基于TDRSS应用的远程应急信息传输系统构想

介绍了美军天基通用数据链体系的特点，结合跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）现状和全球远程数据链信息传输需求，分析了TDRSS远程信息传输支持能力，提出了发展基于TDRSS的天基远程应急信息传输系统构想并预测了系统应用前景，以期对未来天基信息系统的发展和应用提供参考。     

天基数据链抗干扰问题研究

针对天基数据链的应用需求,对天基数据链的抗干扰特性进行了研究,分析了增强天基数据链系统抗干扰能力涉及的主要技术手段,提出了用户终端在设备研制中应采取的措施,并在应用方式上提出了一些建议,对于抗干扰天基数据链系统及设备的研制具有一定的参考价值。     

天地一体化信息网络中天基卫星网络架构设计

为了充分利用各种空间设施资源，提升天基信息网络覆盖与传输能力，分别从天基信息网络体系架构和逻辑功能架构角度进行了系统性设计。与以往天基网络的设计不同，该设计更注重各类卫星网络的深度融合应用，为此将网络虚拟化技术引入天基卫星网络。同时，还提出了解决新架构下卫星组网难题的方法，将电磁涡旋、卫星灵活载荷和边缘计算技术设计到天基网络。仿真表明，所提出的架构能有效提升频谱利用率和减少卫星网络信令开销。     

天基测控网与天基综合信息网相关技术述评

天基测控系统和天基综合信息将是我国重要的航天基础设施，许多工作处于研究阶段。本文对天基测控系统、天基综合信息网的相关技术以及空间数据传输标准进行了论述。     

低轨卫星接入系统中基于位置信息的时隙分配协议

针对浮标卫星通信系统中卫星覆盖范围广、接入链路传播时延差异大的场景结构引起的统一延迟分配协议中端到端时延长、吞吐率低的问题,提出了一种基于位置信息的时隙分配协议。协议中卫星通过获取浮标位置信息来控制时隙分配的起点,实现时隙离散分配,增大可用传输时隙长度,同时降低传输时延。OPNET 仿真结果表明所提出的时隙分配协议可以显著提高单信道传输模式下的网络吞吐量,并有效降低单信道与双信道模式下浮标卫星通信系统接入时的端到端时延。     

一种新的移动卫星综合信息网构架

移动卫星综合信息网与现有的移动卫星通信网有着很大的区别。本文提出一种可反映移动卫星综合信息网特点的天基信息综合系统（SI^3），给出SI^3的网络模型，分析了这种分层网络模型的优缺点，并给出一个具体的参考星座组网例子，最后分析了SI^3建设中面临的技术问题。     

基于天基信息传输与分发系统的效能评估指标体系分析

效能评估是天基信息传输与分发系统设计、分析以及提高系统整体能力的基础性工作,指标体系又是效能评估的基础,必须建立科学的指标体系,使得效能评估更加合理.对天基信息传输与分发系统构成及功能进行了分析,提出了对天基信息传输与分发系统评估指标体系的构建过程,构建了天基信息传输与分发系统评估指标体系,为下一步进行天基信息传输与分发系统效能评估打下基础.     

基于星上多波束天线的卫星功率带宽联合优化新算法

目前已有的卫星功率优化分配策略未考虑功率与带宽的耦合关系 。为了进一步提高星上资源的利用率,在考虑各点波束业务需求差异及共信道干扰的基础上 ,通过构建卫星系统模型,提出一种将卫星功率和带宽联合优化分配的算法。该算法基于系 统公平性建立优化目标函数,并采用迭代方法求解资源优化的最优解。与传统固定分配方式 相比,这种耦合的资源分配方式可根据当前业务需求和信道条件对星上功率和带宽资源进行 实时再分配,提高了系统容量,系统业务匹配率提高10%,具有较高的星上资源利用率。     

无线Ad Hoc网络中基于活跃节点数预测的时隙ALOHA算法

针对采用时隙ALOHA算法的无线Ad Hoc网络,考虑数据包到达的动态性与数据包传输的随机性,以最大化吞吐量为目标,同时满足数据队列稳定性,构建了关于接纳控制与竞争接入的随机优化问题。由于在时隙ALOHA算法中数据包传输的最优概率取决于无线Ad Hoc网络中数据队列非空的活跃节点数,提出了一种基于活跃节点数预测的时隙ALOHA算法。该算法要求无线Ad Hoc网络中的所有发送节点实时地侦听通信信道的忙闲状态,计算基于信道状态的活跃节点数条件期望,从而动态地预测无线Ad Hoc网络在不同时刻的活跃节点数,达到网络节点依据局部网络状态信息自适应地优化数据包传输概率的目的。仿真结果表明,所提算法能够有效估计无线Ad Hoc网络在每个时隙的活跃节点数,从而显著提升网络吞吐量并且降低数据包的平均排队时延。     

基于虚拟仪器的数据链测试模拟器研制

针对传统数据链测试设备功能单一且不易重构的问题，借鉴虚拟仪器模块化的设计思想，设计实现了一种基于美国国家仪器公司（National Instruments，NI）通用软件无线电平台的数据链测试模拟器。该模拟器采用线性调频信号叠加（Sum of Linear Frequency Modulation,SoLFM）的方法高效产生具备连续相位的时变信道衰落，包括瑞利衰落、莱斯衰落和对数正态衰落等，并结合多相滤波思想能够精确模拟数据链长时延的多径传播场景。利用矢量网络分析仪对硬件模拟器输出的信道传递函数和信道冲激响应进行实测验证，并对各支路的随机信道衰落包络分布进行统计验证。实测结果表明，该数据链测试模拟器输出的信道函数和统计分布均与理论值吻合，因而可用于数据链装备的系统优化、验证和性能评估。     

Ad hoc网络中基于多波束天线的集中式低时延调度算法

UxDMA算法是一种高效的集中式算法，是用于时分多址、频分多址和码分多址信道分配的统一算法。在UxDMA的基础上，利用多波束天线的多波束形成能力，针对低时延定向ad hoc网络提出了一种集中式调度算法——CLSM(Centralized Low-delay Scheduling Algorithm Based on Multi-beam Antennas)。CLSM通过不同时延等级限制的报文来比较着色后发送链路的优先级，优先选择高优先级链路传输。通过仿真验证了CLSM的性能：与UxDMA相比，该算法在多时延限制的发送端调度中表现出了更好的吞吐量和时延性能。     

一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议

设计无人机自组网媒体接入控制（Medium Access Control,MAC）协议时,需要考虑其控制开销和数据传输的可靠性。鉴于此,结合现有无线自组网多跳时分多址接入（Time Division Multiple Access,TDMA）协议和无人机自组网特点,提出了一种高效可靠的无人机自组网多跳TDMA协议。首先采用高效负载均衡的时隙请求信息上传机制,选择一个负载较小的节点转发节点时隙请求信息;然后根据相互通信的父节点删除重复节点的时隙请求信息,减少相同节点的时隙请求信息转发次数;最后通过实时更新节点时隙请求信息机制,提高节点时隙请求信息传输的可靠性。仿真结果表明,该协议在数据传输成功率、平均时延、控制开销方面优于现有协议,可较好地应用在无人机自组网中。     

基于列生成的毫米波多连接链路配置调度算法

多连接技术允许用户同时建立和保持与多个小区/接入点的连接，通过网络元素之间的协调在吞吐量和可靠性方面大幅提高网络性能。针对毫米波通信中超高频段的链路中断问题，研究了多连接基于链路配置的调度算法，以提高链路调度效率，降低复杂度。首先，在系统模型中采用链路配置作为优化变量；其次，设计了多连接比例公平的调度准则；最后，提出一种基于列生成算法的链路配置调度优化算法，利用Dantzig-Wolfe分解将原问题分解为限制主问题和定价问题，并结合分支定界方法获得最优解。仿真结果表明，所提算法能够在数值上逼近全局最优，并且比现有的毫米波蜂窝网络链路调度方案增益平均提高40%以上。     

天基信息网络的软件定义网络应用探析

现有各种空间、地面网络节点的互连互通,在一定程度上可满足特定应用需求,但由于各节点在空间、物理以及功能的局限,限制了天基信息高效传输、融合以及按需地应用。分析了天基信息网络的发展趋势,提出了网络架构构想,并对主要关键技术的研究方向进行了梳理。在空间核心节点上采用软件定义的多功能载荷平台,并基于软件定义网络（SDN）架构和空间容中断网络协议构建天基信息网络。通过资源虚拟化、处理多元化、应用无阻化的方式,保障天基信息网络适应信息按需定制和高效共享等应用需求。     

移动自组织网络中基于QoE的跨层多波束信道接入机制

引入数字多波束技术可以使移动自组织网络的信道容量得到有效提升，然而，时间、频率、空间、用户、功率等多维度资源域的统一调度与跨层联合优化使得信道接入机制的分析与设计变得更加复杂。为此，结合多波束的特性，将波束宽度限制、收发限制、通道限制、功率限制等多种约束条件抽象图论问题，并建立分析模型。基于分析模型，进一步提出了MB-MAC（Multi-beam Medium Access Control）信道接入机制，结合物理层的预编码技术，建立定向链路的队列模型，度量用户的满意度(Quality of Experience,QoE)，设计了适用于自组织网络中多用户并发并收的信道接入机制，兼顾了网络容量和用户满意度。仿真结果表明，MB-MAC机制能在保证各个用户满意度的情况下，有效提升网络吞吐率。     

一种基于CDMA/TDMA混合多址的GSM与CDMA扩容方法

提出了一种基于CDMA/TDMA混合多址的GSM与CDMA扩容方法。在发送端,通过扩频码对GSM信号进行直接序列扩频,使其多址方式由TDMA变换为CDMA/TDMA,然后与CDMA信号在空间同频传输,这样就可以解决两个系统在Um接口的兼容问题;在接收端,使用相同的扩频码对CDMA/TDMA信号进行解扩,使其多址方式由CDMA/TDMA还原为TDMA,由此可以将GSM与CDMA两种信号进行分离。文章提出了用互补码集作为多址接入码,并给出了一个时隙内GSM用户被扩频调制的具体过程。理论分析和仿真结果表明,该方法可使系统总容量扩大2倍。     

TDD系统中非理想互易条件下双流波束赋形的容量分析

在时分双工(TDD)多天线系统中,由于上行信道估计误差和上下行传输时延,上下行链路信 道的互易性并不理想。针对非理想互易条件下基于最小均方误差线性接收准则的双流波束赋 形,通过推导其后验信干噪比,得到了容量上界的闭合表达式。数值和仿真结果表明：所得 上界与准确值较为接近;且与理想互易情形相比,非理想互易性对系统的复用增益没有影响 ,而只会降低系统的阵列增益。     

一种无人机双模宽带测控链路设计

针对传统无人机通信链路模式单一、通信带宽与设备简化相互制约、设备可替换性差等缺点，基于频分双工和时分多址通信体制、软件无线电技术、双天线自适应抗遮挡技术，设计了一套可用于直通模式和中继模式的宽带双模测控链路。该双模测控链路解决了传统机载设备必须换装才可切换飞机模式的难题，同时具有集成度高、可靠性高、小型化、通用性强等特点，适应测控链路小型化通用化的发展趋势。     

多速率CDMA系统中多址干扰对系统容量的影响

第三代蜂窝移动通信系统能以不同的数据率和服务质量（Quality of Service，QoS）支持不同类型的通信业务。随着同时接入系统的用户数目的增加，多址干扰（MAI）也逐渐增加，不仅严重影响了CDMA通信系统的性能，也限制了系统容量的提高，且在异步传输方式下，多址干扰将更为严重。为此，首先在理论上分析了多址干扰对单速率CDMA系统容量的影响；然后，通过计算机仿真，讨论了异步多速率CDMA通信系统中多址干扰对系统容量的影响。