LEO网络中卫星切换的动态概率路由优化策略

在LEO卫星网络中,卫星切换方案需要在保证最小切换延时的同时,合理地使用网络资源,因此应该合理选择卫星切换中路由优化的触发条件。本文在综合考虑卫星切换中消耗的网络资源,包括带宽资源和信令资源的前提下,提出动态概率路由优化方案。指出在卫星切换中,为了达到对网络资源的有效使用,路由优化概率应该随LEO星座结构,呼叫带宽,业务分布等网络参数不同而动态变化。

一种基于演化博弈的低轨卫星切换算法研究

近年来利用低轨卫星组网提供全球覆盖的移动通信成为行业发展和研究的热点,低轨卫星角速度大,单颗卫星无法为用户提供持续的服务,用户需要根据卫星的通信覆盖范围不断切换接入新的卫星才能确保持续通信.针对大量用户同时切换,且有多颗卫星可以提供接入服务的场景,提出一种基于演化博弈的低轨卫星群组切换算法.根据用户的网络满意度、带宽价格满意度以及所需的带宽进行分组,由簇头决定同组用户在切换时的接入卫星,卫星为了保障负载能力和确保收益会调整带宽的价格,影响簇头的接入决策.通过建立用户与卫星的演化博弈模型,利用博弈达到均衡状态,实现用户和卫星的效用最大化.仿真实验表明了算法的有效性和稳定性,该算法可为未来全球低轨卫星移动通信的用户切换提供参考.

基于可变仰角阈值的低轨道量子卫星切换策略及性能分析

为了解决低轨道量子卫星之间的切换问题,根据量子卫星和地面站的连线与水平面之间夹角即仰角的变化,通过对该仰角的实际测量,提出基于可变仰角阈值的低轨道量子卫星切换策略。在达到最小仰角阈值时,地面服务中心发出切换指令,将对地服务卫星切换到下一颗量子卫星,使得星地量子通信保持连续。在此根据仰角大小的不同,分析仰角对卫星通信中量子态生存函数、信道误码率及信道容量的影响,建立它们之间的定量关系。仿真结果表明,当仰角θ=20°和θ=70°时,自由空间量子态生存函数、信道误码率及信道容量分别为0.56,0.033,0.5和0.92,0.012,0.97,由此可见,仰角大小对量子卫星通信性能有显著的影响。因此,为了保证卫星切换的成功率,根据对不同通信性能的要求,应自适应调整卫星的仰角阈值。

卫星移动通信网络切换算法的研究

低轨卫星移动通信网络在实现全球移动通信方面具有很大优势。切换方案对于控制低轨卫星网络通信时延,提高卫星网络服务质量和链路带宽资源利用率具有重要意义。深入分析了星地链路切换和重计算路由问题,提出了一种低轨移动通信卫星链路切换算法。仿真实验表明,提出的卫星链路切换算法有较小的端到端时延、较好的稳定性和可定制性。

低轨卫星网络支持飞机用户的切换管理算法

为解决低轨道卫星通信系统支持高速飞行的飞机用户无缝接入问题,基于动态多普勒频移技术,提出一种支持高速飞机用户的卫星网络切换管理算法。在分析低轨道卫星网络覆盖地面低速用户特性的基础上,针对飞机用户高速运动和卫星自身高速移动的特点,就处于低轨卫星覆盖下的飞机用户进行星间切换的管理算法深入分析,对算法原理及切换过程进行详细的阐述,并通过建立数学模型推导出飞机用户发生卫星切换的时刻和位置的数学表达式。最后,以类Teledesic系统为例,就该算法中切换门限值的选取对卫星系统性能及服务质量的影响进行仿真分析,证明了该算法的有效性。

基于纠缠度计算的低轨道量子卫星通信切换算法

为了解决低轨道(Low earth orbit,LEO)量子卫星通信的越区切换问题,提出了基于纠缠度计算的量子卫星通信切换算法。在卫星与终端距离和量子噪声的作用下,得出了环境与量子系统消相干后两粒子系统的纠缠度,并且系统始终选择与终端纠缠度最大的卫星进行切换。仿真结果表明,LEO卫星在700 km和1400 km轨道上在一定纠缠度下的切换成功率可达到95%以上,这很好地实现了量子卫星的平稳切换,对于构建未来全球量子通信系统及其标准的制定有着重要的技术支撑作用。

低轨卫星星座星际链路后向切换的时延指标

设计高效的卫星星间链路切换协议是LEO卫星网络设计中的一个重要问题 ,卫星切换协议必须保证为移动终端用户提供无缝连接 ,也就是切换速度足够快 ,对系统性能影响尽量小的切换策略。针对LEO网络卫星的星间链路切换 ,提出了后向切换策略 ,详细定义了后向切换方式的信令交换过程 ,从理论上分析了后向切换对切换时延和端到端时延的影响。通过系统的仿真 。

移动卫星网络中基于最小费用的切换算法

对于移动卫星网络,合理的星地链路切换方案需要在保证最小切换时延的同时,能够最优地使用网络资源。该文通过引入业务的中断概率和费用模型,给出了切换过程中重路由的最优触发条件,提出一种基于最小费用的切换(SMCH)算法。该算法可在保证切换业务通信的连续性和时延等指标不被破坏的基础上,通过适当的触发重路由来降低切换费用。仿真表明该算法在保证切换业务的QoS,降低切换费用以及适应性、灵活性等方面都优于同类切换算法。

LEO卫星网络动态混合卫星切换策略

LEO卫星网络切换协议中的路由选择策略应当综合考虑路由本身优化性,路由计算复杂性,路由更新的信令代价。提出适合LEO网络卫星切换要求的动态混合路由选择策略(DHRS:DynamicHybridRouteSelection),即发生卫星切换时,由卫星节点根据移动终端用户切换前所处位置和切换前路由表等信息,为移动终端选择合适的路由。

LEO卫星网中MPLS协议体系及其实现方案

由于卫星网拓扑时变的特性,使得现有的多协议标签交换(MPLS)技术难以在卫星网中有效地运行。以铱(Irid ium)系统为例,首先分析低轨卫星网(LEO)中星际链路的变化情况。针对卫星网具有频繁断接性和传输大时延等特点,将基于MPLS技术的LEO卫星网系统进行功能模块的划分,并重点对MPLS协议中的标签设计、信令协议选择、标签交换路径(LSP)的切换等问题进行仿真,同时提出相应的改进方案。

卫星网络组网关键技术

随着科学技术的发展,卫星网络在通信技术方面发挥的作用越来越重要,卫星网络组网关键技术的研究越来越受到学术界与工业界的重点关注。从卫星网络研究的背景与意义出发,比较了卫星网络包括同步卫星网络与低轨卫星网络的优缺点,详细介绍了几种典型的低轨卫星星座网络,分别从卫星切换、路由、卫星网络虚拟化三个方面分析了卫星网络组网的研究现状、存在问题与发展趋势,最后,对卫星网络组网关键技术的研究进行总结与展望。

我国移动卫星通信网的系统接续过程

系统的正常接续是建立通信的首要前提，本文结合我国移动卫星通信网的预研工作，提出了对我国移动卫星通信系统接续过程的初步考虑。

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。

沙尘暴背景下基于最优纠缠度的双卫星星地链路切换策略

在量子卫星通信过程中,量子卫星与地面接收机之间的星地链路会受到雨雪、沙尘、雾霾、电离层等自然因素的影响,导致通信质量降低。然而,有关沙尘暴背景下量子卫星星地链路切换策略的研究鲜有报道。为了降低沙尘暴对星地链路切换的影响,提出了基于最优纠缠度的双卫星星地链路切换策略。通过建立沙尘暴各项参数与星地链路纠缠度的关系,分析了沙尘扩散模式指数、沙尘粒子半径、观测高度和沙尘灾害系数对链路纠缠度的影响。根据沙尘背景下的星地链路纠缠度,提出了一种新的切换策略,即在当前双卫星为一个地面用户服务的情况下,从多个备选卫星中选择一颗纠缠度最大的卫星作为链路将要切换的最优目标卫星。仿真结果表明,沙尘扩散模式指数、沙尘粒子半径、观测高度和沙尘灾害系数均会对链路纠缠度产生明显的影响,所提出的基于最优纠缠度的双卫星星地链路切换策略可以降低沙尘暴对纠缠度的影响,且在切换的过程中没有链路中断现象。因此,采用最优星地链路纠缠度的切换策略,能够有效提高链路通信质量。

基于GA-SA的低轨星座传感器资源调度算法

针对基于低轨预警系统的多目标跟踪,提出了兼顾跟踪精度与系统效率的传感器资源调度算法。首先,建立了目标跟踪模型。然后,以调度周期内后验克拉美-罗下界(posterior Cramer-Rao lower bound,PCRLB)变化率、卫星切换率为指标,建立了传感器调度的混合整数规划模型,在此基础上,采用遗传(genetic algorithm,GA)-模拟退火(simulated annealing,SA)混合算法对调度模型进行优化求解,提高了对解空间的搜索能力与求解速度。最后,仿真试验表明本文调度模型的正确性与GA-SA混合优化算法的有效性。