基于跳波束的新一代高通量衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-06-06 20:23
跳波束技術(shù)為衛(wèi)星資源的靈活分配和高效利用提供了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ),被認(rèn)為是新一代高通量衛(wèi)星的關(guān)鍵技術(shù)。以業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)、資源高效利用、隨需覆蓋為目標(biāo),從系統(tǒng)架構(gòu)、通信體制、工作機(jī)理、資源分配和波束跳變圖案設(shè)計(jì)、用戶接入策略、空口協(xié)議設(shè)計(jì)和系統(tǒng)工作流程等維度,自頂向下為基于跳波束的高通量衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供可行性方案、奠定技術(shù)基礎(chǔ),可以滿足天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)靈活機(jī)動(dòng)的信息服務(wù),以及高可靠、大容量傳輸?shù)奶旎歉删W(wǎng)需求。
【文章來(lái)源】:通信學(xué)報(bào). 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:14 頁(yè)
【部分圖文】:
實(shí)現(xiàn)站址分圖1系統(tǒng)組成號(hào)的變頻
牟ㄊ????咭滴袂肭蟮?波束分配更多的資源;而公平性目標(biāo)函數(shù)則保證系統(tǒng)公平性,為高、低業(yè)務(wù)請(qǐng)求同樣分配相應(yīng)的資源。當(dāng)信道條件發(fā)生變化時(shí),公平性目標(biāo)函數(shù)依然根據(jù)各波束的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行公平分配,保證每個(gè)波束業(yè)務(wù)請(qǐng)求的滿足率相同;而n階差分目標(biāo)函數(shù)在信道條件的不同的情況時(shí),系統(tǒng)信道條件好的波束比信道條件差的波束可以獲得更多的容量。另一方面,權(quán)重目標(biāo)函數(shù)可根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的輕重緩急,設(shè)置不同的權(quán)重值ω,以滿足應(yīng)急通信、突發(fā)業(yè)務(wù)等重點(diǎn)用戶的需求[34]。因此需要根據(jù)系統(tǒng)場(chǎng)景和業(yè)務(wù)需圖2波束跳變周期和波束駐留時(shí)間工作機(jī)制
。2)時(shí)間分片的波束切換是跳波束技術(shù)的核心,但波束切換不可避免地帶來(lái)切換時(shí)延,如何避免切換時(shí)延對(duì)數(shù)據(jù)傳輸造成的影響,是超幀設(shè)計(jì)亟待解決的問(wèn)題。為解決以上問(wèn)題,在兼容DVB-S2X協(xié)議的基礎(chǔ)上,本文對(duì)超幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先將物理層業(yè)務(wù)幀按照每90個(gè)符號(hào)劃分為一個(gè)容量單元(CU,capacityunit),每16個(gè)單元插入一個(gè)導(dǎo)頻塊,解決了同步問(wèn)題;然后在幀頭中插入TDM幀信息,包括波束簇號(hào)、波束編號(hào)、BHS號(hào)、超幀號(hào);最后還需在超幀結(jié)尾插入啞元符號(hào)塊,用于解決切換時(shí)延問(wèn)題。圖11是優(yōu)化后的超幀結(jié)構(gòu)及其與物理層幀的對(duì)應(yīng)關(guān)系。各部分的物理意義介紹如下。1)SoSF(startofSF)。由270個(gè)正交Walsh-Hadamard碼元組成,用于檢測(cè)和同步超幀,同時(shí)標(biāo)志著超幀開(kāi)始。2)SFFI(SFformatindicator)。由450個(gè)碼元組成,用來(lái)指示超幀種類、波束簇號(hào)、波束編號(hào)、BHS圖11優(yōu)化后的超幀結(jié)構(gòu)及其與物理層幀的對(duì)應(yīng)關(guān)系
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于多波束衛(wèi)星系統(tǒng)的跳波束技術(shù)研究[J]. 王琳,張晨,王顯煜,張更新. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[2]基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的認(rèn)知衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)頻譜分配方法[J]. 賈敏,敬曉曄,劉曉鋒,劉楓,郭慶,顧學(xué)邁. 通信學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]天基信息網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度與協(xié)同管理[J]. 王睿,韓笑冬,王超,周晞,龍軍. 通信學(xué)報(bào). 2017(S1)
[4]天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)設(shè)想[J]. 吳曼青,吳巍,周彬,陸洲,張平,秦智超. 衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò). 2016(03)
[5]對(duì)建設(shè)我國(guó)“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”的思考[J]. 張乃通,趙康僆,劉功亮. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2015(03)
本文編號(hào):3215077
【文章來(lái)源】:通信學(xué)報(bào). 2020,41(07)北大核心EICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:14 頁(yè)
【部分圖文】:
實(shí)現(xiàn)站址分圖1系統(tǒng)組成號(hào)的變頻
牟ㄊ????咭滴袂肭蟮?波束分配更多的資源;而公平性目標(biāo)函數(shù)則保證系統(tǒng)公平性,為高、低業(yè)務(wù)請(qǐng)求同樣分配相應(yīng)的資源。當(dāng)信道條件發(fā)生變化時(shí),公平性目標(biāo)函數(shù)依然根據(jù)各波束的業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行公平分配,保證每個(gè)波束業(yè)務(wù)請(qǐng)求的滿足率相同;而n階差分目標(biāo)函數(shù)在信道條件的不同的情況時(shí),系統(tǒng)信道條件好的波束比信道條件差的波束可以獲得更多的容量。另一方面,權(quán)重目標(biāo)函數(shù)可根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的輕重緩急,設(shè)置不同的權(quán)重值ω,以滿足應(yīng)急通信、突發(fā)業(yè)務(wù)等重點(diǎn)用戶的需求[34]。因此需要根據(jù)系統(tǒng)場(chǎng)景和業(yè)務(wù)需圖2波束跳變周期和波束駐留時(shí)間工作機(jī)制
。2)時(shí)間分片的波束切換是跳波束技術(shù)的核心,但波束切換不可避免地帶來(lái)切換時(shí)延,如何避免切換時(shí)延對(duì)數(shù)據(jù)傳輸造成的影響,是超幀設(shè)計(jì)亟待解決的問(wèn)題。為解決以上問(wèn)題,在兼容DVB-S2X協(xié)議的基礎(chǔ)上,本文對(duì)超幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先將物理層業(yè)務(wù)幀按照每90個(gè)符號(hào)劃分為一個(gè)容量單元(CU,capacityunit),每16個(gè)單元插入一個(gè)導(dǎo)頻塊,解決了同步問(wèn)題;然后在幀頭中插入TDM幀信息,包括波束簇號(hào)、波束編號(hào)、BHS號(hào)、超幀號(hào);最后還需在超幀結(jié)尾插入啞元符號(hào)塊,用于解決切換時(shí)延問(wèn)題。圖11是優(yōu)化后的超幀結(jié)構(gòu)及其與物理層幀的對(duì)應(yīng)關(guān)系。各部分的物理意義介紹如下。1)SoSF(startofSF)。由270個(gè)正交Walsh-Hadamard碼元組成,用于檢測(cè)和同步超幀,同時(shí)標(biāo)志著超幀開(kāi)始。2)SFFI(SFformatindicator)。由450個(gè)碼元組成,用來(lái)指示超幀種類、波束簇號(hào)、波束編號(hào)、BHS圖11優(yōu)化后的超幀結(jié)構(gòu)及其與物理層幀的對(duì)應(yīng)關(guān)系
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于多波束衛(wèi)星系統(tǒng)的跳波束技術(shù)研究[J]. 王琳,張晨,王顯煜,張更新. 南京郵電大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(03)
[2]基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的認(rèn)知衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)頻譜分配方法[J]. 賈敏,敬曉曄,劉曉鋒,劉楓,郭慶,顧學(xué)邁. 通信學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]天基信息網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)度與協(xié)同管理[J]. 王睿,韓笑冬,王超,周晞,龍軍. 通信學(xué)報(bào). 2017(S1)
[4]天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)設(shè)想[J]. 吳曼青,吳巍,周彬,陸洲,張平,秦智超. 衛(wèi)星與網(wǎng)絡(luò). 2016(03)
[5]對(duì)建設(shè)我國(guó)“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”的思考[J]. 張乃通,趙康僆,劉功亮. 中國(guó)電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2015(03)
本文編號(hào):3215077
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