《面向GNSS星間通信的網路編碼基礎理論研究》是依託北京航空航天大學，由常青擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向GNSS星間通信的網路編碼基礎理論研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：常青
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
星間鏈路在全球衛星導航系統（GNSS）中承擔著重要角色，如提高精密定軌和時間同步精度、提高星座控制管理水平及增強星座自主運行能力。解決全球衛星導航系統星間鏈路測量與通信需求問題一直是航天領域的研究熱點和前沿。目前國內外均採用窄波束或寬波束加窄波束的混合體制解決滿足星間測量需求下的星間通信問題，但付出了整星負載增加、系統複雜度和成本提升的巨大代價。本項目提出利用網路編碼技術解決寬波束體制下滿足星間測量需求的星間通信問題，不僅能降低整星負載、系統複雜度和成本，而且易於未來星間鏈路部署。本項目將研究符合網路編碼的導航星座星間測量通信模型和大時空尺度下網路編碼最大容量等基礎理論問題，及導航星座高動態大尺度可變時延情況下網路編碼的編解碼方法的套用基礎理論問題，為未來GNSS星間高效通信提供理論和技術支持，並推動網路編碼理論的發展和進步。
結題摘要
星間鏈路是全球衛星導航系統現代化的重要標誌，在導航系統中有著重要的功能。隨著導航衛星自身健康遙測信息量提高、導航星座控制數據的注入頻度增加以及導航衛星支持的星間擴展數據傳輸任務量的增加，導航系統必然面臨著更高的星間通信容量的需求。單純採用窄波束體制將使衛星負擔過重，而寬波束和窄波束混合體制雖在一定程度上減輕了衛星負擔，但衛星整體設計更加複雜甚至難以承受。本項目基於GNSS的寬波束星間測量與通信體制，利用網路編碼技術提高導航星座網路數據的吞吐量，在不增加寬波束星間鏈路硬體設備的基礎上，有效解決導航星間鏈路承擔的逐漸增加的通信任務。在理論方面，課題證明了星間動態網路的線性網路編碼存在性、時序動態星間網路的線性網路編碼存在定理、雙向中繼模型的編碼節點佇列系統機率特徵分析、三條輸入信息流的異步網路編碼佇列系統機率特徵分析等基礎數據問題，是在佇列理論方面對網路編碼基礎理論的補充和完善。在套用方面，課題創新性的提出了基於網路編碼的GNSS星間高效通信算法，在不改變硬體基礎架構的前提下，通過算法實現了對寬波束星間通信效率倍數級的提高。本項目研究成果推動網路編碼基礎理論的發展和進步，是解決全球衛星導航系統星間鏈路寬波束測量需求與中高速率通信需求矛盾的一種有效途徑，為網路編碼基礎理論在GNSS星間高效通信提供理論和技術支持。課題的研究成果具有重要的套用價值和推廣空間。
