空天地一体化空口接入协议研究

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空天地一体化通信可实现网络立体覆盖,但存在大时延、高频偏、高动态问题。针对此问题,首先概述了空天地一体化技术演进趋势;其次,分析了地面移动通信以及卫星通信网络的空口接入协议及存在的不足;最后,基于6G空天地一体化的统一空口协议框架以及卫星可通过星间链路交互信息特征,提出一种低时延的空口接入协议方案,通过减少星间切换空口接入流程,达到用户快速接入网络的目的。
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空天地海一体化网络因具有不受地型影响、广覆盖等优势,可实现全球无缝覆盖,受到了越来越多的关注,阐述了空天地海一体化网络的发展现状及其面临的技术挑战,提出了一种将业务管理功能边缘化的空天地海一体化网络体系架构,从而实现了业务的高效管理,进一步提出了面向多样化业务的网络切片技术,以实现业务的按需定制服务。上述研究对未来空天地海一体化网络的高效业务管理与定制服务具有一定的指导意义。
未来6G天地一体化网络能够实现无缝通信覆盖,作为近空网络平台之一的HIBS能够应用于偏远地区的网络覆盖或灾区应急通信。对HIBS下行频谱效率开展了研究,首先给出了单个HIBS扇区结构和广覆盖连续组网结构,然后随机部署用户并根据仿真参数计算用户的接收信号强度,分析接收信号强度来选择实际接入的小区,最后通过蒙特卡洛仿真计算出3个频段下SINR和频谱效率的CDF曲线,并与非地面网络5G网络速率进行比较。分析结果表明,HIBS下行频谱效率能够满足非地面网络5G网络速率要求。
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随着5G和卫星新技术的不断发展成熟,以及国家卫星互联网战略布局,如何融合高低轨及5G网络资源并充分利用新型卫星高带宽/低时延优势,对于海上渔船、离岸海岛与地面网络互通并形成有机一体成为国内外关注热点和研究趋势,分析了星地融合发展趋势及业务协同架构,并针对海上业务的不同需求场景,提出产业化应用模式,为空天地海协同发展提供参考建议。
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为保障“21世纪海上丝绸之路”发展战略的实施以及满足频繁的海事活动需求,构建新型海洋通信网络十分必要,宽带通信技术以其高速率、远距离、低成本的优点,将在未来海上通信系统的应用中发挥关键作用。从岸基、海基、空基、天基四个方面阐述了近海宽带通信的研究现状,分析比较了不同项目技术的优缺点,介绍了当前新兴近海宽带通信技术,并对研究前景进行了展望。
近年来高空平台通信系统技术和试验不断取得突破。介绍了高空平台通信系统定义和基本框架,以及国际标准化组织和北美、欧洲及亚太地区的高空平台系统标准化和发展情况,最后结合我国的实际情况,提出了高空平台通信系统在我国的应用前景分析和可能面临的挑战。
针对“7·20郑州特大暴雨”事件中的新型应急救援方式进行了总结与思考,探索了面向应急通信的空天地一体化通信网络的发展思路与方案,并给出了建议。在此次“7·20郑州特大暴雨”的应急通信救援中,地面运营商部署无人机实现了对局部区域的通信恢复,借助卫星通信为通信受阻区域提供语音与短报文服务。作为空天地一体化通信网络不可或缺的一环,无人机与卫星通信成为此次救援中新型且有效的应急通信方式。为了更好地增强应对紧急突发事件能力,在构建空天地一体化通信网络中,应逐步建立统一技术体制,分阶段实现业务、体制与系统的异构网络融
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