《臨近空間協同Turbo信號接收技術研究》是依託杭州電子科技大學，由包建榮擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：臨近空間協同Turbo信號接收技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：包建榮
- 依託單位：杭州電子科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前，臨近空間通信(如無人機機載通信)因潛在的重大政治、軍事、經濟等套用價值，已成為國內外空間信息科學研究熱點。但其存在低信噪比信號接收困難，低仰角多徑衰落信道複雜，大範圍高動態信號參數檢測不易等問題。針對這些問題，本項目擬在空間通信領域，以稀疏圖為信號處理框架，開展臨近空間協同Turbo信號接收基礎理論與關鍵技術研究。在理論上研究：高性能累積重複累積結構原模圖擴展的低密度奇偶校驗碼構造與分析；低複雜度疊代同步及噪聲參數估計的協同解碼同步；複雜無線多徑衰落信道參數的疊代估計與檢測；多天線廣義單輸入多輸出聯合協同信號接收與檢測等基礎理論問題。在套用上研究上述理論的軟硬體仿真驗證平台。創新在於：隨機圖碼字構造及隨機度分析；基於稀疏圖的協同解碼檢測與解調，以軟機率訊息傳遞為手段，消除傳統分立處理引起的互信息損失；多中繼互信息累積協同信號處理。預期成果有助於促進我國臨近空間通信系統的實施和規劃。
結題摘要
目前，臨近空間通信因潛在的重大政治、軍事、經濟等套用價值，已成為國內外空間信息科學研究熱點。但其存在低信噪比信號接收困難，低仰角多徑衰落信道複雜，大範圍高動態信號參數檢測不易等問題。針對這些問題，本項目在空間通信領域，以稀疏圖為信號處理框架，開展了臨近空間協同Turbo信號接收的基礎理論與關鍵技術研究。理論成果如下：(1)聯合編碼構造：修正EXIT圖與擴展漸進圖外訊息度的ARA結構原模圖高編碼增益G-LDPC碼構造；可重構圍長最佳化可變碼率LDPC碼空間通信套用；準循環QC-LDPC預編碼噴泉碼及聯合稀疏碼分多址接入等編碼調製構造；(2)協同解碼解調：高動態微弱衛星信號的多環嵌套鎖頻-鎖相環載波捕獲與跟蹤；接近Cramer-Rao理論界的低複雜度MAP定時恢復;高效LDPC解碼硬判決輔助聯合多用戶疊代VBLAST檢測; 極低SNR下LDPC編碼QPSK系統的疊代載波恢復；修正ISM頻域的高效寬頻衛星波束成形；(3)疊代稀疏檢測：多任務貝葉斯壓縮感知的高靈敏度寬頻頻譜檢測；協作認知網路誤碼率約束的聯合能耗最佳化與中繼頻譜協同檢測；高速兩級並行CMA-LMS自適應均衡與聯合微弱稀疏信號接收；判決聚合模式模糊集GPS微弱信號檢測與抗干擾；中橢圓軌道衛星都卜勒頻移快速估計；稀疏OFDM信道估計的改進同倫法檢測；循環PN相關時域同步OFDM頻偏估計檢測；(4)廣義協同接收：改進的低階量化轉發機制下的最佳化中繼選擇與功率分配最佳化；多中繼AF協作網路中繼鏈路篩選排除法的最佳化選擇；基於門限決策的選擇解碼轉發SDF中繼選擇策略；混合解碼放大轉發的增強選擇策略；功率最佳化單中繼LAR協定最佳化。在套用研究方面，重點研究了臨近空間Turbo接收系統編解碼構造與性能仿真，協同Turbo接收性能驗證等核心算法軟體仿真平台和基於FPGA的高速光無線傳輸等疊代接收自主無線電硬體仿真驗證平台，研製了臨近空間通信自主無線電軟硬體仿真驗證平台，且申請了較多關鍵算法專利，並獲得了較好經濟效益及相關科技進步獎勵。該項目研究成果將有助於我國臨近空間通信理論與技術發展，並對我國空間探測與通信規劃和實施有積極促進作用。
