基于随机几何的低轨星座下行通信链路仿真与分析

低轨卫星网络具有低成本、大容量、广覆盖的特性,是未来空天地海一体化网络中的重要支柱和6G网络的关键组成部分,开展链路分析对于低轨星座链路设计与优化具有重要意义。由于低轨卫星移动性强、星地电磁环境复杂、链路较长等特点,星地信息传输与传统地面移动通信有着显著差异。根据低轨星座的特性构建星座网络的随机几何BPP模型,并针对低轨星座空间分布及移动特征,分析了单星及多星场景下的损耗、干扰等对星地通信链路的影响。通过给出星座系统干扰期望计算方法,并基于所构建BPP网络对星地通信链路特性进行仿真。仿真结果表明,构建随机几何的基于BPP分布的星座模型可以很好地模拟卫星网络的状态,采用随机几何对低轨星座下行通信链路进行仿真分析,能够得到更具泛化的星座构型下低轨星座对地面站的干扰情况,为巨型低轨星座网络分析及星地链路设计提供了参考。     

基于STK/Matlab接口的卫星通信链路研究

以星地通信链路为例阐述了利用STK/Matlab接口与Matlab程序进行动态链路数据交互的联合仿真方法,通过大气吸收模型和雨衰模型等逼真星地信道的衰落情况,适当选择链路的约束参数,从而计算确定满足链路约束的卫星天线增益等关键参数的设计门限,可用于指导星上通信系统的设计,解决了传统链路计算只能用于通信系统设计结果验证的局限,为卫星通信系统设计提供了一个高效的辅助手段。     

雷暴云背景下星地量子通信链路多参数融合寻优策略

为降低雷暴云对星地量子通信链路的影响，提出了一种基于多参数融合的星地量子通信链路切换策略。仿真分析了雷暴云中大气带电粒子浓度和观测高度对量子纠缠度、信道容量以及链路误码率之间的关系。将量子纠缠度、信道容量、链路误码率这三个参数进行加权并利用该加权因子的阈值来寻找当前时刻最优卫星接入星地量子通信链路中。仿真结果表明，使用参数加权融合因子来进行链路切换可以提高切换的成功率，并改善切换过程中掉话率高的问题。因此，采用参数加权融合因子来进行链路切换，对星地量子通信链路的可靠性有明显改善。     

星地一体化导航系统星问链路仿真及分析

在导航卫星系统中,为了解决星间链路拓扑规划不合理而导致的星地信息传输时延大的问题,提出了一种新的星间链路规划方法。该方法优先考虑星地间的可视覆盖关系,保证卫星与地面站之间实时的信息传输。利用STK仿真软件构建了卫星网络拓扑,进而利用OPNET仿真软件完成了性能仿真验证。仿真结果表明,新的拓扑减小了星地数据传输的跳数和端到端时延,符合星地一体化的需求。     

一种低轨卫星动态链路预算评估模型

针对低轨卫星透明转发通信系统,提出了一种动态链路预算评估模型,为透明转发卫星互联网设计提供参考。该模型给出了星地透明转发两跳链路信噪比（Signal-to-Noise Ratio,SNR）计算方法,在计算信号传播链路中自由空间路径损耗、阴影衰落、大气吸收、云雾衰减和降雨衰减的基础上,分析了我国大陆地区在全球典型低轨卫星星座覆盖下的两跳链路SNR,以及不同位置用户解调所需的信关站等效全向辐射功率要求。仿真结果表明,该方法考虑了馈电链路和用户链路的共同作用,能较好地评估卫星星座设计、用户地理位置对两跳链路SNR的影响。     

自由空间光通信链路最优束散角分析

讨论了FSO通信系统链路最优束散角问题。由空间光通信链路方程得出,减小束散角会增大通信链路裕量。在未对准误差情况下,深入分析偏移角、束散角与链路裕量之间的关系;假设未对准损耗是链路裕量的唯一影响因素的条件下,通过推导得出最大偏移角表达式,当未对准(偏移)角度取得最大值时对应的便是最优束散角。由仿真分析可知,偏移角度的增大导致系统接收光功率减小;对于该系统光束束散角处于1.6 mrad时便是最优束散角。该部分内容研究为对星地的上行和下行通信链路功率计算提供了理论支撑。     

低轨卫星星座快速响应链路损毁路由算法

设计高效弹性的卫星路由算法是未来低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星通信技术的一个重要发展方向。为解决低轨卫星星座网络中星间链路发生故障后存在的传输中断和数据安全问题,提出了一种低轨卫星星座快速响应链路损毁路由算法(Quick-response Link Destruction Routing Algorithm for LEO Satellite Constellation, QRLDRA)。QRLDRA以星座可预测拓扑作为星间路由计算基础,增加星地回传路由设计,快速将星间链路异常回传至地面计算中心处理;引入多优先级动态队列,根据节点链路状态调整星间链路不同数据传输的优先级;综合路由计算、路由上注、链路检测等功能,完成对拓扑变化的及时响应。通过仿真实验与传统算法的比较发现,所提算法有效提高了数据端到端传输的成功率,为用户业务服务质量(Quality of Service, QoS)提供了可靠保障。     

面向低轨卫星的星地信道特性研究与仿真

随着5G的应用与6G的研究,构建空天地一体化网络已经成为未来通信系统的发展方向。低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络可以提供大容量、低时延、广覆盖的通信能力,是未来天基网络的重要组成部分。然而星地信道传播距离长,电磁环境复杂,其传播特性与地面蜂窝网络有着很大不同。介绍了目前低轨卫星关于星地链路信道的标准化进展,分析了影响星地链路信道特性的因素及计算方法。在仿真平台上利用Starlink卫星数据对星地链路传播中的各种损耗进行了仿真,为低轨卫星星地链路设计提供了参考。     

高级在轨系统链路控制器仿真设计与实现

对高级在轨系统(AOS)链路控制器功能和相应的业务数据格式进行了详细的分析和研究,设计和实现了AOS链路控制器的仿真系统,并对仿真结构中各模块之间的数据传输和处理机制提出了解决方案。通过仿真证明了系统具有数据传输率高,支持多用户同时访问,可处理不同类型数据的特点,解决了数据格式转换和实时传输的问题。     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点.首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况.最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向.     

GPRS通信系统中链路自适应的性能分析

介绍了GPRS移动通信中动态链路自适应的原理,并研究了静态链路自适应和动态链路自适应算法。对基于误块率(BLER)估计值的链路自适应算法进行了改进,并在GSM/GPRS网络仿真系统中加以实现。最后对仿真结果进行了分析。分析表明,动态链路自适应算法可以使GPRS系统在吞吐量和误块率方面获得更好的性能。     

基于链路层反馈的DYMO性能分析

DYMO协议是一种新兴的无线移动自组织网络路由协议,但DYMO协议草案并没有规定如何实现链路的监测;而有一部分的丢包是由于路由协议对断路反应迟钝造成。针对以上两个问题,文章提出将链路层反馈机制作为DYMO协议链路监测机制,并通过仿真验证了在小流量场景下,链路层反馈机制使DYMO协议大大降低了对断路的感知时延,及早地通知网络中使用该断路的节点,降低了因节点使用失效路由而导致丢失的分组数量。     

采用Simulink/Stateflow的隐身数据链仿真及性能评估框架实现

对数据链仿真现状进行了分析,以Simulink/Stateflow为仿真平台,搭建了隐身数据链仿真及性能评估框架。仿真结果表明,采用Simulink/Stateflow对隐身数据链系统建模、仿真、性能评估在技术上是可行的。研究内容对隐身数据链仿真和性能评估具有一定的参考价值。     

移动Ad hoc网络基于链路可用时间的动态源路由协议

为了提高链路的稳定性,增加路径可用时间,提出一种应用于移动Ad hoc网络的基于链路可用时间的动态源路由协议(LARP).该协议以路径可用时间作为路径评价的参数,优先选择具有最大路径可用时间的路径进行数据包传递.路径可用时间反映了当前节点移动对路径稳定性的影响,其数值取决于路径中的最小链路可用时间.仿真结果表明该协议相...     

高空平台站空地链路信道建模与QualNet仿真

高空平台站通信是实现中继通信的重要手段,其受大气效应及多径效应制约严重,但网络仿真器中缺少针对高空平台通信系统的准确信道模型,无法进行有效的仿真分析。为此,从分析ITUR模型与Ricean模型出发,在此基础上改进QualNet仿真器内置的信道模型,使之基本实现对真实空地链路信道的近似模拟,将该信道模型应用于网络仿真中,并分析信道特性对空地链路性能的影响。最后,搭建了基于QualNet的半实物仿真平台,进一步增强了空地链路仿真的准确性和合理性。该信道模型及仿真平台对高空平台站通信系统的参数设计、性能分析具有重要意义。     

一种短波数据链的动态TDMA协议

针对短波资源有限、传输速率低的特点,提出了基于短波数据链的动态TDMA协议（HF-DTDMA）,该协议能对短波信道资源进行自适应动态分配,提高信道利用率,满足短波网络业务量实时变化的需求。通过建立短波数据链的仿真场景,分析了动态TDMA协议的性能,并且与固定TD-MA机制的性能进行了对比分析,动态TDMA协议在吞吐量和传输时延上性能明显提升。仿真结果也表明,提出的动态TDMA协议在时效性和吞吐率上能满足短波数据链的设计要求。     

静态链接库实现雷达仿真系统组件化

现代雷达仿真系统日益复杂,仿真软件开发周期越来越长。为了提高雷达仿真软件的开发效率,应用新型的组件化技术,以静态链接库技术设计了雷达仿真系统。详细叙述了组件以及组件化、软件重用等设计方法,分析了面向对象的编程技术。利用面向对象编程语言C＋＋设计和测试了静态链接库雷达控制组件。对系统进行仿真,得出结论：组件化技术极大地方便了系统设计,增强了雷达仿真系统的可靠性和可扩展性。     

基于STK实现中继卫星业务运行可视化

跟踪与数据中继卫星系统搭建了中低轨航天器及其地面站通信的桥梁,实现了信息的实时传输,并提高了突发事件的应对能力。为对跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)调度业务的质量以及效率进行有效评估,在STK功能和接口的基础上,提出了基于STK通信组件(STKX)的跟踪与中继卫星实时场景仿真及其原型系统实现的技术方法,设计并实现了中继卫星针对中继业务的运行可视化系统。仿真结果表明,基于STKX的仿真平台能够满足中继卫星地面终端对中继任务的实时任务监控以及业务调度评估需求。     

具有层间冗余链路的应用层组播及其性能分析

本文讨论了应用层组播环境下拥塞对扩展树性能的影响,提出了使用层间冗余链路来增强扩展树稳定性的方法,并且通过提出的统计链路模型和相关度模型,对该方法进行了理论分析和性能评价.数字仿真结果说明了统计链路模型有效地描述了应用层组播环境中发生的拥塞,即使在高拥塞链路概率的情况下,层间冗余链路的方法也能以较小的网络延迟代价,显著地增强扩展树的稳定性.本文提出的统计链路模型也可用来深入了解应用层组播的动态行为,或者设计相应的拥塞控制算法.     

基于链路重构—解构的端到端网络链路时延推测研究简

基于网络时延推测的2个假设、时延推测模型和路径时延数据采集方法,提出了一种基于链路重构—解构的端到端网络链路时延推测方法,应用伪似然估计将原整体问题分解为若干独立子问题分别求解,利用链路重构—解构确定可求解的推测单元,控制平均采样精度和减少推测单元链路数,从而显著降低计算复杂度。通过基于模型的计算和基于NS2的仿真实验研究,验证了推测方法的准确性和有效性。