新一代低轨卫星网络和地面无线自组织网络融合技术的探讨

展示并验证了一种由新一代低轨卫星网络和地面无线自组织网络组成的星地一体化网络。此星地一体化网络中的低轨卫星网络可以提供大容量、低时延的网络覆盖,其"低轨"的特点又可减小地面终端的尺寸,增强地面网络的移动性。与经典的中轨和静止卫星网络相比,此种网络可以提供更高通量、更高移动性的通信支持,大大拓宽通信网络的应用范围。对不同的网络层次结构采用相应的软件仿真工具环境,为今后进一步深入研究卫星网络的体系结构和自组互联网技术起到了抛砖引玉的作用。     

6G星地融合网络应用场景、架构与关键技术挑战

随着卫星通信网络的发展速度加快,其在未来6G通信网络中将扮演重要的角色,星地融合通信网络的形成将是未来全球网络覆盖的发展趋势。首先对6G网络中卫星通信研究背景进行分析,然后以星地融合网络为背景拓展新的应用场景及典型应用,并结合新技术应用构建星地融合网络框架,最后对星地融合关键技术及挑战进行分析。通过对未来星地融合网络的展望,以期对6G通信网络的发展提供一个清晰的轮廓。     

面向低轨卫星的星地信道特性研究与仿真

随着5G的应用与6G的研究,构建空天地一体化网络已经成为未来通信系统的发展方向。低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络可以提供大容量、低时延、广覆盖的通信能力,是未来天基网络的重要组成部分。然而星地信道传播距离长,电磁环境复杂,其传播特性与地面蜂窝网络有着很大不同。介绍了目前低轨卫星关于星地链路信道的标准化进展,分析了影响星地链路信道特性的因素及计算方法。在仿真平台上利用Starlink卫星数据对星地链路传播中的各种损耗进行了仿真,为低轨卫星星地链路设计提供了参考。     

星地融合网络：一体化模式、用频与应用展望

随着卫星通信网络的迅速发展，星地融合网络(Integrated Satellite-Terrestrial Networks, ISTNs)通过充分利用卫星互联网与地面网络的优势，拓展了通信的覆盖范围，实现了全球立体无缝覆盖，是未来6G网络的关键支柱，能给网络服务性能带来革命性提升。分析了星地融合的优势与挑战，全面梳理了目前国内外正在探索和实践的三种典型星地融合策略。在此基础上，详细介绍了不同策略下的星地融合的系统与应用，以辅助地面组件(Ancillary Terrestrial Component, ATC)规则、互补地面组件(Complementary Ground Component, CGC)规则、苹果/华为直连卫星服务、AST计划以及Starlink/OneWeb高速互联网接入服务为例，介绍了星地融合系统的运营与频率使用情况，指出了在网络架构、空口传输、频谱资源管理以及传输设备等方面所面临的技术挑战以及对未来星地融合网络的发展展望。     

6G星地融合与手机直连技术导读

<正>内容导读当前,5G已得到大规模部署与应用,各国正竞相开展6G技术的储备和研发。随着载荷平台技术、火箭发射技术、大型天线技术和通信体制的演进,低地球轨道(以下简称低轨)卫星通信得到持续发展,预期在6G时代,将形成以地面移动通信设施为基础、天基通信为扩展的星地融合发展趋势,通过支持手机直连卫星等,满足全时、全域通信需求。     

星地融合网能力开放方案研究

<正>随着移动通信技术飞速演进，用户对移动通信的传输速率、网络覆盖、业务体验和应用提出了新要求。在此趋势下，5G已经成为数字经济发展的新引擎。5G网络具有传输速率高、业务种类多、连接容量大等关键技术特点，可广泛部署于人口较为密集的城市等，但在人烟稀少或铺设地面网络困难的地区不易部署。相比地面移动网络，卫星通信以覆盖范围广、应急保障能力强、不受地理条件限制等突出优势，成为当前弥补边远地区通信网络覆盖不足的重要手段。近年来，O3b、OneWeb以及Starlink等中低轨卫星星座方案的提出，促进了卫星通信服务与互联网业务相融合，为卫星通信产业注入了新的活力。     

基于随机几何的低轨星座下行通信链路仿真与分析

低轨卫星网络具有低成本、大容量、广覆盖的特性,是未来空天地海一体化网络中的重要支柱和6G网络的关键组成部分,开展链路分析对于低轨星座链路设计与优化具有重要意义。由于低轨卫星移动性强、星地电磁环境复杂、链路较长等特点,星地信息传输与传统地面移动通信有着显著差异。根据低轨星座的特性构建星座网络的随机几何BPP模型,并针对低轨星座空间分布及移动特征,分析了单星及多星场景下的损耗、干扰等对星地通信链路的影响。通过给出星座系统干扰期望计算方法,并基于所构建BPP网络对星地通信链路特性进行仿真。仿真结果表明,构建随机几何的基于BPP分布的星座模型可以很好地模拟卫星网络的状态,采用随机几何对低轨星座下行通信链路进行仿真分析,能够得到更具泛化的星座构型下低轨星座对地面站的干扰情况,为巨型低轨星座网络分析及星地链路设计提供了参考。     

面向星地融合网络的统一编排架构和关键技术

面向6G的星地融合网络将实现地面通信和卫星通信的系统级深度融合。为了应对星地融合网络的高动态、分层分布等特征带来的多维多域异构资源的管理和编排挑战,提出一种面向星地融合网络的统一编排架构,实现星地融合网络中多层多域网络的资源、功能、服务等多要素的统一编排。基于该架构,提出分布式自治技术用于多层多域网络的按需部署和灵活组网,以及提出算网协同技术用于多维资源的云边协作从而提升用户体验质量。最后,通过自研的实验平台完成了对星上新型编排管理系统的可行性验证。     

低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述

低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G网络重要的发展趋势。低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大的多普勒频移和动态特性,而低轨卫星信号的高精度捕获与跟踪是低轨卫星通信的基础。随着相控阵天线在低轨卫星和卫星终端上的推广应用,多波束和跳波束技术也为信号的捕获与跟踪带来挑战。从低轨卫星信号互联网的信号特点出发,提出了信号捕获与跟踪过程中的技术挑战,重点阐述了现有捕获与跟踪方法的基本原理与适用范围,探讨了低轨卫星网络中信号捕获与跟踪技术的未来发展方向。     

全球星低轨卫星：实现地面技术向天空的飞越

低轨移动卫星通信的发展给实现通信的全球化和个人化带来了更多的机会和选择。不同系统的不同设计思路带来了系统之间的差异,同时也决定了其在通信市场中的位置。全球星低轨道卫星通信系统的一个重要优势是不跨越地面网络,地面公网和移动网通过关口站与全球星系统连接。全球星系统的设计仅仅是地面网的补充和延伸而不是取代。     

空天地一体化通信网络发展愿景与挑战

从未来6G网络的愿景出发,首先讨论了空天地一体化的网络愿景,提出了一体化的网络架构。在分析了卫星通信息和空基通信系统的特点后,给出了未来空天地一体化通信网络的应用场景。然后从网络结构、通信设施与设备及空口技术等3个方面详细阐述了当前一体化网络的发展现状与技术挑战。最后总结了当前地面通信运营商在空天地一体化网络中的尝试,提出非地面网络具有明显的覆盖优势和长距离通信的低时延网络服务优势,可以帮助运营商提供低成本的普遍服务及扩展现有的通信服务,实现收入增长。     

智能高铁铁路枢纽场景5G-R信道与传播特性分析

为构建现代综合交通运输体系,支撑我国高速铁路向智能化方向发展,基于第五代移动通信技术(5G)的铁路5G专用移动通信(5G-R)系统将成为铁路智能联接的首选。2.1 GHz频段有望承载5G-R系统,支持铁路产业不断涌现的新业务。高速铁路枢纽场景是列车行车指挥和客货调度的中枢,具有业务量大、业务类型复杂等特点,对铁路通信系统提出了更高的要求。本文以厦门北站铁路枢纽为研究场景,基于电子地图建立三维场景模型,采用射线跟踪方法,仿真并分析场景的信道与传播特性,并提出了通信系统设计的相关建议。本文的研究结果将有助于为铁路枢纽场景5G-R系统设计与优化提供参考,提高铁路枢纽场景无线覆盖质量。     

高铁站场景2100 MHz信道仿真与传播特性分析

随着铁路通信系统的发展需要和第五代移动通信技术(5G)的快速推进,5G-Railway(5G-R)有望成为铁路通信系统的下一代标准。2 100 MHz作为5G-R的潜在频段,其在经典铁路场景中的传播特性亟待研究。构建符合场景典型特征的三维模型,基于射线跟踪仿真法研究半封闭式高铁站台场景2 100 MHz无线信道的传播特性。在车站立柱、扶梯旁部署发射机,定义传播模型参数,分别在手持移动设备与车载移动台处进行大量仿真。计算路径损耗、时延扩展、角度扩展等信道特性,为5G-R部署的覆盖功率预测和网络规划与优化提供参考,弥补该频段在铁路应用方面研究的短缺。     

铁路通信网络在信息化铁路建设中的重要性

铁路运输作为一种交通方式，在现代化建设中扮演着重要的角色。在信息化铁路建设中，铁路通信网络有着至关重要的作用，它连接着各个车站、信号点、调度中心等，构建了铁路运行的信息传输桥梁。文中重点讨论了MSTP技术、SDH技术、RTK技术及ATM技术在铁路自动化通信中的应用，分析了铁路通信网络在信息化铁路建设中的关键作用，如实时信息传递与调度优化、运行安全保障、乘客服务改进、数据收集和分析、信息化管理、紧急故障处理等。同时，文中还提出了改进措施，包括扩展铁路通信网络覆盖范围、共享铁路通信网络数据资源、提升处理列车运行紧急故障的技术水平、优化铁路通信网络控制实现效果等。通过这些措施，可以为铁路通信网络的进一步发展奠定坚实的基础。     

激光星间链路发展综述：现状、趋势、展望

由于激光通信在空间传输中波长短且方向性强,已成为下一代卫星通信与导航的重要手段。激光星间链路的高速率、高带宽、高安全性等特点,可以提供高质量卫星空间通信,同时其还可以提高星间测距的精度,因此,构建激光星间链路成为下一代卫星网络的研究重点之一。文中首先从技术层面介绍激光星间链路的基本组成,主要介绍了卫星激光建链模式、卫星激光信号调制模式及卫星激光载波波长三个重要技术点。从技术到现象,根据不同轨道高度和不同的任务需求,按照发射时间顺序综合调研并总结了近年来国内外典型中高轨和低轨卫星激光通信成果的发展现状与未来计划。通过调研,进一步从宏观角度分析出卫星激光通信发展标准化、兼容化、网络化和商业化四个趋势,并从微观角度总结了卫星激光终端弹性化和模块化的发展方向。最后,除了作为通讯手段,展望了星间激光链路用于卫星激光测距的良好前景。通过对激光星间链路的现状、趋势和展望的综合分析,旨在为未来激光星间链路的设计与优化提供一定的借鉴和参考,并为我国未来星间激光通信和测距技术的发展及研究提供方向参考。     

面向全球能源互联网的天空地协同卫星通信网络架构

全球能源互联网的监测、调度、授时、同步及定位等业务均需要能提供广域覆盖、泛在灵活接入服务的可靠通信网络。针对该需求,首先分析阐述全球能源互联背景下各种新型业务需求及其特点,并总结各种业务的共性数据特征;然后论述卫星通信技术的特点以及与全球能源互联网业务特点与数据传输需求的高度契合性,最终提出融合卫星通信网络的全球能源互联网天空地协同网络体系架构。其以IP技术为基础,各层网络通过星间、星地、星空、空空、空地以及地面有线、无线链路连接起来,构建全球覆盖的一体化网络体系。     

海事卫星通信系统VoIP技术的应用分析

随着VoIP技术的发展,VoIP技术结合卫星通信网络的应用越来越广泛。Inmarsat卫星系统是地球同步轨道系统,网络传播时延大,卫星VoIP电话的语音通信是否可行值得研究。结合VoIP关键技术和海事卫星通信语音通信应用场景,探讨了基于Inmarsat卫星网络实现VoIP技术的方案,并分析出此方案下VoIP系统通话过程的单向时延为350 ms,低于ITU G.114的400 ms的要求。在实际使用环境中进行了测试和验证,结果表明,基于Inmarsat网络下实现VoIP的方案是可行的。该方案实现复杂度低,可以方便地实现Inmarsat网络与地面电话网之间的互联互通,也可以为我国自主研制的宽带卫星通信系统实现VoIP技术提供参考。     

基于ATM的宽带多媒体通信卫星系统运维管理技术研究

随着卫星网络以及通信系统的逐渐研发,宽带多媒体通信卫星系统在通信领域中备受关注.宽带多媒体通信卫星系统能够实现全球无缝隙覆盖的网络互连,在通信系统研发中发挥着重要的作用.基于宽带多媒体通信卫星系统运行维护管理是保障通信卫星系统稳定运行的基础.在本文中对基于ATM的宽带多媒体通信卫星系统运维管理技术进行研究.     

IP路由协议在MF-TDMA卫星系统中适应性研究

MF-TDMA卫星通信系统可以实现卫星资源的有效利用和灵活组网,具有很大的潜在应用市场。同时,以IP技术为核心的宽带网络迅速发展,卫星通信作为一种广域网手段,实现对IP业务的接入,是其发展的必然趋势。主要研究了目前地面网络中常用的几种IP路由协议在MF-TDMA卫星通信系统中的适应性,利用OPNET网络仿真软件对MF-TDMA卫星通信系统进行仿真建模。通过对仿真结果的分析,给出了适合MF-TDMA卫星通信环境下的IP路由协议。     

基于3.5GHz&2.1GHz混合组网的高铁覆盖规划研究

5G NR3.5GHz&2.1GHz的混合组网,通过高低频网络的协同,可以达到下行低频段的广覆盖或上行增强覆盖的目的。针对高铁场景高速移动、长距离连续覆盖、高穿透损耗等特征,通过3.5GHzTDD&2.1GHzFDD独立组网和协同组网的对比分析,并结合高低频组网工程建设方案、接入参数的设置分析,以探讨高低频组网在5G高铁覆盖场景的应用。