基于5G技术的低轨卫星物联网技术

基于5G技术的低轨卫星物联网融合了地面5G技术灵活有效与低轨卫星网络广域覆盖的优势,是实现全球海量物联终端广域连续性泛在接入的必然选择。针对地面5G技术与低轨卫星物联网的融合,对低轨卫星物联网的组成和演进进行了全面概述,论述了技术体制的发展方向;针对低轨卫星物联网信道特性,对多普勒频移补偿技术、低轨卫星长时延信道补偿、卫星物联网随机接入等保证传输时效性和可靠性必须要解决的关键技术进行了适应性分析和设计,为未来低轨卫星物联网的发展提供支撑。     

低轨卫星互联网5G空口适应性研究综述

第五代移动通信技术(5G)已正式投入商用,卫星网络与地面移动通信系统的融合是其中一个重要研究方向.针对5G体制在低轨(Low Earth Orbiting,LEO)卫星场景中应用的适应性问题,总结了不同研究机构、标准化组织以及学术界的研究进展,分析了由于卫星互联网特点带来的5G空口影响与挑战,给出了低轨卫星互联网5G空...     

基于低轨卫星与5G网络的融合技术研究

针对目前低轨卫星的发展和面向5G的天地一体化信息网络的需求，结合目前天地一体化信息网络发展现状，介绍基于低轨卫星与地面5G网络的天地一体化信息系统网络架构方案。分析不同网络架构的优缺点，给出目前网络发展阶段下推荐的网络架构。分析低轨卫星与5G网络融合所需的关键技术及解决方案。     

一种低轨卫星阵列天线多波束覆盖及多业务协作传输方案

随着5G技术的发展与成熟,将5G技术应用于低轨卫星通信中对天地融合一体化接入具有重要的意义.对于低轨卫星阵列天线多波束覆盖,卫星端天线阵列形成的波束覆盖范围较大,服务的用户数较多,采用自适应波束覆盖的复杂度较高,而采用固定波束覆盖有着星下用户的链路余量过大、边缘用户链路余量低的缺点.为此,设计了一种基于部分连接混合预编...     

低轨卫星通信遥感融合:架构、技术与试验

低轨卫星系统是获取空间信息和破解宽带数字鸿沟的重要基础设施之一,通信与遥感融合是解决现有遥感和通信分治、卫星重置、应急业务响应不及时等问题的有效途径。概述了低轨通信和遥感卫星系统的现状,针对通信和遥感融合需求,提出了通信遥感融合方案及体系架构,阐述了基于该体系架构的硬件组成及融合试验方案,最后探讨了相关挑战和未来发展。     

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。     

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。     

非同步轨道卫星移动通信

非同步轨道卫星移动通信刘沈同步轨道卫星通信系统中的ＶＳＡＴ热还未降温，非同步轨道卫星移动通信又成为现今的热门话题。非同步轨道有高、中、低轨之分，其中尤以中、低轨的卫星移动通信更为财团、制造厂商、通信业务经营者所器重，本文简要介绍非同步轨道卫星移动通信...     

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。     

Starlink星座对GSO卫星系统馈电链路的下行同频干扰分析

随着大型低轨星座网络的快速发展,其与静止轨道卫星通信系统间的用频矛盾越发突出.针对低轨通信星座系统与静止轨道卫星系统的馈电链路下行同频干扰,本文以Starlink第一期星座为研究对象,分析了其对静止轨道卫星系统馈电链路的下行干扰场景,建立了以干噪比和等效功率通量密度为评价指标的同频干扰分析模型.仿真结果表明,低纬度地区...     

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。     

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。     

低轨非同步卫星的多普勒频移分析

在低轨非同步卫星通信中,地面站与绕地球旋转的低轨卫星存在径向的相对运动,接收信号频率会与原信号频率发生偏移,产生多普勒效应。由卫星轨道参数和地面站最大可视仰角可以得到低轨卫星的多普勒频移计算公式。通过对连续四轨STK(卫星工具包)仿真数据和多普勒频移公式计算值的对比,得到多普勒频移及其变化率的相关曲线图,可为低轨非同步卫星的多普勒频移提供估算与补偿依据,以确保卫星通信的质量。     

星地相干光通信中的自适应光学系统带宽研究

针对星地相干激光通信,研究了自适应光学的系统带宽对通信性能的影响。对于特定校正阶数的自适应光学系统,得到了系统需求的控制带宽,并对比了同步轨道(GEO)卫星对地链路和低地轨道(LEO)卫星对地链路。结果显示低轨卫星链路所需的控制带宽远大于同步卫星链路,原因来自于低轨卫星和地面站的高速相对运动产生的垂直链路风速,同时低轨卫星对地链路对自适应光学的带宽需求和天顶角是成反比关系的。分析了低轨卫星对地相干激光通信链路混频效率和自适应系统带宽以及校正阶数的关系,结果表明,200 Hz的闭环带宽完全可以满足需求,当达到100Hz带宽之后,增加变形镜单元数对混频效率的提升更为有效。     

面向低轨卫星网络的组网关键技术综述

随着信息通信技术的不断发展，人类对于扩大网络覆盖范围和降低通信时延的要求越来越高。低轨卫星网络是一种利用轨道高度较低的卫星构建的网络体系，具有覆盖范围广、通信时延低等优势。基于此，首先概述了低轨卫星网络的国内外发展现状及其组网所面临的挑战，进一步阐述了低轨卫星网络组网关键技术难点及建议，最后结合分布式、博弈论和人工智能等方法，对潜在可行的低轨卫星组网方案进行了探讨。     

MIMO场景下的低轨卫星选星算法

低轨(LEO)宽带星座卫星通信作为地面5G无线通信系统的重要补充,始终面临地面可视卫星数量大、传统选星算法计算复杂度高等难题。为实现高效的卫星分组选择算法,基于多输入多输出(MIMO)系统原理,以大尺度路径损耗模型为基础,结合递减卫星选择算法,从而以较低计算复杂度、更快收敛速度有效逼近最优容量性能。该算法在典型LEO星座系统构型下通过数值仿真得到了验证,为未来5G低轨卫星星座通信传输方案设计提供了一种参考思路。     

卫星导航与5G移动通信融合架构与关键技术

随着我国社会经济科技等领域的飞速发展,卫星导航技术在经济建设中占有越来越重要的位置.同时,以提供定位服务的小区密集化、大规模阵列天线等技术为代表的5G通信为导航通信一体化奠定了基础.卫星导航和5G移动通信技术的融合,将极大地扩展导航的范围,提升导航的精度.本文综合国内外最新研究成果,首先提出了卫星导航与5G移动通信融合体系架构;然后在总结A-GNSS技术的基础上,阐述了基于5G的A-GNSS系统架构和关键技术;最后,在介绍5G基站定位技术的基础上,全面详细地阐述了卫星导航与5G混合定位架构和关键技术.     

一种MEO星座的覆盖性能及组网方案分析

地球静止轨道(geostationary earth orbit,GEO)卫星轨道位置资源稀缺已久,巨型低轨卫星星座的发展浪潮使得低轨轨道资源也变得空前紧张,中地球轨道(medium earth orbit,MEO)星座作为GEO和低地球轨道(low earth orbit,LEO)星座的折中,必将成为各国博弈的角逐场,参考世界各MEO星座和我国国情,提出了一种(6+4)MEO星座方案,并使用STK(Satellite Tool Kit)软件对星座覆盖性能、星际链路特性和信关站选址及覆盖性能进行了仿真分析,该方案通过地面站中继实现轨道间通信,有效规避了利用星际链路实现轨际通信时存在的各种问题,使系统得到简化、可靠性得到提高,在全球低轨卫星轨道资源紧张的形势下具有很强的战略价值。     

低轨卫星互联网：发展、应用及新技术展望

传统以人为中心的通信模式正在逐步向以服务为中心的通信模式转移，未来的6G时代，将是空天地海一体化的泛在网络。为了解决互联网的“最后一公里”问题、实现全球无差别的信息覆盖，低轨卫星互联网应运而生。从互联网的概念入手，介绍了低轨卫星的发展，并由此衍生出低轨卫星互联网的概念；概述了国内外在低轨卫星互联网建设中的项目进展情况；详细阐述了低轨卫星互联网在陆地、海洋及空中的典型应用场景和业务接入需求；梳理了低轨互联网发展过程中面向用户的4个关键技术，即抗干扰技术、感-传-算一体化技术、多星多波束联合传输技术和免授权接入技术，希望对低轨卫星互联网的工程推广产生一定的积极意义。     

卫星互联网星间激光通信链路传输与路由交换技术研究（特邀）

随着低轨卫星互联网的迅猛发展,星间激光通信链路成为低轨大型星座互联互通的关键,也是用户接入卫星互联网实现全球范围内端到端交互的基础。与地球同步轨道的星间环网不同,由于低轨卫星的高动态性,造成星间链路需要不断动态重构,由此带来空间节点的编址方式、交换路由方法等诸多技术难题,是目前该领域关注的热点。此外,用户终端通过微波链路接入卫星互联网,需要微波链路与激光链路之间的汇集和分发,也是迫切需要研究解决的重点难点问题。