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面向人工智能的低轨卫星接入网无线资源管控架构研究
1
作者 王卫东 童建飞 +2 位作者 王程 焦凌霄 高谷九祥 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第4期647-655,共9页
随着宽带互联网、物联网等业务的迅猛兴起,卫星通信的应用领域持续拓展,卫星用户业务需求呈指数级增长,对卫星通信系统在容量、覆盖范围、服务质量及动态资源调度等方面提出了更为严苛的要求。传统卫星通信系统采用静态资源分配策略,暴... 随着宽带互联网、物联网等业务的迅猛兴起,卫星通信的应用领域持续拓展,卫星用户业务需求呈指数级增长,对卫星通信系统在容量、覆盖范围、服务质量及动态资源调度等方面提出了更为严苛的要求。传统卫星通信系统采用静态资源分配策略,暴露出资源利用率低、系统容量受限、服务质量波动大等问题。尽管多波束技术取得了一定进展,但现有技术在面对复杂多变的通信环境时,依旧面临着难以突破的理论瓶颈。低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络场景面临高动态性、强异构性与业务多样性等显著挑战,参照3GPP业务和系统架构工作组关于AI服务系统架构的讨论成果,提出一种融合集中与分布式控制思想的卫星网络资源管控架构。该架构运用分层式模块设计,通过构建多层次协同工作机制,旨在对空间与地面资源实现高效分配。此外,深入探究该架构所具备的关键能力,涵盖时频空码四维资源管理、对第五代非地面网络(5th Generation Non-Terrestrial Network,5G NTN)体制的支持能力、星地协同机制、AI算法的部署与交互机制等。期望通过这些研究,为AI赋能LEO卫星无线电接入网(Radio Access Network,RAN)提供技术支撑,助力LEO卫星通信系统性能全面提升与跨越式发展。 展开更多
关键词 低轨卫星 人工智能 资源管控 无线电接入网
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卫星物联网中联合资源分配的边缘计算卸载策略 被引量：2
2
作者 杨桂松 陶挺 +1 位作者 何杏宇 杜平 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2024年第10期2544-2550,共7页
卫星物联网通过引入边缘计算技术将计算能力下沉至靠近用户的边缘服务器上,使用户的服务质量得到了提升.然而计算资源有限的边缘服务器在面对大量的突发卸载任务时可能会出现过载的情况,导致任务的处理时延增加.本文将上述问题转化为马... 卫星物联网通过引入边缘计算技术将计算能力下沉至靠近用户的边缘服务器上,使用户的服务质量得到了提升.然而计算资源有限的边缘服务器在面对大量的突发卸载任务时可能会出现过载的情况,导致任务的处理时延增加.本文将上述问题转化为马尔可夫决策过程下的最优策略问题,提出了一种基于D 3PG(Dueling Double Deterministic Policy Gradients)的联合资源分配的边缘计算卸载算法.该算法利用Double Q-learning思想和Dueling架构重新设计了DDPG(Deep Deterministic Policy Gradients)算法中的价值网络,以提高计算卸载决策的准确性.仿真结果表明,与传统的算法相比,该算法能有效降低系统的平均时延和能量消耗,提高任务的完成率. 展开更多
关键词 卫星物联网 边缘计算 计算卸载 资源分配 深度强化学习
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低轨卫星广播星历模型与拟合算法
3
作者 本立言 张锐 +2 位作者 师晨光 鲁得浦 周旺 《导航定位学报》 北大核心 2025年第4期116-122,共7页
为了进一步解决低轨卫星星座广播星历存在的奇点问题,设计4种无奇点星历模型,并给出一种无味卡尔曼滤波(UKF)的拟合方法:为避免小偏心率、小倾角或近极轨条件下的奇点问题,在全球定位系统(GPS)的16/18参数星历模型基础上,设计出基于第... 为了进一步解决低轨卫星星座广播星历存在的奇点问题,设计4种无奇点星历模型,并给出一种无味卡尔曼滤波(UKF)的拟合方法:为避免小偏心率、小倾角或近极轨条件下的奇点问题,在全球定位系统(GPS)的16/18参数星历模型基础上,设计出基于第二类无奇点改进根数的16/18/22/24参数的星历模型;引进UKF将星历参数拟合转化为参数估计,以避免经典最小二乘拟合算法中梯度矩阵的繁琐推导。仿真结果表明,无奇点星历模型和UKF算法适用于不同倾角和偏心率,24参数星历的20 min拟合用户测距误差(URE)小于10 cm。 展开更多
关键词 低轨卫星 广播星历 第二类无奇点改进根数 参数估计 无味卡尔曼滤波 拟合用户测距误差(URE)
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基于云网协同的通感算智赋能卫星网络技术
4
作者 刘言 赵辰乾 +2 位作者 闫瑞东 李博文 文少杰 《无线电通信技术》 北大核心 2025年第4期733-741,共9页
云网协同技术与通感算智技术作为未来无线通信中的重要技术,可满足6G中的通感融合、通智融合等相关场景需求。卫星网络作为6G发展中的重要组成部分,从卫星网络迭代演进发展的角度阐述其对天基边缘云、网络功能虚拟化云化、智能赋能等的... 云网协同技术与通感算智技术作为未来无线通信中的重要技术,可满足6G中的通感融合、通智融合等相关场景需求。卫星网络作为6G发展中的重要组成部分,从卫星网络迭代演进发展的角度阐述其对天基边缘云、网络功能虚拟化云化、智能赋能等的要求。在此基础上,深入了分析基于云网协同的通感算智赋能的卫星网络总体架构、组成架构以及功能架构。提出包括卫星网络网元云化、天基边缘云以及星地智能服务等原型系统的设计考虑,可助力云网协同与通感算智技术赋能卫星网络迭代演进发展,为卫星网络新技术验证奠定基础。 展开更多
关键词 云网协同 卫星网络 网元云化 人工智能
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面向多层多域巨型星座的卫星网络拓扑控制 被引量：1
5
作者 徐晓帆 章跃跃 +3 位作者 曹馨悦 缪馨 燕锋 杜平 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第7期1-9,共9页
针对巨型星座单星任务的时变性以及由此产生的负载过重、单节点脆弱性以及网络控制平面的高可靠性需求,研究面向多层多域巨型星座的卫星网络拓扑控制,提出了一种基于北斗网格位置码的多层多域拓扑描述模型。首先给出了域、层、片、元相... 针对巨型星座单星任务的时变性以及由此产生的负载过重、单节点脆弱性以及网络控制平面的高可靠性需求,研究面向多层多域巨型星座的卫星网络拓扑控制,提出了一种基于北斗网格位置码的多层多域拓扑描述模型。首先给出了域、层、片、元相关概念及其定义,以实现对卫星节点和星间链路的拓扑特征的统一表征,刻画卫星节点的连通状态以及整个星座的网络拓扑结构;然后设计了一套以在轨控制器为核心、以地面网络控制为辅助的拓扑控制架构,用于提供常态化运行服务保障;最后通过仿真平台对巨型星座子域划分和统一表征进行了验证分析。仿真结果表明,所提拓扑描述模型能够提高巨型星座卫星网络拓扑控制过程的实时性与准确率。 展开更多
关键词 巨型星座 多层多域 北斗网格位置码 网络拓扑控制
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手机直连卫星通信:发展现状、应用场景和标准演进 被引量：18
6
作者 王达 童建飞 穆飞宇 《无线电通信技术》 2023年第5期795-802,共8页
为实现全球通信网络无缝覆盖,卫星通信将在未来发挥重要作用,国际上大量新兴商业公司相继开展卫星互联网系统规划和设计,发展态势不容小觑。在已有的地面移动通信协议体制基础上,通过适当改进,可利用移动手机终端与卫星建立直连通信。... 为实现全球通信网络无缝覆盖,卫星通信将在未来发挥重要作用,国际上大量新兴商业公司相继开展卫星互联网系统规划和设计,发展态势不容小觑。在已有的地面移动通信协议体制基础上,通过适当改进,可利用移动手机终端与卫星建立直连通信。介绍了当前国内外手机直连卫星通信技术的发展现状及部分典型应用场景,详细分析了3GPP NTN标准演进情况,并初步阐述了未来存在的问题和挑战。 展开更多
关键词 卫星通信 手机直连通信 卫星互联网应用 非地面网络 标准演进
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基于弗洛凯特理论的Halo轨道辐轮构型编队控制设计
7
作者 闫雪梅 杜博皓 +2 位作者 徐明 张锐 胡志强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1408-1418,共11页
面向未来使用平动点航天器编队进行深空探测的需求,研究了特殊的定向辐轮构型航天器编队在日地L2平动点Halo轨道上的动力学和相关控制问题。首先,建立了圆型限制性三体问题(CRTBP)的相对动力学和辐轮构型编队模型的数学表达;其次,基于Fl... 面向未来使用平动点航天器编队进行深空探测的需求,研究了特殊的定向辐轮构型航天器编队在日地L2平动点Halo轨道上的动力学和相关控制问题。首先,建立了圆型限制性三体问题(CRTBP)的相对动力学和辐轮构型编队模型的数学表达;其次,基于Floquet理论和傅里叶级数展开推导了Halo轨道的相对运动解析解,该解的推导同样可应用于其他小偏离的周期时变系统;接着,以深空探测任务为导向,基于Floquet模态法和LQR控制法分别给出编队主星和从星的分层控制策略;最后,对控制策略进行仿真,详细分析了辐轮构型维持控制力的规律等,得到了构型参数(半径和频率)与维持代价的关系。 展开更多
关键词 深空探测 HALO轨道 编队控制 Floquet模态法 解析解
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面向手机直连的星载相控阵:关键技术与未来展望 被引量：6
8
作者 焦凌霄 李文静 +1 位作者 童建飞 李记锋 《电信科学》 北大核心 2024年第4期30-42,共13页
手机直连卫星通信传输距离远、链路损耗大的特点,对星载相控阵的能力提出了新要求。通过分析手机直连卫星场景的实际需求,概述了不同波束成形架构的优劣,提出了合适的波束成形架构选择策略,探讨了频分双工体制下双频共口径圆极化天线阵... 手机直连卫星通信传输距离远、链路损耗大的特点,对星载相控阵的能力提出了新要求。通过分析手机直连卫星场景的实际需求,概述了不同波束成形架构的优劣,提出了合适的波束成形架构选择策略,探讨了频分双工体制下双频共口径圆极化天线阵设计,阐述了星载相控阵堆叠集成架构和芯片关键工艺技术。给出了在手机直连卫星场景下,星载相控阵未来的发展方向和关键技术路径。 展开更多
关键词 手机直连卫星 相控阵 波束成形 天线阵
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面向异质卫星集群的事件触发分布式自主任务规划方法
9
作者 秦嘉豪 李宝卫 +4 位作者 白雪 冉德超 徐明 张锐 胡志强 《中国空间科学技术(中英文)》 2025年第4期88-101,共14页
当前对地观测卫星集群应用由静态目标场景向动态目标场景不断深化,对卫星集群高动态强时效性对地观测能力的要求不断提升,亟需完备的自主任务规划方法克服卫星遥测指令控制存在的严格星地窗口约束,实现任务动态实时快速响应。为此,提出... 当前对地观测卫星集群应用由静态目标场景向动态目标场景不断深化,对卫星集群高动态强时效性对地观测能力的要求不断提升,亟需完备的自主任务规划方法克服卫星遥测指令控制存在的严格星地窗口约束,实现任务动态实时快速响应。为此,提出了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法,实现目标的发现、判断、成像在轨自主闭环。首先,建立了基于事件触发的分布式多星任务协商框架,通过电子卫星和成像卫星的双层招投标机制(DLCNP)实现事件触发式任务协同。其次,提出了考虑任务优先级的最小冲突集局部递进修改星上本地动态任务规划算法,实现任务实时动态加入本地任务方案和实时冲突消解,为多星任务协商提供星上在线任务规划求解方法。最后,提出了迭代密度聚类点目标合成方法,实现高价值点目标的聚类合成,并保证合成后的点目标簇可由单次成像覆盖,有效减少了目标确认成像所需成像次数。通过与全局启发式算法的任务分配性能对比试验以及与黑板结构的星间通信负载性能对比试验,验证了基于事件触发的异质卫星集群分布式自主任务规划方法的优越性。并且通过大范围区域内大量点目标聚类试验揭示了点目标合成观测比率随目标散布区域面积和目标数量的分布规律。 展开更多
关键词 集群自主协商 双层招投标机制 动态任务规划 点目标聚类 规划算法
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