Ka频段宽带IDMA卫星传输系统的性能分析

为了解决当前Ka频段宽带卫星接入体制难以克服的技术瓶颈,将交织区分多址接入(IDMA)技术引入宽带卫星通信系统,充分利用IDMA接入方式在低复杂度和高频谱效率等方面的优势,以期在资源受限的卫星系统中获得更高的用户容量和服务质量。结合Ka频段卫星信道特点建立了宽带IDMA卫星系统仿真模型,阐述了其系统容量计算方法及推导了相关的表达式。仿真和分析表明,与传统CDMA方式相比,宽带卫星IDMA传输机制以较低的星上处理复杂度获得通信性能和用户容量的大幅提高,为下一代多业务、高容量、高速率的宽带卫星通信系统提供了一种有价值的参考方案。     

Ka频段宽带交织区多址接入卫星传输系统的性能分析

为了解决当前Ka频段宽带卫星接入体制难以克服的技术瓶颈,将交织区分多址接入(IDMA)技术引入宽带卫星通信系统,充分利用IDMA接入方式在低复杂度和高频谱效率等方面的优势,以期在资源受限的卫星系统中获得更高的用户容量和服务质量。结合Ka频段卫星信道特点建立了宽带IDMA卫星系统仿真模型,阐述了其系统容量计算方法及推导了相关的表达式。仿真和分析表明,与传统CDMA方式相比,宽带卫星IDMA传输机制以较低的星上处理复杂度获得通信性能和用户容量的大幅提高,为下一代多业务、高容量、高速率的宽带卫星通信系统提供了一种有价值的参考方案。     

采用混合多址技术的卫星系统反向链路遍历容量分析

近年来,点波束和非正交多址接入技术作为提升卫星系统资源利用率和传输速率的有效手段,受到了工业界和学术界的广泛关注。文中提出了一种联合时域-功率域的混合多址接入技术的多用户卫星通信系统传输方案,并对其反向链路的遍历容量进行了分析。首先,结合点波束技术将卫星覆盖范围内的多个用户分为若干个组,组内用户采用非正交多址技术,每个用户组采用时分多址技术,从而获得更高的频谱效率。其次,为了验证所提传输方案的性能,在卫星采用放大转发协议和卫星链路服从阴影莱斯分布的条件下,推导出卫星系统反向链路遍历容量的闭合表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,以及所提传输方案相较于现有调度方案在提升系统容量方面具有的优势,从而为实际的方案设计和工程应用提供参考。     

多波束卫星移动通信系统资源管理研究

为了提高多波束卫星移动通信系统的资源使用效率、发挥其保障重点、兼顾全局的优势,以星上资源的管理方法为研究对象,以地震为假想场景,首先建立了地球同步轨道多波束卫星移动通信系统的资源管理仿真模型。在考虑了用户和业务优先级设置的前提下,对预分配、分布式动态分配、集中式管理三种资源管理模式分别进行了对比分析与仿真。仿真分析结果表明,采用设置用户和业务优先级可以对高优先级的重点用户提供更好的服务保障,集中式管理资源模式可以使卫星资源得到更充分的利用。     

基于卫星中继技术的无人机遥感网络体系关键技术研究与示范技术总结报告

该课题通过建立一套基于中继卫星平台的、面向全国各个地域、各种应用的无人机遥感网络系统,最终实现无人机信息资源共享,确保无人机在执行任务过程中将信息实时、安全、高效传输至各级指挥中心及相关用户,充分的利用无人机资源,对无人机进行统一调度,为无人机应用领域间信息资源共享提供有力保障。中继卫星链路还可以作为无人机的应急备份链路,提高无人机在应急情况下执行任务的能力,增强无人机系统的生存能力,提高使用效能。该课题重点研制无人机中继卫星Ka频段机载用户终端、中继卫星Ka频段地面用户终端,同时研制无人机遥感网运行管理中心、中继卫星无人机应用系统、无人机遥感影像数据处理系统,用以实现与中继卫星应用系统的链接,以及无人机数据的组网管理、资源规划、运行管理,构建一个全国无人机遥感网络试验系统。     

双向中继网络编码系统的迭代干扰抑制研究

在双向中继去噪转发(denoise and forward,DNF)网络编码的多址接入系统中,相互通信的配对用户共用一个多址资源块,使多址接入系统中用户之间的多址干扰减少一半,并设计了DNF网络编码中配对用户共用扩频码的通信模式.通过对DNF网络编码系统多址接入时不同配对用户的干扰进行建模,提出了基于Turbo迭代干扰抑制算法.通过仿真验证了使用DNF网络编码时,用户对共用多址接入资源块的可行性,相应的干扰抑制算法的有效性,以及对系统性能带来的提升.     

宽带卫星接入网星上控制预测MAC协议研究

对宽带卫星接入网的多址接入控制(MAC)协议进行了研究,提出了一种基于自相似业务流量混沌预测的新型混合动态分配多址接入方案。利用OPNET软件建立了仿真系统,用于比较不同方案的性能。仿真结果表明,在业务流具有自相似特征的前提下,所提出方案具有更优越的性能。同时还证明了通过星上处理实现集中式接入控制的优势。     

宽带卫星接入网星上控制预测MAC协议研究

对宽带卫星接入网的多址接入控制（MAC）协议进行了研究,提出了一种基于自相似业务流量混沌预测的新型混合动态分配多址接入方案。利用OPNET软件建立了仿真系统,用于比较不同方案的性能。仿真结果表明,在业务流具有自相似特征的前提下,所提出方案具有更优越的性能。同时还证明了通过星上处理实现集中式接入控制的优势。     

天链一号01星在轨运行六年圆满完成任务

近日,天链一号01卫星在轨稳定运行6周年,圆满完成了用户考核寿命期内任务。天链一号01星于2003年正式启动研制工作。经过5年的艰苦研制,卫星于2008年4月25日发射成功,同年12月4日正式交付用户。在轨运行期间,卫星运行稳定,首次执行神舟七号飞船在轨跟踪与数据中继任务取得圆满成功,拉开了我国中继卫星系统应用的序幕。     

基于半实物的Ｓ频段卫星测控仿真系统平台设计

该仿真系统是为了满足Ｓ频段卫星测控演练的需要而提出的。根据航天测控系统和Ｓ频段测控设备的特点，明确了仿真系统的组成及功能，并对主要部分进行了详细的描述；确定了仿真系统运行工作模式、主要技术指标、接口之间关系；结合实际应用情况，通过与真星进行比对，证明通过建立半物理仿真数学模型，达到了在数据层上与真星具有等价性，并展望了未来发展方向。     

船载X频段测控雷达跟踪S频段飞行器的适应性设计

为了挖掘船载X频段测控雷达的设备潜能,解决船摇情况下X频段卫星信号的窄波束角度捕获的难题,提出了利用船载X频段测控雷达跟踪S频段接收信号进行自引导的设计方案。本文对S/X双频馈源进行测试,并在X频段下行链路分析的基础上进行S频段链路的设计,设计出满足系统G/T值的下行链路配置,通过跟踪风云气象卫星进行功能验证和跟踪精度分析,证明该设计方案技术可行,满足指标。     

面向快速响应的SPARK高光谱卫星系统设计

为解决全球高光谱遥感数据稀缺问题,需研究具有快速响应能力的高光谱卫星技术。分析了高光谱卫星发展现状和趋势,提出了微小型高光谱载荷配置方法,并在此基础上进行观测任务需求分析。通过提出的基于通用接头的分舱式模块化设计方法、低冲击的小型化在轨展开技术、智能化的在轨自主工作模式,实现了微纳卫星的模块化、小型化、智能化设计。在轨试验结果表明,提出的微纳卫星具有应对突发情况的快速响应能力,在国际上首次实现了50 kg以下卫星的高光谱遥感观测。     

一种面向在轨服务卫星地面应用系统的软件开发方法

为解决现有在轨服务卫星地面应用系统瀑布式软件开发模型灵活性差,难以适应用户需求变化等不足,通过利用敏捷开发模型的思路,设计了一种迭代式在轨服务卫星地面应用系统软件开发方法,将用户纳入到软件开发过程中,在各个研制阶段持续与用户进行需求迭代,完成业务软件的功能升级。结果表明：该方法可提升业务软件功能与用户需求的匹配程度,并为后续在轨服务卫星地面应用系统的建设提供参考。     

基于联合优化的高通量卫星跳波束图案设计研究

跳波束技术因其灵活的资源分配方法得到了广泛关注,被认为是下一代高通量卫星系统的关键技术.针对控制信令随业务波束的场景,提出一种联合优化的跳波束图案设计方法,首先建立跳波束时隙分配的目标函数,通过凸优化算法尽可能地满足各波束的业务需求,然后综合考虑同频干扰、波束重访时间、系统同步等因素,对时隙分配结果进行联合优化,确定各...     

基于贪心策略中继卫星任务调度算法研究

本文首先对中继卫星任务调度情况进行了合理假设,根据用户航天器与中继卫星之间可见时间窗口以及时间和资源方面的约束建立模型,并基于这个模型用贪心算法进行求解,最后通过仿真得出结果,证明这是一种有效的方法。     

基于效用函数的LEO卫星移动通信系统波束切换

针对提供多种业务的LEO卫星移动通信系统,考虑不同的业务类型和呼叫类型,定义了基于效用函数的系统用户满意度,并用其度量系统服务质量;以最大化系统用户满意度为准则,给出了波束切换策略,建立了有约束的非线性规划模型;该模型的求解结果决定了是否接受一个切换呼叫.仿真结果表明该策略在保证系统服务质量要求的同时,有效地降低了波束小区的切换掉话率,并且算法简单、信令负荷小.     

基于非理想硬件的星地融合NOMA网络性能

主要研究非理想硬件和部分中继选择策略对非正交多址接入(Non-orthogonal Multiple Access,NOMA)星地融合多中继网络的影响.NOMA技术可以增加频谱的利用效率,可以同时将信号传给多个用户.另外,部分中继选择策略的应用可以有效地降低系统的中断概率,提高系统的性能.特别地,得到了基于非理想硬件和...     

基于Chirp组合信号调制的多址技术

为了最大程度降低多址干扰对系统性能的影响,提出了一种新的基于Chirp组合信号调制的多址技术。在充分利用系统带宽的情况下,结合调频率和初始相位设计一组正交性较好的多址信号来抑制用户间的多址干扰,进而提高系统的误码率性能。仿真结果表明,在不显著牺牲系统性能的情况下,利用Chirp组合信号调制的多址技术可以容纳更多用户同时接入系统;与基于二进制正交键控调制的多址技术相比,系统误码率性能至少提高5 d B以上。     

小卫星轨道姿态控制系统仿真软件平台

提出了微小卫星轨道姿态控制系统仿真平台的设计思想,并将卫星轨道、姿态动力学与计算机图形学相结合,设计了基于三维实时动态显示技术的轨道姿态控制系统仿真软件平台,其中包括数据管理与分析、动力学计算、星上姿控程序接口和仿真结果的三维输出。平台用于卫星编队飞行的轨道设计和星上姿态控制程序的地面测试,可以动态仿真演示卫星在发射、测控和应用中的轨道和姿态运动。     

基于最优滤波的卫星和惯性组合导航方法

针对目前三种主流导航方法各自的不足,提出了一种基于最优滤波法的卫星、惯性组合导航方法,采集这两种导航系统实时测量得到的伪距、伪距率的差值,通过设计合适的最优滤波器,以校正系统误差,获得高精度位置、速度、姿态的用户定位结果,从而弥补了惯性导航误差随时间离散和卫星导航易受外界电磁环境干扰、无法直接提供用户姿态信息的问题。