卫星MPLS网络中一种标签检验方案

卫星通信系统不可避免会出现误码,误码会导致MPLS标签发生差错。由于目前MPLS协议没有标签检验,标签差错将造成分组错误地插入其他路径,并最终影响其业务承载性能。研究了分组“误插入”和IP数据包丢失之间的关系,建立了MPLS标签交换系统中分组“误插入”事件产生的数学模型,并提出了一种基于单奇偶校验的标签检验方案。对标签检验加入前后LSP承载TCP／IP业务的性能进行了仿真,结果表明本文提出的检验方案能够显著改善卫星MPLS系统的性能。     

LEO卫星网中MPLS协议体系及其实现方案

由于卫星网拓扑时变的特性,使得现有的多协议标签交换(MPLS)技术难以在卫星网中有效地运行。以铱(Irid ium)系统为例,首先分析低轨卫星网(LEO)中星际链路的变化情况。针对卫星网具有频繁断接性和传输大时延等特点,将基于MPLS技术的LEO卫星网系统进行功能模块的划分,并重点对MPLS协议中的标签设计、信令协议选择、标签交换路径(LSP)的切换等问题进行仿真,同时提出相应的改进方案。     

一种新的基于跨层优化的Ka频段卫星MPLS网络快速重路由策略

卫星多协议标签交换(MPLS)组网技术为下一代卫星网的关键技术。通过定义星地无线链路的失效事件,分析Ka频段高轨卫星网络(GEO)星地链路失效间的相关性,提出了一种新的基于跨层优化的卫星MPLS网络快速重路由备份链路选路策略;且针对星地链路失效的物理层特性,进一步提出了一种新的基于对源端优先采用的失效欺骗策略。仿真结果显示：提出的快速重路由备份链路选路策略,可以有效减少受保护链路失效期间由于备份链路同时失效而导致业务中断的概率,提高了快速重路由成功率;通过对源端优先采用失效欺骗,可有效减小由源端发起新建全路径重路由的概率,节省了卫星网络的资源消耗和信令开销,提高了链路失效期间卫星网络的性能.     

“鸿雁”星座闪亮亮相 移动通信或将全球无缝覆盖

正在第12届珠海航展上首次展出的"鸿雁"通信卫星星座系统(以下简称"鸿雁"星座),是中国空间技术研究院东方红卫星移动通信有限公司自主建设的全球低地球轨道卫星通信系统,该系统着眼于全球覆盖、星间互联的天基系统与地面网络的全面融合,为各类用户提供多种卫星数据信息及综合业务服务。     

CCSDS高级在轨系统及在我国航天器中的应用

CCSDS(空间数据系统咨询委员会)1989年发布了"高级在轨系统,网络与数据链路:结构说明"建议书,高级在轨系统(AOS)为空间数据系统信息交换与处理提供了极大的方便,同时向下兼容常规空间数据业务。中国科学院空间科学与应用研究中心自1993年开始进行AOS的应用研究,先后在载人飞船有效载荷数管系统、实践五号卫星、863遥科学通用平台以及计划于2003年发射的探测一号、探测二号卫星上采用了CCSDS AOS数据标准。本文将简要介绍CCSDS、AOS标准以及在实践五号卫星、神舟飞船、遥科学通用平台和探测一号、探测二号卫星工应用AOS的情况与经验。     

基于微波光子技术的高通量卫星研究进展

高通量卫星(High Throughput Satellite,HTS)是新一代宽带通信卫星的统称.一方面可用于远程教育、远程医疗、应急救灾等公益事业,另一方面可以为个人和企业提供宽带多媒体和高速率的Internet等商业应用.首先介绍了高通量卫星通信的概念,对基于微波光子技术的高通量卫星进行需求分析,接着对国内外高通量卫星的发展现状进行了详细介绍并进行了对比分析.在此基础上,给出了基于微波光子技术的高通量卫星通信系统组成初步构想,最后给出了总结和展望.基于微波光子技术高通量卫星可实现星载宽带信号光域窄带处理、大规模交换转发和光控波束形成,不仅能够解决当前高通量卫星应用中的问题,满足多用户多业务需求,还兼具频谱效率高、宽带大、吞吐量高等优点,有助于推动卫星载荷向宽带化、阵列化、一体化、小型化和通用化发展,具有重要的意义.     

宽带卫星通信技术的现状与发展

综述了宽带卫星通信技术的现状，介绍了卫星数据传输技术和关键器件，以及星上处理、交换技术等关键技术问题；详细阐述了困扰宽带卫星系统发展的一些新的技术问题；展望了未来宽带卫星技术的发展趋势。     

美国成功发射WGS-5军用通信卫星

据报道,美国第5颗宽带全球卫星通信(WGS-5)于2013年5月24日搭乘德尔它-4运载火箭发射升空。WGS卫星是美国新一代静止轨道军用通信卫星,用于替代国防卫星通信系统(DSCS)卫星,为美军提供宽带卫星通信业务。卫星主承包商是波音公司,分三个阶段部署,目前处于第二阶段。第一阶段包括3颗卫星,分别于2007年10月10日、2009年4月4日和2009年12月6日发射。第二阶段包括3颗卫星,第1颗WGS-4卫星已于2012年1月20日发射。第三阶段包含国际合作,卫星具体数量尚未确定。     

融合5G 的卫星移动通信系统

第5 代移动通信系统(5G)可支持大容量、多业务、高速率的无线通信服务,但通信网络主要局限于人口比较密集的陆地地区,基本无法覆盖海洋、空天以及陆地上的偏远地区。而卫星通信系统具有覆盖范围广,不受地理条件限制等诸多优势,但由于传输损耗大、穿透能力差以及费用高等缺点,使其无法得到大规模应用。因此,5G 网络和卫星通信系统的有机融合可以充分发挥各自的优势,满足移动互联网的全地域覆盖以及各类用户对泛在网络接入的客观需求。本文首先介绍卫星通信与5G 融合的发展现状,接着探讨卫星5G 融合过程中需要解决的关键技术,最后指出卫星5G 融合面临的挑战及今后的研究方向。     

UC安全的移动卫星通信系统认证密钥交换协议

由于移动卫星和移动用户的计算、存储和通信能力有限,解决移动卫星通信系统的安 全和保密问题面临许多困难。根据移动卫星通信系统的实际情况,分析了系统的安全需求, 基于UC安全模型定义了移动卫星通信系统认证密钥交换协议的理想函数,该理想函数保证了 强安全性和实用性,并用于实际协议的设计。在移动用户和移动卫星通信网络控制中心之 间,设计了一个简单、低计算复杂性的认证密钥交换协议,该协议涉及了较少的交互次数, 认证协议计算负载仅仅需要利用伪随机函数、散列函数和与或计算。同时,基于UC安全模 型,对新的协议进行了可证明安全分析。新协议的安全属性包括可用性、有效性、身份隐藏 的可认证性、前向保密的密钥交换以及协议的模块化可复合性。     

一种改进的快速传输控制协议及其在OPNET下的仿真实现

FAST TCP是一种面向高速长延时网络的传输控制协议,它通过在路由器中维持一个稳定的队列长度以最大化利用网络资源。本文将FAST TCP引入高速无线网络,针对由于无线链路随机丢包产生的吞吐量下降严重的问题,通过可用带宽的估计区分和辨别网络随机丢包,提出一种基于可用带宽估计的改进FAST TCP协议,并在OPNET下实现了改进FAST TCP进程模型。仿真结果表明在高速无线环境下改进FAST TCP有效区分了网络链路丢包,提高了吞吐量。     

一种改进的卫星宽带网络拥塞控制算法

以卫星宽带网络为应用背景,从卫星宽带网络的特点出发,设计并实现了一种新 的TCP拥塞控制算法——TCPCA。针对卫星网络高误码率的特点,在接收端采用了Casablan ca分类器区分链路丢包和拥塞丢包。为了克服由大时延带来的重传时间间隔过大的缺点,采 用了批量重传来及时重传丢失的报文段;同时针对大时延致使网络恢复时间延长的缺点,在 发送端采用智能窗口调整策略,避免由于链路错误而减小发送窗口导致的吞吐量下降。利用 仿真软件NS2,通过和传统的TCP拥塞控制机制相比较,TCPCA算法能够提高吞吐量,并且保 证了公平性和友好性。〖JP〗     

迎角受限的高超声速飞行器固定时间鲁棒控制

针对高超声速飞行器动力学模型强耦合、非对称时变迎角限制、气动参数高度不确定以及跟踪误差收敛速率要求高等问题,设计了一种考虑非对称时变迎角限制的高超声速飞行器固定时间非奇异切换控制策略。为了解决非对称时变迎角限制问题,首先限制迎角虚拟控制器的幅值并设计固定时间误差补偿系统补偿迎角虚拟控制器饱和带来的不利影响,然后设计了一种新的光滑切换的非对称时变障碍函数限制迎角跟踪误差,从而使迎角满足非对称时变限制。光滑切换技术以及固定时间收敛技术也应用于其他虚拟控制律和实际控制律的设计中,以避免奇异值问题并且保证闭环系统的固定时间稳定。此外,设计了一种固定时间稳定的鲁棒补偿器用以补偿系统不确定性带来的不利影响。严格的数学推导证明了本文方法的正确性,仿真结果验证了本文方法的有效性和优越性。     

电磁继电器转换电压测试方法的研究与应用

研究了一种新的电磁继电器转换电压的测试方法,这种测试方法引入了自反馈控制的原理,对于提高电磁继电器的测试速度,简化测试引线,减小测试误差都具有突破性的意义,更有利于电磁继电器的可靠性质量保证工作。     

空间站物资标签高可靠性编码方案

文章提出了一种用于空间站物资管理的RFID（Radio Frequency Identification）系统电子标签信息编码方案。在该方案中,对电子标签中存储的物资基本信息进行纠错编码,从而增强了信息的可靠性。理论分析表明,与存储更多物资基本信息的原始方案相比,在相同条件下,采用合适的纠错码,新方案的信息可靠性更高。数值仿真结果与理论分析结果相吻合。     

图像信息反馈的目标航天器跟踪控制方法

定义目标航天器图像形心与像平面中心为跟踪误差,并将该像平面误差直接引入跟踪控制闭环,提出一种增益切换的目标航天器跟踪PD控制律,在由推力器开关控制特性定义开关函数的基础上,给出PD控制器增益切换策略。由于直接使用目标航天器在像平面中的视觉特征误差量,避免了视觉相机内参数标定和目标航天器位姿信息求解等过程,简化了服务航天器的系统配置,同时控制器增益切换实现对测量误差、推力器偏差、转动惯量偏差以及干扰力矩等多种不确定性因素进行补偿,提高了跟踪控制系统稳定性及抗干扰性能。最后,基于Lyapunov稳定性理论给出控制器参数估算方法,并理论分析了增益切换PD控制律的收敛性,数学仿真表明该控制律能够对复杂机动目标以及考虑多种不确定性因素等情况进行快速跟踪,校验了视觉跟踪控制策略的有效性及对多类型不确定性的鲁棒性。     

时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计

针对传统星载铷钟备份设计中对铷钟状态判断不准确和主备切换时输出信号不稳定的不足,在分析时差测算铷钟指标原理和频率信号切换方法的基础上,提出了一种适用于时差定位型卫星铷钟的双钟热备份设计,通过GPS时差测算铷钟频率性能指标,以及无扰切换设计实现频率信号的稳定输出。地面试验表明,铷钟的准确度和稳定度指标测算误差小于5%,频率输出信号在切换时连续稳定,无突波干扰。研究结果可以为后续定位型卫星和导航卫星的高精度时频系统设计提供参考。     

空间飞行器开关姿态系统的变结构模型跟随控制

本文设计了某空间飞行器开关姿态控制系统的变结构模型参考控制器,该控制器结构简单并且使系统具有较强的鲁棒性,采用继电控制后系统具有良好的快速性及对常值干扰稳态误差为零。     

面向非沿迹成像的姿态跟踪扩展观测器滑模控制

针对地面兴趣点不沿星下点轨迹的动态非沿轨迹成像问题,设计一种结合扩展状态观测器的非奇异快速终端滑模控制器。首先根据非沿轨迹成像模型的需求推导卫星姿态参考轨迹。其次,根据由误差四元数描述的跟踪误差运动模型设计了非奇异快速终端滑模控制律。考虑到干扰抑制,引入了扩展状态观测器来观测系统的总扰动,从而降低滑模控制律中的切换增益,削弱系统抖振。然后再用模糊自适应系统对切换项进行在线逼近,柔化控制信号,进一步减振。最后,对具有干扰和参数不确定的姿态控制系统进行了数值仿真,结果表明该方法收敛速度快,控制精度高。