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內容簡介

　　《空間信息網絡資源動態(tài)配置理論與方法》圍繞空間信息網絡中的資源動態(tài)優(yōu)化配置問題展開研究，分別從空間信息網絡的協(xié)作傳輸能力增強、業(yè)務特性自適應、安全傳輸與干擾控制以及網絡高動態(tài)建模與復雜性分析出發(fā)，探索了網絡穩(wěn)定性、業(yè)務特性、干擾、高動態(tài)及復雜性與網絡傳輸性能之間的作用關系，對星間傳輸中的中繼衛(wèi)星傳輸資源分配、星地回傳過程中地面站的服務傳輸資源分配、星地-地面混合通信網絡中衛(wèi)星與地面站的波束成形機制與功率分配實現(xiàn)了優(yōu)化，并對網絡的高動態(tài)性結構進行建模，實現(xiàn)了對空間信息網絡的復雜性挖掘。

作者簡介

　　杜軍，女，1988年生，現(xiàn)清華大學電子工程系博士后、助理研究員。2009年6月畢業(yè)于北京理工大學，獲工學學士學位，2014年6月、2018年6月于清華大學分別獲得工學碩士及博士學位。近年來主持國家自然科學基金面上項目、中國博士后基金面上項目、中國博士后特別資助等項目，并參與了多項國家自然科學基金項目、863、軍口、國際合作、企業(yè)合作等科研項目。先后在國外期刊、會議發(fā)表論文50余篇，出版專著2部，申請多項發(fā)明專利。獲省部級技術發(fā)明一等獎1項，以及多項國際通信領域重要會議最佳論文獎，擔任多個國際著名期刊及會議的審稿人。

圖書目錄

第1章緒論 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 衛(wèi)星發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 1
1.1.2 空間信息網絡發(fā)展 3
1.2 本書研究的關鍵問題 7
1.2.1 多星協(xié)作傳輸能力增強 7
1.2.2 多源業(yè)務特性自適應 9
1.2.3 安全傳輸與干擾控制 10
1.2.4 高動態(tài)建模與復雜性分析 12
1.3 本書的研究內容 14
1.3.1 基于認知的多星協(xié)作傳輸資源動態(tài)配置 15
1.3.2 基于多源業(yè)務特性預測的地面資源動態(tài)分配 16
1.3.3 基于協(xié)作波束成形的星地混合網絡安全傳輸 19
1.3.4 高動態(tài)網絡時間累積復雜性及其在資源配置的應用 21
1.4 本書的內容安排 24
第2章基于認知的多星協(xié)作傳輸資源動態(tài)配置 26
2.1 引言 26
2.2 系統(tǒng)模型 28
2.2.1 多接入系統(tǒng)排隊模型 29
2.2.2 ON/OFF鏈路通斷概率模型 30
2.2.3 信道模型 33
2.3 基于認知的中繼協(xié)作機制與資源動態(tài)分配協(xié)議 34
2.3.1 GEO中繼衛(wèi)星帶寬資源協(xié)作分配協(xié)議 35
2.3.2 LEO中繼衛(wèi)星時隙資源協(xié)作分配協(xié)議 36
2.4 基于系統(tǒng)穩(wěn)定的中繼資源優(yōu)化分配 37
2.4.1 GEO中繼衛(wèi)星雙接入系統(tǒng)穩(wěn)定域及資源分配 38
2.4.2 LEO中繼衛(wèi)星雙接入系統(tǒng)穩(wěn)定域及資源分配 46
2.4.3 CMA系統(tǒng)穩(wěn)定域分析方法 57
2.5 仿真分析 57
2.5.1 參數設置 57
2.5.2 系統(tǒng)平均最大穩(wěn)定吞吐量 58
2.5.3 系統(tǒng)平均隊列延遲 61
2.5.4 性能對比 62
2.6 小結 64
第3章基于多源業(yè)務特性預測的地面資源動態(tài)分配 66
3.1 引言 66
3.2 系統(tǒng)模型 68
3.2.1 流量模型 69
3.2.2 信道模型 69
3.2.3 預服務模型 70
3.2.4 排隊模型 72
3.3 基于離散小波分解的BP神經網絡流量預測系統(tǒng) 73
3.3.1 多層小波分解 74
3.3.2 BP神經網絡預測 75
3.3.3 DWT-BP流量預測系統(tǒng)設計 77
3.4 基于預測背壓的服務資源分配 79
3.4.1 隊列動態(tài)演化分析 79
3.4.2 基于預測的排隊系統(tǒng)隊列分析 80
3.4.3 基于背壓原理的服務資源分配策略 82
3.5 仿真分析 83
3.5.1 流量模型設置 84
3.5.2 DWT-BP流量預測系統(tǒng)準確性 84
3.5.3 基于PBP的服務資源分配性能 87
3.6 小結 89
第4章基于協(xié)作波束成形的星地混合網絡安全傳輸 91
4.1 引言 91
4.2 系統(tǒng)模型 93
4.2.1 信道模型 94
4.2.2 接收信號模型 96
4.2.3 信號與干擾加噪聲比 97
4.2.4 安全傳輸速率 98
4.3 基于星地安全傳輸的波束成形 99
4.3.1 非協(xié)作安全傳輸波束成形 99
4.3.2 協(xié)作安全傳輸波束成形 100
4.4 波束成形優(yōu)化問題求解 101
4.4.1 優(yōu)化問題可行解法 101
4.4.2 基于路徑追蹤的二次規(guī)劃算法 102
4.4.3 ICPSO算法有效性分析 110
4.4.4 ICPSO算法計算復雜度分析 111
4.5 仿真分析 112
4.5.1 參數設置 112
4.5.2 算法收斂性 113
4.5.3 搭載天線數對系統(tǒng)傳輸性能影響 115
4.5.4 算法復雜度 117
4.6 小結 118
第5章高動態(tài)網絡時間累積復雜性及其在資源配置的應用 120
5.1 引言 120
5.2 空間信息網絡高動態(tài)建模 122
5.2.1 時變圖模型 122
5.2.2 研究動機：空間信息網絡高動態(tài)性分析 123
5.3 基于時間累積時變圖的空間信息網絡復雜性分析 125
5.3.1 傳統(tǒng)復雜特性分析 125
5.3.2 空間信息網絡時間累積時變圖建模 127
5.3.3 基于C-TVG的空間信息網絡復雜性分析 127
5.3.4 基于復雜特性的空間信息網絡C-TVG生成 129
5.4 基于C-TVG的復雜性分析在空間信息網絡中的應用 131
5.5 仿真分析 132
5.5.1 參數設置 132
5.5.2 空間信息網絡C-TVG復雜性 132
5.5.3 安全場景應用 136
5.6 小結 138
第6章結論與展望 140
6.1 主要結論和創(chuàng)新點 140
6.2 研究展望 142
6.3 心得體會 144
參考文獻 146
在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果 161
致謝 164