卫星移动通信系统星间链路空间参数分析

通过对现有的卫星移动通信系统星间链路的分析发现,伴随着卫星座高度的增加,卫星移动通信系统星间链路指向的动态变化范围不断扩大,星间链路的相对距离也不断增大。由此引出对最优化的极轨道卫星移动通信系统星暗链路主要参数的模拟与分析,从中得到了一些规律性的结论,为星间链路的设计与建立提供了理论基础;同昱,卫星移动通信系统星间链路指向性的周期性变化,也为星间链路建立过程中最优化搜索算法的建立提供了探索的方向和     

毫米波星间通信测距一体化技术研究

近年来卫星编队飞行和星间链路技术成为了航天领域的研究热点。在这种趋势之下,需要通过星间的相互通信与相对位置测量来保障编队构型的相对稳定以及实现星间协作。将星间通信和星距测量融合到一体化平台中可以实现通信测距一体化,能够降低负载,符合当前卫星的发展趋势。针对卫星毫米波星间链路设计了一体化波形,同时提出一系列信号处理技术完成波形的同步以及分离,实现了星间通信测距一体化。针对分离波形以及功放非线性对通信信号的影响,使用了基于深度学习的信号检测算法,降低了通信数据的误比特率。仿真结果验证了所设计的一体化波形及信号处理技术在星间链路应用的可行性。     

低轨通信星座星间链路特点研究

随着全球宽带通信需求的增长,世界各国提出并建设了多种低轨通信星座,我国的卫星互联网系统也在紧张建设中,星间链路将是通信星座系统的重要组成部分。为研究星间链路特点和建链需求,以极轨通信星座为例,从几何角度给出了星间链路指向角和距离的数值计算公式,分析了顺行轨道星间链路的变化规律,并进一步研究了异轨星间反向缝建链的特点。研究结果表明,选取合适的星座参数,可以实现卫星跨反向缝的接续建链,从而保证反向缝两侧卫星之间始终存在可用的通信链路。     

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。     

卫星星间链路多普勒频移仿真

在卫星通信过程中,对具有相对运动的卫星,星间链路的多普勒频移是不能忽视的。分析了空间圆轨道卫星星间链路的距离以及距离变化率,并进行了公式推导。在此基础上提出了一种以链路距离变化率作为卫星相对运动速度来计算星间链路多普勒频移的新方法,并以铱星系统和某中轨卫星系统为例,分别对同层高度星间链路和异层高度星间链路的多普勒频移进行仿真,给出了仿真结果。分析与结果表明,该方法合理、有效。     

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。     

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.     

太极计划星间激光通信参数设计及实验验证

在太极计划中,三颗卫星将构成边长为300万km的三角形星座。为完成卫星间的信息交互,需要在星间干涉链路中加入激光通信。笔者从太极计划星间通信的需求出发,基于目前的相位计系统,提出了太极计划星间激光通信方案及系统参数的设计。为验证所设计参数的合理性以及通信系统的性能,基于自研板卡,搭建了电子学模拟系统及光学验证系统。在发送端将通信码与伪随机码以直接序列扩频的方式调制至激光相位,通过激光链路将信息发送至接收端,并采用锁相环及延迟环对其进行解析,完成通信功能。测试结果表明,所设计的通信系统参数较为合理,能够与相位计系统有效融合,在通信速率为19.5 kb/s的条件下,通信系统的误码率优于10^-6,可为太极计划的相关参数设计提供参考。     

一种轻小型、低功耗星间激光通信系统

针对当前微小卫星组网场景下的星间链路需求,提出了一种以小型化、低功耗为特色的低速率星间激光通信系统设计方案,介绍了空间激光通信领域的国内外发展现状,重点介绍了系统的设计思想,系统组成及各部分的核心设计要点及关键元件的选型,并对链路可行性进行了分析.     

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。     

Load balancing routing for single-layered satellite networks

The varying population density leads to imbalanced utilization rate of satellites. To ensure an intelligent engineering of traffic over satellite networks, a distributed routing scheme for single-layered satellite network, load balancing routing protocol based on mobile agent (LBRP-MA) is proposed. For LBRP-MA, mobile agents explore route by migrating autonomously. Upon arriving at destination, mobile agents migrate back. On each intermediate satellite, mobile agents evaluate path cost considering satellite geographical position as well as inter-satellite link (ISL) cost, and finally take ISL congestion index into account to update routing tables. Through simulations on the Courier-like constellation, the proposed approach is shown to achieve guaranteed end-to-end delay bound and decrease packet loss ratio with better throughput, which is especially suitable for data transferring in case of high traffic load. Moreover, results of the complexity analysis demonstrate that LBRP-MA can have low onboard signaling, storage and computation requirements. Furthermore, issues of LBRP-MA such as ISL congestion index and cost modification factor are discussed.     

Perfect match model‐based link assignment to design topology for satellite constellation system

In satellite constellation network, the satellites visible from one satellite are more than communication terminals (CTs) equipped. Each inter‐satellite link (ISL) would occupy one CT on each of two satellites connected by this ISL. Therefore, a fundamental problem considering link assignment is how to assign limited CTs for each satellite to establish ISLs with its visible satellites. Link assignment scheme based on perfect match model (LAS‐PMM) is proposed to make full use of huge bandwidth provided by CT. In LAS‐PMM, the problem of assigning all the CTs of each satellite to establish ISLs is modeled as a perfect matching problem, where a perfect matching is searched over a mixed complete bipartite graph. Simulation results show that LAS‐PMM is better than the regular and greedy LASs, in terms of CT utilization and average node‐to‐node distance. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

车载同步轨道卫星移动通信系统

介绍国内两种车载同步轨道卫星移动通信系统。一种是相控阵天线跟踪的UHF频段卫星移动通信系统。另一种是采用激光陀螺跟踪的Ku频段宽带卫星移动通信系统,它综合应用了航天遥测、激光陀螺、GPS定位和Ku频段数字卫星通信等技术,在国内首次实现了话音、传真、数据和图像宽带大容量动中不间断通信。     

LEO/MEO卫星通信系统发展展望

本简述了LEO/MEO卫星通信系统的主要特点，并介绍了几个典型的LEO/MEO卫星通信系统，如Iridium、Globalstar、ICO、Teledesic、Skybridge系统。还从星座、频率、星上处理及星际链路、无线技术、网络技术等方面讨论了LEO/MEO卫星通信系统的发展趋势和研究热点。     

GEO多波束卫星移动通信系统多址方式选择的研究

简要介绍了卫星移动通信系统的发展及分类,对影响静止轨道（GEO）卫星通信系统用户共享有限通信资源和有效利用卫星链路资源的多址接入方式进行了分析。主要从有效容量、实际应用和具体实现角度考虑分析比较,得到在GEO卫星通信系统中采用TDMA多址方式优于CDMA多址方式的结论。最后探讨了我国GEO卫星移动通信系统的现状和发展方向。     

QoS routing based on mobile agent for LEO satellite IP networks

Current quality of service (QoS) routing schemes for low earth orbit (LEO) satellites IP networks either neglect the varying population density or fail to guarantee end-to-end delay. As a remedy, QoS routing protocol based on mobile agent (QoSRP-MA) is proposed. QoSRP-MA is a source-based routing protocol. Once connection requests arrive, QoS mobile agents are dispatched from ingress satellite to explore routes, which migrate using satellite routing tables. Upon arriving in egress satellite, QoS mobile agents migrate back towards ingress satellite to reserve bandwidth. To construct satellite routing tables, load balancing routing algorithm based on mobile agent (LBRA-MA) is presented. In LBRP-MA, at regular intervals mobile agents launched on all satellites migrate autonomously to evaluate path cost and update routing tables. Moreover, path cost between source and destination is evaluated considering satellite geographical position as well as inter-satellite link (ISL) cost. Furthermore, ISL congestion index is considered to update routing table. Through simulations on a Courier-like constellation, it shows that QoSRP-MA can achieve guaranteed end-to-end delay bound with higher throughput, lower connection failing ratio and signaling overhead compared to high performance satellite routing (HPSR) scheme.     

梯度法——移动卫星通信天线自动跟踪的新方法

某些移动卫星通信天线自动跟踪系统采用激光陀螺进行跟踪，但激光陀螺跟踪有其不足之处。本文提出了移动卫星通信天线自动跟踪的新算法一“梯度法”，可替代激光陀螺进行天线自动跟踪，其技术有所创新。本文将介绍梯度法自动跟踪原理、计算和实现方法。