星地融合的卫星通信技术

卫星和地面融合通信网络是实现全域覆盖、万物智联的关键。然而，卫星通信和地面通信在信号传播环境、通信和数据处理能力、通信/计算/存储资源量、业务服务质量保障能力等方面差异较大，星地融合网络面临诸多技术挑战。本书聚焦星地融合网络中的卫星通信技术，重点探讨星地融合系统中卫星通信技术演进需要解决的关键技术问题及研究进展。本书分析了星地融合网络发展的现状、面临的技术问题，以及卫星/地面通信信道的特点。在此基础上，本书重点介绍了星地融合统一波形设计、多址接入技术、多波束高效传输技术、融合边缘网络多维资源管理技术，以及星地融合网络频率协调与规划技术的研究进展及技术发展趋势。本书可以作为高年级本科生和研究生相关课程的教材，也可供相关领域的工程技术人员参阅。

第1章 卫星通信与5G/6G概述
1.1 卫星通信发展现状
1.1.1 卫星通信概况
1.1.2 典型的卫星通信系统
1.2 5G/6G发展现状
1.2.1 5G发展情况
1.2.2 6G发展现状
本章参考文献
第2章 卫星通信与地面网络融合现状
2.1 卫星通信与地面网络融合的需求
2.2 卫星通信与地面网络融合发展的历史
2.3 卫星通信与地面网络融合的新发展
2.3.1 卫星移动通信与5G的融合
2.3.2 6G系统中星地一体化趋势
2.4 卫星通信与地面网络融合面临的问题
2.4.1 技术方面
2.4.2 设计思路方面
本章参考文献
第3章 星地融合通信信道特点
3.1 卫星与地面5G通信信道概述
3.1.1 地面5G通信信道概述
3.1.2 卫星通信信道概述
3.2 地面5G通信信道模型
3.2.1 坐标系定义
3.2.2 天线模型
3.2.3 大尺度信道模型
3.2.4 快衰落信道模型
3.2.5 附加信道特性建模
3.3 卫星通信信道模型
3.3.1 卫星信道的特点
3.3.2 坐标系定义
3.3.3 天线模型
3.3.4 大尺度信道模型
3.3.5 快衰落信道模型
3.3.6 附加信道特性建模
本章参考文献
第4章 星地融合统一波形设计
4.1 陆地移动通信系统的典型波形
4.1.1 单载波频域均衡技术
4.1.2 正交频分复用技术
4.1.3 滤波器组多载波技术
4.1 _4通用滤波多载波技术
4.1.5 广义频分复用多载波技术
4.2 卫星功放特性及其对多载波波形的影响
4.2.1 典型无记忆效应功放模型
4.2.2 功放非线性对多载波波形的影响
4.3 适用于卫星通信的恒包络/准恒包络多载波波形
4.3.1 恒包络正交频分复用技术
4.3.2 准恒包络正交频分复用技术
4.4 毫米波频段星地融合通信波形设计面临的问题
4.4.1 毫米波频段的特点
4.4.2 波形设计
4.4.3 I/Q不平衡
4.4.4 相位噪声
4.4.5 功放非线性
4.4.6 同步
本章参考文献
第5章 星地融合多址接入技术
5.1 多址接人技术概述
5.2 正交多址接人技术
5.2 一频分多址接入技术
5.2.2 时分多址接入技术
5.2.3 码分多址接入技术
5.2.4 空分多址接人技术
5.2.5 按需分配多址接人
5.3 非正交多址接人技术
5.3.1 多用户共享接入
5.3.2 稀疏码分多址接人
5.3.3 图样分割多址接人
5.4 基于ALOHA的随机多址接人技术
5.4.1 纯ALoHA方式
5.4.2 S—ALOHA方式
5.4.3 DSA
5.4.4 CRDSA
5.4.5 ACRDA
5.5 多星协同随机多址接人技术
5.5.1 多星协同随机多址接入问题分析
5.5.2 多星协同随机接入方案
5.5.3 性能分析
5.6 随机一按需混合多址接人技术
5.6.1 混合多址接人问题分析
5.6.2 随机一按需混合多址接人方案
5.6.3 性能分析
本章参考文献
第6章 星地融合多波束高效传输技术
6.1 5G/6G多天线波束赋形
6.1.1 多天线波束赋形基本理论
6.1.2 MIMO波束赋形
6.1.3 Massive MIMO波束赋形
6.2 卫星多波束及波束赋形方法
6.2.1 多波束卫星系统体系架构
6.2.2 卫星多波束天线类型
6.2.3 不同轨道卫星多波束天线配置的选择
6.2.4 多波束天线的波束赋形技术
6.3 多星协同波束赋形
6.3.1 多星协同波束赋形问题分析
6.3.2 多星协同波束赋形方案
6.3.3 性能分析
6.4 星地协同安全波束赋形
6.4.1 星地协同安全波束赋形问题分析
6.4.2 星地协同安全波束赋形方案
6.4.3 性能分析
6.5 多波束卫星频率复用技术
6.5.1 传统频率复用技术
6.5.2 基于区域协调的频率复用技术
6.5.3 频率复用方案仿真
本章参考文献
第7章 星地融合边缘网络多维资源管理
7.1 星地融合边缘网络概述
7.2 星地融合边缘网络中的多维资源
7.2.1 频谱资源
7.2.2 功率资源
7.2.3 计算资源
7.2.4 存储资源
7.3 基于GEO卫星的星地协同资源管理
7.3.1 基于GEO卫星的星地协同资源管理问题分析
7.3.2 基于GEO卫星的星地协同资源管理方案
7.3.3 性能分析
7.4 基于LEO卫星的星地协同资源管理
7.4.1 基于LEO卫星的星地协同资源管理问题分析
7.4.2 基于LEO卫星的星地协同资源管理方案
7.4.3 性能分析
7.5 基于GEO—LEO卫星混合组网的星地协同资源管理
7.5.1 基于GEO—LEO卫星混合组网的星地协同资源管理问题分析
7.5.2 基于GEO—LEO卫星混合组网的星地协同资源管理方案
7.5.3 性能分析
本章参考文献
第8章 星地融合网络频率协调与规划
8.1 星地融合网络频率协调与规划概述
8.2 星地融合网络干扰共存分析方法
8.2.1 系统介绍
8.2.2 拓扑结构
8.2.3 传播模型