分布式星群网络组网技术研究*
2021-08-06陈浩澜章小宁付伟达姚雨迎
通信技术 2021年7期
陈浩澜,张 艺,章小宁,黄 镐,付伟达,姚雨迎
(1.电子科技大学,四川 成都 611731;2.中国东方红卫星股份有限公司,北京 100094)
0 引 言
随着分布式理论和应用的日渐成熟,分布式概念在航空航天领域再次得到了广泛关注。分布式星群由一组分布在同一或邻近轨道上的卫星组成。分布式星群网络(Distributed Satellite Cluster Network,DSCN)利用组网协同、共轨控制技术,整合空间上邻近且独立分布的卫星资源,实现整体大于部分之和的效果。开展基于分布式星群的空间信息网络研究具有重要的国家战略意义。
微纳卫星(Micro-nano Satellite)是微型卫星与纳卫星的统称,通常是指质量100 kg左右,具有实际功能的卫星。它们体积小、功耗低、开发周期短、可编队组网,而且能以更低的成本完成很多复杂的空间任务,使得微纳卫星是成为蓬勃发展的航天事业的一个重点发展方向[1]。
但是,微纳卫星本体的体积、质量和成本大大下降,导致不能携带大的太阳电池帆板以提供大的电功率,也不能承载高增益天线以传输高速率数据,且单星能力较弱。因此,多个微纳卫星组网成分布式星群统一完成航天任务已经成为趋势[2]。
本文提出一种可行的分布式星群组网方案,搭建仿真平台验证,并最终实现硬件平台。本文结构如下:第1节简要说明分布式星群组网架构;第2节讨论了组网的基本流程,包括物理层、数据链路层、网络层的一些基本技术指标和实现方案;第3节展示了分布式星群组网仿真平台的搭建及仿真结果;第4节展示了分布式星群组网硬件平台的搭建;……
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