LEO卫星通信系统中的信道预留和排队策略

在低地球轨道卫星通信系统中,可根据低地球轨道卫星移动的特点,对信道预留策略加以改进,使其以小区中业务量的大小动态的调整预留的信道数量,降低切换业务中断概率。此外,将信道预留与新的到达业务排队策略相结合,可以进一步提高低地球轨卫星移动通信系统的整体性能。     

LEO卫星通信信道动态模型建立与仿真

为了建立一个能够反映实际LEO卫星通信信道动态传播特性的仿真模型,在深入研究目前国内外常用的卫星移动通信信道统计模型的基础上,提出了一种动态Loo模型。仿真结果表明：相对于Loo模型,进一步增强了对实际信道动态传播特性的仿真能力。     

一种基于模拟退火算法的LEO卫星网络路由策略

提出了LEO网络的关键问题：链路分配和路由选择．引入有限状态自动机模型和模拟退火算法来对该问题进行求解．同时提出了信道预留策略，进一步减小了呼叫阻塞的概率，提高了系统整体性能．     

LEO卫星通信系统基于用户自主定位的固定地面位置区划分策略

针对基于低轨卫星系统中具有自主定位能力的特殊终端用户,提出地面位置区划分策略。通过比较不同位置区大小下的用户更新开销和寻呼开销,得到位置区的最佳大小。结果表明：位置区的最佳大小与用户的平均呼叫到达时间无关。在地面位置区划分中,需要根据实际情况来决定位置区大小最佳值的划分精度。     

基于Linux系统的LEO卫星动态路由协议研究与实现

基于虚拟拓扑算法思想,提出了一种基于网络状态的低轨（LEO）卫星动态路由协议.通过预测卫星周期运动来划分快照,按照每个快照内的拓扑预计算路由.根据卫星节点的实时状态动态调整网络拓扑并重计算路由,以提高卫星网络的应急能力,增强网络的抗毁性.除在NS3仿真平台验证协议正确性之外,主要在Linux系统实现了该路由协议,针对划分的4个模块在实现功能时的难点提出了解决方案.在Linux系统中对实现的协议进行功能测试和性能测试,验证了协议的路由功能.与传统的基于虚拟拓扑算法相比,该协议在时延、丢包率和吞吐量性能上有所提升.     

低轨卫星通信网络星间链路几何参数动态特性

为了建立稳定的LEO网络星间链路，在星间链路及星载设备设计过程中必须考虑由于LEO网络中卫星处于不断运动中，在卫星处于不同位置时，星间链路几何参数随时间变化率等动态指标的变化规律，包括星间链路距离时间变化率，链路指向方位角时间变化率，链路指向仰角的时间变化率。这些参数对分析星间链路的整体性能和星间链路设备设计是很重要。因此，详细阐述了星间链路几何参数的动态特性变化规律，并分析了其对星载天线的自动跟踪系统和星载发射机功率调节系统设计的影响。     

OFDM系统中的一种高精度的信道估计算法

在基于OFDM的移动通信系统中，提出一种建立在基于导频的最小二乘（least squares，LS）估计方法基础之上的高精度信道估计方法。该算法首先利用信道时域相关特性，对通过LS算法得到的信道时域冲激响应（Channel Impulse Response, CIR）估计值进行有效径提取，并将所得到的时域估计值变换到频域。然后利用信道频域相关特性，用线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Squared Error，LMMSE)合并器对估计结果进行修正。2.4GHz频段上的仿真表明了这种基于导频的信道估计方法能够跟踪信道的时频变化，并且在一定程度上可以接近于理想信道估计的误码率性能。     

资源预留动态带宽分配机制

提出一种基于资源预留的核心无状态动态带宽分配机制,采取了一种无状态递归观察机制动态调整预留带宽值的做法,使得可靠性和强壮性大大增强。文中采取3种技术来实现预留带宽的动态分配：一种是在控制面的轻质认证;第二种是在数据面采用一种无状态递归观察技术;第三种是业务区分机制,将业务流分为标记流和非标记流。给出了在ns网络仿真环境下的仿真实验结果。     

一种高效动态数字信道化方法

针对宽带数字接收信号中存在多个非均匀分布且动态变化的信道的情况,提出了一种高效动态数字信道化方法.该方法基于信号重构理论,将接收信号均匀划分成多个子带,根据能量检测环节将属于同一信道的相邻子带输入到相应的综合滤波器组,输出即为该信道的基带信号.信道覆盖子带个数变化时,只需根据能量检测结果改变综合滤波器组的系数,因而具有一定的自适应特点.     

非完美信道下SDMA系统动态自适应调度方案

分析了信道估计误差和信道反馈时延对采用迫零波束成形空分多址（SDMA）系统性能的影响. 为降低信道不完美的影响,提出了动态自适应调制方案. 该方案根据接收端的反馈信息动态地调整不同调制方式对应的信号干扰噪声比（SINR）门限,直到所有数据被正确接收为止. 在不增加系统信令开销和不改变原有系统参数（如调制阶数和门限）的情况下,充分利用确认/非确认(ACK/NACK)信息可有效抑制信道估计误差带来的影响.     

多业务低轨道卫星通信系统的一种切换方案

提出了话音和数据综合业务LEO卫星通信系统的一种切换方案-动态信道抢占优先方案。该方案考虑了数据业务特性和话音切换业务的高优先级,并使用排队策略,为话音切换业务提供抢占优先权。该方案还采用了动态阈值的保护信道策略,保证了新呼叫和切换呼叫之间的优先级和公平性。通过计算机仿真,与无优先方案和传统保护信道方案进行比较,该方案使系统的服务等级和信道利用率性能得到了改善。     

低轨卫星网络动态路径切换技术

面向星座式低轨（LEO）卫星网络,针对动态路由技术重构时间长导致的资源利用率下降问题,提出了一种基于预测的路径切换机制.依据卫星飞行轨迹,预测星间链路的可用时间,从而判断当前传输路径的可用寿命.在当前路径断开之前及时触发路由重构,为当前传输寻找备用路径,避免路由重构导致传输中断.提出了新型路径选择方案,根据当前路径代价和网络全局负载状态设计了综合代价函数,用于选择最优路径.仿真结果表明,所提出的路径切换技术可有效降低数据转发的丢包率,提升网络整体吞吐量.     

低轨卫星通信系统的前导序列设计研究

由于低轨卫星波束小区最大前导到达时间差远大于地面5G小区,在后5G低轨卫星通信系统中直接应用现有5G前导序列设计易导致定时提前估计失败。通过分析两步定时提前估计流程和前导序列间干扰,本文提出了一种增强前导序列设计方案,核心思想为灵活级联前导子序列以及在子序列间进行差异化功率分配。仿真表明,当接入用户数为32且信噪比为-10dB时,所提方案相比现有方案能显著降低考虑定时提前估计精度时的前导漏检率,降低了用户随机接入失败可能性。     

一种重路由策略在低轨QoS卫星网络中的应用

提出在低轨(LEO)服务质量(QoS)卫星网络中使用重路由策略容纳尽可能多的QoS业务。重路由是为接受新的传输请求,选择一个已经被网络接受的数据流并用其他的路径替代该数据流的路径,且不这样做,就无法接受这个新请求。计算机仿真验证了重路由策略应用在LEO QoS卫星网络中的可行性。结果表明,重路由策略能够有效地提高网络资源利用率,但同时也增大了数据流的连接切换频率。为了解决这个问题,结合LEO星座的网络拓扑特点提出了一种新方法选择数据流进行重路由,仿真结果表明,该选取方法改善了数据流的连接切换频率性能。     

动态信道切换及静默策略下的LTE-U共存方案

提出了一种针对非授权频段的长期演进(LTE-U)系统在5 GHz非授权频段与WIFI系统共存的方案.该方案基于先听后说(LBT)信道接入机制,通过引入动态信道切换技术,有效避免了因LTE-U系统长时间占用同一信道而对无线保真(WIFI)系统造成的干扰.在此基础上,对LBT机制中的静默时长进行了优化,以进一步提升LTE-U与WIFI系统共存的效率.理论分析和实验结果表明,所提方案可使LTE-U与WIFI在同频段和谐共存,并取得较好的系统性能.     

大气信道无线激光通信系统设计方法研究

大气信道是制约无线激光通信链路性能提高的一个重要约束条件。为了提升通信系统性能,使其能适应远距离、高速率、低误码率的传输需求,在进行系统级设计时根据大气信道激光传输特性进行总体设计与分析是十分必要的。首先对大气激光传输特性展开研究,在实验的基础上对大气湍流、大气衰减效应进行了分析;然后从大气信道约束的角度出发,分析了大气信道中光端机的光学发射天线、光学接收天线、通信系统、瞄准跟踪等子系统的设计方法以及相应的设计参数和优化方法;最后给出了一套大气信道无线激光通信系统的总体设计实例。     

基于改进PLS和PLS_ZP算法的卫星移动通信信道估计

针对传统最小平方(least square,LS)算法和基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform,DFT)的信道估计算法不能有效提高宽带卫星移动信道的传输性能这一问题,提出改进的基于功率判决的LS估计算法(简称PLS)和PLS补零插值算法(简称PLS_ZP).PLS算法在基于DFT估计算法的基础上,利用宽带卫星移动信道的衰落特性,通过对有效抽头数的限制设定功率阈值,抑制有效抽头外的噪声;PLS_ZP算法利用时域补零等效频域内插的原理对原频域插值算法进行改进,充分利用所有已估计导频信息.理论分析和仿真结果表明,与传统信道估计算法相比,PLS和PLS_ZP算法的信道估计均方误差(mean square error,MSE)和误比特率(bit error rate,BER)均有一定程度的提升,且算法复杂度较低,易于硬件实现.