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【论文集锦】卫星世家的最新成果——《电子技术应用》优秀论文集锦

2018-11-20
作者:《电子技术应用》
关键词: 卫星通信 北斗 导航

人造地球卫星用途广、种类繁多,有太空“信使”通信卫星、太空“遥感器”地球资源卫星、太空“气象站”气象卫星、太空“向导”导航卫星、太空“间谍”侦察卫星、太空“广播员”广播卫星、太空“测绘员”测地卫星、太空“千里眼”天文卫星等,组成一个庞大的“卫星世家”。

自从20世纪60年代,我国成功发射了自主研究的第一颗人造通信卫星开始,卫星通信技术飞速发展,并大规模应用,取得了巨大的成功。

卫星通信除了在军事领域中发挥着关键性的作用以外,已经成为了人们生活中不可或缺的一部分:为人们提供丰富多彩的电视广播和语音广播,为地面蜂窝网络尚未部署的偏远地区、海上和空中提供必要的通信,为发生自然灾害的区域提供宝贵的应急通信,为欠发达或人口密度低的地区提供互联网接入等。

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(图片来源:网络)

随着对无所不在的通信需求和高数据率通信业务的不断增长,卫星通信所具有的覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速的优势将在新一代通信系统中发挥关键性的作用,是未来通信行业发展的主要载体。

北斗作为我国自主建设、独立运行的卫星导航系统,是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)、欧洲伽利略卫星导航系统(Galileo satellite navigation system)之后第四个成熟的卫星导航系统,也是唯一具有短报文通信的导航卫星。

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(图片来源:网络)

小编整理了《电子技术应用》近年刊登的与卫星通信与卫星导航相关的最新研究成果及其应用实例,欢迎相关领域研究者参考借鉴!

 

1、卫星通信近期发展综述

摘要: 随着对无所不在的通信需求和高数据率通信业务的不断增长,卫星通信所具有的无缝覆盖和通信容量大的优势将在新一代通信系统中发挥关键性的作用,卫星通信技术和信息通信产业也正在发生巨大的变革。对近年来卫星通信新技术和发展热点作了全面的综述,总结了多波束天线、星上处理的发展状况和卫星频谱资源的使用情况,概述了星地融合通信和卫星宽带通信并分析了发展中面临的挑战,展望了卫星通信的发展前景。

全文链接:

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

中文引用格式: 郝才勇,骆超,刘恒. 卫星通信近期发展综述[J].电子技术应用,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、伪卫星网络时频同步系统设计与实现

摘要: 为实现伪卫星自组织网络高精度时频同步,设计了一种应用SCPA结构的伪卫星时频同步系统。该系统以FPGA和DSP作为核心基带处理芯片,集成了高速数模转换与模数转换电路以及上下变频电路。详细介绍了伪卫星双向伪距测量技术和时频同步设计方案及实现。系统测试结果表明,伪卫星系统星间载波相位同步误差小于0.1 Hz,时间同步精度优于2 ns,可达到伪卫星自组织网络系统定位精度与授时精度要求。

全文链接:

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

中文引用格式: 纪元法,梁涛,孙希延,等. 伪卫星网络时频同步系统设计与实现[J].电子技术应用,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、多板卡多模卫星信号模拟器的研究与实现

摘要: 针对多模多频点卫星信号模拟器设计难度高、占用系统硬件资源大的问题,提出一种多板卡传输与同步方式生成卫星导航信号的设计方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速D/A转换以及射频上变频电路,详细介绍了信号传输与同步方案的设计思想及实现。通过联合定位测试结果表明,该方案有效降低硬件平台及芯片的个体性差异带来的误差,实现信号同步生成,设计灵活、工作可靠稳定,对于低成本实现多系统多频点卫星信号模拟器的研究具有重要意义。

全文链接:

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

中文引用格式: 姜东方,纪元法,孙希延. 多板卡多模卫星信号模拟器的研究与实现[J].电子技术应用,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、双层混合卫星网络优化设计及覆盖性能评估

摘要: 针对单层卫星网络抗毁能力差、处理时延高以及三层卫星网络管理复杂、链路冗余度高等问题,分别采用Walker星座和极轨星座对MEO和LEO卫星进行了组网分析和星座设计,提出了一种双层混合卫星网络优化设计方案;同时,针对传统卫星覆盖性能指标不能统一评价不同构型卫星星座的问题,提出了一种基于层次分析法模型的不同构型卫星星座统一评估模型。仿真结果表明,所提出的方案不仅能够很好地提升对中国区域的覆盖率,而且可以有效地降低平均间隙时长和平均响应时间,从而满足对中国地区全天时覆盖的总体设计要求。

全文链接:

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

中文引用格式: 戴翠琴,李剑. 双层混合卫星网络优化设计及覆盖性能评估[J].电子技术应用,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卫星测控信号捕获设计

摘要: 多片FPGA组成的星形系统可解决跳频和直接序列混合扩频(FHDS)卫星测控信号大时延差高动态条件下的快速捕获问题。捕获搜索时采用1“主”+N“副”形式的Multi-FPGA组分时进行多普勒搜索,主FPGA实现捕获控制和快速解跳解扩,其余N片FPGA实现码片以下时间差的精细搜索和相干累积。针对信号体制和捕获性能需求,所有芯片均采用Xilinx公司的基于RAM的XQR4VFX系列。本设计解决了单片宇航级FPGA资源受限条件下复杂捕获问题,具有FPGA配置文件数目少、成本低、功耗低的优点。

全文链接:

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

中文引用格式: 陈啸,李广侠,李志强,等. 基于多片FPGA的FHDS卫星测控信号捕获设计[J].电子技术应用,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、一种高效动态LEO卫星网络流量调节路由算法

摘要: 针对考虑负载均衡的LEO卫星网络路由算法存在控制网络开销偏大、路由更新不及时以及流量调节机制分配不均等问题,提出了一种基于负载均衡的动态LEO卫星网络路由算法DRLB。根据卫星节点路径记录信息以及后向Agent读取策略设计新的路由机制,获得动态卫星拓扑结构;分析前向Agent的分组格式并删除冗余字段,达到减小网络开销目的;根据数据发送时间间隔构造前向Agent选址策略,提高路由更新效率,通过考虑卫星所处纬度流量分配不均问题,改进流量调节因子,获得更好的负载均衡效果。仿真结果表明,与SDRZ-MA算法相比,DRLB算法在减缓星地之间的控制开销、平均端到端时延等方面具有较好的优势。

全文链接:

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

中文引用格式: 罗拥华,邬家炜. 一种高效动态LEO卫星网络流量调节路由算法[J].电子技术应用,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、卫星通信中调制解调性能的研究

摘要: 卫星通信系统中常用的调制方式主要是PSK及其改进方式,解调采用相干解调。针对复杂多变的卫星信道环境,在对π/4-BPSK、π/4-QPSK原理分析的基础上,引入一种新的调制方式π/4-CQPSK,并对这些调制方式进行比较分析。在解调时采用差分解调而不是传统的相干解调。最后,在特有的卫星信道条件下,仿真分析了上述调制解调方式性能。

全文链接:

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

中文引用格式: 刘泽,苏开荣,姜玉洁,等. 卫星通信中调制解调性能的研究[J].电子技术应用,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、基于博弈论的多用户双向选择卫星异构网络算法

摘要: 针对目前卫星异构网络选择算法较少且大多只考虑用户或网络一方满意度的问题,综合衡量用户和网络双方利益,提出了一种基于博弈论的卫星异构网络多用户接入选择算法。

全文链接:http://www.jganggini.com/article/3000003022

中文引用格式:蒋静雅,郭道省.基于博弈论的多用户双向选择卫星异构网络算法[J].电子技术应用,2014,40(10):106-108+116.

 

9、北斗B1 MEO/IGSO卫星信号的差分捕获算法

摘要: 针对北斗B1频段MEO/IGSO卫星上NH码调制导致捕获难度增大的问题,对GPS所用的差分捕获算法进行改进,得出了一种适合北斗B1 MEO/IGSO卫星的捕获算法。通过本地生成经NH调制的C/A码作为新的伪随机码,加长相干积分时间,以差分累加的方式对相干积分结果进行运算,并按照累加结果最大准则判断差分项的符号,找出最佳搭配组合。仿真结果表明,改进算法能提高2 dB~3 dB的增益。

全文链接:

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

中文引用格式: 邢永强,黄海生,曹新亮. 北斗B1 MEO/IGSO卫星信号的差分捕获算法[J].电子技术应用,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伪卫星高精度室内定位技术研究与实现

摘要: 为了实现高精度室内定位,克服GPS导航系统在室内等复杂环境定位的局限性,提出了一种基于伪卫星的高精度室内定位方案。该方案以FPGA+DSP作为核心处理器,并集成了高速A/D转换电路以及上下变频电路。详细介绍了伪卫星信号时钟同步方法和接收机抗远近效应设计方案及实现。通过对系统测试,结果表明在室内静态和动态定位精度都在3 cm以内,实现了高精度室内定位,该方案的实现对室内外无缝定位具有重要的意义。

全文链接:

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

中文引用格式: 卢伟军,孙希延,纪元法,等. GPS伪卫星高精度室内定位技术研究与实现[J].电子技术应用,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、卫星导航信号采集存储系统的设计

摘要: 为了给卫星导航接收机的性能研究提供重要的环境数据,设计了一款能够对真实导航卫星的信号进行采集存储的设备。该系统以FPGA+ARM作为核心芯片,并集成了射频下变频电路、高速A/D转换电路以及高速数据存储模块。这些模块构成了一款具有双采样通道、高采样存储速率、强便携性等特点的卫星导航信号采集存储系统。在完整的硬件平台上,通过对在轨卫星实际信号的测试,验证了信号采集存储系统数据的正确性,达到了预期设计要求。

全文链接:

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

中文引用格式: 黄庚,纪元法,孙希延. 卫星导航信号采集存储系统的设计[J].电子技术应用,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、基于机器视觉筛选GPS卫星信号的无人驾驶汽车组合导航方法

摘要: 针对无人驾驶智能车在城市道路环境中全球定位系统信号以非视距传播而造成伪距估计偏差,导致定位不准确的问题,提出了一种以视觉信息为筛选条件的组合导航方法。该系统通过摄像头采集到车体周围环境信息图像并处理,最终得到建筑物上隅角与下隅角的差值,换算出建筑物相对车体所形成的遮挡角度,以此筛选GPS卫星有效信息,采用容积卡尔曼滤波对组合导航信息进行滤波估计,提高导航信息准确性。实验证明,该系统能有效弥补无人驾驶智能车城市道路环境中GPS信号偏差的缺点,较传统组合方式相比具有较高的可靠性及实用价值。

全文链接:

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

中文引用格式: 段建民,石慧,战宇辰. 基于机器视觉筛选GPS卫星信号的无人驾驶汽车组合导航方法[J].电子技术应用,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总线的卫星导航信号传输系统设计

摘要: 为了满足高精度软件接收机对卫星导航中频信号传输系统的新要求,设计了一种基于PCIe总线的传输系统。该系统以Virtex-5 FPGA为核心控制器件,以DMA方式通过4通道PCIe接口传输导航卫星数据。详细介绍传输系统AD模块、DMA控制模块、中断模块等核心模块的FPGA实现方法。经过测试与验证,系统读写速率分别达到了800 MB/s和650 MB/s,可以满足不同层次导航软件接收机对原始导航数据的需求。

全文链接:

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

中文引用格式:蔡晓晖,郑植,李浩.基于PCIe总线的卫星导航信号传输系统设计[J].电子技术应用,2015,41(06):24-26+30.

 

 


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