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本书对高轨高通量卫星通信的基础理论、核心组成、关键技术、业务应用和未来发展等内容进行了比较系统、全面的阐述。全书共6章，内容包括高通量卫星概述、高通量卫星通信系统技术、高通量卫星载荷、高通量地面系统、高通量卫星应用市场、高通量卫星技术发展趋势展望。本书包含大量实例和图表，便于读者理解高通量卫星通信的基本原理、组成、技术、运营方式和业务模式。本书适合通信与信息相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事卫星通信专业研究、设计、试验、运营和制造的各类技术人员阅读。

目    录
第1章  高通量卫星概述	1
1.1  高通量卫星的定义	3
1.2  国外高通量卫星发展历程	4
1.3  国内高通量卫星发展历程	8
1.4  高通量卫星未来发展趋势	9
第2章  高通量卫星通信系统技术	11
2.1  高通量卫星通信系统体系架构	14
2.1.1  系统基本组成	14
2.1.2  通信频段	15
2.1.3  网络架构	22
2.1.4  协议架构	23
2.1.5  服务架构	24
2.1.6  典型应用服务	24
2.2  高通量网络协议标准	25
2.2.1  DVB-S2协议	26
2.2.2  DVB-S2X协议	29
2.3  高通量多址和编码技术	32
2.3.1  多址技术	33
2.3.2  编码技术	37
2.4  抗雨衰技术	40
2.4.1  功率恢复技术	40
2.4.2  信号改进恢复技术	46
2.5  链路计算	47
2.5.1  基本参数计算方法	48
2.5.2  链路干扰	54
2.5.3  链路计算方法	54
2.6  移动性管理	55
2.6.1  移动性场景分析	55
2.6.2  波束切换判决	57
2.6.3  信道分配机制	61
2.6.4  波束切换执行	62
2.6.5  随遇接入技术	64
2.7  海量用户管理	64
2.7.1  QoS保障机制	65
2.7.2  无线资源管理技术	68
2.7.3  网络及用户管理	73
2.8  终端产品及前沿技术	77
2.8.1  网络功能虚拟化	78
2.8.2  新一代平板天线	79
2.8.3  龙勃透镜天线	80
2.8.4  卫星M2M应用天线	84
2.8.5  机载应用终端	84
2.8.6  基站卫星回传产品	85
2.8.7  社区WiFi应用系统	86
2.8.8  基于人工智能的可变调制解调器接口技术	86
2.8.9  全球卫星通信架构和视线战术网络技术	87
第3章  高通量卫星载荷	89
3.1  高通量卫星载荷的技术特点	91
3.1.1  点波束覆盖	91
3.1.2  频率复用	91
3.2  高通量卫星的容量	93
3.2.1  受带宽限制的卫星容量	93
3.2.2  受功率限制的卫星容量	96
3.3  有效载荷架构	97
3.3.1  当前通信卫星有效载荷	97
3.3.2  高通量卫星数字有效载荷	102
3.4  多波束天线	105
3.4.1  多波束网络的设计	105
3.4.2  多波束天线分类	110
3.4.3  多波束天线的应用	111
3.4.4  多波束天线的关键技术	115
3.5  数字透明转发器	116
3.5.1  数字信道化技术	117
3.5.2  子带交换技术	118
第4章  高通量地面系统	121
4.1  典型高通量地面系统组成	123
4.2  信关站	124
4.2.1  天线分系统	126
4.2.2  发射分系统	131
4.2.3  接收分系统	135
4.2.4  调制解调分系统	139
4.2.5  业务接入分系统	141
4.2.6  监控与管理分系统	142
4.3  运营中心	145
4.3.1  运营中心组成	145
4.3.2  运营支撑系统	146
4.3.3  数据中心	150
4.4  典型高通量地面系统	151
4.4.1  Anovo	151
4.4.2  Jupiter	156
4.4.3  Surfbeam2	160
4.4.4  Velocity	162
4.4.5  Dialog	164
4.4.6  SkyEdge?Ⅱ-C	166
第5章  高通量卫星应用市场	169
5.1  地面固定应用	172
5.1.1  场景分析	172
5.1.2  典型应用	174
5.2  地面移动应用	175
5.2.1  场景分析	175
5.2.2  典型应用	176
5.3  海事应用	177
5.3.1  场景分析	177
5.3.2  典型应用	180
5.4  航空应用	181
5.4.1  场景分析	181
5.4.2  典型应用	182
5.5  5G应用	184
5.5.1  场景分析	184
5.5.2  典型应用	188
5.6  物联网应用	188
5.6.1  应用场景分析	190
5.6.2  典型应用	193
5.7  军事应用	194
5.7.1  应用特性	195
5.7.2  应用场景分析	199
5.7.3  典型应用案例	202
第6章  高通量卫星技术发展趋势展望	205
6.1  高通量技术提升	207
6.1.1  Q/V频段通信技术	207
6.1.2  激光通信技术	209
6.1.3  灵活载荷技术	211
6.1.4  跳波束技术	212
6.2  高、中、低轨卫星系统融合	218
6.3  星地一体化融合	220
6.3.1  高通量卫星通信系统+5G技术融合	220
6.3.2  6G天地融合	221
结束语	223
缩略语	225
参考文献	231

前    言
地面固定应用、地面移动应用、海事应用、航空应用、5G应用、物联网应用和军事应用等对卫星容量提出了巨大需求，而高通量卫星采用点波束设计架构，具有更宽的通信频带、更高的传输速率、更强的通信质量及更轻便的终端形态，从多方面突破了传统通信卫星通信瓶颈，可提供更为高效、优质的卫星通信应用服务，将在未来天地一体、空间信息网络建设中发挥不可替代的作用，是卫星通信技术发展史上的重大跨越。
本书共6章，比较全面地介绍了高轨高通量卫星通信系统的发展现状、基本理论、系统技术、业务应用和未来热点研究方向等，力求兼顾理论性、系统性、方向性和实用性。
第1章为高通量卫星概述，通过调研国内外高通量卫星发展情况，梳理高通量卫星发展脉络，总结技术发展趋势，规划未来应用。
第2章阐述高通量卫星通信系统技术，对高通量卫星通信系统的体系架构进行分析，介绍系统的网络协议标准，并对多址和编码技术、抗雨衰技术、链路计算、移动性管理技术、海量用户管理技术和终端产品及前沿技术进行阐述。这些技术体现了高通量卫星通信系统容量大、速率高、不易受干扰等特点，以及未来的技术及应用发展方向。
第3章阐述高通量卫星载荷，这是构建新兴高通量卫星通信系统和服务的技术基础。本章论述传统卫星和高通量卫星有效载荷架构的差别，并对多波束天线技术、频率复用技术、数字信道化技术和子带交换技术进行阐述，总结高通量卫星有效载荷技术优势。
第4章介绍高通量地面系统，详细阐述高通量地面系统的各组成部分及其功能，包括天线分系统、发射分系统、接收分系统、调制解调分系统、业务接入分系统、监控与管理分系统和运营中心，并对国内外典型高通量地面系统进行举例论述，为地面系统研究提供参考和依据。
第5章分析高通量卫星应用市场，对地面固定应用、地面移动应用、海事应用、航空应用、5G应用、物联网应用和军事应用展开介绍，探寻市场应用前景。
第6章为高通量卫星技术发展趋势展望，对Q/V频段通信，激光通信，灵活载荷，高、中、低轨卫星系统融合及跳波束技术等未来热点技术进行阐述。
本书由高通量卫星领域多位专家共同编写，阮晓刚、董飞鸿、王利利负责统筹、规划全书内容，胡向晖、张华健、贾亦真、周文斐、石云负责全书统稿和审校，北京卫星信息工程研究所的王悦、杜慧、杜倩倩等也参与了本书编写工作。其中第1章由阮晓刚、杜倩倩编写，第2章由阮晓刚、王悦、杜倩倩编写，第3章由董飞鸿、杜慧编写，第4章由董飞鸿、王悦编写，第5章由王利利、杜慧、杜倩倩编写，第6章由王利利、石云、王悦编写。参与本书资料整理和校对工作的还有梁大钱、周游、叶虎、王权、时立锋、张凤珊、程子敬、陈旭琼、尹浩琼、杨博、文霄杰、安中文、陈拓、曲洪学、刘万全、攸阳、王钰、徐燕、刘晓燕等，在此一并表示衷心的感谢。本书在编写过程中参阅了大量国内外著作和文献，在此对这些参考文献的作者、译者表示感谢！
由于本书中涉及的知识广且新，加之编著者学识水平有限，书中难免存在纰漏之处，敬请广大读者和专家批评斧正。

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高通量卫星技术与应用