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。     

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.     

基于用户群组的低轨卫星网络多星切换策略

在未来移动通信中,低轨卫星网络为全球通信的实现发挥着重要作用。针对大规模低轨卫星网络中大量用户频繁进行并发切换导致切换成功率下降及信令开销过大的问题,提出了一种基于用户群组的低轨卫星网络多星切换策略。地面用户在触发切换时,将满足自身通信需求的候选切换卫星信息发送给接入卫星,接入卫星在考虑用户切换成功率、卫星吞吐率和卫星负载均衡的条件下将用户分组,完成整个切换过程。设计了一种基于用户群组切换的信令交互流程,并分析了系统切换的信令开销。仿真结果表明,基于用户群组的低轨卫星网络多星切换策略可以有效地减少网络重复信令的传输,降低系统信令开销,同时该切换策略可以有效地提高用户切换成功率和卫星吞吐率,以平衡卫星网络负载。     

LEO卫星IP网中的低延时切换

提出了一种由覆盖全球的无星际链路的低轨(LEO)星座构成卫星IP网,首次提出了一种按信关站来划分网络的策略,并着重讨论了卫星IP网中的星间切换技术,提出用邻站广播技术来实现低延时切换的策略。仿真结果表明,本文提出的策略能大大减少信令交换量和降低切换延时,有效保障了卫星网中实时多媒体业务的QoS。     

LEO卫星网络中星间切换的安全机制研究

现有方法关于研究低轨卫星切换的场景主要是地面终端用户与卫星接入点直接通信,要求地面移动终端用户自身的天线必须达到极高的发射功率才能连接.另外,卫星需要处理每一个地面终端用户的切换消息将会承担较大的计算负担和带宽消耗.本文提出了一种适用于小功率移动终端在低轨卫星之间安全切换的方法.该方法基于身份密码体制进行协议设计,将网关作为代理完成卫星之间的可信关系传输,避免了卫星需要处理与整个移动终端用户可信关系的情况.理论分析表明,该方法能够减少星地之间的传输数据和通信次数,且卫星的计算量在地面移动终端用户数量增多的情况下仍然保持稳定的较小计算开销,能够满足安全切换的需求.     

低轨卫星星座网的切换研究

提出了一种适用于装备有星际链路的低轨卫星星座网的切换策略——最小跳数切换策略。该策略以端到端连接的跳数为基础,充分利用了低轨星座网的特点,将切换过程与路由有机地结合为一体,有效解决了不同卫星之间的切换问题。仿真结果表明,同已有的切换策略相比,该策略能够提供一定程度的QoS保障,获得较好的系统性能,如较低的传播延时和较小的切换频率,具有很好的实用价值。     

速率可切换星载Ka频段数传发射机设计

星载数传发射机是卫星数据传输链路中的重要组成。针对高轨卫星为减小Ka波段雨衰效应以适应雨天环境的降额传输速率需求,文章提出了一种基于射频直调的速率可切换星载Ka频段数传发射机方案,详细介绍了速率可切换星载Ka频段数传发射机的系统组成和工作原理,给出了技术方案,可广泛应用于高轨卫星。     

星地融合网络中基于Q学习的切换算法研究

基于地面辅助基站（ATC）的星地融合网络（MSS-ATC）具有覆盖范围广、用户体验佳的特点,切换机制是该融合网络主要研究的问题之一。针对卫星链路时延大、卫星网用户速度范围广的特点,综合考虑了用户接收信号强度（RSS）和用户运动速度,提出了一种基于卡尔曼滤波和Q学习的切换决策算法。比较了所提算法与传统算法在链路衰减率、切换次数和网络收益的性能,实验结果表明所提算法在性能上得到了很大的提升,并且能很好地适应高速运动状态。     

基于SideLink的LTE-V2X联合切换方案设计

在LTE-V2X系统中,针对车载用户切换过程中蜂窝链路及SideLink(SL)链路质量不高以及SL辅助切换过程中SL链路易中断的问题,该文提出一种基于SL的联合切换方案,主要包含:联合切换流程设计、联合切换信令流程设计以及联合切换判决算法设计。首先,在联合切换流程中利用SL技术实现联合切换,并对执行联合切换的SL链路质量进行筛选,以保证联合切换的可靠性;其次,对联合切换信令流程进行了完善,以优化SL辅助切换过程中SL链路易中断问题;最后,在联合切换判决算法中将车载用户的移动方向纳入切换判决条件,从而减少不必要的切换。仿真结果显示,该文所提方案能有效提升切换成功率,与此同时还能有效减少执行LTE切换的次数。     

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。