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可变编码调制在遥感卫星中的应用效能研究

中国空间科学技术 2020年第5期40卷 18-25页

作者：张莎莎曹海翊张新伟姚鑫雨郑小松张雨中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 西安空间无线电技术研究所西安710071

随着遥感卫星观测数据量的日益增加,卫星数据传输能力已成为制约遥感卫星使用效能的瓶颈因素。为充分利用近地遥感卫星数据传输的链路资源,采用可变编码调制(VCM)技术,通过对星地数传信道条件的动态评估,在保证链路传输误码率和链路余... 详细信息

随着遥感卫星观测数据量的日益增加,卫星数据传输能力已成为制约遥感卫星使用效能的瓶颈因素。为充分利用近地遥感卫星数据传输的链路资源,采用可变编码调制(VCM)技术,通过对星地数传信道条件的动态评估,在保证链路传输误码率和链路余量的前提下,自适应地进行当前信道条件下的最优编码调制方式切换,充分利用系统链路余量,提高卫星星地数据传输效能。利用该方法,对VCM数传链路效能进行仿真分析,与相同符号速率的固定编码调制(CCM)体制相比,VCM传输效能平均提升42.1%,可为遥感卫星的数传通道设计提供借鉴。

关键词：遥感卫星数据传输可变编码调制链路余量效能

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卫星可变编码调制系统设计与验证

航天器工程 2020年第3期29卷 157-161页

作者：靳凡郑小松张雨李虎张伟西安空间无线电技术研究所西安710071

可变编码调制系统(VCM)具备改变编码方式、调制方式、速率的能力,十分适合低轨卫星使用。文章根据我国遥感卫星主要依靠地面站完成数据接收,其接收仰角大范围变化的特点,设计了卫星可变编码调制的系统方案,分析了工作流程、切换门限、... 详细信息

可变编码调制系统(VCM)具备改变编码方式、调制方式、速率的能力,十分适合低轨卫星使用。文章根据我国遥感卫星主要依靠地面站完成数据接收,其接收仰角大范围变化的特点,设计了卫星可变编码调制的系统方案,分析了工作流程、切换门限、物理层帧格式等参数,说明了可变编码调制器的设计方案和实现结果。目前,该方案已在高分七号卫星上完成了可变编码调制系统的在轨试验验证。在轨试验结果表明:传输速率相对于固定编码调制系统(CCM)提升了30%,显著提升了高分七号卫星的星地数传链路的传输能力。

关键词：可变编码调制系统设计高分七号卫星在轨试验验证

一种G比特可变编码调制的解调方法设计与实现

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电子技术应用 2021年第6期47卷 126-130页

作者：罗强西南电子技术研究所四川成都610036

随着卫星通信技术的发展,宽带频谱越来越少,提高频谱利用率就愈来愈重要,可变编码调制技术(VCM)就是一种解决方案。根据DVB-S2标准中对调制信号的格式的定义,当调制方式在QPSK、8PSK、16APSK、32APSK中切换时,帧头和导频仍然采用π/2BPS... 详细信息

随着卫星通信技术的发展,宽带频谱越来越少,提高频谱利用率就愈来愈重要,可变编码调制技术(VCM)就是一种解决方案。根据DVB-S2标准中对调制信号的格式的定义,当调制方式在QPSK、8PSK、16APSK、32APSK中切换时,帧头和导频仍然采用π/2BPSK进行调制,基于此提出了对导频和帧头部分进行高码率可变编码的载波同步和均衡处理,实现结果表明,能正常对不同调制方式进行解调,同时保证在不同调制方式进行切换时仍能稳定完成解调,测试结果表明解调性能偏离理论值小于3 dB,由于只采用了一种载波同步方法和均衡方法,实现方法简单,节省了FPGA资源。

关键词：导频可变编码调制 FPGA实现高速数传接收机

低轨遥感卫星Ka频段自适应编码调制应用效能分析

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航天器工程 2021年第4期30卷 69-76页

作者：王中果汪大宝胡月鲁帆中国空间技术研究院遥感卫星总体部北京100094 航天恒星科技有限公司北京100095 北京空间飞行器总体设计部北京100094

分辨率的不断提高对低轨遥感卫星对地数据传输能力提升提出了迫切需求。当前低轨遥感卫星对地数据传输采用固定编码调制(CCM)和可变编码调制(VCM),未利用仰角增大时大气损耗减小带来的信道条件改善,对链路资源造成较大浪费。自适应编码... 详细信息

分辨率的不断提高对低轨遥感卫星对地数据传输能力提升提出了迫切需求。当前低轨遥感卫星对地数据传输采用固定编码调制(CCM)和可变编码调制(VCM),未利用仰角增大时大气损耗减小带来的信道条件改善,对链路资源造成较大浪费。自适应编码调制(ACM)在VCM基础上,充分利用大气损耗的时变特性,可进一步提高链路的数据吞吐能力。为综合衡量数据传输性能,文章提出低轨遥感卫星传输效能因子指标,并对Ka频段降雨特性不同的喀什、北京、三亚地面站CCM,ACM,VCM的传输效能进行了对比分析。仿真结果表明:按链路可用度最大的原则设计时,ACM的传输能力明显优于VCM和CCM,显著提高了数传系统的综合传输效能。

关键词：低轨遥感卫星固定编码调制可变编码调制自适应编码调制应用效能 Ka频段

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优化卫星数传链路效率的VCM流程设计

哈尔滨工业大学学报 2016年第10期48卷 162-167页

作者：李炯卉熊蔚明梅凡中国科学院国家空间科学中心北京100190 中国科学院大学北京100049

为提高探测卫星数据传输链路的传输效能,采用可变编码调制体制(VCM),在不增加卫星与地面站能量消耗和设备成本的条件下,降低链路资源浪费,优化星-地数据传输的吞吐量.在卫星VCM数传体制的基础上,分析了近地轨道卫星数传链路的动态链路预... 详细信息

为提高探测卫星数据传输链路的传输效能,采用可变编码调制体制(VCM),在不增加卫星与地面站能量消耗和设备成本的条件下,降低链路资源浪费,优化星-地数据传输的吞吐量.在卫星VCM数传体制的基础上,分析了近地轨道卫星数传链路的动态链路预算,并详细讨论了链路传输效能的数学模型,给出了一种在有效数传时间内优化数传吞吐量的VCM流程设计算法.结果表明:该算法对于预知轨道的卫星系统,根据其动态的星-地链路预算结果,在保证误码率要求的前提下,选用不同的编码调制方式,从而拟合链路预算曲线,保持较为固定的链路余量,实现链路效率的优化;根据所述流程算法,针对一颗近地太阳同步轨道卫星设计VCM数传系统.通过数值仿真,与传统固定编码调制设计对比,说明这种VCM设计在提高链路有效性方面的突出优势.

关键词：可变编码调制卫星数据传输链路有效性数传吞吐量链路预算流程设计

低轨高分遥感卫星Ka频段VCM星地数传性能分析

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低轨高分遥感卫星Ka频段VCM星地数传性能分析

高分七号卫星数据处理与传输分系统设计与验证

作者：王中果汪大宝张晓中国空间技术研究院遥感卫星总体部

Ka频段可变编码调制(VCM)星地数传系统理论上可提升低轨高分辨率遥感卫星的星地数传效能,预计未来将成为解决海量遥感数据不断增加带来的数据平衡问题的一种有效手段,但调制编码模式选择和切换的最小时间步距设置等工程实现问题需开展... 详细信息

Ka频段可变编码调制(VCM)星地数传系统理论上可提升低轨高分辨率遥感卫星的星地数传效能,预计未来将成为解决海量遥感数据不断增加带来的数据平衡问题的一种有效手段,但调制编码模式选择和切换的最小时间步距设置等工程实现问题需开展先期研究分析。基于高分七号卫星在轨飞行验证的X频段VCM、国内已有Ka频段固定编码调制(CCM)的星地数传技术基础,以结合数传链路可用度和原始信息速率的VCM传输效能因子指标为比较对象,量化分析了不同最小时间步距(1 s、2 s、3 s、5 s、8 s、10 s)下,Ka频段VCM星地数传系统的传输效能。仿真结果表明:与现有Ka频段CCM系统相比,Ka频段VCM系统的星地传输效能提升比例可超过41%,最小时间步距设置建议由X频段VCM系统的5 s缩短至2 s或1 s。这可为我国后续低轨高分遥感卫星的数传通道设计提供借鉴。

关键词：低轨遥感卫星星地数传效能可变编码调制高分辨率 Ka频段

来源： cnki会议评论

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航天器工程 2020年第3期29卷 74-81页

作者：郑小松李立张雨靳凡韩宇赵云鹏张莎莎姚鑫雨西安空间无线电技术研究所西安710071 西安微电子技术研究所西安710065 北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对高分七号卫星高速数据和快速下传需求,设计了数据处理与传输分系统。该分系统突破压缩码率自适应控制、多模式矢量调制、可变编码调制、分布式上行程序文件管理、大容量存储管理等多项关键技术,在轨实现了11 Gbit/s图像处理、双通道... 详细信息

针对高分七号卫星高速数据和快速下传需求,设计了数据处理与传输分系统。该分系统突破压缩码率自适应控制、多模式矢量调制、可变编码调制、分布式上行程序文件管理、大容量存储管理等多项关键技术,在轨实现了11 Gbit/s图像处理、双通道2×1.2 Gbit/s传输。分系统设计提升了图像压缩质量,增强了数据下传能力,提高了高分七号卫星的应用效能,可应用于后续高分辨率遥感卫星。

关键词：高分七号卫星数据处理与传输可变编码调制码率控制

一种遥感卫星高码速VCM数传信道的均衡技术

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电讯技术 2018年第11期58卷 1252-1257页

作者：朱文杰陈金树清华大学电子工程系北京100084

在基于第二代数字卫星视频广播协议(DVB-S2)标准的遥感卫星可变编码调制(VCM)高码速数传信道中,宽带信号的大失真、大频偏和低信噪比会导致解调器载波环路不锁定。传统的DVB-S2解调器并不能解决这个问题。在载波环路前增加一个均衡器补... 详细信息

在基于第二代数字卫星视频广播协议(DVB-S2)标准的遥感卫星可变编码调制(VCM)高码速数传信道中,宽带信号的大失真、大频偏和低信噪比会导致解调器载波环路不锁定。传统的DVB-S2解调器并不能解决这个问题。在载波环路前增加一个均衡器补偿失真,可以让载波环路稳定锁定。为了克服载波环路前信号的频偏和相偏对均衡器的影响,提出了一种均衡技术,利用起始序列(SOF)和导频的先验信息进行双重自相关变换,设计了一种新的误差函数和迭代过程。仿真结果表明,该均衡技术可在该应用条件下支持解调稳定工作。

关键词：遥感卫星数传信道载波环路可变编码调制

Ka频段遥感卫星数据接收系统ACM与VCM性能比较

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电讯技术 2020年第10期60卷 1169-1174页

作者：黄展中国西南电子技术研究所成都610036

对Ka频段遥感卫星数据接收系统的自适应编码调制(Adaptive Coding and Modulation,ACM)与可变编码调制(Variable Coding and Modulation,VCM)的传输性能进行了分析比较。根据ITU标准,建立低轨遥感卫星轨道与多个地面接收站之间的链路衰... 详细信息

对Ka频段遥感卫星数据接收系统的自适应编码调制(Adaptive Coding and Modulation,ACM)与可变编码调制(Variable Coding and Modulation,VCM)的传输性能进行了分析比较。根据ITU标准,建立低轨遥感卫星轨道与多个地面接收站之间的链路衰落时间序列。在多轨长时间统计维度的基础上,仿真对比了ACM与VCM的数据传输吞吐量和可用度性能,并对ACM测站环与中心环两种反馈延时环路的性能进行了比较。结果表明,以最大化传输吞吐量为原则,合理设定VCM的链路余量并结合自动重传请求(Automatic Repeat Request,ARQ)技术,可确保VCM比ACM系统传输效率性能下降不大于3%;以最大化链路可用度为原则,ACM体制传输效率优于VCM体制;ACM中心环和测站环两种信道状态反馈的方式对系统性能影响差别较小。

关键词：遥感卫星数据接收系统 Ka频段自适应编码调制可变编码调制传输性能