空间通信

摘要： 对于卫星亚毫米波甚至太赫兹收发通信系统而言,由铁磁性器件构成的环行器和隔离器是实现功率隔离、保护发射通道不受反射功率影响的关键元器件。文章基于周期性光子晶体阵列,提出一种具有良好平面集成性的新型太赫兹环行器构型;并针对星载环境的电子辐照问题,采用典型能量电子辐照分析光子晶体Si的内带电特性、环行器整体电位以及局部电场分布特性。仿真结果表明,该环行器中心频率为205 GHz时,可在3 GHz带宽内实现电磁波定向不可逆传输的电性能,带内插入损耗小于0.5 dB,且受电子辐照带电的影响较小,在卫星高集成高密度太赫兹系统中具有较大的应用潜力。

摘要： 针对空间应用设计了结构紧凑、高功率、低功耗的光纤放大器。在电学设计上,以数字信号处理芯片为核心处理器设计了泵浦源驱动控制系统,形成了输出-检测-再输出的闭环控制逻辑,通过自动功率控制保证输出稳定性,同时降低泵浦源功耗,提升电光效率。在机械设计上采用光电分离模块化设计,不仅有利于散热和保持紧凑的结构,而且实现光学部分与电学部分互不干扰,并维持整体重量低于1 kg。在光学结构上使用两级放大设计,信号光通过掺铒光纤与铒镱共掺光纤两级放大光路。实验研究了不同泵浦功率、不同光纤长度下放大器的转换效率、功耗以及光谱特性,最终实现了对1551 nm毫瓦级种子光放大至7.39 W的保偏信号输出,信噪比保持在40 dB,整体功耗不超过80 W,适用于空间通信。

摘要： 相比于地面网络,空间通信链路具有较长的延迟、频繁的中断、较高的误码率及上下行链路非对称等特性,互联网成熟的网络技术并不适用,对网络可靠传输性能的保障提出了挑战。不同于空间IP协议体系方案,针对空间通信链路特性,采用多种传输机制兼容的DTN(delay tolerant networking)协议架构。重点针对链路非对称、和信道误码率等特性,研究对保障可靠传输的TCP和LTP两种传输机制的性能制约,并给出LTP(Licklider transport protocol)机制的跨层包尺寸优化模型。基于半实物仿真平台,构建静止轨道GEO以下的空间通信场景,进行真实数据流仿真,分析链路因素对协议传输性能的影响。仿真结果表明,在近地端误码率和信道非对称比例较小的空间通信场景中,仍可以采用TCP机制保障可靠传输,但对于误码率和信道非对称比例较高的通信场景,应考虑采用LTP传输机制保障通信的有效性和可靠性。

摘要： 针对AOS空间通信系统中带宽利用率不高、无法满足业务Qos要求和吞吐量低等问题,提出一种基于NSGA-Ⅱ算法的多目标带宽与功率跨层优化分配方法.方法 综合考虑数据链路层积压队列比、信道状态、应用层Qos要求、物理层发射功率等信息,建立带宽效用函数和系统吞吐量函数,动态改变调制与编码效率并通过NSGA-Ⅱ算法求解多目标优化函数,使带宽、功率分配与系统吞吐量同时达到最优.仿真结果表明,上述方法在满足业务Qos要求下,提高带宽利用率,减少功率消耗,提升系统吞吐量,保证业务公平性,优于单目标优化方法和典型跨层资源优化方法.

摘要： 国家的基础科学、基础材料、基础元器件、新工艺的研究水平和能力制约着国防和工业领域的重要技术发展和应用。基于工程应用需求为主线,中国光学工程学会聚焦强激光研究与应用、第四代光源应用、航空与航天载荷研制与应用、大口径地基光电望远镜研制与应用、光电对抗应用、空间通信等六个应用方向需求,开展材料与元器件的技术会议。汇聚了国内光电材料与元器件方向及主要国防和工业应用领域的优秀科研团队,共同探讨新技术从实验室研究迈向工程应用中所面临的挑战及可能改进的技术措施。

摘要： https://b2b.csoe.org.cn/meeting/MCA2020.html2020年8月18~20日青岛国家的基础科学、基础材料、基础元器件、新工艺的研究水平和能力制约着国防和工业领域的重要技术发展和应用。基于工程应用需求为主线,中国光学工程学会聚焦强激光研究与应用、第四代光源应用、航空与航天载荷研制与应用、大口径地基光电望远镜研制与应用、光电对抗应用、空间通信等六个应用方向需求,开展材料与元器件的技术会议。汇聚了国内光电材料与元器件方向及主要国防和工业应用领域的优秀科研团队,共同探讨新技术从实验室研究迈向工程应用中所面临的挑战及可能改进的技术措施。

摘要： 激光是一种单向性、单色性极好的光,其在通信、医学、工业、娱乐等领域有着广泛的应用.与无线电相比,激光可以更高效地、准确地传递大量的信息.事实上,在人们观看DVD、利用光纤获得上网许可、扫描商品条形码时,都需要用到激光.本文详细介绍了激光技术的原理,深入探讨了其在通信领域的应用,以期为相关人员提供参考.

摘要： 针对空间通信中链路传播时延大、丢包率高、中继节点多的问题,在具有良好多级中继传输性能的BATS码基础上,提出一种滑动窗口传输方案,以提高空间传输的可靠性和时效性.利用小度值Batch对滑动窗口的非重叠区域进行编码传输,并采用不等滑动步长,实现了对滑动窗口的重叠部分和非重叠部分的均衡保护,使传输既具有较高可靠性,又具有较高的传输效率.仿真结果表明,在维持与传统的连续重叠滑窗相近可靠性的同时,传输效率提高约20％.

摘要： 本文提出了一种在空间通信中将喷泉编码引入到LTP协议的分层LTP协议LTP-LT.LTP-LT在LTP协议层下方增加了喷泉编译码层.在发送端对原始的LTP段进行喷泉编码,而在接收端只要接收到足够多的编码包,就能够以很大概率成功恢复出原始的信息包,避免了原始LTP协议在具有长时延、高误码率等特点的空间通信中经历的多次耗时重传.文中对LTP-LT协议和LTP协议的文件传递时延和归一化传输冗余分别进行了理论建模,并建立不同的空间通信场景,采用不同文件大小进行仿真.仿真结果表明LTP-LT协议在地月场景、文件较小时,以及在地火场景下可以有效地缩短文件传递时延,相比于LTP协议,这是以一定的传输冗余增加为代价的.

摘要： 首先介绍了空间通信分布式交换组网的定义、组成和特征,依据国情分析了中国天基综合信息网的体系架构;然后研究了面向变长分组数据的高速交换结构,展示了一项基于FPGA的分布式交换系统构建方法;其次阐述了空间IRF技术协议的特点和体系,给出了空间分布式交换网络拓扑结构典型图,总结提出了网络抗毁性的计算公式;最后展望了中国空间通信系统的发展前景.

摘要： 在近地轨道航天任务中,天地一体化综合业务传输面临着天地无线链路所带来的长时延、高误码、断续连接等挑战,针对各类业务对于空间信息传输服务质量保证的需求,本文研究了空间通信业务的特点并进行了业务分类,分析了各类空间信息传输业务的服务质量保障(Quality of Service,QoS)指标要求,设计了近地场景空间信息传输服务质量保证模型和实现方案,提出了基于令牌统筹分配机制的带宽分配策略,并利用离散事件网络通信模拟软件搭建了仿真验证平台.仿真结果表明,该模型可以满足各类空间信息传输业务的服务质量性能指标要求,适用于近地轨道航天任务综合业务的天地一体化空间信息传输.

摘要： 基于SDLS协议提出空间数据链路层安全防护框架,包括核心部分:帧结构设计;支撑部分:加密认证算法、安全联盟管理、密钥管理.通过在数据链路层采取数据保护措施,可以满足空间通信任务所需的相对高的安全级别,同时降低系统设计复杂度,也不会影响交互支持.

摘要： CCSDS Proximity-1协议是CCSDS提出的一种专门应用于近距空间的新型通信协议.本文对CCSDS Proximity-1协议的层次结构和各层功能进行了描述,对其应用现状进行了研究与分析,并对CCSDS Proximity-1协议的前景进行了展望。

摘要： 可容延迟网络（Delay-tolerant networking，DTN）是一种适用于受限环境下的网络。通过研究DTN2、ION等DTN协议的实现，本文指出采用这些实现构建实际测试平台在网络研究初期的局限性，并提出一种针对空间通信的DTN仿真器的设计方法，该方法采用了层次化、模块化的设计思路，根据该方法开发了基于NS2的DTN仿真器，提供一种灵活的、可扩展的、低成本的DTN研究工具。

摘要： 研究和积译码算法、对数似然和积译码算法,最小和译码算法,对上述译码算法的译码复杂度和译码性能进行了仿真分析和实验验证.提出了基于最小和译码算法的改进算法:偏移最小和译码算法与归一化最小和译码算法,实验表明,当偏移因子β=0.15时,偏移最小和译码算法性能达到最优,译码性能距离香农限1.25dB;归一化因子α=0.7412时,归一化译码算法的译码性能达到最优,译码性能距离香农限1.2dB.由于归一化译码算法具有优异的译码性能和合理的复杂度,可以遴选作为CCSDS近地任务LDPC的译码算法用于工程实现.并且研究了迭代次数对译码性能的影响,给出工程实现时迭代次数为10次的建议.

摘要： 研究和积译码算法、对数似然和积译码算法,最小和译码算法,对上述译码算法的译码复杂度和译码性能进行了仿真分析和实验验证.提出了基于最小和译码算法的改进算法:偏移最小和译码算法与归一化最小和译码算法,实验表明,当偏移因子β=0.15时,偏移最小和译码算法性能达到最优,译码性能距离香农限1.25dB;归一化因子α=0.7412时,归一化译码算法的译码性能达到最优,译码性能距离香农限1.2dB.由于归一化译码算法具有优异的译码性能和合理的复杂度,可以遴选作为CCSDS近地任务LDPC的译码算法用于工程实现.并且研究了迭代次数对译码性能的影响,给出工程实现时迭代次数为10次的建议.

摘要： 研究和积译码算法、对数似然和积译码算法,最小和译码算法,对上述译码算法的译码复杂度和译码性能进行了仿真分析和实验验证.提出了基于最小和译码算法的改进算法:偏移最小和译码算法与归一化最小和译码算法,实验表明,当偏移因子β=0.15时,偏移最小和译码算法性能达到最优,译码性能距离香农限1.25dB;归一化因子α=0.7412时,归一化译码算法的译码性能达到最优,译码性能距离香农限1.2dB.由于归一化译码算法具有优异的译码性能和合理的复杂度,可以遴选作为CCSDS近地任务LDPC的译码算法用于工程实现.并且研究了迭代次数对译码性能的影响,给出工程实现时迭代次数为10次的建议.

摘要： 研究和积译码算法、对数似然和积译码算法,最小和译码算法,对上述译码算法的译码复杂度和译码性能进行了仿真分析和实验验证.提出了基于最小和译码算法的改进算法:偏移最小和译码算法与归一化最小和译码算法,实验表明,当偏移因子β=0.15时,偏移最小和译码算法性能达到最优,译码性能距离香农限1.25dB;归一化因子α=0.7412时,归一化译码算法的译码性能达到最优,译码性能距离香农限1.2dB.由于归一化译码算法具有优异的译码性能和合理的复杂度,可以遴选作为CCSDS近地任务LDPC的译码算法用于工程实现.并且研究了迭代次数对译码性能的影响,给出工程实现时迭代次数为10次的建议.

摘要： 红外空间通信系统包括第一和第二数据通信装置，用红外线在两个数据通信装置间进行空间通信。第一数据通信装置包括响应原通信数据，用以发射载有原通信数据的红外线的发射器；第二数据通信装置包括用以接收载有所述发射数据的红外线、产生作为主接收数据的发射数据的接收器；及用以反射载有发射数据的红外线作为反射红外线的反射器；第一数据通信装置还有接收反射红外线，产生副接收数据的另一个接收器，及控制发射器的控制器。

摘要： 一种自由空间通信系统中的光通信装置和方法以及发射天线，有利于实现天线对准。该光通信装置包括：发光单元，用于发射具有第一波长的第一光信号；光转换单元，用于接收该发光单元发射的该第一光信号，将该第一光信号中的第一部分光信号转换为具有第二波长的第二光信号，并输出该第一光信号中的第二部分光信号和该第二光信号，其中，该第二光信号作为用于进行信号跟踪的信标光，该第二部分光信号作为用于承载客户数据的通信光；发送单元，用于向第一对端通信装置发送该光转换单元输出的该第二部分光信号和该第二光信号。

摘要： 本发明公开了一种用于近月空间通信的接收机的基带信号处理方法及装置，采用基于可加变窗口积分的位同步的方法对信号进行位同步，产生信号码脉冲，提高接收机接收不同码速率信号的灵敏度；通过解相位模糊方法纠正信号传输中可能产生的相位旋转与跳变，有效降低复杂度；而后使用维特比译码对纠正过的信号进行译码，采用的软判决度量方法相比硬判决，可有效降低误码率；将帧同步状态下的信号进行解扰、码速率转换及RS解码，适应近月通信过程中需要捕获所有通信链路中出现的不同码速率的信号。

摘要： 一种用于大容量空间通信的高阶偏振激光复用设备及方法，信号编码器根据待发送信息生成控制信号，控制信号发送至信号调制模块及载波信号发射模块，载波信号发射模块产生两路中红外波长的径向偏振激光作为载波信号，信号调制模块根据控制信号发送不同偏振角度的线性偏振激光，发送至两路载波信号，一路载波信号转化为角向偏振激光，进行相位补偿后，与另一路径向偏振激光耦合，耦合后的激光发送至信号接收模块，信号接收模块接收信号发送至信号解调模块，信号解调模块对信号解调并转换为电信号发送至信号解码器，完成空间通讯。本发明能够实现在激光空间通信中，径向偏振激光与角向偏振激光的复用及信息的解调，大幅度扩充激光空间通信的信道容量。

摘要： 用于IoT或等同服务的空间通信方法(302)通过限制终端(306)使用的信号来增加在空间传输资源上服务的终端的数量。一方面，该限制是通过将逻辑波束分配给每个终端获得的，该逻辑波束对应于终端所在的预定的固定地理区域。另一方面，该限制是通过如下方式来获得的：通过集中在用于连接到空间网络的中央实体(308)的管理，通过将终端与逻辑波束相关以及通过将资源与关联的逻辑波束相关。空间电信系统实施该空间通信方法。当地面系统和空间系统高度集成时，特别是在终端处，该空间通信方法使得从地面系统到空间系统透明切换。

摘要： 红外空间通信系统包括第一和第二数据通信装置，用红外线在两个数据通信装置间进行空间通信。第一数据通信装置包括响应原通信数据，用以发射载有原通信数据的红外线的发射器；第二数据通信装置包括用以接收载有所述发射数据的红外线、产生作为主接收数据的发射数据的接收器；及用以反射载有发射数据的红外线作为反射红外线的反射器；第一数据通信装置还有接收反射红外线，产生副接收数据的另一个接收器，及控制发射器的控制器。

摘要： 用于IoT或等同服务的空间通信方法(302)通过限制终端(306)使用的信号来增加在空间传输资源上服务的终端的数量。一方面，该限制是通过将逻辑波束分配给每个终端获得的，该逻辑波束对应于终端所在的预定的固定地理区域。另一方面，该限制是通过如下方式来获得的：通过集中在用于连接到空间网络的中央实体(308)的管理，通过将终端与逻辑波束相关以及通过将资源与关联的逻辑波束相关。空间电信系统实施该空间通信方法。当地面系统和空间系统高度集成时，特别是在终端处，该空间通信方法使得从地面系统到空间系统透明切换。

摘要： 一种自由空间通信系统中的光通信装置和方法以及发射天线，有利于实现天线对准。该光通信装置包括：发光单元，用于发射具有第一波长的第一光信号；光转换单元，用于接收该发光单元发射的该第一光信号，将该第一光信号中的第一部分光信号转换为具有第二波长的第二光信号，并输出该第一光信号中的第二部分光信号和该第二光信号，其中，该第二光信号作为用于进行信号跟踪的信标光，该第二部分光信号作为用于承载客户数据的通信光；发送单元，用于向第一对端通信装置发送该光转换单元输出的该第二部分光信号和该第二光信号。

摘要： 本发明涉及与OFDM兼容的正交时频空间通信系统。用于正交时间频率空间通信和波形生成的系统和方法。该方法包括接收多个信息符号，并且通过相对于时间和频率这两者扩展所述多个信息符号中的每个信息符号来将包含所述多个信息符号的N×M阵列编码成调制符号的二维阵列。然后使用M个频率子带内所包含的M个相互正交的波形来发送调制符号的二维阵列。

摘要： 本发明公开了一种宇航双冗余空间通信设备的故障自诊断和自主切换系统及方法，系统包括：故障自诊断模块，用于故障自诊断和判别，并对故障自诊断的逻辑电路进行三模冗余处理；自主切换允许和禁止控制模块，用于生成控制信号；地面指令响应模块，用于通过对地面指令进行滤波处理和运算；故障诊断结果响应模块，用于将自诊断的结果进行响应处理；地面指令切换和自主切换控制模块，用于产生相应的控制信号；切换指令输出模块，用于切换指令的输出脉冲展宽，自主切换和地面指令切换的控制。这样，本发明采用FPGA逻辑电路与组合逻辑电路相结合的方法，提高了故障诊断的精细程度，避免了传统自主切换方法因失步和误码而引起的故障无法判断的缺点。