分布式高动态星地一体化网络协同传输理论与方法研究

基本信息
批准号:61901502
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:安康
学科分类:
依托单位:中国人民解放军国防科技大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
自适应传输空天地一体化网络频谱效率协同中继
结项摘要

Under the direction of heterogeneous and multi-network, making use of cooperative communication with enhanced diversity to complement satellite networks, i.e., forming a integrated satellite terrestrial cooperative network (ISTCN), is an inevitable trend for the development of satellite communications. However, the unique characters of ISTCN, such as the wide distributed and highly dynamic, the long delay and asymmetric of transmission and cooperation links, and the limited power and spectrum resource, restrict the application of the ISTCN to a great extent. In view of those problems, this project conducts some key studies on the theoretical and technical schemes of the distributed and dynamic ISTCN. Firstly, the multi-dimensional and multi-layered heterogeneous cooperative transmission model is proposed, and an optimized multi-object switching scheme related to the type of services, bandwidth, and operation load is then developed. Then, under the constraints of imperfect channel state information and/or impaired hardware constraints, we evaluate the performance of the optimized switching scheme and indicate the effects of various key parameters on the ISTCN performance. Finally, by adopting wireless caching scheme, low feedback burden relay selection strategy, and non-orthogonal multiple access scheme, the efficiency of the proposed ISTCN can be further improved. The conclusions made by this project research can be used to provide theoretical and technical references for the development and application of the ISTCN and contributes to the practicability of the ISTCN in the civil and military fields.

在无线通信朝多网异构方向发展的背景下,融合协作传输和卫星通信各自优点形成的星地一体化协同通信网是当前的研究热点。但空间节点分布式和高动态特性、协作链路高时延和非对称性,星上频谱和功率资源受限等问题是制约融合网络应用的重要因素。本项目从星地一体化网络的发展需求和实用化角度出发,着重开展分布式、高动态一体化架构下的协同传输理论与方法研究。首先,通过构建立体多层、动态异构的协同传输网络模型,提出基于业务类型、可用带宽、负载等因素下的多维切换策略。其次,着力解决累加硬件损伤和非理想信道状态信息条件下协同传输理论性能分析评估问题,揭示系统参数影响一体化网络性能的作用机理。最后,基于低时延缓存中继、低反馈开销中继选择和非正交多址接入技术,进一步探寻能够充分挖掘一体化网络架构优势的高效率协同传输方法,为星地一体化协同网络发展和应用提供理论依据和技术方案,推动其在民用和军事领域的实用化进程。

项目摘要

星地一体化网络可以满足全时全域“泛在连接”的需求,实现广域的全覆盖和网络的互联互通,但空间节点分布式和高动态特性、协作链路高时延和非对称性、星上频谱和功率资源受限等问题是制约融合网络应用的重要因素。本项目围绕分布式、高动态一体化架构下的协同传输领域亟待解决的理论问题和技术方案开展深入研究,主要研究内容和学术贡献总结如下:.(1)首先,构建了立体多层、动态异构的星地协同传输网络模型,并在此基础上提出了基于业务类型、可用功率/带宽等因素下的多维切换策略。.(2)解决累加硬件损伤和非理想信道状态信息条件下协同传输理论性能分析评估问题,揭示系统参数影响一体化网络性能的作用机理。.(3)提出了基于低时延缓存中继、低反馈开销HARQ混合自动重传、切换分集中继选择和非正交多址接入的星地协同传输方法,充分挖掘一体化网络架构优势的高效率协同传输方法。.(4)提出了面向星地协同传输的智能反射面、大规模MIMO、空间调制辅助安全传输方案,再保障安全通信的同时提升了系统频谱效率和能量效率。.(5)提出了面向星地协同传输的微波光子频率测量和方向估计方案,克服了传统的电域频率测量存在的带宽小、功耗高、受电磁干扰影响大等缺陷。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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