基于发射波束旁瓣零陷的低轨卫星干扰规避策略

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作者 王海旺 邹诚 +3 位作者 常家超 邵丰伟 姜泉江 李国通 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期541-549,共9页

随着宽带低轨卫星系统的迅速发展,Ku、Ka等通信频段逐渐趋于饱和,非静止轨道(NGSO)卫星在工作时难免对采用相同频率工作的静止轨道(GSO)卫星产生干扰。目前常采用空间隔离的策略来规避干扰,NGSO卫星始终会对共线区域产生最强的干扰,增... 随着宽带低轨卫星系统的迅速发展,Ku、Ka等通信频段逐渐趋于饱和,非静止轨道(NGSO)卫星在工作时难免对采用相同频率工作的静止轨道(GSO)卫星产生干扰。目前常采用空间隔离的策略来规避干扰,NGSO卫星始终会对共线区域产生最强的干扰,增大隔离角可以减少干扰但会大大损失卫星波束的有效覆盖范围。基于此,提出一种基于发射波束旁瓣零陷的干扰规避策略,通过建立LEO卫星坐标系将天线阵面按行、列阵元划分,在列阵元维度上采用稳健LCMV算法实现宽零陷,在行阵元维度上结合波束指向进行扩展,最终在共线区域方向上形成一条“零陷带”。通过仿真分析,所提策略能在规避共线干扰的同时有效减少LEO卫星的干扰规避隔离区,算法复杂度低,在卫星上易于实现。 展开更多

关键词 低轨卫星 干扰规避 波束形成 旁瓣零陷

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低轨卫星多波束接收的多普勒频移统计特性及应用 被引量：2

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作者 姜泉江 刘会杰 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期720-725,共6页

为确定低轨卫星多波束接收的多普勒频移特性,通过建立"多点对点"分析模型,推导了等多普勒频移曲线的解析表达式,并仿真给出了该特性曲线。得出了确定卫星各波束多普勒频移统计特性的一般步骤,并结合常见的多波束赋形设计,归... 为确定低轨卫星多波束接收的多普勒频移特性,通过建立"多点对点"分析模型,推导了等多普勒频移曲线的解析表达式,并仿真给出了该特性曲线。得出了确定卫星各波束多普勒频移统计特性的一般步骤,并结合常见的多波束赋形设计,归纳了各波束的多普勒频移分布特性。作为应用举例,提出了多波束多通道各捕获模块差异化设计和双曲线形式波束赋形的设计思想,对星上再生处理多波束多通道接收机降低复杂度有明显的益处。 展开更多

关键词 低轨卫星 多波束多通道 多普勒频移 接收机

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低轨卫星突发通信中MPSK信号的存在性检测 被引量：1

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作者 姜泉江 刘会杰 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期824-828,838,共6页

提出一种新的适合于低轨卫星突发通信系统的多相调制信号存在性检测方法,并完成其理论推导和仿真验证.针对应用,进行了检测概率和虚警概率的性能仿真.新方法使用E[(I2+Q2)2]作为检测量,具有简单的数字结构,便于星上实现.

关键词 低轨卫星 高动态 突发通信 多相调制 信号存在性检测

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一种基于最小欧氏空间距离的PN码相位差估计方法 被引量：2

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作者 姜泉江 王勇 易克初 《空间电子技术》 2007年第1期34-38,共5页

文章提出了一种基于最小欧氏空间距离的估计本地PN码和接收信号PN码相位差的方法。该方法采用数字的方法,能够在极低信噪比下,通过对相关峰值的处理,得到相位差的准确估计,特别能够在估计的相差范围、精度与运算复杂度之间根据实际需要... 文章提出了一种基于最小欧氏空间距离的估计本地PN码和接收信号PN码相位差的方法。该方法采用数字的方法,能够在极低信噪比下,通过对相关峰值的处理,得到相位差的准确估计,特别能够在估计的相差范围、精度与运算复杂度之间根据实际需要折中选择。文章阐述了其基本原理并给出了进一步降低运算复杂度的途径,给出了仿真结果,仿真了其抗噪声性能。该方法可以应用在PN码同步跟踪的各种环路中。 展开更多

关键词 扩频通信 同步跟踪 PN码相应差 最小欧氏空间距离

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采用改进非支配近邻免疫算法的低轨混合星座设计优化 被引量：6

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作者 姜兴龙 姜泉江 +1 位作者 刘会杰 余金培 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1007-1014,共8页

针对低轨同构星座覆盖资源在纬度上分布不均匀的不足,提出采用低轨混合星座提升覆盖均匀性的设计方案,并推导了满足全球任意点平均每天覆盖一定次数的最小卫星规模估算公式。针对非支配近邻免疫算法(NNIA)约束处理方面的不足,提出基于... 针对低轨同构星座覆盖资源在纬度上分布不均匀的不足,提出采用低轨混合星座提升覆盖均匀性的设计方案,并推导了满足全球任意点平均每天覆盖一定次数的最小卫星规模估算公式。针对非支配近邻免疫算法(NNIA)约束处理方面的不足,提出基于约束支配的改进非支配近邻免疫算法(Modified NNIA),并以此设计了一种低轨混合星座优化平台来优化带约束的星座设计问题。仿真结果表明,改进的NNIA算法在收敛速度和多样性上均优于非支配分层遗传算法(NSGA-II)和多目标粒子群算法(MOPSO),可大大提高星座设计的效率。同时优化结果也表明低轨混合星座可提高覆盖的均匀性和大部分区域的覆盖次数,进而减少特定覆盖要求所需的卫星数目。 展开更多

关键词 星座 多目标优化 约束处理 免疫算法 NSGA-Ⅱ算法 MOPSO算法

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一种面向FPGA实现的LDPC编码可配置并行架构设计 被引量：2

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作者 张雪 姜泉江 +1 位作者 梁广 余金培 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第5期714-719,共6页

为满足星载超高速数传设备FPGA实现的需求,充分利用FPGA器件工作处理时钟频率不高但可用并行资源丰富的特点,根据LDPC结构特性,设计一种基于FPGA的N位可配置的LDPC编码通用并行架构,它具有通用性强、传输速率高、传输延时低的特点。此外... 为满足星载超高速数传设备FPGA实现的需求,充分利用FPGA器件工作处理时钟频率不高但可用并行资源丰富的特点,根据LDPC结构特性,设计一种基于FPGA的N位可配置的LDPC编码通用并行架构,它具有通用性强、传输速率高、传输延时低的特点。此外,从理论上分析并行架构与传统串行架构的等价性,并详细推导并行度N与速率及硬件资源的限制关系。最后以N=8为例,在FPGA开发平台实现吞吐量为2.5 Gbps的LDPC编码,验证架构的可行性。 展开更多

关键词 低密度奇偶校验码 可配置并行度 现场可编程门阵列 高速数传

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星载GPS接收机的可见星预测方法 被引量：2

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作者 朱淑珍 谢卓辰 +1 位作者 姜泉江 尹增山 《电子设计工程》 2015年第16期1-4,共4页

GPS接收机在低轨卫星上有广泛的应用。事先预测可见GPS卫星有助于接收机快速捕获。地面接收机直接取仰角大于的GPS卫星为可见卫星,这一判决方法不适用于星载GPS接收机。根据GPS卫星天线覆盖范围,提出了一种对轨道高度分段讨论的基于仰... GPS接收机在低轨卫星上有广泛的应用。事先预测可见GPS卫星有助于接收机快速捕获。地面接收机直接取仰角大于的GPS卫星为可见卫星,这一判决方法不适用于星载GPS接收机。根据GPS卫星天线覆盖范围,提出了一种对轨道高度分段讨论的基于仰角的可见卫星判决方法。通过MATLAB和STK仿真得到这一方法的平均预测正确率和召回率都大于93%。因此,这种方法适用于不同低轨轨道高度、不同航天任务的星载GPS接收机。 展开更多

关键词 星载GPS接收机 可见星预测 GPS天线覆盖角 仰角

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基于神经网络的低轨卫星多波束系统峰均比自适应限幅法 被引量：1

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作者 刘子健 姜泉江 刘会杰 《中国科学院大学学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期670-676,共7页

针对低轨卫星多波束系统在多方向通信时出现峰均比过高的问题,提出一种基于深度神经网络的峰均比抑制方法。该方法主要根据多波束通信系统在不同场景下的目标方向位置、接收端信噪比、误码率误差范围等输入层参数,自适应地选择限幅法的... 针对低轨卫星多波束系统在多方向通信时出现峰均比过高的问题,提出一种基于深度神经网络的峰均比抑制方法。该方法主要根据多波束通信系统在不同场景下的目标方向位置、接收端信噪比、误码率误差范围等输入层参数,自适应地选择限幅法的最优门限值,从而对每个阵元上合成的信号进行限幅操作,在保证低轨卫星多波束系统误码率的前提下降低了该系统的峰均比。最后通过仿真验证,该方法比传统固定门限的限幅法在误码率误差范围内对峰均比有明显改善。 展开更多

关键词 低轨卫星多波束 峰均比 神经网络 限幅法

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GPS信号捕获算法Matlab/Simulink仿真 被引量：3

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作者 夏运兵 龚文斌 +1 位作者 姜泉江 姜兴龙 《电子设计工程》 2015年第3期11-14,共4页

为了评价GPS信号并行码相位捕获算法、并行频率捕获算法、线性捕获算法3种常见捕获算法捕获性能的优劣,采用Matlab/Simulink工具对其捕获效果进行仿真分析。首先理论分析三种捕获算法的优劣,再用Simulink模拟信号源,M文件实现捕获过程... 为了评价GPS信号并行码相位捕获算法、并行频率捕获算法、线性捕获算法3种常见捕获算法捕获性能的优劣,采用Matlab/Simulink工具对其捕获效果进行仿真分析。首先理论分析三种捕获算法的优劣,再用Simulink模拟信号源,M文件实现捕获过程的方式,并以捕获时间作为标准,得出并行码相位捕获所用时间最短,并行频率捕获时间相对较长,线性捕获最慢的结果。这些算法的仿真实现和捕获性能的比较,对接收终端捕获模块的研发工作具有一定的参考与指导作用。 展开更多

关键词 SIMULINK 并行码相位捕获 并行频率捕获 线性捕获

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基于AD9857的卫星通信发射机的设计与实现 被引量：1

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作者 池方玉 姜泉江 +1 位作者 陈晓挺 刘会杰 《电子技术应用》 北大核心 2011年第1期58-61,共4页

介绍了AD9857的工作原理,分析了AD9857的主要特点及典型应用电路。在此基础上,给出了一种基于AD9857的卫星通信发射机的实现方案,并结合实现及调试,归纳了AD9857在应用中应该注意的问题,给出了经验证可行的解决方案。

关键词 卫星通信 数字上变频 AD9857

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星载GPS接收机射频前端设计与实现 被引量：2

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作者 魏可友 刘成 +1 位作者 姜泉江 刘会杰 《信息技术》 2016年第6期7-10,13,共5页

为适应星载GPS接收机的多普勒高动态范围、强射频干扰信号的空间环境,分析了射频前端的结构及MAX2769的结构特点和工作原理,利用MAX2769及少量外围电路设计实现了一种星载GPS接收机射频前端方案。测试表明,射频前端输出的数字中频信号... 为适应星载GPS接收机的多普勒高动态范围、强射频干扰信号的空间环境,分析了射频前端的结构及MAX2769的结构特点和工作原理,利用MAX2769及少量外围电路设计实现了一种星载GPS接收机射频前端方案。测试表明,射频前端输出的数字中频信号符合设计要求,可用于基带信号处理模块,实现卫星信号捕获。其集成度高,性能优越,价格合理,适合航天工业应用。 展开更多

关键词 接收机 射频前端 MAX2769 捕获

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一种基于低轨卫星通信的定时同步研究 被引量：1

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作者 赵君伟 姜泉江 刘会杰 《无线电通信技术》 2009年第5期19-22,共4页

定时恢复是数字接收机中的关键技术,基于某特定LEO低轨卫星通信系统应用,重点研究了异步时钟采样恢复法的工作原理,提出了一种改进的Gardner定时误差检测算法,给出了整个定时环路的具体实现方案,并针对其性能进行了分析。仿真结果表明,... 定时恢复是数字接收机中的关键技术,基于某特定LEO低轨卫星通信系统应用,重点研究了异步时钟采样恢复法的工作原理,提出了一种改进的Gardner定时误差检测算法,给出了整个定时环路的具体实现方案,并针对其性能进行了分析。仿真结果表明,在大多普勒加速度的卫星信道环境下,该方案能够满足系统设计的要求,且实现结构简单、优化,可大幅降低算法复杂度,在较高信噪比的情况下,具有更加优化的性能。 展开更多

关键词 低轨卫星 多普勒加速度 全数字定时同步 Gardner改进误差检测算法

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基于互复用技术的低轨通信卫星恒包络调制

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作者 陈毅君 漆庄平 +1 位作者 姜泉江 梁旭文 《电子技术应用》 北大核心 2013年第4期87-90,95,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 恒包络 互复用 调制效率 峰均比 功率比

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多包接收对极轨通信星座构型设计影响分析

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作者 高攀 姜兴龙 +1 位作者 姜泉江 刘会杰 《遥测遥控》 2013年第1期24-28,33,共6页

传统通信星座构型设计只针对系统覆盖特性选择合适的方案,不能准确反映系统的通信需求,造成资源浪费。根据多包接收的SINR捕获模型,分析宽带通信体制与构型设计及卫星运动时可通信范围等参数间的联系,并在考虑多包接收制约后对星座构型... 传统通信星座构型设计只针对系统覆盖特性选择合适的方案,不能准确反映系统的通信需求,造成资源浪费。根据多包接收的SINR捕获模型,分析宽带通信体制与构型设计及卫星运动时可通信范围等参数间的联系,并在考虑多包接收制约后对星座构型设计进行改进。该设计约束的引入,可使构型方案更好地满足系统通信需求。 展开更多

关键词 宽带通信 星间链路 极轨星座 多包接收

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低轨卫星网络基于跳波束的资源调度算法 被引量：11

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作者 刘婉莹 夏师懿 +3 位作者 姜泉江 李国通 田丰 孙思月 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第6期805-813,共9页

低轨卫星网络能够为用户提供全球范围的宽带接入服务,是目前卫星通信网络的主要发展方向。然而低轨卫星平台资源受限、地面业务分布不均匀,给星地接入方案设计带来诸多挑战。提出宽波束结合动态点波束的跳波束接入方案,由宽波束获取信... 低轨卫星网络能够为用户提供全球范围的宽带接入服务,是目前卫星通信网络的主要发展方向。然而低轨卫星平台资源受限、地面业务分布不均匀,给星地接入方案设计带来诸多挑战。提出宽波束结合动态点波束的跳波束接入方案,由宽波束获取信令信息,辅助点波束进行跳波束按需服务用户业务的通信方案。针对不同用户分布场景,使用迭代算法进行仿真,验证相对于传统固定多波束方案,宽波束结合动态点波束的跳波束方案在用户分布不均匀的情况下,能达到更高的系统吞吐性能,且业务量小时具有更好的时延性能等。 展开更多

关键词 低轨卫星 跳波束 吞吐量

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一种DVB-S2X标准16APSK软解调优化算法 被引量：1

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作者 张厦 姜泉江 +1 位作者 梁广 余金培 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第5期660-665,共6页

DVB-S2X标准在DVB-S2标准的基础上增加多种高阶APSK(amplitude phase shift keying)调制方式,其中16APSK调制增加8+8APSK星座图。主要分析16APSK星座图的特点,并提出一种新的软解调优化算法。该算法与LLR算法和Max-log-MAP算法相比,计... DVB-S2X标准在DVB-S2标准的基础上增加多种高阶APSK(amplitude phase shift keying)调制方式,其中16APSK调制增加8+8APSK星座图。主要分析16APSK星座图的特点,并提出一种新的软解调优化算法。该算法与LLR算法和Max-log-MAP算法相比,计算复杂度显著降低。仿真结果表明,优化算法性能损失小,在工程应用中具有较好的实用性。 展开更多

关键词 DVB-S2X 8+8APSK LDPC 软解调

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基于净空技术的ISM频段可靠无线通信系统 被引量：1

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作者 吉行健 梁广 +2 位作者 孙思月 姜泉江 余金培 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2020年第4期498-506,共9页

随着频谱资源日益紧张,在免授权频段开展可靠的星地、空地、蜂窝等无线通信系统设计已成为提高频谱资源利用效率、缩短通信系统研制周期的新兴研究热点。提出一种在ISM频段下的可靠无线通信系统。该系统采用基于载波监听的无线净空技术... 随着频谱资源日益紧张,在免授权频段开展可靠的星地、空地、蜂窝等无线通信系统设计已成为提高频谱资源利用效率、缩短通信系统研制周期的新兴研究热点。提出一种在ISM频段下的可靠无线通信系统。该系统采用基于载波监听的无线净空技术实现公用资源下的可靠频谱占用,并结合基于先验自干扰抑制的收发信机软硬件设计,实现ISM频段异构网络共存下的可靠通信。针对该系统固有的自干扰问题,提出基于先验信息的射频AD清零策略和结合射频链路的周期控制射频开关的设计,实现通信系统误码率及环路跟踪性能不受自干扰影响。最后,通过软硬件仿真和实物测试验证该方案的有效性。 展开更多

关键词 ISM频段 无线通信 自干扰 软硬件设计

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多波束接收天线形式下的低轨卫星多普勒特性

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作者 姜泉江 刘会杰 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期25-29,共5页

采用多波束接收天线的低轨卫星通信系统,其各波束的多普勒特性有别于采用单波束天线的系统.为分析各波束的多普勒特性,通过建立矢量分析模型推导了波束覆盖区的等多普勒曲线表达式,仿真实验给出了特性曲线;结合多波束覆盖范围的计算,完... 采用多波束接收天线的低轨卫星通信系统,其各波束的多普勒特性有别于采用单波束天线的系统.为分析各波束的多普勒特性,通过建立矢量分析模型推导了波束覆盖区的等多普勒曲线表达式,仿真实验给出了特性曲线;结合多波束覆盖范围的计算,完成了各接收多波束的多普勒特性分析;最后说明了该特性在星载多波束捕获模块设计中的初步应用. 展开更多

关键词 低轨卫星 多波束 多普勒特性

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