摘要：天基自组织网络是一种大时空尺度的复杂网络,具有节点数量庞大、组成复杂、星间拓扑结构高动态变化等特点。为保证网络信息传输的连续性,亟需设计一种能够尽量减少重路由的出现,并对网络故障情况及时给出准确响应的天基自组织网络路由协议。针对现有卫星路由算法使用的源端重路由方法中存在的时延大、丢包率高的问题,提出一种天基自组织网络分布式抗毁路由算法,以最小化端到端时延为约束求解最优路径,并通过断点续传的方法可以在失效节点处重新探测一条到达目的节点的路径。仿真结果表明,在节点可能失效的场景中,该算法以少量控制开销为代价,可以获得较好的数据传输率和时延性能,保证了路由的可靠性和抗毁性。

摘要：通信安全保密工作,关系到国家的安全和利益,为了提高卫星通信的防窃听安全性,在多帧聚合安全编码基础上,本研究探究编码层级的优选方案,提出了一种基于多帧聚合编码层级动态跳变的安全协议设计。本方案设计安全编码模块由编码层级动态跳变的方式实现,跳变信息包含在通信的数据帧中,避免了通信双方的编码密钥管理,同时增加了窃听方破解信息的难度,提升系统安全性能。最后结合卫星通信DVB协议研究背景,探究安全协议的兼容性。

摘要：非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)星座系统间频率干扰分析通常采用链路级指标判断有害干扰,但难以评价多链路星座系统整体受干扰程度。针对此问题,设计了系统级容量损失指标评估星座系统间同频干扰程度,并对混合构型NGSO星座系统间容量损失概率分布进行了建模仿真。在典型星座共存场景下,若大规模星座主动采取空间隔离干扰规避措施,最大系统容量损失将从35%降低为0;若小规模星座主动采取相同规避措施,最大系统容量损失将从78%恶化为100%。结果表明,随着星座规模增大,主动规避措施可有效缓解频率干扰带来的容量损失,反之当星座规模减小,主动规避措施会增加链路中断风险,造成系统容量恶化。最后,针对性提出了适用于不同规模星座的干扰规避策略建议。

摘要：低轨宽带卫星互联网具有大带宽、低时延、高弹性等空间网络通信优势,使得低轨卫星网络在垂直行业的应用拓展成为研究热点。在研究电力行业应用需求的基础上,针对电网建设、电网运行和应急救援3个核心业务,提出基于低轨宽带卫星互联网的电网业务应用方案,给出低轨卫星网络的系统组成和工作流程,以及“动中通”卫星终端的架构设计。基于低轨宽带试验星座系统开展“动中通”卫星终端的传输性能、连续通信和异构卫星网络业务切换测试,可为电网业务提供远距离、低时延、大容量、高可用的数据传输能力支撑,为低轨宽带卫星星座纳入新一代电力应急通信系统奠定理论与数据基础。

摘要：面向海洋应急通信需求,以国产高通量卫星为天基保障资源,设计并实现一套船载卫星Wi-Fi宽带通信系统,为海洋通信提供整体解决方案,满足海洋权益维护、海洋防灾减灾、突发事件处置等需求。

摘要：卫星有效载荷系统逐渐开始采用相控阵天线作为收发装置,由于卫星的体积和重量受限,星载相控阵天线必须朝小型化、轻量化方向发展。传统砖块式架构的ka频段64元相控阵天线的剖面高度约60~80 mm,重量约2 kg。近年来,研究人员从设计、工艺和加工等不同方向探索和研究了瓦片式的相控阵天线,期望能从设计和加工方法上减小相控阵天线体积和重量,从设计方法入手,研究了一种基于系统集成封装技术的有源相控阵天线,该天线的辐射单元材料采用微带介质板,相较于其它形式的辐射单元具有更低的剖面高度,微波射频电路被封装到低温共烧陶瓷基板内部,射频走线与辐射单元平行布局,通过高集成化设计将微波电路和天线辐射单元进行一体化组装,与传统砖块式架构的相控阵天线相比,在具有相同辐射口径的前提下,设计的天线剖面高度缩减到30 mm,重量减小到1 kg,工作在Ka频段,波束扫描宽度达到±60°。满足了减小相控阵天线体积和重量的要求。

摘要：由于星地链路与地面传播损耗特性之间的差异,卫星通信系统的频谱效率指标远低于同期的地面蜂窝系统。多波束天线技术能够实现更高效的空分复用,是提升低轨卫星通信系统频谱效率的重要手段。研究低轨卫星通信场景下的自适应波束成形及多普勒频移补偿方案。首先,基于混合波束成形架构设计一种低复杂度的波束成形方案;其次,针对多波束系统中由不同波束俯仰角带来的多普勒频移差异,提出一种多波束系统中的多普勒频移预补偿方案;最后,通过MATLAB仿真分析验证算法的有效性。

摘要：随着全球非静止轨道(non-geostationary orbit, NGSO)通信星座系统的大规模部署及应用,使用相同频率的星座系统之间存在着相互干扰的风险。NGSO系统间同频干扰概率的有效评估方法及合理评价指标是评估干扰风险及设计规避策略的基础,通过分析星座构型与地面站可视空域内卫星出现概率分布特性的关系,利用地面站接收端干扰噪声比保护阈值,建立了概率评估参数指标,并以OneWeb系统、O3b系统以及SpaceX系统为例,分析了全球范围地面站不同NGSO系统间发生有害干扰的概率分布特性。当系统间卫星出现概率分布趋同,会使有害干扰概率增加;反之,不同NGSO系统卫星在可视空域出现概率分布的较大差异会有效降低有害干扰概率。

摘要：随着运载、卫星平台、互联网星座和信息科技等不断进步,以及广域无线通信需求的不断增长,卫星的通信载荷正逐渐向大规模、多功能、复杂处理交换等方向发展,传统低效的人工设计方法已无法适应卫星数字化批产化发展趋势。提出了一种通信载荷向量化建模方法,该方法基于前向传播思想对所有链路同时进行向量化运算,并对运算结果基于链路逻辑连接关系进行压缩,最终得到了包含所有可能的链路路径组合。该方法仅以多项式级别时间复杂度便得到了通信载荷链路理论上所有可能组合,同时基于链路逻辑连接关系的压缩进一步降低了模型运算复杂度。性能分析结果表明,所提方法相比传统方法可以极大提高通信载荷数学建模效率,在数字化研制各阶段具有重要应用价值。

摘要：针对空间无人在轨服务任务中翻滚非合作航天器抵近、绕飞和避障问题,在目标特征部位本体坐标系,建立了轨道和姿态相对运动模型.设计了抵近和绕飞策略,以抵近轨迹的燃料和时间最优为目标函数,考虑规避障碍物情况,结合动力学和路径等约束条件进行轨迹规划,最后采用高斯伪谱法对连续最优控制问题进行离散转化,对转化后的非线性规划问题进行求解,得出最优路径.同时基于轨道和姿态协同的六自由度轨迹跟踪误差模型,设计了全状态反馈轨迹跟踪控制律,在相对运动姿态和轨道模型的基础上,对控制过程进行了闭环仿真验证,结果表明了姿轨耦合轨迹跟踪控制律的有效性和稳定性.