基于随机/自由和按需算法的卫星BoD多级MAC协议

针对全球没有统一BoD协议标准的问题,根据随机、自由和按需分配多址协议的特点,借鉴802.11分层协议工作原理,提出了一种新的BoD多级MAC协议,它根据地面站数量和系统业务量确定使用不同的协议,通过提高动态信道利用率达到降低平均传输时延的目的。理论分析和仿真结果表明,多级MAC协议在系统业务量小、地面站多时能得到小的传输时延;业务量增大后,在保持最大系统流量的同时仍能得到较小的传输时延,同时通过改进碰撞算法保证了系统的稳定性。     

Efficient medium access control protocol for geostationary satellite systems

This paper proposes an efficient medium access control (MAC) protocol based on multifrequency-time division multiple access (MF-TDMA) for geostationary satellite systems deploying multiple spot-beams and onboard processing,which uses a method of random reservation access with movable boundaries to dynamically request the transmission slots and can transmit different types of traffic. The simulation results have shown that our designed MAC protocol can achieve a high bandwidth utilization, while providing the required quality of service (QoS) for each class of service.     

基于改进合同网协议的分布式卫星资源调度

随着卫星和任务的增加以及卫星智能化的提升, 传统的集中式任务规划已无法满足规划需求。本文研究分布式卫星任务规划问题, 首先, 针对分布式任务规划中全局和局部目标的不一致性建立双层规划数学模型, 最大化观测收益、最小化任务观测完成时间、最优化负载均衡。其次, 提出可解约循环合同网, 设计包含全任务投标策略和二次中标策略的并发机制以减少协商次数, 建立多属性评标机制完善评标过程。设计基于自适应退火的可解约循环合同网算法求解分布式卫星任务规划问题。最后, 通过数值实验结果证明所提算法求解问题的有效性和合理性。     

Novel satellite transport protocol with on-board spoofing proxy

1 .INTRODUCTIONTCP has been designed and tuned for wired net-works with low bit-error rate (BER) on the orderof less than 10-8,in which TCP segment lossesand corruptions are mainly due to network conges-tion . However ,this assumptionis not validin sat-ellite networks[1]. Satellite channel has severalcharacteristics that may degrade the performance ofTCP. These characteristics include large propaga-tion delay (i .e .,approxi mately 250 ms over a geo-synchronous satellite channel) ,lar…     

Dynamic random channel reservation protocol

1.INTRODUCTION DemandassignmentMACprotocolshavebeenusedin severalstandardizedwirelessnetworks.Itcaneffec tivelyutilizewirelessbandwidthofradiochannelsand supportlargenumbersofstations[1].Priorityaccess withshortdelayispreferredformultimediaapplica tions,suchasvoiceandvideotraffic.Longdelays andpoorservicequalitycouldoccurifthereisnopri oritybetweendifferenttypesoftraffic.Thepriority schemeinthereservationphaseofdemandassign mentMACprotocolisneeded,itcanhelprequestsof multimediatraffict…     

Repeated sending file delivery protocol in satellite networking communication

Satellite networking communications in navigation satellite system and space-based deep space exploration have the features of a long delay and high bit error rate (BER). Through analyzing the advantages and disadvantages of the Consultative Committee for the Space Data System (CCSDS) file delivery protocol (CFDP), a new improved repeated sending file delivery protocol (RSFDP) based on the adaptive repeated sending is put forward to build an efficient and reliable file transmission. According to the estimation of the BER of the transmission link, RSFDP repeatedly sends the lost protocol data units (PDUs) at the stage of the retransmission to improve the success rate and reduce time of the retransmission. Theoretical analyses and results of the Opnet simulation indicate that the performance of RSFDP has significant improvement gains over CFDP in the link with a long delay and high BER. The realizing results based on the space borne filed programmable gate array (FPGA) platform show the applicability of the proposed algorithm.     

基于北斗卫星校准的连接端站干涉测量与定轨

为提高连接端站干涉(connected-element interferometry,CEI)测量对地球静止卫星轨道(geostation-ary satellite orbit,GEO)空间角位置的测量精度,通常采用射电源标校消除大部分公共误差,但需要在测站配置大口径高增益天线以接收射电源的微弱信号.针对该问题,以北...     

Novel evaluation method of TCP performance over satellite links

1 .INTRODUCTIONIn recent years , much attention has been paid tothe efficient application of transmission control pro-tocol ( TCP) to satellite environments[1 ~3]. TCPhas been developed for wired networks that have alower delay and a very low bit error rate .It is themost commonly usedtransport layer protocol intheInternet and provides reliable and end-to-end com-munication services for applications . TCP conges-tion control and error control mechanisms will besignificantly influenced …     

面向导航系统性能仿真的可移植性框架

导航系统性能仿真面临多领域模型集成和分析的困难.研究了仿真模型可移植性(simulation modelportability, SMP2.0)规范,分析了卫星导航系统仿真的基本特点和需求,提出了卫星导航性能仿真的可移植性框架,建立了基于SMP2.0的导航仿真应用架构.该架构包含导航系统模型设计、开发、集成、运行和试验...     

多用户卫星通信系统的中断性能分析

针对卫星通信系统,分析了基于门限判断放大转发(amplify-and-forward, AF)协议情况下的系统中断性能。首先,考虑星载天线增益和卫星链路损耗,并假设卫星链路的小尺度衰落服从阴影莱斯(shadowed-Rician, SR)分布,推导出多用户卫星通信系统的中断概率闭合表达式。然后,为了便于进一步分析系统的性能,推导出高信噪比(signal noise ratio, SNR)条件下系统中断概率的渐近表达式,得到系统的分集度和编码增益的解析表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,并分析了用户数和信道参数对多用户卫星通信系统性能的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。     

多用户卫星通信系统的中断性能分析

针对卫星通信系统,分析了基于门限判断放大转发(amplify-and-forward, AF)协议情况下的系统中断性能。首先,考虑星载天线增益和卫星链路损耗,并假设卫星链路的小尺度衰落服从阴影莱斯(shadowed-Rician, SR)分布,推导出多用户卫星通信系统的中断概率闭合表达式。然后,为了便于进一步分析系统的性能,推导出高信噪比(signal noise ratio, SNR)条件下系统中断概率的渐近表达式,得到系统的分集度和编码增益的解析表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,并分析了用户数和信道参数对多用户卫星通信系统性能的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。     

基于节点分级的NNSs跨层MAC协议设计

针对组网导航系统(networked navigation systems, NNSs)中节点高速移动、能量受限及通信时滞的问题, 融合了基于移动汇聚节点的交叉路由树构建及链式分簇相结合的路由协议(cross routing tree construction based on mobile sink and chain clustering, CRTCC), 设计了一种基于节点分级的跨层媒介访问控制协议(medium access control protocol based on graded nodes, GN-MAC)。GN-MAC采取了基于竞争的媒介访问方式, 结合CRTCC协议特点定义GN-MAC包格式并完成具有多级别节点的自适应虚拟分簇, 同时设计了改进型节点移动性检测算法, 作出了最优簇间切换决策, 提出了基于优先级的竞争机制以及多信道通信机制。最后通过算例仿真, 验证了GN-MAC在节点高速移动和多移动节点情况下, 时滞和能耗得到了有效的控制。     

LEO/MEO卫星通信系统ISL网络路由及切换性能研究

为了研究高度不同的卫星通信网络的路由和切换性能,采用Walkerdelta型星座构成两种非静止轨道卫星通信系统,分析和比较了LEO和MEO卫星通信网络构成特点和星间链路的俯仰角、方位角和星间链路长度变化。采用不同的路由策略以满足不同服务质量的要求,分析该策略下的卫星网络性能。设计了一种混合路由策略,综合考虑时延、时延抖动、切换和通信中断4项指标,进而比较不同高度的两种卫星网络应用不同路由策略时的性能。结果表明,混合路由策略上述服务质量的综合指标最优,该策略能够为各种用户提供不同的服务质量,提高卫星通信系统有效性和可靠性。     

卫星通信抗干扰技术的发展趋势

列出卫星通信系统可能遭受的各种干扰的类型,研究已提出的各种抗干扰处理方法包括天线、扩频和星上处理等方法的原理、特点和国外的研究现状。指出研究基于星上信号处理、便于综合运用多种抗干扰处理措施的卫星通信系统新体制是卫星通信抗干扰技术研究的发展方向,提出今后值得进一步研究的问题。     

遗传算法在卫星广播调度中的应用

提出了一种基于遗传算法的卫星广播调度算法。利用新的编码方法,把卫星广播调度问题和寻找满足约束条件的矩阵优化问题相对应,通过设计相应的遗传操作算子提高遗传算法的收敛性能,从而较好地实现了利用遗传算法对卫星广播的调度。在卫星个数相同条件下对三种有代表性的卫星广播调度要求进行了实验比较,说明了不同的调度要求对收敛速度的影响。遗传算法的性能决定了本文所提出的算法适用于不同规模的卫星广播调度问题,实验表明该算法是一种收敛速度快,稳定性强的高效卫星广播调度算法。     

基于角度和频率信息的卫星被动定轨方法

针对单星对卫星被动定轨时采用仅测角方法滤波收敛时间较长且精度不高等问题,提出了在测角的同时增加频率测量信息的单星对卫星扩展Kalman滤波被动定轨方法。在二体问题下详细推导了状态预测方程、状态转移矩阵和测量雅可比矩阵,最后通过STK6.0仿真产生的数据对算法有效性进行了验证。仿真结果表明,该算法比仅测角方法具有更高的定轨精度和更快的收敛速度,且当测角精度较高时,能够在相对较大的初始位置误差情况下较快收敛并达到较高的收敛精度。     

敏捷成像卫星时间依赖型调度问题、模型与算法

针对敏捷成像卫星时间依赖型调度问题展开研究,将时间依赖调度与敏捷成像卫星调度相结合,在分析主要约束条件的基础上,建立了问题的数学模型.根据成像质量随成像时间动态变化的特点,设计了随时间动态变化的收益函数,并将轮盘赌思想和时间窗口裁剪概念引入到求解方法中,提出了一种启发式算法.实验数据显示,通过对时间依赖的考虑,更多的任务能够在最佳观测时刻点附近成像,同时也表明了模型的合理性以及算法的有效性.     

Comparison between several satellite constellation schemes for MEO-TDRSS of China

The satellite constellation classes, which are suitable for the medium earth orbit tracking and data relay satellite system （MEO-TDRSS） of China, are investigated. On the basis of the functionality and the traffic distribution characteristic of MEO-TDRSS, the coverage performance and inter-satellite link properties of four different constellation schemes are compared by simulations. Simulation results indicate that the rosette and common-track constellations, whose satellites are distributed on the celestial sphere more uniformly, are appropriate for the implementation of MEO-TDRSS of China.     

城市交通仿真中的延误计算模型对比分析

论述了三种城市交通仿真(HCM2000、CORSIM软件、VISSIM软件)中的延误计算模型,在不同的交通流状态下,应用此三种延误计算模型进行了单点固定控制交叉口控制周期延误的仿真计算,并采用典型的美国城市交叉口实例进行了对比分析,得出以下结论:在交叉口接近饱和状态的情况下,HCM2000的延误计算模型得到的周期延误最小,在过饱和的情况下,HCM2000计算得到的周期延误最大.     

Performance Analysis of the Dynamic CSMA/CD Protocol in a Wireless Channel

In wireless networks, packet access is a popular mode, and the key problem is how to improve throughput and access delay performance, especially the throughput for wireless channels. These results will be a reference for not only a wireless channel but also a common MAC protocol.