一种低轨卫星通信天线多工作模式波束实现技术

在分析低轨卫星通信系统中不同链路所需波束类型的基础上,将所需波束类型归纳为宽波束和可切换点波束两大类,进而提出了用一副相控阵天线来实现这两种波束的方式。以16×16单元顺次旋转切角阵为研究对象,采用最小二乘优化方法综合阵列方向图,得到对地等通量覆盖的宽波束;合理设计波束分布,采用相控阵常规的波束切换功能,得到点波束覆盖图。仿真结果表明,宽波束和可切换点波束均能实现对星下±55°范围的覆盖。相比常规的多天线方式,这种多工作模式波束实现技术大大降低了卫星系统的复杂度,降低了设计、集成、测试和维护卫星天线系统的时间和成本,降低了卫星平台天线布局的难度,因此具有重要意义。     

低轨卫星通信接入与切换策略研究

进入信息时代,对于通信有了更高的要求。高效、机动以及多样是发展的必然趋势。低轨卫星通信系统的应用,实现了通信信号的全球覆盖,进一步完善了全球个人通信网,成为最主要的卫星通信系统,极大地促进了移动通信网络的发展,并在大多数国家得以普及应用。低轨卫星通信系统能够有效降低信息传输时延、节省能耗,在全球个人通信领域有着良好的发展前景。文章围绕低轨卫星通信,对其接入和切换策略进行分析研究。     

一种考虑反向缝的全球低轨卫星通信系统的波束排布方法

针对全球低轨卫星通信系统的动态性引起的反向缝区域覆盖问题,采用辐射场到地球覆盖区的转换方法,仿真分析了单个卫星服务区为圆形、椭圆和矩形时的全球覆盖情况,并采用椭圆子波束排布对椭圆和矩形的卫星覆盖进行了分析。结果表明,在不增加波束个数的前提下,采用波导缝隙阵的长椭圆子波束,单个卫星矩形覆盖可以有效解决卫星反向缝区域无法完全覆盖的问题。通过对多星影响下的载干比统计方法进行分析,得出这种卫星波束排布方法满足卫星通信的要求,为低轨卫星的天线波束设计提供了理论参考。     

低轨高通量星座系统波束设计方案研究

基于中国联通“空天地一体化”网络演进计划,低轨高通量星座系统及空地一体技术将是未来移动通信的重要研究方向。面向低轨高通量星座系统建设,首先对低轨高通量星座用户需求、波束特点、波束种类进行了分析,然后针对业务点波束进行设计,主要包括用户接入方案设计、频率选择、带宽选择,并通过链路预算验证了波束设计的可行性。     

低轨卫星多波束天线波束设计方法研究

本文针对星载天线发射增益与路径损耗关系,提出了一种多波束覆盖区分布求解方法,结合预研课题给出了求解实例,通过仿真软件POS5 进行波束赋形,赋形结果验证了该方法的有效性。     

低轨卫星网小区移动性对切换的影响

低轨卫星网络点波束覆盖布局与用户相对运动方向决定了用户在小区间的切换关系,并直接影响用户切换性能。该文针对两种典型的小区运动模式建立了移动模型,分析了驻留时间、切换概率和平均切换次数等移动性指标,并结合具体的信道分配策略分析比较了小区移动性对用户切换性能的影响。结果表明在小区低重叠度的条件下小区运动模式Ⅱ的用户切换性能优于模式Ⅰ,更适用于低轨卫星网络,为低轨卫星点波束的布局提供了参考。     

低轨卫星通信系统中快速终端的切换技术

提出了低轨卫星通信系统（LEO）中两种支持快速终端的切换算法,详细介绍了系统模型的结构,以全球星系统和铱系统为例,通过仿真,分别对“最短路径优先”和“最长覆盖时间”2种算法下快速终端的切换时延情况进行统计和比较,得到了有一定参考价值的结果.     

低轨卫星星座动态波束关闭算法

针对低轨多波束卫星星座网络中空间段卫星对地覆盖不均匀导致某些区域相对密集,造成严重的波束间干扰与不必要的波束资源开销等问题,提出了在满足覆盖等要求下的波束关闭算法。以多波束低轨星座网络为研究对象,分析并建立了低轨星座网络波束关闭的最优化问题,进而分析并论证了该问题的NP完全属性,给出了探索式求解方法。以共计3 168个波束的铱星星座网络为仿真场景,仿真分析了所提出的探索式波束关闭算法。仿真结果表明,所提算法仅需要1 913个波束即可实现对全球区域的连续覆盖,降低了39.61%的波束资源开销。     

低轨卫星系统星载多波束天线点波束设计及优化

星载多波束天线具有广阔的应用前景,尤其适合应用于低轨卫星系统.讨论了星载多波束天线点波束设计的方法,为平衡点波束各覆盖区域的接收增益,借鉴最优化理论思想,提出了一种点波束设计的方法,以全球星系统为例进行分析,结果表明该方法较典型的点波束设计方法具有更高的满意度.     

中、低轨卫星通信系统

据法新社２００１年９月２８日报道，在“９·１１”恐怖事件中，低轨卫星电话为整个救援工作提供了关键的通信联系。随着商业和政府机构重新认真地评估在紧急状况下的通信需求，卫星电话将迎来第二次热潮。 低轨卫星电话公司认为，卫星电话在石油、采矿、运输、救灾及没有手机电话和陆地服务的地区和飞机上都有广泛的用途。然而，从长期来看，每部１ ５００美元的高昂价格使卫星电话的前景仍不明朗。 一、“铱星”起死回生２０００年，从美国传来一个令人震惊的最新消息，由于背负４０多亿美元的债务无力按期偿还，美国破产法院在３月１７…     

A Model for the Handover Traffic and Channel Occupancy Timein LEO Satellite Networks

ＡＭｏｄｅｌｆｏｒｔｈｅＨａｎｄｏｖｅｒＴｒａｆｆｉｃａｎｄＣｈａｎｎｅｌＯｃｃｕｐａｎｃｙＴｉｍｅｉｎＬＥＯＳａｔｅｌｌｉｔｅＮｅｔｗｏｒｋｓＷａｎｇＪｉｎｇｙｕ；ＹａｏＹｏｎｇｙａｎｇ（ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ...     

LEO卫星通信系统的呼叫接入性能分析

在均匀业务模型的基础上,根据LEO卫星通信系统自身特点,提出了一种简单有效的呼叫接入控制策略,这种策略能在非均匀业务下较好地工作,此时系统新呼叫阻塞率和切换呼叫失败率能达到更好的平衡。在分析随机接入（RANDOM）算法和预留保护信道（GC）算法的基础上,进行了计算机仿真,并给出了相应的仿真结果。     

QoS Handover Management in LEO/MEO Satellite Systems

Low Earth Orbit (LEO) satellite networks are foreseen to complement terrestrial networks in future global mobile networks. Although space segment topology of a LEO network is characterized by periodic variations, connections of mobile stations (MSs) to the satellite backbone network alter stochastically. As a result the quality of service delivered to users may degrade. Different procedures have been proposed either as part of a resource allocation mechanism or as part of an end-to-end routing protocol to manage transitions of MSs from one satellite to another (handover). All of these techniques are based on the prioritization of requested handovers to ease network operation and therefore enhance provision of service. This paper proposes a new handover procedure that exploits all geometric characteristics of a satellite-to-MS connection to provide an equable handover in systems incorporating onboard processing satellites. Its performance is evaluated by simulations for a variety of satellite constellations to prove its general applicability. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

A New Connection Admission Control for Spotbeam Handover in LEO Satellite Networks

Frequent spotbeam handovers in low earth orbit (LEO) satellite networks require a technique to decrease the handover blocking probabilities. A large variety of schemes have been proposed to achieve this goal in terrestrial mobile cellular networks. Most of them focus on the notion of prioritized channel allocation algorithms. However, these schemes cannot provide the connection-level quality of service (QoS) guarantees. Due to the scarcity of resources in LEO satellite networks, a connection admission control (CAC) technique becomes important to achieve this connection-level QoS for the spotbeam handovers. In this paper, a geographical connection admission control (GCAC) algorithm is introduced, which estimates the future handover blocking performance of a new call attempt based on the user location database, in order to decrease the handover blocking. Also, for its channel allocation scheme, an adaptive dynamic channel allocation (ADCA) scheme is introduced. By simulation, it is shown that the proposed GCAC with ADCA scheme guarantees the handover blocking probability to a predefined target level of QoS. Since GCAC algorithm utilizes the user location information, performance evaluation indicates that the quality of service (QoS) is also guaranteed in the non-uniform traffic pattern.     

低轨卫星移动通信系统接入方案

在低轨卫星移动通信系统中,由于卫星和移动用户间的相对运动使得呼叫切换频繁发生.为了降低星间切换请求到达率,减小系统切换开销,本文在距离优先接入方案基础上进一步提出了两种接入策略:覆盖时间优先方案和仰角加权的覆盖时间优先方案.构造了非均匀分布全球话务密度模型.并参照某实际系统参数,对不同接入方案准则下的全球话务服务进行了系统仿真,得到了相应的系统性能参数.     

卫星移动通信系统及其进展

本文概述了卫星移动通信的特点，介绍了卫星移动通信系统的进展，结合典型的系统讨论了卫星移动通信系统的关键技术。     

中国低轨移动卫星通信系统星座设计

本文研究低轨移动卫星通信系统设计中的一个基本问题－－星座设计问题，并给邮了我国低圆轨道移动卫星通信系统的星座设计方案，该星座是以三个轨道平面组成的２４颗星系统，它的高度为１３２６ｋｍ，轨道参数由本文提出的优化算法进行设计，本文用统计的方法对我国低轨系统方案和Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ系统（２４颗星方案）的覆盖性能进行分析比较，结果表明本文提出的系统对我国的覆盖特性优于Ｇｌｏｂａｌｓｔａｒ系统，本文还对圆     

LEO/MEO卫星通信系统发展展望

本简述了LEO/MEO卫星通信系统的主要特点，并介绍了几个典型的LEO/MEO卫星通信系统，如Iridium、Globalstar、ICO、Teledesic、Skybridge系统。还从星座、频率、星上处理及星际链路、无线技术、网络技术等方面讨论了LEO/MEO卫星通信系统的发展趋势和研究热点。     

基于纠缠度计算的低轨道量子卫星通信切换算法

为了解决低轨道(Low Earth Orbit, LEO) 量子卫星通信的越区切换问题,提出了基于纠缠度计算的量子卫星通信切换算法。在卫星与终端距离和量子噪声的作用下,得出了环境与量子系统消相干后两粒子系统的纠缠度,并且系统始终选择与终端纠缠度最大的卫星进行切换。仿真结果表明,LEO卫星在700km和1400km轨道上在一定纠缠度下的切换成功率可达到95%以上,这很好的实现了量子卫星的平稳切换,对于构建未来全球量子通信系统及其标准的制定有着重要的技术支撑作用。