天地一体化信息网络

卫星5G技术的发展和展望

翟立君, 潘沭铭, 汪春霆

2021, 2(1): 1-10. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021001

摘要 ( 1279 )

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随着新兴宽带卫星通信星座的发展，卫星通信与5G通信的融合成为当前发展的热点。梳理当前卫星5G发展的现状，重点介绍3GPP、ITU、Sat5G等标准化组织的工作成果。在此基础上提出卫星5G网络总体架构，介绍卫星动态拓扑条件下的组网、多频段星地一体化波形设计、卫星物联网用户多址接入、无线资源管理和干扰协调等技术研究和发展情况，并探索OTFS、非正交多址接入以及基于频谱感知的NGSO和GSO干扰协调等新技术的可行性；最后对6G阶段天地融合网络的发展进行展望。

地球站跟踪模式对NGSO-GSO系统间频率兼容性评估的影响研究

姚秀娟, 董苏惠, 高翔, 王静, 智佳, 孙云龙

2021, 2(1): 11-19. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021002

摘要 ( 392 )

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针对NGSO星座系统在上行Ka频段和下行Ku频段对GSO卫星系统之间的频率兼容性仿真分析场景，在对地球站的常用跟踪模式对频率兼容性计算结果的影响程度进行定量化分析的基础上，提出一种基于频率兼容性评估的NGSO-GSO地球站跟踪模式分析方法。以ITU实际登记的Telesat和CHNSAT-98E卫星网络资料为例，对上下行通信链路在地球站不同跟踪模式下的频率兼容性仿真数据进行比对分析，提出一种在满足ITU-R S.1323建议书集总干扰保护标准的前提下，地球站可用跟踪策略的建议。研究成果可作为NGSO-GSO间系统兼容性分析及地球站跟踪计划制定的借鉴。

NGSO通信星座系统间同频干扰场景与建模研究

李伟, 严康, 耿静茹, 王文

2021, 2(1): 20-27. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021003

摘要 ( 682 )

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针对非静止轨道（NGSO）通信星座系统存在的严重频率重叠问题，在综合阐述典型系统频率资源规划使用现状的基础上，全面分析多个NGSO通信星座系统同频共用情形下潜在的干扰场景，并对每个场景下发生干扰风险的可能性进行初步定性评估。根据干扰场景特征，探讨NGSO通信星座系统之间同频干扰分析的关键参数和模型，并给出3种不同评价指标的同频干扰计算模型，最后指出NGSO通信星座系统间同频干扰分析面临的挑战以及重点研究方向。研究结果可为NGSO通信星座系统之间的兼容共存提供参考。

星地混合移动回传系统的干扰规避和减缓技术

张晓燕, 王贺

2021, 2(1): 28-34. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021004

摘要 ( 224 )

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为了更有效地利用稀缺的频谱资源，最好的办法之一是让卫星和地面共享频谱。考虑在星地混合移动回传系统中加入诸如天线阵列、多天线通信技术、智能回传节点、干扰感知功率分配和授权共享访问等干扰规避和减缓技术来阐述如何增强系统容量且无干扰地共享频谱。通过对所提系统的理论分析和数值仿真，说明使用上述干扰规避和减缓技术可以达到满足未来回传网络容量需求、减轻地面传输负担、减轻同信道间干扰、节省硬件成本、降低能耗以及改善频谱使用效率的目的。

Ka频段“动中通”地球站操作技术要求分析

温瑞清, 靳瑾, 黄振

2021, 2(1): 35-45. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021005

摘要 ( 327 )

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深入研究当前Ka频段FSS GSO“动中通”地球站的操作技术指标，结合国际电信联盟《无线电规则》和相关技术建议书，建立各个技术指标的理论分析模型，分析相关技术指标之间的内在制约逻辑，和对同频邻星干扰的抑制原理。然后，按照相同的研究思路，分析Ka频段NGSO系统“动中通”地球站的工作场景，研究应用场景差异对技术要求各项指标的影响。该研究成果对未来制定NGSO系统“动中通”地球站的操作技术要求提供一定的参考。

频谱资源从占用到有效利用之路

李辉

2021, 2(1): 46-51. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021006

摘要 ( 261 )

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对当前卫星无线电频率申报、协调与投入使用工作中普遍存在的以频谱占用为主的现状和原因进行分析，通过对当前卫星频率协调兼容性分析中的几个典型问题的具体研究，得到如何提高卫星频率轨道资源有效利用的具体措施，为卫星业务无线电频率有效共用提供发展思路和技术方法。

对地静止轨道卫星网络间的频率干扰分析计算问题

刘畅, 魏文康, 李伟

2021, 2(1): 52-59. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021007

摘要 ( 439 )

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梳理全球对地静止轨道（GSO）卫星网络的申报情况、协调数量以及GSO实际在轨卫星情况，研究GSO卫星网络间干扰分析国际计算规则、协调弧和ΔT/T两种判断是否需要开展协调的计算方法、在不同干扰场景下C/I的计算方法以及各输入参数的获取方式，介绍Visualyse GSO和国际电信联盟GIBC两种GSO卫星网络干扰仿真分析软件，用Visualyse GSO软件分析不同轨位间隔情况下GSO卫星网络间的干扰程度。为卫星操作单位进行GSO卫星网络间干扰分析计算、保障卫星频率切实可用提供参考。

星链计划卫星网络资料申报情况分析

杨文翰, 花国良, 冯岩, 李远付, 侯然然

2021, 2(1): 60-68. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021008

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首先梳理SpaceX公司星链计划频率和轨道的使用需求，对比分析SpaceX公司已申报卫星网络资料与星链计划所需频率和轨道资源的差别，统计分析其申报卫星网络资料在全球频率和轨道资源竞争中所处的位置；同时对SpaceX公司进行卫星网络申报修改所引用的《无线电规则》条款进行解读，剖析SpaceX公司修改卫星网络资料的策略与技巧，预测SpaceX公司在卫星网络资料申报与修改时可能采取的行动，为我国低轨卫星互联网星座的网络资源申报与修改提供参考。

基于MBSE的卫星通信系统建模与仿真

李文屏, 白鹤峰, 赵毅, 武磊磊, 王晓婷

2021, 2(1): 69-74. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021009

摘要 ( 881 )

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针对复杂卫星通信系统建设与应用中面临的设计、描述、验证、确认等问题，提出基于MBSE开展卫星通信系统立项论证、顶层设计和工程建设的设计方法。参考美国国防部体系结构框架（DoDAF），使用系统架构设计工具（SA）构建卫星通信系统的功能模型、节点模型和流程模型等系统视图（SV），开展基于模型驱动的数字化仿真，通过分析仿真数据验证系统设计的正确性、合理性和可行性。结果表明采用该方法在系统设计阶段能够有效识别风险，验证和确认设计方案，为卫星通信系统立项论证、顶层设计和工程建设提供有力支撑。

海洋交通运输行业卫星通信应用需求分析

李振, 赵玉民, 薛广月, 艾云飞, 刘法龙

2021, 2(1): 75-80. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021010

摘要 ( 401 )

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随着现代卫星通信系统和卫星通信技术的快速发展，卫星通信在我国交通运输领域的应用需求日益强烈，尤其是在深远海的水上交通方面。论述国内外主要通信卫星系统发展和应用的情况，结合我国水上卫星通信现状及存在的问题，分析海上交通安全监管、安全应急通信和船舶航行宽带接入等九大卫星水上应用服务需求，探讨卫星通信水上交通应用及其发展趋势，并为我国建设自主可控的天地一体化的卫星通信网络水上应用部分提出参考建议。

天基物联网发展与应用关键问题初探

刘永健, 李斌成, 王妍哲

2021, 2(1): 81-86. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021011

摘要 ( 521 )

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分析天基物联网的优势和技术特点，并简述天基物联网系统现状；调研卫星通信产业现状，并结合其他行业的发展、天基物联网适用性以及用户需求增长点，从宏观产业角度分析天基物联网的市场现状和发展趋势，并预测市场空间；分析天基物联网关键技术，按照接入技术、网络高层、应用层3个层次讨论技术需求和面临的挑战；从技术层面和市场层面分析天基物联网的发展前景，提出天基物联网发展与应用中需要关注的关键问题与关键要素，并对天基物联网的发展建设提出建议。

云边端协同的天空地一体气象信息处理及智能服务研究

舒红平, 唐旺, 罗飞, 赵卓宁, 王亚强

2021, 2(1): 87-92. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021012

摘要 ( 582 )

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我国建起当今世界上规模最大、覆盖最全的天空地一体化自动化综合气象观测网和综合气象观测系统，气象信息化提出数字转型新需求。从云边端协同的分布式技术的角度，根据云边端气象信息处理的技术特点，结合中国气象局实际业务情况，分析天空地一体云边端协同技术在气象信息处理与服务中的实施可能性，提出模型驱动的云边端协同的天空地一体气象信息处理体系架构和服务架构。

天地一体化信息网络在铁路领域的应用展望

王开锋, 开祥宝, 李明, 高媛, 刘运, 柴金川

2021, 2(1): 93-98. doi:10.11959/j.issn.2096-8930.2021013

摘要 ( 261 )

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天地一体化信息网络具备覆盖面广、不受地域限制、建立便捷等优势，可以与铁路既有通信网络融合互补，拓展铁路通信服务能力和服务范围。在分析我国铁路通信应用现状的基础上，从铁路业务、技术发展及智能铁路建设等方面论述天地一体化信息网络的应用需求。提出天地一体化信息网络铁路总体应用框架，设计网络及卫星终端接入模式和应用模式，分析天地一体化信息网络在铁路勘察建设、应急救援、铁路运营及安全保障等方向的典型应用需求。

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