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题目:空间频率轨道资源干扰分析及调度

关键词:星地通信,干扰分析,通信资源,资源规划,遗传算法

  摘要



卫星通信具有组网灵活、迅速,通信质量与成本同通信距离无关等突出优点。当前,卫星轨位和频率资源争夺激烈,在此背景下,本文针对卫星通信资源调度问题进行研究,以期避免与现有卫星通信系统的干扰,并提高系统通信能力。

首先基于航天器轨道动力学建立通信卫星链路干扰分析模型,推导得到两条及多条通信链路之间干扰指标函数,进一步得到干扰区间。

针对传统方法在每个时间点计算干扰指标,最后统计得到干扰区间,效率较低的问题,提出自适应分段三次赫米特插值快速算法,利用原函数的函数值及一二阶导数值信息构造三次插值多项式,并自动调整插值步长,实现了通信干扰指标的快速计算。仿真结果表明验证了算法的有效性。

开发卫星系统间频率兼容性仿真分析软件平台,可用来进行通信链路间上下行干扰分析,可快速得到干扰发生区间。

在星地通信链路资源调度问题的研究过程中,给出星地通信的一般过程,对可能发生的冲突进行阐释,结合研究重点,对模型做出几点假设和简化,在此基础上建立资源规划模型,研究该问题中的约束条件和评价指标。考虑与其它通信链路可能产生的干扰,给出修正后的模型。

利用遗传算法实现对通信资源的规划,介绍了设计变量、目标函数和约束条件的数学形式,并给出算法流程。

针对多星对一站的地面站通信资源调度问题,分别给出不考虑及考虑与其它通信系统的可能干扰的仿真结果,并对规划方案进行评价,对算法有效性进行评估。结果表明遗传算法适用于地面站通信资源调度问题,且能够给出满足约束条件的可行解。