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题名跳波束波位优化与干扰避免的跳变图案设计
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作者
镐梦婷
张晨
张更新
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机构
南京邮电大学通信与信息工程学院
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出处
《太赫兹科学与电子信息学报》
2024年第8期851-858,864,共9页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFB2902600)
国家自然科学基金资助项目(61901230,U21A20450)。
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文摘
跳波束技术利用时间分片的方式提高了通信系统的资源利用率,但现有的跳波束波位相对固定,不能随业务需求的变化而变化;且跳变波束服务的波束越多,系统排队时延越大;当多个波束同时工作时,同频干扰也不容忽视。对此,本文在波位优化的基础上,进一步提出一种将时隙分配与跳波束图案设计联合优化的资源分配算法。以最大化系统吞吐量为目标,首先利用相控阵天线可波束赋形的特点,根据业务需求,配置合适大小的波位;其次利用遗传算法对跳波束图案进行设计,从而避免共信道干扰。对比联合优化前后系统性能参数,结果表明,该方法能够提高系统吞吐量和业务满意度,降低系统排队时延。
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关键词
跳波束技术
波位优化
跳波束图案设计
相控阵天线
遗传算法
共信道干扰
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Keywords
beam hopping technology
beam position optimization
beam hopping pattern design
phased array antenna
genetic algorithm
co-channel interference
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分类号
TN927.2
[电子电信—通信与信息系统]
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题名高低轨卫星异构网络资源管控策略与技术研究
被引量：5
- 2
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作者
张美蓉
镐梦婷
王闯
张更新
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机构
南京邮电大学通信与信息工程学院
解放军某部
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出处
《天地一体化信息网络》
2021年第4期66-74,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.91738201)。
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文摘
随着空间通信技术蓬勃发展,天地一体化信息网络不断推进,卫星通信网络资源管控愈发复杂。由于卫星资源稀缺、资源调度滞后于资源状态信息更新、业务不均匀分布等限制因素,如何进行高效资源管控成为卫星通信发展中亟待解决的问题之一。针对高低轨卫星异构网络系统架构,分析其网络资源管控面临的挑战。在综合分析传统管控架构的基础上,总结出基于分组管理的协同管控架构;针对卫星资源稀缺且分散的现状,阐述卫星网络虚拟资源池管理策略;引入基于深度强化学习的资源调度算法,解决传统调度方法在复杂环境下的失配问题;采用跳波束技术应对业务分布时空二维不均问题。
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关键词
异构网络
资源管控
虚拟资源池
深度强化学习
跳波束技术
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Keywords
heterogeneous network
resource management and control
virtual resource pool
deep reinforcement learning
beam-hopping technology
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于相控阵的跳波束波位优化及资源分配算法
被引量：3
- 3
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作者
镐梦婷
张晨
张更新
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机构
南京邮电大学通信与信息工程学院
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出处
《天地一体化信息网络》
2022年第1期18-26,共9页
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基金
国家自然科学基金资助项目(No.61901230,No.U21A20450)
江苏省前沿引领技术基础研究专项(No.BK20192002)。
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文摘
跳波束技术能够为卫星通信系统提供足够的灵活性和较高的资源利用率,在宽带卫星通信系统中展现良好的性能,但现有的跳波束技术波位规划方案相对固定,不能随业务需求特点的变化而变化,对于用户需求分布不均且位置分散的情况,跳波束技术的优势很难发挥。针对上述问题,提出一种波位优化的方法,利用相控阵天线的捷变特性,根据业务分布特点调整波束的大小,使得各个波束内的业务需求更加均衡。在此基础上,从需求量与实际传输容量相匹配的角度,建立最小化n阶差分目标函数,利用凸优化算法求解各个波束内分配的时隙资源,并对比波位优化前后系统的整体满意度及系统时延等性能参数。仿真分析结果表明,相比传统的波位规划方案,该算法能在提高系统整体满意度的同时降低系统时延,提升用户的接入成功率。
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关键词
跳波束技术
卫星通信
波位优化
相控阵天线
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Keywords
beam hopping technology
satellite communication
beam optimization
phased array antenna
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于用户分组的低轨卫星动态跳波束算法
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作者
舒晴
李维彪
金作霖
郑重
张永波
费泽松
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机构
北京理工大学信息与电子学院
延安大学物理与电子信息学院
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出处
《天地一体化信息网络》
2023年第4期1-10,共10页
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基金
国家重点研发计划资助项目(No.2020YFB1806900)
北京理工大学研究生院博士生论坛(No.2023BSLT004)。
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文摘
在部署了大规模MIMO的卫星通信系统中,当用户数量远超卫星的波束数时,即便增加射频链的数量,即增加同时服务用户的数量,仍然难以满足卫星通信系统的时延要求。针对以上问题,提出一种基于用户分组的动态跳波束方案,根据用户组进行通信服务覆盖。所提方法利用信道角域分布的稀疏性,根据用户能量最大的波束方向自适应划分用户分组。由于卫星上功率限制使得射频链数量受限,且增加同时服务的用户组会增加用户组间的干扰,因此共信道用户组的数量受到功率和干扰约束,限制了通信业务服务时延减小。于是进一步提出波束簇分组的跳波束方案,此时波束簇通过增加同一时刻服务用户的数量,来减小用户的时延。由于以上问题是非凸的,采用数据驱动的行列式点过程方法简化跳波束方案中的波束调度。仿真结果表明,基于用户分组的动态跳波束算法能够有效减小用户的平均时延,与单波束方案相比,平均时延减少超过52%。同时在仿真结果中也验证了行列式点过程模型的泛用性。
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关键词
低轨卫星
跳波束技术
资源分配
行列式点过程
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Keywords
LEO satellite
beam-hopping technology
resource allocation
determinantal point process learning
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名面向低轨卫星的长时多星跳波束功率分配技术
- 5
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作者
刘子祎
张校宁
费泽松
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机构
北京理工大学信息与电子学院
长光卫星技术股份有限公司
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出处
《天地一体化信息网络》
2023年第4期38-48,共11页
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文摘
低轨卫星由于具有低成本、低时延和较小的路径损耗等特点而具有较优越的发展前景,在物联网、B5G等领域应用广泛。针对LEO卫星与其覆盖区域处于移动状态的问题,提出一种基于凸优化的长时多星跳波束功率分配算法以实现系统容量最大化。重点关注一段时间内的多星跳波束场景,根据长时同轨多星跳波束场景与长时异轨多星跳波束场景分别建立了系统模型。考虑星间干扰、负载均衡和星间资源分配优先级等因素的影响,以加权目标函数作为优化目标,对两种长时多星跳波束场景进行资源分配算法设计,提出基于凸优化的长时跳波束资源分配算法。仿真结果表明,与传统方案相比,所提方案可以提高系统的资源利用率。
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关键词
低轨卫星
跳波束技术
功率分配
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Keywords
LEO satellites
beam hopping technology
power allocation
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分类号
TP393
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于系统容量最大化的多星跳波束资源分配
被引量：1
- 6
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作者
舒晴
张校宁
费泽松
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机构
北京理工大学信息与电子学院
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出处
《天地一体化信息网络》
2022年第4期12-21,共10页
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基金
国家重点研发计划资助项目(No.2020YFB1806000)。
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文摘
不同于中高轨卫星,低轨卫星具有路径损耗小、传播时延低、部署灵活性大等特点,在实时业务服务、全球物联网、应急通信等领域应用广泛。针对低轨卫星通信系统中地面用户业务需求分布差异大、资源利用率低的问题,提出一种基于凸优化的多星跳波束资源分配算法以实现系统容量最大化。面向低轨卫星中的多星跳波束场景,利用跳波束技术可以根据用户需求差异灵活分配系统资源的优势,考虑星间干扰设计基于负载均衡的多星区域划分与星间服务优先级机制,并提出一种基于凸优化的多星时间与功率资源分配算法。仿真结果表明,与以往传统方法相比,所提方案能够在不造成资源浪费的前提下有效降低同频干扰、实现按需分配系统容量。
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关键词
低轨卫星
跳波束技术
同频干扰
资源分配
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Keywords
LEO satellite
beam-hopping technology
co-channel interference
resource allocation
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分类号
TP927
[自动化与计算机技术]
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题名宽带卫星通信系统的跳波束技术分析
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作者
韦鹏宽
张炳森
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机构
海军士官学校
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出处
《中国宽带》
2020年第7期68-68,共1页
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文摘
本文对跳波束应用的主要部件与技术进行分析,并阐述卫星通信系统的构建方式,最后通过开展仿真分析,对系统性能进行评估,对不同的优化目标函数对比分析。
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关键词
卫星通信系统
跳波束技术
仿真分析
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分类号
TN9
[电子电信—信息与通信工程]
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