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| 內容簡介： |
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近年来，全球卫星通信进入卫星互联网产业蓬勃发展时代，低轨巨型星座的发展对世界移动互联网经济、军事国防安全等领域产生了颠覆性影响，已成为各国航天及互联网领域竞争的制高点。本书围绕低轨互联网星座建设及其与移动互联网、天基通信系统无缝融合发展等方面的诸多挑战，分析了关键技术、规则挑战及相关解决方案，总体分为非静止轨道星座基本概念、低轨互联网星座关键技术、系统运行与网络集成等三部分。
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| 關於作者： |
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伊娃·拉古纳斯（Eva Lagunas）是卢森堡大学安全、可靠和可信跨学科中心（SnT）的研究科学家，她的研究兴趣包括无线电资源管理和通用无线网络优化。她是IEEE的高级会员，也是欧洲信号处理协会（EURASIP）的会员，她在EURASIP的信号处理理论与方法趋势技术领域委员会（TAC）做出贡献。她在西班牙巴塞罗那加泰罗尼亚理工大学获得电信工程博士学位。她曾在意大利比萨大学信息工程系和美国宾夕法尼亚州维拉诺瓦大学高级通信中心从事研究工作。和欣，通信与信息系统博士，信息支援部队某部高级工程师、研究生导师。主要在网络信息体系、卫星互联网等领域从事系统工程研究。承担国家及军队多项重点科研与工程建设项目，获军队及省部级科技进步奖多项。
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| 目錄：
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第1章 NGSO系统介绍与挑战识别1
1.1 引言1
1.2 NGSO系统的特征和分类3
1.2.1 天基互联网提供商3
1.2.2 小型卫星任务4
1.3 NGSO卫星部署挑战4
1.3.1 监管和共存问题5
1.3.2 星座设计7
1.3.3 系统控制和运行7
1.3.4 UE9
1.3.5 安全挑战10
1.4 未来的研究挑战11
1.4.1 开放无线接入网11
1.4.2 空间飞行任务的宽带连接12
1.4.3 边缘计算13
1.4.4 天基云13
1.4.5 通过NGSO卫星实现物联网13
1.4.6 NGSO卫星上的缓存14
1.4.7 无人机/高空平台和NGSO协调14
1.5 结论15
本章原书参考文献15
第2章 NGSO系统的频谱管理19
2.1 引言19
2.2 卫星服务频谱管理的基础知识20
2.2.1 无线电规则介绍20
2.2.2 国家许可23
2.3 NGSO系统在FSS中使用的频段汇总24
2.3.1 Ku频段下行链路（10.7～12.7GHz）25
2.3.2 Ku频段上行链路（14.0～14.5GHz）25
2.3.3 Ka频段下行链路25
2.3.4 Ka频段上行链路25
2.4 频谱和轨道资源的有效使用：归档过程26
2.4.1 卫星档案的首次提交26
2.4.2 无线电通信局对档案的首次审查26
2.4.3 寻求其他行政当局的同意27
2.4.4 在MIFR中记录27
2.4.5 投入使用27
2.5 NGSO系统和GSO网络之间的共享28
2.5.1 促进共存的技术缓解措施28
2.5.2 Ku频段和Ka频段的监管框架28
2.5.3 较高等级的监管框架30
2.5.4 比较30
2.6 公开挑战31
2.6.1 处理聚合干扰31
2.6.2 准确模拟运行中的NGSO系统31
2.6.3 NGSO系统的频谱监测31
本章原书参考文献32
第3章 NGSO系统在5G集成中的作用33
3.1 GPP标准化35
3.2 启用的服务37
3.2.1 宽带服务37
3.2.2 回程通信37
3.2.3 M2M/物联网37
3.2.4 关键通信38
3.3 RAN38
3.3.1 直接用户接入链路39
3.3.2 基于IAB的用户接入41
3.3.3 MC43
3.3.4 NR适应挑战44
3.4 系统架构45
3.5 研发挑战47
3.5.1 结构设计47
3.5.2 星座：分层设计47
3.5.3 资源优化：基础设施作为一种资源47
3.5.4 动态频谱管理：共存和共享48
3.5.5 无线电接入技术：灵活性和适应性49
3.5.6 天线和以用户为中心的覆盖49
3.5.7 AI：非地面动态特性的利用49
3.5.8 安全50
本章原书参考文献50
第4章 用于NGSO通信的平面天线阵52
4.1 连通性、连通性还是连通性52
4.2 NGSO天线设计——规格53
4.2.1 频率和频段53
4.2.2 瞬时带宽54
4.2.3 最大扫描角度55
4.2.4 切换架构56
4.2.5 掩码合规性56
4.3 平板阵列天线的类型57
4.3.1 模拟无源相控阵57
4.3.2 模拟有源相控阵58
4.3.3 基带/中频和数字BFN阵列60
4.4 结论：相控阵终于出现了吗61
本章原书参考文献61
第5章 LEO系统降低单比特成本的方法：RF损伤补偿63
5.1 介绍63
5.2 RF损伤的表征模型65
5.3 RF损伤的数字补偿68
5.3.1 镜像抑制均衡68
5.3.2 镜像消除69
5.3.3 具有抗频率偏移能力的堆叠结构70
5.3.4 参数的自适应计算71
5.4 存在RF损伤时的频率偏移估计72
5.5 数值研究74
5.5.1 频率偏移估计74
5.5.2 无噪声散点图75
5.5.3 瞬态行为77
5.5.4 性能比较77
5.6 结论78
本章原书参考文献79
第6章 有效载荷设计中的灵活性/复杂性权衡82
6.1 引言82
6.2 LEO卫星有效载荷实例84
6.2.1 具有静态资源分配的多个固定波束覆盖86
6.2.2 具有BH能力的多波束覆盖87
6.2.3 具有沿一个轴转向能力的多波束覆盖87
6.2.4 基准测试中未考虑的其他架构88
6.3 有效载荷模型89
6.3.1 辐射模式89
6.3.2 天线监测89
6.3.3 HPA90
6.4 资源分配91
6.4.1 用户分布场景生成91
6.4.2 流量场景的分布特性91
6.4.3 资源分配算法93
6.4.4 所考虑的资源分配算法的描述94
6.5 结果97
6.5.1 架构性能97
6.5.2 具有实际交通量流量的轨道分析99
6.5.3 卫星分配容量与有效载荷复杂性之间的权衡102
6.6 结论103
本章原书参考文献104
第7章 NGSO通信中的新型多址接入技术107
7.1 OMA107
7.2 基于NOMA的NGSO系统111
7.2.1 NOMA方案111
7.2.2 NOMA方案的要点111
7.2.3 卫星网络中的NOMA方案113
7.2.4 协同NOMA方案的应用117
7.3 卫星网络中的增强型ALOHA协议120
7.3.1 CRDSA121
7.3.2 IRSA121
7.3.3 CSA122
7.4 总结123
本章原书参考文献123
第8章 NGSO的无线电资源管理126
8.1 引言126
8.2 问题陈述128
8.2.1 系统模型128
8.2.2 干扰缓解问题描述130
8.3 基于博弈论的无线资源分配方法131
8.3.1 博弈模型131
8.3.2 NE的存在性132
8.4 NE迭代算法与实现134
8.4.1 所提出的迭代算法134
8.4.2 算法实际实现134
8.4.3 收敛性分析及其意义135
8.5 仿真结果136
8.6 总结139
本章原书参考文献140
第9章 NGSO系统中的ISL143
9.1 引言143
9.2 当前NGSO星座中ISL的现状146
9.3 ISL取得的成就146
9.4 技术和运营挑战148
9.5 用于ISL的实现技术151
9.5.1 引言151
9.5.2 RF152
9.5.3 光学技术156
9.5.4 对比158
9.6 RF ISL天线设计的案例研究160
9.6.1 案例研究介绍160
9.6.2 链路预算分析160
9.6.3 角度扫描需求分析163
9.6.4 ISL天线的需求和候选技术165
9.6.5 ISL天线技术选择和天线设计167
9.6.6 天线原型制造和测量169
9.7 结论171
本章原书参考文献172
第10章 面向全球连接的NGSO星座设计178
10.1 引言178
10.2 NGSO星座设计180
10.3 通信链路181
10.3.1 GSL184
10.3.2 ISL187
10.4 功能和挑战189
10.4.1 物理层189
10.4.2 频繁的链路建立和适应193
10.4.3 路由、负载均衡与拥塞控制196
10.5 结论199
本章原书参考文献200
第11章 NGSO的大规模MIMO传输203
11.1 引言203
11.2 系统模型205
11.2.1 模拟基带中的下行链路信号和信道模型205
11.2.2 下行卫星通信信道的统计特性207
11.3 下行链路传输设计208
11.3.1 传输协方差矩阵的一阶秩性质208
11.3.2 最优线性接收机209
11.3.3 预编码向量设计210
11.3.4 低复杂度实现方法210
11.4 用户分组212
11.5 仿真结果213
11.6 结论214
本章原书参考文献215
第12章 NGSO系统中的物联网和RA217
12.1 NGSO系统中的物联网218
12.1.1 工作频段219
12.1.2 NGSO轨道力学效应221
12.1.3 移动信道特性226
12.1.4 UE和卫星的频率参考确定229
12.2 NGSO网络RA的基本原理和挑战230
12.2.1 为何及何时在卫星网络中使用RA230
12.2.2 从ALOHA到现代NOMA方案232
12.2.3 RA信号处理235
12.2.4 拥塞控制237
12.3 NGSO RA方案设计237
12.3.1 物联网前向链路设计237
12.3.2 物联网回程链路设计239
12.3.3 关键解调方面240
12.3.4 性能评估242
12.4 NGSO RA（标准和专有）解决方案及系统实现示例246
12.4.1 S频段移动交互式多媒体246
12.4.2 VDE246
12.4.3 NB-IoT247
12.4.4 物联网通用网络248
12.4.5 在轨演示及后续249
本章原书参考文献250
第13章 虚拟网络嵌入NGSO 地面系统：并行计算和基于SDN的测试平台
的实现255
13.1 引言255
13.2 VNE256
13.2.1 关于VNE的研究258
13.2.2 VNE解决方案259
13.2.3 问题初始化与表述259
13.2.4 模拟设置261
13.2.5 性能评估262
13.3 基于动态SDN的卫星 地面网络的新型NV方法264
13.3.1 SDN：网络切片技术的推动者264
13.3.2 针对VN的基于SDN的TE应用方法265
13.4 实现基于SDN的动态VNE测试平台266
13.4.1 实验测试平台266
13.4.2 操作验证267
13.5 结论269
本章原书参考文献269
第14章 3GPP融合NGSO卫星272
14.1 5G系统和3GPP流程272
14.2 5G NTN的架构选项273
14.2.1 回程传输273
14.2.2 间接接入274
14.2.3 直接接入274
14.3 5G中NTN的标准化275
14.4 5G NR物理层针对NGSO的增强内容276
14.4.1 定时关系的增强277
14.4.2 上行链路时间同步与频率同步280
14.4.3 极化信号284
14.5 结论284
本章原书参考文献285
第15章 NGSO系统的抗干扰解决方案287
15.1 卫星路由287
15.2 NGSO系统的抗干扰路由问题288
15.2.1 NGSO系统的路由选择问题290
15.2.2 快速响应抗干扰问题290
15.2.3 抗干扰路由博弈291
15.3 NGSO系统抗干扰方案292
15.3.1 DRLR算法292
15.3.2 FRA算法295
15.3.3 对所提方案的分析296
15.4 实验与讨论297
15.4.1 多目标路由代价函数的性能298
15.4.2 DRLR算法的性能298
15.4.3 FRA算法的性能300
15.5 总结303
本章原书参考文献303
第16章 5G及B5G的NTN测试平台306
16.1 最先进的NGSO测试平台306
16.1.1 NGSO测试平台概述306
16.1.2 硬件组件308
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