应用领城:支撑卫星通信体制设计、基带芯片研制、卫星相关教学等
单位介绍
北京邮电大学无线网络定位与通信融合研究中心是由国家“羲和”计划室内定位导航系统首席专家邓中亮教授创立,二十余年致力于星地一体通信与导航融合理论、技术研究与工程实践,发表核心论文超200篇,获授权发明专利超百项。破解了长期困扰国际的高精度、广覆盖、室内外无缝隙、低成本定位以及广域高速卫星通信等基础性难题。为我国无线定位研究与应用走向世界领先地位做出了重要贡献,在重大生产安全保障、远海域重大工程建设等核心领域发挥了巨大作用,引领位置服务规模化应用。在卫星通信方面,突破了卫星通信协议栈研发与测试等系列关键技术,首次论证了5G通信体制以及通导融合体制上卫星的可行性。
成果概述
该成果由北京邮电大学邓中亮教授团队(邓中亮、林文亮、王珂)完成。面向手机直连卫星中高动态场景对可靠、敏捷、高速通信体制的迫切需求,针对当前链路级仿真平台中面临技术演进迭代慢、大规模星座动态链路关联能力弱、业务性能呈现差等挑战,本项目创新提出了面向手机直连卫星的链路级仿真平台,突破了基于球面圆台的星地大尺度立体仿真空间约束、多波束多通道的并行链路衰落与传输模拟、端到端的视频数据流传输质量表征、比特流仿真向半物理仿真输出转换等关键技术,率先实现了直观、精细、多功能链路仿真功能,为 6G星地链路的通信体制设计、终端接收算法、基带芯片设计等关键功能提供重要支撑。获授权国家发明专利10项,发表高水平SCI论文4篇。该成果已应用于我国卫星通信项目、研究院所、商业航天公司等。
本成果在创新经验方面主要包括:
1.在研发设计面:
(1)注重跨领域融合:将卫星、通信、仿真等不同领域的技术和知识融合,创造出全新的链路级仿真解决方案。
(2)坚持用户导向设计:深入洞察链路级仿真软件的用户需求,通过深入调研用户需求,根据反馈进行迭代设计,确保产品符合市场期望。
(3)实现模块化设计:将链路仿真平台功能拆分为多个可独立设计、验证和升级的模块,提高灵活性和可扩展性。
2.在技术应用方面:
(1)注重产学研的全过程结合:从卫星设计方直接获取链路仿真需求,解决其实际问题。
(2)建立切实可行的执行机制:建立技术评估和验证机制,确保技术的可行性和稳定性。
(3)充分发挥团队的能力:鼓励团队成员进行技术学习和创新,提升整体技术水平。
成果优势
1、严格依照国际标准:符合国际3GPPNTN标准的端到端物理层功能;
2、支持灵活功能与参数配置:物理层功能模块化设计,功能组件可灵活替换为不同的卫星系统、不同的链路参数配置;
3、支持星座轨迹关联:内置轻量化卫星星座仿真功能,可与链路仿真直接关联,高效表征高动态星地链路的通信性能;
4、支持全过程展示:动态展示星地单链路全过程的连接状态;
5、支持卫星波位配置:依据卫星layout,可配置不同的波位数目,且直观显示;
6、支持多通道并行:依据卫星layout,可配置不同的波束数目,并行开展仿真与结果显示;
7、支持二次开发者模式:平台中的链路物理层功能模块、界面配置结果、结果显示模块等均可支持二次开发;
8、支持多层级仿真功能:支持导出到 matlab
平台、软件无线电平台以及信道模拟器平台;
9、支持仿真回放功能:支持单次或者多次仿真控制,仿真后可灵活控制回放;
10、支持链路仿真结果呈现:可呈现单个链路仿真结果,或者多个链路仿真结果的比较。
应用领域
1.支持 5G/5G-A/6G 卫星通信体制设计、仿真与论证:通过本仿真软件平台,可开展星地通信体制中波形、编码、调制、信道、同步、信道估计、解调等功能的设计、验证与仿真。
2.支持卫星通信基站或者终端基带开发:通过本仿真软件平台,可分析与确定基站与终端协议栈中关键参数配置,指导星载基站与终端基带开发。
3.支持卫星通信仿真教学与评估:通过本仿真软件平台,可支持高等院校、科研机构等开展卫星通信教学基础能力建设,为学生培养提供教学工具以及试验用例。
项目成效
本成果已经在多个领域中取得订单,有力地支持了多家重点单位对卫星通信体制论证的能力建设、设计分析以及人才培养。
(1)支撑我国卫星通信工程通信体制设计与论证:支撑手机直连卫星系统技术体制设计和关键技术研究,以最大程度保证关键技术的有效性,降低工程实施风险,开展卫星互联网链路级关键技术仿真验证工作,包括接入网帧结构、波形、信道、同步、调制解调等关键技术研究与论证。
(2)支撑研究院所开展捷变波束体制设计与论证:面向低轨卫星互联网的高动态、大链路损耗、大空口时延、波束捷变、星载功放非线性等全新场景,研究面向高动态低轨卫星的高精度快速时频估计与补偿、面向多业务多场景的低轨卫星互联网智能自适应编码调制技术与方案,搭建低轨卫星互联网链路级动态可视化仿真平台,并使用仿真平台对上述关键技术进行验证。
(3)支撑商业航天公司开展星载基站研制:开展星载基站原型样机或初样产品研制,并参与体制验证工作,包括无线接入网协议端到端验证,星载基站基带与核心网、SFC、终端、信关站、相控阵天线的接口互通验证,异厂家网元互联互通验证等。
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图、文提供:北京邮电大学版权属于原作者,如涉及侵权请及时联系删除。
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(转自:北京物联网智能技术应用协会)
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