低轨道卫星5G技术在广播电视领域的融合分析研究

本文通过介绍低轨道卫星5G技术的发展趋势、特点以及5G技术在广播电视领域中的应用前景,分析了低轨道卫星5G技术与传统广播电视技术之间的融合优势,并对低轨道卫星5G技术在广播电视领域中的未来发展方向提出了相应的建议。

卫星5G技术的发展和展望

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。

卫星5G融合的研究进展概述

对卫星相关标准化组织以及卫星通信的标准进行了介绍,并对卫星与5G融合的标准进展进行了概述,最后对卫星与5G融合下的发展趋势作了分析与总结。

5G与卫星通信协同下的应急通信优化策略与应用

近年来,5G与卫星通信已经成为各个领域的热门话题,其中之一便是应急通信。在应急通信领域,实时性、可靠性是重要因素。因此,在应急通信中,5G与卫星通信的应用较为广泛。基于此,文中围绕应急通信展开,深入探讨了5G与卫星通信协同下的应急通信优化策略与应用。

基于5G/6G技术的卫星互联网一体化安全研究

基于5G/6G的卫星互联网是将安全与通信融合的网络,它代表了未来网络设计方向。在分析5G/6G卫星互联网组网安全的基础上,提出了安全与通信一体化设计总体保障思路,并且提出了一种卫星互联网和安全一体化设计的总体架构,更进一步提出了其闭环管理机制及自智成长机制,为我国卫星互联网建设提供了设计参考。

一种适用于5G卫星网络的海量终端匿名群组认证协议

5G卫星网络已经成未来天地一体化网络不可或缺的部分。卫星网络与地面网络相比存在巨大的差异性,为解决5G卫星网络中海量终端的匿名接入认证问题,改进了5G-AKA认证与密钥协商协议,提出了一种安全高效的群组匿名认证协议。基于卫星轨道可预测的特点,设计了一种基于预切换的安全切换机制,减少了信令开销,有效提升了群组接入认证和切换认证性能。同时,为了提高群组变换的灵活性,还提出了一种群成员加入和退出的安全机制。BAN逻辑证明和安全性分析表明,所提方案满足5G卫星网络的多种安全需求,同时进一步的性能分析表明了所提方案能实现群组安全高效的接入认证和切换认证。

输配电5G卫星融合组网数据卸载方法

随着输配电网的快速发展,输配电业务对时延、能效、可靠性等差异化通信指标提出了更高的的要求。为此,基于5G高速率大连接和卫星灵活广覆盖的特点,结合边缘计算高效处理数据的优势,构建了面向输配电场景的5G卫星融合组网架构。然后以最大化输配电业务数据传输平均能效与总时延的加权差为优化目标,构建了5G卫星融合组网数据卸载优化问题,并提出基于差异化业务需求感知的5G卫星融合组网数据卸载算法(Differentiated Service Requirement-aware Learning-based Data Offloading algorithm for 5G satellite integrated networking,DSRL-DO)求解。仿真结果表明,所提算法能够降低数据卸载时延的同时保证较高的能效,有效满足输配电业务的差异化需求。

LEO-5G下行同步算法设计与FPGA实现

针对低轨第五代移动通信技术(5G)协议标准、R16协议标准以及基于5G低地球轨道(LEO)宽带卫星通信系统的终端基带芯片研发的迫切需求,在分析了LEO-5G系统的物理广播信道(PBCH)链路结构和下行时频同步总体架构的基础上,文章提出了一种“两块合并分两段互相关”的主同步信号(PSS)检测算法进行粗频偏估计,通过辅同步信号(SSS)相关对频偏进一步估计,并结合小区特定参考信号(CRS)导频信号确定精确同步的LEO-5G下行同步算法与现场可编程逻辑门阵列(FPGA)实现方案。利用Vivado和Matlab软件对算法的可行性与有效性进行了仿真验证,结果表明,该同步算法具有较好的实时性和较高的稳定度,下行时频同步FPGA模块管理信息库(MIB)解析正确率约为83.07%,并且对于进行时序和资源消耗评估的芯片,存储资源消耗仅为11.7%,各项指标均符合要求。

未来低轨信息网络发展与架构展望

近年来,伴随着运载、卫星、通信、网络、智能等技术的发展,天基网络形态正在发生质的变化。低轨(LEO)星座网络已经成为众多应用场景、业务承载需求的新选项,有向着全球覆盖、天地一体、多业务承载、持续演进、安全可控的天基通用信息网络基础设施发展的趋势,而这样的愿景对未来低轨星座网络架构提出了更高的要求。该文首先从空间网络、先进卫星以及天地网络融合3方面技术领域对近年来低轨星座网络相关技术的发展现状进行了概述,并对低轨星座网络发展的愿景与趋势进行了分析研判。在此基础上,该文提出基于软件定义(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的全云化卫星-5G融合网络架构,使网络具备架构可编程、网络功能抽象解耦以及去中心化的核心优势,辅以意图驱动网络等智能网络运行管理方法,实现网络的多业务承载、持续演进、自动化管理等能力。最后,该文对需重点关注的技术方向进行了展望。

5G+卫星融合通信技术应用于“9.16泸县地震”伤员院前救治效果分析

目的探讨5G+卫星融合通信技术应用于“9.16泸县地震”伤员院前救治的应用效果。方法回顾性分析“9.16泸县地震”伤员的救治流程,总结分析5G+卫星融合通信支持的紧急医学救援模式,在灾害现场伤员救治中的应用效果和特点。结果基于5G+卫星融合通信技术的紧急医学救援系统组网快捷、信号稳定,可顺利的实现灾区用户终端之间和灾区用户终端与非灾区用户的通信,较好的满足了灾害状态下院前救援的通信需求。通过5G与卫星两个链路建立了四方应急视频通讯,将前方灾害现场指挥部与四川省人民医院后方专家团队联通,为一名69岁股骨颈骨折的伤员完成手术。在该系统指导下,紧急医学救援秩序快速建立,共远程会诊救治伤员80余名,中度伤员38名,重伤转运11名,完成手术10台,伤员零死亡。结论基于5G+卫星融合通信的紧急医学救援是对长宁地震中5G紧急医学救援系统的改进,是国内首次5G与卫星融合通讯用于灾害救援的实战经验,有利于将后方优质医疗资源无缝前移到院前,可为国内外院前急救信息化建设提供借鉴参考。

基于调频信号的5G低轨卫星移动通信系统调制分类器设计

为了提高通信信号识别率与分类精度较低,研究了基于调频信号的5G低轨卫星移动通信系统调制分类器设计。设计调制分类器的软件单元,主要包括:系统通信信号获取单元、系统通信信号处理单元、调频信号特征提取单元以及调制分类器训练单元。利用系统通信信号获取单元采集通信信号,通过系统通信信号处理单元将通信信号转换为调频信号,再此基础上利用调频信号特征提取单元提取信号特征参数,并将其作为调制分类器训练样本,最后将样本带入至调制分类器训练单元,设置训练程序,确定门限数值。通过上述单元的设计,可以保证5G低轨卫星移动通信系统调制分类器稳定运行,并且提高通信信号识别率与分类精度。结果显示:在信噪比10 dB~50 dB情况下,设计调制分类器的调频信号识别率与分类精度最高可达到95%,充分表明了所设计调制分类器具备良好性能,有一定的应用前景。