可重构智能表面辅助的混合RF-FSO传输系统性能分析

自由空间光（FSO）通信具有高速率、低成本和强抗干扰能力,但是大气湍流引起的衰落会造成FSO通信系统的性能恶化.传统的解决方案是使用RF链路作为并行的通信链路来提升系统性能.可重构智能表面（RIS）具有低损耗、部署简易且无须复杂的编码和解码等优点,能够进一步提高RF链路的接收信噪比.本文提出一种RIS辅助的混合RF-FSO传输系统,以此来改善通信服务质量.基于此混合模型,导出系统中断概率、平均误码率和信道容量的表达式,同时给出蒙特卡罗仿真来验证分析结果的准确性.结果表明所提出系统的性能相比于传统的混合RF-FSO系统有显著的提升.     

混合RF/ FSO 中继系统中断性能研究

为准确评价混合射频/ 自由空间光通信(RF/ FSO: Radio鄄Frequency/ Free Space Optics) 中继系统性能,利用Meijer's G 函数推导得到混合RF/ FSO 中继系统端到端中断概率闭合解析表达式。该混合RF/ FSO 中继系统采用放大转发中继、RF(Radio Frequency)双天线发射技术。RF 信道衰落服从Rayleigh 分布, FSO(Free Space Optics)信道衰落服从M 分布。蒙特卡洛仿真验证了推导结果的准确性。     

三跳混合FSO/RF/VLC中继系统性能研究

提出了一个三跳混合自由空间光(FSO)通信/射频(RF)/可见光通信(VLC)中继通信系统,分析了该通信系统的中断概率性能.在此系统中,FSO信道遵循gamma-gamma分布,RF信道遵循瑞利分布.首先,推导了以Meijer's G函数表示基于混合FSO/RF/VLC系统端到端γ的累积分布函数(CDF)的闭合表达式;然后,基于信道统计信息,进一步推导了系统的中断概率;最后,分析了不同参数对系统中断概率性能的影响.仿真结果表明:FSO信道中的大气湍流参数、VLC信道LED灯的高度及接收处的视野均对系统中断性能造成了影响.     

混合电力线-自由空间光通信系统解码 转发协议下的性能分析

针对电力线通信传播距离短问题,文章提出了基于解码转发中继的电力线-自由空间光(PLC/FSO)混合通信系统,并对其性能进行了分析.首先建立了混合系统的数学模型,分别采用对数正态分布和Gamma-Gamma分布来表征PLC及FSO信道衰落,并考虑FSO链路指向误差.其次,对混合系统性能进行了分析,推导出了中断概率、误码率和信道容量的闭合表达式.最后,利用计算机模拟仿真验证了推导结果的准确性.研究结果表明:脉冲噪声、大气湍流和指向误差会对通信系统产生一定的影响.     

无线光通信技术在电信接入网中的应用

无线光通信技术又称自由空间光（Free Space Optical,FSO）通信技术是最近几年兴起的一门通信技术。大气激光通信是其在地面上的特定实现,是解决接入网＂最后一公里＂问题的方法之一。本文简单介绍了无线光通信的工作原理,与其他接入方式相比较的特点和优势,提出了FSO在电信接入网中的一些应用方案,并对FSO在电信接入网中应用可能出现的问题进行总结,最后简单的阐述了一些解决问题的方法为FSO能够在电信接入网中应用奠定了一定的基础。     

基于混合DBN的海上编队通信链路威胁估计

针对海上编队通信链路威胁估计涉及因素多、知识表示与推理存在不确定性等问题,分析了海上编队通信链路威胁要素,依据要素间因果关系建立了通信链路威胁估计的混合动态贝叶斯网络(DBN)模型,提出了混合DBN模型中连续型网络节点变量的学习方法。仿真分析证实了该方法的有效性和可操作性。     

安全高效的空间信息网中群组密钥交换协议

为实现空间信息网中保密通信,提出一个适用于空间信息网的群组密钥交换协议。协议充分考虑了空间信息网中结点的通信特点,所有的卫星结点根据其所在的轨道划分为不同的簇。协议由簇内阶段、簇间阶段和密钥分发阶段组成,每个结点均生成密钥贡献值并汇总至地面中心结点,中心结点生成密钥并秘密发送给每个结点。证明了协议具有语义安全性,进行了通信复杂度分析并利用NS2软件进行了仿真验证。结果表明:相比其他协议,本文协议在空间信息网中应用时具有较高的通信效率。     

基于压缩感知的空间信息网络拥塞监测

在空间信息网络中,各卫星间是通过星间链路(Inter Satellite Links,ISLs)相连接的,其空间网络节点的处理能力和资源存储能力受限,网络拓扑具有高动态性,通信链路存在间歇性连接.这造成空间网络节点出现高排队时延的情况,导致网络拥塞甚至丢包,空间数据传输的可靠性下降.为了高效准确地实现网络拥塞监测,本文作者分析了空间信息网络的链路稀疏性,结合其传输方式,将链路状态检测建模为压缩感知问题,并以贪婪算法求解链路延时,进而定位拥塞链路.仿真结果证明,这种链路状态检测算法可以在较少的采样数据量的情况下,以较高的精度恢复链路延时.     

空间信息网基于服务的拓扑控制算法

考虑到空间信息网的网络规模大,业务类型与日俱增,提出了一种基于服务的拓扑控制算法.根据网络中存在的业务需求,将网络分成多个逻辑子拓扑,并进行满足业务需求的拓扑控制.以通信类型为例,采用基于最小权重的方法生成适合多对一和一对多通信类型的拓扑,根据业务对带宽、时延、时延抖动和可靠性的要求确定链路权重,建立原始拓扑的向外连通子图,通过反转链路方向生成最终的拓扑.仿真结果表明,所提算法能有效去除冗余链路,并且提高数据传输有效性的同时能够保证网络的容错性,能适应空间信息网多重网络应用的需求.     

一种基于RSSI自适应的双模通信模块设计与实现

无线通信与电力线通信各具特色,在智能电网中具有广泛的应用前景,二者协作可以优势互补,提高用电信息采集系统的综合性能。针对无线通信与电力线通信混合组网技术,提出了一种基于接收信号强度(RSSI)的自适应信道选择算法,可以依据链路质量自适应选择通信方式;研究了双模通信模块的软硬件设计并进行实际测试。测试结果显示,自适应双模通信的成功率高于单一的通信方式,通信的灵活性与可靠性进一步提高。     

航空激光/射频通信网络技术研究进展

目前航空平台间大多采用传统射频数据链进行信息传输,但是射频数据链存在传输速率低、频带资源受限和易受干扰、易截获等明显不足,无法满足空天安全、远程作战及指挥控制等军事领域对于数据信息安全高速传输的要求。航空平台间光通信具有高速率、大带宽、抗干扰、保密性好、终端小型化等特点,在空间信息可靠高速传输方面具有显著优势,不仅能够降低航空平台对地面指挥控制中心的依赖,而且有效改善传统机间射频数据链在带宽、抗电磁干扰及隐身传输等方面的技术劣势。利用航空光/射频协同通信技术实现未来机间高速数据传输,构建互联互通和信息共享的航空信息网络,是未来远程远海作战信息支援系统的重要研究领域和发展方向。     

导航星座激光/微波星间链路协同时间同步方法研究

时间同步是卫星导航系统提供定位、导航以及授时服务的关键.星座自主运行模式下需要通过星间链路组网进行星座整网时间同步,以支持正常的导航定位服务.相比于微波链路,连续建链的激光链路可以提供时标统一的、更高精度的钟差测量结果.本文提出一种星座自主运行模式下激光/微波星间链路协同时间同步方法.通过连续观测的激光星间链路建立时间比对网络,基于加权平均算法生成星间时间基准;激光比对网络外卫星通过时分体制微波链路,利用分布式卡尔曼滤波算法溯源至星间时间基准,实现星座整网时间同步.基于新一代北斗星座进行整网时间同步性能仿真,激光/微波协同时间同步方法生成的时间基准相比微波星间链路生成的时间基准,短期、中期稳定度均有明显提高,整网时间同步误差标准差优于0.05 ns.     

基于卫星协作的空间信息传输技术研究综述

随着人们对空间信息高速传输的需求与日俱增,基于卫星协作的空间通信网络被广泛用于远洋通信、紧急救援、航天器跟踪、深空探测等领域。针对网络结构复杂、拓扑动态、传输质量不稳定等特性,以及由此产生的传输时延长、误码率高、连通性差等问题,从网络架构、协作策略、工作频段等3个方面对基于卫星协作的空间信息传输技术进行了研究与展望。从网络架构来看,未来空间通信网络正逐渐走向多层立体化网络,结构将向更为灵活的空间自组织网状网络结构演变;从网络构成要素来看,具有星间链路和星上处理功能的协作卫星将日益成为未来空间通信网络的最基本且最重要的构成要素。同时,通过分析不同的协作策略以及工作频段可以看出：基于高频段的空间信息自适应传输及跨层联合优化将会成为保障空间信息可靠有效传输的主要手段,也将是实现未来空天地一体化通信的重要技术途径。     

基于图注意力和特征融合的链路预测方法

链路预测是一种还原网络缺失信息的方法，通过当前已观察到的链路，预测实际存在但未被观察到的链路或可能出现的新链路.当前链路预测主要是基于图神经网络的深度学习方法，相比基于规则的启发式方法，前者可有效利用网络拓扑结构信息，较大地提升了网络链路预测性能，并可应用到类型更广泛的网络中.但是现有基于图神经网络的方法，仅利用网络中节点相对位置信息，忽视了节点基本属性和链路的邻居信息，且无法区分不同节点对链路形成的重要程度.为此，本文提出一种基于图注意力网络和特征融合的链路预测方法.通过增加节点的度、链路的共同邻居数量和共同邻居最大度等特征，丰富了网络的输入特征信息.本文首先提取以目标节点对为中心的子图，然后将其转化为对应的线图，线图中的节点和原图中的链路一一对应，从而将原图节点和链路信息融合到线图的节点中，提升了特征融合的有效性和可解释性.同时本文使用图注意力机制学习节点的权重，增强了特征融合的灵活性.实验表明，本文所提出的方法，在多个不同领域数据集上的AUC和AP均超过90%,在已观测链路缺失较多时，预测性能保持80%以上，且均优于现有最新方法.     

空间信息网络中的资源映射与调度研究

目前空间信息网络中卫星资源不尽相同,且卫星节点的星间链路动态变化,给资源映射造成困难,使得网络资源利用不充分.如何实现空间资源利用的最大化,成为亟待解决的难题.为解决上述问题,提供了一种方法:首先,将卫星网络可以提供的资源和任务指标映射表达为多维矢量;再通过线性规划,使资源矢量和任务矢量相匹配,从而使网络资源能更充分地被利用.     

网络链路故障自主检测方法

传统的网络链路故障诊断方法往往需要人工参与,而且准确性不高.针对这种情况,提出一种通信网的链路故障自主诊断方法.若已知网络管理节点能够与哪些节点通信、与哪些节点不能通信的路径信息,通过建立诊断模型和概率计算,管理节点能够自主地、实时地检测出最可能出现故障的链路范围,并通过定位过程的快速测试精确定位故障链路.仿真实验表明,该方法具有实时性、精确性,且可能不占用或只占用很少的额外带宽     

空间信息网络的改进路由算法研究

研究了空间信息网络的拓扑结构和路由特点,对网络的星间链路长度和覆盖性能进行了分析。针对空间信息网络的特点对现有算法进行了改进,并加入一些优化措施,从而形成一种新的适用于空间信息网络应用的动态路由算法,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。通过仿真和分析表明该算法提高了系统性能,降低了切换概率,增加了链路的可靠性,且相对付出的链路代价较小。