基于认知的星地混合移动通信系统的动态接入方法

基本信息
批准号:61671183
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:贾敏
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:顾学迈,郭庆,LIYONGHUI,王雪,杨健,王欣玉,史瑶,陈子研,朱思宇
关键词:
星地混合通信系统动态接入动态频谱感知博弈论认知无线电
结项摘要

Hybrid satellite-terrestrial communication system is an important technique for solving the future information network with the wide area coverage. However, the main challenges are how to make full use of the frequency spectrum and realize the dynamic access in heterogeneous network. This project is based on the idea of cognitive radio and spectrum sharing. Focusing on high dynamic and multi-level structure of cognitive hybrid satellite-terrestrial networking, combining the characteristics of sparisity and heterogeneous, we discuss some key issues as follows. Firstly, a multi-level cognitive satellite-terrestrial integrated mobile system model and dynamic node cooperative transmission model which aimed at the problem of interrupting and link failure caused by high dynamic multi-level spaced-based network node is established. And a topology optimization model of satellite-terrestrial integrated network based on complex network theory and analytic hierarchy process is proposed and its feasibility is proved finally. Besides, the research jointed the multi-dimensional dynamic cognitive technique in space and frequency domain with the multi-dimensional cognitive space are being carried out, and the dynamic spectrum sensing theory based on the interference model is completed. The scientific questions of organically combining the cognitive thoughts with the hybrid satellite-terrestrial mobile communication system are solved. Moreover, code design of on-demand access for a variety of services is proposed, and dynamic on-demand access scheme based on cognitive satellite-terrestrial integrated mobile network is designed. The goal of this project is to minimize the interference caused by the frequency sharing between satellites and terrestrial segment firstly, and to improve the utilization of system resources and the throughput. The proportion of core technologies and patents will be strengthened for our country in the field of cognitive satellite communications. And also the research level of ability with novelty of our country will be enhanced.

星地混合移动通信系统是实现未来广域覆盖信息网络的一种重要手段,然而,频谱高效利用及异构网络环境下的动态接入是重要的技术挑战。本项目将基于认知无线电及频谱共享思想,针对星地混合网络的多层次、高动态问题,结合网络稀疏性和异构性的特点,主要研究以下问题:建立空间多层次的认知星地混合移动系统模型和动态节点协作传输模型,提出基于复杂网络理论和多层次分析法的星地混合通信网络拓扑优化模型,理论证明其可行性;研究联合空、频域的多维动态认知技术及求解多维认知空间,完备基于干扰模型的动态感知理论,解决认知思想与星地混合移动通信系统相结合的科学问题;完成面向多种业务的随需接入的码设计,提出基于认知星地混合移动系统的动态随需接入方案。该项目将实现星地共享频谱环境下干扰最小化,提高系统的资源利用率和网络吞吐量,增强我国在认知卫星通信领域的核心技术与专利的比重,提高我国在星地混合通信系统的研究水平和创新能力。

项目摘要

本项目主要针对基于认知的星地混合移动通信系统的动态接入方法进行研究,主要取得了如下研究进展和成果:(1)、研究认知多波束星地混合通信系统的动态认知技术,解决认知无线电思想在星地多波束星地混合通信系统应用的关键问题,完备基于干扰模型的大尺度移动性模型的宽带频谱感知理论,实现系统资源利用率的提升;(2)、研究面向多种业务的认知多波束星地混合通信系统动态接入方法及高效资源优化技术。提出基于干扰约束的认知星地移动系统地面用户快速响应及动态随需接入方法,实现频谱高效共享及合理进行资源分配,实现系统频谱资源利用率、吞吐量、系统容量的提升;(3)、建立基于协作的空间多层次的认知多波束星地混合通信系统高效传输与接入模型及动态节点的协作传输方式;提出双非正交模型及波形设计方法及抑制峰均值比方法,有效合理利用天基网络节点资源、提高系统吞吐量;(4)、搭建基于软件无线电的系统级仿真验证平台,结合频谱感知、频谱共享及动态接入等关键技术,验证星地网络认知通信方案的可行性以及卫星的感知和动态接入能力,实现自适应动态资源管理。.本项目的研究成果主要有2020年获得黑龙江省高校科学技术(自然科学类)一等奖;出版学术著一部;共计发表论文48篇,其中2篇为ESI 1%高被引论文;授权专利21项,受理专利4项。本项目执行期内获得了国内外优秀论文奖8项,其中,国际会议The Best Paper Awards奖5项;国家自然科学基金委员会信息科学部、空间信息网络重大研究计划指导专家组的“优秀论文奖”1项;中国指挥与控制学会“优秀论文奖”2项。.本项目成果不仅可以解决星地混合通信系统面临的频谱资源短缺问题,同样可以解决物联网的资源短缺问题。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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