基于可靠性的5G-低轨星座网络切片映射算法

随着国家天地一体化信息网络重大项目的 推进,5G-低轨星座网络切片的可靠映射成为业内的研究热点.在基于软件定义网络(software-defined network,SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的5G-低轨星座集成网络架构下,将5G-低轨星座网络切片的可靠映射问题建模为一个混合整数线性规划问题.在此基础上,研究了切片请求的资源编排,进而提出了基于广度优先搜索的可靠映射算法.该算法综合考虑切片请求的可靠性阈值及虚拟网络功能(virtual network function,VNF)的资源需求,在虚拟网络映射中根据节点的可靠重要度对节点进行排序.仿真结果表明,该算法在满足可靠性阈值约束的条件下,能够最大化收益开销比,提高虚拟网络映射成功率,在切片可靠性及接受率等方面优于对比算法.     

非固定连接卫星星座路径选择算法稳定性分析

与传统的相对固定的卫星网络拓扑不同,基于非固定方式连接的卫星网络,由于具有更加灵活的网络组织方式,以及卓越的抗毁性等优点,正在被越来越多地研究.针对这种网络,首先进行了抽象化的表述:通过最短路径算法递归搜索整个问题空间从而得到全状态空间,并且对链路切换这一概念给出了严格的数学定义.基于此种抽象化的过程,对问题空间赋予3种不同的权值,分析比较了各种权值在最短路径算法下的稳定性,用计算机仿真结果进行比较,论证了理论分析的正确性,为探索非固定方式连接的卫星网络算法移植的可能性进行了尝试.     

现代化多星座卫星导航系统性能分析研究

卫星定位系统因其全球性、全天候、高精度等优点而被广泛应用。然而单一卫星导航系统在地球特殊区域存在可见星数目有限,卫星几何构形不佳等问题。针对上述问题,结合各系统未来更新状况,提出使用MATLAB软件进行星座仿真,分析了北斗、GPS III、GLONASS、GALILEO各系统区域定位的局限性,并利用最小二乘法将四个系统进行组合,从可见星数目和GDOP值两方面对组合系统与单一系统展开性能比较。仿真结果表明,组合星座系统能够明显增加可见星数目,改善单一星座区域GDOP值,提高定位精度。     

基于精简星座鉴相的大频偏16-APSK信号载波同步

为了增大对16-APSK信号的鉴相范围,提高环路捕获带宽,提出了在环路捕获阶段使用精简星座鉴相、在捕获完成后使用混合NDA/DD鉴相的载波同步结构。这种结构在实现了环路捕获带宽增加的同时,仍然保持了混合NDA/DD法实现简单、与符号判决单元无耦合、运算速度快的优点。仿真结果验证了使用精简星座鉴相后环路捕获带宽的增加。     

适用于多星座精密单点定位的性能评估优化方法

为减少多星座精密单点定位(PPP)数据处理过程中待估参数数量并提高定位精度,提出基于模糊度整数解的无电离层组合PPP性能评估方法。使用在线单点定位服务进行仿真建模,通过组合双频观测值消除电离层待估参数延迟并简化数据处理模型,利用模糊度固定技术实现PPP解算以降低定位误差。仿真结果表明,与单GPS系统PPP性能评估方法相比,静态模式下的GPS/GLONASS多星座PPP性能评估方法具有更高的定位精度和更快的收敛速度。     

面向物联网的近地轨道超大规模卫星星座数据命名机制

基于信息中心网络（ICN）的近地轨道（LEO）超大规模卫星星座是一种支持物联网（IoT）非常理想的网络架构,而数据命名是ICN基本问题之一。针对IoT低时延传输、高吞吐量的数据分发的需要,提出了一种基于ICN的面向IoT的LEO超大规模卫星星座数据命名机制。首先,该数据命名机制采用一种融合分层、多分量、哈希的扁平一体结构。然后,采用前缀标记描述分层名称,满足网内功能中多源快速检索的需要。最后,为检验所提数据命名机制的性能,设计开发了一个基于网络仿真器3（NS-3）的面向IoT的LEO超大规模卫星星座仿真平台。测试仿真结果表明,与传统的基于互联网协议（IP）的体系结构相比,所提出的数据命名机制能够为面向IoT的LEO超大规模卫星星座提供高吞吐量和低延时等更高的服务质量（QoS）。     

形成三星星座的最优脉冲变轨的控制与仿真

由于火箭发射入轨精度的限制,无法直接发射形成星座,星座的形成需要变轨。该文针对三星星座,进行星座发射中的最优脉冲式变轨研究,文中基于卫星相对运动状态转移方程,推出了星座双脉冲式变轨控制的理论解;利用遗传算法,对双脉冲式变轨的脉冲控制量进行了优化仿真;探讨了星座脉冲式变轨的工程实现途径,为工程应用和研究提供参考。     

星座覆盖性能评估的改进网格点仿真法

卫星星座覆盖性能指标评估的快速性对星座优化设计有重要的意义。根据改进的网格点仿真法,得到星座中每一颗卫星对地面点的覆盖时刻集;建立了一套卫星覆盖时刻集的合并方法,并给出了根据星座覆盖时刻集计算覆盖性能指标的方法。最后对Molniya轨道卫星星座进行了仿真,分析了星座在纬度线上的多重覆盖性能指标分布,以及不同数量卫星和网格点对计算时间的影响。仿真结果表明了改进网格点仿真的有效性和快速性。     

基于分解思想的导航星座多目标优化

导航星座多目标优化是寻找既能满足设计指标又能使代价最小的理想导航星座。首先,建立了一种由中轨道卫星(MEO)、地球静止轨道卫星(GEO)和倾斜同步轨道卫星(IGSO)组成的混合星座构型模型,并提出一种将星座性能和星座成本作为目标函数的多目标导航星座优化方法,其次,分析了优化目标函数加权几何精度因子WGDOP、可见星数目M和导航星座成本的选择及计算方法,并将基于分解思想的多目标优化算法(MOEA/D)引入导航星座优化中。最后,建立了导航星座多目标优化的数学模型,对基于北斗系统的混合星座进行优化,提出一种新的北斗系统的优化方案。