低轨卫星通信系统跳波束图案设计算法

1

作者 石会鹏 郭丁 +2 位作者 牟瑞硕 钟奇 李方圆 《电子与信息学报》 北大核心 2025年第3期612-622,共11页

低轨卫星资源调度是长时间的连续资源分配过程,这一过程中低轨卫星保持高速移动,跳波束图案的设计需要考虑星地链路的切换。针对这种切换,即卫星覆盖区域间的服务目标迁移,所导致的多星资源联合调度需求,该文提出一种资源自适应权衡分... 低轨卫星资源调度是长时间的连续资源分配过程,这一过程中低轨卫星保持高速移动,跳波束图案的设计需要考虑星地链路的切换。针对这种切换,即卫星覆盖区域间的服务目标迁移,所导致的多星资源联合调度需求,该文提出一种资源自适应权衡分配的多星联合跳波束图案设计算法。该算法通过设计星间联合调度框架和多星联合调度权重,将多星资源联合分配问题转化为星座内单星资源调度问题,轻量化设计跳波束图案。经过与多种权重设计方法的对比验证,仿真结果表明,所提算法的轻量化设计思路合理,并且可以有效地保障受迁移影响区域内小区的服务质量,可为低轨卫星系统长时资源调度设计提供参考。 展开更多

关键词 低轨卫星通信系统 跳波束 资源分配策略

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多波束GEO卫星通信中CDMA与FDMA的多址容量 被引量：3

2

作者 郝谢东 刘爱军 张邦宁 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期24-28,共5页

从系统容量角度分析了多波束同步轨道(GEO)卫星移动通信系统的最优多址接入方式。通过推导计算波束交叠、功率控制误差条件下的多波束GEO卫星通信CDMA系统的容量,并同CPM调制FDMA/TDMA系统进行对比,得到FDMA/TDMA更适合多波束GEO卫星移... 从系统容量角度分析了多波束同步轨道(GEO)卫星移动通信系统的最优多址接入方式。通过推导计算波束交叠、功率控制误差条件下的多波束GEO卫星通信CDMA系统的容量,并同CPM调制FDMA/TDMA系统进行对比,得到FDMA/TDMA更适合多波束GEO卫星移动通信的结论。 展开更多

关键词 多波束geo卫星通信系统 CDMA容量 FDMA容量 功率控制误差

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基于CDMA连接的GEO卫星通信系统容量分析 被引量：2

3

作者 彭国祥 《中国航海》 CSCD 北大核心 2004年第3期55-57,共3页

从GEO卫星通信信道模型及卫星通信的干扰和噪声的性质入手,分析了CDMA通信容量与干扰和噪声的内在关系,特别是容量与交调干扰及扩频增益之间的关系,得出其关系式进行仿真并讨论其结果。为把高质量的CDMA通信方式应用于GEO卫星,特别是INM... 从GEO卫星通信信道模型及卫星通信的干扰和噪声的性质入手,分析了CDMA通信容量与干扰和噪声的内在关系,特别是容量与交调干扰及扩频增益之间的关系,得出其关系式进行仿真并讨论其结果。为把高质量的CDMA通信方式应用于GEO卫星,特别是INMARSAT系统提供理论基础。 展开更多

关键词 geo CDMA 卫星通信系统 通信容量 交调干扰 信道模型 扩频 理论基础 内在关系 关系式

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高低轨频率共存卫星通信系统鲁棒波束成形算法研究 被引量：4

4

作者 余罗曼 洪涛 张更新 《信号处理》 CSCD 北大核心 2021年第6期1093-1104,共12页

针对静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星系统和低轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星系统频率共享时存在的干扰问题,本文基于低轨分布式卫星编队提出了一种鲁棒自适应波束成形算法,从空间域功率隔离角度解决了高低轨卫星通信系统... 针对静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星系统和低轨道(Low Earth Orbit,LEO)卫星系统频率共享时存在的干扰问题,本文基于低轨分布式卫星编队提出了一种鲁棒自适应波束成形算法,从空间域功率隔离角度解决了高低轨卫星通信系统上行链路共用频谱时GEO用户对于LEO卫星共线干扰问题。算法中综合考虑卫星通信系统长传播时延导致的阵列导向矢量存在一定误差,在基于线性约束最小方差(LCMV)准则的自适应波束成形器中设计了考虑系统最恶劣误差情况的鲁棒性约束,并采用泰勒级数逼近法求解波束成形器加权矢量。仿真结果表明本文的鲁棒波束成形算法在卫星通信环境下适应度较高,能够有效地缓解高低轨卫星通信系统频率共享带来的同频干扰问题。 展开更多

关键词 卫星通信系统 频率共享 分布式卫星簇 自适应波束成形 鲁棒性

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面向密集多波束组网的卫星通信系统资源调度算法 被引量：19

5

作者 何元智 彭聪 +1 位作者 于季弘 刘韵 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期109-118,共10页

研究了高动态、资源受限条件下的卫星通信系统资源调度问题。以时间窗口、卫星功耗、信道数量、用户优先级以及任务突发性为约束,建立了卫星资源调度模型。考虑到传统的蚁群优化算法存在初期搜索速度过慢、局部搜索能力较弱以及易陷入... 研究了高动态、资源受限条件下的卫星通信系统资源调度问题。以时间窗口、卫星功耗、信道数量、用户优先级以及任务突发性为约束,建立了卫星资源调度模型。考虑到传统的蚁群优化算法存在初期搜索速度过慢、局部搜索能力较弱以及易陷入局部最优等缺点,提出了以初始解集构造、额外信息素沉积为核心的改进蚁群优化算法,来求解资源调度问题。仿真实验评估了所提资源调度算法在完成任务的数量、优先级和调度完成时间方面的性能。实验结果表明,所提算法具有较快的收敛速度,且与同类型优化算法相比具有更高的调度效率,适用于调度面向密集多波束组网需求的卫星通信系统资源。 展开更多

关键词 卫星通信系统 密集多波束组网 资源调度 改进蚁群优化算法

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面向Massive MIMO低轨卫星通信系统的鲁棒高效波束成形设计 被引量：3

6

作者 刘洋 李长青 +2 位作者 李炯 武敏 冯璐 《电讯技术》 北大核心 2023年第7期947-955,共9页

以低轨卫星通信系统能量效率最大化为优化目标,重点研究鲁棒波束成形设计。假设卫星侧配备大规模多输入多输出技术,综合考虑传播延迟和多普勒频移造成的信道状态信息误差影响,在发射功率受限和用户服务质量约束下,提出了一种鲁棒高效的... 以低轨卫星通信系统能量效率最大化为优化目标,重点研究鲁棒波束成形设计。假设卫星侧配备大规模多输入多输出技术,综合考虑传播延迟和多普勒频移造成的信道状态信息误差影响,在发射功率受限和用户服务质量约束下,提出了一种鲁棒高效的波束成形方案。考虑到遍历用户速率和遍历信干噪比都没有闭合表达式,采用具备闭合表达式的近似值代替,同时,采用半正定规划算法将非凸二次约束二次规划形式问题进行等价转换,并提出了一种联合二次变换分式规划和凹凸过程的内外两层嵌套迭代算法。最后,采用一种惩罚函数算法解决半正定规划算法中存在的秩1约束问题。仿真结果表明,所提算法性能优于传统算法,且鲁棒性较高。 展开更多

关键词 低轨卫星通信系统 大规模多输入多输出 能量效率 鲁棒算法 波束成形

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非理想信道状态下多波束卫星通信的鲁棒安全传输设计 被引量：6

7

作者 王舒 达新宇 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期342-350,共9页

考虑多波束卫星通信中存在多天线窃听用户的场景以及非理想信道状态信息带来的系统安全性能恶化,针对合法信道与窃听信道均不理想的多用户MISOME(Multi Input,Single Output,Multi Eavesdropper)系统,该文基于两种类型的信道误差提出了... 考虑多波束卫星通信中存在多天线窃听用户的场景以及非理想信道状态信息带来的系统安全性能恶化,针对合法信道与窃听信道均不理想的多用户MISOME(Multi Input,Single Output,Multi Eavesdropper)系统,该文基于两种类型的信道误差提出了两种鲁棒安全传输方法。在确定误差模型下,利用发送波束成形以及人工噪声协方差的联合优化设计解决系统最差情况安全速率最大化问题(Worst-Case Secrecy Rate Maximization,WC-SRM)问题,通过推导分析将非凸的WC-SRM问题等价为一个1维搜索问题,而这个等价问题的最优解可通过一系列半定规划(Semi Definite Program,SDP)问题的求解而得到。在统计误差模型下,为求解中断概率约束安全速率最大化(Outage Probability Constrained Secrecy Rate Maximization,OP-SRM)问题,该文提出一种基于WC-SRM的鲁棒安全设计的可靠近似方案。仿真分析验证了该文所提方法的鲁棒性与有效性。 展开更多

关键词 多波束卫星通信系统 物理层安全 安全速率 鲁棒性

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LEO卫星通信系统的呼叫接入性能分析 被引量：1

8

作者 满亚勤 朱立东 吴诗其 《电讯技术》 2006年第6期36-39,共4页

在均匀业务模型的基础上,根据LEO卫星通信系统自身特点,提出了一种简单有效的呼叫接入控制策略,这种策略能在非均匀业务下较好地工作,此时系统新呼叫阻塞率和切换呼叫失败率能达到更好的平衡。在分析随机接入(RANDOM)算法和预留保护信道... 在均匀业务模型的基础上,根据LEO卫星通信系统自身特点,提出了一种简单有效的呼叫接入控制策略,这种策略能在非均匀业务下较好地工作,此时系统新呼叫阻塞率和切换呼叫失败率能达到更好的平衡。在分析随机接入(RANDOM)算法和预留保护信道(GC)算法的基础上,进行了计算机仿真,并给出了相应的仿真结果。 展开更多

关键词 低轨卫星通信系统 呼叫接入控制 波束切换

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星上交换时分多址卫星通信系统

9

作者 雷震洲 《电信科学》 1988年第2期61-63,共3页

星上交换时分多址通信技术是国外于六十年代末开始研究的一项新技术。经过十余年的努力,它即将进入实用化阶段。计划发射的6号国际通信卫星(INTELSAT Ⅵ)将率先使用这项新技术。星上交换时分多址的英文缩写是SS-TDMA。SS代表星上交换,... 星上交换时分多址通信技术是国外于六十年代末开始研究的一项新技术。经过十余年的努力,它即将进入实用化阶段。计划发射的6号国际通信卫星(INTELSAT Ⅵ)将率先使用这项新技术。星上交换时分多址的英文缩写是SS-TDMA。SS代表星上交换,是指在多波束卫星上采用动态接续矩阵进行波束交换。它可以按需要把相应的上行波束与下行波束互接起来。TDMA代表时分多址。它是随着数字通信的发展而引入的一种多址通信方式,即在一个卫星通信网内各地球站通过占用不同的时隙(一段很短的时间间隔) 展开更多

关键词 时分多址 波束 频分多址 卫星通信系统 星上交换

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中、低轨道卫星通信 第六讲 中、低轨道卫星通信系统网络结构性能对比及其存在问题与发展前景

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作者 陈如明 《电信科学》 北大核心 1997年第12期41-45,共5页

本文讨论典型中、低轨道卫星通信系统网络结构和ＬＥＯ／ＭＥＯ／ＧＥＯ系统性能对比方法，亦展望了其存在问题及发展前景。

关键词 LEO/MEO/geo 卫星通信系统 网络结构

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卫星通信的近期发展与前景展望 被引量：132

11

作者 易克初 李怡 +1 位作者 孙晨华 南春国 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期157-172,共16页

从分析卫星通信的特点入手,综述了卫星通信的卫星平台、可用频率资源和主要相关技术的发展状况,概述了典型的卫星通信系统的性能特点,介绍了卫星通信的应用及产业化发展情况,并展望了发展前景。

关键词 卫星通信 移动卫星通信 星上处理 星上交换 多波束天线 蜂窝网卫星系统

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多波束宽带卫星广播系统的自适应功率分配 被引量：2

12

作者 安泽亮 宋高俊 陈慧慧 《电讯技术》 北大核心 2018年第10期1146-1151,共6页

随着互联网和宽带通信需求的不断增长,未来的多波束宽带卫星系统将主要工作在Ka频段或更高频段,在这些高频段下,时变的天气和降雨是影响系统性能的主要因素。针对这一问题,提出了基于公平性指标的启发式多波束动态功率分配方法,并采用... 随着互联网和宽带通信需求的不断增长,未来的多波束宽带卫星系统将主要工作在Ka频段或更高频段,在这些高频段下,时变的天气和降雨是影响系统性能的主要因素。针对这一问题,提出了基于公平性指标的启发式多波束动态功率分配方法,并采用了波束用户分群方法降低算法的计算复杂度,从而能实现系统性能和复杂性之间的交换。仿真结果表明,相比于传统的静态功率分配算法,提出的算法可以在雨衰环境下服务更多的用户,实现更高的功率效率;另一方面,算法也明显提高了系统资源分配的公平性。 展开更多

关键词 多波束卫星通信系统 降雨衰减 自适应功率分配 分组优化算法

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多波束移动卫星系统的自适应开环预编码方法

13

作者 安泽亮 宋高俊 陈慧慧 《电讯技术》 北大核心 2019年第10期1169-1174,共6页

对于卫星移动通信系统,由于卫星与地面终端之间的相对运动以及星地间传输延迟,传统的基于理想信道信息的预编码方法是不适用的。针对这一问题,提出了一种基于开环信道估计的预编码方法。卫星端利用开环获取的部分信道信息实现多波束联... 对于卫星移动通信系统,由于卫星与地面终端之间的相对运动以及星地间传输延迟,传统的基于理想信道信息的预编码方法是不适用的。针对这一问题,提出了一种基于开环信道估计的预编码方法。卫星端利用开环获取的部分信道信息实现多波束联合预编码,并导出了系统传输速率的闭合解析表达式。此外,为了克服强干扰环境下多波束预编码系统性能恶化问题,提出了一种自适应预编码传输方法。卫星发射机依据开环获得的慢时变用户位置信道信息和信道统计量信息,自适应地选择预编码方法或传统频率复用方法,实现最优的系统性能。理论分析和仿真结果表明,与传统的干扰抑制方法相比,所提方法能实现更优的系统性能,同时也克服了传统预编码方法的局限性。 展开更多

关键词 多波束移动卫星通信系统 波束间干扰 开环信道估计 自适应预编码 干扰消除

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世界首次商用移动卫星通信实验

14

作者 平常 《电信科学》 1988年第4期35-,共1页

世界首次车辆、飞机和船舶的商用移动卫星通信实验于1987年10月开始,并将延续一年半之久。这项实验使用的是日本的“工程试验卫星V号(ETS-V)”。该卫星是1987年10月由日本最大的火箭H-1发射的。实验的参加者有日本邮电部无线电研究所、... 世界首次车辆、飞机和船舶的商用移动卫星通信实验于1987年10月开始,并将延续一年半之久。这项实验使用的是日本的“工程试验卫星V号(ETS-V)”。该卫星是1987年10月由日本最大的火箭H-1发射的。实验的参加者有日本邮电部无线电研究所、日本电报电话公司(NTT) 展开更多

关键词 移动卫星通信 试验卫星 电话公司 点波束 电视会议系统 通信质量 抛物面天线 实际通信 数字传输系统 它比

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考虑波束间干扰的多波束卫星功率带宽联合分配算法 被引量：9

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作者 史煜 张邦宁 +1 位作者 郭道省 杨柳 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期103-106,113,共5页

多波束卫星通信系统由于频率复用导致波束间存在干扰。为此,通过引入干扰系数,构建带宽功率联合分配模型,将该资源分配问题拆分为功率分配、带宽分配和对偶变量更新3个子问题,并提出相应的分配算法。算法在初次完成功率以及带宽分配后,... 多波束卫星通信系统由于频率复用导致波束间存在干扰。为此,通过引入干扰系数,构建带宽功率联合分配模型,将该资源分配问题拆分为功率分配、带宽分配和对偶变量更新3个子问题,并提出相应的分配算法。算法在初次完成功率以及带宽分配后,利用子梯度算法更新对偶变量,对功率和带宽进行再分配,如此进行迭代计算,直至满足对偶变量收敛条件,由此实现分配结果的最优。仿真结果表明,与功率和带宽均匀分配算法及按比例分配算法相比,该算法在明显降低系统二阶业务拒绝量的同时,提高了系统容量。 展开更多

关键词 卫星通信系统 多波束 波束间干扰 资源分配 联合分配 凸优化

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基于分簇的全带宽跳波束图案优化方法 被引量：16

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作者 王亚昕 边东明 +2 位作者 胡婧 唐璟宇 王闯 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期169-176,共8页

为解决全带宽跳波束卫星通信系统中的干扰问题,提出一种基于波束分簇的跳波束图案优化方法.以各波束请求量占系统可提供资源的比例为时隙分配依据,在满足相对公平的前提下提高系统总容量,推算距离门限值,当波束间距离大于该门限时,干扰... 为解决全带宽跳波束卫星通信系统中的干扰问题,提出一种基于波束分簇的跳波束图案优化方法.以各波束请求量占系统可提供资源的比例为时隙分配依据,在满足相对公平的前提下提高系统总容量,推算距离门限值,当波束间距离大于该门限时,干扰对于信号质量的影响可忽略不计,从而达到规避干扰的目的.仿真结果表明,与传统多波束系统相比,该资源分配方法可使系统容量提升24.6%,消除系统干扰对信号质量的影响,改善跳波束图案的时隙连续性. 展开更多

关键词 卫星通信系统 跳波束 波束分簇 波束间干扰 资源分配

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卫星机载终端多优先级信道预留分配策略 被引量：2

17

作者 桂毅恒 朱立东 《无线电通信技术》 2019年第1期62-67,共6页

随着社会需求的发展,地面通信系统发展逐渐趋于完善,但是地面基站覆盖区域范围小,而卫星通信系统具有更大的覆盖优势。由于卫星的高速移动等特性,用户终端在通信过程中将不可避免地产生切换问题,所以,需要对卫星通信系统中的用户终端切... 随着社会需求的发展,地面通信系统发展逐渐趋于完善,但是地面基站覆盖区域范围小,而卫星通信系统具有更大的覆盖优势。由于卫星的高速移动等特性,用户终端在通信过程中将不可避免地产生切换问题,所以,需要对卫星通信系统中的用户终端切换技术进行研究。同时,由于天地一体化信息网络的建立需要能够支持多场景多业务情况下的通信要求,机载、船载、高速铁路及车载等各种类型的业务均需要考虑,因此,考虑对用户呼叫类型进行优先级的区分,对多优先级的多种业务进行分析。在此场景下,以中星16号GEO卫星的应用为背景,研究用户通信服务质量保障问题,并提出了结合中星16号卫星参数的多优先级信道预留策略。最终,对于无优先级策略和多优先级下的固定信道预留策略和动态信道预留策略进行研究及仿真分析,得出了动态信道预留策略服务质量更高的结论。 展开更多

关键词 geo卫星通信系统 信道资源分配 多优先级 中星16号

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5G及其演进中的毫米波技术 被引量：32

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作者 洪伟 余超 +2 位作者 陈继新 周健义 于志强 《微波学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期12-16,共5页

第五代移动通信(5G)低频段(Sub-6GHz)已开始商用,5G毫米波技术也逐渐成熟,预计将于2022年开始商用。第六代移动通信(6G)的研究也已启动,而且关于6G的愿景以及核心技术的论文也开始增多。本文主要讨论毫米波技术在5G及未来6G中的应用及... 第五代移动通信(5G)低频段(Sub-6GHz)已开始商用,5G毫米波技术也逐渐成熟,预计将于2022年开始商用。第六代移动通信(6G)的研究也已启动,而且关于6G的愿景以及核心技术的论文也开始增多。本文主要讨论毫米波技术在5G及未来6G中的应用及核心作用。 展开更多

关键词 5G 6G 毫米波 卫星通信 天线 大规模MIMO 数字波束成形 非对称系统

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