面向高轨卫星的探测集群接入机制设计

摘要

利用高轨卫星高效回传集群探测数据以获取决策优势,是现代战争中不可或缺的一环。为实现探测数据近实时传输,集群卫星接入响应时间需要进一步缩短。面向集群规模扩展、高轨卫星通信链路较长且时断时续场景,针对现有接入机制在单次接入时延较大情况下仍需反复冲击重传问题,提出一种基于编队维护信息的探测集群编队非正交接入(FMI-NOMA)机制。该机制利用集群节点间可交互特性,采用选举算法汇聚信息以降低同时接入节点数量;结合功率域非正交技术,在避免大量节点反复尝试接入卫星的同时,提升节点接入成功概率,实现集群高轨卫星接入性能提升。综合考虑集群节点数量、编队链路与星地链路中断率等因素,建立接入时延与资源效率性能分析模型及资源效率最优化模型,分析优化单次接入节点数量与维护次数等机制参数。仿真结果表明,FMI-NOMA机制相较于竞争解决的多样性时隙ALOHA(CRDSA)机制及改进的CRDSA3机制,资源效率提升了约45%、接入时延降低了约12%,在编队规模扩展、星地链路时断时续的高轨卫星接入场景下更具优势。