一种低轨卫星通信的定时提前计算方法

低轨(LEO)卫星网络作为地面网络的重要补充,是未来天地一体化网络的重要组成部分。由于LEO卫星的高移动速度以及星地通信的大传播距离造成了高传播时延,因此需要新的针对LEO卫星星地通信背景的上行链路的定时提前量(TA)的计算策略。本文基于LEO卫星的星地通信场景,介绍了TA及其在协议中的规定,并针对LEO卫星的特点,提出一种LEO卫星通信的定时提前计算方法。通过仿真分析验证了所提方案的有效性,为LEO卫星星地通信系统的设计提供了参考。     

云计算在商业航天中的应用及其对卫星组网的影响研究

文章介绍了云计算的基础知识和商业航天的发展现状,分析了云计算在商业航天中的应用场景。研究发现云计算能够为商业航天提供强大的计算能力和灵活的资源调度,有效提升卫星的运营效率和数据处理能力。云计算的引入也对卫星组网产生了深远影响,可以实现卫星资源的共享和优化配置,提高整个卫星网络的性能,为商业航天的发展注入新动力。     

一种GEO/LEO卫星网络中的路由优化策略

空间信息网络具有全球覆盖的能力,是能够保证高速率传输和较宽的带宽,支持灵活的、大规模的网络结构。GEO/LEO双层卫星网络由于具有覆盖关系简单、实施复杂性低等优势成为构建多层卫星网络的新思路。基于卫星群和卫星簇的分层结构,提出了一种GEO/LEO卫星网络中的路由优化策略,该策略主要是通过引入优化卫星路由表和路由信息数据报来实现的。最后的复杂性分析表明该策略在降低网络的星上存储开销和星间通信开销方面具有较高的优越性。     

面向服务的航天地面传输网络体系架构

针对航天地面传输网络在一体化运行、自动化配置、智能化运维以及服务化保障等方面的需求,提出了面向服务的未来航天地面传输网络体系架构,增强航天地面传输网络在资源动态调配、统一运维和安全管控等方面的能力,以满足不断增长的各类航天业务需求。最后通过构建网络演示平台,验证了域间隔离和资源动态调配等能力。     

LEO星地Wi-Fi方案设计与验证

低轨(LEO)卫星到地面之间的无线保真(Wi-Fi)通信系统当前已经获得了广泛关注.针对LEO卫星信道的高误码、长时延等特点,采用导频插入、选择重传、帧聚合等方法对IEEE802.11 g进行改进,并在开放式无线接入研究平台(WARP)v3上完成了改进方案的设计.对改进后方案的多普勒频偏性能、远距离传输速率以及高速移动条件下的传输速率等系统性能进行测试的结果表明,改进后方案在复杂信道环境下可以获得比商业Wi-Fi更好的系统性能.通过模拟验证改进方案的系统性能,证明了基于LEO卫星的Wi-Fi卫星通信系统的可实现性.     

卫星互联网产业链概况及风险隐患

<正>近年来,卫星通信进入了高速发展的阶段。传统卫星运营商推出的地球同步轨道（GEO）高通量卫星通信,采用更高通信频段、更先进卫星平台、更多转发器、更强天线技术,实现了比传统卫星通信更强大的带宽能力,为用户提供更好的网络体验。与此同时,以美国SpaceX公司Starlink项目为代表的低轨（LEO）卫星已经成为无线通信领域的“新赛道”和新焦点,低轨卫星工作在距离地面500～2000km的轨道上,虽然覆盖范围不如高轨和中轨卫星,但可以通过增加数量弥补覆盖面积的不足,提供更大容量、更低时延、更高网络速率的卫星通信能力。     

关于低轨卫星通信网络中HARQ技术的分析

卫星技术的发展推动低轨卫星星群化的不断加深,低轨卫星网络可以为全球数据传输提供支持。当前卫星通信水平不断提升,数字化与低成本化是卫星通信需要达到的理想目标,采用LEO卫星等非地球同步轨道卫星具有较小的传播时延,通过对地面移动通信协议体制改进可以使卫星为地面移动终端服务。文章研究了低轨卫星通信网络结构与算法,介绍了HARQ技术类型,分析了基于低密度奇偶校验码的HARQ方案,探讨了如何将HARQ技术拓展以适用于低轨卫星通信网络。     

卫星通信地面照射范围特征研究

为方便卫星业务与地面业务的共存研究，合理评估地面业务对卫星业务的集中干扰，同时，为卫星业务的地面部署提供参考。研究了一种量化卫星通信地面照射范围的方法，该方法对系统间共存研究和自系统网络部署同时适用，并通过仿真对比验证了该量化方法的性能。     

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...     

国外数据中继卫星系统最新发展及未来趋势

作为天基测控系统,数据中继卫星大大提高了对用户星的覆盖率,减少了地面布站的数量,节约了成本,是各主要航天国家重点建设的航天系统之一.目前,美国、俄罗斯、欧洲和日本均发展了自己的数据中继卫星系统,在对空间和地面系统进行升级改造的同时,以小卫星星座、搭载载荷等灵活的形式,采用激光通信、软件无线电、组网等先进技术积极研发和部署下一带卫星系统,并谋划与行星中继卫星一起构建跨太阳系的中继卫星体系.总结了国外中继卫星系统的发展现状和未来,综合分析了关键技术和发展趋势,并对中国中继卫星的发展提出了建议.     

基于分布式星群的双层星座设计

当前,陆地通信系统已无法满足日益复杂的信息需求,利用空间信息网络实现全球范围内的无缝覆盖和高效容量传输成为研究热点。现有卫星通信系统以单层星座为主,缺少高低轨卫星之间的协同。提出了一种基于分布式星群的双层星座设计,以基于分布式星群的低轨卫星作为网络架构的基础,采用星间链路实现低轨卫星之间的通信,通过高轨卫星实现中低纬度地区覆盖性能加强。仿真结果表明,所提方法在仅依靠在国内部署卫星地面站的前提下可实现全球多重覆盖。     

机载低轨卫星通信发展及关键技术综述

卫星通信是保障机载平台远程飞行的主要通信手段。低轨卫星通信具有传输损耗小、传输时延短、卫星发射灵活、能全球覆盖等优点,已成为机载卫星通信领域的研究热点。梳理了国内外机载低轨卫星通信技术发展历程,开展了机载低轨卫星通信应用分析,重点从相控阵天线、信号同步、编码调制、接入与切换等方面阐述了机载低轨卫星通信需要解决的关键技术,探讨了机载低轨卫星通信发展趋势,可为机载低轨卫星通信系统建设应用提供借鉴。     

面向低轨卫星网络的组网关键技术综述

随着信息通信技术的不断发展，人类对于扩大网络覆盖范围和降低通信时延的要求越来越高。低轨卫星网络是一种利用轨道高度较低的卫星构建的网络体系，具有覆盖范围广、通信时延低等优势。基于此，首先概述了低轨卫星网络的国内外发展现状及其组网所面临的挑战，进一步阐述了低轨卫星网络组网关键技术难点及建议，最后结合分布式、博弈论和人工智能等方法，对潜在可行的低轨卫星组网方案进行了探讨。     

基于STK的双层卫星星座设计及仿真

轨道与星座的设计是整个卫星通信系统设计的基础,合理的轨道设计与星座配置方案可以显著提高系统的整体性能。结合GEO卫星处理能力强,LEO卫星星地时延小的特点,以提供全球实时接入为目标,提出了一种由LEO卫星提供全球覆盖的GEO/LEO双层卫星网络星座设计方案。运用卫星覆盖带分析方法,确定由48颗LEO卫星完成全球覆盖。通过在STK仿真环境下进行计算机仿真验证,得到所设计的卫星星座可完成全天时全球覆盖。     

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     

多场景卫星通信信道动态建模与仿真实现

面向智慧海洋、智慧农业等垂直行业场景的广覆盖无线接入需求,低轨卫星通信因其可靠的连接性、更宽广的覆盖能力以及超大带宽连接的巨大潜力而成为了下一代移动通信技术的重要组成部分.目前,针对低轨卫星通信的系统性信道建模流程与仿真方法仍相对匮乏,对于低轨卫星信道的高动态特性仍缺乏有效的建模方法,且大多模型仅能支持单场景通信环境.基于此,本文提出了一种模块化、高动态的多场景卫星通信信道建模机制,并据此设计实现了一套动态卫星信道建模仿真系统.该系统实现了流程化的建模思路,并引入了基于卫星信道高动态特性的动态参数更新方法.所设计的卫星通信信道建模与仿真机制能够生成卫星通信的信道大、小尺度参数与信道冲激响应,且对不同场景具有较好的适用性.     

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。     

Reliability Evaluation of All-User Terminals in LEO Satellite Communication Network Based on Modular Reduction

LEO satellite communication network has a large number of satellites distributed in low orbits,which leads to multiple coverage of many areas on the ground.It is hard work to describe and evaluate the reliability of LEO satellite communication network.To solve this problem,the reliability of all-user terminals in LEO satellite communication network is defined,and the corresponding reliability evaluation method is proposed in the paper.Due to the large scale of the interstellar network,a modular reduction algorithm using the modular network instead of the original network for state decomposition is proposed in this paper.Case study shows that the calculation time of the proposed method is equivalent to 6.28%of the original state space decomposition algorithm.On this basis,the reliability of LEO satellite communication network is further analyzed.It is found that the reliability of LEO satellite network was more sensitive to the reliability of Inter-Satellite link and the satisfaction of global coverage in the early stage,and it is more sensitive to the reliability of the satellite in the later stage.The satellite-ground link has a relatively constant impact on of LEO satellite network.     

Theatre in the Sky: a ubiquitous broadband multimedia‐on‐demand service over a novel constellation composed of quasi‐geostationary satellites

To meet an ever‐growing demand for wideband multimedia services and electronic connectivity across the world, development of ubiquitous broadband multimedia systems is gaining a tremendous interest at both commercial and academic levels. Satellite networks will play an indispensable role in the deployment of such systems. A significant number of satellite communication constellations have been thus proposed using Geostationary (GEO), Medium Earth Orbit (MEO), or Low Earth Orbit (LEO) satellites. These constellations, however, either require a potential number of satellites or are unable to provide data transmission with high elevation angles. This paper proposes a new satellite constellation composed of Quasi‐GeoStationary Orbit (Quasi‐GSO) satellites. The main advantage of the constellation is in its ability to provide global coverage with a significantly small number of satellites while, at the same time, maintaining high elevation angles. Based on a combination of this Quasi‐GSO satellites constellation and terrestrial networks, the paper proposes also an architecture for building a global, large‐scale, and efficient Video‐on‐Demand (VoD) system. The entire architecture is referred to as a ‘Theatre in the Sky’. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.