空天高動態寬頻接入傳輸理論與技術

《空天高動態寬頻接入傳輸理論與技術》是依託北京航空航天大學，由劉鋒擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：空天高動態寬頻接入傳輸理論與技術
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：劉鋒
• 項目類別：重點項目

項目摘要

空天網路由空基平台和星群網路等構成，具有大時空跨度、高動態拓撲和開放空間複雜干擾三大特徵，面臨鏈路傳輸速率與時變信道、時變資源與突發業務需求、網路編碼與變化的最小割容限之間的動態適配等巨大技術挑戰。項目以分散式星群網路的航空套用為背景，圍繞空天高動態寬頻接入傳輸中的時變信道大範圍速率自適應傳輸、時變資源接入系統的時滯反饋控制、時變傳輸矩陣的自適應網路編碼3個科學問題，開展時變信道的隨機矩陣映射的連續速率自適應傳輸、時延容忍的空天寬頻接入與資源按需動態分配、動態網路的魯棒子空間網路編碼3個方面的研究，突破時變信道大動態範圍信號的隨機矩陣映射和漸近功率分配的連續速率自適應傳輸、時變無線資源的BoD時滯反饋接入控制、動態網路傳輸矩陣自適應的魯棒子空間網路編碼等理論與技術，提高空天信息傳輸的效率和可靠性，為空天數據和信息從源到用戶的網路通信傳輸服務能力提供理論方法和技術基礎。

結題摘要

針對我國軌位資源、載荷功率等單星資源能力有限問題，通過多星組網協同可提升空間通信傳輸核心能力。而空間組網協同的通信傳輸能力直接受制於星群網路的鏈路頻譜效率、網路容量和資源共享效率，在高速傳輸下更凸顯受限資源與複雜環境等干擾的尖銳矛盾，亟需從根本上突破空天動態寬頻接入傳輸的理論方法和技術，綜合解決分散式多星網路功率受限、長時延、高動態拓撲等帶來的接入傳輸等難題。項目圍繞“資源受限條件下多星分散式協同高效可靠接入傳輸”核心目標，面向航空用戶等開展多星協同接入傳輸方法與技術研究。 首先，面向高頻譜效率傳輸需求，探索接收端自適應傳輸技術。提出信噪比大範圍的可變權重編碼矩陣自適應傳輸技術和低複雜度解碼方法，提升編碼調製的頻譜效率、適應動態信道，為空天網路高速傳輸鏈路提供手段。研製接收端自適應編碼調製的半實物系統。 其次，針對空間多用戶動態接入需求，提出航空短報文搶斷傳輸方法、自適應預約的長傳播容忍MAC技術，減少用戶碰撞和接入時延，提高長時延下的用戶接入效率。 第三，面向空天動態網路高可靠傳輸需求，提出了一種基於秩偏差校驗的無速率子空間編碼（RSSC），以克服由高誤碼、動態拓撲變化帶來傳輸差錯問題，並降低傳輸冗餘度；採用博弈論來分析擁塞網路的資源分配問題，提出一種基於網路編碼和路由分發的網路資源共享機制，提高網路傳輸分發效率。設計、開發一個移動衛星網路協定仿真系統。 實施中，在IEEE TCOM等國際期刊和國際會議上發表論文86篇，其中SCI收錄43篇，申請發明專利24項。相關成果套用於空中加油的飛行控制系統與受油機模擬系統、下一代導航星座系統網路協定架構及仿真系統等，獲2015年度國家技術發明獎二等獎（課題組成員排名5）一項。獲ICNS 2014國際會議等最佳論文獎3項，主辦“2015年中荷航空科技論壇”、承辦“2014民用飛機航電國際論壇”，參與組織第一屆、第二屆空間信息網路學術論壇。