故障相桥臂转移接地消弧装置直流侧电压控制方法

为解决传统三相直挂式柔性消弧装置非故障相桥臂承担线电压的问题,提出一种故障相桥臂转移接地的消弧方法。该方法通过开关控制故障相桥臂转移接地,母线电压由故障相桥臂与非故障相桥臂共同承担,三相桥臂共同输出电流,以实现消弧。针对级联H桥直流侧需独立供电的问题,提出分布式电压平衡换流调制方法。该调制方法根据H桥输出状态和电流方向对直流侧电容充放电的影响,有选择地改变H桥的输出状态,进而实现直流侧电压的稳定。使用该调制方法的消弧装置无须在直流侧配备独立供电电源,在消弧过程中能保持H桥直流侧电压稳定。最后,采用Matlab/Simulink仿真软件对所提方法进行验证,仿真结果证明了所提方法的有效性。

基于马尔科夫模型的双站激光微波混合链路性能分析

针对气象变化对自由空间光(Free Space Optical,FSO)通信链路和毫米波射频(Radio Frequency,RF)通信链路可用率的影响问题,采用马尔科夫建模与稳态概率求解计算方法,分析不同天气条件下FSO/RF混合链路的双接收站分集与中断概率性能.基于FSO链路和RF链路的信道模型,采用有限状态马尔科夫链(Finite State Markov Chain,FSMC)分别对单双站FSO/RF混合链路的切换选择进行建模,推导得出不同参数和天气情况下系统稳态的中断概率表达式.数值计算结果表明,当中断概率达到10^(-6),雨雾天气链路距离为1~7 km时,双站FSO/RF混合链路相比单站可获得4~25 dB的增益.

海洋卫星星地链路时间窗口快速计算方法

针对现有计算海洋卫星星地链路时间窗口方法存在的计算效率低或结果精度低的问题,文章提出了一种基于轨道过滤的星地链路时间窗口快速计算方法。该方法通过快速过滤掉任务周期内不可能进入地面对卫星可视范围的轨道弧段,来计算剩余弧段的星地链路时间窗口。在保证高精度计算结果的同时,避免了冗余计算,提升了计算效率。经专业仿真软件验证,结果表明:该方法的星地链路时间窗口计算精度为毫秒量级,计算效率提高了99.4%,可以有效解决传统方法计算效率和结果精度无法兼顾的问题,可应用于数传资源调度和任务规划等航天任务中。

中国空间站的微波星地时频比对技术及其初步试验验证和分析

高精度时频比对是现代科学技术的核心需求之一.然而,现有的技术受限于比对系统测量水平和链路系统误差处理算法,严重限制了时间比对性能的提升.针对这些问题,本研究搭建了基于中国空间站的高精度星地微波时频比对系统,并提出了一种基于双向测量的空间站-地面时频比对技术(三频模式),包括了对各项链路系统误差精细化建模新方法.通过对不同星地时频比对场景的仿真模拟发现,在配置高精度原子钟(10^(−15)~10^(−17))进行星地时频比对的场景下,经过本文算法优化后的比对长期性能仍可达与原本星地时钟相近的性能.利用中国空间站所搭载的氢钟与地面氢钟进行初步比对试验结果表明,在300 s可视弧段内的空间站-地面时间比对精度可达到10.77 ps,相应的ADEV(Allan DEViation)达到9.9921×10^(−14)@100 s,与仿真模拟结果大致吻合.本研究可为精密时频同步技术提供了新的理论依据和技术参考.

电缆交叉互联换位失败缺陷分析及应对措施

在输电电缆运检工作中,曾出现由于同一个交叉互联单元中2个交叉互联箱内铜排排列方式不同而导致的交叉互联换位失败缺陷。这种缺陷导致接地环流大幅上升,影响电缆线路的供电可靠性。在理想条件下,根据交叉互联换位失败缺陷下的交叉互联单元示意图,用相量法分析回路感应电压,研究这种缺陷导致环流超标的原因,并进一步利用ATP-EMTP软件进行仿真,直观展示非理想条件下交叉互联换位失败缺陷会造成的影响。通过改变交叉互联箱内接线柱的位置或增加绝缘挡块的方式,有效避免交叉互联换位失败。

Starlink星地链路性能仿真分析与启示

Starlink低轨卫星星座发展迅速,在民用和军事上具有广泛的应用前景。首先总结梳理了Starlink卫星的空间段和地面段、频率规划和通信机制等基本情况,并通过理论和仿真分析表明Starlink用户终端具有比传统用户终端更好的品质因数,最大误码率为2.6×10-6量级;其次通过分析端星切换策略及性能得到,Starlink已可实现对服务用户的不间断无缝连接,但存在切换频繁、信令开销大的问题;再次分析了导致用户速率波动的几个因素;最后从轻量化传输协议、去中心化网络架构、混合切换策略和系统资源分配等方面给出了针对我国低轨互联网建设的几点思考。

美军Link-16数据链在近距空中支援作战中应用研究

近距空中支援作战在现代战争中的地位日益凸显,通过战术数据链网络为CAS任务提供高效的战场态势、指挥引导、空地协同等信息交互能力,能够缩短CAS任务从发起到打击所需时间、提高打击精度和效率,成为美军发展的重点的方向。本文以Link-16战术数据链为切入点,结合近距空中支援作战流程,对美军CAS作战中Link-16数据链的组网应用和信息交互进行研究。

NEW DYNAMIC SLOT ASSIGNMENT SCHEME OF SELF-ORGANIZED TDMA VHF DATA LINK

According to the analysis of the very high frequency (VHF) self organized time division multiple access (S TDMA) aviation data link, a new dynamic slot assignment scheme is proposed in this paper, which adopts variable data frame structure and can eliminate the effect of the idle slot on message delay. By using queue theory, the analysis models of the new scheme and previous scheme are presented, and the performance of message delay and that of system throughput are analyzed under two schemes. The simulation results show that the new scheme has a better performance than the previous one in the message delay and system throughput.

雷暴云背景下星地量子通信链路多参数融合寻优策略

为降低雷暴云对星地量子通信链路的影响,提出了一种基于多参数融合的星地量子通信链路切换策略。仿真分析了雷暴云中大气带电粒子浓度和观测高度对量子纠缠度、信道容量以及链路误码率之间的关系。将量子纠缠度、信道容量、链路误码率这三个参数进行加权并利用该加权因子的阈值来寻找当前时刻最优卫星接入星地量子通信链路中。仿真结果表明,使用参数加权融合因子来进行链路切换可以提高切换的成功率,并改善切换过程中掉话率高的问题。因此,采用参数加权融合因子来进行链路切换,对星地量子通信链路的可靠性有明显改善。

面向未来星地激光骨干链路可靠组网的云预测技术研究

为解决星地骨干链路组网过程中,激光链路因受到云层干扰而出现的阻塞、中断等影响通信质量的问题,提出了一种基于随机森林算法的云预测技术,训练出高准确率、高提前量的预测模型。预测模型以随机森林为基本算法,与云量相关的气象参数集合为数据集,经过基本模型搭建、两轮超参数优化三个步骤,可以有效提高模型预测准确率。实验结果表明,对有云无云情况的预测准确率达到90%以上,而加入了预测模型的组网系统可以有效降低链路中断次数,提高链路容量。

导航星间链路体制星地时间同步性能及其相关因素分析

利用北斗组网星座资源,将导航体制星间链路技术应用于星地时间同步是一种较好的远程高精度时间传递方法。星地时间同步通过双向单程测量能够抵消大部分信道误差,从而提高测量精度,但仍存在因部分上下行路径不一致所引起的残留误差,影响最终时间同步性能。本文主要介绍星地时间同步的基本原理,给出时间同步过程中主要误差修正方法,重点分析轨道先验信息对时间同步性能的影响,并利用不同精度的轨道对星地实测数据进行分析和验证。结果表明,采用北斗广播星历与精密星历解算的星地钟差拟合残差RMS值均优于0.1 ns,当轨道信息叠加一定程度的随机误差时,通过平滑处理的方法可以进一步提高时间同步精度。本文可为星地实现高精度时间同步提供一定的技术参考和积累。

中继卫星地面站前向链路瞬时畸变信号抓取系统设计与实现

针对中继卫星地面站前向数传链路闪断,常规手段难以检测的问题,提出了基于多参量触发的瞬时畸变信号时域波形抓取方法,设计并实现了瞬时畸变信号抓取系统。结合地面站前向链路实际,设计了抓取系统应用模式,通过测试,验证了系统对链路瞬时畸变信号具有精确抓取能力,为前向链路闪断故障定位和机理分析提供了准确有效的数据支撑,有效解决了瞬时畸变信号的准确快速抓取问题,可应用于同类地面站上、下行链路设备的故障诊断。

一种低轨卫星星地链路评估系统的设计

低轨卫星移动通信是无线通信未来的主要发展方向之一。对低轨卫星星地链路特性的研究,可有效提高系统容量和组网应用效率,也迫切需要建立真实可信的实验验证平台。文章以低轨卫星通信系统星地链路验证及评估为目标,从低轨卫星星地链路特点出发,分析星地链路评估中关键指标,设计低轨卫星星地链路实验验证平台,可满足低轨卫星通信系统星地链路质量的评估要求,为低轨卫星移动通信系统的体制、组网协议等各类设计提供支撑。

无人机系统地空信道建模与仿真

无人机广泛应用于军事和民用领域,而无人机通信更是未来移动通信发展的方向之一。区别于有人机通信,无人机通信的应用环境复杂多样,这也就是决定其地空信道更为复杂多变。在分析无人机无线链路特性的基础上,归纳了无人机水面、山地、城市和近郊地区等典型应用场景下的地空信道衰落特性,构建了信道大尺度和小尺度衰落的数学模型,并且给出了莱斯因子、信道阶数、最大时延扩展等关键信道参数,并仿真分析不同应用环境下OFDM和HMCT两种调制方式的无人机通信系统性能。经仿真验证,两种调制方式都表现出较好的误符号率性能,而HMCT调制的抗无线信道衰落损伤能力更优。

无人机地面控制站软件通用化研究

无人机地面控制站作为无人机系统的核心,主要功能包括任务规划、飞行监视与控制、任务载荷监视与控制、链路监视与控制、综合数据管理和情报分发等。经过多年建设,我国无人机地面控制站运用体系已初步形成,但仍然存在各型号无人机地面控制站不通用的问题。软件系统是地面控制站的核心,同样面临如何实现通用化的问题,通过分析地面控制站的软件通用化技术途径,利用“通用模块+专用模块”的设计思路,建立基于数据分发服务(DDS)的地面控制站软件架构,给出一种通用的软件模块划分方法。按照该种设计方法基本可以实现地面控制站软件通用化,再结合地面控制站硬件通用化设计,能够推动地面控制站通用化发展。

一种优化空天地一体化网络吞吐量算法

为提高空天地一体化网络的吞吐量,提出基于强化学习的链路优化算法(reinforcement learning-based link optimization, RLLO)。RLLO算法以近地轨道卫星为基站提供回程链路。同时,RLLO算法通过管理无人机和微基站的资源以及优化无人机(unmanned aerial vehicles, UAV)的轨迹,提升吞吐量。先建立优化回程链路和接入链路的目标问题,再利用多臂老虎机的强化学习工具求解目标问题。仿真结果表明,相比于同类的基准算法,RLLO算法提高了吞吐量和用户端的可达速率。

星地链路建模与分析

卫星网络技术以其独特优势成为研究热点,本文以卫星地面链路作为研究对象,对星地链路进行深入分析,细致刻画链路特性,在此基础上归纳星地链路延时的构成因素,从固定延时、可变延时和突发延时3个方面考虑,建立了时变的星地链路延时模型.详细分析了链路中影响误码率的各种损耗和噪声源,建立了基于卫星链路功率预算的链路误码率模型,基于给定的星地链路场景对延时和误码率模型进行了对比验证.结果表明本文提出的延时模型能够更细腻地刻画星地链路的延时,更精细地反映链路延时的变化特性;误码率模型考虑的因素更加全面,能够更真实地刻画星地链路的误码特性.两个模型可以作为卫星链路分析和设计的一个有效辅工具.

基于空地数据链的飞机状态监控系统的实现

飞机状态监控系统 (ACMS)通过得到机载设备的各种参数实现对飞机状态的监控。对比其它各种监控方式 ,采用空地数据链方式将机载设备与地面处理系统结合起来 ,实现了对飞机的实时跟踪和在线监控。同时 ,通过对航空公司繁杂机队和报告协议的分析 ,合理设计了地面处理系统 。

崩落法和充填法联合开采在金山店铁矿的应用研究

随着国家对土地资源和环境保护的日益重视以及征地搬迁费用的增加,同区段崩落法和充填法联合开采得到越来越多的金属矿山企业的青睐。以金山店铁矿为例,采用理论分析、数值模拟等方法对该开采方法可行性进行了验证,并给出了采场优化布置方式和地表控制效果分析,以及2种开采方法之间衔接层的安全厚度。

甚高频空地数据链的通信链接控制模式分析

通信链接控制模式与甚高频 ( VHF)空地数据链的性能、系统容量和系统冗余度密切相关 ,采用嵌入式马尔可夫模型 ,详细分析了目前正在使用的两种典型的通信链接控制模式对空地数据链性能的影响 ,进行了计算机仿真 ,对分析结果进行了比较研究 ,并以此提出一种有效的新型通信链接控制模式。