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龙图腾网获悉北京理工大学;北京空间飞行器总体设计部申请的专利一种基于模型库的航天射频信号质量多域评估及补偿方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119582981B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411515833.1，技术领域涉及：H04B17/309；该发明授权一种基于模型库的航天射频信号质量多域评估及补偿方法是由崔灿;刘鹤;王倚文;于澎;张兆岑;巩世琪;刘恒;邢成文设计研发完成，并于2024-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于模型库的航天射频信号质量多域评估及补偿方法在说明书摘要公布了：一种基于模型库的航天射频信号质量多域评估及补偿方法，属于无线通信技术领域。本发明实现方法为：基于各项CCSDS标准和航天协议体系确定信号体制参数，提取航天标准在时频域的相关参数，生成标准时频域射频信号，并将其转换到相关域、调制域、能量域、极化域，建立各域航天射频信号子模型库；通过接收机获得时频域实测信号，综合时域信息和频域信息，构建时频域子评估模型；采用并行数据传递方式和权重数据处理方法构建多域综合评估模型；通过熵权法计算各域评估结果的权重，得到对航天器射频信号的综合质量评估结果；基于失真系数，采用鲁棒的信号均衡算法对信号进行处理，补偿失真效应对信号质量的影响提升信号传输的鲁棒性和抗干扰能力。

本发明授权一种基于模型库的航天射频信号质量多域评估及补偿方法在权利要求书中公布了：1.一种基于模型库的航天射频信号质量多域评估及补偿方法，其特征在于：包括如下步骤， 步骤1：基于各项CCSDS标准和航天协议体系确定信号体制参数，提取航天标准在时频域的相关参数，生成标准时频域射频信号，并将其转换到相关域、调制域、能量域、极化域，建立各域航天射频信号子模型库；基于正交时频空OTFS变换方法，将模型库生成的标准时频域信号变换至时延多普勒域，建立时延多普勒域信号子模型库；所述信号体制参数包括载波频率、编码方式、调制方式、帧长、码速率、扩频方式、扩频码类型、扩频码长、扩频码速率、多普勒频偏范围和多普勒频偏变化率； 步骤2：通过接收机获得时频域实测信号，提取时域参数扩频信号噪声大小n、噪声容限εN、伪码过零点畸变v参数，提取频域参数合成功率谱偏差|ΔPSDf|、载波泄漏Lcarrier，综合时域信息和频域信息，构建时频域子评估模型；将接收到的时频域实测信号转换到相关域、调制域、能量域、极化域和时延多普勒域，并分别构建六个域内的独立评估模型，采用并行数据传递方式和权重数据处理方法综合六个独立评估模型，构建多域综合评估模型； 步骤2实现方法为， 步骤2.1：通过接收机获得时频域实测信号； 步骤2.1.1：将接收天线连接到软件定义无线电接收机上； 步骤2.1.2：进行模拟信号的放大和滤波，然后通过高速模数转换器ADC将模拟信号转换为数字信号； 步骤2.1.3：用接收机内部或外接的数字信号处理DSP单元对信号进行解调和处理，最终获得信号的时域波形和频谱信息； 步骤2.2：对步骤2.1得到的实测信号，提取时域参数，包括扩频信号噪声大小n、噪声容限εN、伪码过零点畸变v参数，进而构建时域子评估模型； 步骤2.2.1：对步骤2.1得到的实测信号做相干累加平均处理，得到相干累加平均处理后的叠加码片； 步骤2.2.2：分析步骤2.2.1中叠加码片的波形，检查是否存在明显的畸变；统计码周期内信号的每个正负码片的时长，并将所述时长与步骤1所述模型库生成的理想信号码片进行对比，计算步骤2.2.1中叠加码片与步骤1理想信号码片的差值序列； 步骤2.2.3：对步骤2.2.2得到的差值序列进行统计分析，计算其最大值、最小值、峰值、标准差和均值；基于统计结果，确定时域参数，时域参数包括扩频信号噪声大小n、噪声容限εN以及伪码过零点畸变v； 步骤2.3：对步骤2.1得到的实测信号，提取频域参数，包括合成功率谱偏差|ΔPSDf|、载波泄漏Lcarrier，以构建频域子评估模型； 步骤2.3.1：从步骤2.1获得的实测射频信号中导出信号功率谱曲线，并与步骤1模型库生成的理想信号功率谱进行拟合分析，测试并比较拟合曲线的信号带宽； 通过对步骤2.1中的时域实测射频信号傅里叶变换得到实测信号的功率谱曲线PSDmeasf：即其中，表示信号xt的傅里叶变换； 步骤2.3.2：将步骤2.1中的实测射频信号导入频谱分析仪或相位噪声分析仪，进行详细的功率谱分析；然后，与步骤1模型库生成的理想信号的标准功率谱PSDidealf进行对比，计算信号主要能量分布点处的频域合成功率谱偏差|ΔPSDf|，其计算公式表示为： |ΔPSDf|＝|PSDmeasf-PSDidealf| 步骤2.3.3：通过功率谱分析，检测步骤2.1中实测射频信号的载波泄漏Lcarrier情况，评估信号的频谱失真程度； 载波泄漏比Lcarrier用实测载波泄漏功率Pcarrier与总接收信号功率Ptotal的比值表示：载波泄漏功率Pcarrier可以从实测信号的功率谱中直接读取：Pcarrier＝PSDmeasfcarrier，其中，fcarrier是载波频率； 步骤2.4：对步骤2.1得到的实测信号提取相关域参数互相关函数CCFτ、相关损耗过零点漂移εbδ，构建相关域子评估模型； 步骤2.4.1：对步骤2.1得到的实测信号进行载波剥离去除，得到实测信号基带波形； 步骤2.4.2：计算步骤2.4.1得到信号与步骤1本地参考码的归一化互相关函数CCFτ，并计算步骤1本地参考码的理想功率与步骤2.4.1得到信号实际功率的差值，即相关损耗 其中，相关函数CCFτ指的是待评估的基带信号srec1t与本地信号模型库复现的理想带限信号s0t的归一化互相关函数，相关函数CCFτ表达式为： 式中，积分时间Tp为主码周期的时间长度； 相关损耗时域表达式为： 式中，为srec1t和s0t的互相关函数，为srec1t的自相关函数，为s0t的自相关函数； 步骤2.4.2：画出步骤2.1得到的实测信号的鉴相曲线过零点漂移εbδ随超前-滞后间距δ的变化曲线； 其中，鉴别函数曲线过零点漂移表达式为： 式中，ε1和ε2是两个相邻的时延采样点，δ为相关器的超前-滞后间距，Dε,δ为鉴别函数曲线表达式，即 步骤2.4.3：在步骤2.1得到的实测信号的发射带宽内，相关器间隔0～1码片范围内，根据εbδ，进一步分析若干码周期的数据段内S曲线的过零点偏差SCB及其斜率的变化情况，并构建相关域子评估模型； 步骤2.5：对步骤2.1得到的实测信号提取调制域参数IQ支路幅度比Δa、IQ支路的相位正交性偏差Δθ、星座图的误差矢量幅度εEVM、信号分量幅度差Δp，构建调制域子评估模型； 步骤2.5.1：步骤2.1得到的实测信号经过带宽为发射带宽的理想FIR截止滤波器，经过解调后获得基带信号； 步骤2.5.2：对步骤2.5.1得到的基带信号进行采样，绘制星座图，计算IQ支路幅度比其中|It|和|Qt|分别表示I支路和Q支路信号的绝对幅度平均值； 步骤2.5.3：根据步骤2.5.2得到的星座图，计算IQ支路的相位正交性偏差 步骤2.5.4：根据步骤2.5.2得到的星座图，计算步骤1信号模型库生成的理想信号点和步骤2.5.1中实际接收信号点之间的偏差，计算星座图的误差矢量幅度 步骤2.5.5：计算步骤1信号模型库生成的理想信号与步骤2.5.1得到的实测基带信号的分量幅度差 步骤2.6：使用功率计或矢量网络分析仪VNA测量步骤2.1中获得的下行实测信号的功率；通过多次测量获取一系列的功率读数，对功率读数数据进行统计分析，提取能量域参数中的功率变化范围∈P和稳定性σP；其中，功率变化范围∈P表示测量过程中信号功率的最大波动幅度，而稳定性σP则通过计算功率读数的标准差来获得，反映信号功率的波动程度；根据下行功率变化范围∈P和稳定性σP，构建能量域子评估模型； 其中，功率变化范围∈P＝Pmax-Pmin，其中Pmax和Pmin分别为实测信号功率的最大值和最小值；实测信号功率稳定性 步骤2.7：对于步骤2.1中得到的实测信号和步骤1中信号模型库生成的理想信号，使用矢量网络分析仪VNA或频谱分析仪等专业频谱测试工具，分别对这些信号进行测量；通过对比步骤2.1中得到的实测信号在频域内的响应εPolar与步骤1中信号模型库生成的理想信号在频域内的响应ε'Polar，初步判断信号的极化方式；然后，使用线极化和圆极化天线等不同的极化测量设置，对信号进行测试；通过逐步调整接收天线的极化方向，观察和记录接收步骤2.1实测信号功率的变化ΔP和步骤1模型库生成的理想信号功率的变化ΔP'；εPolarΔP-ε'PolarΔP'为极化域量化指标，构建极化域子评估模型； 步骤2.8：将步骤2.1中获得的实测信号和步骤1中模型库生成的理想信号变换到时延多普勒域，分别根据步骤2.1实测信号和步骤1理想信号的时延多普勒信号矩阵，提取均方误差MSE、峰值信噪比PSNR、互相关系数CORDopper，构建时延多普勒域子评估模型； 步骤2.8.1：将步骤2.1获得的实测时域信号和步骤1的理想时域信号分别进行分帧处理，将连续的时域信号划分为多个帧； 步骤2.8.2：对每个帧执行离散时间傅里叶变换DTFT，将时域信号转换为频域信号； 步骤2.8.3：对转换后的频域信号执行辛傅里叶变换SFT，将其转换为时延-多普勒域信号； 步骤2.8.4：将得到的时延-多普勒域信号排列成矩阵形式，其中每个矩阵元素对应特定的时延和多普勒频移； 步骤2.8.5：根据步骤2.1中实测信号和步骤1中理想信号的时延多普勒信号矩阵，提取均方误差MSE、峰值信噪比PSNR、互相关系数CORDopper，构建时延多普勒域子评估模型； 均方误差表示为峰值信噪比表示为互相关系数表示为其中，Xdd表示步骤1的标准信号的时延多普勒域矩阵形式；Ydd表示步骤2.1的接收信号的时延多普勒域矩阵形式； 步骤3：将实测航天器射频信号与模型库生成的标准信号进行对比，分别计算六个域中各量化指标的归一化结果：时频域指标Stf、相关域指标Sr、调制域指标Sm、能量域指标Se、极化域指标Sp和时延多普勒域指标Sd；根据实测数据下六个域子评估模型的归一化结果，通过熵权法计算各域评估结果的权重，进而计算各域评估结果的加权平均值，得到对航天器射频信号的综合质量评估结果S； 步骤4：根据步骤3得到的航天器射频信号的实时质量评估结果，进一步分析信号在传输过程中受到的噪声干扰和失真效应，计算并得到发射端及其相关链路的失真效应系数βT和接收端及其相关链路的失真效应系数βR；基于该失真系数，采用鲁棒的信号均衡算法对信号进行处理，补偿失真效应对信号质量的影响，恢复信号的原始特性，提升信号传输的鲁棒性和抗干扰能力。

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