空天网络高速数据传输协同编码调制理论与方法

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
61132002
项目类别：
重点项目
资助金额：
280.0万
负责人：
葛宁
依托单位：
清华大学
学科分类：
F0106.空天通信
结题年份：
2016
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2016-12-31

项目参与者：
王有政；殷柳国；詹亚锋；裴玉奎；张家琦；张英杰；栾志斌；毛洪亮；程骞；
关键词：
高速传输空天地通信空天通信星地链路空间数据传输

项目摘要

空天网络推动空间科学发展，维系国家权益。其传输效率与网络可靠性直接受制于编码与调制方式，高速数据下更凸显受限资源与复杂干扰的尖锐矛盾，为国际研究前沿。目前大口径天线等传统技术已接近工程极限，规划传输窗口以回避干扰严重制约网络应用，未来"多站多星组网"急需从根本上突破高效可扩展的编码调制理论和关键技术，综合解决面临的拓扑变化多、时空跨度大、用户覆盖广、高速数据下资源严重受限等难题。围绕"资源复合制约下高效高可靠传输"核心目标：①面向长变延迟下断续传送问题，研究延时差错鲁棒的应用层编码及其反馈控制机制；②面向受限载荷电路支持高吞吐量、变速率数据可靠传输问题，研究高性能随机编码的结构化与扩展重构理论；③面向扩展覆盖区域需求，研究低仰角复杂环境下信号空间的时频协同设计处理方法。建立协同传输理论，完成容错文件传输、可重构系列编码、低仰角高速传输演示试验，突破空天网络高速传输的受限资源瓶颈。

结项摘要

空天网络推动空间科学发展，维系国家权益，其传输效率与网络可靠性直接受制于编码、调制等通信方式，高速数据传输下更凸显受限资源与复杂干扰的尖锐矛盾。未来“多站多星组网”亟需从根本上突破高效可扩展的编码调制理论和关键技术，综合解决面临的拓扑变化多、时空跨度大、用户覆盖广、高速数据下资源严重受限等难题。本项目围绕“资源复合制约下高效高可靠传输”核心目标，开展协同编码调制理论与方法研究。.首先，面向星间高速互联需求，探索毫米波空间传输方法。解决了毫米波通信中的射频非线性、快速波束对准和相位噪声消除等瓶颈难题，为构建高速星间链路提供手段。已研制关键技术原理样机一套，通过863专项测试验收。.其次，针对高质量空间传输需求，研究高效编码调制及其在轨处理技术。通过迭代设计，解决了极低信噪比条件下的信号识别与检测难题；提出了可重构译码器架构，可显著提高吞吐率；该技术已经报批国军标《中继卫星系统低密度奇偶校验编码技术要求》。.第三，面向卫星对地拓展覆盖需求，提出基于因子图的多波束干扰消除与基于大尺度衰落的联合传输算法；提出了喷泉码双重反馈、数据包检错与纠错方法，有效支持容错传输。.实施中，在IEEE JSAC等国际期刊和IEEE ICC等本领域重要的国际会议上发表论文120余篇，其中SCI收录40余篇，申请发明专利23项。获国家自然科学奖二等奖一项（成员排名4），中国标准创新贡献奖二等奖一项（成员排名3、8），吴文俊人工智能科学技术奖一等奖一项（成员排名2），WCSP 2013国际会议等最佳论文奖4项，报批国军标一项，并与中继星控管中心联合成立“空天宽带网络技术协同创新实验室”，在中国电子学会第十九届青年学术年会中做大会主题报告并组织空间信息网络专题研讨。课题成员殷柳国2016年获得教育部青年长江学者称号。