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基于多级搜索的高精度快速时频差估计方法
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作者 李帅 刘波 +3 位作者 宋逸豪 李明 任杰 陈潇扬 《现代雷达》 北大核心 2025年第3期14-20,共7页
时频差估计是多星无源定位的基础,其估计精度决定了无源定位系统的性能。针对当前时频差估计方法存在计算复杂度高、实时性差以及估计精度受限等难题,文中提出一种基于多级搜索的高精度快速时频差联合估计方法。该算法首先基于聚焦傅里... 时频差估计是多星无源定位的基础,其估计精度决定了无源定位系统的性能。针对当前时频差估计方法存在计算复杂度高、实时性差以及估计精度受限等难题,文中提出一种基于多级搜索的高精度快速时频差联合估计方法。该算法首先基于聚焦傅里叶变换对两颗卫星接收的原始数据进行分段处理,减少频差估计范围,降低计算复杂度;然后,对分段数据进行前后向延拓以避免分段处理带来的相关损失,并在此基础上计算两路信号互模糊函数,经谱峰搜索获取时频差粗估计值;最后,基于时频差粗估计值,采用信号相关谱细化方法获得精细时频差估计值。计算机仿真结果表明,所提方法能够在提高参数估计精度的同时,有效降低计算复杂度,可为后续多星无源定位工程应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 时频差估计 高精度快速 多级搜索 互模糊函数
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天都试验星星间测距系统设计与实现
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作者 夏艳 崔伟 +1 位作者 龚明宇 金洁 《航天器工程》 北大核心 2025年第5期60-67,共8页
针对月球导航系统建立星间测量链路的应用需求,设计了天都试验星星间测距系统。该系统基于双向单程测距原理、采用扩频伪码测距方法实现星间Ka频段微波测距,具有组成简单、集成度高、测量精度较好等特点,尤其适用于微卫星平台。介绍了... 针对月球导航系统建立星间测量链路的应用需求,设计了天都试验星星间测距系统。该系统基于双向单程测距原理、采用扩频伪码测距方法实现星间Ka频段微波测距,具有组成简单、集成度高、测量精度较好等特点,尤其适用于微卫星平台。介绍了该系统的硬件组成及星间链路设计,通过双星联合设计、优化天线配置满足星间距离要求并降低星间波束对准难度,采用高集成芯片减少单机模块的尺寸与质量。地面试验验证了该系统的可行性与有效性,测距精度优于米级,并首次在环月大椭圆冻结轨道开展了编队卫星的星间测距试验,系统性能优于设计要求。 展开更多
关键词 星间测距 双向单程测距 Ka频段星间链路 环月大椭圆冻结轨道
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振动对空间光通信系统误码率影响的分析 被引量:15
3
作者 马晶 谭立英 +2 位作者 金恩培 耿完桢 黄波 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期76-81,共6页
在空间光通信系统中, 由于卫星平台的振动, 使得光发射机发生摆动, 从而对通信系统的误码率产生影响。本文针对发射光束为高斯光束时, 振动对误码率的影响问题进行了研究。结果表明, 在振动时不仅振幅影响着误码率, 而且波长也对... 在空间光通信系统中, 由于卫星平台的振动, 使得光发射机发生摆动, 从而对通信系统的误码率产生影响。本文针对发射光束为高斯光束时, 振动对误码率的影响问题进行了研究。结果表明, 在振动时不仅振幅影响着误码率, 而且波长也对误码率有影响, 但通信距离对误码率的影响不大, 一般可以忽略。 展开更多
关键词 空间通信 光通信系统 振动 误码率
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星地动态双向时间同步与测距算法 被引量:10
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作者 黄飞江 卢晓春 +3 位作者 刘光灿 孙利平 张文希 杨丞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1050-1057,共8页
针对卫星运动对星地距离和钟差测量的不利影响,提出一种基于最小二乘拟合的星地动态双向时间同步与测距算法。在建立星地可视模型基础上,仿真了MEO运动卫星与地面时间同步站之间星地距离的变化规律,分析了卫星运动对星地双向时间同步与... 针对卫星运动对星地距离和钟差测量的不利影响,提出一种基于最小二乘拟合的星地动态双向时间同步与测距算法。在建立星地可视模型基础上,仿真了MEO运动卫星与地面时间同步站之间星地距离的变化规律,分析了卫星运动对星地双向时间同步与测距的主要不利影响。该算法首先利用星地双向时间同步数据分别生成星地距离和钟差拟合多项式,然后联合求解出运动卫星误差最小的星地距离与钟差。实验结果表明了该算法的合理性和科学性,在包含仿真误差的条件下,其时间同步精度优于3 ns,测距精度优于3 m。将其应用到各种空天应用系统的星地时间同步与测距中,可以消除卫星运动对双向时间同步与测距的不利影响,提高时间同步与测距精度。 展开更多
关键词 空天应用系统 卫星通信 双向时间同步 星地测距
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卫星通信圆锥扫描跟踪 被引量:11
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作者 赵来定 胡正飞 +1 位作者 曹伟 季鸿宇 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2006年第3期76-78,90,共4页
提出了一种在动载体卫星通信控制系统中,无需空心电机的圆锥扫描测角跟踪方案。介绍了该圆锥扫描旋转副面的有关结构安排和圆锥扫描测角系统的原理。实验研究了载体姿态变化对角误差计算的影响,并在此基础上介绍了圆锥扫描测角系统抗噪... 提出了一种在动载体卫星通信控制系统中,无需空心电机的圆锥扫描测角跟踪方案。介绍了该圆锥扫描旋转副面的有关结构安排和圆锥扫描测角系统的原理。实验研究了载体姿态变化对角误差计算的影响,并在此基础上介绍了圆锥扫描测角系统抗噪声检测的有关手段。该圆锥扫描测角系统结构安排巧妙、简单、成本低、工作可靠、具有实用价值。 展开更多
关键词 动载体 卫星通信 圆锥扫描 测角跟踪 噪声 载体姿态变化
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深空通信中Ka频段自适应纠删编码研究 被引量:8
6
作者 周洁 焦健 +2 位作者 杨志华 顾术实 张钦宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期92-98,共7页
未来深空通信将采用Ka频段进行深空探测任务,但余量有限的Ka频段链路受地面站区域天气的影响较大,容易产生中断。将Ka频段链路的噪声温度建模为两状态马尔科夫链的Gilbert-Elliot信道,结合异步CFDP传输模式,设计了低误差的天气状态预测... 未来深空通信将采用Ka频段进行深空探测任务,但余量有限的Ka频段链路受地面站区域天气的影响较大,容易产生中断。将Ka频段链路的噪声温度建模为两状态马尔科夫链的Gilbert-Elliot信道,结合异步CFDP传输模式,设计了低误差的天气状态预测模型,同时针对给定噪声阈值下天气状态转换对下行链路丢包率的影响,提出一种基于天气状态转换的RS码与弱鲁棒孤波分布LT码级联的分组纠删编码技术,通过预测模型实现自适应码率调整以保持Ka频段的数据链路连续性以及有效吞吐量。仿真表明算法可实现对数据分组的纠删保护,提高接收端的译码性能,增大系统吞吐量,提高文件传输效率。 展开更多
关键词 深空通信 KA频段 RS码 LT码 弱鲁棒孤波分布
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具有脱靶量计算功能的智能跟踪相机的研制 被引量:8
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作者 王世峰 张国玉 +2 位作者 陈剑峰 佟首峰 姜会林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1986-1989,共4页
在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪(APT)是通信过程中的重要环节。针对光斑检测跟踪系统的特点和要求,研制了智能型跟踪CCD相机。本文介绍了该智能相机的硬件结构及软件捕获算法。该相机不但具备普通相机... 在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪(APT)是通信过程中的重要环节。针对光斑检测跟踪系统的特点和要求,研制了智能型跟踪CCD相机。本文介绍了该智能相机的硬件结构及软件捕获算法。该相机不但具备普通相机的成像功能,还能够实时计算光斑质心并输出脱靶量,从而实现对信标激光的捕获。粗跟踪模式下,实现70 Hz检测带宽;精跟踪模式下实现2 kHz检测带宽。该相机光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置多项参数可由RS232串口命令设置,脱靶量由RS485串口方式输出。 展开更多
关键词 智能相机 脱靶量 开窗口 自由空间光通信
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自由空间光通信APT粗跟踪CCD相机的研制 被引量:5
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作者 王世峰 赵馨 +2 位作者 佟首峰 张国玉 姜会林 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期544-547,共4页
在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪(APT)是通信过程中的重要环节。针对粗跟踪子系统的特点和要求,研制了光端机粗跟踪相机,从而实现对信标激光的捕获。该相机使用TC237B面阵CCD,可根据串口命令实时调节光... 在自由空间激光通信系统中,通信双方对对方目标的捕获、对准、跟踪(APT)是通信过程中的重要环节。针对粗跟踪子系统的特点和要求,研制了光端机粗跟踪相机,从而实现对信标激光的捕获。该相机使用TC237B面阵CCD,可根据串口命令实时调节光积分时间、内部增益倍数、图像亮度偏置等参数,采用高速Camera Link数字输出接口。还具有根据命令选择驱动方式的功能,开窗口模式下输出256×256像元时帧频可达到100 f/s,满足粗跟踪伺服带宽的要求。 展开更多
关键词 仪器仪表技术 CCD相机 TC237B 开窗口 视频信号 APT 测试计量技术及仪器
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星间光通信中振动抑制的研究 被引量:12
9
作者 罗彤 李贤 胡渝 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期77-80,88,共5页
星间光通信是极具前景的空基通信方式。通信双方光束的捕获 ,对准和跟踪为星间光通信必须解决的关键技术之一。光通信终端作为卫星的有效载荷 ,受到卫星平台及空间环境的影响。本文首先概要地说明了星间光通信对准和跟踪系统的设计要求 ... 星间光通信是极具前景的空基通信方式。通信双方光束的捕获 ,对准和跟踪为星间光通信必须解决的关键技术之一。光通信终端作为卫星的有效载荷 ,受到卫星平台及空间环境的影响。本文首先概要地说明了星间光通信对准和跟踪系统的设计要求 ,分析了卫星平台振动 ,给出了典型的振动功率谱密度 ,可行的扰动抑制方法和 APT系统的设计。最后设计了跟踪子系统 ,对其扰动抑制性能进行仿真。 展开更多
关键词 星间光通信 振动抑制 空基通信 光束捕获 卫星平台 对准跟踪
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卫星内无线射频总线设计 被引量:6
10
作者 孙兆伟 邢雷 +1 位作者 徐国栋 范国臣 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期881-886,共6页
为降低卫星的研制与开发成本,缩短总装总测周期,实现部件或单机的即插即用与快速测试,提出了卫星内无线射频通信设计方案.采用商用现货器件(COTS)实现了星内无线数据总线基本通信节点的设计,通过自主断电再加电控制策略,提高了COTS器件... 为降低卫星的研制与开发成本,缩短总装总测周期,实现部件或单机的即插即用与快速测试,提出了卫星内无线射频通信设计方案.采用商用现货器件(COTS)实现了星内无线数据总线基本通信节点的设计,通过自主断电再加电控制策略,提高了COTS器件空间应用的可靠性.设计了三层模型结构的无线网络协议,采用(8,4)汉明码纠检错算法,提高了数据传输的可靠性.搭建了基于基本通信节点的星内无线网络试验平台,进行仿真验证,实验结果表明,基本通信节点可以随时接入和退出网络、异常情况下能实现自断电再加电重新运行,系统误码率满足卫星控制要求,星内无线射频通信方案可行. 展开更多
关键词 卫星 无线网络 无线射频 总线设计 即插即用 商用现货器件
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面向深空通信的喷泉编码技术 被引量:14
11
作者 焦健 张钦宇 李安国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1156-1161,共6页
喷泉码是一种基于删除信道的前向纠错编码技术,具有不需反馈的特性。针对深空通信环境长时延、高误码率和丢包率大、上下行链路带宽不对称和链路易中断等特点,提出一种级联LDPC码的喷泉编码方案,并给出一种利用接收数据包的冗余信息的改... 喷泉码是一种基于删除信道的前向纠错编码技术,具有不需反馈的特性。针对深空通信环境长时延、高误码率和丢包率大、上下行链路带宽不对称和链路易中断等特点,提出一种级联LDPC码的喷泉编码方案,并给出一种利用接收数据包的冗余信息的改进BP解码算法。与已有的深空通信信道编码算法进行了仿真比较,显示了该级联喷泉码具有良好的纠错性能和较低的编解码复杂度。 展开更多
关键词 深空通信 信道编码 喷泉编码 低密度校验码
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基于带宽优化的载波跟踪算法 被引量:6
12
作者 牟伟清 刘荣科 +1 位作者 宋青平 段瑞枫 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1918-1924,共7页
在现有的高动态微弱信号的载波跟踪算法中,针对锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)载波跟踪算法,环路调整不连续,易出现跟踪失锁的问题,给出了FLL与PLL的更优组合算法,并确定了组合环路状态转换的过程以及环路状态转换的门限值,从而优化环路性... 在现有的高动态微弱信号的载波跟踪算法中,针对锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)载波跟踪算法,环路调整不连续,易出现跟踪失锁的问题,给出了FLL与PLL的更优组合算法,并确定了组合环路状态转换的过程以及环路状态转换的门限值,从而优化环路性能;针对带宽调整不准确影响环路跟踪性能的问题,分析得出最优带宽值,确定了试探法带宽调整策略,对环路带宽进行实时调整,最终在信噪比为3 d B,且存在加加速度分量时,环路的跟踪误差达到3 Hz左右. 展开更多
关键词 高动态 低信噪比 载波跟踪 锁频环 锁相环
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IP over CCSDS网关TCP增强关键技术研究 被引量:8
13
作者 张亚生 彭华 +1 位作者 谷聚娟 宋春晓 《载人航天》 CSCD 2012年第4期85-89,96,共6页
随着空间通信系统的发展,CCSDS建议逐渐成为了空间通信的标准,特别是IP over CCSDS Space Links红皮书提出以后,IP已经成为空间信息系统的标准上层应用。提出了一种天地通信系统CCSDS加速网关的设计实现方法,介绍了基于加速网关的天地... 随着空间通信系统的发展,CCSDS建议逐渐成为了空间通信的标准,特别是IP over CCSDS Space Links红皮书提出以后,IP已经成为空间信息系统的标准上层应用。提出了一种天地通信系统CCSDS加速网关的设计实现方法,介绍了基于加速网关的天地通信网络结构,描述了其关键技术实现,最后对提出的设计实现方法在OPNET中进行了仿真验证。OPNET仿真结果表明,该技术大大提高了TCP应用在空间链路上的传输效率,而且在多连接共享带宽时保持了较好的公平性。 展开更多
关键词 IP OVER CCSDS TCP 协议欺骗
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利用月面链路的月球车定位体制 被引量:5
14
作者 李雪 徐勇 +1 位作者 王策 张其善 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期183-187,共5页
提出一种利用月面月球车-着陆器UHF(Ultra High Frequency)近程通信链路的高精度测距、测角的新方法,实现月球车的精密定位.该体制采用直序扩频和CCSDS(Con-sultative Committee for Space Date Systems)Proximity-1协议实现月球车-着... 提出一种利用月面月球车-着陆器UHF(Ultra High Frequency)近程通信链路的高精度测距、测角的新方法,实现月球车的精密定位.该体制采用直序扩频和CCSDS(Con-sultative Committee for Space Date Systems)Proximity-1协议实现月球车-着陆器之间的数据交互,利用双向异步传输帧非相干扩频测距方法实现精密测距,利用着陆器双天线形成短基线实现对月球车方位角的精密测量.讨论了用于测距的CCSDS Proximity-1协议帧结构、双向异步传输帧测距原理、方位角的载波相位差分干涉测量原理,以及建立月面着陆参考系并给出月球车精确定位的方法.研究表明,所提出的方法功能集成度高、信道资源利用率高、设备简单、性能指标满足月球探测二期月球车的月面定位、通信任务需求. 展开更多
关键词 月面链路 CCSDS Proximity-1协议 非相干测距 载波相位干涉测量
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基于CCSDS高级在轨系统的遥科学空间通信链路结构研究 被引量:7
15
作者 张炜 王莹 张尔扬 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期112-117,共6页
本文以空间数据系统咨询委员会(CCSDS) 最近为高级在轨系统(AOS) 制定的一系列标准为蓝本, 提出了一种遥科学空间通信链路结构, 该结构在一定程度上能满足上述遥科学实验的诸项要求, 并且能够为用户提供多种灵活的数据... 本文以空间数据系统咨询委员会(CCSDS) 最近为高级在轨系统(AOS) 制定的一系列标准为蓝本, 提出了一种遥科学空间通信链路结构, 该结构在一定程度上能满足上述遥科学实验的诸项要求, 并且能够为用户提供多种灵活的数据传输业务。 展开更多
关键词 遥科学 空间通信 高级在轨系统 CCSDS 链路结构
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CCSDS遥测遥控空间数据系统通信协议及其应用 被引量:13
16
作者 张琛 李爱红 张尔扬 《航天返回与遥感》 2004年第2期23-28,共6页
文章首先回顾了空间数据系统咨询委员会 (CCSDS)当前的遥测、遥控和高级在轨系统 (AOS)建议的结构 ,然后讨论了CCSDS重新构造的空间数据系统建议的结构 ,分析了重构建议的主要特点以及和先前建议体系的不同之处 ,详细介绍了空间包协议... 文章首先回顾了空间数据系统咨询委员会 (CCSDS)当前的遥测、遥控和高级在轨系统 (AOS)建议的结构 ,然后讨论了CCSDS重新构造的空间数据系统建议的结构 ,分析了重构建议的主要特点以及和先前建议体系的不同之处 ,详细介绍了空间包协议和空间数据链路协议。最后 ,举出重构建议与其它协议在端 展开更多
关键词 CCSDS 遥测遥控 AOS 空间数据系统 通信协议 空间包协议 空间数据链路协议
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航天器可应用实时以太网分析 被引量:9
17
作者 邱爱华 张涛 顾逸东 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期368-380,共13页
在航天器上应用以太网的目的是借助以太网的灵活性,获得方便的通信接入及数据传输的高带宽,并且能适应控制领域通信的实时性和确定性.实时以太网的确定性、通信调度机制和传输特征是其满足航天器网络通信特性需求的主要判定依据.通过分... 在航天器上应用以太网的目的是借助以太网的灵活性,获得方便的通信接入及数据传输的高带宽,并且能适应控制领域通信的实时性和确定性.实时以太网的确定性、通信调度机制和传输特征是其满足航天器网络通信特性需求的主要判定依据.通过分析航天器数据通信特点,对比实时以太网通信调度策略,得出应用于航天器的实时以太网应具备时间同步、强实时性、确定性、高带宽、多数据类型、双通道冗余及兼容标准以太网等特征. 展开更多
关键词 实时以太网 航天器 确定性 可靠性 通信调度
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面向深空通信的分布式系统Raptor码传输机制 被引量:4
18
作者 焦健 聂胜贤 +3 位作者 杨轶 顾术实 吴绍华 张钦宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1232-1238,共7页
为缓解深空探测器与地面站之间的超远距离和星体遮挡,而导致巨大的信号衰减以及链路频繁中断的问题,基于容迟/容断网络(DTN)协议框架,利用轨道器进行多跳中继组网传输,设计了多个探测器经过轨道器向地面传输场景下的分布式系统Raptor编... 为缓解深空探测器与地面站之间的超远距离和星体遮挡,而导致巨大的信号衰减以及链路频繁中断的问题,基于容迟/容断网络(DTN)协议框架,利用轨道器进行多跳中继组网传输,设计了多个探测器经过轨道器向地面传输场景下的分布式系统Raptor编码传输方案(DSRC)。提出了联合译码简化方案,理论分析推导了DSRC方案及改进方案的性能参数,并与现有分布式无速率纠删方案进行仿真比较,在译码冗余为5%时达到了0.01的译码失败率。 展开更多
关键词 深空通信 分布式网络 系统Raptor码 网络编码
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面向火星临近空间的分布式中继纠删编码机制研究 被引量:4
19
作者 李云鹤 顾术实 +3 位作者 焦健 于淼 吴绍华 张钦宇 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第7期963-970,共8页
火星探测极远的通信距离以及行星遮挡,使得探测车与地面站的通信需要构建火星临近空间网络传输信息。为保证数据传输的可靠性并提高传输效率,重点研究基于分布式前向纠删编码的多个火星探测车通过中继轨道器向地面站传输的场景。考虑探... 火星探测极远的通信距离以及行星遮挡,使得探测车与地面站的通信需要构建火星临近空间网络传输信息。为保证数据传输的可靠性并提高传输效率,重点研究基于分布式前向纠删编码的多个火星探测车通过中继轨道器向地面站传输的场景。考虑探测节点的周期性加入和退出的特性,设计了源节点使用弱鲁棒孤波LT码,中继随机转发/异或的中继随机决策编码方案,并推导了转发概率的理论最优值。仿真验证了新方案与已有的分布式喷泉方案相比,降低了约50%的信源编码开销,并通过复杂度与译码冗余的折衷,达到了99.9%的译码成功率。 展开更多
关键词 深空通信 中继 分布式喷泉码 随机网络编码
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基于TTEthernet的综合电子系统通信网络研究 被引量:14
20
作者 郝燕艳 潘瑞 万小磊 《航天器工程》 2013年第6期86-91,共6页
星上总线技术是综合电子系统的关键技术之一,决定了星上电子设备的功能划分及整星信息系统的可靠性设计。选择时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTEthernet)作为综合电子系统的核心总线,从网络通信机制、时间同步计算和容错性能... 星上总线技术是综合电子系统的关键技术之一,决定了星上电子设备的功能划分及整星信息系统的可靠性设计。选择时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTEthernet)作为综合电子系统的核心总线,从网络通信机制、时间同步计算和容错性能等方面分析了TTEthernet的特性及其星载应用的优势,并在此基础上构建基于TTEthernet的综合电子系统通信网络,提出了该通信网络在拓扑结构、系统同步过程和通信协议等方面的具体实现方法,对TTEthernet在卫星中的应用进行了探索,可为TTEthernet在航天领域的研究与应用提供借鉴。 展开更多
关键词 总线技术 综合电子系统 时间触发以太网 通信网络
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