基于GEO卫星的IoT NTN系统设计及实践

提出了一种基于地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)卫星的非地面物联网(Internet of Things Non-Terrestrial Networks,IoT NTN)网络系统。该系统结合了NB-IoT技术和5G NTN标准,旨在满足空天地海一体化物联网通信和应急通信的需求。详细描述了系统设计、调度和通信时序等方面,并给出了k-Offset参数的计算方法。借助我国自主研制的天通一号卫星移动通信系统,完成了基于3GPP Rel 17 NTN标准的5G卫星物联网通信系统实践,并在预商用基站上完成通信组网测试,实现了基站和终端之间通过GEO卫星的双向数据通信,且整个系统的通信时延、速率等性能指标符合预期。该研究能够对未来卫星物联网通信系统的设计和应用提供参考。

面向NTN的网络管理标准进展和研究

对NTN网络管理的关键技术进行深入探讨,涉及管理架构、网络切片管理方案以及邻区关系和PCI冲突解决方案,这些方案旨在适应NTN引入卫星带来的不同需求。此外,还深入研究了IoT NTN网络管理的关键技术,涵盖了不连续卫星覆盖下的网络管理和监测下行空口时延的解决方案。

卫星物联网系统的新型多址接入技术

面向传播时延大、需要服务更大规模用户数的卫星物联网场景,首先分析IoT NTN在技术方案方面的不足,进而提出非协调的随机接入和非正交多址传输(Uncoordinated Random Access and NOMA Transmission,URAT)新型多址接入解决方案。非协调指终端从随机接入到多址传输的过程中不需要专门的网络协调信令;非正交多址传输指所有终端在接入和传输过程中共享基站的时频资源实现非正交多址传输;URAT还实现了多址接入和NOMA传输的融合。理论分析和数值仿真结果表明,所提方案能够降低多址接入时延,提高系统效率,增加可以服务的终端数量,将是面向6G卫星物联网场景的潜在解决方案。

低轨天基物联网系统设计研究

近年间随着宇航技术的进步与通信技术的发展,设计建造中大型低轨卫星星座成为趋势。文章分析了搭载低轨宽带卫星互联网星座建设低轨LPWAN系统的挑战与技术关键点,讨论了可能的应用场景与业务模式,并结合一种符合低轨宽带卫星互联网星座典型要求的星座设计进行了性能仿真。