一种MEO星座的覆盖性能及组网方案分析

地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星轨道位置资源稀缺已久,巨型低轨卫星星座的发展浪潮使得低轨轨道资源也变得空前紧张,中地球轨道(medium earth orbit,MEO)星座作为GEO和低地球轨道(low earth orbit,LEO)星座的折中,必将成为各国博弈的角逐场,参考世界各MEO星座和我国国情,提出了一种(6+4)MEO星座方案,并使用STK(Satellite Tool Kit)软件对星座覆盖性能、星际链路特性和信关站选址及覆盖性能进行了仿真分析,该方案通过地面站中继实现轨道间通信,有效规避了利用星际链路实现轨际通信时存在的各种问题,使系统得到简化、可靠性得到提高,在全球低轨卫星轨道资源紧张的形势下具有很强的战略价值。     

双层卫星星座层间链路几何参数特性研究

LEO/MEO双层卫星星座是现代卫星通信系统星座研究的热点。运用理论分析的方法,对LEO/MEO双层卫星星座层间链路的链路距离、仰角、方位角等几何参数进行了研究,给出了各自的计算公式,并进行仿真分析。通过仿真发现,层间链路几何参数变化的突出特点是变化范围大、变化剧烈且周期性不明显。     

LEO/MEO通信系统ISL性能分析与设计

由低轨(LEO)和中轨(MEO)卫星构成的卫星通信系统可以充分利用LEO和MEO的各自轨道优势,具有较好的组网通信性能。在LEO与MEO卫星之间建立星间链路,使卫星之间存在直接的通信路径,可以提高网络的自治性,减少传输时延,降低对地面站的依赖。本文首先分析建立MEO星座与低轨LEO星座星间链路的可行性,然后通过STK软件仿真影响LEO/MEO星间链路特征参数的变化情况,进一步分析LEO/MEo星间链路预算。     

基于遗传算法的非静止轨道卫星分集星座优化设计方法

本文介绍了利用遗传算法优化设计非静止轨道卫星星座的方法——卫星星座遗传算法。由该算法设计出的星座具有卫星数量最少、最小最大卫星高度、卫星间最小相移，最大的轨道面夹角，最优卫星分集轨道倾角和最佳LEO、MEO星座参数。MEO、LEO、ICO和Globalstar星座的仿真结果表明：使用卫星星座遗传算法设计二重卫星分集，不但减少了卫星总数，且卫星分集可见度性能显著提高。     

基于STK的双层卫星星座设计及仿真

轨道与星座的设计是整个卫星通信系统设计的基础,合理的轨道设计与星座配置方案可以显著提高系统的整体性能。结合GEO卫星处理能力强,LEO卫星星地时延小的特点,以提供全球实时接入为目标,提出了一种由LEO卫星提供全球覆盖的GEO/LEO双层卫星网络星座设计方案。运用卫星覆盖带分析方法,确定由48颗LEO卫星完成全球覆盖。通过在STK仿真环境下进行计算机仿真验证,得到所设计的卫星星座可完成全天时全球覆盖。     

空间信息网络中的星座设计方法研究

提出了一种"骨干网+增强网"的混合星座设计方法,即以GEO卫星节点构成骨干网,以IGSO、HEO、MEO或LEO卫星等其他轨道卫星节点作为增强网,实现全球覆盖。并设计一种了"4GEO+5IGSO"混合星座,对其覆盖性能进行了详细分析。仿真结果表明,所提出的方法采用较少数量的卫星即可满足全球无缝覆盖并可仅依靠中国信关站落地。     

双层卫星光网络仿真演示系统设计

为了精确模拟、演示验证双层卫星光网络星际激光链路的稳定和切换,按l:30的比例设计了分时切换低/中轨道(LEO/MEO:Low Earth Orbit/Medium Earth Orbit)双层卫星光网络实验演示系统.系统由SITL(System-In-the-Loop)模块将硬件平台和计算机仿真平台互联而组成.硬件平...     

基于STK的LEO卫星光网络设计及性能分析

文中设计了适合星间激光链路的LEO层卫星网络,并对同轨道内和轨道间链路进行了分析,建立了每个轨道内一颗主卫星,轨道间通过主卫星相连的网络。最后,对链路的稳定性以及覆盖性能进行了研究。     

双层卫星光网络半实物仿真演示系统设计

设计了适合星间激光链路的零相位因子LEO/MEO双层卫星光网络结构.基于稳定拓扑双层卫星光网络提出了实验室仿真演示系统构想.演示系统分为实际网络和虚拟网络两部分,由OPNET提供虚拟仿真环境,利用移动无线激光通信模拟卫星光网络时变拓扑.最后利用SITL(System-in-the-Loop)模块将两部分网络互联实现交互式仿真.     

多层卫星网络激光星间链路空间特性仿真

多层卫星网络结构由于其鲁棒性强,可实现无缝覆盖等特点而成为研究热点。针对 高轨/中轨/低轨(GEO/MEO/LEO)多层卫星网络结构,研究了各个节点间的激光链路,推导出 了 不同轨道间两个卫星位置关系的坐标转换公式。对同层间激光链路(OISL)、异层间激光链路 ( OIOL) 俯仰角、方位角以及距离参数和GEO对LEO覆盖特性进行了仿真。结果表明,卫 星光学终端俯仰指瞄范围完全可以满足目标星的移动要求,但水平指瞄范围和扫描速度是影 响星间激光链路性能的主要因素。     

中低轨卫星跨层激光链路二次同步切换方法

中低轨卫星之间跨层激光链路的无缝切换直接决定了双层卫星光网络的稳定性.异步切换方法会导致网络拓扑频繁重构,而集中同步切换将造成两层间连接中断,网络运行状态失控.为此,本文提出了中低轨卫星星座激光链路的二次同步切换方法,在保证中低轨道卫星连通的基础上,可降低网络拓扑重构频率.研究了整数周期比的中轨道和低轨道卫星空间位置特性,建立了中低轨卫星星座构形二阶非球摄动模型,确定了中低轨道之间轨道周期比为3的双层卫星星座构形.按连接和切换顺序将该星座构形中跨层激光链路分为两组,以相对周期的1/4为基准,每次令其中一组同步切换,通过交替完成切换.研究结果表明,二次同步切换方法使得网络拓扑重构频率降低到链路切换频率的1/7,比集中切换方法在网络平均时延方面降低了30ms.     

基于分布式星群的双层星座设计

当前,陆地通信系统已无法满足日益复杂的信息需求,利用空间信息网络实现全球范围内的无缝覆盖和高效容量传输成为研究热点。现有卫星通信系统以单层星座为主,缺少高低轨卫星之间的协同。提出了一种基于分布式星群的双层星座设计,以基于分布式星群的低轨卫星作为网络架构的基础,采用星间链路实现低轨卫星之间的通信,通过高轨卫星实现中低纬度地区覆盖性能加强。仿真结果表明,所提方法在仅依靠在国内部署卫星地面站的前提下可实现全球多重覆盖。     

适合中国的卫星通信组网的星座方案

针对我国地域分布的实际情况及通信业务量各时段的差异,提出适合中国的卫星无线光通信系统星座方案,利用3颗中轨卫星和16颗低轨卫星组成的通信系统能够覆盖我国区域,满足通信要求。     

Dynamic beam shut-off algorithm for LEO satellite constellation

Aiming at the problems of the relatively dense coverage of the satellites in the space segment of the low earth orbit (LEO) multibeam satellite constellation network,which resulted in relatively dense areas in some regions,causing severe inter-beam interference and unnecessary beam resource overhead,a beam shut-off algorithm was proposed with global coverage requirements.The dynamic beam shut-off (DBSO) optimization problem was formulated in LEO multibeam satellite constellation network.Then,the problem was proved to be NP-complete and a heuristic DBSO algorithm was proposed.Simulation scenario considers the Iridium constellation network scenario with total 3 168 beams,and it shows that the number of required activated beams is only 1 913 with 39.61% beam resource reduction.     

中国低轨移动卫星通信系统星座设计

本文研究低轨移动卫星通信系统设计中的一个基本问题－－星座设计问题，并给邮了我国低圆轨道移动卫星通信系统的星座设计方案，该星座是以三个轨道平面组成的２４颗星系统，它的高度为１３２６ｋｍ，轨道参数由本文提出的优化算法进行设计，本文用统计的方法对我国低轨系统方案和Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ系统（２４颗星方案）的覆盖性能进行分析比较，结果表明本文提出的系统对我国的覆盖特性优于Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ系统，本文还对圆     

Medium earth orbit optical satellite communication networks: Ground terminals selection optimization based on the cloud‐free line‐of‐sight statistics

In this paper, a methodology for the generation of cloud coverage time series correlated on both temporal and spatial domains and the estimation of cloud‐free line‐of‐sight (CFLOS) probability for a single optical ground station (OGS) and a network of OGSs (multiple OGS) for medium earth orbit (MEO) constellation satellite communication systems is presented. Spatial diversity is employed as a mitigation technique against cloud blockage to increase the availability of an OGS network (OGSN). In the second part of the paper, an effective algorithm based on the ant colony optimization (ACO) algorithm is proposed for the optimum selection of OGSs forming an OGSN. The proposed algorithm takes into consideration the spatial correlation between the OGSs. In the simulation results section, a MEO constellation system with 12 MEO satellites has been assumed. The integrated liquid water content (ILWC) statistical parameters that are necessary for the CFLOS time series are taken from ECMWF Re‐Analysis (ERA)‐Interim database, European Centre for Medium‐Range Weather Forecasts (ECMWF). Finally, numerical results for the optimum selection of OGSs using the proposed methodology are exhibited and commented. Interesting conclusions are drawn, and future work with technical challenges is briefly described.     

Theatre in the Sky: a ubiquitous broadband multimedia‐on‐demand service over a novel constellation composed of quasi‐geostationary satellites

To meet an ever‐growing demand for wideband multimedia services and electronic connectivity across the world, development of ubiquitous broadband multimedia systems is gaining a tremendous interest at both commercial and academic levels. Satellite networks will play an indispensable role in the deployment of such systems. A significant number of satellite communication constellations have been thus proposed using Geostationary (GEO), Medium Earth Orbit (MEO), or Low Earth Orbit (LEO) satellites. These constellations, however, either require a potential number of satellites or are unable to provide data transmission with high elevation angles. This paper proposes a new satellite constellation composed of Quasi‐GeoStationary Orbit (Quasi‐GSO) satellites. The main advantage of the constellation is in its ability to provide global coverage with a significantly small number of satellites while, at the same time, maintaining high elevation angles. Based on a combination of this Quasi‐GSO satellites constellation and terrestrial networks, the paper proposes also an architecture for building a global, large‐scale, and efficient Video‐on‐Demand (VoD) system. The entire architecture is referred to as a ‘Theatre in the Sky’. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

LEO卫星移动通信系统空间网络技术分析

在分析LEO卫星星座移动通信系统空间段网络功能和特点的基础上,进行了星座网络路由和交换技术体制的分析和论证,提出了以支持话音业务为主的LEO卫星移动通信系统星座网络路由和交换技术方案。星座网络采用定长信元格式交换体制,采用动态拓扑离散化的拓扑快照静态路由策略。这种静态路由离线计算方式和定长信元交换相结合,提高了网络交换的效率和转发速率。     

具有星际链路的LEO&MEO双层卫星网络路由策略研究

本文提出了一个具有星际链路的LEO&MEO(低轨和中轨 )双层卫星通信系统 ,详细介绍了系统结构、协议体系并重点研究了双层卫星系统的路由问题 .为了适应宽带多媒体通信的需要 ,系统采用了ATM快速分组交换技术 .提出了基于Dijkstra算法的双层卫星网络时延最短路由策略和时延抖动最小路由策略 ,并通过计算机仿真研究了它们的性能 ,得到了具有一定参考价值的结果 .