空天地通信网络的物理层安全系统模型与关键技术

空天地通信网络作为无线通信的典型应用,因其固有的广播性质和广泛的覆盖区域,面临严重的无线通信安全问题。尤其在军用卫星通信方面,安全通信保障要求更是至关重要,如何实现通信的安全是一个必须要面对的问题。提出了空天地通信网络物理层安全通信的模型——协作—直连混合星地物理层安全通信系统模型。在该模型的基础上,通过研究中继选择问题、卫星和中继的功率分配问题等进一步提升系统的安全性能,并且以此提出了一个整体的适应空天地通信网络的保密性增强方案,旨在为未来的空天地物理层安全提出一套技术理论框架。

空天地通信网络中物理层安全技术综述

空天地一体化通信网络是未来无线通信的发展趋势,其固有的广播特性和广阔的覆盖区域,将导致网络通信系统面临严重的安全威胁。如何保证空天地通信网络的安全性是一个亟待解决的问题。物理层安全技术作为一种有效的安全手段,在无线通信领域受到越来越多的关注。介绍了物理层安全的基础以及空天地通信信道模型,并对物理层安全中常见的窃听编码、波束成形、人工噪声、中继协作干扰和物理层密钥加密等技术进行了介绍和总结,最后提出了空天地通信网络中物理层安全面临的挑战和未来的发展趋势。

多航天器交会下天地通信工作模式探讨

针对中国空间站工程航天器交会对接任务中,地面与多航天器同时进行天地话音和图像通信的潜在需求,分析TDRSS(Tracking and Data Relay Satellite System,跟踪与数据中继卫星系统)、USB(Unified S-Band,统一S频段)测控通信系统及天地通信中心系统支持多目标同时通信的技术原理,提出天地通信系统在双目标、三目标同时跟踪时的工作模式,介绍天地通信系统仿真验证体系,并重点阐述天地通信中心如何采用环回和回放数据文件的仿真方法验证系统对多目标的支持,由此表明天地通信系统具备同时与多航天器进行通信的能力。探讨的结果对工程和实际应用具有参考和借鉴价值。

空天地一体化智能铁路通信网络安全保障技术研究

智能铁路是我国交通发展的重要方向,空天地一体化通信网络将成为智能铁路未来的关键信息基础设施。文章针对空天地一体化智能铁路通信网络面临的安全挑战,以安全感知、协同推理、防御决策为主线,提出网络安全保障技术框架,探讨网络安全知识图谱构建、网络攻击检测和路径图生成以及动态协同防御策略等关键技术,可为空天地一体化智能铁路通信网络安全建设提供参考。

天地空融合通信在消防应急通信保障中的实施与应用探究

天地空融合通信在消防应急通信中发挥着关键作用,具有应用范围广和不受多维空间限制的优势。实际应用中,能够发现该系统具有较强的通信能力,可以利用其创建新的救援思路,强化通信保障功能。从天地通融合通信的设计思路和实施保障展开分析,结合消防支队的防震综合演练活动,系统阐述其中应用的技术,为现场救援提供保障。

基于天地一体化网络的航天器高效可靠组网技术

随着地面以太网组网技术的快速发展及广泛应用,空间通信与地面网络融合技术成为未来空间通信发展的必然趋势。目前,地面测控通信系统已实现基于网络的数据传输,但航天器内部数据传输仍以总线或点对点通信方式为主。若航天器内部设备之间信息交互采用组网技术,与地面网络实现一体化通信,可统一航天器内部和地面的通信协议,提高天地通信效率。相比于地面网络环境,航天器天地传输链路具有时延长、带宽有限、双向链路带宽不平衡以及航天器内部电磁环境复杂等特点,直接应用地面组网技术会存在天地一体化网络通信效率低、可靠性差等问题。为此,文中提出一种空间高效可靠的组网方案,构建以空间以太网交换机、天地网关为核心的航天器网络通信系统,并对地面网络协议进行改进和优化,实现航天器高效可靠的天地一体化网络通信。

空天地一体化无线光通信网络关键技术及其发展趋势

构建空天地一体化信息网络是第六代通信系统(the Sixth Generation,6G)的重要目标,无线光通信相较于射频(Radio Frequency,RF)通信技术具有容量大、速率高、抗干扰能力强等优势,已成为建立全球无缝覆盖空间网络的重要技术.本文综述了基于自由空间光通信(Free Space Optical Communication,FSOC)的空天地一体化网络国内外建设及相关标准化现状,相较于现有综述文献,涵盖了更多最新研究工作,并针对物理层和上层指出一体化FSOC网络设计需要关注的重要因素,对大气信道建模、“捕获、瞄准和跟踪”(Acquisition Pointing and Tracking,APT)、拓扑控制、路由、资源分配、可靠传输协议、微波协作传输几种重要通信技术进行总结和分析,并指出其未来发展趋势和面临的挑战.

天地一体化激光通信网络技术探讨

摘要：目前，天地一体化激光通信网络系统正逐步从战略规划向实际建设方向发展，将成为信息化战争支持一体化联合作战的重要手段。取得天基信息高效传输优势是取得未来信息化战争胜利的关键。本文初步构想了天地一体化激光通信网络的总体设计方案，并分析了开展天地一体化激光通信网络建设的关键技术要点。

空天地一体化通信网络中地面运营商的挑战与机遇

详细分析了天基网络和空基网络的网络特性、产业发展情况。卫星与HAPS通信具有传输覆盖广、不受地理环境限制、时延抖动小、可靠性高等特性。根据不同网络的能力特性,提出了未来空天地一体化网络在应急保障通信、立体化移动通信、偏远地区公众业务和大时空尺度下的通信业务等4种场景下的应用,最后阐述了为地面运营商在未来空天地一体化通信发展进程中的挑战和机遇。

关于快速形成我国天地一体通信运营能力的思考

天地一体通信网络是智能化综合性数字信息基础设施的必要组成部分,加快形成我国天地一体通信运营能力具有重要的现实意义。首先,分析了国内外天地一体通信能力研究现状以及距离产业应用的差距;然后,提出了一种基于枢纽港的天地云网融合能力体系,以及“业务融合、用户融合、终端融合、云网融合、全系统融合”的天地一体通信运营分阶段演进路线;最后,提出了天地一体通信运营能力形成需要重点突破的用户统一认证、多模多频智能终端、网络智能管理、资源统一编排调度等关键技术。

天地空融合通信在消防应急通信中的运用

通信中断,通信不畅,是消防应急救援实践中经常遇到的问题和挑战。考虑到消防应急救援现场通信的实际情况,有必要基于当前的通信技术,探索构建天地空融合的通信系统,真正提高消防应急通信保障力。文章结合现实,在概括介绍天地空融合通信的基础上,就融合通信系统构建的思路,以及具体的策略方法进行探讨分析,为构架天地空融合通信系统建设提供相应的参考与借鉴。

基于“7·20郑州特大暴雨”对空天地一体化通信的思考

针对“7·20郑州特大暴雨”事件中的新型应急救援方式进行了总结与思考,探索了面向应急通信的空天地一体化通信网络的发展思路与方案,并给出了建议。在此次“7·20郑州特大暴雨”的应急通信救援中,地面运营商部署无人机实现了对局部区域的通信恢复,借助卫星通信为通信受阻区域提供语音与短报文服务。作为空天地一体化通信网络不可或缺的一环,无人机与卫星通信成为此次救援中新型且有效的应急通信方式。为了更好地增强应对紧急突发事件能力,在构建空天地一体化通信网络中,应逐步建立统一技术体制,分阶段实现业务、体制与系统的异构网络融合。

基于连通图的天地一体化测控通信网络仿真

以GEO,MEO,LEO卫星构建的空间异构网络为对象,结合泛在网络的异构、自组织、自愈和协同等特性,介绍了天地一体化测控通信网络的概念,建立了基于"骨干、接入"模型的多层卫星网络,探索了卫星网络被分割(不连通)情况下的测控通信网络路由技术。最后,通过OPNET仿真软件对CGR(连通图)路由算法、random路由算法和flood路由算法在不同失效节点个数情况下的网络性能进行对比分析,结果表明采用连通图路由算法的网络具有更好的自愈和抗毁能力。

实现跨越天地的对话 ——专访载人航天天地超短波通信系统总设计师陈建民

"希望你再接再厉,精心操作,把预定的各项工作完成好,祖国和人民期待着你凯旋。" "请首长放心,飞船工作正常,我一定会努力工作,把后续任务完成好,向祖国和人民交一份满意的答卷。" "你感觉怎么样?" "感觉很好,这里景色非常美。" "爸爸,你看到了什么?" "我看到咱们美丽的家了,非常好!"

天地空融合通信在消防应急通信中的应用研究

随着我国城市化和工业化的不断推进,在提升人们物质生活水平的同时也使得消防救援面临极为严峻的形势,救援的难度不断增加。同时我国幅员辽阔,地形地势多样,发生自然灾害的概率较大,一旦出现灾害,须立即投入救援才能最大限度地降低损失,保证人民生命财产安全不受损失。而在开展应急救援的过程中,通信顺畅可保障救援有序开展,提升救援效率。随着我国科学技术水平的不断提高,我国已经搭建出天地空融合通信系统,极大地提升了消防应急通信能力。本文分析天地空融合通信的含义,并提出天地空融合通信系统搭建策略,以期为今后开展相关研究提供参考。

3C融合的空天地海一体化通信系统设计与实现

综合考虑物理环境域、社群交互域以及内容资源域,在空天地海一体化网络中,利用多元化终端设备,例如舰艇、无人机、车辆,结合卫星通信技术,实现多元化业务的安全、高效、低时延的传输、存储及计算的协同优化是当前研究重点。本文考虑天地海一体化通信需求中通信—计算—缓存(3C)协同优化场景提出了一个高可靠的通信系统架构,并利用SDN、机器学习(ML)、边缘计算技术等技术进行了实现,实验结果表明了该架构的可行性。

激光链路对天地协同通信网络系统性能影响

全球能源互联网是一个服务范围广、绿色低碳的全球能源配置平台。在全球能源互联网中,将不可避免地使用到卫星通信网与地面电力专网或地面光纤网的协同通信技术,而星地或卫星之间的激光通信链路作为卫星通信网中的重要组成部分,其信号传输质量会受到大气信道的严重影响。为保障天地协同通信网的通信质量,本文针对大气信道对激光链路的造成的影响进行了仿真研究,并对激光信号链路和微波信号链路的传输质量进行了对比。仿真结果将对基于激光链路的天地协同通信网络的建设提供参考建议。

“星链”的系统架构与应用场景

“星链(Starlink)”是美国太空探索技术公司(SpaceX)正在构建的新型低轨巨型星座,旨在提供全球宽带互联网服务,其系统架构包括卫星星座、地面终端、数据传输链路、星链地面站等。文中分析了星链技术体制中的关键技术,如卫星制造与发射技术、天地通信技术、终端设备与数据处理技术、任务调度与控制技术等。

军民融合创新发展我国卫星通信产业

本文阐述了我国卫星通信军民融合历史和融合模式,介绍了我国民用卫星通信系统空间资源现况和规划及其军民融合发展状况;详介了我国在建的军民融合卫星移动通信系统,已列入规划的军民融合"天地一体化信息网络"工程,已有方案的军民融合天地一体化通信遥感导航网络。

基于GFDM的空口波形实现及干扰抑制

广义频分复用(GFDM)具有比正交频分复用(OFDM)更低的峰均功率比(PAPR)和带外频谱泄露。因为本身固有的子载波间干扰(ICI),传统GFDM解调具有较高复杂度。本文基于导频子载波,提出一种适用于卫星通信的数据辅助干扰消除GFDM接收算法,消除了匹配滤波(MF)接收中的子载波干扰,降低了误符号率(SER)。仿真结果与复杂度分析表明,本文所提算法优于传统串行干扰消除匹配滤波算法,有助于促进GFDM在天地一体化通信系统中的应用。