨道(Geostationary Earth Orbit, GEO)卫星系统和低轨道(Low Earth Orbit, LEO)卫星系统频率共享时存在的干扰问题,本文基于低轨分布式卫星编队提出了一种鲁棒自适应波束成形算法,从空间域功率隔离角度解决了高低轨卫星通信系统上行链路共用频谱时GEO用户对于LEO卫星共线干扰问题。算法中综合考虑卫星通信系统长传播时延导致的阵列导向矢量存在一定误差,在基于线性约束最小方差(LCMV)准则的自适应波束成形器中设计了考虑系统最恶劣误差情况的鲁棒性约束,并采用泰勒级数逼近法求解波束成形器加权矢量。仿真结果表明本文的鲁棒波束成形算法在卫星通信环境下适应度较高,能够有效地缓解高低轨卫星通信系统频率共享带来的同频干扰问题。