融合5G 的卫星移动通信系统

第5 代移动通信系统(5G)可支持大容量、多业务、高速率的无线通信服务,但通信网络主要局限于人口比较密集的陆地地区,基本无法覆盖海洋、空天以及陆地上的偏远地区。而卫星通信系统具有覆盖范围广,不受地理条件限制等诸多优势,但由于传输损耗大、穿透能力差以及费用高等缺点,使其无法得到大规模应用。因此,5G 网络和卫星通信系统的有机融合可以充分发挥各自的优势,满足移动互联网的全地域覆盖以及各类用户对泛在网络接入的客观需求。本文首先介绍卫星通信与5G 融合的发展现状,接着探讨卫星5G 融合过程中需要解决的关键技术,最后指出卫星5G 融合面临的挑战及今后的研究方向。     

基于4G体制的LEO卫星移动[JZ]通信系统构架设计

随着卫星通信技术的进步、国家利益的全球拓展和国内外商业卫星移动通信需求的不断增加,LEO卫星移动通信系统已成为全球当前研究和发展的热点。文章提出一种基于地面4G网络体制的LEO星座系统构架,从体制分析、隧道传输、网络协议接口映射与业务承载等方面进行了详细论述。通过将系统划分为接入网、承载网和核心网,并在承载网中采用隧道传输技术,解决了用户终端复杂的IP地址切换和管理问题;通过用户链路星上资源池映射和接口转换协议的设计,解决了系统的业务传输承载中用户终端识别与数据定向问题。新的低轨卫星通信系统网络架构设计,有利于降低系统设计和实现的复杂度,便于实现与地面主流移动通信网络和Internet的互连互通,可为我国现阶段低轨卫星通信系统发展提供参考。     

星地融合网络相控阵天线应用研究进展

卫星通信网络与地面移动通信网络融合，可提供低时延、广覆盖的泛在接入服务。相控阵天线作为星地传输端到端信息获取的射频前端，具有剖面低、波束成形灵活、多维参数捷变等优点，但也面临降低成本及功耗、增加宽带传输能力、提高宽角扫描性能等方面的挑战。与现有相关综述关注相控阵天线设计流程及制造工艺不同，对相控阵天线在星地融合网络中的应用研究进行综述。首先，阐述相控阵天线的不同架构和特点。其次，总结应对挑战的若干关键技术，包括波束凝视、高精度波束指向、低成本、多波束等。最后，展望在分布式星群组网、高频段演进和通信感知融合等场景中的发展趋势和研究方向。     

基于北斗导航卫星系统的应急卫星通信链路接入技术研究

为解决应急通信卫星终端与主站建立通信链路过程中,卫星通信终端不能实时获取主站分配的接入参数导致通信链路建立失败的问题,本文提出了一种利用北斗RDSS(卫星无线探测服务)的通信功能实现应急通信卫星终端自动实时接入主站的方法。经过实际系统验证和测试,本文利用多种通信手段的融合协作技术较好的解决SCPC(单路单载波)点对点应急卫星通信终端在无常规通信网络环境下接入主站的问题。     

卫星通信与5G的融合

正一、引言随着移动数据流量的爆炸性增长,设备的海量连接和各种新业务与应用场景的不断涌现,第五代移动通信系统(5G)应运而生,目前已经进入试验部署阶段。5G是各种先进通信技术的集大成者,代表了地面移动通信网络的最高水平。自1965年美国发射第一颗商用通信卫星以来,卫星通信系统也取得了令人瞩目的巨大成就。目前在轨的通信卫星数以百计,为上亿用户提供通     

IPv6在3G卫星通信系统中的发展模式探讨

面对地面3G演进和NGN（Next Generation Network）的发展趋势,以空间段为基础的3G卫星通信系统与技术应该扮演怎样的重要角色、如何进一步发展,已成为一个紧迫的研究课题。文章在分析NGN对于卫星通信发展影响的基础上,介绍了目前IPv6技术的空间应用以及3G业务在卫星中的应用模式,并对IPv6技术在3G卫星通信系统中的发展模式进行了探讨。     

宽带无线自组网与卫星移动通信的融合应用

正一、引言近年来,物联网、人工智能与大数据应用的持续火热,催生了对5G移动通信和全球卫星通信系统的迫切需求。2017年以来,全球在5G移动通信网络的试点建设以及全球星座卫星系统的推进方面不遗余力。全球卫星通信系统方面,一网公司(OneW eb)、加拿大电信公司(Telesat)以及挪威航天有限公司(Space Norway)已经准入美国的市场,"下一代铱星"星座(Iridium NEXT)开始部署,中国航天科技集团有限公司与中国航天科工集团有限公司也分别提出了全球星座卫星通信系统计划。随着我国各卫星通信系统建设的推进,充分发挥卫     

天地一体化互联网络中航天器网关的设计及实现

当前空间通信的发展趋势是空间通信网与地面通信网融合,建立天地一体化互联网络的信息传输系统。针对空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推荐的基于CCSDS空间链路承载网际协议业务(IP over CCSDS)网关协议转换技术,文章提出一种实现天地一体化互联网络的航天器网关的设计思路,即通过研制航天器网关实现IP协议与CCSDS高级在轨系统(AOS)空间数据链路协议的相互转换,并对服务质量(QoS)保证方法进行了设计。针对航天器网络搭建了测试系统平台,并对高清图像、高质量话音、计算机数据和遥测数据等网络数据的传输进行了测试,测试中通过航天器网关进行传输的所有网络数据包均无丢帧现象发生,文章提出的IP over CCSDS网关可用于构建天地一体化互联网络。     

MIMO技术在卫星通信系统中的应用

为应对高速高质量的数据传输需求，卫星通信系统需要采用先进通信技术手段提高频谱利用率、增大系统容量。多天线技术是地面无线蜂窝网络中提升系统性能的重要技术。将多天线技术用于卫星通信中，在单卫星双极化系统和双卫星协作系统中，研究了多天线技术的应用潜力，并通过仿真展示了多天线卫星通信系统的性能优势。结果表明，单卫星系统中通过双极化MIMO传输，可改善交叉极化的影响，多星协作系统中通过分集传输或预编码干扰消除，可提升系统传输性能。     

推动卫星互联网发展的践行与思考

<正>高通量卫星采用多点波束设计,能有效复用频率资源,实现高速宽带数据传输,推动卫星通信进入卫星互联网时代。卫星互联网的发展将推动高低轨、天地网的深度融合,随着未来通信与计算、导航、感知、智能等技术的融合,通过智能化移动性管理控制,可实现全球立体泛在覆盖空、天、地、海的高速宽带通信。技术进步推动产业的深度变革,作为高轨卫星互联网的建设者和运营者、我国卫星通信产业的主力军,     

基于高通量卫星的天地融合宽带通信现状与应用展望

正航天是进入数百千米以上的太空轨道、适应轨道环境并工作于轨道空间的一类科技活动,航天技术将人类科技活动从地球表面扩展到地球周围的三维空间,能够从"上帝视角"服务地面上的人类,具有覆盖范围广、全三维空间、工作效率高等优势。卫星通信是利用空间轨道上卫星进行地面无线通信的技术手段,是将微波通信与航天技术有机融合的高科技产物,卫星通信技术组网方便迅速、覆盖范围广、     

低轨道卫星移动通信系统简介

卫星通信,在地球静止轨道卫星系统占据统治地位30年之后,即将进入低轨道卫星星座通信的时代。低轨道卫星移动通信系统的出现,可以说是在小卫星技术、卫星发射技术、地面蜂窝通信技术和电子技术等迅速发展的基础上出现的。这种系统是迈向“四海为一村”的第一步,将成为卫星通信史上划时代的里程碑。 低轨道卫星通信系统可称之为倒置的蜂窝状系统。在传统的地面蜂窝状通信网络中,基础设备在地面,蜂窝区是固定的,移动用户在这些区域“漫游”实现通     

Ka频段液晶相控阵天线设计与分析

随着5G通信、卫星通信、物联网的迅速发展，对于相控阵天线提出了更高的技术要求，要求其具有带宽更宽、成本更低、指标更优、尺寸更小等特点。为了满足移动卫星通信的需求，针对相控阵天线的技术指标要求，设计了一款工作于Ka频段的液晶相控阵天线。通过研究液晶相控阵天线系统的整体架构，对其各个主要功能模块进行了设计和选型，包括天线阵列规模大小评估，移相器、辐射器、馈电网络、偏置网络、波控电路等功能部件的选型，研究基于液晶移相技术的小型化相控阵天线及波束控制电路，最终完成天线设计与仿真，并完成原理样机的研制和测试。对关键技术指标进行论证，天线各项指标可满足Ka频段移动卫星通信的相关技术需求。相较于传统卫星终端，该液晶相控阵天线具备批量生产、体积小、通信位置灵活等特点，适用于各种安装平台，更符合现代化通信的需求，为军/民用移动卫星通信提供了一种有效可行的天线解决方案。     

一种基于NOMA的Q学习卫星通信随机接入方法

基于非正交多址接入(NOMA)的Q学习(Q-Learning)随机接入方法(NORA-QL)是实现物联网中海量设备泛在接入的一项有效技术.为了解决NORA-QL方法仍存在的传输能效和过载容量较低的问题,提出了一种适合卫星通信网络的改进方法(I-NORA-QL).针对传输功耗高的问题,I-NORA-QL利用卫星广播的全局...     

天基边缘计算系统设计及关键技术

卫星具有覆盖范围广、抗灾害性强等特点,随着卫星研制与发射成本的不断降低,推动卫星与地面移动通信网络、物联网(IoT)、云计算中心深度融合,构建天地一体化网络和应用架构,已成为航天发展的重要方向。随着地面多用户、大数据量的接入,亟须开展卫星在轨数据处理技术相关研究,提升卫星的在轨服务能力和质量。本文提出了对卫星计算资源进行整合,构建天基边缘计算系统,并提出了天基边缘计算的3种资源管理策略和4种平台部署协同模式。此外,对天基边缘计算的优势和还需解决的关键技术进行了分析,并搭建了天基边缘计算原型系统,对不同计算卸载策略性能进行了分析。     

基于虚拟化技术的数值仿真与中央监控系统网络设计

“数值仿真与中央监控系统”作为国家大科学工程项目“空间环境地面模拟装置”的分系统，为装置提供数据采集、实验和安全监控、集中展示、数据存储、运行管理、数值仿真、数据共享以及配套系统的监管等服务。文章基于各类业务在网络中的承载需求，针对系统网络涉及业务种类繁多、数据量大、网络规模复杂等特点，采用星型拓扑结构，各节点采用双设备部署，防火墙采用Acitve-Acitve路由方式部署，利用网络虚拟化技术对网络进行横向融合和纵向隔离，构建了多业务统一承载的数值仿真与中央监控系统网络。该设计简化了网络规划，提升了网络带宽，增强了网络的可靠性和安全性，最终实现在一张物理网络中为各类实验业务提供差异化网络服务。     

卫星物联网中随机接入技术研究进展与展望

卫星物联网具有广域覆盖的特点,可以很好地解决地面物联网的不足。随着海量用户的接入,对接入技术的吞吐量和丢包率提出了更高的要求。目前,以时隙ALOHA及监听信道ALOHA为代表的接入技术在地面得到广泛地应用,但时隙ALOHA在海量接入方面效率低下,不能直接用于卫星物联网,而卫星通信的大传播时延不允许使用监听信道ALOHA。因此,引入干扰消除冲突解决机制的竞争解决分集时隙ALOHA（contention resolution diversity slotted ALOHA,CRDSA）成为新的研究领域。回顾了CRDSA研究进展,从时隙同步和帧同步两个角度将接入技术分为同步CRDSA和异步CRDSA,在深入研究每种技术路线之后,总结了这些接入技术的特点,并以此进行分类概述。其次,详细阐述了每种改进方式的代表性技术原理,并结合技术特点就其在卫星物联网的适用性进行了探讨。最后,分析了未来我国卫星物联网的发展趋势,并结合这一趋势讨论了适用于我国卫星物联网的随机接入技术发展前景。     

一种网络化卫星测控系统多址接入算法研究

大规模低轨卫星星座的出现,对地面测控系统提出了更高的要求,这使得网络化测控技术成为了各国研究的重点技术。本文针对低轨卫星网络化测控系统的接入问题进行了研究。首先,概述了传统低轨卫星星座发展历程及多址接入技术需求背景;然后,在分析传统CSMA(Carrier Sense Multiple Access,载波侦听多路访问)与TDMA(Time Division Multiple Access,时分多址)接入技术性能的基础上,提出了一种自适应接入方案,使得网络化测控系统在负载量较高或较低时都具有良好的网络性能。本文通过仿真验证了自适应接入技术在系统时延、吞吐量以及信道利用率上的优越性。     

五大巨头布局全球卫星宽带服务

进入21世纪以来,卫星宽带服务借助于影响全球的宽带互联网浪潮,以地面宽带网络难以覆盖的区域为起点迅速崛起。目前,国外卫星宽带产业已进入高速发展时期,产业链各个环节不断完善,空间和地面段技术推陈出新,产业化发展取得了阶段性成果。卫星宽带服务作为能为全球提供移动网络接入的最佳选择,卫星被自己更快更强的服务与市场本身对宽带数据通信极强烈的需求推到市场的焦点上。来自休斯公司、美国卫讯公司(Via Sat)、国际海事卫星公     

卫星通信与无线接入技术的结合应用

越来越多的应用需要将卫星通信与无线接入手段相结合,发挥各自的优势,互为补充,共同为用户提供更灵活的解决方案。本文将介绍几种能对卫星通信服务进行扩展和延伸的无线接入技术,以及各自的应用场景。