卫星网络

摘要： 相较于地面网络,低轨巨型星座可以提供覆盖全球的低延迟高带宽互联网服务。卫星网络的时变拓扑和不均匀的用户分布导致了卫星与用户之间的不匹配,进而造成卫星资源的浪费和用户性能的下降。传统地面的小区呼吸在面对用户潮汐时,一般通过与邻居不断协商收敛到最优小区大小,然而这种方法在面对卫星快速移动引起的快速极端流量变化时难以及时收敛。本文提出了一种新的小区呼吸方案Fa B,通过子块划分和卫星小区的自适应初始化和调整来应对这种变化。Fa B根据用户密度将地面划分为子块。当卫星在同一个子块中移动时,根据前一卫星与当前卫星的小区大小差异调整呼吸的步长。当卫星在不同子块之间切换时,根据新子块的密度确定小区的初始值。除了与相邻卫星协商外,Fa B还引入位置信息直接调整小区呼吸参数,从而减少了小区呼吸收敛时间。从真实星座数据驱动的仿真可以看出,Fa B可以随着位置变化快速调整小区大小,相较于没有使用小区呼吸前,卫星的利用率提升至2.66倍;相较于地面没有使用位置信息的小区呼吸,Fa B将利用率提高到2.37倍。

摘要： 近年来,天地一体化的边缘计算网络受到了产业界和学术界的广泛关注。以往研究中,卫星网络作为地面数据中心的中继,长链路传播时延导致任务响应时间较大;由单颗卫星独自处理计算任务时,因为卫星资源有限而造成任务接受率低,将无法处理的任务回传给地面数据中心还会造成卫星下行带宽浪费等问题。基于此,考虑卫星协同进行星上计算,提出了卫星协同的天地一体化边缘计算网络架构。首先设计了卫星边缘计算节点的硬件平台架构;其次提出了基于资源感知的卫星边缘计算管控架构;最后设计了天地一体化边缘计算网络协同计算机制,对卫星协同计算中协同计算域生成、任务规划、故障应对三个重点问题进行分析,并给出了相应的解决方法。

摘要： 星间链路的应用在增加网络连通性和提升网络性能方面是至关重要的。然而,对于大规模、高动态的卫星网络,实时的星间链路设计和路由规划变得非常有挑战性。为了克服这个难点,本文研究了动态卫星网络中的时隙分配与路由规划问题,并将其建模为一个整数线性规划问题。为了降低问题求解的复杂度,该问题被近似地分解为两个独立的子问题,包括时隙分配问题与路由规划问题。第一个子问题仍然是一个整数规划问题,本文结合匹配理论与拉格朗日松弛方法设计了一个低复杂度但是高效的求解算法。然后,针对第二个子问题,考虑业务的优先级,设计了一个低花费的路由算法。最后,仿真结果验证了方法的可行性与有效性。

摘要： 针对卫星网络中近地轨道卫星频繁切换导致密钥更新效率低下的问题,分析卫星网络的拓扑特征和轨道特点,提出一种卫星网络群组密钥更新方案,基于单加密密钥多解密密钥加密/解密协议设计本地成员密钥更新策略,由切换卫星承担公开加密密钥更新任务,解决了卫星网络中因卫星切换导致密钥更新的1-affect-n问题,提高了卫星切换时密钥更新效率,具有前向和后向安全性.

摘要： 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。

摘要： 针对低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络负载不平衡和服务高负载区域的卫星更容易发生拥塞的问题,提出了一种基于负载均衡的低轨卫星网络动态路由方法——DLR。介绍了实现低轨卫星网络负载均衡的2种策略以及对卫星节点状态的分类,详细描述了算法的设计与实现。DLR算法包含基于蚁群算法的全局负载均衡和针对突发拥塞的局部路由调整两部分。全局负载均衡部分根据节点状态改进了蚁群算法初始化信息素浓度和启发函数,从而获得绕过高负载卫星节点的最优路径,局部路由调整部分通过卫星节点逐跳分流弥补了蚁群算法处理突发拥塞不及时的缺点,从而获得更好的负载均衡效果。通过仿真实验与经典算法进行比较,DLR算法使网络性能有了一定提升。

摘要： 1.天通一号三星组网,构建我国首个卫星移动通信系统2.中俄联合发布国际月球科研站路线图和合作伙伴指南3.中国卫星网络集团有限公司成立,推动我国卫星互联网事业发展4.中国航天进入空间站时代5.我国首次火星探测任务取得圆满成功6.航天精神纳入中国共产党人精神谱系.

摘要： 针对NDN卫星网络内容传输时延高、丢包率高且请求命中率低的问题,提出了一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法,并命名为SNMcRA。基于SDN的集中控制与全局视图,通过建立多约束路由模型,将链路多约束信息与蚁群算法相结合以求解满足时延、带宽、丢包率多约束的代价最小路径,由节点在包转发的过程中动态完成转发表FIB和待定请求表PIT的构建。实验结果表明,该算法与DSP算法相比时延降低了35%,带宽利用率提升了29%,丢包率降低了17%,并且在请求命中率方面也具有显著优势。

摘要： 卫星网络中不同节点对于网络连通性及吞吐量的影响不同,为了避免卫星网络关键节点失效导致的网络通信失常现象,可通过衡量卫星网络节点重要度提前进行网络规划。针对卫星网络信息异质的特点,定义卫星虚拟节点及虚拟子层,并提出卫星多层异质信息关联网络模型,定义虚拟节点的归一化度数、归一化节点介数及虚拟节点关联因子,并通过所定义参数提出网络节点重要度计算函数,可精准衡量卫星多层异质信息网络中的节点重要度。基于典型实例对网络连通度及吞吐量指标进行分析,结果表明本文所提算法与经典图论算法相比,能够综合考虑数据信息对于网络节点重要度的影响,更精准描述卫星多层异质信息网络的连通度指标。

摘要： 本刊讯为规范空间业务无线电管理,提高国内卫星操作单位对申报、使用卫星频率和轨道资源国际规则及管理政策的理解,提升卫星网络资料的申报、协调能力并进一步规范行政许可申请,工业和信息化部无线电管理局于7月20日组织召开了卫星网络申报协调和空间业务行政许可交流座谈会。

摘要： 近年来,一类间歇性连通的卫星网络应运而生.其网络性能受到路由算法的显著影响.本文提出一种适用于间歇性连通卫星网络的转移与绕行路由算法.当某颗卫星即将发生拥塞时,其将把新抵达的数据包转移至其他卫星以避免拥塞的发生.此外,在选取数据包的传输路径时,也将尽量绕开即将拥塞的卫星.转移和绕行策略执行的概率由卫星的缓存占用率决定.仿真结果表明,转移与绕行策略在丢包率和负载均衡性等方面优于传统的最短时延路由算法.在某些场景中,转移与绕行策略的丢包率只有最短时延路由算法的1/5.转移与绕行策略只需使用少量卫星缓存信息,且能够适应不同的卫星缓存容量,是一种易于实施的路由算法.

摘要： 卫星网络以其建设周期长、测试难度大等特点,对数字化仿真技术的精准模拟提出了新的挑战.目前已有的卫星网络协议仿真系统多具有模型简单、可移植性差等特点.为此本文采用模块化设计方法,构建了多模型动态加载、关键技术综合集成以及评估体系完备的卫星网络协议仿真验证系统,提出了卫星系统业务模型、网络模型和协议模型的建模方法,设计多维评估指标,为卫星系统的建设提供有效分析手段.最后搭建仿真环境,通过可视化展示和数据统计分析,验证仿真系统对卫星网络的仿真能力,并实现协议、网络功能与性能的评估.

摘要： 空间信息网络是目前研究的热点领域之一,随着信息化程度的提高,信息安全所引起的威胁越来越大,信息安全技术已成为国家战略的一部分.本文分析了卫星网络的安全问题和威胁,阐述了卫星网络通信协议安全模型,重点针对卫星移动IP协议安全隐患说明了卫星网络安全协议防护机制要求、探讨了返回路由能力协议、IPSec协议、IKE动态秘钥管理协议、密码生成地址方法等安全协议及防护方法,可为卫星网络安全体系架构和安全系统设计提供借鉴.

摘要： 为改进卫星网络TCP协议的传输性能,提出一种TCP拥塞控制算法.算法在慢启动阶段以固定加速比,提高拥塞窗口的打开速度;发生丢包事件后,使拥塞窗口按照立方函数曲线缓慢增长;缓慢增长持续的时间根据丢包事件发生的时间间隔计算,再乘以拥塞窗口减小因子,并设置与往返时延相关的上限.算法实现为LINUX内核模块,传输性能在卫星网络仿真环境进行评估.结果表明新算法吞吐量提升比超过20％,且具有协议内公平性.

摘要： 网络管理系统(Network Management System,NMS)位于甚小孔径卫星终端(Very Small Aperture Terminal,VSAT)卫星网络的中心站,占据相当重要的地位,是整个网络的心脏和神经中枢.因为VSAT卫星网络开放性结构,其NMS的安全防御性占据了相当重要的地位.由于拒绝服务(Denial of Service,DoS)攻击的实现方式简单、对NMS破坏力大,因此该网络NMS防御DoS攻击策略成为了当务之急,以提升卫星网络的健壮性.本文首先分析攻击者对NMS执行DoS攻击的原因,然后介绍DoS攻击者针对NMS管理机制所存在的漏洞展开直接式和反射式攻击,最后给出NMS系统针对这两类攻击所分别部署蜜罐式防御策略以及基于路径标识的抗p欺骗防御策略.

摘要： 卫星基于星间链路组成空间卫星网络,不同的卫星与地面站在不同的时刻连通,存在移动管理问题.本文分析了空间卫星网络移动性特性,探讨了基于移动IP对空间卫星网络进行移动管理方法和缺点,并提出了空间卫星网络移动管理改进方案,提供了移动的切换问题.

摘要： 卫星网络系统效能评估是卫星网络发展中要研究的一个重要问题,卫星网络拓扑结构的特殊性对系统效能会产生很大影响.本文分析比较现有常用效能评估方法,研究卫星网络的拓扑特性提取,并分析拓扑特征对传输能力指标的影响,最后以单层卫星网络为例,根据基于拓扑特征提取的指标体系完成卫星网络的效能评估和分析,将促进卫星网络效能评估的研究.

摘要： 针对我国FY-3A卫星系统与俄罗斯KANOPUS-V卫星系统重频段使用S频段的干扰问题进行研究.根据《无线电规则》及国际电信联盟相关建议书,分析两系统间的干扰场景及干扰保护标准,对两系统在各自下行链路工作时具有临近地球站场景下的干扰情况进行仿真分析和计算研究,并同时考虑非静止轨道卫星在时间上的干扰概率.研究结果表明两系统在同频使用S频段下行链路之间的干扰满足干扰保护限值.相关研究可为我国极轨气象卫星的业务开展提供技术支撑.

摘要： 本文讲述了Cobham卫星通讯事业部，介绍了安全服务、IP连接的需求，卫星网络概要，空中宽带（SBB）的应用和益处-革新性的应用，空中宽带-新的ARINC781要求。

摘要： 空间态势感知在空间碎片与卫星的测量与跟踪,空间天气分析,近地目标识别等有着重要应用.携带传感器的卫星使用星间链路组成了一个空间无线Ad Hoc网络,实现科学数据采集,并把传感器采集的数据传输下载到地面站,这样就形成了一个空间无线传感网系统.本文探讨利用多星组网、多平台、多传感器的空间无线传感网系统实现空间态势感知.本文阐述了空间无线传感网的传感层、通信层、信息层三层体系架构,说明了传感网SWE(Sensor Web Enablement)模型,以及空间态势感知的信息处理流程.

摘要： 低轨卫星作为热点场景获得了人们的广泛关注，故对于低轨卫星的部署方案也是目前亟待解决的关键问题。本发明主要针对低轨卫星系统设计了一种基于星间距离约束的卫星部署方法，具体表现为：在此模型中，每个卫星均有一可调大小的保护区域，在该保护区域内不会有其他卫星，以此来体现卫星之间的排斥关系。卫星以一定的约束距离分布在距离地球表面一定高度的轨道上，为地面用户提供服务。用户位于地球上的任意位置，距离用户最近的卫星提供链路服务。进一步地，本发明通过度量用户处的覆盖率来表征卫星的覆盖情况，根据覆盖率随部署参数的变化关系，得到使覆盖性能最优时的卫星部署高度和排斥距离等相关参数。

摘要： 本发明公开了一种通过卫星网络的数据传输方法、卫星网络系统、装置和存储介质，数据传输方法为位于限制区域内的通信卫星执行至少一跳转发从而将地面源节点向卫星网络发送的数据包传输至地面目的节点，在一次转发中，以当前发出数据包的通信卫星为上一跳，以上一跳遍历限制区域内的相邻各通信卫星的积压度量差值最大值对应的通信卫星为下一跳，其中确定积压度量差值所用的积压度量是由通信卫星所缓存的数据包个数以及通信卫星相对于最后一跳之间的距离确定的。本发明能够均衡各通信网络的负载，实现更高的流量平衡能力、数据传输率和吞吐量，能够改善高延迟问题。本发明广泛应用于卫星通信技术领域。

摘要： 本发明公开了一种基于矩形卫星覆盖的大规模卫星网络构建方法，包括：构建低轨和高/中轨卫星网络环境；定义最优控制器布设；构造高/中轨卫星对低轨卫星的矩形覆盖模型；构建矩形控制域形状时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；定义并构建八边形控制域形状间的基本位置关系、高/中轨卫星控制器间的基本距离关系，分别构建J＞1且I＝0且n＝2、J＞1且I＝1且n≥2时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；几何扩展最优低轨卫星网络拓扑单元；计算高/中轨卫星的轨道高度和覆盖角度。本发明降低了问题建模及求解复杂度，从而有效、快速地应用于实际的大规模卫星网络布设构建。

摘要： 本发明提供了一种动态卫星网络中卫星自主定轨与时间同步的测试方法，包括以下步骤：步骤一，通过星座中M颗目标卫星的精密轨道数据与误差模型，仿真得到被测卫星与目标卫星在N个时隙起始点的轨道参数；步骤二，保存步骤一得到的被测卫星的轨道参数；步骤三，将被测卫星和目标卫星的轨道参数和建链拓扑关系按照约定格式保存输入星间链路模拟器；步骤四，星间链路模拟器与卫星完成时间同步后，并输出模拟信号至星间链路载荷；步骤五，星间链路载荷运行自主定轨与时间同步算法，算法收敛后输出结果；步骤六，将步骤五中的输出结果与步骤二中的理论参考值进行比对。利用一套卫星星间链路模拟器分时模拟卫星网络中多颗目标卫星的星间链路载荷。

摘要： 本发明公开了一种基于椭圆形卫星覆盖的大规模卫星网络构建方法，包括：构建低轨和高/中轨卫星网络环境；定义最优控制器布设；构造高/中轨卫星对低轨卫星的椭圆形覆盖模型；构建线形控制域形状时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；定义并构建六边形控制域形状间的基本位置关系、高/中轨卫星控制器间的基本距离关系，沿两条边界扩展方向、在两条边界扩展方向之间放置高/中轨卫星控制器，分别构建J＞1且i≠J、J＞1且i＝J时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；几何扩展最优低轨卫星网络拓扑单元；计算高/中轨卫星的轨道高度和覆盖角度。本发明降低了问题建模及求解复杂度，从而有效、快速地应用于实际的大规模卫星网络布设构建。

摘要： 本发明公开了一种通过卫星网络的数据传输方法、卫星网络、装置和存储介质，数据传输方法为位于限制区域内的通信卫星执行至少一跳转发从而将地面源节点向卫星网络发送的数据包传输至地面目的节点，在一次转发中，以当前发出数据包的通信卫星为上一跳，以上一跳遍历限制区域内的相邻各通信卫星的积压度量差值最大值对应的通信卫星为下一跳，其中确定积压度量差值所用的积压度量是由通信卫星所缓存的数据包个数以及通信卫星相对于最后一跳之间的距离确定的。本发明能够均衡各通信网络的负载，实现更高的流量平衡能力、数据传输率和吞吐量，能够改善高延迟问题。本发明广泛应用于卫星通信技术领域。

摘要： 本公开内容给出了用于非地球同步轨道(NGSO)卫星网络中的通信的方法和装置。例如，该方法可以包括：在中继节点处，从NGSO卫星网络的第一NGSO卫星接收数据，其中，该中继节点位于与NGSO卫星网络的第一卫星和第二卫星相关联的边界或公共波束区域处，并且其中，该数据是响应于由第一NGSO卫星识别出互联网存在点(IPP)在与该第一NGSO卫星相关联的多个波束中的至少一个波束中不可用而在该中继节点处接收的；以及，将该数据从中继节点中继到NGSO卫星网络的第二NGSO卫星，其中，IPP在与第二NGSO卫星相关联的多个波束中的至少一个波束中可用。照此，可以实现非地球同步轨道(NGSO)卫星网络中的通信。

摘要： 本发明提出了一种用于卫星网络管理和卫星测控的融合系统、其应用方法、及其部属方法，其中融合系统包括：应用服务系统、卫星网络管理系统和卫星测控系统。通过融合系统让主站操作员在一个软件的不同界面上，对FDMA和TDMA两个卫星通信网络实行统一管理，实现便捷式管理的目的。另一方面通过融合卫星测控系统实现与卫星之间的交互，进一步提高管理和配置卫星资源的效率。

摘要： 本发明公开了一种基于椭圆形卫星覆盖的大规模卫星网络构建方法，包括：构建低轨和高/中轨卫星网络环境；定义最优控制器布设；构造高/中轨卫星对低轨卫星的椭圆形覆盖模型；构建线形控制域形状时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；定义并构建六边形控制域形状间的基本位置关系、高/中轨卫星控制器间的基本距离关系，沿两条边界扩展方向、在两条边界扩展方向之间放置高/中轨卫星控制器，分别构建J＞1且i≠J、J＞1且i＝J时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；几何扩展最优低轨卫星网络拓扑单元；计算高/中轨卫星的轨道高度和覆盖角度。本发明降低了问题建模及求解复杂度，从而有效、快速地应用于实际的大规模卫星网络布设构建。

摘要： 本发明公开了一种基于矩形卫星覆盖的大规模卫星网络构建方法，包括：构建低轨和高/中轨卫星网络环境；定义最优控制器布设；构造高/中轨卫星对低轨卫星的矩形覆盖模型；构建矩形控制域形状时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；定义并构建八边形控制域形状间的基本位置关系、高/中轨卫星控制器间的基本距离关系，分别构建J＞1且I＝0且n＝2、J＞1且I＝1且n≥2时的最优控制器布设单元和最优低轨卫星网络拓扑单元；几何扩展最优低轨卫星网络拓扑单元；计算高/中轨卫星的轨道高度和覆盖角度。本发明降低了问题建模及求解复杂度，从而有效、快速地应用于实际的大规模卫星网络布设构建。