6G星地融合网络资源管理关键技术

卫星网络因具备弥补地面网络覆盖盲区的特性,成为6G网络实现泛在连接应用场景的关键技术之一。为了实现卫星网络和地面网络间高效的资源融合管理,首先简要介绍了星地融合网络的发展现状,总结了星地融合网络资源管理技术的研究现状以及面临的挑战。其次,对6G星地融合网络下的移动性管理、跨域多维资源管理和统一的空口协议设计等关键技术进行分析,并基于对现有研究的探讨给出解决方案。最后,对未来面向6G的星地融合网络资源管理的发展提出了新的展望。     

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。     

一种低轨卫星星地链路评估系统的设计

低轨卫星移动通信是无线通信未来的主要发展方向之一。对低轨卫星星地链路特性的研究,可有效提高系统容量和组网应用效率,也迫切需要建立真实可信的实验验证平台。文章以低轨卫星通信系统星地链路验证及评估为目标,从低轨卫星星地链路特点出发,分析星地链路评估中关键指标,设计低轨卫星星地链路实验验证平台,可满足低轨卫星通信系统星地链路质量的评估要求,为低轨卫星移动通信系统的体制、组网协议等各类设计提供支撑。     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点。首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况。最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向。     

面向6G的星地融合无线传输技术

随着5G移动通信网络走向商业化,围绕新一代移动通信系统(6G)的发展愿景、能力需求与关键技术开展研究正在成为新的热点.首先,该文概括了未来6G可能涉及的星地深度融合、新谱段通信、分布式协作MIMO和智能通信等关键技术方向,重点探讨了基于星地深度融合的天地一体化网络(SGIN);然后,针对可能存在的两种典型网络拓扑架构,分析了星间高速链路、星地馈电链路和星地用户链路的特点和技术要求,综述了3种不同类型传输链路的高速通信进展情况.最后,对未来6G天地互联网络亟需突破的光学相控阵多用户接入、高效能星地激光通信和光电一体化组网等关键技术进行分析与展望,以期为后续相关研究指明方向.     

一种星地融合网络动态服务迁移重构方法

星地融合网络架构下,用户业务需求和网络拓扑的动态性都会导致原有应用场景下的资源配置与服务部署不再完全适用,如何高效获取最优服务迁移策略是提供连续且高质量业务保障和服务支持的关键.针对业务需求调整和网络拓扑变化引发的服务迁移重构问题,提出了一种模糊逻辑与量子遗传算法相结合的动态服务迁移重构策略优化算法——FQGA-SR....     

6G网络中的卫星通信

本文通过研究6G移动通信网络发展趋势,预测提出了未来6G移动通信网络中卫星通信的技术特点,梳理了需要突破的关键技术,指出了未来卫星通信系统发展方向。     

基于6G网络的通信感知一体化

6G实现智能化需要感知技术从环境中获取并利用信息。通过感知提供的环境知识获取信道重建信息,有助于提升通信效率,6G有望在系统中集成通信与感知。但是,通信感知一体化在实际应用中仍存在关键挑战,如空口设计、联合波形优化、硬件失真及共享等。对通信感知一体化无线网络使能的多节点感知场景下的环境重建进行研究,提出了基于散射群组假设的多站多态感知架构。并引入散射群跟踪方案,以重构通信信道的参数及状态。最后通过实测数据验证了分米级感知精度和度级信道重构。     

低轨卫星物联网星地距离时间同步及多普勒频偏补偿技术

针对低轨卫星（LEO）围绕地球做高速运动造成的传播距离远、多普勒频移大的特点,分析多普勒频移对星地同步和通信质量造成的影响,采用基于星历信息和网络规划等态势预测手段实现多普勒频移计算和预补偿技术,对星地多普勒频移进行粗补偿,并结合物理层波形采用的直接扩频序列特点,通过延迟锁定完成频移跟踪修正,保证卫星链路的高质量可靠连接,确保卫星物联网的高效可靠安全运行。     

通信导航一体化波形关键技术及研究进展

蜂窝移动通信有望进一步整合低轨卫星实现星地融合网络(Integrated Satellite-Terrestrial Networks,ISTNs),可以极大地扩展卫星和通信的覆盖范围,减少对地面基础设施的依赖以及重复建设,从而满足海上、空中、偏远地区等通信场景需求并完善密集建筑、室内、隧道等区域的定位功能。通信导航一体化(Integrated Communication and Navigation,ICAN)是星地融合的核心技术,从通信导航互相补充覆盖的角度将通导一体化分为通信覆盖增强和导航覆盖增强两个层面,基于此总结了一体化波形的研究进展,包括通导一体化波形设计、通导一体化信号处理技术以及通导一体化性能度量指标等。重点阐述了基于毫米波频段的研究,提出了通信覆盖增强的毫米波通导一体化系统,并展望了通导一体化未来发展和面临的挑战。     

卫星互联网星间激光通信的分析及建议

卫星通信和地面移动通信具有较强的互补性,卫星互联网是当前产业发展的热点,也是未来6G网络的重要组成部分。全球覆盖需要星间组网,但星间通信带宽需求与自由空间信道带来的不稳定性对空间承载网提出了新的挑战。对星间通信及其传输链路进行对比分析,提出了基于星间激光的光传送网络（OTN）承载方案,以充分发挥地面光通信的成熟产业链优势和规模经济优势,构建经济性、兼容性、扩展性强的星地一体化网络。最后展望了星间激光通信的技术演进方向,并提出了我国产业发展建议。     

基于星座网络的Ka波段星地信道建模研究

该文以某星座网络项目为背景,对Ka波段的星地通信链路进行了分析,仿真了不同天气环境,特别是降雨对信道损耗的影响,以及它们与天线仰角、工作频率等参数的关系。同时,探讨了Ka波段星地信道的平坦性,建立考虑了天气环境的Ka波段星地信道仿真模型,并对该模型的系统性能进行了仿真分析。     

LEO星地Wi-Fi方案设计与验证

低轨(LEO)卫星到地面之间的无线保真(Wi-Fi)通信系统当前已经获得了广泛关注.针对LEO卫星信道的高误码、长时延等特点,采用导频插入、选择重传、帧聚合等方法对IEEE802.11 g进行改进,并在开放式无线接入研究平台(WARP)v3上完成了改进方案的设计.对改进后方案的多普勒频偏性能、远距离传输速率以及高速移动条件下的传输速率等系统性能进行测试的结果表明,改进后方案在复杂信道环境下可以获得比商业Wi-Fi更好的系统性能.通过模拟验证改进方案的系统性能,证明了基于LEO卫星的Wi-Fi卫星通信系统的可实现性.     

软件定义星地融合网络内生安全体系架构

随着航空航天技术的发展,利用卫星互联网广覆盖、高带宽和低时延的特性,将地面网络向空间维度扩展成为构建未来网络的新方向。同时,多样性的应用请求及复杂的空间环境特点对星地融合网络(Satellite Terrestrial Integrated Network,STIN)的安全问题提出了新的挑战。为了满足STIN体系架构安全的需求,提出了一种基于软件定义的STIN内生安全系统架构。利用软件定义技术及网络虚拟化技术,根据安全即服务的设计理念,将安全接入认证及安全路由传输等安全运行机制一体化考虑,以提高整个网络架构的灵活性及可靠性。     

面向6G的卫星通感一体化

通信和感知一体化是6G的关键技术之一,但目前的研究主要聚焦于地面移动通信系统,针对卫星通感一体化的研究却鲜有涉及。介绍了通感一体化和面向6G的发展趋势,以及卫星技术的现状和6G天地一体化发展方向,对面向6G的卫星通感一体化及其关键技术,包括星地协作的通感一体化方案、新型通感一体化波形设计、波束赋形和干扰消除等关键技术进行了探讨和展望,为进一步开展6G卫星通感一体化研究奠定基础。     

高码率多星兼容卫星信号模拟源研究

针对海洋卫星地面接收设备难以在网测试的问题,设计了一种高码率多星兼容的卫星模拟源,实现了对卫星地面接收和解调系统进行测试的目的。方案采用了FPGA结合上层控制软件的方法,实现了从1 Mb/s～1.5 Gb/s不同码率下多种海洋观测卫星发送信号的模拟。通过与实际卫星地面设备的联合测试,验证了该方案设计的模拟源达到了预期设计指标,能够显著简化卫星发射前的联调成本,压缩联调时间,有效地提高了卫星地面接收站下行链路的正确性和可靠性。     

面向6G的星地融合网络架构

通过对卫星星座的发展和星地融合网络研究的回顾,明确了6G的星地融合网络的发展趋势,提出了智简赋能的6G网络体系架构和弹性可重构的6G星地融合架构,并分析了星地融合网络中的关键技术问题,包括星上轻量化虚拟化技术、星上边缘计算功能以及广播/多播技术。认为6G星地融合网络将通过星地协同实现网络资源和计算资源的统一调度,同时可以根据业务需求和网络状态智能实现网络功能的按需弹性部署。     

面向6G通感一体化网络的参考信号设计

通信感知一体化设计具有频谱复用、软硬件复用、低成本、高效率等多种优势,因此被视为6G网络的关键技术之一。在6G网络中利用参考信号来实现通感一体化可最大程度地实现对现有OFDM通信波形的兼容。本文将对面向6G通感一体化网络的参考信号设计进行探讨和研究。首先对利用参考信号实现通感一体化的原理进行介绍。然后讨论了针对通感一体化系统的参考信号设计准则,包括通信信道估计的影响、码间串扰和载波间串扰的影响、感知模糊函数的影响、功率分配与峰均比的影响等。基于上述设计准则,进一步介绍参考信号在结构设计和功率分配上的优化策略。最后将通过仿真来验证参考信号的设计性能。仿真分析了均匀参考信号结构的模糊距离和模糊速度,并提出了一种可根据实际情况灵活选择不模糊检测范围的机制;验证了参考信号和数据的功率分配可以提高通感一体化系统的能量利用效率,但会使得实际系统的峰均功率比有所上升。     

星地一体化导航系统星问链路仿真及分析

在导航卫星系统中,为了解决星间链路拓扑规划不合理而导致的星地信息传输时延大的问题,提出了一种新的星间链路规划方法。该方法优先考虑星地间的可视覆盖关系,保证卫星与地面站之间实时的信息传输。利用STK仿真软件构建了卫星网络拓扑,进而利用OPNET仿真软件完成了性能仿真验证。仿真结果表明,新的拓扑减小了星地数据传输的跳数和端到端时延,符合星地一体化的需求。     

卫星通信在5G非地面网络架构中的应用和问题分析

本文介绍了5G非地面网络（Non-Terrestrial Networks /NTN）的应用场景，对比分析了采用卫星通信实现5G NTN的不同网络架构及其适合的应用方式，并进一步探讨了5G NTN急需解决的问题，提出可行的解决思路。