天地一体化信息网络

面向天地一体化信息网络的星载交换技术发展现状与趋势

吴昊, 王帅, 邓献策, 刘沛龙, 刘凯, 晏坚

2021, 2(2): 2-10. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021014

摘要 ( 577 )

在线阅读 ( 112 )

PDF下载 (877KB) ( 699 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

摘要：针对天地一体化信息网络的建设需求，分别对星载信道化交换技术和分组交换技术的关键问题与研究现状进行分析。其中，信道化交换的分析包括柔性数字信道化和微波光子变频交换，分组交换则以软件定义卫星网络为代表进行探讨。然后，针对空间组网与交换的未来研究方向，从系统容量、可靠性、管控效能、服务质量的角度，对星载交换技术的发展趋势与挑战进行展望，为天地一体化信息网络的长期规划提供参考。

星地融合网络智能路由技术综述

曹素芝, 孙雪, 王厚鹏, 韩佳蓉, 潘思妍, 闫蕾

2021, 2(2): 11-19. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021015

摘要 ( 609 )

在线阅读 ( 79 )

PDF下载 (1571KB) ( 683 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

针对星地融合网络面临的复杂路由问题，调研基于软件定义的星地融合网络及智能路由研究进展，探讨基于深度强化学习的星上路由机制的训练与部署方案，并结合空间智能计算平台进行具体分析。

低轨小卫星网络中基于编码缓存的协同传输机制研究

李健, 薛开平, 卢汉成

2021, 2(2): 20-27. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021016

摘要 ( 189 )

在线阅读 ( 25 )

PDF下载 (1693KB) ( 152 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

随着低轨小卫星网络的快速发展，地面用户将可以借助密集部署的低轨卫星网络享受到全球覆盖的内容传输服务。由于星地通信链路往往具有长时延特性，再加上星上有限的通信和能量资源，卫星在提供内容传输服务的同时面临着传输开销的压力。因此，针对低轨小卫星网络，提出一种基于编码缓存的协同传输机制以实现高效的内容分发。通过采用细粒度的编码缓存方案，可以使得地面用户在请求内容数据时，同时接收来自多个低轨卫星节点缓存的编码数据，实现回程链路开销的降低与缓存效率的提升。仿真结果表明，在部署星上缓存后，可以降低39%以上的传输开销；当采用基于编码缓存的传输方案时，随着协同卫星数量的增加，可以进一步降低9%～42%的传输开销。

天地一体化信息网络中无状态地址自动配置与重复地址检测机制研究

陈雅正, 李贺武

2021, 2(2): 28-34. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021017

摘要 ( 193 )

在线阅读 ( 23 )

PDF下载 (848KB) ( 400 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

天地一体化信息网络中具有高度动态性的低轨卫星导致地面用户设备在低轨卫星之间不断切换，使得低轨卫星接入用户所获取的IP地址不断改变，难以稳定。对天地一体化信息网络中无状态地址自动配置进行研究，针对低轨卫星星座中地面设备不断切换低轨卫星的场景，提出一种IPv6无状态地址自动配置与重复地址检测机制，通过引入地面位置信息和卫星轨道信息缩小重复地址检测的范围，从而有效降低重复地址检测的信令开销。

低轨卫星网络中业务图驱动的星间协作计算方案

国晓博, 任智源, 程文驰, 纪哲

2021, 2(2): 35-44. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021018

摘要 ( 330 )

在线阅读 ( 36 )

PDF下载 (2103KB) ( 283 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

低轨卫星网络具备覆盖范围广、星地链路短等优点，成为当前的热点研究领域。针对将业务卸载到云计算中心产生过高传输时延的问题，提出在低轨卫星网络中实现业务图驱动的星间协作计算方法。该方法首先依托加权时间扩展图模型，屏蔽低轨卫星网络的动态性；之后联合多颗卫星的计算资源和星间链路资源，将有向无环图形式的业务调度到传输路径内的卫星上，实现业务在低轨卫星网络内的“边传输边计算”。仿真结果表明，当数据量取5 MB时，星间协同计算的时延性能相比地面云计算提高了58.9%。

天地一体化信息网络光电混合交换技术研究

赵尚弘, 彭聪, 李勇军, 李海

2021, 2(2): 46-52. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021019

摘要 ( 249 )

在线阅读 ( 41 )

PDF下载 (1466KB) ( 334 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

天地一体化信息网络在组网过程中会面临链路异构、信息多粒度和资源受限等挑战，通过数据交换设计可以解决这些问题。描述天地一体化信息网络架构，分析多粒度业务混合交换的现状，并在此基础上提出光/射频/分组混合交换的设计思想，主要包括混合交换结构设计、基于四波混频效应的光交换、宽带可配置射频信道化交换、基于软件无线电思想的分组高速交换、激光/射频异构链路光域聚合与疏导以及增强型GMPLS设计。

天地一体化信息网络中信号光束偏移对卫星混沌激光安全通信系统性能影响

李密, 陈强, 曾丞, 汪学, 王祎思, 陈向飞

2021, 2(2): 53-61. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021020

摘要 ( 196 )

在线阅读 ( 12 )

PDF下载 (1619KB) ( 143 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

研究信号光束偏移对天地一体化信息网络中卫星混沌激光安全通信系统性能的影响，推导由信号光束偏移引起的外失配与内失配影响的系统误码率模型。基于此误码率模型进行数值仿真，研究信号光束偏移如何引起内外失配进而影响系统误码率性能。研究结果表明，光束漂移会在指向误差基础上进一步增大外失配与内失配，从而影响系统性能。当指向误差较小时，优化光束漂移对系统性能提升更大；当指向误差较大时，优化内失配对系统性能提升更大。研究结果对卫星混沌激光安全通信系统的实际工程设计具有重要参考意义，并为将地面高速混沌激光安全技术推广到天地一体化领域奠定基础。

PPM调制光纤耦合多孔径接收系统性能研究

李康宁, 冯旭, 高建文, 马晶

2021, 2(2): 62-68. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021021

摘要 ( 150 )

在线阅读 ( 14 )

PDF下载 (1407KB) ( 353 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

研究空间激光通信脉冲位置调制（PPM）光纤耦合多孔径接收系统的通信性能，在Gamma-Gamma光强分布大气模型和非中心卡方分布光纤耦合效率分布模型基础上，给出PPM光纤耦合多孔径接收系统经大气链路传输的信噪比和平均误码率表达式。多孔径接收合并方式考虑了选择性合并（SC）、等增益合并（EGC）以及最大比合并（MRC）3种。通过Monte Carlo仿真，对比分析地面链路4PPM调制SC、EGC和MRC光纤耦合多孔径接收系统和等接收面积单孔径接收系统的误码率，对比研究4PPM调制和8PPM调制多孔径接收系统在不同合并方式下的误码率性能。

面向星地激光通信的光功率动态均衡技术研究

蔡岳丰, 刘海锋, 刘波, 林炜

2021, 2(2): 69-74. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021022

摘要 ( 181 )

在线阅读 ( 11 )

PDF下载 (1167KB) ( 207 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

针对大气湍流在星地激光通信接收端引起的光强闪烁现象会影响通信质量的问题，研究一种基于增益竞争的光功率均衡系统。实验验证接收功率波动会增加通信误码率，研究增益竞争下均衡系统的静态输出曲线并对动态时域信号进行均衡性能测试，实验证明该系统可以将动态信号的功率波动范围压缩至4 dB。

卫星频率轨位资源全球竞争态势与对策思考

兰峰, 彭召琦

2021, 2(2): 75-81. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021023

摘要 ( 448 )

在线阅读 ( 52 )

PDF下载 (614KB) ( 544 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

结合国际电信联盟《无线电规则》和实际在轨卫星情况，对空间频率资源的划分、条款和资源使用等情况进行梳理分析，对当前主流低轨互联网星座的频率轨道资源规划和使用情况进行阐述，同时列出我国低轨星座系统资料的申报情况。针对低轨互联网星座发展情况，提出我国低轨星座应结合我国国情，采用新技术和新频段等措施，解决频率轨道资源的“卡脖子”问题。

智能一体化航天测运控网络发展探析

张威, 吴涛, 马宏, 焦义文, 蔡洋

2021, 2(2): 82-89. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021024

摘要 ( 277 )

在线阅读 ( 22 )

PDF下载 (1411KB) ( 568 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

随着空间应用研究的不断拓展，空间系统正朝着空间组网、一体化运行、智能服务的方向迅速发展。如何构建智能化、一体化的航天测运控网络成为我国未来航天测运控网络发展的关键问题。针对该问题，首先对国内外航天测运控网络的发展现状进行剖析，总结分析航天运控网络面向智能一体化发展存在的共性问题和挑战。在此基础上，给出对智能一体化测运控网络内涵的理解，并初步设计智能一体化测运控网络的体系架构，进而对未来建设智能一体化测运控网络需要解决的关键技术问题进行探讨。

基于混合波束赋形的低轨通信卫星相控阵天线架构研究

胡荣, 李秀梅, 邓娟, 周骏, 董姝婧, 刘玲, 马文英

2021, 2(2): 90-97. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021025

摘要 ( 905 )

在线阅读 ( 65 )

PDF下载 (2618KB) ( 796 )

可视化

数据和表 | 参考文献 | 相关文章

针对低轨通信卫星系统低损耗、低时延和高指向精度等特点，基于对混合波束赋形技术原理与优势的分析，研究一种适用于低轨通信卫星系统的混合波束赋形架构——“模拟波束赋形网络+数字波束赋形网络”，采用多通道射频前端芯片、混频芯片及数字波束赋形专用芯片（ASIC），与瓦片式相控阵天线阵列高度集成，在满足可扩展/拼接阵面的基础上，实现性能、成本、复杂性和功耗等因素的综合优化，为未来我国实现天基物联和可重构相控阵天线系统提供参考。

当期目录