本文關(guān)鍵詞：星間通信中帶寬與功率協(xié)調(diào)分配算法研究

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【摘要】：伴隨著社會(huì)和科技的不斷向前發(fā)展,在航天領(lǐng)域方面,人們對(duì)航天編隊(duì)飛行小衛(wèi)星系統(tǒng)的研究越來(lái)越深入。因?yàn)榫庩?duì)飛行小衛(wèi)星系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定,研發(fā)所需的人力和物力都比較低,在性能等方面也比其他航天器有明顯提高。星間通信擔(dān)負(fù)小衛(wèi)星之間、小衛(wèi)星與中繼衛(wèi)星之間、中繼衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星之間的信息交互任務(wù),是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的重要組成部分。而星間鏈路中衛(wèi)星之間的位置參數(shù)、衛(wèi)星之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參數(shù)和以及其進(jìn)行通信時(shí)到所需要的信道條件等參數(shù),這些都將直接影響鏈路的通信質(zhì)量。而在現(xiàn)實(shí)條件下,衛(wèi)星中星上資源極為有限,為了使通信容量得到提高,只有充分提高星上資源的資源有效利用率。本文通過(guò)構(gòu)建星間通信系統(tǒng)的容量模型,在考慮到不同鏈路具有不同信道條件的基礎(chǔ)上,提出了一種星間通信中帶寬和功率協(xié)調(diào)分配算法,通過(guò)采用在凸函數(shù)上利用拉格朗日對(duì)偶理論和梯度下降法以達(dá)到性能優(yōu)化的目標(biāo)。通過(guò)仿真,證明出該算法能夠根據(jù)不同鏈路的條件對(duì)星上資源進(jìn)行合理的分配,充分增加系統(tǒng)總?cè)萘?極大提高資源利用率。論文的主要工作如下：1、基于對(duì)國(guó)際和國(guó)內(nèi)星間通信的發(fā)展和現(xiàn)狀的分析,重點(diǎn)研究了星間通信資源分配問(wèn)題。2、闡述了星間鏈路特點(diǎn),以及星間鏈路種類和頻率劃分,并在此基礎(chǔ)上分析研究了星間鏈路的通信體制以及星間通信鏈路的損耗。3、研究了星間鏈路通信主要資源分配方式,提出了星間通信中帶寬和功率聯(lián)合分配算法。通過(guò)算法模型的建立,凸優(yōu)化算法的證明,以及兩次拉格朗對(duì)偶方法和次梯度法的應(yīng)用給出星間通信中帶寬和功率聯(lián)合優(yōu)化分配的方案,并對(duì)算法進(jìn)行仿真,將算法同單優(yōu)化帶寬算法、單優(yōu)化功率算法等算法進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證算法的性能優(yōu)勢(shì)。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN927.2

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