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基于非稳态MAB的低地球轨道卫星系统异构用户接入方法
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作者 林敏 孙昊 +2 位作者 赵柏 郭焱 杨绿溪 《通信学报》 北大核心 2025年第3期212-220,共9页
针对吞吐量敏感用户和时延敏感用户同时接入低地球轨道卫星系统的场景,提出了一种基于非稳态多臂赌博机(MAB)的非正交多址接入(NOMA)接入方法,以提高系统的频谱效率和异构用户的接入灵活性。首先,在构建联合效用函数以同时考虑时延敏感... 针对吞吐量敏感用户和时延敏感用户同时接入低地球轨道卫星系统的场景,提出了一种基于非稳态多臂赌博机(MAB)的非正交多址接入(NOMA)接入方法,以提高系统的频谱效率和异构用户的接入灵活性。首先,在构建联合效用函数以同时考虑时延敏感用户信息年龄(AoI)和吞吐量敏感用户传输速率需求的基础上,建立以联合效用函数最大化为目标,以速率门限和数据包缓存时间为约束条件的优化问题。由于传统的凸优化方法无法进行求解,在采用波束成形抑制组间干扰的基础上,提出了基于非稳态MAB的动态接入方案,实现异构用户的智能配对与调度,以及可靠接入。最后,计算机仿真验证了所提方法的可靠性和优越性,并进一步分析了折扣因子和数据包缓存门限值对系统性能的影响。 展开更多
关键词 地球轨道卫星系统 非正交多址接入 信息年龄 非稳态多臂赌博机
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低地球轨道卫星边缘计算场景中任务卸载与资源分配联合优化算法 被引量:2
2
作者 夏玮玮 胡静 宋铁成 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期48-60,共13页
针对低地球轨道(LEO)卫星边缘计算场景中地面用户计算任务的卸载需求,提出联合卸载与资源分配优化(JORAO)算法。考虑到LEO卫星的有限覆盖时间,以最小化所有地面用户的平均服务时延为目标,联合优化卸载策略、LEO卫星的通信和计算资源分... 针对低地球轨道(LEO)卫星边缘计算场景中地面用户计算任务的卸载需求,提出联合卸载与资源分配优化(JORAO)算法。考虑到LEO卫星的有限覆盖时间,以最小化所有地面用户的平均服务时延为目标,联合优化卸载策略、LEO卫星的通信和计算资源分配。将任务卸载与资源分配的联合优化问题分解为卸载决策和资源分配子问题,使用交替优化方法,获得原始优化问题的次优解。对于任务卸载决策子问题,将其建模为联盟博弈模型,当博弈达到纳什均衡时,获得最小化平均服务时延的地面用户卸载策略;对于资源分配子问题,使用拉格朗日乘子法获得最优的通信和计算资源分配结果。此外,还证明了所提算法的收敛性和稳定性。仿真结果表明,所提算法具有良好的收敛性,能显著降低地面用户的平均服务时延和提高任务卸载成功率。 展开更多
关键词 地球轨道卫星 边缘计算 卸载 资源分配 联盟博弈
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面向大规模低地球轨道卫星网络的星间链路连接策略
3
作者 燕锋 聂浩俭 +1 位作者 夏玮玮 沈连丰 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期100-109,共10页
针对大规模低地球轨道(LEO)卫星网络,提出了2类新型星间链路(ISL)连接策略:Grid-V和Grid+,并对传统的Grid连接策略进行改进。所提策略充分利用了次邻轨和跨邻轨星间链路,Grid-V连接策略舍弃了Grid连接策略的轨内链路,利用次邻轨和跨邻... 针对大规模低地球轨道(LEO)卫星网络,提出了2类新型星间链路(ISL)连接策略:Grid-V和Grid+,并对传统的Grid连接策略进行改进。所提策略充分利用了次邻轨和跨邻轨星间链路,Grid-V连接策略舍弃了Grid连接策略的轨内链路,利用次邻轨和跨邻轨的星间链路形成网络拓扑;Grid+连接策略在保留Grid连接策略中的星间链路基础上,允许卫星与同轨道或者次邻轨道卫星建立跨星连接。针对Walker-Delta星座构型的大规模LEO卫星网络,设计了基于所提星间链路连接策略的最短距离路由算法,并分别从几何拓扑和数据包层面对路由进行了系统级仿真,以评估各连接策略的性能。仿真结果表明,在几何拓扑层面,所提策略可以有效减少平均路由跳数与路径切换次数;在数据包层面,所提策略在往返时延及抖动、路径占用率、平均吞吐量等方面具有更好的性能。 展开更多
关键词 地球轨道卫星网络 星间链路 连接策略 路由
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低地球轨道卫星星座地球固定足印模式覆盖域切换方法
4
作者 齐晓鑫 宋宝军 李勋 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期10-20,共11页
在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持... 在低地球轨道卫星星座中,当采用地球固定足印模式时,波束在覆盖域之间的切换会影响对地覆盖的仰角,进而影响通信质量。针对地球固定足印模式下的覆盖域切换问题,提出了一种覆盖域切换方法。首先,设计了覆盖域划分机制,使覆盖域拓扑保持规则性;然后,以最大限度地增大波束对地面的最小仰角为目标,设计了切换时刻选择机制和目标覆盖域选择机制。所提方法考虑了极轨星座和倾斜轨星座的差异,同时支持2种星座。以OneWeb和Telesat星座为仿真场景,验证了所提方法。仿真结果表明,所提方法能够有效增大波束对地面覆盖的最小仰角,从而有助于提升链路质量。 展开更多
关键词 地球轨道卫星星座 地球固定足印 覆盖域 波束切换
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基于终端流量预测的低地球轨道卫星互联网资源分配策略
5
作者 沈斐 吕承丞 +1 位作者 张嘉璇 阮小婷 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期21-36,共16页
针对地面网络存在覆盖盲区和卫星网络通信资源利用率低等问题,提出了基于终端流量预测的低地球轨道(LEO)卫星互联网资源分配策略。该策略利用真实数据集提出改进LSTM-ARIMA算法,准确预测地面区域未来一定时间内产生的数据流量,通过Stack... 针对地面网络存在覆盖盲区和卫星网络通信资源利用率低等问题,提出了基于终端流量预测的低地球轨道(LEO)卫星互联网资源分配策略。该策略利用真实数据集提出改进LSTM-ARIMA算法,准确预测地面区域未来一定时间内产生的数据流量,通过Stackelberg博弈构建差分化数据传输和任务卸载2种通信模型。综合考虑数据处理时延和能耗,通过求解纳什均衡,得到用户通过LEO卫星互联网传输数据或卸载任务的最优比率,以及卫星提供网络服务的最优定价。仿真结果表明,所提策略在数据传输服务中收益能提高约40%,在任务卸载服务中收益能提高约50%。 展开更多
关键词 地球轨道卫星互联网 数据流量预测 资源分配 数据传输 任务卸载
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低地球轨道环境原子氧对航天器表面材料聚酰亚胺作用的数值模拟 被引量:10
6
作者 高劭伦 周定 +1 位作者 蔡国飙 庄逢甘 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期5-13,共9页
在建立数学物理模型的基础上,对低地球轨道环境和地面实验环境下,有无保护层的聚酰亚胺所受原子氧冲蚀作用进行了成功的数值模拟,获得了具有工程应用价值的数值计算结果,并讨论了数学物理模型中各参数对基蚀曲线形状的影响。从数值... 在建立数学物理模型的基础上,对低地球轨道环境和地面实验环境下,有无保护层的聚酰亚胺所受原子氧冲蚀作用进行了成功的数值模拟,获得了具有工程应用价值的数值计算结果,并讨论了数学物理模型中各参数对基蚀曲线形状的影响。从数值模拟结果和美国太空实验结果的比较可以看出,本文数值模拟的结果是正确的。该项工作对航天器的设计具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 地球轨道环境 原子氧 聚酰亚胺 航天器 寿命
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低地球轨道环境对材料的影响 被引量:34
7
作者 湛永钟 张国定 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期1-5,23,共6页
综述了原子氧、空间辐射、热循环、高真空、微流星和空间碎片等低地球轨道环境因素对材料性能的影响 ;从地面模拟实验、材料研制与防护涂层的开发等方面提出了急需解决的问题 ,为空间站。
关键词 地球轨道环境 防护涂层 空间材料 原子氧 热循环 适应性 耐久性 影响
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低地球轨道航天器涂层防护技术研究进展 被引量:9
8
作者 张宗波 郎冠卿 +2 位作者 姜海富 罗永明 徐彩虹 《航天器环境工程》 2016年第1期109-114,共6页
低地球轨道(LEO)环境极为复杂,紫外辐照、原子氧辐照、高能粒子辐照等因素并存,对航天器用有机材料提出苛刻要求。为满足长寿命安全飞行,必须对航天器特别是其上采用的有机材料进行防护。文章简述了LEO环境中各因素对航天器的影响,总结... 低地球轨道(LEO)环境极为复杂,紫外辐照、原子氧辐照、高能粒子辐照等因素并存,对航天器用有机材料提出苛刻要求。为满足长寿命安全飞行,必须对航天器特别是其上采用的有机材料进行防护。文章简述了LEO环境中各因素对航天器的影响,总结了航天器防护技术特别是涂层防护方案的研究进展,并指出了未来发展方向。 展开更多
关键词 地球轨道 原子氧辐照 紫外辐照 高能粒子辐照 防护涂层
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“一箭多星”发射低地球轨道卫星的构型优化设计方法 被引量:4
9
作者 姚延风 裴胜伟 +2 位作者 李东泽 刘敏 李修峰 《航天器工程》 北大核心 2016年第3期32-39,共8页
针对"一箭多星"发射的低地球轨道(LEO)卫星,提出一种考虑多星-单星耦合作用的卫星构型优化设计方法,从单星系统配置和运载火箭对构型的约束分析、"一箭多星"发射构型设计、单星和多星分配器构型设计3个层次逐级开... 针对"一箭多星"发射的低地球轨道(LEO)卫星,提出一种考虑多星-单星耦合作用的卫星构型优化设计方法,从单星系统配置和运载火箭对构型的约束分析、"一箭多星"发射构型设计、单星和多星分配器构型设计3个层次逐级开展卫星构型设计。通过设计实例验证了卫星构型优化设计方法的有效性,此方法能够在满足构型约束条件的同时,实现运载火箭潜力的最大化利用及单星发射成本的最低。 展开更多
关键词 地球轨道卫星 “一箭多星”发射 卫星构型 多星-单星耦合 优化设计
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低地球轨道空间环境下航天器表面原子氧通量密度和积分通量分布的数值模拟(英文) 被引量:6
10
作者 刘阳 姜利祥 李涛 《航天器环境工程》 2008年第4期319-322,共4页
基于蒙特卡罗方法和区域分解法,建立低地球轨道空间环境航天器表面原子氧通量密度和积分通量的数学模型。模型考虑了航天器表面几何构型、原子氧数密度和分析热运动、地球自转对航天器速度的影响以及轨道运行参数。通量密度分布的求解... 基于蒙特卡罗方法和区域分解法,建立低地球轨道空间环境航天器表面原子氧通量密度和积分通量的数学模型。模型考虑了航天器表面几何构型、原子氧数密度和分析热运动、地球自转对航天器速度的影响以及轨道运行参数。通量密度分布的求解是通过其微分方程的对于独立变量分子运动速度和与表面速度矢量合成的积分得到,积分通量是通过沿轨道时间积分来实现。与此同时,得到了沿入射攻角变化原子氧分布的最大值和最小值。计算结果表明:通量分布伴随入射攻角增大而急剧下降,在迎风面达到最大值,背风面最小值。入射攻角是影响分布计算结果的重要因素。计算误差与NASA-LDEF飞行试验实验结果吻合较好。 展开更多
关键词 原子氧 通量密度 积分通量 航天器表面 地球轨道 数值模拟
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低地球轨道空间环境与效应集成化监测装置设计 被引量:2
11
作者 向树红 沈自才 +4 位作者 丁义刚 刘业楠 刘宇明 于钱 马子良 《航天器环境工程》 2020年第6期617-623,共7页
低地球轨道(LEO)空间环境与效应给低轨航天器带来严重威胁,因此需要对LEO空间环境和效应进行监测。文章提出LEO空间环境与效应集成化监测的设计思路,从电子电路设计、监测载荷设计和结构总体设计3方面给出了针对电子、质子、原子氧、温... 低地球轨道(LEO)空间环境与效应给低轨航天器带来严重威胁,因此需要对LEO空间环境和效应进行监测。文章提出LEO空间环境与效应集成化监测的设计思路,从电子电路设计、监测载荷设计和结构总体设计3方面给出了针对电子、质子、原子氧、温度、总剂量、表面电位、污染等环境与效应的监测方法以及集成化设计方法,可以实现瞬时参数(通量、剂量率、污染沉积率)和累积参数(注量、累积通量、总剂量、总污染量)的监测。 展开更多
关键词 地球轨道 空间环境 空间环境效应 监测装置 集成化设计
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光电耦合器件在低地球轨道航天器中的运用评估 被引量:3
12
作者 王芸 石志成 +1 位作者 赵筱琳 杨榕 《航天器环境工程》 2015年第5期543-548,共6页
不同种类光电耦合器件(光耦)结构工艺对空间总剂量辐射的敏感性存在较大差异,故对其在航天器的使用应区别对待。文章分别对组成常见光耦的LED部分、光电耦合部分以及集成放大电路部分受电离总剂量辐射和位移损伤效应的影响进行分析,比... 不同种类光电耦合器件(光耦)结构工艺对空间总剂量辐射的敏感性存在较大差异,故对其在航天器的使用应区别对待。文章分别对组成常见光耦的LED部分、光电耦合部分以及集成放大电路部分受电离总剂量辐射和位移损伤效应的影响进行分析,比较了光耦各个组成部分和不同工艺的光耦对辐射的敏感度。在地面辐照测试数据基础上,以3种典型光耦为原型,设计在轨验证电路,对器件在辐射环境下的长期工作情况进行了试验验证。结果表明,在适当的参数选择和合理的电路设计下,这些光耦能够满足低地球轨道航天领域的应用需求。 展开更多
关键词 光电耦合器 总剂量辐射 位移损伤效应 地球轨道
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航天器表面材料的低地球轨道环境寿命评定技术 被引量:3
13
作者 高劭伦 贾阳 蔡国飙 《航天器环境工程》 1998年第1期50-53,共4页
简要介绍了低地球轨道环境对航天器表面材料的影响,国外目前采用的材料寿命评定技术以及今后的研究动态。
关键词 地球轨道环境 原子氧 紫外辐射 材料寿命评定
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低地球轨道航天器对接放电研究 被引量:5
14
作者 张书锋 路润喜 《航天器环境工程》 2009年第3期214-221,197,共8页
文章介绍了低轨道航天器对接放电的产生机理,通过模拟试验、电路仿真和理论分析,研究了低轨道航天器对接产生静电放电的可能性、条件、放电强度、持续时间及其影响,并提出防止静电放电危害的措施,为工程应用提出参考建议。
关键词 航天器 地球轨道 对接放电 试验研究 电路仿真 理论分析
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面向非地面网络多QoS保障的低地球轨道卫星星座设计 被引量:1
15
作者 王汝言 叶显熠 +3 位作者 何鹏 崔亚平 吴大鹏 Alexander Fedotov 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期61-77,共17页
低地球轨道卫星星座(LSC)能够为非地面网络(NTN)提供无缝和快速连接,但无法为用户提供足够的服务质量保障,严重影响了NTN系统性能。综合考虑多个QoS指标,建立了LSC的容量与下行链路预算模型,进而,将星间链路的建立制定为QoS保障的链路... 低地球轨道卫星星座(LSC)能够为非地面网络(NTN)提供无缝和快速连接,但无法为用户提供足够的服务质量保障,严重影响了NTN系统性能。综合考虑多个QoS指标,建立了LSC的容量与下行链路预算模型,进而,将星间链路的建立制定为QoS保障的链路预算问题。提出了带有改进交叉和变异算子的非支配排序遗传算法(INSGA-II)优化LSC的配置,实现多重覆盖率和系统容量的最大化以及星座成本的最小化。数值结果表明,与Telesat和Kepler相比,所设计的LSC具有相当甚至更高的性能,且其星座规模仅为Kepler系统的64%。 展开更多
关键词 非地面网络 地球轨道卫星星座设计 QOS保障 多目标优化 星间链路
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航天器非地球轨道热环境模拟技术探讨 被引量:3
16
作者 景加荣 张丽新 《航天器环境工程》 2008年第5期447-451,398,共6页
月球、火星探测器等非地球轨道航天器与地球轨道航天器对热控的要求有很大的不同,为验证热控设计的合理性,必须在地面做好充分的热环境模拟试验。国内绝大部分空间环模设备都是以模拟地球轨道航天器在轨环境为目的建设的,显然不能满足... 月球、火星探测器等非地球轨道航天器与地球轨道航天器对热控的要求有很大的不同,为验证热控设计的合理性,必须在地面做好充分的热环境模拟试验。国内绝大部分空间环模设备都是以模拟地球轨道航天器在轨环境为目的建设的,显然不能满足深空探测需要。文章针对航天器非地球轨道深空热环境模拟技术进行探讨。 展开更多
关键词 航天器 地球轨道 热环境模拟 深冷技术
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中地球轨道高能电子辐射环境特性分析 被引量:4
17
作者 杨晓超 朱光武 +5 位作者 符养 孙越强 梁金宝 荆涛 常峥 史春艳 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期581-587,共7页
采用中国中地球轨道卫星在太阳活动下降相到上升相的高能电子探测数据,首次分析研究了该轨道高能电子环境的空间分布、通量强度、时序变化以及对地磁暴活动响应的特性.结果表明,中地球轨道高能电子的空间分布范围稳定,电子通量强度随能... 采用中国中地球轨道卫星在太阳活动下降相到上升相的高能电子探测数据,首次分析研究了该轨道高能电子环境的空间分布、通量强度、时序变化以及对地磁暴活动响应的特性.结果表明,中地球轨道高能电子的空间分布范围稳定,电子通量强度随能量升高而下降;中地球轨道高能电子环境是一个在不同时间尺度上剧烈变化的动态系统,该系统可能间歇性地出现27天重现性变化,该系统变化受地磁暴事件调制,但其对磁暴的响应呈现出非线性特征. 展开更多
关键词 高能电子辐射 地球轨道 地球辐射带
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四季长短和地球轨道偏心率 被引量:1
18
作者 刘丽峰 白欣 《大学物理》 北大核心 2015年第6期13-15,23,共4页
利用现代四季长度的数据计算了地球轨道偏心率的大小和方向.以偏心圆模型为基础,假设地球沿轨道匀速运动,计算出的偏心率大小为0.0334,远地点的经度为103.22°.改变假设,从开普勒面积定律出发,得到的偏心率大小为0.01668,和真值0.01... 利用现代四季长度的数据计算了地球轨道偏心率的大小和方向.以偏心圆模型为基础,假设地球沿轨道匀速运动,计算出的偏心率大小为0.0334,远地点的经度为103.22°.改变假设,从开普勒面积定律出发,得到的偏心率大小为0.01668,和真值0.01671非常接近,方向仍为103.22°.对比两个模型可以清楚地看到开普勒定律的作用,并清晰地说明偏心率的概念. 展开更多
关键词 开普勒定律 地球轨道 四季 偏心率
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低地球轨道等离子体环境引起的高压太阳电池阵电弧放电现象的研究 被引量:5
19
作者 贾瑞金 童靖宇 《航天器环境工程》 2006年第3期150-154,共5页
把高压太阳电池阵放入低地球轨道中就会发生电弧放电,会造成航天器表面退化、电磁干扰、PN结破坏和其它负作用。文章先介绍了电弧放电的理论观点,包括Park和Hastings的假说以及Cho和Hastings的理论扩展,对放电起因、过程及研究现状进行... 把高压太阳电池阵放入低地球轨道中就会发生电弧放电,会造成航天器表面退化、电磁干扰、PN结破坏和其它负作用。文章先介绍了电弧放电的理论观点,包括Park和Hastings的假说以及Cho和Hastings的理论扩展,对放电起因、过程及研究现状进行了分析。然后给出几个典型的飞行实验及地面模拟实验的结果,证实了高压太阳电池阵在等离子体环境中电弧的产生,并发现偏置电压与高压太阳电池阵的放电率之间有密切的关系。文章最后介绍了在实验室研究过的6种减缓电弧放电的方法,并对其优缺点进行简单讨论。 展开更多
关键词 地球轨道 等离子体 环境 高压 太阳电池阵 电弧放电 放电现象 实验室研究 偏置电压 模拟实验 理论扩展 理论观点 飞行实验 电磁干扰 航天器 负作用 放电率 退化 假说 方法
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基于计算机的低地球轨道航天器设计与观测的轨道碎片环境模型
20
作者 郄殿福 《航天器环境工程》 2000年第4期11-19,共9页
文章介绍了一个半经验的基于计算机的轨道碎片模型。该模型将轨道环境简化为6个不同的倾角带,每个倾角带都有各自的半长轴和近地点分布及根据不同的碎片来源有其各自的尺寸分布。用碰撞概率方程将轨道碎片分布与航天器上的碎片通量或通... 文章介绍了一个半经验的基于计算机的轨道碎片模型。该模型将轨道环境简化为6个不同的倾角带,每个倾角带都有各自的半长轴和近地点分布及根据不同的碎片来源有其各自的尺寸分布。用碰撞概率方程将轨道碎片分布与航天器上的碎片通量或通过地面探测器视角的通量联系起来。经比较,碎片的半长轴、近地点和倾角分布与美国空间司令部大于10cm的碎片目录是一致的。对于较小的碎片,这些分布与地面望远镜、“干草堆”雷达的测量结果一致,同时也与LDEF卫星和航天飞机的测量结果一致。 展开更多
关键词 地球轨道 轨道碎片 模型
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