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数据中继卫星系统体系综述
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作者 刘爱冬 陈小群 +1 位作者 单长胜 范晨 《国际太空》 2024年第5期13-19,共7页
自20世纪70年代美国开始发展“跟踪与数据中继卫星系统”(TDRSS)以来,数据中继卫星系统已历经50余年的发展。俄罗斯、中国、欧洲等航天国家/地区根据其政治、经济、地理等国情及航天探索发展规划,分别发展出技术体制与形态各异的数据中... 自20世纪70年代美国开始发展“跟踪与数据中继卫星系统”(TDRSS)以来,数据中继卫星系统已历经50余年的发展。俄罗斯、中国、欧洲等航天国家/地区根据其政治、经济、地理等国情及航天探索发展规划,分别发展出技术体制与形态各异的数据中继卫星系统。同时,随着人类探索太空的脚步迈向深空,地月空间、地火空间的测控与数据中继设施建设也未曾止步。2024年3月20日,探月工程四期鹊桥二号中继星在中国文昌航天发射场成功发射升空,鹊桥二号中继星作为探月工程四期后续的“关键一环”,将架设地月新“鹊桥”,中国数据中继卫星家族进一步发展壮大。本文回顾了各国/地区数据中继卫星系统发展概况,并对深空数据中继卫星体系展开介绍。 展开更多
关键词 数据中继卫星系统 探月工程 航天发射场 中继 深空
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应用于中继卫星通信系统的16QAM-TCM技术研究 被引量:1
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作者 张秀宁 李正岱 张旭 《遥测遥控》 2024年第2期42-49,共8页
网格编码调制技术可以在不改变信息传输频谱带宽的条件下,改善信噪比,减少发射功率,降低误码率,其实现的方法是分割星座图形成子集,逐步增大星座图中信号点之间的最小欧氏距离。本论文在项目组自研的中继卫星通信系统仿真平台上,仿真了8... 网格编码调制技术可以在不改变信息传输频谱带宽的条件下,改善信噪比,减少发射功率,降低误码率,其实现的方法是分割星座图形成子集,逐步增大星座图中信号点之间的最小欧氏距离。本论文在项目组自研的中继卫星通信系统仿真平台上,仿真了8PSK与16QAM-TCM两种调制技术的解调性能,仿真曲线反映了误比特率需求与所需信噪比之间的关系。仿真结果表明:(1)在理想信道条件、I/Q(Inphase/Quadrature,同相/正交)幅相不平衡、幅频特性、群时延、相位噪声、功率放大器饱和点条件下,假设误比特率需求为1E-7,16QAM-TCM技术的信噪比需求与8PSK调制技术的信噪比需求相比,分别可节省8.85 dB、9.04 dB、8.45 dB、10.2 dB、8.5 dB、14.6 dB的信噪比;(2)在非线性信道条件下,当信噪比增大时,8PSK调制技术的误比特率在1E-3数量级附近波动,不再变化;(3)假设需求的误比特率为1E-7,16QAMTCM调制技术非线性信道信噪比仿真值与理想信道信噪比仿真值相比,损失了4.8 dB。 展开更多
关键词 网格编码调制 中继卫星通信系统仿真 16QAM-TCM 8PSK 非线性信道
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中继卫星空间静态波束的构建方法
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作者 单长胜 俞道滨 齐斌 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期83-88,共6页
通过空间静态波束的广域覆盖,中继卫星测控服务的时效性及多目标能力将得到有效提升。对中继卫星空间静态波束的构建方法进行了研究,在数字波束形成原理基础上,基于中继卫星相控阵天线和多个地面返向波束计算单元,实现了空间静态波束形... 通过空间静态波束的广域覆盖,中继卫星测控服务的时效性及多目标能力将得到有效提升。对中继卫星空间静态波束的构建方法进行了研究,在数字波束形成原理基础上,基于中继卫星相控阵天线和多个地面返向波束计算单元,实现了空间静态波束形成。最后对空间静态波束构型进行仿真分析,从不同波束交叠和不同空间高度2个角度分别开展。结果表明,在工程应用中须对卫星波束覆盖和地面返向波束计算单元数量进行折中考虑,最大化发挥中继卫星空间静态波束的性能优势。 展开更多
关键词 中继卫星 相控阵天线 空间静态波束 数字波束形成 卫星波束构型 波束交叠
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32APSK-TCM技术在中继卫星通信系统中的应用研究
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作者 张秀宁 张旭 王义强 《遥测遥控》 2024年第5期58-67,共10页
32APSK(Amplitude Phase Shift Keying,幅相键控)技术与32QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度调制)技术相比,减少了幅值数目,适合于中继卫星通信系统非线性信道。TCM(Trellis Code Modulation,网格编码调制)技术将信道编码... 32APSK(Amplitude Phase Shift Keying,幅相键控)技术与32QAM(Quadrature Amplitude Modulation,正交幅度调制)技术相比,减少了幅值数目,适合于中继卫星通信系统非线性信道。TCM(Trellis Code Modulation,网格编码调制)技术将信道编码与多元调制相结合,在不增加频谱带宽的条件下,可以降低发射功率,减少能耗,降低对功率放大器技术指标的要求,有利于实现卫星有效载荷的轻型化与小型化。本文将32APSK技术与TCM技术相结合,提出了一种32APSK-TCM技术,详细论述了基于32APSK-TCM技术的星座子集分割方法和星座点选择方法,并对32APSK-TCM技术的性能进行了理论分析。在项目组自研的中继卫星通信系统仿真平台上,对32APSK-TCM技术进行了仿真验证。仿真结果表明:在理想信道条件、I/Q(Inphase/Quadrature,同相/正交)幅相不平衡、幅频特性、群时延、相位噪声、功率放大器饱和点、非线性信道条件下,需要的最大误比特率为1E-6时,32APSK-TCM技术的最小信噪比与16APSK调制技术的最小信噪比相比,分别节省了13.29 dB,13.29 dB,14.84 dB,15.54 dB,15.11 dB,15.77 dB,16.37 dB。 展开更多
关键词 32APSK-TCM技术 中继卫星通信系统 非线性信道
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数据中继卫星:从太空给你捎句话
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作者 迟惑 《太空探索》 2024年第4期20-25,共6页
太空中虽然看起来空空荡荡,却是无线电通信的好去处。然而由于地球本身的阻挡,固定在某个地理位置的测控站往往看不到某颗具体的卫星。因为测控站的天线庞大无匹又极其昂贵,很难拖在卡车上跑来跑去,也不可能在全球到处建站。
关键词 无线电通信 测控站 数据中继卫星 跑来跑去 太空 地理位置 天线
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中继星典范——跟踪与数据中继卫星系统
6
作者 钱卫 《太空探索》 2024年第4期33-39,共7页
美国宇航局的跟踪与数据中继卫星系统(TDRS)的发展,主要是为载人航天服务的。它的提出、部署和服役,其实比SDS还晚几年。战略收缩的产物。早期美国宇航局载人航天的测控活动,是靠全球布站来实现的。在其巅峰时期,美国宇航局维护着3个全... 美国宇航局的跟踪与数据中继卫星系统(TDRS)的发展,主要是为载人航天服务的。它的提出、部署和服役,其实比SDS还晚几年。战略收缩的产物。早期美国宇航局载人航天的测控活动,是靠全球布站来实现的。在其巅峰时期,美国宇航局维护着3个全球地面站网络。 展开更多
关键词 美国宇航局 跟踪与数据中继卫星系统 载人航天 战略收缩 中继 布站 地面站 巅峰时期
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中继卫星终端相控阵天线自跟踪算法设计与性能分析 被引量:2
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作者 蒋文丰 安建 叶琪玮 《电讯技术》 北大核心 2023年第3期363-367,共5页
针对飞行器与中继卫星之间建立全球实时通信数据链的需求,开展了飞行器二维有源相控阵天线自跟踪技术研究。结合载体坐标系,对自跟踪算法原理进行了分析,给出了计算公式,并完成了二维相控阵天线跟踪系统设计与实现。仿真和系统测试表明... 针对飞行器与中继卫星之间建立全球实时通信数据链的需求,开展了飞行器二维有源相控阵天线自跟踪技术研究。结合载体坐标系,对自跟踪算法原理进行了分析,给出了计算公式,并完成了二维相控阵天线跟踪系统设计与实现。仿真和系统测试表明,跟踪算法静态角跟踪误差≤0.25°,角速度≤25°/s时,跟踪算法能正常工作,且在阵元失效率≤20%时性能保持不变。 展开更多
关键词 中继卫星终端 相控阵天线 自跟踪算法
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基于分层强化学习的中继卫星网络任务动态调度方法 被引量:1
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作者 刘润滋 马天赐 +2 位作者 吴伟华 要趁红 杨清海 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期207-217,共11页
近年来,随着各类紧急任务数量的不断增长,如何在控制对常规任务影响的同时保障系统的收益已成为中继卫星网络任务动态调度的巨大挑战。针对这一问题,以最大化紧急任务总收益和最小化常规任务破坏程度为目标,提出了一种基于分层强化学习... 近年来,随着各类紧急任务数量的不断增长,如何在控制对常规任务影响的同时保障系统的收益已成为中继卫星网络任务动态调度的巨大挑战。针对这一问题,以最大化紧急任务总收益和最小化常规任务破坏程度为目标,提出了一种基于分层强化学习的中继卫星网络任务动态调度方法。具体而言,为了兼顾系统的长期与短期性能,设计了由上、下级DQN实现的双层调度框架,上级DQN从长期性能出发决定临时优化目标,下级DQN根据优化目标决定当前任务的调度策略。仿真结果表明,与传统的深度学习方法以及部分处理动态调度问题的启发式方法相比,所提方法能够在降低常规任务破坏程度的同时提升紧急任务总收益。 展开更多
关键词 中继卫星网络 任务调度 深度强化学习 多目标优化 动态调度
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中继卫星支持航天发射星/箭天线指向算法研究
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作者 王良 敦怡 闫雪飞 《无线电工程》 北大核心 2023年第10期2445-2450,共6页
近年来商业航天发展迅速,中继卫星(Tracking and Delay Relay Satellites,TDRS)凭借其成本低、可快速部署等优势,已成为商业航天火箭发射测控系统的重要组成部分,且已多次应用于火箭发射。以TDRS支持航天发射为具体应用场景,研究卫星天... 近年来商业航天发展迅速,中继卫星(Tracking and Delay Relay Satellites,TDRS)凭借其成本低、可快速部署等优势,已成为商业航天火箭发射测控系统的重要组成部分,且已多次应用于火箭发射。以TDRS支持航天发射为具体应用场景,研究卫星天线指向火箭和箭载终端天线指向卫星的算法模型,基于Matlab将算法进行可视化实现。所提指向算法可以根据TDRS定点位置和火箭发射参数,计算TDRS和火箭天线指向结果,快速获取测控任务双向可视弧段,缩短TDRS支持航天发射测控任务响应时间。 展开更多
关键词 航天发射 中继卫星系统 天线指向算法
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中继卫星S频段多址系统应用服务模式 被引量:14
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作者 孙宝升 耿淑敏 +2 位作者 尹曙明 高坚 史西斌 《飞行器测控学报》 CSCD 2016年第1期1-9,共9页
通过深入分析TDRSS(Tracking and Data Relay Satellite System,跟踪与数据中继卫星系统)多址业务的主要能力、业务类型以及服务对象,概括总结出了TDRSS多址业务的2种应用服务模式,即周计划模式和按需接入模式。在此基础之上,设计了我... 通过深入分析TDRSS(Tracking and Data Relay Satellite System,跟踪与数据中继卫星系统)多址业务的主要能力、业务类型以及服务对象,概括总结出了TDRSS多址业务的2种应用服务模式,即周计划模式和按需接入模式。在此基础之上,设计了我国中继卫星SMA(S-band Multiple Access,S频段多址系统)的预分配服务模式、周计划服务模式和按需接入服务模式等3种应用服务模式。针对这些,建议:低速测控及数传需求的用户平台在安装S频段中继终端时,考虑兼容S频段单址和多址业务;用户中心S频段低速测控及数传服务尽可能使用SMA;用户在单独使用返向SMA资源时,必须确保中继终端处于开机状态,并指向中继卫星。 展开更多
关键词 跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS) 中继卫星(TDRS) 相控阵天线 多址接入 按需接入 服务模式
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我国跟踪与数据中继卫星星间链路通信频段选择研究 被引量:2
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作者 陈明章 赵恩惠 冯达武 《空间电子技术》 2000年第2期15-19,共5页
文章从国内用户需求、国际发展趋势、转发器和天线研制难度、仪器及元器件配套等方面,对我国中继卫星星间链路的频段选择进行了研究,并提出了相应的建议。
关键词 星间链路 通信频段 数据中继卫星 跟踪中继卫星
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数读“天链”:一文了解中国“数据中继卫星天团” 被引量:1
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作者 范晨 陈小群 +1 位作者 刘爱冬 骆嘉馨 《国际太空》 2022年第8期7-10,共4页
2022年6月5日,神舟十四号载人飞船出征太空,电视直播中传出“天路前、返向链路正常,天路跟踪正常”的口令,“天链”数据卫星中继系统为我国载人航天工程提供可靠稳定的天基测控与数传服务。7月13日,随着天链二号03星发射成功,我国第二... 2022年6月5日,神舟十四号载人飞船出征太空,电视直播中传出“天路前、返向链路正常,天路跟踪正常”的口令,“天链”数据卫星中继系统为我国载人航天工程提供可靠稳定的天基测控与数传服务。7月13日,随着天链二号03星发射成功,我国第二代中继卫星系统完成三星组网。中国空间技术研究院“天链”中继卫星系统研制团队将多条高速“天路”编织成了一张多重覆盖的高速“天网”。 展开更多
关键词 电视直播 载人航天工程 数据中继卫星 中继卫星系统 多重覆盖 返向链路 天基测控 天路
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中继卫星天线指向控制策略研究 被引量:30
13
作者 孙小松 杨涤 +1 位作者 耿云海 杨旭 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期376-380,共5页
首先根据中继卫星系统中中继卫星跟踪用户星的要求,定义了中继卫星天线坐标系,推导出了中继卫星天线对用户星的跟踪规律,通过该跟踪规律可以推出中继卫星跟踪用户星时天线方位和俯仰轴转角,为了保证中继卫星与用户星之间的通信,中继卫... 首先根据中继卫星系统中中继卫星跟踪用户星的要求,定义了中继卫星天线坐标系,推导出了中继卫星天线对用户星的跟踪规律,通过该跟踪规律可以推出中继卫星跟踪用户星时天线方位和俯仰轴转角,为了保证中继卫星与用户星之间的通信,中继卫星单址天线需要精确的指向用户星;然后详细描述了天线指向控制概念,并且设计了星上自主控制方案,星上自主控制方案由捕获和自动跟踪模式组成,一方面设计了天线捕获过程,另一方面对自动跟踪模式的天线步进逻辑进行了合理选择;最后根据推导的跟踪规律,以不同轨道的用户星作为跟踪目标,对所设计的天线指向控制系统进行了数学仿真,并且通过对仿真结果的分析验证了中继卫星单址天线指向性能。 展开更多
关键词 中继卫星 用户星 单址天线 星上自主控制 捕获模式 自动跟踪
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国外跟踪与数据中继卫星一瞥
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作者 王景泉 《国际太空》 1997年第10期25-26,共2页
关键词 国外 跟踪中继卫星 数据中继卫星
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中继卫星对目标的跟踪规律研究 被引量:15
15
作者 聂润兔 荆武兴 +1 位作者 徐世杰 邵成勋 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第5期5-7,共3页
分别导出跟踪与数据中继卫星对中(低)轨道航天器以及地面站的跟踪规律,利用该规律可确定中继卫星大型机动天线相对于轨道坐标系的期望跟踪角和跟踪角速度,进而可用于卫星系统的跟踪和指向控制律设计,最后给出数值算例以验证导出规... 分别导出跟踪与数据中继卫星对中(低)轨道航天器以及地面站的跟踪规律,利用该规律可确定中继卫星大型机动天线相对于轨道坐标系的期望跟踪角和跟踪角速度,进而可用于卫星系统的跟踪和指向控制律设计,最后给出数值算例以验证导出规律的正确性。 展开更多
关键词 中继卫星 跟踪规律 运动目标 TDRSS 指向控制律
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中继卫星调度问题的CSP模型 被引量:28
16
作者 方炎申 陈英武 顾中舜 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期6-10,共5页
中继卫星在地球同步静止轨道上运行,既能直视中、低轨道用户航天器,又能直视地面站,是沟通用户航天器与地面站的桥梁。中继卫星调度问题是一类非常重要的调度问题。基于约束满足理论,通过分析中继卫星调度问题的特点与约束条件,建立了... 中继卫星在地球同步静止轨道上运行,既能直视中、低轨道用户航天器,又能直视地面站,是沟通用户航天器与地面站的桥梁。中继卫星调度问题是一类非常重要的调度问题。基于约束满足理论,通过分析中继卫星调度问题的特点与约束条件,建立了中继卫星调度问题的CSP模型。利用卫星工具箱STK进行模拟仿真,对CSP模型进行了求解。结果表明,所建立的CSP模型是合理的。 展开更多
关键词 跟踪与数据中继卫星系统 活动 资源 约束满足问题 STK
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用户星对中继卫星的跟踪规律研究 被引量:14
17
作者 孙小松 杨涤 +1 位作者 杨旭 翟坤 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期41-45,共5页
根据中继卫星系统中用户星跟踪中继卫星的要求 ,定义了用户星天线坐标系 ,推导出了用户星天线对中继卫星的跟踪规律。通过该跟踪规律可以推出用户星天线跟踪中继卫星的跟踪角度、角速度和角加速度。同时 ,在给定系统一定初始条件的情况... 根据中继卫星系统中用户星跟踪中继卫星的要求 ,定义了用户星天线坐标系 ,推导出了用户星天线对中继卫星的跟踪规律。通过该跟踪规律可以推出用户星天线跟踪中继卫星的跟踪角度、角速度和角加速度。同时 ,在给定系统一定初始条件的情况下 ,利用该跟踪规律分别推出了用户星最大跟踪角度和角速度与用户星轨道高度和用户星轨道倾角之间的关系。最后利用 STK(Satellite Tool Kit)对该跟踪规律进行了间接验证。 展开更多
关键词 用户星 中继卫星 跟踪规律 STK
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中继卫星资源调度问题研究现状与展望 被引量:12
18
作者 赵静 赵尚弘 +2 位作者 李勇军 王翔 赵卫虎 《电讯技术》 北大核心 2012年第11期1837-1843,共7页
随着跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的发展以及中继应用需求的增加,其资源调度成为决定系统性能的关键因素之一。分析了包括描述方法、活动与资源、约束条件等在内的中继卫星资源调度问题基本内涵,研究了目前中继卫星资源调度的数学模... 随着跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的发展以及中继应用需求的增加,其资源调度成为决定系统性能的关键因素之一。分析了包括描述方法、活动与资源、约束条件等在内的中继卫星资源调度问题基本内涵,研究了目前中继卫星资源调度的数学模型和实现算法,比较了不同数学模型和实现算法的优缺点。针对未来卫星激光和微波链路联合组网的发展趋势,提出了基于多终端-多节点及基于资源故障的激光/微波混合链路中继卫星资源调度的基本方法。 展开更多
关键词 数据中继卫星 资源调度 星间激光链路 微波 激光混合链路
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自适应遗传算法的数据中继卫星光网络资源调度算法 被引量:10
19
作者 赵卫虎 赵静 +3 位作者 赵尚弘 李勇军 董毅 李轩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1311-1316,共6页
以数据中继卫星光网络系统资源、任务和约束条件为参量,以任务对资源的选择为优化对象,提出了一种基于自适应遗传算法的数据中继卫星光网络资源调度算法。综合考虑多中继星、多时间窗口、多光学天线以及任务优先级要求,建立调度模型;采... 以数据中继卫星光网络系统资源、任务和约束条件为参量,以任务对资源的选择为优化对象,提出了一种基于自适应遗传算法的数据中继卫星光网络资源调度算法。综合考虑多中继星、多时间窗口、多光学天线以及任务优先级要求,建立调度模型;采用"当前任务调度时间的确定"和"后续任务可见时间窗口的更新"的调度操作,对不同资源的任务集合进行调度安排并实现了可见时间窗口的动态更新,获得调度任务的总权值并将其作为参量计算适应度值,最后通过改进的自适应遗传算法对不同调度方案进行寻优。以3颗中继星、12颗用户星,6个光天线,60个任务为条件设置了仿真场景,仿真结果表明该算法在收敛速度、调度效率方面具有优势,适应于多任务、多天线的数据中继卫星光网络系统资源调度。 展开更多
关键词 数据中继卫星光网络 资源调度 时间窗口更新 自适应遗传算法
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激光链路中继卫星系统网络设计及性能分析 被引量:9
20
作者 陈二虎 刘颖 +1 位作者 刘璐 程洪玮 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2778-2782,共5页
随着卫星激光通信技术的发展,激光链路中继卫星系统将成为未来天基信息系统的骨干网。首先设计了一种"2颗国土星+2颗境外星"的网络架构,然后借助地面程控交换技术分析方法,定义了光网络性能指标,最后仿真了激光链路中继卫星... 随着卫星激光通信技术的发展,激光链路中继卫星系统将成为未来天基信息系统的骨干网。首先设计了一种"2颗国土星+2颗境外星"的网络架构,然后借助地面程控交换技术分析方法,定义了光网络性能指标,最后仿真了激光链路中继卫星系统的网络性能。仿真结果表明,当每颗用户卫星通信业务量为0.2 Erl、接入损失概率要求不大于0.2、链路利用率不小于0.6的情况下,激光链路中继卫星系统的12条接入链路可以支持50颗用户卫星接入。 展开更多
关键词 卫星光通信 中继卫星 网络设计 性能分析
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