一、卫星间第一条使用激光的光学链路（论文文献综述）
马鹏杰[1]（2021）在《卫星激光通信传输性优化能研究》文中提出近年来随着信息网络技术的飞速发展,信息流量需求飞速增长,需要建立高速率、大容量、广覆盖的空天地一体化通信网络系统。而目前卫星之间、星地之间的数据传输主要是微波为载体的通信。由于微波频率资源和技术限制,以微波为载体的卫星通信速率很难有很大提升。而卫星激光通信技术由于设备体积小、抗干扰能力强、保密性强、通信速率提升空间大等优点,为实现星间、星地高速率数据传输提供了新的解决方案。因此,卫星激光通信成为卫星通信领域的研究热点。其中星地间的激光通信技术研究,是解决星上和地面高速数据交换的关键,由于星地间的激光通信需要经过大气信道,激光信号在传输中不可避免地受到大气湍流、大气散射等的影响,影响通信可靠性。因此,针对大气信道的传输特性,研究星地间激光通信的传输性能优化方案,是实现稳定可靠高速星地激光通信的研究重点。而自适应编码调制技术可以根据无线信道状态的变化,动态调整信号的编码调制方式,在通信可靠性和高效性之间寻求平衡,可以优化星地激光通信的传输性能,成为了国内外研究热点。本论文在研究星地激光通信传输机理的基础上,为解决星地激光通信传输优化问题,重点研究了星地激光通信系统中的基于循环神经网络的信道估计算法、接收端信号调制格式识别方法和联合多孔径接收的自适编码调制（Adaptive Modulation and Coding,AMC）方案。论文的主要研究工作和创新点如下:1.提出了一种基于长短期记忆（Long Short-Term Memory,LSTM）循环神经网络的星地激光通信信道估计方法。在该方法中,利用LSTM网络对时间序列“强记忆”特点,在弱湍流、中等湍流、强湍流等不同强度的大气湍流信道条件下,通过仿真获取大量星地激光通信系统的训练数据集,训练数据集是由大量已知光信噪比的接收端信号序列构成,将信号的序列值和对应平均光信噪比作为LSTM模型训练的输入层。经过训练拟合后的模型,可以通过输入接收信号对信道的光信噪比进行估计。与传统的信道估计方法最小二乘估计（Least square estimation,LS）相比,基于LSTM网络的信道估计方法具有更高的估计精确度,平均均方误差（mean-square error,MSE）为0.01左右,高信噪比的情况下MSE可降低到10-3以下。该信道估计方法实现了准确估计星地激光通信信道的光信噪比,为AMC方案中信道估计问题提供了解决办法。2.提出了一种基于 CLDNN（Convolutional,LSTM,Fully Connected Deep Neural Networks）结合高阶累积量特征的调制格式识别方法。由于高阶累积量特征最高斯噪声具有良好的抑制效果,而CLDNN 结合了卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）、LSTM、深度神经网络（Deep Neural Networks,DNN）的优势,在调制格式识别方面有较好的应用效果。在该方法中,将提取的高阶累积量特征和接收端接收信号自身结合,作为CLDNN网络的输入,用CLDNN中的CNN层提取时间维度上高质量的隐藏信息,然后将这些信息传递给LSTM网络进行时序建模,最后将LSTM网络的输出传递给DNN,将特征空间映射到容易分类的特征空间内,完成调制格式的分类识别。通过仿真分析,与基于传统机器学习算法相比,该方法调制格式识别的识别率更高。3.提出了一种星地下行链路联合AMC方案。由于多孔径接收技术可以抑制大气湍流,本文结合多孔径接收技术和MPSK相干调制、LDPC编码提出了联合AMC方案,并设计了一种AMC决策切换方法,根据反馈信道的提供的反馈信息,动态的改变编码效率和调制阶数,而且当系统采用低编码效率和最低阶调制时,误码率仍然无法保证时,自适应采用多孔径接收,进一步提升系统性能,保证系统在较差的信道条件下的可靠传输。经过仿真分析,与固定编码调制格式地系统以及普通自适应调制系统比较,在设定误码率阈值下,普通自适应编码调制方案满足通信误码率条件的光信噪比下限为10dB,而本文提出的联合AMC方案的光信噪比下限为8dB,同时本文提出的方案表现出了更好的平均误码率。
李姗姗[2]（2021）在《卫星激光通信系统信号传输与识别方法研究》文中研究说明大数据和高速率通信业务的蓬勃发展,对卫星通信系统传输容量、信息传输速率等性能提出了更高的要求,具备宽带宽、高速率、高能效等优点的卫星激光通信技术弥补了微波通信在卫星通信应用中的不足。随着对卫星激光通信关键技术的研究逐渐深入,在卫星与地面间建立激光通信链路进行数据传输是未来实现星地高速数据传输的发展趋势,对激光的高速传输和可靠接收关键技术进行研究成为卫星激光通信领域的研究热点。但是,实现星地激光通信系统的高速数据传输面临如下问题:激光信号经过星地链路大气信道段时由于受到湍流效应的影响导致光束相干性的劣化,对通信质量造成不良影响;为满足不同用户和业务的需求,充分利用信道容量,卫星激光通信系统中信号调制格式的复杂性日益增加,接收端需要准确识别出信号所采用的调制格式才能正确解调。为了解决卫星激光通信系统中的上述问题,以提高激光信号的相干性和保障激光信号识别的可靠性为目标,开展卫星激光通信系统的自适应光学技术和信号识别技术研究。面向校正激光光束畸变和无需先验知识识别激光信号的需求,本文重点研究卫星激光通信中涉及的自适应光学技术、单载波信号识别技术以及多载波信号识别技术,完成对激光光束畸变的实时校正,实现激光信号的可靠识别。本论文的主要研究内容和创新点如下:（1）大气信道建模与光传输特性分析在研究大气湍流特性和柯尔莫哥洛夫湍流理论的基础上,基于功率谱反演法和子谐波补偿法完成了随机相位屏的构造,模拟了高斯光束在大气湍流多相位屏信道中的传输过程并对其相干性劣化情况进行了分析,提出了一种基于光强变化指数的湍流影响衡量方法。该方法主要通过对比光束在多相位屏信道中传输与自由空间中传输在光场强度分布上的差异计算得到光束的畸变程度,从而对所受到的湍流影响做出衡量,仿真研究了所提方法衡量湍流影响的可行性。仿真结果表明,所提方法中的光强变化指数与闪烁指数随光束波长的变化趋势基本一致,光强变化指数随湍流强度的增强而递增。（2）基于混合输入输出算法的自适应光学补偿方法在研究自适应光学技术的基础上,提出了一种基于混合输入输出算法（Hybrid Input-Output Algorithm,HIOA）的自适应光学补偿方法。该方法设计了基于混合输入输出算法的自适应光学（Adaptive Optical Based on Hybrid Input-Output Algorithm,HIOA-AO）补偿模块完成对畸变激光光束的失真补偿,仿真研究了所提方法在不同传输距离和迭代次数下对畸变激光光束的失真补偿效果。仿真结果表明,所提方法可以有效补偿湍流效应导致的畸变激光光束相位失真,提高光束的模式纯度;HIOA经过50次或50次以上的迭代可以重构得到准确的波前畸变相位信息,通过相位校正可以对畸变激光光束的高斯分布进行较好的恢复。（3）基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法在研究大气时变信道下单载波激光信号特征的基础上,提出了一种基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法。该方法设计了基于分区分形维数（Fractal Dimension of Region,FDR）的特征提取算法得到单载波信号星座图的分区分形特征,采用支持向量机学习算法对特征数据进行学习的基础上完成信号识别分类器的构造,从而实现单载波信号的自动调制格式识别,仿真研究了所提方法在自由空间信道和大气时变信道两种传输条件下的识别效果。仿真结果表明,基于所提方法构造的分类器在自由空间信道中所有信噪比范围内整体分类精度达到89.8%以上,当信噪比大于7.5dB时分类器的分类精度性能收敛,实现单载波信号100%的精确识别;在大气时变信道弱湍流条件下,在所有湍流强度和信噪比范围内分类器的整体分类精度达到86.7%以上,随着信噪比增加而递增随后收敛;与其他识别方法相比,所提方法在有效提高分类精度和收敛速度的同时具备对信道变化的高鲁棒性。（4）基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法在研究大气时变信道下多载波激光信号特征的基础上,提出了一种基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法。该方法设计了基于多特征输入的混合训练神经网络（Hybrid Training Neural Network,HTNN）结构,将正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）子载波信号的高阶统计量特征及星座图特征作为网络的双输入特征,训练HTNN自主挖掘高阶关联性特征得到学习模型,实现OFDM子载波信号间的自动调制格式识别,仿真研究了所提方法在自由空间信道和大气时变信道两种传输条件下的识别效果。仿真结果表明,基于所提方法得到的识别模型在自由空间信道中所有信噪比范围内的整体分类精度达到93.37%以上,当信噪比大于7.5dB时学习模型的分类精度性能收敛,实现OFDM子载波信号100%的精确识别;在大气时变信道弱湍流条件下,在所有湍流强度和信噪比范围内学习模型的整体分类精度达到73.5%以上,随着信噪比增加而递增随后收敛;与其他识别方法相比,所提方法在保证分类精度的基础上降低了对信道变化的敏感性,提高了收敛速度,实现了大范围信噪比下对OFDM子载波信号的可靠识别。
高思远[3]（2021）在《空间全光网络波长需求量算法研究》文中指出空间全光网络是以波长路由光交换技术和波分复用技术为基础的卫星通信网络,相比于微波通信,激光通信具有高速度、高保密性以及高容量等特点,能够满足不断增长的卫星通信需求,因此采用空间激光通信技术作为传输手段是卫星网络发展的必然趋势。在低轨道卫星（Low earth orbit satellite,LEO）全光网络中,卫星承载资源有限,所以网络的波长需求量将会受到严格的约束,波长需求量过低时会导致网络的资源利用率低,服务性能下降,过高时会导致网络产生时延和阻塞,因此网络的波长需求量是衡量网络性能的重要参数,也是以后对空间全光网络进行研究的重要方向。本文的研究目的是设计空间全光网络的波长需求量算法,所做的研究工作如下:1)分析了空间全光网络的特性。以NELS星座为例,首先对网络的结构进行了分析;然后分析了网络传输时延产生的原因以及业务模型的建立过程,最后对网络的负载特性进行了建模分析,为后续算法的仿真提供理论基础。2)提出了最小化链路代价波长路由算法。选取多普勒波长漂移量、链路传输时延以及链路剩余波长数为影响因素,引入波长竞争度函数,建立了星间链路代价模型,基于此链路代价模型,提出了最小化链路代价波长路由算法,并通过仿真实验验证了算法的动态性能。3)提出了混合业务波长分配机制。根据不同的业务请求所对应的服务质量需求不同,将业务请求进行分类,不同的业务类型对应不同的波长集合,以此作为波长分配机制的分配原则。仿真结果表明,相比于对照机制,混合业务波长分配机制能够有效的提高波长利用率,降低网络阻塞率。4)提出了空间全光网络的波长需求量算法。基于最小化链路代价波长路由算法和混合业务波长分配机制,给出了波长需求量算法的实现流程,并对所提出的算法进行了仿真。仿真结果表明,提出的算法可以准确的得到网络中的实时波长需求量,降低业务的阻塞率和等待时延,提高网络的资源利用率和负载率,验证了算法的准确性和有效性。本文的研究意义是为未来空间全光网络的波长需求问题研究提供有价值的参考。
佟欣[4]（2021）在《自由空间光网络信号传输串扰特性研究》文中认为随着自由空间光通信技术的不断发展,由点对点激光通信系统向着自由空间光网络系统发展是大势所趋。自由空间光通信具有高速度、高保密性以及高容量等优点,在天地一体化网络建设方面有着广泛应用前景。但是光信号在网络中传输时,光网络节点内部和外部的因素发生信号串扰,导致系统质量降低。因此,为了提高通信质量,分析产生串扰的原因以及有效减少串扰带给通信系统的影响是自由空间光网络研究的重要方向。本文对自由空间光网络中的串扰传输问题进行了研究,主要内容如下:1)分析了自由空间光网络的特性。以NELS星座为例,首先对网络结构进行分析,分析了网络结构的组网方式以及节点构成;然后分析了串扰产生的原因、分类以及串扰对光网络中波长的影响;最后对线性串扰进行初步数学模型分析,为以后建立线性串扰数学模型打下理论基础。2)建立了光网络中节点内的串扰信号的数学统计模型。首先对串扰信号进行分析,分别建立了基于高斯分布的统计分析模型以及基于零阶贝塞尔函数的数学统计分析模型;分析了不同干扰源数量下两种数学统计分析模型的性能。3)根据系统性能提出了变步长CMA-LMS均衡算法。首先简要介绍了自适应均衡中的最小均方误差算法（LMS）以及恒模算法（CMA）;其次本文提出了变步长CMA-LMS自适应均衡算法对光信号和串扰信号进行均衡,并对算法进行上的理论推导。实验结果表明,提出的算法能有效的提高了系统性能。4)对光网络中节点间的串扰信号进行分析并提出了改进的遗传算法。当网络负载为140Erlang时,改进的遗传算法阻塞率比未改进算法阻塞率降低33%,同时,当网络负载一定时,随着波长数量的增加,受到串扰影响的波长数量会随之减少;实验结果表明,通过改进的遗传算法,可以有效选择出受到串扰影响最小的波长组合,提高网络质量。本文的研究成果可以对今后空间全光网络的设计以及可行性提供理论参考。
雷景文[5]（2021）在《空间激光通信光学系统设计及其偏振特性研究》文中认为空间激光通信技术使用激光作为信息传输载体,保密性好、容量大、速率高;其探测方式包括振幅探测和相干探测两种体制,其中相干探测具有灵敏度高,传输容量大的特点,是远距离激光通信的研究热点。常规的激光通信系统大多为单一探测体制,通信方式不灵活,无法满足多谱段空间通信的需求。使用不同探测体制的终端组合可解决此问题,但会使终端的体积、成本大大增加,难以适用,因此将其进行一体化整合设计成为该问题的最佳解决方案。终端光学系统作为整合接收系统的核心部件,必须具备像质良好、结构紧凑等特点。在相干通信光学系统中,使用圆偏振光作为信号光,除了要求波像差较小以外,还要求光学系统具有良好的保偏能力来保证系统的通信性能。本文针对多谱段复合探测体制的激光通信光学系统进行设计,并对其进行偏振特性分析,包括以下内容:首先,通过调研激光通信终端的国内外发展现状及查阅相关资料,提出本文的多谱段复合探测体制的激光通信光学系统;对相干通信系统偏振特性的研究现状进行介绍,指出目前研究的不足之处,提出本文要分析的主要问题。其次,根据实际设计需求,对激光发射结构进行了初始结构计算,使用光学仿真软件ZEMAX进一步优化结构;对信标光、信号光接收系统分别进行优化设计,并利用中继分光元件实现了三路接收系统的整合设计。结果表明,发射系统具有良好的准直效果;接收系统能量集中,MTF接近衍射极限,实现了系统的多谱段复合探测需求。然后对光学系统进行了检测及性能分析,测试及分析结果表明该光学系统综合性能良好,可应用于近、中程距离通信链路中。最后,以本文设计的激光通信光学系统为基础,基于三维偏振光线追迹算法,仿真及定量分析了系统中正交反射镜组的偏振特性,推导了该系统的偏振传输解析表达式,在入射圆偏振光的情况下,计算及仿真了出射光束的偏振态。研究分析了振镜的摆扫运动对正交反射镜偏振特性的影响,提出了减小系统偏振误差的有效措施,并给出了系统实际应用过程中的偏振补偿方案。
孙钰莹[6]（2021）在《空间激光通信系统仿真软件的设计与实现》文中研究表明随着当前信息技术的发展,能够获得信息控制权对世界各国是相当重要且必要的。而空间激光通信相比于其它无线通信方式具有通信带宽宽、信息容量大、抗干扰能力强、通信可靠性高、保密性好等优点,因此成为了空间宽带信息传输的重要途径。但空间激光通信的环境十分复杂、卫星研制的风险高、投入大,所以开展在轨激光通信实验之前,对空间激光通信系统建立仿真模型,研究其各方面的性能是必要的。目前对于空间激光通信系统的仿真没有专门的仿真软件,市面上主要有数值仿真软件、专门用于光纤通信系统的仿真软件和空间光网络仿真软件。本文针对目前对空间信息传输的需求,进行了空间激光通信系统仿真软件的功能分析,设计了仿真软件的总体架构和功能模块,研究了空间激光通信系统仿真软件的实现方法,完成了空间激光通信系统仿真软件的开发,并对仿真软件的可用性进行了测试。论文的主要工作和成果如下:1、研究了空间激光通信系统的组成,设计了系统仿真模型。研究了空间激光通信系统的工作原理、空间环境、关键技术和仿真建模理论,建立了空间激光通信系统仿真模型,包括光发射系模型,光接收系统型、空间光信道模型、可视化器件模型和APT系统模型。2、设计了仿真软件的功能和总体框架,研究了空间激光通信系统仿真软件实现的数据库技术、设计模式、混合编程技术、Qt技术、事件驱动与时间推进联合仿真技术。实现了人机交互界面模块、文件管理模块、数据库模块、资源管理模块、拓扑管理模块、参数设置模块、系统仿真模块和性能分析模块的开发。3、完成了空间激光通信系统仿真软件的开发,并对软件进行了测试。完成了 LEO卫星激光通信系统的仿真测试,结果显示发射光功率越大,系统的性能更好。
刘晔祺[7]（2021）在《卫星动态光网络的路由和资源管理方法研究》文中研究表明科学技术的进步和发展,推动空间通信技术向着不断深入的方向探索,在海量通信数据和多样化用户服务的刺激下,空间技术领域中的大功率轨道运载水平和大容量卫星通信能力不断提升,人工智能等新技术也开始融入卫星产业的各个方面。以激光为载波、大气为传输介质的卫星光通信技术,能够在继承微波通信优势的基础上,结合无线电通信和光纤通信的优点,不仅传输速率高、传输容量大、安全性高,还能够抵抗电磁干扰,且无需使用许可;硬件配置方面,满足激光通信需求的发射和接收天线体积小,更便于卫星携带。通过采用激光通信技术建立星间链路,能够形成高速率大容量通信的卫星高速光互联网,进而满足近年来指数式增长的数据传输量对卫星通信容量和传输速率提出的更高要求。因此,作为未来军事和商业空间网络的重要构成系统,空间激光通信具有重要的研究意义。在多类型业务需求和服务质量不断增长的今天,卫星光网络中所承载的通信量越来越大,与此同时,空间环境的复杂性以及无线通信固有的脆弱性也给卫星网络的高质量传输性能带来了巨大的挑战。本论文充分考虑基于波分复用结构的激光链路特性和网络拓扑高动态变化的特点,围绕卫星动态光网络中网路层路由算法和星上资源管理问题展开研究。为了支撑各种类型的用户服务,提高大容量高速率网络通信的稳定性和可靠性,应对卫星光网络由于数据速率高、容量大等新特性而导致的网络层面的流量不均、业务拥塞问题,解决与日俱增的业务需求和有限的星上资源之间的矛盾,本文重点研究卫星动态光网络中的路由与波长分配技术,基于安全威胁和重业务负载的路由优化策略,以及星上资源的高效分配方法,从而实现用户数据的稳定、安全、高效传输,并提高有限资源的最大化利用。论文的主要研究工作和创新点如下:1.基于蜂群优化的路由和波长分配算法论文基于卫星动态光网络中的路由与波长分配（Routing and Wavelength Assignment,RWA）问题,提出了基于蜂群优化的RWA算法,以时延和波长利用率为优化指标,以多普勒波长漂移、传输时延、波长一致性和连续性为约束条件,建立了星间激光链路的链路代价模型;优化了蜂群适应度函数,以最小化路径上经过的节点跳数和链路的波长资源利用率为目标,实现了路径的合理规划和波长的有效利用。研究结果表明,该算法有效地克服了卫星光网络长时延和高误码率的缺点,满足了实时业务的稳定传输,减轻了多普勒频移对通信性能的不利影响,并且能保证低阻塞率下波长资源的高效利用。2.基于安全路由策略的负载均衡算法论文基于空间环境的开放性所引发的安全性问题,设计了基于多层卫星信任度的安全路由策略,通过卫星群组划分、生成链路报告和可信路由计算等步骤,利用网络中时延、丢包率和可用带宽等信息构建信任度值,并由高层卫星管理者规划出一条信任度值较高的路径,以实现可信的数据传输,从而提高系统安全性;针对满足全球覆盖的单层卫星星座,提出了基于安全策略的负载均衡算法,解决了卫星光网络中由于全球流量分布不均引起的负载不均问题和路由安全性问题。通过设计基于安全机制的流量修正模型,分散热点区域的流量,同时限制通过不安全区域的流量,以达到安全目标下网络负载的有效均衡。与传统的启发式算法相比,所提算法具有更好的适应性,更低的阻塞率以及更加安全可靠的通信性能。3.基于业务分流的卫星拥塞控制算法论文针对大流量业务背景下星载处理能力有限和全局业务分布失衡所引发的网络拥塞问题,提出了一种基于业务分流的卫星拥塞控制算法,利用人工蜂群（Artificial Bee Colony,ABC）机制求解多约束条件下的拥塞控制优化模型。针对可预判的业务堆积造成的拥塞,提出了一种基于业务分布的链路代价修正模型,通过修正的路径代价来提前分散重负载区域流量,以得到全局最优的路由结果;针对网络的突发性拥塞,考虑到波长分配和路由选择的同时性,设计了基于波长利用率的拥塞控制指数,最大限度地避免局部拥塞给网络带来的瘫痪性影响;针对拥塞节点容易引发的级联拥塞现象,则通过设置拥塞区域进行路由绕行以避免性能进一步恶化。仿真结果表明,所提算法实现了高通信成功率和低传输时延性能,并能够在避免拥塞的基础上实现对波长资源的合理规划。4.基于多QoS保证的动态带宽分配方法论文基于宽带卫星通信系统的资源分配问题,提出了一种基于多服务质量（Quality of Service,QoS）保证的动态带宽分配方法以解决有限的星上资源和日益增长的宽带多媒体业务需求之间矛盾。首先,构建了一个跨层带宽分配模型,综合考虑应用层、介质访问控制（Medium Access Control,MAC）层和物理层的信息;然后,利用优化蜂群算法求解基于跨层信息的修正效用函数,从而得到带宽资源分配的最优解。所提算法充分考虑并分析了调制格式、编码效率、传输速率以及不同类型用户的QoS优先级等重要因素。最后,通过对所提算法效用值、用户满意度和吞吐量等性能的分析评估,验证了其不仅能够满足多用户的QoS需求,还能在兼顾物理层传输环境的基础上实现高效的带宽分配和高速的业务传输。
张宇[8]（2021）在《卫星光网络组网技术研究》文中研究指明随着全球化时代的到来,人们需要便捷和高质量的通信服务。近些年,地面通信网络快速发展,为用户提供了更便捷、更高速率、更大带宽的通信服务。但地面通信网络依赖地面基站,因而面临着覆盖范围有限、易受地面灾害影响等问题。卫星网络不依赖地面基站,能够实现全球覆盖且不受地面灾害影响。但现有卫星网络所使用的微波无线通信有天线尺寸大、功率消耗大、速率有限、带宽有限、频谱资源紧张、较易受到星间环境干扰等缺点,难以满足新时代对通信网络提出的高数据速率、大通信容量、抗干扰等新需求。卫星光网络在卫星网络中使用空间光通信来弥补微波无线通信的不足,不仅具有卫星网络的全球覆盖能力,还具有数据速率高、通信容量大、功耗低、天线尺寸小、抗干扰能力强等优点,能够满足通信新需求。同时,卫星光网络组网面临着网络拓扑动态变化、网络资源有限、硬件资源有限等问题,进而限制了其在未来通信网络中的应用和发展。为解决上述问题,本文分别从天地一体化网络仿真平台和基于星间激光链路的组网协议两个角度对卫星光网络组网技术展开了研究,其研究内容和创新点如下:1)基于拓扑优化和预判保护的业务传输保障设计卫星光网络拓扑结构的动态变化导致星间激光链路的频繁中断,进而影响卫星光网络中的业务传输。针对该问题,本文设计了考虑链路可用时间的拓扑构建算法,该算法能够有效增加所建立网络拓扑中星间链路的可用时间;设计了预判保护机制,该机制能够预判网络拓扑规律性变化导致的星间链路中断,提前建立新的业务路径。结果表明,拓扑构建算法使得在其所构建的网络拓扑中,各时间片内稳定不变的动态链路占所有动态链路的70%以上,从而增加了网络拓扑的稳定性;预判保护机制能够保障拓扑规律性变化时的业务的稳定传输。2)基于OSPF优化的链路状态数据库自更新机制和单向链路机制卫星光网络中较长的链路传输时延增加了传统OSPF（Open Short Path First,开放最短路径优先）协议的收敛时间;同时其网络拓扑的动态变化使得传统OSPF协议需要频繁产生泛洪信息来更新网络拓扑变化。针对上述问题,本文对OSPF协议进行了优化,设计了链路状态数据库自更新机制,该机制能够根据网络拓扑变化规律自行更新本地链路状态数据库,以有效提高路由收敛速度并减少网络资源消耗;设计了单向链路机制,该机制使得OSPF协议能够识别单向链路并将其链路状态更新到链路状态数据库,从而提高网络资源利用率。3)基于标签交换的AOS帧转发机制卫星光网络通信多遵循 CCSDS（Consultative Committee for Space Data Systems,空间数据系统咨询委员会）框架,其中AOS（Advanced Orbiting Systems,高级在轨系统）帧在各节点转发时需要进行拆包、组包、高层协议处理等操作,从而占用有限的卫星平台硬件处理能力。针对该问题,本文设计了基于标签交换的AOS帧转发机制,该机制使得中间节点通过标签交换实现AOS帧的转发,从而能够避免上述操作并对AOS帧进行快速转发。结果表明,AOS帧转发机制能够加快中间节点转发效率并减少硬件性能消耗。其中在相同的FPGA逻辑和CPU资源消耗下,该机制处理IPv6和IPv4报文的速度分别比传统机制快3.6倍和2.9倍。综上,本文从不同角度对卫星光网络组网技术进行了研究,为当前卫星光网络组网中面临的一些问题提供了解决方案,也为未来卫星光网络的组网和应用提供了一些分析与参考。
陈韵[9]（2021）在《基于QD与MEMS振镜的微纳激光通信关键技术研究》文中提出近年来,空间激光通信系统因其具有传输速率高、信道容量大、保密性强、抗干扰能力强的优势,正成为星间、星地等通信链路的主要发展趋势。这其中微纳卫星具有重量轻、体积小、成本低、研制周期短、功能密度高、性能价格比高等特点,并且对比传统卫星通信,其单星性能、功能密度、敏捷机动能力都有较大提升。微纳卫星的上述优点使其在通信、遥感、导航、海洋监视、科学探测等领域都显示出良好的发展前景,因此得到了迅速发展,现已成为卫星技术的发展趋势之一。为了满足微纳卫星平台间的数传需求,实现伺服结构的小型化设计,本文设计了一套基于四象限探测器（QD）与MEMS振镜为伺服架构的微纳激光通信终端,通过QD完成跟踪通信一体化设计,采用通信光作为信标光完成无信标捕获跟踪过程,从而大大降低激光通信载荷的体积与功耗,实现了整机体积98×98×60mm,质量622g,稳态功耗5.5W,通信速率50Mbps的轻小型化激光通信载荷设计。本文首先介绍了微纳激光通信终端的研究现状,其次进行了微纳激光通信终端的链路裕量分析与整机结构设计。为了提高微纳通信终端跟踪精度,本文分析了光斑大小对四象限探测器检测精度的影响,使用Matlab进行仿真,并据此设计了一种当光斑直径小于四分之一探测器靶面直径时的捕获跟踪伺服系统算法。采用SPI数传模式完成双向激光通信,设计并实现了微纳激光通信终端伺服通信一体化复合探测功能,硬件组成包括激光调制发射单元、光电转换探测单元、跟踪伺服单元和综合控制单元。搭建室内实验平台,进行了双向全光捕跟通信实验。采用808/850nm波段通信光,实现了IMDD强度调制直接探测条件下,通信速率50Mbps,误码率10-6,闭环跟踪系统的跟踪误差为84μrad。本文初步设计了一套基于QD与MEMS振镜的微纳激光通信载荷,通过实验验证了方案的可行性,为微纳卫星平台的通信系统打下基础。
杨奎星[10]（2020）在《自由空间测量设备无关的量子密钥分发实验研究》文中提出量子信息是量子物理与信息科学的交叉学科,具有深刻的科学意义和广泛的应用价值。近年来,量子信息迅速发展成为研究热点,量子通信是量子信息的主要研究方向之一。量子通信具有理论上无条件安全的独特优势,但是实现现实条件下安全的量子通信仍然面临诸多挑战。测量设备无关的量子密钥分发协议关闭了探测端的所有漏洞,是实现现实条件安全的量子通信的重要一步。虽然光纤信道的测量设备无关量子密钥分发已经有很多实验研究,但是由于光纤信道中传输光子数随传输距离呈指数衰减,所以基于光纤信道构建广域甚至全球的量子通信网现阶段还非常有挑战性,幸运的是,随着量子科学实验卫星”墨子号”的发射成功,基于空间平台自由空间信道的量子通信发展成为实现全球化广域量子通信网络最为切实可行的手段之一,而自由空间测量设备无关量子密钥分发的实验研究却仍是空白。在这一背景下,本论文主要针对无波前探测自适应光学技术和自由空间信道独立光源双光子干涉关键技术进行研究,最终成功实现国际上首个独立光源远距离（20km）自由空间双光子干涉,并在此基础上成功实现了自由空间测量设备无关量子密钥分发。独立光源双光子干涉是测量设备无关量子密钥分发的核心。但是由于受到大气湍流的影响,光束在大气中传播时很难保持稳定的空间模式,再加上到达角起伏和闪烁等效应,导致很难实现自由空间双光子干涉,而且水平链路近地大气的强湍流会带来严重的波前畸变,极大限制单模耦合效率。为了解决上述挑战,本人主持发展了无波前探测自适应光学技术,使其能够满足强大气湍流条件下的自由空间量子通信链路的需求,并通过精确的时序控制和仔细的参数优化,最终在水平约10km自由空间链路上能够明显抑制链路效率抖动并提升大幅度提升单模光纤耦合效率。耦合功率相对标准差从0.88下降到0.52,量子信道效率提升约4-8倍,使得远距离自由空间信道双光子干涉成为可能。除了强度匹配,独立光源双光子干涉还需要两个入射脉冲在到达时间、频率等自由度全同。本人还参与研发了基于高稳晶振的独立时钟同步技术和基于分子池吸收谱的独立激光器锁频技术,实现时间同步精度优于20ps,频率一致性优于0.1pm,满足双光子干涉要求。基于上述关键技术的突破,我们成功实现了远距离（约20km）自由空间双光子干涉（HOM）,干涉能见度约为0.45（极限0.5）,并在此基础上实现自由空间测量设备无关量子密钥分发实验,为现实条件下安全的全球量子保密通信网奠定了技术基础。本人工作的创新主要在于:1通过发展适用于强湍流的无波前探测自适应光学,独立时钟高精度时间同步和独立激光锁频等技术,在国际上首次实现独立光源远距离（约20km）自由空间双光子干涉。2在实现远距离（约20km）自由空间双光子干涉基础上又进一步实现自由空间测量设备无关量子密钥分发实验,为构建具有现实条件下安全的广域量子保密通信做出重要贡献。
二、卫星间第一条使用激光的光学链路（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、卫星间第一条使用激光的光学链路（论文提纲范文）
（1）卫星激光通信传输性优化能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 星地激光通信试验 |
| 1.2.2 星地激光通信传输优化技术 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 1.4 本论文组织结构 |
| 第二章 星地激光通信系统及传输特性研究 |
| 2.1 星地激光通信系统 |
| 2.2 星地激光通信信道特性研究 |
| 2.2.1 大气吸收和散射 |
| 2.2.2 大气湍流 |
| 2.2.3 信道建模 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于神经网络的星地激光通信信道估计研究 |
| 3.1 信道估计技术 |
| 3.2 基于LSTM的星地下行激光通信信道估计方法 |
| 3.2.1 基于循环神经网络的星地激光通信下行信道估计模型 |
| 3.2.2 信道估计模块中的LSTM网络结构 |
| 3.2.3 LSTM网络信道估计模型的训练 |
| 3.3 仿真与性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于神经网络的调制格式识别方案 |
| 4.1 调制格式识别技术 |
| 4.1.1 基于星座图几何特征的分类方法 |
| 4.1.2 基于高阶累积量的识别方法 |
| 4.1.3 基于机器学习的调制格式识别 |
| 4.2 基于CLDNN网络结合高阶累计量特征的调制识别方法 |
| 4.2.1 星地激光通信调制识别模块中的CLDNN网络结构 |
| 4.2.2 CLDNN网络调制格式识别模型训练流程 |
| 4.3 仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 星地激光通信自适应传输方案研究 |
| 5.1 自适应编码调制技术 |
| 5.2 星地激光通信的编码调制技术 |
| 5.2.1 星地激光通信的调制技术 |
| 5.2.2 星地激光通信的编码技术 |
| 5.3 基于自适应MAR的星地下行链路联合ACM方案 |
| 5.3.1 接收端的自适应MAR模块 |
| 5.3.2 自适应传输AMC决策模块 |
| 5.4 性能仿真和分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的研究成果目录 |
（2）卫星激光通信系统信号传输与识别方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卫星激光通信发展现状 |
| 1.2.2 卫星激光通信传输保障性技术现状 |
| 1.2.3 信号调制格式识别技术现状 |
| 1.3 本文的主要工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 大气湍流特性与信道建模方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 大气湍流特性概述 |
| 2.2.1 大气湍流产生原理 |
| 2.2.2 柯尔莫哥洛夫湍流理论 |
| 2.3 基于多相位屏的湍流信道建模方法 |
| 2.4 激光的光强分布模型 |
| 2.4.1 Log-Normal模型 |
| 2.4.2 Gamma-Gamma模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 大气激光传播特性与自适应光学补偿方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 大气激光传输特性 |
| 3.2.1 光的波动方程与菲涅尔衍射 |
| 3.2.2 高斯光束的传输特性 |
| 3.2.3 基于光强变化指数的湍流影响衡量方法 |
| 3.3 基于HIOA的自适应光学补偿方法 |
| 3.3.1 设计思路 |
| 3.3.2 基于HIOA的波前相位重构原理及实现 |
| 3.4 基于HIOA的自适应光学补偿方法性能分析 |
| 3.4.1 仿真设置 |
| 3.4.2 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小节 |
| 第四章 基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法 |
| 4.2.1 设计思路 |
| 4.2.2 基于FDR的特征提取算法 |
| 4.2.3 基于支持向量机的分类器设计 |
| 4.3 基于分区分形特征和支持向量机的单载波信号识别方法性能分析 |
| 4.3.1 仿真设置 |
| 4.3.2 自由空间信道中的识别性能 |
| 4.3.3 大气时变信道中的识别性能 |
| 4.4 本章小节 |
| 第五章 基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法 |
| 5.2.1 设计思路 |
| 5.2.2 OFDM信号模型及特征 |
| 5.2.3 基于多特征输入的混合训练神经网络结构设计 |
| 5.2.4 基于多特征输入的混合训练神经网络训练过程 |
| 5.3 基于多特征输入和混合训练神经网络的多载波信号识别方法性能分析 |
| 5.3.1 仿真设置 |
| 5.3.2 自由空间信道中的识别性能 |
| 5.3.3 大气时变信道中的识别性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录和其他成果 |
（3）空间全光网络波长需求量算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及目的和意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 空间全光网络国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国内外研究现状总结 |
| 1.3 论文章节安排 |
| 第2章 空间全光网络结构及性能分析 |
| 2.1 NELS星座介绍 |
| 2.2 空间卫星全光网络结构分析 |
| 2.2.1 空间卫星全光网络组网方式 |
| 2.2.2 星上路由设备 |
| 2.2.3 星间链路分布 |
| 2.3 空间卫星全光网络传输时延特性分析 |
| 2.3.1 空间卫星全光网络传输时延的产生 |
| 2.3.2 业务模型 |
| 2.3.3 业务输入模块实现过程 |
| 2.3.4 网络仿真实现过程 |
| 2.4 空间卫星全光网络负载性能建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 最小化链路代价波长路由算法 |
| 3.1 路由与波长分配问题概述 |
| 3.2 星间链路代价的理论建模 |
| 3.2.1 多普勒漂移链路代价模型 |
| 3.2.2 链路传输时延代价模型 |
| 3.2.3 链路剩余波长数代价模型 |
| 3.2.4 星间链路代价模型 |
| 3.3 最小化链路代价波长路由算法 |
| 3.3.1 算法目标 |
| 3.3.2 算法描述 |
| 3.3.3 算法实现流程 |
| 3.4 仿真及结果分析 |
| 3.4.1 仿真参数设置 |
| 3.4.2 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 空间全光网络波长需求量算法 |
| 4.1 波长需求量问题概述 |
| 4.2 混合业务波长分配机制 |
| 4.2.1 波长分配机制分类 |
| 4.2.2 混合业务波长分配机制 |
| 4.2.3 仿真结果及分析 |
| 4.3 空间全光网络波长需求量算法 |
| 4.3.1 算法目标 |
| 4.3.2 算法描述 |
| 4.3.3 算法实现流程 |
| 4.3.4 仿真及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文与研究成果 |
| 致谢 |
（4）自由空间光网络信号传输串扰特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 自由空间光网络国外研究现状 |
| 1.3 自由空间光网络国内研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第2章 自由空间光网络结构及串扰分析 |
| 2.1 自由空间光网络概述 |
| 2.1.1 光网络结构 |
| 2.1.2 自由空间光网络组网方式 |
| 2.1.3 自由空间光网络的星上路由设备 |
| 2.2 自由空间光网络中串扰的产生及分类 |
| 2.2.1 光网络中节点内串扰分析 |
| 2.2.2 光网络中节点间串扰分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 自由空间光网络中信号传输串扰特性研究 |
| 3.1 线性带内串扰数学分析系统模型 |
| 3.1.1 高斯分布统计模型 |
| 3.1.2 基于零阶贝塞尔函数算法统计分析模型 |
| 3.2 自适应均衡算法分析 |
| 3.2.1 最小均方误差算法(LMS) |
| 3.2.2 恒模盲均衡算法(CMA) |
| 3.2.3 变步长CMA-LMS自适应滤波算法 |
| 3.3 线性串扰的数值分析 |
| 3.3.1 系统模型 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 本章总结 |
| 第4章 基于改进遗传算法的串扰优化方法 |
| 4.1 波长和路由问题概述 |
| 4.1.1 路由选择问题 |
| 4.1.2 波长分配算法 |
| 4.2 基于改进遗传算法的串扰优化方法 |
| 4.2.1 编码策略 |
| 4.2.2 适应度函数 |
| 4.2.3 遗传操作 |
| 4.3 算法流程 |
| 4.4 实验结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文内容总结 |
| 5.2 论文工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（5）空间激光通信光学系统设计及其偏振特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 空间激光通信领域研究现状 |
| 1.2.1 国外典型激光通信终端介绍 |
| 1.2.2 国内激光通信系统研究概况 |
| 1.3 空间激光通信光学系统偏振特性的研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容和章节安排 |
| 第2章 空间激光通信终端结构分析 |
| 2.1 空间激光通信终端结构及工作原理 |
| 2.1.1 空间激光通信终端组成结构 |
| 2.1.2 空间激光通信终端工作原理 |
| 2.2 空间激光通信光学系统分析 |
| 2.2.1 激光通信光学系统原理分析 |
| 2.2.2 激光通信光学系统关键指标优化选取 |
| 2.3 激光发射系统结构分析 |
| 2.3.1 激光准直原理 |
| 2.3.2 激光发射系统结构选型 |
| 2.4 激光接收系统结构分析 |
| 2.4.1 探测器选择 |
| 2.4.2 激光接收系统结构选型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 空间激光通信光学系统设计及其性能分析 |
| 3.1 激光发射系统设计 |
| 3.1.1 发射系统初始结构计算 |
| 3.1.2 发射系统优化设计与评价 |
| 3.2 激光接收系统设计 |
| 3.2.1 光学天线设计 |
| 3.2.2 接收系统设计与评价 |
| 3.3 激光通信收发光学系统检测方法 |
| 3.3.1 捕获视场检测 |
| 3.3.2 系统焦距检测 |
| 3.3.3 光束发散角检测 |
| 3.3.4 多通道光轴一致性检测 |
| 3.3.5 光学系统透过率分析 |
| 3.4 激光通信光学系统通信距离分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 空间激光通信光学系统的偏振特性分析研究 |
| 4.1 偏振光分析方法对比 |
| 4.1.1 三角函数表示法 |
| 4.1.2 琼斯矢量法 |
| 4.1.3 斯托克斯矢量法 |
| 4.1.4 邦加球图示法 |
| 4.2 三维偏振光线追迹算法 |
| 4.2.1 光束偏振态的计算方法 |
| 4.2.2 光学系统偏振特性的表征及计算方法 |
| 4.3 光学系统偏振特性仿真分析 |
| 4.3.1 正交反射镜偏振特性分析 |
| 4.3.2 振镜的摆扫运动对正交反射镜偏振特性影响 |
| 4.4 光学系统偏振补偿方案设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 本文主要创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）空间激光通信系统仿真软件的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究工作及结构安排 |
| 第二章 空间激光通信系统概述 |
| 2.1 空间激光通信系统 |
| 2.1.1 空间激光通信系统的研究现状和发展趋势 |
| 2.1.2 空间激光通信类型 |
| 2.1.3 空间激光通信系统的组成及工作原理 |
| 2.1.4 光发射系统 |
| 2.1.5 光接收系统 |
| 2.1.6 APT子系统 |
| 2.2 空间环境对卫星链路的影响 |
| 2.3 空间激光通信关键技术 |
| 2.3.1 高灵敏度抗干扰的微弱光信号接收技术 |
| 2.3.2 快速、高精度APT技术 |
| 2.3.3 高功率高稳定光源 |
| 2.3.4 精密、可靠及高增益收发天线技术 |
| 2.3.5 高速率调制、解调技术 |
| 2.4 本章小节 |
| 第三章 空间激光通信系统仿真模型设计 |
| 3.0 建模仿真理论 |
| 3.1 系统仿真模型 |
| 3.2 光发射系统设计 |
| 3.2.1 光源设计 |
| 3.2.2 数据源设计 |
| 3.2.3 调制器设计 |
| 3.2.4 光学发射天线设计 |
| 3.3 光接收系统设计 |
| 3.3.1 光接收天线设计 |
| 3.3.2 光电探测器设计 |
| 3.3.3 滤波器设计 |
| 3.4 空间光信道模型设计 |
| 3.4.1 大气信道模型设计 |
| 3.4.2 自由空间信道模型设计 |
| 3.5 APT分系统设计 |
| 3.6 可视化器件库设计 |
| 3.6.1 示波器设计 |
| 3.6.2 光信号时域分析仪设计 |
| 3.6.3 误码仪设计 |
| 3.7 本章小节 |
| 第四章 空间激光通信系统仿真软件设计与实现 |
| 4.1 仿真软件功能设计 |
| 4.1.1 仿真软件功能 |
| 4.1.2 仿真执行流程 |
| 4.2 仿真软件总体架构设计 |
| 4.2.1 软件系统模块 |
| 4.2.2 软件系统执行流程 |
| 4.3 仿真软件关键技术 |
| 4.3.1 开发准则 |
| 4.3.2 Qt开发框架及插件机制 |
| 4.3.3 设计模式 |
| 4.3.4 混合编程 |
| 4.3.5 事件机制和消息机制 |
| 4.3.6 数据库设计 |
| 4.3.7 事件驱动和时间推进联合仿真技术 |
| 4.4 仿真软件功能实现 |
| 4.4.1 人机交互功能的设计与实现 |
| 4.4.2 器件库功能的设计与实现 |
| 4.4.3 拓扑管理功能的设计与实现 |
| 4.4.4 仿真运行控制功能的设计与实现 |
| 4.4.5 性能分析功能的设计与实现 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 系统的仿真测试和结果分析 |
| 5.1 LEO星座通信系统仿真 |
| 5.1.1 场景设置 |
| 5.1.2 仿真总体框图及概述 |
| 5.1.3 链路距离变化 |
| 5.2 仿真结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 后期工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者攻读学位期间内成果目录 |
| 附录 |
（7）卫星动态光网络的路由和资源管理方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卫星动态路由算法研究现状 |
| 1.2.2 全光网络波长路由研究现状 |
| 1.2.3 星上资源管理研究现状 |
| 1.3 论文研究内容和创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第二章 卫星光网络中基于蜂群优化的RWA算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 卫星光网络模型 |
| 2.2.1 卫星星座类型 |
| 2.2.2 卫星空间位置的数学模型 |
| 2.2.3 卫星光网络的路由设备 |
| 2.2.4 基于波长路由的卫星光网络模型 |
| 2.3 基于链路代价的蜂群优化RWA算法 |
| 2.3.1 蜂群算法基本原理 |
| 2.3.2 全局路由预计算和初始化 |
| 2.3.3 基于链路代价函数的路径搜索 |
| 2.3.4 基于可行解比较的全局优化 |
| 2.4 BCO-LCRWA算法仿真与性能分析 |
| 2.4.1 仿真参数设置 |
| 2.4.2 仿真结果与性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 卫星光网络中基于安全路由策略的负载均衡算法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 卫星网络安全路由方案 |
| 3.2.1 空间网络的安全威胁 |
| 3.2.2 基于信任评估安全路由方案 |
| 3.3 基于安全路由的负载均衡算法 |
| 3.3.1 基于安全机制的负载修正模型 |
| 3.3.2 卫星光网络中基于安全策略的负载均衡算法 |
| 3.3.3 仿真与性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于业务分流的卫星拥塞控制算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 常见的网络服务机制 |
| 4.3 基于业务分布的流量修正模型 |
| 4.4 基于大流量业务需求的拥塞控制算法 |
| 4.4.1 拥塞控制问题优化模型 |
| 4.4.2 基于波长利用率的拥塞指标 |
| 4.4.3 基于人工蜂群机制的拥塞控制算法 |
| 4.4.4 仿真与性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于多QoS保证的带宽分配方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宽带卫星系统模型 |
| 5.3 基于多QoS保证的动态带宽分配方法 |
| 5.3.1 跨层带宽分配模型 |
| 5.3.2 基于效用函数的优化模型 |
| 5.3.3 基于蜂群优化的动态带宽分配算法 |
| 5.4 BO-CL-DBA算法仿真性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录: 缩略语列表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和其他成果 |
（8）卫星光网络组网技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.1.1 背景综述 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 卫星光通信发展现状 |
| 1.2.2 卫星光网络发展现状 |
| 1.3 本文研究工作 |
| 1.4 本文结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 卫星光网络组网关键技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SDN技术 |
| 2.2.1 SDN技术基础 |
| 2.2.2 SDN技术在卫星网络中的应用 |
| 2.3 MPLS技术 |
| 2.3.1 MPLS技术基础 |
| 2.3.2 MPLS技术在卫星网络中的应用 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 天地一体化网络仿真平台研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿真平台架构 |
| 3.2.1 平台模块组成 |
| 3.2.2 平台内部交互 |
| 3.2.3 平台管控架构 |
| 3.3 功能设计 |
| 3.3.1 网络物理架构 |
| 3.3.2 网络拓扑构建 |
| 3.3.3 网络路由计算 |
| 3.4 仿真和分析 |
| 3.4.1 星座性能分析 |
| 3.4.2 拓扑仿真分析 |
| 3.4.3 网络性能仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于星间激光链路的组网协议研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 组网协议架构 |
| 4.2.1 平面架构 |
| 4.2.2 模块架构 |
| 4.3 管理平面设计 |
| 4.3.1 管理中心 |
| 4.3.2 网管代理 |
| 4.4 控制平面设计 |
| 4.4.1 连接控制模块 |
| 4.4.2 路由模块 |
| 4.4.3 信令模块 |
| 4.4.4 链路模块 |
| 4.5 传送平面设计 |
| 4.5.1 传送平面代理 |
| 4.5.2 硬件模块 |
| 4.6 仿真和测试 |
| 4.6.1 软件仿真 |
| 4.6.2 硬件测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 附录1: 缩略语表 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其他成果 |
（9）基于QD与MEMS振镜的微纳激光通信关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 微纳激光通信终端国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 论文的主要内容 |
| 第2 章 微纳激光通信终端特点与工作机理分析 |
| 2.1 经典激光通信系统 |
| 2.2 微纳激光通信系统 |
| 2.2.1 微纳激光通信系统总体组成 |
| 2.2.2 微纳激光通信系统工作流程 |
| 2.3 链路约束条件分析 |
| 2.3.1 波长选择 |
| 2.3.2 探测视场匹配 |
| 2.3.3 链路裕量分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于QD与 MEMS振镜的复合探测关键技术研究 |
| 3.1 光斑位置检测原理 |
| 3.1.1 基于QD的光斑跟踪原理 |
| 3.1.2 QD光斑位置检测范围 |
| 3.2 QD位置检测精度影响因素分析 |
| 3.2.1 光斑能量分布对检测精度的影响 |
| 3.2.2 光斑半径大小对检测精度的影响 |
| 3.3 基于QD的直接探测原理及分析 |
| 3.3.1 直接探测通信原理 |
| 3.3.2 QD直接探测原理 |
| 3.3.3 基于QD的光斑质心检测算法 |
| 3.4 基于QD的复合探测技术 |
| 3.4.1 QD通信原理 |
| 3.4.2 基于QD的复合探测技术 |
| 3.5 捕跟算法设计 |
| 3.6 跟踪闭环系统分析 |
| 3.7 SPI通信算法设计 |
| 第4 章 微纳激光通信终端硬件设计与实现 |
| 4.1 捕获跟踪回路硬件设计 |
| 4.2 光电探测单元 |
| 4.3 激光调制发射单元 |
| 4.4 伺服执行单元 |
| 4.5 综合控制单元与通信处理单元 |
| 4.6 设计结果 |
| 第5 章 微纳激光通信终端捕跟通信实验及分析 |
| 5.1 通信实验 |
| 5.1.1 通信实验平台搭建 |
| 5.1.2 通信实验结果分析 |
| 5.2 跟踪实验 |
| 5.2.1 跟踪实验平台搭建 |
| 5.2.2 跟踪实验结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6 章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得成果 |
（10）自由空间测量设备无关的量子密钥分发实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景介绍 |
| 1.2 论文结构安排 |
| 第2章 量子通信的原理 |
| 2.1 量子密钥分发中的基本概念 |
| 2.1.1 量子比特 |
| 2.1.2 量子纠缠与Bell不等式 |
| 2.2 HOM干涉 |
| 2.2.1 单光子脉冲的HOM干涉 |
| 2.2.2 弱相干脉冲的HOM干涉 |
| 2.3 典型的量子密钥分发协议 |
| 2.3.1 BB84协议 |
| 2.3.2 Ekert91协议 |
| 2.3.3 诱骗态协议 |
| 2.3.4 测量设备无关的量子密钥分发协议 |
| 第3章 大气湍流与自适应光学技术 |
| 3.1 大气湍流介绍 |
| 3.2 波前像差与Zernike多项式 |
| 3.3 自适应光学系统 |
| 3.3.1 两类典型的自适应光学系统 |
| 3.3.2 模式法SPGD自适应光学系统 |
| 3.4 基于深度学习的自适应技术研究与探索 |
| 3.4.1 卷积神经网络的基本原理 |
| 3.4.2 波前畸变的高斯光束波前相位重构 |
| 第4章 自由空间独立源干涉关键技术 |
| 4.1 独立时钟同步 |
| 4.2 独立频率锁定 |
| 4.3 单模耦合与偏振保持干涉技术 |
| 4.3.1 单模耦合 |
| 4.3.2 偏振保持干涉 |
| 第5章 自由空间测量设备无关的量子密钥分发实验 |
| 5.1 实验系统介绍 |
| 5.1.1 实验光源 |
| 5.1.2 发射合束滤波模块 |
| 5.1.3 自由空间链路 |
| 5.1.4 符合探测与数据采集 |
| 5.2 实验流程 |
| 5.3 实验结果 |
| 第6章 完成的其它外场实验 |
| 6.1 上海城市环境白天量子密钥分发外场实验 |
| 6.2 西藏阿里地星量子隐形传态外场实验 |
| 6.3 新疆南山白天天空背景测试 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 论文规范 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
四、卫星间第一条使用激光的光学链路（论文参考文献）
- [1]卫星激光通信传输性优化能研究[D]. 马鹏杰. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]卫星激光通信系统信号传输与识别方法研究[D]. 李姗姗. 北京邮电大学, 2021(01)
- [3]空间全光网络波长需求量算法研究[D]. 高思远. 长春理工大学, 2021(02)
- [4]自由空间光网络信号传输串扰特性研究[D]. 佟欣. 长春理工大学, 2021(02)
- [5]空间激光通信光学系统设计及其偏振特性研究[D]. 雷景文. 吉林大学, 2021(01)
- [6]空间激光通信系统仿真软件的设计与实现[D]. 孙钰莹. 北京邮电大学, 2021(01)
- [7]卫星动态光网络的路由和资源管理方法研究[D]. 刘晔祺. 北京邮电大学, 2021(01)
- [8]卫星光网络组网技术研究[D]. 张宇. 北京邮电大学, 2021(01)
- [9]基于QD与MEMS振镜的微纳激光通信关键技术研究[D]. 陈韵. 长春理工大学, 2021(02)
- [10]自由空间测量设备无关的量子密钥分发实验研究[D]. 杨奎星. 中国科学技术大学, 2020(01)