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2022年度卫星互联网重点实验室开放课题申报通知

为进一步有效开展卫星互联网技术创新工作,凝聚国内优势科研力量,实验室部署一批卫星互联网领域开放课题。

卫星互联网重点实验室(以下简称“实验室”),拥有国内一流的科技创新人才队伍、先进完善的科研条件与创新机制、稳定充足的科研经费。为进一步有效开展卫星互联网技术创新工作,凝聚国内优势科研力量,实验室部署一批卫星互联网领域开放课题。热烈欢迎领域优势单位申报项目,热烈欢迎有志于卫星互联网科技创新研究人员进入实验室工作。

一、课题指南

课题1:密集波束管理与无线资源高效调度算法研究

【研究内容】

为缓解大规模星座波束间干扰且无线资源受限的现状,开展大规模星座密集波束协同管理研究,突破基于TDD/FDD的密集跳波束接入管控机制、高机动用户的移动性管理策略等,有效提升波束灵活度和系统吞吐量;开展复杂动态场景下多域感知多元驱动的无线资源智能调度研究,突破跨星跨波束多维资源智能联合调度、密集波束覆盖下同频干扰规避等技术,有效降低同频干扰,提升多维资源利用率;构建仿真验证系统,完成关键技术验证。

【主要指标】

(1)支持立体多层星座的波束管理,卫星数不少于4000颗,单星支持跳波束数目不少于32个,波束间干扰不大于-14dB,相较于固定波束管理方法,系统吞吐量提升20%以上;

(2)支持2种以上频段协同接入;

(3)资源调度种类不少于3种,相较于传统固定波束资源调度方法,系统资源利用率提高20%以上;

(4)支持频谱共享,同频干扰检测时间不大于3秒,干扰态势预测准确率不小于90%。

【成果形式】

研究报告1套,仿真验证系统1套(含关键算法模型),在SCI检索的学术期刊或重要学术会议上发表或录用高水平论文1篇,申请发明专利2项以上。

【资助经费】

不超过150万元人民币。

课题2:大规模卫星网络弹性组网控制与编排技术研究

【研究内容】开展大规模卫星网络的弹性可控组网下的控制与编排技术研究,研究卫星网络分级分域管控方法,设计域内与域间控制方案与策略,支持大规模星座网络业务流量优化及故障的快速可靠恢复;研究路由与传输控制联合的多径传输技术,提升端到端传输可靠性和吞吐量;研究资源受限与拓扑动态条件下的计算、存储、网络等多维资源的统一表征、编排与灵活调度机制,以及网络端到端切片技术,提升网络业务综合保障能力;研究服务功能链按需编排方法,支持网络结构灵活可扩展。

【主要指标】

(1)卫星网络规模不小于4000颗;

(2)支持可预测拓扑变化下路由收敛时间不超过10ms,关键业务可实现无缝切换;

(3)单点故障时微环范围不超过3跳,故障恢复时间不超过500ms,CPU资源占用不超过500MHz;

(4)支持端到端路径的控制与建立,单条路径建立时间平均不超过500ms;

(5)在多径传输下,网络传输速率比单径传输提升50%以上,网络可靠传输时延平均降低10%以上;

(6)支持不少于500个网络切片的调度;

(7)支持面向数据面的服务功能链编排,支持服务功能链的无缝动态迁移。

【成果形式】

研究报告1套,原型系统1套,在SCI检索的学术期刊或重要学术会议上发表或录用高水平论文1篇,申请发明专利2项以上,软件著作权1项以上。

【资助经费】

不超过150万元人民币。

课题3:星载轻量化核心网设计与智能协同技术研究

【研究内容】

综合分析核心网网元星载部署对时延、算力、路由、安全等多方面的影响,开展星载核心网网元重定义、星地智能部署与智能协同研究,突破星载核心网网元功能柔性分割、网元无状态灵活重构等技术,实现轻量化天基网络的高效自主运行;研究核心网元星间/星地分布式灵活部署与智能协同组网机制,突破分层分级网络控制、高动态网络移动性管理、广域空间分布式智能协同共享等技术,实现分布式灵活组网与跨域协同;构建仿真验证系统,模拟星载核心网及星地协同组网,完成关键技术验证。

【主要指标】

(1)支持星载核心网网元功能柔性分割、按需重构、灵活部署;

(2)支持星载计算资源受限与网络高动态下的星载核心网网元协议轻量化;

(3)星座高动态条件下,支持基于无状态设计的星载核心网网元按需动态迁移,迁移时间达秒级;

(4)支持至少5种星地/星间核心网部署方式、协同组网模式,满足星地网元功能跨域协同,支持终端星地协同组网下的天地接入与功能切换;

(5)星载核心网按需部署及服务启动时间不大于10分钟;

(6)星载核心网支持并发用户数不少于1000,转发能力不低于1Gbps,用户面处理时延不大于1ms。

【成果形式】

研究报告1套,仿真验证系统1套(含关键算法原型),在SCI检索的学术期刊或重要学术会议上发表或录用高水平论文1篇,申请发明专利2项以上。

【资助经费】

不超过150万元人民币。

课题4:通导共生定义与高精度定轨技术研究

【研究内容】

开展通导共生新定义研究,包括共生概念内涵、通信赋能导航方法和导航增强通信方法等;开展通导共生用户需求与服务模式研究,包括系统工作模式、广播与点播协作服务策略、资源分配策略等;开展低轨大气阻力环境影响下高精度定轨技术研究。

【主要指标】

(1)可靠导航增强响应速度:不大于1s;

(2)高效通信能力提升:容量使用率提升不小于10%;

(3)服务策略:不少于2种;

(4)资源分配策略:不少于2种;

(5)定轨精度:优于3cm(500km左右轨道高度)。

【成果形式】

研究报告1套,在SCI检索的学术期刊或重要学术会议上发表或录用高水平论文1篇,申请发明专利3项以上。

【资助经费】

不超过100万元人民币。

课题5:基于容器的星载轻量化边缘云技术研究

【研究内容】

针对低轨卫星互联网计算、存储、通信资源强受限的特点,研究星载轻量化的边缘云架构,重点突破可重构的容器云技术、可扩展的无服务器计算技术,形成面向异构多层次的轻量化星载边缘协同计算体系,降低控制节点开销及系统集成复杂度,支撑实现智简通信。针对星地缓存、通信资源能力不一致问题,研究星地协同缓存与通信资源优化分配机理,设计多维资源联合优化的快速自主决策方法,实现差异化用户需求与资源的最优匹配。针对卫星高速移动场景下计算任务不均衡的问题,研究星载边缘计算卸载策略自适应优化机制,突破计算卸载技术,提高计算效率,降低服务时延。

【主要指标】

(1)完成轻量化星载边缘云平台设计方案,支持容器和无服务器计算框架,相比未轻量优化的容器云,优化后计算开销下降低10%,存储开销降低15%,云间通信开销降低10%;与现行主流的Nova标准组件相比较,控制节点开销降低50%以上;

(2)支持星地缓存任务动态协作部署,与现行主流的swift标准组件比较,星载边缘计算缓存能力提升20%以上;

(3)实现星载边缘计算卸载策略自适应优化,与现行主流的heat标准组件比较,在轨边缘计算服务时延降低20%以上;

(4)搭建基于飞腾D2000的星载轻量化边缘云平台原型系统1套。

【成果形式】

研究报告1套,在SCI检索的学术期刊或重要学术会议上发表高水平论文1篇,申请发明专利2项以上,软件著作权1项以上。

【资助经费】

 不超过120万元人民币。

课题6:卫星互联网区块链分布式可信通信组网技术研究

【研究内容】

研究面向区块链网络的分布式可信通信组网机制。围绕卫星互联网场景下区块链网络的安全可靠需求,探索区块链专用通信网络构建策略,研究适用于卫星互联网场景下的跨链机制与协同优化机制。围绕卫星互联网场景下区块链网络时延抖动降低的需求,针对区块链网络端到端确定性传输问题,研究节点间距离、传播跳数以及超级节点拥塞控制机制。围绕数据的安全保障与细粒度访问控制需求,研究区块链网络节点信任评估机制,实现对节点访问控制权限的公平性评估。

【主要指标】

(1)支持链上敏感数据的存证和共享,验证延迟不高于10s;

(2)对恶意节点检测的准确率不低于80%;

(3)跨域身份认证时延不超过1秒;

(4)跨域数据完整性校验时延不超过1秒;

【成果形式】

研究报告1套,在SCI检索的学术期刊或重要学术会议上发表高水平论文1篇,申请发明专利2项以上。

【资助经费】

不超过120万元人民币。

课题7:模型化星座设计迭代优化算法研究

【研究内容】

开展广义星座设计方法概念与内涵研究,包括广义星座任务设计对象范围界定和设计框架结构;开展星座典型设计对象与评价闭环子模型研究,包括典型设计对象模型和对象参数化优劣评价准则;开展离散系统迭代优化算法在广义星座中的应用方法研究,包括广义星座模型离散化特征、离散系统迭代算法适应性和典型离散算法试验。

【主要指标】

(1)优化算法支持优化变量不少于20个;

(2)优化算法支持约束条件不少于50个;

(3)优化算法支持后续迭代升级。

【成果形式】

研究报告1套,迭代算法软件原型1套。

【资助经费】

不超过150万元人民币。

课题8:轻小型空间多路激光通信技术研究

【研究内容】

开展多路空间激光通信架构与典型特征研究,包括多路激光通信的系统原理、技术途径、典型特征值边界等,形成多路空间激光通信技术发展路线;开展激光相控阵通信接收系统技术研究,包括光学天线大角度跟踪MEMS、高灵敏度接收机等,形成天线核心模组原型设计;开展多路激光高精度跟踪反馈控制技术研究,形成反馈控制方法与环路设计。

【主要指标】

(1)通信距离:≥2000km;

(2)扫描范围:≥±66°×±66°;

(3)波束数量:≥4路。

【成果形式】

研究报告1套(含光学天线核心模组原型设计),反馈控制模型原型1套。

【资助经费】

不超过150万元人民币。

二、申报须知

1. 本批课题将采取“发布指南、自由申请、专家会审、择优资助”的方式组织实施。

2. 申请内容应在指南所列方向。申请书也可以根据课题指南自拟题目,但研究内容应紧密围绕各课题研究内容。鼓励申请人在所列方向上提出其他前瞻性课题。

3. 课题负责人应该具有较高的学术水平、无不良科研行为记录。

4. 课题申请人最多可以参与两项指南课题的申报,且只能主持申报一项指南课题,开放课题起止时间一般为1年。

5. 申请受理时间:2022年7月15日至2022年8月15日24:00前(邮寄申请以邮戳为准)。

6. 申请材料:纸版申请书2份寄至实验室,同时电子版申请书(附件1)、汇总表(附件2)发送至邮箱

(附件1和2电子版下载地址: 链接: https://pan.baidu.com/s/1lzqRB9DRlSuvu8hNL4e1BQ 提取码: eq77)。

7. 实验室联系方式及联系人:

 联系人:岑瑜 

 联系电话:13621833575

 通讯地址:上海市浦东新区银冬路491号集创公园1幢7楼(邮编:201210)

 E-mail地址:satnetlab@163.com

开放课题申报管理办法

为了规范开放课题申报管理,明确责任与义务和经费使用范围,特制定本管理办法。

一、  总则

第一条 卫星互联网重点实验室(以下简称“实验室”),着眼于卫星互联网建设发展需要,开展领域应用基础和前沿技术研究。实验室实行“开放、交流、联合、创新”的运行机制,着力打造卫星互联网领域科技创新平台,为卫星互联网建设发展供技术和人才支撑。

第二条 开放课题研究期限一般为1-2年,资助金额以当年申请指南为准。

二、  开放对象

第三条 申报资格。

1.开放课题负责人为国内外高等院校、科研院所、科技创新企业等单位的在职员工,具有通信、网络、航天、电子等相关专业博士学位,或具有副高级以上专业技术职称。

2.课题负责人在研实验室课题数不超过2项,但获资助的课题总数原则上每年不超过1项。

第四条 经实验室评审择优批准,可获得本实验室经费资助。实验室鼓励具有通信网络、航天信息交叉学科等背景的优秀青年科研人员申请开放课题。

三、  申请程序

第五条 申请者在实验室开放课题指南范围内提出申请,按要求填写《开放课题申请书》(以下简称申请书)并加盖所在单位公章,将纸质申请书一式两份寄至实验室,同时将电子版发送至指定邮箱。申请书以纸质版寄出时间为准,超过指南明确的截止时间不予受理,未获批准的申请书不予退回。

第六条 申请书提交实验室进行评审,根据择优资助原则,确定资助课题和资金额度。

第七条 开放课题资助的期限通常为1年,对于完成情况优秀的课题,实验室将考虑继续资助。

第八条 获得开放课题资助的研究者,在接到通知20天内向实验室提交课题实施方案并签订课题合同,按计划开始实施。

四、课题的实施与管理

第九条 课题申请者应根据申请书和合同所约定的计划节点开展研究工作,并指定1名课题联系人按月报送进展情况,实验室指派专门人员对课题进行管理。

第十条 研究实施过程中,鼓励课题组对研究工作进行创新。涉及降低预定目标、减少研究内容、中止计划实施、提前结题或延长年限等变动,课题负责人须提出申请报告,经所在单位审查签署意见,报实验室审批。

第十一条 课题负责人工作调动,可在原单位完成课题研究,也可将课题转到具备条件的调入单位继续研究,两种情况均需经调出、调入单位双方签署意见报实验室审批。课题负责人—般不得代理或更换,遇有特殊情况离开研究岗位半年以上,所在单位应安排合适代理人,并报实验室备案;离岗一年以上的按中止计划实施办理。

第十二条 课题组按里程碑计划向实验室提交研究工作阶段报告,报告阶段完成情况、主要阶段成果。

第十三条 实验室可为来实验室工作的课题组人员提供实验条件。

第十四条 课题负责人如果不能按计划开展研究工作,或者获资助的课题在执行过程中与申请书有重大偏离且无正当理由时,实验室将提出质询,并考虑停止执行该课题。

五、课题经费的使用与管理

第十五条 课题经费开支的范围。

1.开展课题所需的试验材料费、测试费、专用小型仪器设备购置费、学术资料费、劳务费、专家咨询费等。

2.以本实验室为第一署名单位的论文参加国内外学术会议的会议费和论文出版费。

3.研究人员开展相关研究必要的调研、学术交流等所需的差旅费、住宿费等。

4.研究工作中用实验室资助经费购置、加工的仪器设备和装置归实验室所有。

第十六条 课题经费的管理。

1.课题经费的使用由申请人负责。资助课题经费专款专用,不得挪作他用。如有违规,一经发现,中止资助。

2.对课题按中止资助处理的经费,将根据情况全部或部分收回。

六、课题成果的管理

第十七条 获实验室资助的研究课题,在课题结题时,需向实验室递交《开放课题结题报告》。

第十八条 获实验室资助课题,所形成的知识产权由实验室与申请单位共享,所申请专利为实验室与申请单位联合申报。

第十九条 获实验室资助课题,课题组在国内外期刊或在学术会议上发表研究论文,须先取得“上海卫星互联网研究院有限公司(卫星互联网重点实验室)”同意,并将实验室写为作者单位之一。课题资助信息应注明卫星互联网重点实验室开放课题资助课题和课题编号。

第二十条 对于使用实验室科研试验条件的课题,应将试验的原始资料上交实验室。

七、附则

第二十一条  本规则由上海卫星互联网研究院有限公司(卫星互联网重点实验室)负责解释。

第二十二条 本办法自发布之日起实施。

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