LEO-5G下行同步FPGA设计与实现

随着低地球轨道卫星通信系统和第五代移动通信技术的融合,全球高速、低延迟的通信服务成为可能。本文主要分析了现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)在LEO-5G下行同步中的应用需求,提出了基于FPGA的LEO-5G下行同步方案,展示技术测试结果验证了所提方案的有效性,为LEO-5G通信系统的下行同步提供了可行的技术路径。

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。

LEO-5G下行时频同步算法研究

该文深入探讨了低轨卫星(LEO)与第五代移动通信技术(5G)相结合的下行链路时频同步算法。在分析该融合系统物理广播信道(PBCH)的链路结构以及下行时频同步的整体框架基础上,提出了一项针对主同步信号(PSS)检测的改进算法,旨在实现对粗略频率偏差的估计。随后通过辅同步信号(SSS)的相关性分析以及小区特定参考信号(CRS)的导频序列,进一步细化了频率偏差的估计,并确定了下行时频同步算法。通过仿真实验下行时频同步的FPGA模块成功实现了消息指示块(MIB)的解析,正确率高达83.07%,满足算法设计目标要求。

存量5G手机直连低轨卫星通信技术研究

随着手机直连卫星成为业界热点,业界正在积极探讨采用怎样的技术路线去进行实现。文章针对手机直连卫星的潜在技术路线分析,重点探讨其中的存量5G手机直连低轨卫星技术路线的可行性,详细分析该技术路线面临的技术挑战和涉及的关键技术,从而为存量5G手机直连低轨卫星的系统设计提供参考。

用于5G移动设备的双频双圆极化毫米波天线设计

设计实现了一种宽带双频双圆极化的毫米波单馈天线,天线同时在n257(26.5~29.5 GHz)、n260(37.0~40.0 GHz)波段工作。与传统的圆极化天线相比,天线采用上下堆叠的不规则贴片实现了双频双圆极化,提高了信号收发隔离度;通过增加弯曲的寄生贴片,天线拓展了圆极化轴比带宽;金属边框上的矩形缝隙用来改善天线增益和带宽。测试结果表明,天线低频和高频的相对阻抗(<−10 dB)带宽分别达到20.4%和17.0%,相对轴比(<3 dB)带宽分别达到14.9%和11.4%。天线带宽覆盖n257、n260波段,可以用于5G移动设备与低轨卫星的通信。

5G地面移动通信技术在低轨星座的适应性分析

5G移动通信旨在适应更多的应用场景,与2G/3G/4G网络相比,用更多维度的指标去描述,全新的生态系统,成为通信领域的研究热点,随着国家天地一体化信息网络重大项目的推进,低轨移动通信星座备受关注。主要从体系架构融合和地面5G技术适应性等方面进行分析,提出了低轨移动通信星座系统的网络架构、协议设计以及空口传输体制,对我国未来要建设的天地一体化信息网络具有一定的参考意义。

基于可靠性的5G-低轨星座网络切片映射算法

随着国家天地一体化信息网络重大项目的推进,5G-低轨星座网络切片的可靠映射成为业内的研究热点。在基于软件定义网络(software-defined network,SDN)和网络功能虚拟化(network function virtualization,NFV)的5G-低轨星座集成网络架构下,将5G-低轨星座网络切片的可靠映射问题建模为一个混合整数线性规划问题。在此基础上,研究了切片请求的资源编排,进而提出了基于广度优先搜索的可靠映射算法。该算法综合考虑切片请求的可靠性阈值及虚拟网络功能(virtual network function,VNF)的资源需求,在虚拟网络映射中根据节点的可靠重要度对节点进行排序。仿真结果表明,该算法在满足可靠性阈值约束的条件下,能够最大化收益开销比,提高虚拟网络映射成功率,在切片可靠性及接受率等方面优于对比算法。

低轨卫星与5G融合应用及关键技术

与传统地球静止轨道卫星相比,低轨道卫星具有大带宽、高通量、数据传输时延低等显著特点,更加适用于通信领域。低轨卫星通信系统与5G相互融合,取长补短,共同构建全球无缝覆盖的海、陆、空一体化综合通信网,满足用户无处不在的多种业务需求,是未来通信发展的重要方向。重点讨论了低轨卫星与5G网络融合架构、融合场景及融合内容,并重点分析了低轨卫星与5G网络融合所涉及的关键技术。

卫星互联网+5G融合测试及应用前景展望

卫星互联网列入“新基建”后在社会上引起了广泛的关注。卫星互联网有哪些特点?如何应用?等等,已经成为业内热议的话题。文章通过对卫星互联网+5G的融合测试与分析,并结合测试结果对二者融合应用的前景进行了探讨,为行业应用提供参考。

低轨卫星互联网5G空口适应性研究综述

第五代移动通信技术(5G)已正式投入商用,卫星网络与地面移动通信系统的融合是其中一个重要研究方向。针对5G体制在低轨(Low Earth Orbiting,LEO)卫星场景中应用的适应性问题,总结了不同研究机构、标准化组织以及学术界的研究进展,分析了由于卫星互联网特点带来的5G空口影响与挑战,给出了低轨卫星互联网5G空口的时频同步、随机接入以及小区切换现有解决方案。相关内容可为低轨卫星互联网与5G的融合研究提供参考。

卫星导航增强系统建设与发展

自卫星导航系统诞生以来,人们发展了多种增强技术和手段,并建立了大批增强系统,以满足用户更高精度和完好性的需求.由于卫星导航增强技术客观上晚于基本系统出现,且都是按需独立建立,因此不可避免地存在着"碎片"和"补丁"式发展问题,相互之间功能重叠,缺乏统一的规划和标准,未成体系化建设.本文回顾和总结了卫星导航增强技术的产生和发展历程,梳理了相关技术内涵与定义,并重点介绍了中国北斗卫星导航系统(BDS)增强体系的建设和发展情况.在此基础上,结合5G通信、低轨卫星等新兴技术,对卫星导航增强体系未来发展动态进行了展望和分析,并对未来北斗定位、导航与授时(PNT)综合服务中的增强体系建设提出了建议.

关于低轨卫星通信的分析及我国的发展建议

首先简要回顾5G和低轨卫星通信的发展历程,并从需求、应用、技术等多个维度进行分析判断,指出低轨卫星通信在5G时代的定位是:与5G互补,而不是颠覆5G。进而在分析我国发展低轨卫星通信的应用需求、技术与产业基础等因素的基础上,提出了我国发展低轨卫星通信的建议:“与5G兼容,到6G融合”,分两个发展阶段。第一阶段,当前发展以5G技术为基础进行针对性修改和优化的低轨卫星通信系统,与5G兼容,最大程度复用5G技术,并利用5G规模经济,降低成本,实现差异化竞争优势;第二阶段,到6G时,实现陆地移动通信和高中低轨卫星通信的有机融合。最后提出建议:两个争取和两个合作,即鼓励申请和争取频谱资源和轨道资源,推进国际合作与国内合作,加速产业成熟,实现商用成功。

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。

低轨卫星互联网体系和技术体制研究发展路线思考

为更好地引导卫星通信业界和地面移动业界融合研究低轨卫星互联网技术路线,推动工程建设进程,针对目前存在的低轨卫星互联网概念理解不统一、名词术语不统一、技术体系发展和技术体制研究发展路线争论激烈的情况,通过对国内外典型系统进行梳理,对技术体系发展路线和技术体制研究路线进行了分析。提出了适合低轨卫星互联网技术体制研究的方法、评判体制优劣的原则和方法,得出了多条技术路线会趋同的基本判断。

低轨宽带卫星通信产业发展及前景分析

随着全球低轨宽带卫星产业的加速发展,低轨星座进入了大规模部署阶段,低轨宽带卫星通信在5G时代迎来重大战略机遇。本文首先介绍了国外低轨宽带星座部署规划和建设现状,其次从特定场景需求、应用定位和实用性等方面探讨了未来低轨宽带卫星通信的发展前景及应关注的问题。最后从技术创新、系统适应性等多个角度分析思考,给出利用星地多技术融合构建天地一体化信息网络的建设思路,以及长期发展可行性策略。

低轨卫星通信的机遇、挑战与量测方案

低轨道卫星系统是卫星互联网建设的一部分,被视作最新最有前途的卫星移动通信系统。卫星移动通信系统具有覆盖范围广,对地面情况不敏感等优势,已经成为地面移动通信领域重要的组成部分,尤其是在海洋、沙漠等地面无线网络难以覆盖的地方。本文首先简要回顾低轨卫星通信的发展历程,通过介绍目前低轨卫星通信技术发展现状、通信网络架构与5G兼容的低轨卫星系统波段,指出低轨卫星通信与5G互补,能够充分借鉴地面5G系统的技术。进而在分析发展低轨卫星通信的机遇与技术挑战,在美国太空探索技术公司(SpaceX)星链网速测试的基础上说明地面站的天线技术重合,针对低轨道卫星超大型毫米波阵列天线中阵列天线波束的量测挑战,最后提出毫米波天线数组与近场波束的量测方案,以达到降低成本与提高量测效率的目的,加速产业快速实现商用成功。

宽带卫星通信网络技术发展态势与发展建议

宽带卫星通信网络是当前卫星通信产业中最活跃的领域,也是通信卫星商业市场的最大增长点。从卫星系统部署演进、卫星技术发展和通信体制研究3个方面,概述国内外系统建设与技术发展情况,分析中国在该领域系统建设和技术发展的不足。面向未来天基信息网络发展,探讨宽带卫星通信网络技术发展趋势与范式变化,对关键技术研究方向进行展望,提出对中国宽带卫星通信网络技术发展的建议和举措。