基于STK的LEO卫星光网络设计及性能分析

文中设计了适合星间激光链路的LEO层卫星网络,并对同轨道内和轨道间链路进行了分析,建立了每个轨道内一颗主卫星,轨道间通过主卫星相连的网络。最后,对链路的稳定性以及覆盖性能进行了研究。     

双层卫星光网络仿真演示系统设计

为了精确模拟、演示验证双层卫星光网络星际激光链路的稳定和切换,按l:30的比例设计了分时切换低/中轨道(LEO/MEO:Low Earth Orbit/Medium Earth Orbit)双层卫星光网络实验演示系统.系统由SITL(System-In-the-Loop)模块将硬件平台和计算机仿真平台互联而组成.硬件平...     

低中轨道双层卫星光网络的分时切换半实物仿真演示系统

为精确模拟验证低中轨道（LEO／MEO）双层卫星光网络及其关键技术,按1：30的比例设计了分时切换双层卫星光网络半实物实验演示系统。系统包括计算机仿真环境和硬件平台两部分,通过SITL模块互联而成。软件部分由虚拟网络组成,实现灵活、可扩展的配置;硬件平台由1个圆形往复转台、6个伺服机构、6个无线激光通信终端和6组自动追...     

一种基于链路稳定性模型的LEO/MEO双层卫星网星间链路设计方法

卫星网动态拓扑、长变时延等特性及其所处的复杂空间环境带来的通信干扰是影响网络通信稳定的重要因素。综合考虑这些影响因素,提出了一种衡量星间链路稳定性的模型,并基于此模型给出了LEO/MEO双层卫星网的星间链路设计方案。结合具体的星座实例对该方案进行了仿真分析,结果表明通过适当的参数调整该模型可以适应不同的网络性能要求。     

双层卫星星座层间链路几何参数特性研究

LEO/MEO双层卫星星座是现代卫星通信系统星座研究的热点。运用理论分析的方法,对LEO/MEO双层卫星星座层间链路的链路距离、仰角、方位角等几何参数进行了研究,给出了各自的计算公式,并进行仿真分析。通过仿真发现,层间链路几何参数变化的突出特点是变化范围大、变化剧烈且周期性不明显。     

LEO/MEO通信系统ISL性能分析与设计

由低轨(LEO)和中轨(MEO)卫星构成的卫星通信系统可以充分利用LEO和MEO的各自轨道优势,具有较好的组网通信性能。在LEO与MEO卫星之间建立星间链路,使卫星之间存在直接的通信路径,可以提高网络的自治性,减少传输时延,降低对地面站的依赖。本文首先分析建立MEO星座与低轨LEO星座星间链路的可行性,然后通过STK软件仿真影响LEO/MEO星间链路特征参数的变化情况,进一步分析LEO/MEo星间链路预算。     

卫星光网络标准化数据传输与虚拟信道复用研究

针对激光链路中不同业务数据传输效率低的问题, 提出传输帧再封装单元(TFRU)设计方法。 TFRU采用虚拟信道(CVC)技术,通过对业务数据二次封装与VC复用实现传输数据格 式与速率的统一。 为进一步提升复用效率,提出基于TFRU的VC优先级调度算法,依据TFRU的封装原理 与信源数 据到达率,定义了由VC优先级和帧紧迫度决定的动态帧优先级,并给出VC优先级调 度的具体方 法。仿真表明,采用TFRU后系统吞吐量提高了3.054M,调度时延减少0.918s,较大提升了 系统性能; 只有当TFRU的传输速率大于各信源数据率的总和时,缓存需求才能被满足;基于TFRU的优先 级算法通过对不同信源TFRU帧的动态调度,保证了各VC中TFRU帧的调度公平性。     

三层卫星光网络链路性能分析

分析了三层卫星光网络的链路类型、时延和网络稳定性等参数，结果表明与单层卫星光网络比较，三层卫星光网络吞吐量大、鲁棒性强。同时由于其结构复杂导致网络中链路负载加重、路由表计算量和阻塞概率增大。这为今后卫星光通信组网技术研究和空间光通信协议的拟定提供了参考。     

LEO/MEO双层卫星网络层间星际链路建立策略的性能研究

从改善LEO/MEO双层卫星网络拓扑结构稳定性的角度出发,该文提出了3种基于集中重建的层间星际链路建立策略。新策略的基本思想是通过强制所有层间星际链路在相同时间进行重建来大幅减少网络拓扑的重构次数。仿真结果表明,与原有的策略相比,该文提出的策略能够以可接受的代价提高LEO/MEO双层卫星网络拓扑结构的稳定性。     

随机业务下卫星光网络链路容量优化设计

在随机业务条件下,用离线分析法对单层和双层卫星光网络星间激光链路容量进行了优化.引入3种不同特征的网络业务,定量分析了业务分布对系统容量设计的影响.仿真结果表明,优化链路容量在高斯业务条件下变化最缓慢,其次为指数分布和均匀分布业务.研究结果可为卫星光网络链路容量规划提供有益的参考.     

低轨大规模卫星星座系统建模与干扰分析

针对低轨(LEO)大规模卫星星座系统存在电磁空间复杂且难于观测的问题,对低轨卫星星座链路特征进行研究。以Starlink和OneWeb星座为研究对象,根据低轨卫星的星座参数,获取等效全向辐射功(EIRP)值并进行可视化处理;对获取到的低轨电磁卫星数据进行分析,获取数据的衰减特性和时间、频率等的数据关系,计算星间的链路干扰以及时间上的分布特征;获取相对干扰时间的特征值以及星间数据的衰减与时频的多维特性,并分析不同场景下的干扰时间特征,从多个维度分析低轨大规模卫星星座系统间星间链路的干扰情况并进行仿真验证。实验证明了低轨大规模卫星星座系统之间的星间链路存在干扰情况,且频率越高,干扰现象越明显。     

LEO/MEO卫星网络中运用自组网思想的动态路由算法

分析了基于星际链路的LEO/MEO路由算法的特点及卫星网与自组网的相同之处，借鉴了自组网路由协议中适用于卫星网的部分，提出了LEO/MEO卫星网络中运用自组网思想的动态路由算法，并对算法进行了模型仿真和性能分析，这种算法增强了卫星网络的自适应性，使网络具有自治性强，功能更全面、系统开销小、适用范围广等特点。     

一种新型三层卫星光网络结构

依据空间卫星网络分层化设计的思想,提出了新型GEO/MEO/LEO三层卫星激光通信网络结构.阐述了上层负责资源调度、路由表发布和下层负责承载业务的基本原理、网络吞吐量大、鲁棒性强等特点.     

中低轨卫星跨层激光链路二次同步切换方法

中低轨卫星之间跨层激光链路的无缝切换直接决定了双层卫星光网络的稳定性.异步切换方法会导致网络拓扑频繁重构,而集中同步切换将造成两层间连接中断,网络运行状态失控.为此,本文提出了中低轨卫星星座激光链路的二次同步切换方法,在保证中低轨道卫星连通的基础上,可降低网络拓扑重构频率.研究了整数周期比的中轨道和低轨道卫星空间位置特性,建立了中低轨卫星星座构形二阶非球摄动模型,确定了中低轨道之间轨道周期比为3的双层卫星星座构形.按连接和切换顺序将该星座构形中跨层激光链路分为两组,以相对周期的1/4为基准,每次令其中一组同步切换,通过交替完成切换.研究结果表明,二次同步切换方法使得网络拓扑重构频率降低到链路切换频率的1/7,比集中切换方法在网络平均时延方面降低了30ms.     

A Handover Strategy in the LEO Satellite-Based Constellation Networks with ISLs

A new handover strategy named minimal-hops handover(MHH) strategy for the lowearth orbit(LEO) satellite constellations networks equipped with inter-satellite links(ISLs) is proposed.MHH strategy,which is based on the hops of the end-to-end connection paths and makes good use of theregularity of the constellation network topology,can appropriately combine the handover procedure withrouting and efficiently solve the inter-satellite handover issue.Moreover,MHH strategy can providequality of services(QoS) guarantees to some extent.The system performances of the MHH strategy,suchas time propagation delay and handover frequency,are evaluated and compared with that of otherprevious strategies.The simulation results show that MHH strategy performs better than other previoushandover strategies.     

一种新型中轨卫星移动通信系统设计简介

本文提出了一种新型的中轨卫星移动通信系统设计方案,该系统的特点是采用特殊中的轨赤道轨道卫星星座,所需卫星数目少,成本低,采用波束相对地面静止的凝视天线,避免了由于卫星和地面终端移动造成的通信中断和由此而需的波束切换技术,可靠性强,采用国内技术能技术的通用小卫星平台,制造成本低,投资风险小,文中给出了系统结构,特性参量及工作原理的简单描述,讨论了所需的关键技术和存在的问题。     

采用遗传算法的低轨区域通信星座优化设计

给出一种利用改进遗传算法实现低轨区域通信星座优化设计的方法,有效克服了上述困难。首先建立通用的区域覆盖星座模型,确定优化控制参数,并结合低轨星座应用背景对其进行约束。然后给出一种基于网格点统计的星座性能评价准则。为了提高遗传算法对局部最优解的搜索能力,文章提出一种混合遗传算法,该方法在基本遗传算法中加入复形调优算法,并根据优秀个体的分布对参数区间进行调整。将该算法应用于星座模型,建立一套完整的星座优化设计方案。最后对具体实例进行优化仿真,结果表明该方法取得良好的优化结果。