《空間飛行編隊之間抗干擾通信關鍵技術研究》是依託電子科技大學,由李強擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：空間飛行編隊之間抗干擾通信關鍵技術研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：李強
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
一次性發射多個空間飛行器以實現某種既定目標具有很大的現實需求。傳統多個空間飛行器僅受地面站控制，若能實現多個空間飛行器在飛行中段的實時信息互動，並具有強抗干擾能力，則將大大改善完成任務的準確性。本項目旨在利用60GHz頻段的良好天線方向性、極高的氧衰特性和可用寬頻帶特點，結合連續相位調製(CPM)技術的高譜、功率效率優勢，提出了一種適合於多個高速空間飛行器飛行中段抗干擾通信方案。擬解決如下一些關鍵問題：1、高效通信方案設計；2、適合高速飛行器的自適應波束成形協定及其跟蹤方案；3、高速移動場景下的同步與信道估計方法；4、低複雜度高效的CPM接收機方案。本項目的完成將對國家空間安全具有戰略參考意義，並極具實用價值。
結題摘要
本項目針對多個同時發射的空間飛行器之間相互協同信息互動，改善飛行器目標任務實施準確度，研究設計了一種具有抗干擾低截獲能力的通信波形，探索研究了波束成型、低複雜度恆包絡調製以及高速移動場景下的信號同步與信道估計等關鍵技術。通過項目研究，取得了不限於如下的一些重要成果：1、結合Laurent分解和逐倖存路徑算法，大大減少了CPM相位狀態與分支度量計算所需的匹配濾波器數量，從而降低了CPM解調複雜度，尤其針對高階CPM調製更為明顯；2、在MASSIVE MIMO系統中，信道狀態信息對性能影響至關重要。項目組提出了一種基於模式共享的稀疏貝葉斯學習算法來解決FDD下行信道估計問題。為了刻畫由不同天線共享的公共稀疏性，項目組設計了一種模式耦合的高斯先驗模型。信道矢量係數被分成長度相同的多個組，每一組關聯具有同樣稀疏性的公共超參數。而且，通過利用期望最大算法，項目組還開發了貝葉斯推斷的疊代算法，其中把信道係數作為隱藏變數，而超參數是未知的。因此，所獲得的後驗信道矢量均值被用於信道估計。結果表明，所提算法性能優於其他同類算法。3、在基站採用混合波束成形，終端採用模擬波束成形的小區架構中，項目組聯合設計了基站端的數字預編碼矩陣，模擬預編碼矩陣以及用戶端的模擬合併矩陣以使得整個系統的吞吐量達到最大，獲得了最佳化的預編碼矩陣，提升了系統容量。4、利用毫米波信道的係數特性，項目組研究了利用波束進行信息調製的新型空間調製方案，研究了解調算法，提高了毫米波傳輸容量。5、飛行編隊之間距離可能很遠，為增加傳輸距離，項目研究了一種具有恆包絡屬性的球形調製及其低複雜度解調技術，提出了一些高效解調算法。以上項目研究成果對解決我國高速飛行編隊之間協同通信問題提供了重要理論和工程實踐參考依據，為改善我國周邊高效防禦問題作出了一定貢獻。
