发展我国空基通信网初探

空基通信同是由航空通信系统平台和航天通信系统平台组成的一个协调统一的通信网络。它能保证军事通信系统受到敌方软硬攻击后仍有部分生存能力。本文在分析海湾战争中所采用的空基通信系统(网)以后,讨论了这种通信网的基本构成及其在未来战争中的作用,最后对如何发展我国的空基通信网提出一些建议。

空基弹性通信网络性能分析

本文针对卫星通信拒止环境下的海上编队通信网络保障需求,提出利用空中有人和无人平台构建空基移动自组织网络,保障海上编队与岸基指挥所之间的数据持续可靠传输。本文利用基于STK和QualNet的混合仿真方法建立了空基通信网络模型,在仿真场景下评估了按需距离矢量(AODV)路由协议性能,仿真结果表明空基通信网络可作为卫星通信的弹性与冗余解决方案。

空基激光通信研究进展和趋势以及关键技术

激光通信以其带宽大、保密性好、无频谱限制等特点成为构建空天地海全域网络高速通信有效技术途径。相较天基而言,搭载在气球、飞艇、无人机、飞机等平台的空基激光通信系统以其灵活性好、成本低、可维修等特点,成为高保密军用战术网络、救灾应急网络、商用低成本网络的首选。详细介绍了美国、德国、法国、中国等空基激光通信技术最新研究进展和主要项目的参数指标,总结了一对多、轻量化、高带宽等发展趋势和面临的大气信道复杂、背景噪声严重等技术挑战,提出了高动态捕跟、高密度集成、高灵敏度接收等关键技术措施,为空基激光通信技术研究和工程项目研制提供参考。

基于UAV的移动物联网远距离通信节能策略研究

针对应急移动物联网在缺少地面基站的情况下,可靠节能地远距离传输重点区域全信息的要求,本文将无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)作为空基通信平台,研究应急移动物联网应用中大规模移动物联网设备能量受限条件下的远距离通信问题,提出基于无人机的移动物联网远距离通信节能策略.首先,对该类物联网进行系统建模;其次,根据所建模型中地面设备无序立体地分散于重点区域的特点,通过优化无人机的布署位置,在提供可靠通信的同时,降低地面设备的通信耗能;再次,根据地面设备运动性能强、活动范围广的特点,通过研究无人机与地面移动设备的联合运动策略,避免无人机频繁换簇覆盖所引起的远距离移动等大运动状态变化问题,实现无人机的移动节能.最后,通过实验,从通信耗能和运动耗能两方面验证了本文所提策略的有效性.

自由空间光通信地面演示系统光束APT设计与实现

自由空间光通信将成为未来空基通信一种可行且诱人的通信手段。光束的捕获、对准和跟踪是自由空间光通信中必须解决的关键技术之一。本文对设计的自由空间光通信地面演示系统进行分析。详细论述演示系统的组成及功能，ＡＰＴ伺服系统的设计和演示实验的工作流程。最后给出实验测试结果。

设备接入受限的UAV空基应急物联网节点分簇部署研究

针对公共安全应用场景中应急物联网缺少地面基站的情况,将无人机(UAV,unmanned aerial vehicle)作为空基基站,解决应急物联网地面终端设备接入受限条件下的节点分簇部署问题。提出了一种基于按需K-means分簇方法(ODKM,on-demand K-means)的空基基站分簇部署方法。首先,通过两次聚类,按照不同无人机空基基站的设备接入能力进行基站选择与设备分簇;其次,通过求解一个松弛的非凸非线性优化模型,实现基于能效优化的无人机空基基站部署。实验结果表明,所提方法可以满足无人机基站接入能力的约束,并在均衡各簇传输能耗方面有着较好的性能,实现了地面终端设备按需接入时的通信节能。

星间光通信中振动抑制的研究

星间光通信是极具前景的空基通信方式。通信双方光束的捕获 ,对准和跟踪为星间光通信必须解决的关键技术之一。光通信终端作为卫星的有效载荷 ,受到卫星平台及空间环境的影响。本文首先概要地说明了星间光通信对准和跟踪系统的设计要求 ,分析了卫星平台振动 ,给出了典型的振动功率谱密度 ,可行的扰动抑制方法和 APT系统的设计。最后设计了跟踪子系统 ,对其扰动抑制性能进行仿真。

宽带网络SOQPSK突发波形

空基网络通信应用中,采用恒包络波形体制可以降低设备特别是功放的复杂度,因此高效的成形偏移四相相移键控(SOQPSK)信号非常适合于空基网络。但是机载通信中多普勒频移较大,在低信噪比和短突发条件下,SOQPSK相干接收机必须有精确的载波频率和相位同步才能获得较好的性能。针对低信噪比和短突发场景,提出了基于Turbo乘积码(TPC)编码的扩频SOQPSK宽带网络波形,并设计了导频与数据帧结构,利用译码器输出的软信息来改善载波同步的性能,通过迭代操作和联合解调、解扩,增强了系统的同步性能。仿真结果表明,在误码率为10-6时所需Eb/N0为3.65 d B,达到了波形设计指标要求。

空基激光通信大气湍流传输的HARQ方案性能分析

大气湍流信道所引起的激光链路信号功率随机衰落是影响空基激光链路通信质量的重要因素。针对空基激光通信链路受大气湍流影响在短时间随机衰落导致的通信性能恶化情况开展HARQ传输能力仿真和性能分析。分析了不同编码码率、重传帧结构对误码纠错性能的影响,通过调整HARQ传输策略,对误码率性能改善以及通信带宽利用率等传输性能结果进行比较。根据仿真结果可知,较精细化的重传控制以及改变纠错编码码率能够有效提高激光链路的误码纠错能力。通过平衡HARQ重传过程中的编码码率和重传帧长度,可以在不影响链路传输效率的情况下明显改善激光链路传输性能。