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    【論文集錦】衛星世家的最新成果——《電子技術應用》優秀論文集錦

    2018-11-20
    作者:《電子技術應用》
    關鍵詞: 衛星通信 北斗 導航

    人造地球衛星用途廣、種類繁多,有太空“信使”通信衛星、太空“遙感器”地球資源衛星、太空“氣象站”氣象衛星、太空“向導”導航衛星、太空“間諜”偵察衛星、太空“廣播員”廣播衛星、太空“測繪員”測地衛星、太空“千里眼”天文衛星等,組成一個龐大的“衛星世家”。

    自從20世紀60年代,我國成功發射了自主研究的第一顆人造通信衛星開始,衛星通信技術飛速發展,并大規模應用,取得了巨大的成功。

    衛星通信除了在軍事領域中發揮著關鍵性的作用以外,已經成為了人們生活中不可或缺的一部分:為人們提供豐富多彩的電視廣播和語音廣播,為地面蜂窩網絡尚未部署的偏遠地區、海上和空中提供必要的通信,為發生自然災害的區域提供寶貴的應急通信,為欠發達或人口密度低的地區提供互聯網接入等。

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    (圖片來源:網絡)

    隨著對無所不在的通信需求和高數據率通信業務的不斷增長,衛星通信所具有的覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質量好、組網方便迅速的優勢將在新一代通信系統中發揮關鍵性的作用,是未來通信行業發展的主要載體。

    北斗作為我國自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是繼美國全球定位系統(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛星導航系統(GLONASS)、歐洲伽利略衛星導航系統(Galileo satellite navigation system)之后第四個成熟的衛星導航系統,也是唯一具有短報文通信的導航衛星。

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    (圖片來源:網絡)

    小編整理了《電子技術應用》近年刊登的與衛星通信與衛星導航相關的最新研究成果及其應用實例,歡迎相關領域研究者參考借鑒!

     

    1、衛星通信近期發展綜述

    摘要: 隨著對無所不在的通信需求和高數據率通信業務的不斷增長,衛星通信所具有的無縫覆蓋和通信容量大的優勢將在新一代通信系統中發揮關鍵性的作用,衛星通信技術和信息通信產業也正在發生巨大的變革。對近年來衛星通信新技術和發展熱點作了全面的綜述,總結了多波束天線、星上處理的發展狀況和衛星頻譜資源的使用情況,概述了星地融合通信和衛星寬帶通信并分析了發展中面臨的挑戰,展望了衛星通信的發展前景。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000024155

    中文引用格式: 郝才勇,駱超,劉恒. 衛星通信近期發展綜述[J].電子技術應用,2016,42(8):11-15,20
    英文引用格式: Hao Caiyong,Luo Chao,Liu Heng. A survey of recent developments of satellite communications[J].Application of Electronic Technique,2016,42(8):11-15,20

     

    2、偽衛星網絡時頻同步系統設計與實現

    摘要: 為實現偽衛星自組織網絡高精度時頻同步,設計了一種應用SCPA結構的偽衛星時頻同步系統。該系統以FPGA和DSP作為核心基帶處理芯片,集成了高速數模轉換與模數轉換電路以及上下變頻電路。詳細介紹了偽衛星雙向偽距測量技術和時頻同步設計方案及實現。系統測試結果表明,偽衛星系統星間載波相位同步誤差小于0.1 Hz,時間同步精度優于2 ns,可達到偽衛星自組織網絡系統定位精度與授時精度要求。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000083727

    中文引用格式: 紀元法,梁濤,孫希延,等. 偽衛星網絡時頻同步系統設計與實現[J].電子技術應用,2018,44(6):39-43.
    英文引用格式: Ji Yuanfa,Liang Tao,Sun Xiyan,et al. Design and implementation of pseudolites time and frequency synchronization system[J]. Application of Electronic Technique,2018,44(6):39-43.

     

    3、多板卡多模衛星信號模擬器的研究與實現

    摘要: 針對多模多頻點衛星信號模擬器設計難度高、占用系統硬件資源大的問題,提出一種多板卡傳輸與同步方式生成衛星導航信號的設計方案。該方案以FPGA+DSP作為核心處理器,并集成了高速D/A轉換以及射頻上變頻電路,詳細介紹了信號傳輸與同步方案的設計思想及實現。通過聯合定位測試結果表明,該方案有效降低硬件平臺及芯片的個體性差異帶來的誤差,實現信號同步生成,設計靈活、工作可靠穩定,對于低成本實現多系統多頻點衛星信號模擬器的研究具有重要意義。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000068790

    中文引用格式: 姜東方,紀元法,孫希延. 多板卡多模衛星信號模擬器的研究與實現[J].電子技術應用,2017,43(7):70-73.
    英文引用格式: Jiang Dongfang,Ji Yuanfa,Sun Xiyan. Research and implementation of multi-card multi-mode satellite signal simulator[J].Application of Electronic Technique,2017,43(7):70-73.

     

    4、雙層混合衛星網絡優化設計及覆蓋性能評估

    摘要: 針對單層衛星網絡抗毀能力差、處理時延高以及三層衛星網絡管理復雜、鏈路冗余度高等問題,分別采用Walker星座和極軌星座對MEO和LEO衛星進行了組網分析和星座設計,提出了一種雙層混合衛星網絡優化設計方案;同時,針對傳統衛星覆蓋性能指標不能統一評價不同構型衛星星座的問題,提出了一種基于層次分析法模型的不同構型衛星星座統一評估模型。仿真結果表明,所提出的方案不僅能夠很好地提升對中國區域的覆蓋率,而且可以有效地降低平均間隙時長和平均響應時間,從而滿足對中國地區全天時覆蓋的總體設計要求。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000067063

    中文引用格式: 戴翠琴,李劍. 雙層混合衛星網絡優化設計及覆蓋性能評估[J].電子技術應用,2017,43(6):23-27.
    英文引用格式: Dai Cuiqin,Li Jian. Optimization design of double layer hybrid satellite network and coverage performance evaluation[J].Application of Electronic Technique,2017,43(6):23-27.

     

    5、基于多片FPGA的FHDS衛星測控信號捕獲設計

    摘要: 多片FPGA組成的星形系統可解決跳頻和直接序列混合擴頻(FHDS)衛星測控信號大時延差高動態條件下的快速捕獲問題。捕獲搜索時采用1“主”+N“副”形式的Multi-FPGA組分時進行多普勒搜索,主FPGA實現捕獲控制和快速解跳解擴,其余N片FPGA實現碼片以下時間差的精細搜索和相干累積。針對信號體制和捕獲性能需求,所有芯片均采用Xilinx公司的基于RAM的XQR4VFX系列。本設計解決了單片宇航級FPGA資源受限條件下復雜捕獲問題,具有FPGA配置文件數目少、成本低、功耗低的優點。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000053171

    中文引用格式: 陳嘯,李廣俠,李志強,等. 基于多片FPGA的FHDS衛星測控信號捕獲設計[J].電子技術應用,2016,42(7):72-75.
    英文引用格式: Chen Xiao,Li Guangxia,Li Zhiqiang,et al. Multi-FPGA acquisition of FHDS satellite TT&C signal[J].Application of Electronic Technique,2016,42(7):72-75.

     

    6、一種高效動態LEO衛星網絡流量調節路由算法

    摘要: 針對考慮負載均衡的LEO衛星網絡路由算法存在控制網絡開銷偏大、路由更新不及時以及流量調節機制分配不均等問題,提出了一種基于負載均衡的動態LEO衛星網絡路由算法DRLB。根據衛星節點路徑記錄信息以及后向Agent讀取策略設計新的路由機制,獲得動態衛星拓撲結構;分析前向Agent的分組格式并刪除冗余字段,達到減小網絡開銷目的;根據數據發送時間間隔構造前向Agent選址策略,提高路由更新效率,通過考慮衛星所處緯度流量分配不均問題,改進流量調節因子,獲得更好的負載均衡效果。仿真結果表明,與SDRZ-MA算法相比,DRLB算法在減緩星地之間的控制開銷、平均端到端時延等方面具有較好的優勢。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000020832  

    中文引用格式: 羅擁華,鄔家煒. 一種高效動態LEO衛星網絡流量調節路由算法[J].電子技術應用,2016,42(5):104-108,112.
    英文引用格式: Luo Yonghua,Wu Jiawei. An efficient routing algorithm based on load balancing for dynamic LEO satellite networks[J].Application of Electronic Technique,2016,42(5):104-108,112.

     

    7、衛星通信中調制解調性能的研究

    摘要: 衛星通信系統中常用的調制方式主要是PSK及其改進方式,解調采用相干解調。針對復雜多變的衛星信道環境,在對π/4-BPSK、π/4-QPSK原理分析的基礎上,引入一種新的調制方式π/4-CQPSK,并對這些調制方式進行比較分析。在解調時采用差分解調而不是傳統的相干解調。最后,在特有的衛星信道條件下,仿真分析了上述調制解調方式性能。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000010918

    中文引用格式: 劉澤,蘇開榮,姜玉潔,等. 衛星通信中調制解調性能的研究[J].電子技術應用,2015,41(8):83-85,89.
    英文引用格式: Liu Ze,Su Kairong,Jiang Yujie,et al. Research on the performance of modulation and demodulation in satellite communication system[J].Application of Electronic Technique,2015,41(8):83-85,89.

     

    8、基于博弈論的多用戶雙向選擇衛星異構網絡算法

    摘要: 針對目前衛星異構網絡選擇算法較少且大多只考慮用戶或網絡一方滿意度的問題,綜合衡量用戶和網絡雙方利益,提出了一種基于博弈論的衛星異構網絡多用戶接入選擇算法。

    全文鏈接:http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000003022

    中文引用格式:蔣靜雅,郭道省.基于博弈論的多用戶雙向選擇衛星異構網絡算法[J].電子技術應用,2014,40(10):106-108+116.

     

    9、北斗B1 MEO/IGSO衛星信號的差分捕獲算法

    摘要: 針對北斗B1頻段MEO/IGSO衛星上NH碼調制導致捕獲難度增大的問題,對GPS所用的差分捕獲算法進行改進,得出了一種適合北斗B1 MEO/IGSO衛星的捕獲算法。通過本地生成經NH調制的C/A碼作為新的偽隨機碼,加長相干積分時間,以差分累加的方式對相干積分結果進行運算,并按照累加結果最大準則判斷差分項的符號,找出最佳搭配組合。仿真結果表明,改進算法能提高2 dB~3 dB的增益。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000084240  

    中文引用格式: 邢永強,黃海生,曹新亮. 北斗B1 MEO/IGSO衛星信號的差分捕獲算法[J].電子技術應用,2018,44(6):90-93.
    英文引用格式: Xing Yongqiang,Huang Haisheng,Cao Xinliang. A difference acquisition algorithm for Beidou B1 MEO/IGSO satellite[J]. Application of Electronic Technique,2018,44(6):90-93.


    10、GPS偽衛星高精度室內定位技術研究與實現

    摘要: 為了實現高精度室內定位,克服GPS導航系統在室內等復雜環境定位的局限性,提出了一種基于偽衛星的高精度室內定位方案。該方案以FPGA+DSP作為核心處理器,并集成了高速A/D轉換電路以及上下變頻電路。詳細介紹了偽衛星信號時鐘同步方法和接收機抗遠近效應設計方案及實現。通過對系統測試,結果表明在室內靜態和動態定位精度都在3 cm以內,實現了高精度室內定位,該方案的實現對室內外無縫定位具有重要的意義。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000078784  

    中文引用格式: 盧偉軍,孫希延,紀元法,等. GPS偽衛星高精度室內定位技術研究與實現[J].電子技術應用,2018,44(3):36-39.
    英文引用格式: Lu Weijun,Sun Xiyan,Ji Yuanfa,et al. Research and implementation of high precision indoor positioning technology for GPS pseudo satellite[J]. Application of Electronic Technique,2018,44(3):36-39.

     

    11、衛星導航信號采集存儲系統的設計

    摘要: 為了給衛星導航接收機的性能研究提供重要的環境數據,設計了一款能夠對真實導航衛星的信號進行采集存儲的設備。該系統以FPGA+ARM作為核心芯片,并集成了射頻下變頻電路、高速A/D轉換電路以及高速數據存儲模塊。這些模塊構成了一款具有雙采樣通道、高采樣存儲速率、強便攜性等特點的衛星導航信號采集存儲系統。在完整的硬件平臺上,通過對在軌衛星實際信號的測試,驗證了信號采集存儲系統數據的正確性,達到了預期設計要求。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000018951  

    中文引用格式: 黃庚,紀元法,孫希延. 衛星導航信號采集存儲系統的設計[J].電子技術應用,2016,42(4):63-66.
    英文引用格式: Huang Geng,Ji Yuanfa,Sun Xiyan. The design of data acquisition system based on the navigation satellite signal[J].Application of Electronic Technique,2016,42(4):63-66.

     

    12、基于機器視覺篩選GPS衛星信號的無人駕駛汽車組合導航方法

    摘要: 針對無人駕駛智能車在城市道路環境中全球定位系統信號以非視距傳播而造成偽距估計偏差,導致定位不準確的問題,提出了一種以視覺信息為篩選條件的組合導航方法。該系統通過攝像頭采集到車體周圍環境信息圖像并處理,最終得到建筑物上隅角與下隅角的差值,換算出建筑物相對車體所形成的遮擋角度,以此篩選GPS衛星有效信息,采用容積卡爾曼濾波對組合導航信息進行濾波估計,提高導航信息準確性。實驗證明,該系統能有效彌補無人駕駛智能車城市道路環境中GPS信號偏差的缺點,較傳統組合方式相比具有較高的可靠性及實用價值。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000015197

    中文引用格式: 段建民,石慧,戰宇辰. 基于機器視覺篩選GPS衛星信號的無人駕駛汽車組合導航方法[J].電子技術應用,2016,42(1):111-114.
    英文引用格式: Duan Jianmin,Shi Hui,Zhan Yuchen. Integrated navigation system for unmanned intelligent vehicle based on vision[J].Application of Electronic Technique,2016,42(1):111-114.

     

    13、基于PCIe總線的衛星導航信號傳輸系統設計

    摘要: 為了滿足高精度軟件接收機對衛星導航中頻信號傳輸系統的新要求,設計了一種基于PCIe總線的傳輸系統。該系統以Virtex-5 FPGA為核心控制器件,以DMA方式通過4通道PCIe接口傳輸導航衛星數據。詳細介紹傳輸系統AD模塊、DMA控制模塊、中斷模塊等核心模塊的FPGA實現方法。經過測試與驗證,系統讀寫速率分別達到了800 MB/s和650 MB/s,可以滿足不同層次導航軟件接收機對原始導航數據的需求。

    全文鏈接:

    http://www.lifeadjustmentscoaching.com/article/3000005569

    中文引用格式:蔡曉暉,鄭植,李浩.基于PCIe總線的衛星導航信號傳輸系統設計[J].電子技術應用,2015,41(06):24-26+30.

     

     


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