天基網(wǎng)星際鏈路數(shù)據(jù)通信關鍵技術研究.pdf

1、自上世紀70年代以來進入20世紀90年代中后期，衛(wèi)星通信系統(tǒng)一直受到人們的廣泛關注，特別是軍用需求使天基組網(wǎng)逐漸成為當前非?；钴S的研究領域。21世紀以后，隨著航天技術的迅速發(fā)展和應用，天基網(wǎng)在政治、軍事、經(jīng)濟等多個領域的戰(zhàn)略地位顯著提高，奪取空間優(yōu)勢已成為世界各國發(fā)展航天軍事力量的首要任務。與此同時，移動通信、計算機網(wǎng)絡等信息科學技術的大力發(fā)展，也促使人們從新的角度研究如何把信息技術和航天技術緊密結(jié)合，構(gòu)建衛(wèi)星網(wǎng)絡，作為進入空間、利用空

2、間和控制空間的戰(zhàn)略平臺，作為獲取、融合、分發(fā)、處理戰(zhàn)場所需信息的主要手段和戰(zhàn)略途徑。
　　構(gòu)成天基網(wǎng)的基礎是要在衛(wèi)星節(jié)點之間建立相應的通信鏈路——星際鏈路，利用星際鏈路可以把眾多不同層次的地球軌道衛(wèi)星連接在一起組成多層衛(wèi)星網(wǎng)絡。進而能夠利用各種軌道高度衛(wèi)星星座的優(yōu)點，發(fā)揮其在覆蓋范圍、星際鏈路、傳輸時延等方面的優(yōu)勢，滿足各種業(yè)務的不同服務質(zhì)量要求。
　　本論文重點研究了天基網(wǎng)星際鏈路通信的一些關鍵技術，其中包括路由、頻率同步

3、、聯(lián)合編碼調(diào)制等技術。課題主要研究了以下幾方面內(nèi)容：
　　(1)組網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)設計及系統(tǒng)搭建。這其中主要是星座方案設計及多層衛(wèi)星組網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的建立，本文設計了一種雙層極軌道衛(wèi)星網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，充分利用了 GEO衛(wèi)星的廣覆蓋和LEO衛(wèi)星低延時的特點，組成了一個高效、可靠的衛(wèi)星網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。
　　(2)針對于星際鏈路的動態(tài)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，本文介紹了基于分時的DT(Discrete Time Routing Algorithm)衛(wèi)星網(wǎng)絡路由算法

4、，將連續(xù)變化的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)被離散化為一系列靜態(tài)網(wǎng)絡拓撲，并且算法復雜度低，具有較高的時效性。
　　(3)針對于衛(wèi)星通信系統(tǒng)的大多普勒頻偏，在基于快速傅里葉變換(FFT)的頻偏估計算法基礎上，本文介紹的二叉修正的載波頻偏估計算法很好的解決了這個問題，能夠同時實現(xiàn)大范圍和高精度的頻偏估計。
　　(4)在高速數(shù)傳的衛(wèi)星通信中，需要可靠的編譯碼技術和調(diào)制方案。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)都是將編碼和調(diào)制分開來考慮，本文所研究的TCM網(wǎng)格編碼調(diào)制，