内容简介
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。
目录
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 UE 9
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 RAN 38
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 MC 43
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 HPA 90
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 OMA 107
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 CRDSA 121
7．3．2 IR
