揭开卫星互联网的“神秘面纱”探讨未来发展趋势

<正>自20世纪80年代算起,卫星互联网已有近40年的发展历史。经历了与地面移动通信网络展开正面竞争的第一阶段,以及作为地面通信网络补充和备份的第二阶段之后,卫星互联网将进入与地面通信网络融合发展的新阶段。相比传统的地面互联网,卫星互联网具有覆盖范围广、传输速率快、抗干扰能力强等优势。它可以为偏远地区、海洋、航空、铁路等无法通过传统网络接入的区域提供高速稳定的互联网服务。     

卫星与5G融合通信组网探索

卫星通信技术和5G技术是当今最为火热的新型通信技术,前者提供高容量通信、后者提供高速低延时信息传输,将二者进行有机融合,实现有效组网,可高度融合两种技术的优势,从而实现高容量、高速以及低延时通信服务。鉴于此,本文重点探讨卫星与5G融合通信组网技术细节,为二者融合提供技术方案。     

卫星-地面融合网络无缝切换技术研究

卫星通信系统与地面通信系统的融合逐渐受到人们的关注,卫星-地面融合网络无缝切换技术也成为研究的重点。现有的异构网络无缝切换技术都是基于地面通信系统的,因此需要设计卫星-地面融合网络的无缝切换网络架构和相关协议。本文提出了卫星-地面融合网络架构,并参考标准的无缝切换协议参考模型设计了适合卫星通信系统的协议模型。使用改进的IEEE 802.21作为初始化准备协议。为了减少丢包率,使用SIP软切换完成业务切换。     

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。     

低轨卫星与5G-R融合网络架构设计

由于地面网络覆盖不均匀,信号质量不够稳定,无法实现铁路交通网络的全程、快速、实时监测,阻碍了我国铁路交通网络的快速发展。同时,低轨卫星通信与地面5G的融合成为热点,二者的融合能够使卫星网络作为地面网络的有效补充。当前星地融合较少用于5G-R技术场景中。本文梳理了铁路卫星通信以及星地融合网络的研究现状与发展趋势;分析了铁路通信系统中各业务的通信需求。在此基础上,提出低轨卫星与5G-R融合网络架构。在弥补铁路通信网络覆盖盲区的同时,提供大容量的信息回传,有效保障铁路交通的安全运行,实现铁路交通的信息化、智能化管理。     

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。     

基于密码的卫星互联网安全防护体系研究

卫星互联网作为一种新型的空间网络信息基础设施,具有广覆盖、低延时、低成本、地面通信的重要补充、备份、延伸角色等优点,但同时随着卫星互联网技术的不断发展和应用,卫星互联网安全防护问题日益突出,面临着诸多安全威胁,如卫星节点暴露、通信信道开放、异构网络互联、拓扑动态变化、处理能力受限等。针对这些安全威胁,以密码技术为核心,提出了一种基于密码的卫星互联网安全防护体系,包括物理设施安全防护、通信链路安全防护、计算机系统和网络安全防护、数据安全防护、业务应用安全防护等多个方面,并介绍了基于密码的卫星互联网安全防护实践,以及卫星互联网安全防护未来的发展趋势。     

通信工程中多网融合技术的应用问题探析

"多网融合"技术指的是电信、广播电视、有线电视、互联网、卫星网、固定电话网、移动通信网、物联网等统一在同一物理媒体上进行传输。随着网络技术及通信技术的发展,多种网络的融合已经成为一种不可阻挡的发展趋势。本文分析了通信工程中多网融合技术的概念及发展趋势,对发展中存在的安全问题及解决错上进行了分析。     

天基信息网络发展与应用

针对近来作为国内外研究热点的天基信息网络,介绍和分析了其新一代高通量卫星技术、低成本小卫星制造技术和低成本运载工具等技术基础。同时分析指出天基信息网络在网络架构融合设计,包括高低轨卫星联合组网和卫星与5G融合技术,以及低成本卫星和天基信息网络组网方式优化等有待突破的关键技术难题。在此基础上,针对天基信息网络的应用,分析并指出了政策法规、运营成本、地面通信竞争和行业发展趋势的四重挑战。最后,基于市场调研和数据分析得出,天基信息网络在航空、航海等领域有着广阔的市场,其应用的关键在于实现低价优质的卫星通信服务。     

TDMA卫星系统与IMS融合体系及资源分配

IMS是实现地面网融合的关键技术,将IMS应用到卫星通信系统,提出一套融合的体系架构,实现卫星网与地面网用户的互通,通过统一的会话管理和资源分配,实现用户的多种接入方式,保证用户通信时的服务质量;利用OPNET仿真软件搭建TDMA卫星模型,通过Linux嵌入式系统实现IMS核心功能,最后通过半实物仿真对融合体系的可行性和资源分配机制的合理性进行验证;仿真结果表明,提出的融合体系架构基本可行,给出的资源分配机制比较合理,能够满足用户基本需要。     

多载波在大规模多波束卫星通信中的应用

未来的星地一体融合网络能够在任何地点、任何时间为终端提供信息服务,真正实现全球无缝覆盖.随着载荷技术发展,基于大规模多波束卫星的星地通信是星地融合网络中的关键组成部分.针对大规模海量波束的星地通信场景,分析了对波形技术的需求;针对波束灵活调度和PAPR性能指标,以CP-OFDM和DFT-S-OFDM作为多载波和单载波的...     

6G空天地一体化网络架构及其构建

<正>6G空天地一体化网络（Space-Air-Ground Integrated Network,SAGIN）是指将卫星通信网络作为地面通信网络的重要补充和延伸,通过深度融合空基、天基和地基网络资源,构建一个覆盖全球、无处不在、高速智能、安全可靠的通信网络。该网络具有覆盖范围广、可灵活部署、超低功耗、超高精度和不易受地面灾害影响等特点,能够为用户提供优质、高效、智能的通信服务。     

卫星地面无线通信增强技术研究

科技的进步使得地面无线通信技术也取得了新的突破,使用卫星进行通信技术就是其中之一。该技术不仅克服了传统无线通信技术在传播区域和传播效率上的缺陷,还实现了固定数量通信对象的大范围通信目标,是真正意义上的全球化通讯技术。地面无线限通信技术仍然多应用在具有一定规模的城市中,而偏远的地区无线信号无法实现全覆盖。卫星通信系统利用地面和卫星之间的传播角度,有效地规避了地面障碍,极大地提高了通信的质量和效果,还能克服地面通信环境恶劣的困难。随着人们对通信质量要求的不断提升,未来卫星地面无线通信的应用性需要继续加强,这就进一步催生了本文将要研究的卫星地面无线通信增强技术的诞生和应用。     

基于卫星通信的应急通信系统

探讨了卫星与地面固定网、地面移动网及无线接入技术的融合应用的应急通信系统平台的构建方法,指出了卫星应急通信系统的未来发展趋势。     

星地融合网络架构及关键技术研究

随着国内外低轨卫星通信的空间网络快速发展,天基网络与地面网络逐渐形成两大独立的通信信息网络,卫星与地面网络融合成为5G增强和6G研究重点,由于与国外业务规模、运作模式存在差异,需制定适合国内需求的“卫星+5G/6G网络”研究发展规划,从ITU/3GPP等标准、网络体系架构及演进规划角度展开研究工作,分析技术背景及需求、技术现状和趋势,问题及风险等,从而为运营商后续标准推进及网络发展规划提出策略建议。     

基于地面网络SIM卡的北斗三号区域短报文网络安全研究

由于地理环境及成本因素限制，已规模化建设的地面移动通信网络仍然存在未完全覆盖人类活动区域、受突发灾害影响导致服务中断的问题。北斗三号卫星导航系统所特有的区域短报文卫星通信服务可以与地面网络实现互补，同时还具备集成进手机这一技术优势。为了满足大众领域对于轻量、简便的应急通信服务需要，提出了基于移动用户SIM卡认证体系以“不换卡、不换号”提供短报文融合通信的服务模式。针对于北斗系统资源紧缺等限制，提出了一种地面移动网络用户通过北斗短报文接入时的安全应用方案，设计了通过移动网络的密钥预埋机制与结合北斗特性的鉴权加密机制两大关键技术流程。该方案在完成单次报文传输的同时实现了用户认证与安全传输，以极低的协议开销实现了北斗网络下的安全应用，为6G时代星地一体化融合通信网络的研究提供了参考。     

太赫兹技术在低轨星间通信中的应用与分析

高通量卫星技术是实现低轨星间高速通信与组网的重要技术手段,太赫兹通信技术作为实现星间高速大容量传输的一项关键技术,已成为当前国内外研究热点。在介绍了太赫兹通信技术国内外发展现状、分析了低轨星间太赫兹通信的技术需求和特点之后,给出了一种用于低轨卫星的太赫兹星间通信总体设计方案,并对集成化太赫兹射频前端、高增益太赫兹天线、高速调制解调等关键技术进行了分析与总结。最后归纳出太赫兹通信技术在国内低轨宽带卫星网络中发挥重要作用,也将为6G地面移动通信提供技术保障。     

亚马逊AWS卫星地面站即将提供卫星互联网服务

<正>据亚马逊网络服务公司(AWS)网站报道,该公司2019年5月23日宣布AWS地面站实现一般可用。此项新服务使用户能够轻松、经济、高效地控制AWS的卫星,并使用位于全球各地的完全管理的地面站天线网络将卫星数据下载到AWS全球基础设施覆盖的区域。目前,越来越多的企业、大学以及政府正在使用卫星进行各种应用,包括天气预报、地面成像和通信等。为了实现此目标,用户必须建造或租用地面天线与卫星进行通信。用户常常需要在多个国     

发展宽带接入技术，搞好宽带接入网建设——在第三届中国国际接入技术高级研讨会上的发言摘要

随着光纤通信技术、移动通信技术、因特网技术、计算机技术的不断进步,信息通信网络正在日新月异的高速发展。电信网、计算机网和有线电视网三网融合的大趋势已经十分明显。信息通信网络基本由核心网和接入网组成,世界各国都在用光波分复用等技术建设超大容量的高速宽带核心网,实现信息通信网络的宽带化、全业务、安全可靠以及经济性等问题都集中在丰富多彩的接入网上。它是当前网络建设上     

CCSDS与TCP/IP协议转换的研究与实现

随着低轨卫星星座、载人航天工程和空间应用等领域的发展,空间传输网络和地面传输网络的融合已成为天地一体化网络发展的必然趋势。针对空间基于CCSDS(国际空间数据系统咨询委员会)链路协议的IP网络和地面IP网络之间的转换问题,文章提出一种协议网关的设计方案。该网关采用灵活的多线程结构和分层次分模块的架构实现CCSDS标准和TCP/IP(传输控制协议/网际协议)间的转换,利用ARP(地址解析协议)欺骗技术解决UDP(用户数据报协议)/TCP通信问题,实现终端通过低轨卫星的中继进行网络服务。最后给出了该网关的实现流程和性能测试结果。