混合扩频技术在低轨卫星测控链路中的仿真

描述了低轨卫星测控链路的城市传播环境,确定了对应的信道模型及其典型仿真值.提出了一种混合直扩/跳频扩频方案,建立了该方案的Systemview动态仿真模型,并在不同干扰样式下对该方案的抗干扰性能进行了仿真与分析.仿真结果表明提出的方案适合低轨卫星测控链路,具有较强的抗连续波干扰能力,对改善低轨卫星测控链路的抗干扰性能具有一定的参考价值.     

低轨卫星信道隐马尔可夫仿真模型研究

相对于一般的通信系统而言,低轨卫星通信系统具有信号动态范围大,多普勒频移大且变化速度快,信道起伏剧烈等特点.首先分析了低轨卫星信道时变特征,提出了基于自由空间衰减与Corraza模型的全阶段静态信道模型,并采用Clarke仿真模型及莱斯正弦和法对其误码率性能进行了仿真分析.在此基础上研究了基于隐马尔可夫模型的低轨卫星动态信道模型,仿真结果表明采用隐马尔可夫仿真模型比传统的波形级仿真运算量大大减小,且在性能方面接近.同时具有非常好的灵活性与扩展性.     

宽带LEO星座卫星通信系统业务量仿真分析

由于小卫星技术的快速发展,以及低轨卫星(LEO)相比传统的地球同步轨道卫星(GEO)具有低时延、低传播损耗等优点,宽带LEO星座卫星通信系统逐渐成为当前卫星通信领域的发展热点之一。目前,世界许多国家和卫星通信公司都在制定宽带LEO星座卫星通信系统方案。针对中国的现实条件,为建造一个合理的宽带LEO星座卫星通信系统,研究一个高效的组网方案,需要分析系统的业务量需求。对此构建了系统的位置业务模型与一日变化模型,提出了业务量仿真的方法,利用STK和MATLAB仿真软件,模拟了宽带LEO星座卫星通信系统单颗卫星与单个轨道面内的相对业务量,相关成果对建设我国自主的宽带LEO星座卫星通信系统具有一定的参考与指导意义。     

基于负载测量机制的低轨卫星接入协议

低轨卫星通信网络存在用户呼叫不均匀及信道碰撞检测能力较弱等问题,为确保业务质量,提出一种基于负载测量机制的低轨卫星接入协议。分析呼叫服务等待概率、呼叫数量和测量参数对网络性能的影响。仿真实验结果验证了协议的适用性,该接入协议能有效简化特定业务的描述。     

自适应低轨卫星MAC协议性能分析

针对低轨卫星通信信道碰撞检测能力弱,时延较长和大业务量的特点,提出一种具有接入控制机制的自适应APRMA MAC协议。通过对信道负载和业务优先级判断来确定不同业务的接入概率函数,并且接入概率在每个时隙中通过更新来动态适应系统资源的变化。该MAC协议确保多个终端合理共享有限的无线资源同时,系统能达到高容量。通过仿真对语音业务丢包概率、数据包平均时延和数据业务吞吐量三个衡量协议性能指标与传统协议进行分析对比,证明了APRMA MAC协议显著改善系统性能。     

一种新型无人机数据链抗压制干扰技术的研究

从提高无人机数据链的抗干扰性能出发,在研究跳频扩频(FHSS)、跳频正交频分复用(FH-OFDM)基础上,结合正交码时分多子信道扩谱调制(OC-TDMSCSSM)提出了一种单一正交码跳频正交频分复用(SOCFH-OFDM)新的抗干扰方案,建立了数学模型,推导了抗干扰性能误码率公式.仿真结果表明,在莱斯信道下,当误码率达到10-5时,系统的抗宽带干扰和抗窄带干扰性能均比OC-TDMSC-SSM系统要高出1.5 dB左右.     

移动卫星通信中基于马尔可夫链的两状态信道模型研究

文章基于马尔可夫链提出两状态陆地移动卫星通信信道模型,该模型状态之间的转移被描述为马尔可夫(Markov)过程,且每状态内接收信号包络的概率密度函数服从不同参数集的Loo分布。同时对这一过程进行理论上的数学建模与仿真分析,得到包络的一阶、二阶统计特性,并将其与同样环境下的实测数据相应的统计特性进行对比。仿真结果表明,在多种环境下,基于马尔可夫(Markov)链的两状态陆地移动卫星通信信道模型的统计特性与实测数据的统计特性非常接近,这证明了所建立的信道模型能够模拟实际环境中的卫星移动通信信道,为以后移动通信技术的评估以及系统的规划搭建有效的平台,同时也具有很广泛的适用性。     

基于5G标准的低轨卫星通信初始同步技术

在低轨卫星通信系统中,初始同步技术是其至关重要的一步,而由于低轨卫星信道的大多普勒频偏等原因影响了信号的同步性能,为了减少影响,借鉴地面5G初始同步算法,在PSS检测中进行本地PSS整数频偏处理,扩大了频率估计范围,减少了初始同步时间,其正确检测率比传统算法提高了1.5 dB;在小数倍频偏估计中,采用分段处理的PSS差分互相关算法,其精确度相较于传统算法,提高了1~2 dB;最终通过仿真可知,该算法可以在高动态、低信噪比环境下完成初始接入过程的同步信号检测,可以满足低轨卫星通信系统的下行同步要求。     

Raptor码在卫星通信中抗干扰性能研究

为了提高卫星通信抗干扰性能,在对卫星通信的信道特性分析基础上,提出一种将Raptor码作为纠删码应用于卫星通信系统的方案.文中采用了LDPC码+LT码串行级联编码来实现一个码率为0.95的Raptor码,并对在载波噪声干扰信道中传输的Raptor码的译码算法进行了研究,通过系统仿真,搭建一种基于最优化度分布Raptor码的卫星通信系统模型,并对其抗干扰的性能进行分析及研究.     

混沌序列与Gold序列抗干扰性能仿真分析

为了提高直接扩频通信系统的抗干扰性能,提出了将混沌序列取代传统的伪随机序列并运用到直扩系统中。以改进型Logistic混沌序列为例,对其统计特性进行了理论与仿真分析。在此基础上建立模型,分别在单频干扰、部分频段干扰、脉冲干扰以及多址干扰的情况下,在高斯白噪声信道中对混沌序列与Gold序列扩频通信系统进行了蒙特卡罗法误码率仿真,并与理论误码率进行了比较。仿真结果表明,混沌序列不仅适用于直扩系统,而且其抗干扰性能要优于传统伪随机序列。     

LEO卫星通信系统中信道分配策略仿真

切换是LEO卫星移动通信系统中移动性管理的一个重要组成部分。LEO切换中的信道分配一般采用保护信道和各种排队方法相结合的策略。研究了多业务条件下LEO卫星通信系统越区切换中的信道分配策略，根据数据业务和话音业务的特点，提出了适用于LEO卫星通信系统的保护信道和强占优先相结合的信道分配策略。建立了一个简单而有效的LEO卫星通信系统切换模型，将新策略与传统的保护信道策略进行比较，仿真结果表明新策略以略微增加数据时延为代价换取了话音业务各项性能的极大改善。     

基于确定性网络的网端一体流量交换机制

低轨卫星通信系统不受地理条件限制,相比于地面通信有覆盖范围广、运维成本低、部署周期短等优点,因此逐渐受到人们的关注;但对于低轨星座来说,拥有众多卫星节点的无线多跳网络,总传输和处理时延明显增大;确定性网络是近几年工业界新提出的一种网络技术,可以解决传统传统网络有关丢包和时延相关的需求,这与低轨卫星网络的需求相同;研究了地面网络确定性网络的关键技术和卫星网络的相关特征,将确定性网络技术应用到低轨星座,将ATS异步流量整形算法应用到星地间流量控制上,提出一种星载交换机制,优化了星载交换机的资源使用和丢包;借助NS3软件仿真了相关场景,并对结果进行分析,在多个仿真场景中均优化了星上资源利用,缓解了拥塞问题,在最优参数场景下实现了0丢包,吞吐量有5%以上的提升。     

卫星移动通信网络切换算法的研究

低轨卫星移动通信网络在实现全球移动通信方面具有很大优势.切换方案对于控制低轨卫星网络通信时延,提高卫星网络服务质量和链路带宽资源利用率具有重要意义.深入分析了星地链路切换和重计算路由问题,提出了一种低轨移动通信卫星链路切换算法.仿真实验表明,提出的卫星链路切换算法有较小的端到端时延、较好的稳定性和可定制性.     

LEO卫星通信网的鲁棒路由算法

针对使用星际链路ISL的LEO卫星系统,许多学者提出基于面向连接结构的路由算法,但这些算法的性能很大程度上依赖于初始路径的建立,健壮性差。该文提出一种基于面向连接结构的增强路由算法,只要源卫星与目的卫星之间存在一条通路,源卫星便可以与目的卫星通信。若源卫星与目的卫星之间存在多条路径,通过该算法一定能在线找到其中的最佳路径。通过仿真实验评价了算法的性能,证明算法比已有的基于面向连接结构的路由算法具有更高的鲁棒性。     

A novel two-layered optical satellite network of LEO/MEO with zero phase factor

Optical satellite communication has advantages over the RF satellite communication in capacity, speed, secrecy and anti-interference.Space information superhighway composed of GEO/MEO/LEO satellites which are linked by optical inter-satellite links(OISL) would play important roles in communication, navigation, martial recon, remote sensing and deep space exploration.A novel LEO/MEO two-layered optical satellite network with global coverage is designed with the street-of-coverage technique.The layer of LEO s...     

LEO卫星网络的路由技术

低地球轨道LEO(Low Earth Orhit)卫星系统因能够提供多媒体通信服务而成为卫星通信研究的热点．由于LEO卫星相对地面高速运行和其网络拓扑结构的快速动态变化，路由问题一直是LEO卫星网络重点解决的难题之一．该文介绍了LEO卫星网络中路由及其相关技术方面的一些工作，分析了LEO卫星网络的拓扑结构特点，然后着重对LEO卫星网络的路由机制进行分类和描述，特别说明LEO卫星网络的切换对路由的影响，最后提出设计LEO卫星网络路由机制应考虑的主要方面．     

基于用户分群的低轨卫星系统切换管理策略

低轨（LEO）卫星系统具有通信距离远、覆盖范围广等诸多优势,在应急通信、灾害预警等领域发挥着重要作用,尤其能有效弥补地面基站无法服务偏远山区、海洋等盲区的缺陷。然而,LEO卫星高速移动会导致用户终端频繁切换,同时在用户聚集场景下,用户群组并发切换将导致LEO卫星系统发生网络拥塞问题。为此,提出一种基于用户分群的多波束LEO卫星系统切换管理策略。建立多波束覆盖模型,基于该模型设计群组切换管理机制,在成员选择的过程中考虑切换触发时刻和最佳波束小区2个因素,将具有相似切换行为的用户分为一组,以此降低系统的信令开销。在此基础上,从分群处理、群组切换、资源释放3个方面设计完整的切换流程以及切换信令交互机制,并基于OPNET软件搭建LEO卫星系统仿真平台。测试结果表明,该策略能够简化切换管理过程中的重复操作,降低系统信令开销和平均切换时延,提高切换成功率,且用户聚集数目越多,其性能相对传统用户独立切换方案的提升效果越明显。     

基于正交频分复用的低轨卫星移动通信同步控制系统设计

低轨卫星移动通信信息存在复用保护间隔,为实现对传输数据信息的精准定位,设计基于正交频分复用的低轨卫星移动通信同步控制系统;设置电源管理模块,初步协调BDG—MF—OS型卫星终端与ZIGBEE无线数据传输模块,将卫星通信信息反馈至网络与显示模块,实现低轨卫星移动通信同步控制系统的硬件设计;建立同步信号模型,通过信号调制解调的方式,完善待处理通信信息的复用保护间隔与循环前缀,实现正交频分复用处理的关键技术研究;分包处理通信数据,借助已知的短报文通信模式,连接同步通信协议,完成低轨卫星移动通信同步控制;与北斗型通信控制系统相比,正交频分复用技术作用下,低轨卫星的移动通信能力得到强化,较好地满足精准定位传输数据信息的实际应用需求.     

基于移动Agent的双层卫星网动态路由算法

新一代LEO/MEO卫星体系结构成为当今卫星网通信研究的热点。结合移动Agent技术解决卫星网动态路由问题,在LEO／MEO卫星网平台上构建了核心层功能,并较好地处理了受复杂的星际链路切换影响的数据包转发。在OPNET仿真软件下模拟了卫星节点受算法工作的影响,结果表明,卫星处理数据包时延在理想性上处理能力和合理的链路容量条件下是可以接受的,且数据包端到端时延是较小的。     

一种评估LEO卫星通信网络抗毁性的新方法研究

抗毁性是低轨卫星通信网络的重要属性,评估卫星网络抗毁性对卫星网络结构设计具有重要意义.针对低轨卫星网络的特点,在对复杂网络抗毁性的研究基础上,建立以自然连通度为基础的卫星网络抗毁性测度指标,利用STK/Matlab仿真工具分析卫星网络的抗毁性.实验分析表明,仿真结果可以有效评估卫星网络抗毁性大小.