星間鏈路非線性干擾消除關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星星間鏈路技術(shù)是衛(wèi)星通信以及下一代立體空間網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，被視為解決衛(wèi)星通信領(lǐng)域空間組網(wǎng)的有效手段之一，目前該技術(shù)得到了國(guó)際上的廣泛重視，對(duì)該領(lǐng)域的研究已成為熱門(mén)。相對(duì)于地面無(wú)線通信，星間鏈路通信具有通信距離長(zhǎng)、通信延時(shí)大的特點(diǎn)，并且由于衛(wèi)星體積和發(fā)射功率的限制，星載功率放大器一般工作在飽和區(qū)域，從而導(dǎo)致衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)具有非線性干擾大的特點(diǎn)。其次，星載功率放大器由于長(zhǎng)時(shí)間工作，會(huì)受到記憶性干擾的影響。此外，星間鏈路的主要工作頻段已經(jīng)

2、集中于 Ka或Ku頻段，較高的頻段也會(huì)加深信道的記憶碼長(zhǎng)度并且加深非線性干擾。
　　本文針對(duì)非線性干擾對(duì)星間鏈路的影響進(jìn)行了研究，具體研究成果如下：
　　1、針對(duì)星載功率放大器會(huì)工作在飽和區(qū)而產(chǎn)生的非線性失真，提出了一種后置于功率放大器的預(yù)失真算法，通過(guò)抽樣更新預(yù)失真器系數(shù)從而實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)的線性化，并對(duì)該方法的性能進(jìn)行了仿真，當(dāng)預(yù)失真器的階數(shù)足夠大時(shí)，該方法可以消除大部分非線性干擾。
　　2、針對(duì)現(xiàn)有的預(yù)失真器的計(jì)

3、算復(fù)雜度較高的特點(diǎn)，提出了一種利用兩個(gè)一階Volterra濾波級(jí)聯(lián)來(lái)代替三階Volterra模型的雙循環(huán)反饋預(yù)失真算法。在該算法中，我們利用輸入信號(hào)和衰減后的功率放大器輸出信號(hào)分別作為期望信號(hào)，建立了雙循環(huán)預(yù)失真模型。并將兩層循環(huán)預(yù)失真模型進(jìn)行融合，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)失真器系數(shù)的更新。該方法可以有效的加快預(yù)失真器的收斂速度，并能快速完成星間鏈路的建立。
　　3、針對(duì)功率放大器在高階信號(hào)調(diào)制下非線性干擾較大的特點(diǎn)，提出了一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)失真算

4、法。該算法通過(guò)將發(fā)射信號(hào)進(jìn)行幅度和相位分離處理，從而得到實(shí)數(shù)層面的神經(jīng)元輸入信號(hào)，并在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入層中加入了反饋因子，從而可以有效降低神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱層的層數(shù)并實(shí)現(xiàn)高階信號(hào)調(diào)制下的高精度非線性消除。
　　4、針對(duì)星間鏈路自身的非線性特性和記憶特性，提出了一種可用于高載頻和高速傳輸?shù)拿ば盘?hào)均衡算法，該算法通過(guò)多個(gè) Volterra濾波級(jí)聯(lián)建立稀疏濾波矩陣來(lái)完成接收信號(hào)的干擾消除。仿真結(jié)果表明，在高速星間鏈路通信條件下，該算法可以有效實(shí)現(xiàn)接

5、收信號(hào)的線性化處理和背景噪聲的抑制，具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　5、為了提高頻譜資源的利用率和星間鏈路抗干擾能力，本文設(shè)計(jì)了一種可用于星間鏈路的中繼轉(zhuǎn)發(fā)抗干擾技術(shù)，該技術(shù)主要用于無(wú)星上處理能力的星間鏈路通信環(huán)境下的中繼轉(zhuǎn)發(fā)。在不采用碼分多址和頻分多址技術(shù)的前提下，通信衛(wèi)星所接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)匹配濾波器仍為包含自身發(fā)射信號(hào)的混合信號(hào)。在不采用預(yù)失真和盲均衡處理的條件下，提出了兩種解調(diào)算法從混合信號(hào)中解調(diào)出所需信號(hào)。其中，全查表算法通