多用户卫星通信系统的中断性能分析

针对卫星通信系统,分析了基于门限判断放大转发(amplify-and-forward, AF)协议情况下的系统中断性能。首先,考虑星载天线增益和卫星链路损耗,并假设卫星链路的小尺度衰落服从阴影莱斯(shadowed-Rician, SR)分布,推导出多用户卫星通信系统的中断概率闭合表达式。然后,为了便于进一步分析系统的性能,推导出高信噪比(signal noise ratio, SNR)条件下系统中断概率的渐近表达式,得到系统的分集度和编码增益的解析表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,并分析了用户数和信道参数对多用户卫星通信系统性能的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。     

认知无线电网络中协同中继的中断性能分析

认知无线电网络中认知用户可以采用协同中继技术提高通信的可靠性,增加频谱效率。对认知无线电网络中采用分布式空时编码和基于解码转发协议下的认知用户中断性能进行了分析,给出了中断概率的一个上下界,得出中断概率的上下界与认知用户频谱效率、中继数量和检测概率的关系,给出了数值仿真。

Abstract：

To increase the reliability and spectrum efficiency of cognitive user in the cognitive radio networks, cooperative relay technique can be exploited. The outage performance of a cognitive user based on the distributed space-time coded and decoded-forward protocol was analyzed. The upper and lower bounds of outage were given, and then the correlations between the bounds and spectrum efficiency, the number of relays and detection probability of primary users were discussed. The numerical simulation was given, and their results were analyzed.     

基于多用户反馈的星地协作传输系统性能分析

研究了门限设置反馈条件下多用户星地混合协作传输系统的性能.首先,在中继端采用放大转发协议和多用户机会调度方案下,得到系统的输出信噪比表达式.其次,在卫星链路服从阴影莱斯分布和地面链路服从瑞利分布的情况下,推导出基于门限设置的信道状态信息反馈下系统的反馈中断概率、遍历容量和平均反馈用户数的闭合表达式.最后,计算机仿真不仅...     

宏最大比合并系统的中断性能分析与仿真

利用矩生成函数和高斯-厄米特积分推导出Nakagami-Lognormal信道环境下宏最大比合并系统输出信噪比概率密度函数的闭式表示,并由此分析了系统的中断概率。仿真结果验证了表达式的正确性。分析表明在分布式接入系统中影响系统中断性能的主要因素是阴影衰落;对于分集支路的不均衡情况,阴影和小尺度衰落的不均衡对性能影响较小,而区域均值的不均衡对中断性能有显著的影响。     

混合译码放大转发协同通信的功率分配

协同通信中,有效降低系统的发射功率是移动网络绿色化的一种解决方案。针对未来移动通信系统的节能问题,给出了协同通信系统中混合译码放大转发（hybrid decode-amplify forward, HDAF）的功率分配方案。该方案以直接传输方式的中断概率值为约束条件和总功率最小化为目标,采用极值问题的分析方法,得到了准静态瑞利平坦衰落信道中 HDAF协作方式源节点和中继节点功率。数值分析结果表明,在相同的中断概率约束条件下,采用HDAF协作方式所需的总功率比放大转发（amplify-forward, AF）、译码转发(decode-forward, DF)协作方式少5 dBm~17 dBm,最大限度地节约了系统资源的消耗。     

非静止轨道卫星通信系统中星际链路性能研究

由于非静止轨道卫星之间的相对位置关系不固定 ,所以其星际链路变化比较复杂。为了能给出实现星际链路工程难易程序的量化指标 ,提出了星际链路性能 (方位角、仰角和星间距离的变化速率和范围 )的理论计算公式 ,详细分析了星际链路性能随系统星座参数变化的规律。然后结合具体的星座实例 ,给出了低轨、中轨卫星通信系统中的星际链路性能的仿真结果。提出星际链路的计算公式 ,对于卫星通信系统的星座设计、组网方案等 ,有着重要意义。     

多用户双向AF MIMO中继系统的联合预编码算法

近年,双向放大转发(amplify-and-forward, AF)多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)中继系统中的预编码设计吸引了越来越多研究学者的兴趣。然而,在实际MIMO中继通信系统中,针对双向传输下的系统,对多用户模型进行的研究较少。由此,针对多用户双向AF MIMO中继系统模型,提出了一种联合预编码算法。采用在所有节点功率限制下,以最小和均方误差(minimun sum mean square error, MSMSE)设计准则去求解联合信源、中继和信宿端多用户的非凸优化问题,将最初的非凸优化问题转化成多个子优化问题,并利用半正定规划设计、平方约束二次规划设计以及二阶锥规划设计求解子优化问题。之后通过交替迭代方法进一步求解每个子凸优化问题局部优化值,达到优化所有节点矩阵变量的目的。所提算法较现有的算法,不仅在优化问题方面考虑更全面、更实用,而且实验仿真结果验证,提出的算法在系统和均方误差(sum mean-square-error, SMSE)性能、和速率以及误码率(bit-error rate, BER)上有均有改善。     

非线性对卫星通信性能影响分析及仿真

在平坦衰落假设基础上,分析了QPSK信号通过移动卫星信道的非线性性能。在仿真模型中,除了考虑上、下行信道的加性高斯白噪声,还考虑了多径效应、阴影衰落以及引起AM AM和AM PM转换的TWT(travelwavetube)非线性效应。利用matlab的Simulink仿真工具,分析了TWT放大器不同输入回退值和升余弦滤波器不同滚降因子对系统性能的影响。仿真结果表明,TWT放大器的工作点应接近饱和点,升余弦滤波器的滚降因子应选择在0.4～0.6。     

采用扩频多址技术的卫星通信系统

本文介绍了一种使用扩频多址(SSMA)技术的小型地面终端卫星通信系统。该通信网采用无中心站的分散式控制方式。使用频段为6/4GHz。     

LEO/MEO卫星通信系统ISL网络路由及切换性能研究

为了研究高度不同的卫星通信网络的路由和切换性能,采用Walkerdelta型星座构成两种非静止轨道卫星通信系统,分析和比较了LEO和MEO卫星通信网络构成特点和星间链路的俯仰角、方位角和星间链路长度变化。采用不同的路由策略以满足不同服务质量的要求,分析该策略下的卫星网络性能。设计了一种混合路由策略,综合考虑时延、时延抖动、切换和通信中断4项指标,进而比较不同高度的两种卫星网络应用不同路由策略时的性能。结果表明,混合路由策略上述服务质量的综合指标最优,该策略能够为各种用户提供不同的服务质量,提高卫星通信系统有效性和可靠性。     

基于IRS辅助多用户通信系统的信道容量优化

智能反射表面(intelligent reflecting surface,IRS)通过对无线传播环境的智能配置进而获得极好的信道容量增益。在IRS辅助多用户下行链路通信中,本文通过共同优化基站处受功率限制的预编码器和IRS处受单位模量约束的相移器来最大化信道容量。针对由此产生的非确定性多项式难问题,首先将其转换成等效问题,再利用交替优化算法来求解预编码矩阵和相移向量。当固定相移向量时,优化问题可转换为二阶锥规划问题后直接使用标准优化包获得最优预编码矩阵。当固定预编码矩阵时,单位模量约束是解决问题的难点,本文将其嵌入搜索空间之后提出黎曼信赖域(Riemannian trust-region, RTR)算法来求解。仿真结果表明,与现有方法相比,RTR算法不仅具有性能的提升,还有更快的收敛速度。     

低轨卫星通信中SCMA系统载波同步算法设计

为了提高低轨卫星通信频谱利用率及对抗存在的大多普勒频移,考虑将稀疏码多址接入(sparse code multiple access,SCMA)技术应用于低轨卫星通信,提出一种针对SCMA系统的数据辅助载波同步方案.该同步方案的频偏、相偏估计算法分别采用分步相关法和最大似然法.同时,根据所提分步相关算法的特点,优化了导...     

动中通系统中陀螺信号小波滤波算法

在动中通系统中,陀螺检测的载体扰动信号的精度直接关系到整个系统的精度和性能。针对陀螺噪声信号的特点,提出了一种将3σ模平方阈值和平移不变小波变换(translation invariant discrete wavelet transform, TIDWT)相结合的滤波算法,能够有效地抑制陀螺噪声信号和由小波变换产生的失真现象。仿真和实验结果表明,该滤波算法效果优于传统的小波滤波算法。     

Adaptive robust control of mobile satellite communication system with disturbance and model uncertainties

The tracking and stable control of a typical shipmounted mobile satellite communication system(MSCS) is studied.Unlike the former studies based on simplified single-axis models,a tri-axis nonlinear model including the kinematic and dynamic features of the MSCS is used as the control object.An adaptive robust controller with trajectory planning is designed to deal with large parametric uncertainties and uncertain nonlinearities of the system.A theoretic performance result is given and proved.The designed adaptive robust controller and other two traditional controllers are tested in the comparative simulations under three different situations.The simulation results show the tracking and stable validity of the proposed controller.     

全双工窃听下的无人机通信保密性能分析

针对无人机能量受限且通信易受到窃听攻击的问题,提出一种基于能量采集的无人机无线供电通信模型,并分析其在全双工主动窃听下的保密性能.首先,采用基于仰角的视距和非视距路径损耗模型对地空无线信道进行建模.然后,将无人机的传输中断概率限制在一个可容忍的最大阈值内,得到基站的最优编码速率,进而推导出无人机的保密中断概率的解析闭合...     

MIMO-DCSK communication scheme and its performance analysis over multipath fading channels

The differential chaotic shift keying （DCSK） communication in multiple input multiple output （MIMO） multipath fading chan- nels is considered. A simple MIMO-DCSK communication scheme based on orthogonal multi-codes （OMCs） and equal gain combination （EGC） is proposed, in which OMCs are used to spread the same information bit at each transmitting antenna and the infor- mation bit is detected by EGC at receiving antenna. The OMCs are constructed from one chaotic sequence by means of othogo- nal space-time block coding （OSTBC）. The output signal-to-noise ratio （SNR） after EGC is given based on central limit theory （CLT）, and it can effectively exploit the spatial diversity of the underlying MIMO system. Simulation results show that the full spatial diversity gain is achieved without channel estimation in the MIMO-DCSK communication scheme and it performs better than MC-EGC for a large number of transmitting antennas.