卫星移动通信系统星间链路设计

通过对现有的卫星移动通信系统星间链路的分析发现 ,不但卫星移动通信系统星间链路的指向具有周期性变化的特性 ,而且星间链路的相对距离也在周期性变化。这种星间链路指向的周期性规律变化 ,为星间通信链路的搜索建立以及星间通信设备的设计制造提供了研究的方向和理论依据。对星间链路的误码率的分析 ,主要探讨了由于卫星星体振动而引起的通信误码与振动的标准偏差 (幅度 )、通信所使用的光波波长、发射到接收的距离以及激光波束半径之间的关系 ,为实际星间链路的设计打下了坚实的理论基础。     

基于异步通信链路的星间基线精密测量技术研究

卫星成员之间信息共享、星间基线测量是分布式航天器(Distributed Spacecraft,DS)实现多星协同完成天基虚拟探测任务的关键技术。该文提出一种分布式航天器星间通信/基线测量的综合链路体制,重点研究了基于星间异步通信链路的双向异步传输帧非相干扩频测距的方法,详细给出算法的计算公式推导和模型误差分析。技术验证系统的实验结果表明该文提出的方法性能指标先进、信道利用率高、功能集成度高,为型号任务提供了一种先进的设计理念。     

面向不间断通信保障的星间网络自维护建模与求解

星间链路是通信卫星互联成网的主要手段,当节点中一颗卫星星间链路通信异常时需经地面干预才可恢复,严重影响系统可用度;而若星间通信网络具备自主管理能力则可弥补上述不足。针对部署于静止轨道具有全球通信覆盖能力的多星通信网络,提出了一种基于多主体协同机器学习的星间链路网络自维护策略,保障通信节点卫星异常时重点地区高可用性不间断通信服务能力。     

编队微小卫星变码速率星间通信系统仿真研究

本文以3颗微小卫星在同一个轨道面内编队飞行并对地进行三维立体测绘为背景,根据编队飞行星间链路的特殊要求,推导了低轨道编队卫星星间链路的计算公式;提出了根据星间通信距离改变码速率的通信方案,并对编队飞行卫星变码速率通信系统进行了仿真研究.     

基于OOK体制空间光非相干测距通信系统设计与实现

面向商业航天用空间激光通信5～10 Gbps星间链路传输速率以及厘米级的星间高精度测距需求,本文分析了目前国内外使用的三种激光通信体制的特点以及应用场景,提出了一种新的OOK体制测距方法,采用FPGA+高精度鉴相器+ADC设计方案,降低了工程应用成本,试验结果表明测距精度小于1 cm;研制了采用本文方法的OOK通信测距单元原理样机,开展了5 Gbps通信码速率下测距精度试验验证,试验中记录了两台样机各自发送测量数据帧和接收测量数据帧的本地钟时间,通过信号处理方法消除系统误差,并开展了包括时钟及PPS不同情况下的测距精度测试、插拔光纤前后的测距精度测试以及断电前后测距精度测试等,测试结果显示各种模式下的测量距离测距精度均优于1 cm.本文的技术可用于星座组网星间激光通信终端的设计与研制中,将有效提升我国激光星间链路的通信及测距能力.     

激光星间链路发展综述：现状、趋势、展望

由于激光通信在空间传输中波长短且方向性强,已成为下一代卫星通信与导航的重要手段。激光星间链路的高速率、高带宽、高安全性等特点,可以提供高质量卫星空间通信,同时其还可以提高星间测距的精度,因此,构建激光星间链路成为下一代卫星网络的研究重点之一。文中首先从技术层面介绍激光星间链路的基本组成,主要介绍了卫星激光建链模式、卫星激光信号调制模式及卫星激光载波波长三个重要技术点。从技术到现象,根据不同轨道高度和不同的任务需求,按照发射时间顺序综合调研并总结了近年来国内外典型中高轨和低轨卫星激光通信成果的发展现状与未来计划。通过调研,进一步从宏观角度分析出卫星激光通信发展标准化、兼容化、网络化和商业化四个趋势,并从微观角度总结了卫星激光终端弹性化和模块化的发展方向。最后,除了作为通讯手段,展望了星间激光链路用于卫星激光测距的良好前景。通过对激光星间链路的现状、趋势和展望的综合分析,旨在为未来激光星间链路的设计与优化提供一定的借鉴和参考,并为我国未来星间激光通信和测距技术的发展及研究提供方向参考。     

基于星间激光测距的高轨卫星定位技术研究

针对传统的高轨卫星定位技术存在定位精度低的问题,提出了基于基于星间激光测距的高轨卫星定位技术。在高轨卫星飞行器上安装低噪声激光探测器,借助激光探测器、发射机以及接收器构建星间通信链路,分析接收天线的接收功率与发射天线的发射功率之间的关系,通过激光脉冲传输空间测距与高轨卫星信号捕获接收功率和发射功率获得定位初始数据;再分析星间相对运动和修正电离层误差,得到定位数据的精确解算融合结果。选取精度因子DOP作为评判高轨卫星定位技术的参数,通过仿真实验发现高轨卫星定位技术比传统定位技术的平均DOP值高2.89,由此证明所提定位技术的定位精度更高。     

星间链路技术的研究现状与发展趋势

星间链路技术是提高全球卫星导航系统的精度和自主导航能力的一项关键技术。介绍了全球主要卫星导航系统星间链路的建设情况,综述了国内外关于星间链路的重要研究,包括星座的特性分析、星间链路的构建准则、星间链路的拓扑分析、星间链路传播信号的设计以及星间链路信号的发射和接收等,指出了目前研究的侧重点,展望了星间链路的发展趋势和未来的研究方向。相关内容可为星间链路的进一步研究提供参考。     

卫星互联网星间激光通信的分析及建议

卫星通信和地面移动通信具有较强的互补性,卫星互联网是当前产业发展的热点,也是未来6G网络的重要组成部分。全球覆盖需要星间组网,但星间通信带宽需求与自由空间信道带来的不稳定性对空间承载网提出了新的挑战。对星间通信及其传输链路进行对比分析,提出了基于星间激光的光传送网络（OTN）承载方案,以充分发挥地面光通信的成熟产业链优势和规模经济优势,构建经济性、兼容性、扩展性强的星地一体化网络。最后展望了星间激光通信的技术演进方向,并提出了我国产业发展建议。     

基于数字相干体制的激光测距数传一体化技术研究与实现

针对传统微波测控通信系统通信速率与测量精度难以同时进一步提升的问题,提出了一种光载波下基于调相体制的高精度测距、测距与通信一体化方法,利用QPSK数字相干激光通信速率高的特点,设计综合信息帧格式,结合双向单程测距与非相干测速,在单个光载波下通过激光通信中的再生时钟得到比特相位级高精度测距信号,实现激光高速通信与高精度测量的一体化,提高信道的集成度。研制了包含两套光学天线及终端的原理样机,验证了星间双向非相干激光链路统一测控与星地双向非相干激光链路统一测控模式,结果表明,在1 550 nm波长无线光信道条件下,测距随机差（1σ）≤1 cm（0.78 cm @6 kHz多普勒动态）,测速随机差（1σ）≤1 cm/s（0.221 cm/s @ 6 kHz多普勒动态）,误码率≤1×10-9狜10 Gb/s单通道传输速率的性能指标,可为激光统一测控系统及激光星间链路设备等提供技术支撑。     

雷达通信一体化波形分离算法研究

进行了雷达通信一体化波形分离算法的研究,提出了一种新的雷达通信一体化设计方案.该方案通过简单的叠加方式将雷达和通信信号直接合成,避免了由于波形的非正交性带来的影响,在接收端利用盲信号处理的思路进行波形的分离.该方案解决了目前在载机上雷达和通信的不同同时工作的缺陷,并改进了原基于最大信噪比分离算法的一些缺陷,提高了分离的效果.最后,通过仿真结果证明了本文算法的有效性和一体化方案的正确性.     

带有前置EDFA卫星相干激光通信终端的信噪比分析

卫星激光通信链路是一项实现卫星大规模星座组网的关键技术。相干激光链路灵敏度高、抗背景干扰、速率升级空间大,在星间激光链路中应用广泛。文章建立了带有前置掺铒光纤放大器(EDFA)的卫星相干激光通信终端的信噪比分析模型,仿真分析了EDFA功率增益、EDFA噪声系数、本振光功率、信号光功率、光放后端光带宽、基带前端电带宽对终端输出信噪比的影响以及各种输出噪声功率占比的情况,得到了带有前置EDFA卫星相干激光通信终端的信噪比参数特性。     

国外激光链路中继卫星系统的发展与启示

激光链路中继卫星系统是指以激光波束为媒介,为低轨信息获取类卫星提供高速数据传输服务的卫星系统。国外已开展了多次星间、星地激光通信实验,已由强度调制/直接探测通信体制过渡到相位调制/相干解调通信体制,通信速率可达5.6 Gbps。卫星激光通信正向更高通信速率、组网应用、终端小型化、轻量化方向发展。在系统分析欧洲、日本、美国等国家典型星间、星地激光通信实验和中继卫星发展计划的基础上,讨论了激光链路中继卫星系统的发展趋势,总结得到对发展我国激光链路中继卫星系统的若干启示。     

雷达通信一体化研究现状与发展趋势

雷达通信一体化通过一套共用的硬件设备实现雷达探测与通信传输,相比于传统单一的雷达或者通信设备,更易集成化、小型化和高效利用频谱。该文系统地介绍了雷达通信一体化的原理与特点,指出了一体化研究中亟需解决的问题,从典型的基于线性调频(LFM)的雷达通信一体化信号出发,全面梳理了国内外针对雷达通信一体化的相关研究,着重归纳了正交频分复用(OFDM)与多入多出(MIMO)技术在雷达通信一体化波形设计、信号处理、一体化系统设计等几个重点方向的研究进展,并分析了雷达通信一体化未来的可能发展趋势及其在军事领域和民用智能交通领域的重要应用前景。     

一种优化的卫星通信星际路由算法设计

在分析传统的链路——状态算法的基础上，提出了一种优化的卫星通信星际路由算法。该算法能够找出任意两颗卫星间通信的最佳路径集合，同时能够在链路质量容许的情况下，尽量避免通信链路切换的发生，从而较大地提高了系统性能。     

编队卫星高数据率星间基线确定的函数逼近精度分析

获取满足精度和数据率要求的星间基线参数是保证编队卫星有效完成任务的关键之一.运用实际测量所得低采样率信息,采用函数逼近方法,从测量数据处理的角度研究了星间基线确定的保精度高数据率插值技术,着重分析了采样率和随机干扰对基线确定精度的影响.理论推导表明高数据率的星间基线确定精度取决于函数逼近误差和测量误差的综合影响.在分析星间基线变化规律的基础上,通过仿真说明就目前可达的测量采样率而言,对于白噪声的情形,测量误差水平较函数逼近误差对于基线确定的影响更为显著.     

电磁脉冲微分测量信号的数值积分

电磁脉冲(EMP)探测器测量结果为微分信号的情况下,需要将测量信号进行积分。测量信号中的噪声在数值积分被放大,产生的累积误差会引起波形的严重失真。同时,由于被测信号上升沿与下降沿宽度不一致,测量到的微分信号正、负峰值以及脉冲宽度不对称,采取消除一次趋势项的方法不能完全消除积分信号的线性趋势。本文结合脉冲电磁场的微分测量结果,在分析了误差传递规律和被测信号特征的基础上,应用信号微调的方法对数值积分结果进行修正,修正后的积分结果消除了线性趋势,能够反映出被测信号的基本特征,为高斯脉冲、方波的微分信号的数值积分提供了一种很好的途径。