《空天網路高速數據傳輸協同編碼調製理論與方法》是依託清華大學，由葛寧擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：空天網路高速數據傳輸協同編碼調製理論與方法
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：葛寧
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
空天網路推動空間科學發展，維繫國家權益。其傳輸效率與網路可靠性直接受制於編碼與調製方式，高速數據下更凸顯受限資源與複雜干擾的尖銳矛盾，為國際研究前沿。目前大口徑天線等傳統技術已接近工程極限，規劃傳輸視窗以迴避干擾嚴重製約網路套用，未來多站多星組網急需從根本上突破高效可擴展的編碼調製理論和關鍵技術，綜合解決面臨的拓撲變化多、時空跨度大、用戶覆蓋廣、高速數據下資源嚴重受限等難題。圍繞資源複合制約下高效高可靠傳輸核心目標：①面向長變延遲下斷續傳送問題，研究延時差錯魯棒的套用層編碼及其反饋控制機制；②面向受限載荷電路支持高吞吐量、變速率數據可靠傳輸問題，研究高性能隨機編碼的結構化與擴展重構理論；③面向擴展覆蓋區域需求，研究低仰角複雜環境下信號空間的時頻協同設計處理方法。建立協同傳輸理論，完成容錯檔案傳輸、可重構系列編碼、低仰角高速傳輸演示試驗，突破空天網路高速傳輸的受限資源瓶頸。
結題摘要
空天網路推動空間科學發展，維繫國家權益，其傳輸效率與網路可靠性直接受制於編碼、調製等通信方式，高速數據傳輸下更凸顯受限資源與複雜干擾的尖銳矛盾。未來“多站多星組網”亟需從根本上突破高效可擴展的編碼調製理論和關鍵技術，綜合解決面臨的拓撲變化多、時空跨度大、用戶覆蓋廣、高速數據下資源嚴重受限等難題。本項目圍繞“資源複合制約下高效高可靠傳輸”核心目標，開展協同編碼調製理論與方法研究。 首先，面向星間高速互聯需求，探索毫米波空間傳輸方法。解決了毫米波通信中的射頻非線性、快速波束對準和相位噪聲消除等瓶頸難題，為構建高速星間鏈路提供手段。已研製關鍵技術原理樣機一套，通過863專項測試驗收。 其次，針對高質量空間傳輸需求，研究高效編碼調製及其在軌處理技術。通過疊代設計，解決了極低信噪比條件下的信號識別與檢測難題；提出了可重構解碼器架構，可顯著提高吞吐率；該技術已經報批國軍標《中繼衛星系統低密度奇偶校驗編碼技術要求》。 第三，面向衛星對地拓展覆蓋需求，提出基於因子圖的多波束干擾消除與基於大尺度衰落的聯合傳輸算法；提出了噴泉碼雙重反饋、數據包檢錯與糾錯方法，有效支持容錯傳輸。 實施中，在IEEE JSAC等國際期刊和IEEE ICC等本領域重要的國際會議上發表論文120餘篇，其中SCI收錄40餘篇，申請發明專利23項。獲國家自然科學獎二等獎一項（成員排名4），中國標準創新貢獻獎二等獎一項（成員排名3、8），吳文俊人工智慧科學技術獎一等獎一項（成員排名2），WCSP 2013國際會議等最佳論文獎4項，報批國軍標一項，並與中繼星控管中心聯合成立“空天寬頻網路技術協同創新實驗室”，在中國電子學會第十九屆青年學術年會中做大會主題報告並組織空間信息網路專題研討。課題成員殷柳國2016年獲得教育部青年長江學者稱號。
