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  • 【期刊】 星地一体化极化复用接收实验比对标准研究

    刊名:电子测量技术 作者:王怀 ; 李化营 ; 王涛 ; 刘焱 关键词:星地一体化 ; 极化复用 ; 接收 机构:航天恒星科技有限公司 ; 航天恒星科技有限公司 年份:2016
    摘要:随着高分辨率对地观测卫星的快速发展,地面接收系统所面临的数据速率与系统带宽间的矛盾越来越突出,固有的单极化接收难以满足带宽要求,虽然极化复用接收能有效地解决带宽不足的问题。但极化复用的难点在于两个极化间存在不可避免的干扰,对星地链路的极化隔离度要求很高。经理论分析发现极化复用接收性能取决于星地间的联合隔离度,随着星地天线空间关系的不同,隔离度会发生变化。由于星地联合隔离度的不确定性,设计极化复用接收的比对标准是极化复用接收结果处理上面临的主要难点,为验证理论分析,极化复用体制下的接收试验不可或缺。
  • 【期刊】 星地一体化通信系统同频干扰统计分析

    刊名:现代电子技术 作者:成克伟 ; 王五兔 关键词:星地一体化通信系统 ; 同频干扰 ; 辅助地面网络 ; 干扰概率 机构:中国空间技术研究院西安分院 ; 中国空间技术研究院西安分院 年份:2015
    摘要:星地一体化通信系统中,卫星网络与辅助地面网络共用一段频率,这有利于提高系统频谱效率,但也带来了系统内同频干扰。为了更加准确地计算同频干扰,利用Wilkinson方法将大量干扰源等效为单一干扰源,建立了等效干扰源的统计模型计算同频干扰概率。
  • 【期刊】 星地一体化导航系统星间链路仿真及分析

    刊名:通信技术 作者:侯颖 ; 米志超 ; 于卫波 ; 牛大伟 关键词:星地一体化 ; 卫星导航系统 ; 星间链路 ; 仿真 机构:解放军理工大学通信工程学院 ; 解放军理工大学通信工程学院 年份:2014
    摘要:在导航卫星系统中,为了解决星间链路拓扑规划不合理而导致的星地信息传输时延大的问题,提出了一种新的星间链路规划方法。该方法优先考虑星地间的可视覆盖关系,保证卫星与地面站之间实时的信息传输。利用STK仿真软件构建了卫星网络拓扑,进而利用OPNET仿真软件完成了性能仿真验证。仿真结果表明,新的拓扑减小了星地数据传输的跳数和端到端时延,符合星地一体化的需求。
  • 【期刊】 星地一体化通信系统地面网络可用带宽分析

    刊名:电子设计工程 作者:成克伟 ; 王五兔 关键词:星地一体化通信系统 ; 禁区 ; 地面网络 ; 可用带宽 机构:中国空间技术研究院西安分院 ; 中国空间技术研究院西安分院 年份:2016
    摘要:星地一体化通信系统,是由基于多波束的卫星网络与地面辅助网络组成,它们共用一段频率。辅助地面网络的目的在于提高卫星波束在高密度人口区域的覆盖性能,这些区域中,卫星通信由于高楼而受到信号阴影衰减。地面网络的可用带宽随着禁区域卫星频率复用改变而改变,为了更加准确分析地面网络可用带宽的多少,在假定某区域人口密度均匀分布的条件下,提出了禁区的概念与一种新的全概率计算方法,并利用该方法分析卫星波束频率复用因子与禁区大小对地面辅助网络可用带宽的影响。
  • 【专利】 高分辨率微波成像卫星星地一体化仿真方法

    作者:姜岩 ; 薛伶玲 ; 庄磊 ; 涂上坦 年份:2017
    摘要:本发明提供了一种高分辨率微波成像卫星星地一体化仿真方法,其包括以下步骤:步骤一,星地全链路误差梳理;步骤二,误差影响分析与建模;步骤三,雷达目标回波仿真;步骤四,成像处理;步骤五,成像结果评估。本发明从高分辨率微波成像卫星的星地一体化指标可实现角度详细梳理了星地全链路误差因素,并从影响因素指标的工程实现可行性方面对在轨标定需求进行了分析;对关键影响因素进行了误差影响分析和建模;然后基于影响因素误差模型及其与星地一体化指标的联系提出了一套雷达目标回波仿真方法;之后构建回波数据成像处理框架和流程;最后给出对成像处理结果的评估方法。
  • 【会议】 星地一体化网络体系架构及关键技术研究

    作者:杨明川 ; 邵欣业 ; 张中兆 ; 唐文彦 关键词:星地一体化信息网络 ; 体系架构 ; 地基波束成形 ; 无缝切换 ; 干扰消除 机构:哈尔滨工业大学仪器科学与技术博士后流动站;哈尔滨工业大学通信技术研究所;飞行器测控与通信教育部重点实验室 ; 哈尔滨工业大学仪器科学与技术博士后流动站;哈尔滨工业大学通信技术研究所;飞行器测控与通信教育部重点实验室 ; 哈尔滨工业大学通信技术研究所 ; 飞行器测控与通信教育部重点实验室 ; 哈尔滨工业大学仪器科学与技术博士后流动站 年份:2016
    摘要:星地一体化网络结合了卫星网络和地面网络各自的优势,是实现"任何时间"、"任何地点"和"永远在线"通信目标的有效解决方案,也是当前学术界的一个研究热点。虽然卫星移动通信系统和地面移动通信系统在系统性能方面都在不断地提升,但是由于两种系统本身固有的一些缺陷,使得单纯依靠某一种系统,都难以实现任何时候在任何地方进行通信的目的。要对星地一体化网络传输技术进行研究,首先应该明确网络的体系架构.因为系统的体系架构不同,星地互联的方式不同,所涉及的一些关键技术也会存在不同.针对现有星地一体化系统种类繁多、体系架构多样的情况,对融合星地系统和混合星地系统的体系架构进行了比较分析.最后,基于不同的体系架构对星地一体化网络中地基波束成形技术、星地空口兼容技术、无缝切换技术和干扰消除技术等物理层关键技术进行了剖析.
  • 【论文】 星地一体化系统频谱共享技术研究

    作者:张淑静 关键词:星地一体化系统 ; 频谱共享 ; 同频干扰 ; 频率规划 ; 频谱感知 机构:哈尔滨工业大学 ; 哈尔滨工业大学 年份:2018
    摘要:将卫星网络作为地面网络的延伸和补充来组建星地一体化系统,实现无线移动通信的无缝覆盖,已成为下一代移动通信系统的前沿技术之一。星地一体化系统具有地面系统承载业务量大及卫星系统覆盖范围广的优点可以为用户提供无缝覆盖的服务。在星地一体化系统中一项关键技术就是频谱共享,采用该技术缓解了频谱稀缺问题,提高了频谱资源利用率,然而却面临着另外一个困扰,即卫星和地面组件之间的同频干扰,这导致星地链路信干噪比、系统容量等指标降低,影响通信质量。因此不断优化的星地一体化系统频谱共享方案成为当前的研究热点。本文首先对星地一体化系统的来源与背景进行了梳理,介绍了在星地一体化系统中应用频谱共享技术的意义,总结了当前星地一体化系统频谱共享技术的研究方向。在构建本文所采用星地一体化系统频谱共享模型的基础上对星地一体化系统中所出现的同频干扰进行系统研究,确定了本文星地一体化系统所采用的双工方式。在该场景下,确定了主要干扰为地面终端对卫星的干扰,对该干扰进一步研究发现其影响因素为地面终端数量、地面终端发射功率以及地面终端与同频波束中心的距离,确定了主要干扰源的位置。之后本文采用静态频率规划方案实现星地一体化系统的频谱共享,对两种地域隔离的星地一体化系统频谱共享方案进行了介绍,进而引入时域隔离的概念,设计了基于软频率复用的星地一体化系统频谱共享方案,并对方案的可行性、频谱利用率等性能进行了仿真。静态频谱规划虽然方案简单,方案设定后无需对频谱进行重新分配,实施方便。但局限性比较多,如地面带宽受限、无法适应环境变化等。基于上述考虑,进一步将认知无线电技术引入星地一体化系统,从而实现星地一体化系统动态频谱共享。为了实现卫星低信噪比环境下认知用户的准确判决,在能量检测基础上引入双门限协作算法,为进一步提高判决的准确性,在模糊状态时采用等增益合并算法,推导了投票优化算法来提高判决的准确度。在此基础上,以最小化错误概率为优化目标,实现了自适应双门限的优化调整,提升了低信噪比条件下的频谱感知精度,增加地面网络共享卫星频谱资源的机会,提升了系统的频谱利用率。
  • 【期刊】 星地一体化导航系统星问链路仿真及分析

    刊名:通信技术 作者:侯颖 ; 米志超 ; 于卫波 ; 牛大伟 关键词:卫星导航系统星地一体化 ; 星间链路仿真 机构:解放军理工大学通信工程学院 ; 解放军理工大学通信工程学院 年份:2014
    摘要:在导航卫星系统中,为了解决星间链路拓扑规划不合理而导致的星地信息传输时延大的问题,提出了一种新的星间链路规划方法。该方法优先考虑星地间的可视覆盖关系,保证卫星与地面站之间实时的信息传输。利用STK仿真软件构建了卫星网络拓扑,进而利用OPNET仿真软件完成了性能仿真验证。仿真结果表明,新的拓扑减小了星地数据传输的跳数和端到端时延,符合星地一体化的需求。
  • 【期刊】 一种用于GBBF系统的星地一体化实时校准补偿方法

    刊名:空间电子技术 作者:石伟 ; 张宁 ; 孙垂强 关键词:地基波束形成 ; 通道实时校准 机构:中国空间技术研究院西安分院 ; 中国空间技术研究院西安分院 年份:2016
    摘要:地基波束形成( GBBF)系统具有通道链路长、误差来源复杂的特点,且通道间误差随卫星运动具有时变特性,需要在通信过程中进行实时校准补偿。针对以上问题,提出了一种星地一体化实时通道校准补偿方法。该方法在天线信号中加入一个包含PN序列的窄带校准信号,在地面端对通道的幅度、相位和时延参数进行估算,并进行实时的补偿处理。相比于其他方法,该方法同时对通道的幅度、相位和时延参数进行测量,并具有实时补偿的特性,能够与卫星通讯同步进行,仅占用少量的通信带宽。
  • 【论文】 星地一体化网络协作通信与网络编码技术研究

    作者:谭璐 关键词:星地一体化网络 ; 网络编码 ; 协作通信 机构:哈尔滨工业大学 ; 哈尔滨工业大学 年份:2017
    摘要:现今卫星通信、地面移动通信均在各自领域发展成熟,各有千秋。为达到更高的通信标准以满足下一代网络的通信需求,研究人员提出星地一体化网络架构。星地一体化网络中星地间链路衰落严重,卫星地面用户间相对移动,导致通信可靠性得不到保障,因此协作通信技术常应用于星地一体化网络中,截至目前具有代表性的DVB-SH(Digital Video Broadcasting—Satellite to Handhelds)、Sirius-XM等系统已成功建成。但考虑到这些系统中地面辅助设备的铺设成本过高,科研人员相继提出一种前瞻性的星地一体化用户间协作通信模型,允许地面终端间协作互助达到虚拟MIMO的高空间分集效果。且由协作技术与网络编码技术在中继、多播等方面的联系,本文将在星地一体化用户间协作通信系统中结合数字域及复数域网络编码,降低系统误码率,实现更可靠的通信。本文首先分析了星地一体化网络的来源与背景,详细介绍了星地一体化网络中协作与网络编码技术结合的意义和必要性,并依据对现有国内外研究现状的分析总结得出该课题存在的问题及未来的技术发展走向。之后本文对星地一体化网络协作与网络编码结合技术的基础理论研究,详细介绍了现有的经典协作通信系统模型及其与网络编码的结合方式,并针对复杂的星地信道建立了更贴合实际的郊区、城市下的基于三状态的星地信道衰落模型。此外研究了网络编码技术应用方案,发现网络编码在延迟、能效性、可靠性、鲁棒性、误码率、信息安全等方面均具有巨大优势。结合网络编码与协作技术,本文共提出三种协作网络编码传输协议。针对星地一体化网络中星地链路不稳定、衰落严重的问题及二元网络编码在多用户场景下应用限制,结合RS码构造方法,提出了具有更高网络编码分集增益的高阶伽罗华域上的网络编码方案RS-DNC(Reed-solomon codes Diversity Network Coding)。之后针对RS-DNC在高信噪比条件下无效协作、无效网络编码的缺陷及星地一体化网络对时延的要求,提出基于反馈的联合自动重传网络编码协作传输协议(Combined Automatic Repeat request-Network coding,CARQ-NC),并进行了误码率、传输效率性能的仿真分析。最后,本文针对数字域网络编码对用户间协作信道可靠度依赖严重及低信噪比条件下误码率性能较差的问题提出应用复数域网络编码(Complex Field Network Coding,CFNC),以保证星地一体化用户间协作系统在低信噪比下及在用户间协作信道较差的情况下仍有较高通信可靠性,有效改善误码率性能。
  • 【论文】 星地一体化网络干扰避免及切换技术研究

    作者:邵欣业 关键词:星地一体化网络 ; 干扰 ; 切换 ; 多属性决策 ; 模糊逻辑 机构:哈尔滨工业大学 ; 哈尔滨工业大学 年份:2015
    摘要:ITU(International Telecommunication Union)指出下一代网络(Next Generation Network,NGN)应该是一个能够无缝融合现有各种不同技术的一体化网络。星地一体化网络融合了卫星网络和地面网络各自的优势,既可以为人口稀少地区提供最有效的覆盖也可以为人口密集区域提供高容量和经济的服务,而且不受自然灾害等突发事件的影响,是实现“任何时间”、“任何地点”通信目标的有效手段,是学术界研究的热点问题。本文首先基于ITU和ETSI(European Telecommunications Standards Institute)的相关定义对现有星地一体化网络的体系架构进行了分类和比较。根据星地网络管理中心和星地频谱的异同将现有的星地一体化网络分成了两类:融合星地网络和混合星地网络。梳理出了不同体系架构下系统面临的关键问题和采用的关键技术。针对星地一体化网络中由于星地频谱共享带来的星地之间相互干扰的问题,本文首先建立了基于保护区的星地频谱共享模型,确定了主要的干扰类型为地面网络对卫星上行链路的干扰,分析了影响卫星上行链路干扰大小的因素,包括保护区的大小、地面网络终端的数量以及地面网络终端的平均发射功率。仿真结果表明卫星上行链路的干扰主要由小部分的地面网络终端造成,这些主要干扰源一般处在卫星波束保护区的边缘,且具有较大的发射功率。基于此,本文提出了基于资源调度的干扰避免方法,首先对不同的频率资源按照与卫星波束隔离度的大小排序,对于主要干扰源优先分配隔离度较大的频率资源。仿真结果表明,所提出的干扰避免方法与随机资源分配方式相比较可以降低卫星上行链路的干扰。在星地一体化网络中,切换判决算法需要同时考虑业务的Qo S需求以及不同网络的状态。本文针对星地一体化网络的特点,设计了基于经典多属性决策方法的切换判决算法。首先利用层次分析法确定各个属性的权重,然后利用简单加权法或逼近理想解排序法进行切换判决。然而,经典的多属性判决算法在候选网络的属性值发生频繁变动时容易导致乒乓效应。针对此问题,本文提出了基于模糊逻辑的多属性切换判决算法,对网络的参数值进行模糊化处理。与经典的多属性判决算法相比,基于模糊逻辑的切换判决算法可以有效避免不必要的切换,降低系统开销。
  • 【论文】 星地一体化网络中基于能效的资源管理技术研究

    作者:张曦木 关键词:星地一体化网络 ; 异构云接入 ; 无线资源管理 ; 选择性波束赋形 ; 能量效率 ; 功耗模型 机构:哈尔滨工业大学 ; 哈尔滨工业大学 年份:2017
    摘要:星地一体化网络由于具备卫星网络覆盖域广和地面网络承载业务量大的特色,具有全天候无缝覆盖等特点,是通信行业打造“一带一路”的重要信息桥梁。卫星网络与地面网络相辅相成互相影响,共同作用于地面用户。本课题将地面用户终端主要分为两大类:卫星网络终端用户以及地面基站用户。星地频谱共享方案的提出大幅度提升了系统的频谱利用率,然而这也面临另一个困扰,卫星网络与地面网络之间的会产生一定的同频干扰,这导致星地链路同频干扰大幅度降低,信干噪比(SINR,Signal to Interference plus Noise Radio)、能量效率较低。因此,不断优化星地频谱共享方案已成为当前研究的热点问题。星地一体化网络能够充分利用卫星网络广阔的服务区域以及地面网络的用户密集自适应云接入的互补优势,从而实现高速移动宽带网络的全天候以及全地域无缝覆盖,满足各类用户对于全球全天候无缝覆盖通信的客观需求。本课题立足于星地一体化网络背景下,为了应对局域业务量大,大面积区域少量业务需求等问题,即如何在网络资源有限的情况下提高网络吞吐量和能量效率,保证用户能够自适应接入,提供良好的用户体验(Qo E,Quality of Experience),本文在兼顾吞吐量的同时,提出具有高能量效率的无线资源管理方案。本文推导星地链路的SINR与能量效率之间的动态关系,分析终端用户位置、保护区大小、终端用户发射功率对星地链路SINR、能量效率等性能的影响,提出一种能量高效的频谱资源分配方案,即联合地面软频率复用策略,对小区边缘用户对应的频段保护级别进行排序,优先分配较高级别的保护频段给较为边缘的用户。能量高效的星地频谱共享方案的建立使得来自卫星的同频干扰大幅地降低,此外,地面蜂窝基站间的干扰协调能够提升了系统的吞吐量,使蜂窝用户获得了一定的抗干扰增益,进一步降低了卫星干扰对用户的影响。由于处于城市环境下由于穿墙损耗很大,部分办公、家庭微基站对用户的INR过小,因此,为了提升能效在Co MP过程中不予以考虑。本课题提出一种信道矩阵稀疏化算法来进行选择性波束赋形,并将该方案应用于H-CRAN场景。本算法能够大量降低了在波束赋形过程中基带处理的功耗,提升了系统的能量效率。
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