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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
在科技飞速发展的信息时代里，随着电脑、网络技术的问世，人类的通信活动日益频繁、通信需求迅速膨胀。卫星通信在这场信息革命中起到了重要作用。眼下，Iridium、Globalstar等老一代通信星座已经逐渐老化；而另一方面，卫星通信技术的进一步发展以及卫星在抢险求灾中的关键作用则使得卫星通信受到空前的重视，因此，建立新一代卫星通信星座是大势所趋，而如何设计出系统性能更优的通信星座是一个有实用性与重要意义的课题。传统的通信星座设计只着眼于系统成本与覆盖性能，而将星座的通信功能设计作为后续设计，无法保证星座构形的系统性能最优性。本论文针对这一不足，提出了全新的通信星座设计方法，将星座构形设计与功能设计结合起来，以系统综合性能为目标对星座方案进行优化。其研究内容主要包括以下几个方面。首先，文中论证了星座构形对星座通信性能的影响并提出了通信星座综合性能优化理论。通信星座的性能可以表征为其路由设计结果，如最小通信时延、最小切换率等。由于路由设计以星座构形为基层结构，所以其优化结果局限于星座构形所允许的范围之内。这种制约关系使得路由设计结果能够反过来评价星座构形，从而辅助星座方案设计。因此，在一定的评价体系下，以星座的功能设计，表征为路由优化结果，作为反馈对星座构形设计进行干预，可以获得星座性能更优的构形方案，这即是通信星座综合性能优化设计的原理。其次，着眼于星座的通信性能，文中提炼出对星座构形存在依赖性的系统性能指标并加以改造，使之能够准确有效地评价星座构形。这些指标包括系统有效通信容量、最小通信时延、最小链路切换率，与传统的两个指标即系统成本与覆盖性指标一起构成了通信星座综合性能评价体系。再次，通信星座综合性能优化是一个涉及多个领域的综合性大课题，它包括了星座构形设计、星间链路网络设计与仿真、路由设计等板块。文中针对每一板块进行了具体的研究和创新：1) 对星座构形设计的相关知识点进行归纳提炼，系统分析星形构形与玫瑰构形各自的固有特征，比较LEO、MEO、GEO三类轨道通信星座的优劣，提出星座构形的选择标准。2) 针对星间链路的动态特性，文中提出了基于轨道相对倾角与卫星相对相位的分析方法，给出了能够展现全范围层内星间链路动态特性极值变化规律的iRφR系列图像，同时讨论了基于通信性能的链路网络结构设计。3) 针对时变的动态星间链路网络的传统离散状态仿真方法之不足，文中提出了基于电路原理的连续状态仿真方法。4) 基于上述仿真方法，提出了相应的路由算法，论证了这一基于连续状态的路由算法相比于基于离散状态的FSA算法和Snapshot算法的优异性。最后，文中对通信星座综合性能优化设计理论进行了应用研究与论证。文中开发了相应的计算机仿真设计程序，分别针对全球商业通信星座与我国军民海陆一体化通信星座，以综合性能评价指标为优化目标，应用改进的NSGA-II算法进行多目标优化设计。此外，文中还讨论了基于系统综合性能的带星间链路通信星座的重构题目。设计结果表明，综合性能优化设计相比于传统的星座设计，能够最终给出系统性能表现更优的星座方案，提高性价比。所以，通信星座综合优化理论能够为新一代通信星座提供更优质的设计。 |
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发表于 2022-5-26 09:10:38
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