通信卫星光电混合交换技术研究

星上交换已成为卫星通信发展的趋势之一.星上ATM交换在发展过程中存在着电子瓶颈,星上光交换是未来宽带多媒体卫星的必然发展方向.提出了一种光电混合星上交换技术方案,对星上光交换的方式进行了分析,讨论了光电混合星上交换技术涉及的关键技术,对未来星上交换技术的发展进行了总结.     

一种星地一体化路由设计的卫星IP网络

现有大部分支持IP的卫星系统只是提供一个连接地面路由器的物理通道,难以满足宽带接入、多媒体服务以及星地网络一体化等新的需求.为此,提出了一个分组传输和交换均基于IP的GEO卫星系统,并从传输网络和路由结构两方面进行了描述.并针对星上资源紧张的现状,采用了一种地面路由星上交换的新设计思路.通过星上IP交换可实现大量终端间的单跳通信,一个可扩展的集中式IP路由结构可有效减少通过卫星的路由流量,使得通信效率提高的同时,能实现卫星网络与Internet的无缝兼容.     

一种新的星上交换连接控制实现方案

对采用ATM信令的星上交换控制系统进行了分析研究,根据卫星交换系统的特殊性,提出了一种改进的交换连接控制方法。该方法借鉴了软交换的思想,将呼叫处理与交换分离,由地面上的专用信令地球站实现连接控制,而卫星只需实现交换功能。实验表明,这种改进方案可以实现星上交换功能,且降低了卫星交换系统的实现复杂度,提高了星上交换系统的可靠性。     

基于多波束GEO卫星的大容量互联网接入系统

针对大容量地球同步轨道（GEO）卫星系统目的关口站距用户远、同步耗时长、下行传输效率低等问题,提出基于多波束GEO卫星的大容量互联网接入系统。所提方案星上进行非再生式信号处理、基带程控交换、闭环同步控制、信令信息处理和信道调度管理以及下行链路采用时分复用传输方式。对于支持大量分散或移动用户接入互联网的应用,业务质量显著改善,且因信道利用率大大提高,实际运行时的用户容量、数据吞吐率也可能更大。仿真结果表明多频-准正交时分复用传输方式的性能更好,且根据我们已进行过的有关单元的现场可编程门阵列设计实现经验,所提系统现实可行。      

GEO移动通信卫星星上处理交换技术

提出了一种新的星上处理交换技术方案,并对不同配置方式给出了性能分析和数值计算结果。分析表明,这种透明转发与星上处理相兼容的星上处理交换技术方案,只需要较少规模的星上处理单元,就能以较高的概率满足话音一跳通信的需求,相比于星上全处理降低了复杂度,相比于透明转发提高了通信质量,且适用于多种通信体制。     

一种适合GEO卫星IP网络的路由架构及协议设计

路由架构及协议是GEO卫星IP网络技术体制设计的重要内容。针对星载硬件平台处理能力受限无法满足大规模地面终端组网的现状,提出了一种星上OSPF路由、终端RIP路由和星地隔离的路由架构及协议部署,设计了星上OSPF路由计算优化方法和终端RIP路由信息跨星洪泛机制。该方法中星载路由器不再参与地面终端路由计算,降低了星上协议处理压力。OPNET仿真结果表明,在星地路由隔离条件下,终端RIP路由仍能正常收敛,从而满足GEO卫星IP网络大规模组网应用。     

非再生式星上处理和程控交换及其支持IP业务的可能性

星上处理技术对提高卫星通信的传输质量和频谱利用率起着关键性的作用,已经成为卫星通信领域研究的热点。再生式星上处理虽然优点显著,但其技术难度大、设备复杂度高及应用灵活性小,系统容量也受到设备复杂度的限制。针对再生式星上处理的一些不足,本文通过将连续波时分复用技术和程控电路交换相结合,提出一种非再生式星上处理和交换技术,并论证了其支持IP业务的可能性。得出结论:基于连续波时分复用和程控电路交换相结合的中继设备能够实现强实时性IP业务的一跳传输,在一定程度上提高了卫星通信系统的通信容量,降低了卫星设备复杂度。      

一种基于GEO卫星网络的IP组网方案的设计及仿真

当前,大部分支持IP的卫星系统只是提供了一个连接地面路由器的物理通道,难以满足带宽接入、多媒体服务以及星地网络一体化等新的需求.为此,提出了一个分组传输和交换均基于IP的GEO卫星系统,采用三层路由交换的组网方案,实现了同一交换域内用户信息的链路层快速转发,以及不同交换域间用户IP信息的网络层路由交换处理.最后,研究了最简单的RIP路由协议在此GEO卫星网络中的适应性,利用OPNET仿真软件对其进行了建模仿真及结果分析.     

卫星互联网光电混合交换技术综述

在激光链路与微波链路共存的空间环境下,卫星互联网光电混合交换的发展有助于推动空天地一体化的建设。针对卫星互联网业务的特点与传输需求,对电域交换技术和光域交换技术的现状进行调研和分析,总结现有交换技术在卫星互联网构建中的适用性。同时,根据分析结果,构建星上的端到端网络,并以此为基础完成星上光电混合架构的设计,主要包括接口、电域适配模块、光域适配模块、光电汇聚模块、光交换模块、分组交换模块与管理控制模块。     

星地时钟同步方案设计及性能分析

在宽带卫星通信系统中,星载通信设备与地面通信设备间的时钟同步性能将会直接影响到整个卫星通信网络的性能。针对基于星上处理和星上交换的宽带卫星通信系统的技术特点,设计了3种星地时钟同步方案,并从链路传输滑动损伤、接收缓存容量、时钟信号的抖动和漂移等几个方面对星地时钟同步方案的性能进行了比较和分析,总结了上述几种同步方式的优缺点,最后给出了建议的星地时钟同步方式。