基于SDN和虚拟拓扑的天基网络路由算法

针对天基网络的时变拓扑结构给网路管理和路由设计带来的难题,综合考虑GEO卫星和LEO卫星的优势,建立了一种基于软件定义网络(SDN)架构的天基网络模型,提出了一种基于虚拟拓扑的包含必经节点的天基网络路由算法(VTPN)。通过改进时间片划分策略,提高了计算效率,通过必经节点的设定,改善了链路拥塞问题。仿真结果表明:SDN架构下的VTPN算法与其他算法相比,网络链路利用率和负载均衡性能提高了约50%,丢包率降低了约20%。     

辣评

马斯克要发4.2万颗卫星,为何中国版“星链”迫在眉睫?伊隆·马斯克的SpaceX将在今年密集发射星链卫星,并开始为北美地区提供互联网骨干网服务,SpaceX计划向地球低轨发射4.2万颗卫星(1.2万颗已获批准,3万颗已提交申请),其中前800颗将满足美国、加拿大等国家的天基互联网需求。所谓天基互联网,是指在太空地球低轨上,通过一个由大量卫星相互连接而组成的星座,来为全球提供5G级别的高速互联网服务。     

低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法

天基预警雷达目标回波包络峰值的距离徙动会导致FFT相参积累增益降低,为了对回波信号进行运动补偿,需要对目标运动参数进行估计。由于天基雷达对目标的观察距离较远,因此回波信噪比较低,直接影响了运动参数的估计精度。针对这一问题,本文提出了一种低信噪比条件下天基预警雷达目标运动参数估计方法。首先建立了目标回波模型,并对雷达观测距离范围内的回波信噪比进行了计算分析;然后利用Keystone变换对回波包络距离徙动进行校正,并对校正后的回波信号作离散短时傅里叶变换,得到回波信号方位向上的时频分布;最后利用Hough变换将时频域变换到参数域,得到运动参数的估计值。仿真结果表明,本文方法在低信噪比条件下能有效地估计目标运动参数,并且估计精度对信噪比的变化不敏感,具有良好的鲁棒性。      

自由振荡激光天基清扫空间碎片机理研究

在绕地轨道上残留着大量的空间碎片,这些人类航天活动造成的太空污染已经严重威胁到太空飞行器的安全.其中,直径在1～10 cm之间的碎片具有致命的潜在危害,是急需解决的麻烦.激光清扫空间碎片也愈来愈引起科学领域的关注,其中天基脉冲激光是清扫这类小型空间碎片的有效技术途径之一.由于现有方案中的天基超短脉冲、超大能量、紧凑可靠的激光器在工程上难以实现,笔者创新提出了自由振荡脉冲激光天基清扫空间碎片的思想与方案.通过模拟分析发现自由振荡激光的脉冲持续时间是其产生大冲量的优势,从机理和效应上与纳秒激光进行了对比,证明了"热金属蒸气反喷"比"等离子反喷"的冲量增量与能量利用率更高.建立了激光消融金属的物理模型,模拟分析得到了当激光功率密度大于5×106 W/cm2时,金属液滴的直径一般不大于60 μm的结果,说明了激光清扫空间碎片过程中相伴产生的"微碎片"不会有"次生危害效应",反而能在一定程度上加速碎片清扫.该文为自由振荡激光器在天基清扫碎片的领域应用奠定了基础.     

复杂地表背景下动目标天基红外探测图像仿真

面向天基红外探测图像仿真需求,基于导弹内外流场的流动控制方程和辐射计算方程构建弹道导弹辐射仿真模型,基于全球地表类型数据库(GlobCover)和随机分形算法构建复杂地表背景辐射仿真模型,基于严密成像几何模型提出星载相机入瞳处场景耦合辐射仿真方法。进一步叠加探测系统成像链路中的光学系统、探测器和信号处理模型,提出一种复杂地表背景下运动目标天基红外探测图像仿真方法。仿真结果表明,利用卫星轨道参数和导弹目标弹道数据,采用该方法可以实现卫星对弹道导弹主动段的连续成像仿真。     

从“深度撞击”试验剖析美国天基武器试验

"深度撞击"探测器成功地撞击"坦普尔1号"彗星,表明这项太空科学试验项目与天基武器之间在技术上的距离并不遥远.首先对"深度撞击"试验的试验过程和观测设备进行分析,然后从试验过程和观测设备2个角度出发,对美国天基武器试验的端倪进行剖析.从试验过程看,"深度撞击"试验可认为是天基武器试验的一次模拟;从观测设备看,在地基观测、天基观测、自主控制及通信等方面,"深度撞击"试验和天基武器试验都有很大程度的相似之处.     

天基红外低轨卫星系统对自由段空间目标定位方法研究

根据天基红外低轨卫星系统中红外传感器所获取的目标方位信息,对自由段空间目标的多星定位方法进行了研究.针对目标的运动特性,从收敛速度、系统可靠性和估计精度等方面,提出了提高定位精度的卡尔曼跟踪滤波和自适应滤波模型,进行了相应的跟踪定位数据仿真实验和系统定位分析.结果表明,利用最小二乘法并结合卡尔曼跟踪滤波和自适应滤波,可对导弹中段进行有效定位和跟踪.     

空间光通信网络技术的研究进展及架构体系北大核心

通过调研国内外空间光通信网络技术的发展现状,重点介绍了TSAT、THOR、ORCLE、ORCA、FOENEX、ALCOS、LCRD、EDRS等计划,提出了一种基于天基卫星组网、平流层飞行器组网、空基组网等子网络组成的空间光通信网络体系架构。     

PSO-TOPSIS的天基信息网络接入选择算法

针对未来天基信息网络用户接入选择过程中接入节点候选集大、决策变量多和传统接入算法不够高效的问题,提出了粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)与优劣解距离法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)相结合的接入选择算法。建立了天基信息网络接入选择问题模型,引入优劣解距离法,在综合考虑多种决策变量的基础上对候选接入节点进行优劣排序并做出接入选择;设计了粒子群优化算法,利用反馈的网络性能参数驱动粒子群算法对权重向量做出优化,避免了人为确定系数时的主观性,进一步改善了网络性能。仿真结果表明,TOPSIS接入选择方法将接入阻塞率和路由时延分别降低了82%和3%,用户满意度和网络负载均衡提高了27%和12%,而PSO-TOPSIS方法使网络性能得到了进一步提高。