- 朱立东;
<正>卫星互联网是通过卫星实现全球联网的通信系统，为地面、空中和海上用户与设备提供网络接入服务。卫星互联网可理解为将地面互联网向空间延伸，利用卫星作为网络节点，按照高效利用、综合集成的原则，将太空中不同轨道的各种卫星、星座进行有机连接，形成一个与地面具有良好互联互通性能的大型复杂网络，并提供与地面互联网类似的应用服务。卫星互联网可以实现全球无缝覆盖，特别适合地面网络无法覆盖或覆盖不经济的区域，支持宽带上网、广域物联网、应急响应、航海航空、政府与国防应用等多样化业务。
2025年04期 v.51;No.306 675-677页 [查看摘要][在线阅读][下载 106K] [下载次数：64 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王霞;张翔宇;高建;
为满足车载卫星通信的需求，提出了一种适用于车窗玻璃的透明超表面天线阵列。与传统超表面天线阵列相比，该阵列通过在微带贴片天线上加载非均匀超表面，利用其极化转换特性与多模谐振特性，显著提升了带宽并提高了增益性能。设计了一分四顺序旋转馈电网络，与超表面天线结合构建了2×2天线阵列，分析了阵元间距与阵面弯曲对天线阵列性能产生的影响。该阵列利用微铜网作为导体，聚对苯二甲酸乙二醇酯(Poly Ethylene Terephthalate, PET)为基底加工制备，仿真与实验结果表明，天线阵列的阻抗与轴比(Axial Ratio, AR)带宽分别为1.74～2.31 GHz与1.89～2.31 GHz,频段内增益峰值为13.1 dBi,阵面弯曲后阵列性能仍满足S波段卫星通信需求。所提天线阵列具有高增益、圆极化(Circular Polarization, CP)、透明性与共形性的特性。
2025年04期 v.51;No.306 678-687页 [查看摘要][在线阅读][下载 918K] [下载次数：148 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马宁;赵毅;王松考;孙晨华;
使用相控阵跳波束对通信卫星视场进行大范围捷变前，需要对跳波束的波位进行规划，目前的通用做法是依据地表经纬度或等分卫星方位俯仰角等方式实施静态规划。提出了一种可直接基于卫星终端的地理位置，综合运用空间坐标变换、最小集合覆盖、最小圆覆盖等算法，动态生成相控阵跳波束的波位数量和指向中心的方法。仿真结果表明，针对同等用户规模、相同位置分布，该方法较传统方法能够在不显著增加运算时间的前提下大幅节省相控阵波束的所需波位数量。
2025年04期 v.51;No.306 688-697页 [查看摘要][在线阅读][下载 693K] [下载次数：82 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 朱亮;戚少博;张洪铭;
低轨卫星通信技术是解决偏远地区和远海区域高速通信问题的有效手段，低轨卫星可采用多点波束和频率复用等方法提升系统容量。不同地面区域用户存在非均匀性接入需求，导致基于平均资源分配方法的多波束系统最高可达性能受限。提出了一种基于迭代更新的时频资源配置方法，构建了基于多用户前导码的上行传输和基于多波束的下行传输模型。针对不同区域用户需求的非均匀性，分析了时频资源对跳波束系统效率和速率性能的影响，揭示了时频资源分配与用户需求间的内在关系。从用户实际需求与系统服务速率差、频谱效率、平均服务时延等方面对低轨卫星跳波束系统的性能进行了评估。结果表明，所提方法显著降低了系统平均服务时延，提高了系统服务效率。
2025年04期 v.51;No.306 698-704页 [查看摘要][在线阅读][下载 524K] [下载次数：105 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 林楷瀚;仇姝文;丁良辉;张亚生;何辞;王旭阳;
大规模低轨(Low Earth Orbit, LEO)星座卫星网络分区路由算法将网络划分为多个区域，通过限制路由洪泛显著降低了网络信令开销。现有分区路由方法存在区域间信令冗余以及负载均衡度弱的问题，因此提出一种基于分级负载均衡的分区路由(Hierarchical Load-balancing based Partition Routing, HLPR)算法，通过优化区域划分以及区域间、区域内2级路径选择提升路由性能。在区域划分阶段，HLPR算法基于节点边界法设计了路由信令开销最小化的区域划分方法。域间路由基于低负载和多可用路径优先原则选择区域级路径，实现区域间负载均衡。域内路由通过路径负载容量最大化和多径均衡分流实现区域内负载均衡。仿真结果表明，与现有基于区域的卫星路由(Area-based Satellite Routing, ASER)算法相比，HLPR算法降低了平均路由信令开销，显著改善了吞吐量、丢包率和端到端时延等网络性能。
2025年04期 v.51;No.306 705-712页 [查看摘要][在线阅读][下载 594K] [下载次数：90 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李朕;虞志刚;章扬;李果;郭涛;
卫星网络凭借广域覆盖、灵活组网、不受地面环境限制等优势，已成为6G研究的热点方向之一。与传统地面网络不同，卫星的高速运动导致星间的建立与维护面临诸多挑战。日凌现象、电离层闪烁及雨雪天气等复杂环境也会降低星间链路可靠性。与此同时，以激光为代表的高速星间链路技术目前仍处起步阶段，成熟度仍有待提高。这些因素都可能导致星间链路的故障，进而影响卫星网络的整体性能。因此，亟需探究星间链路故障对卫星网络可靠性的影响。分析了卫星网络规模对网络可靠性的影响，给出不同网络规模下星间链路故障率建议低于的阈值边界。讨论了卫星网络拓扑构型对网络可靠性的影响，给出网络连通性以及平均跳数随拓扑结构的变化关系。研究了多路径传输对网络可靠性的影响，基于门杰引理讨论了连通度随星间链路故障率的变化关系，仿真结果显示多路径并行传输方案能够将信息成功传输概率从76%提升至99%,以期为未来网络拓扑优化与可靠性提升提供有益的参考。
2025年04期 v.51;No.306 713-723页 [查看摘要][在线阅读][下载 795K] [下载次数：113 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘元媛;李伟;肖鑫;靳若凡;林辉;周平;钟明权;
研究低轨多星座非同频使用下的动态频谱分配策略，提出认知无线电系统中基于分步式博弈的多低轨卫星空闲频谱动态匹配算法。算法第一层基于高低优先级星座间完全信息动态非合作博弈，以纳什均衡获取增大频谱利用率的共享策略；第二层构建多个低优先级星座需求与高优先级星座空闲频谱间非完全信息双边竞价拍卖博弈模型，结合贪婪算法局部最优解出全局最优的特性，在时域和频域实现了空闲频谱利用率的显著提升。
2025年04期 v.51;No.306 724-732页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K] [下载次数：230 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘言;赵辰乾;闫瑞东;李博文;文少杰;
云网协同技术与通感算智技术作为未来无线通信中的重要技术，可满足6G中的通感融合、通智融合等相关场景需求。卫星网络作为6G发展中的重要组成部分，从卫星网络迭代演进发展的角度阐述其对天基边缘云、网络功能虚拟化云化、智能赋能等的要求。在此基础上，深入了分析基于云网协同的通感算智赋能的卫星网络总体架构、组成架构以及功能架构。提出包括卫星网络网元云化、天基边缘云以及星地智能服务等原型系统的设计考虑，可助力云网协同与通感算智技术赋能卫星网络迭代演进发展，为卫星网络新技术验证奠定基础。
2025年04期 v.51;No.306 733-741页 [查看摘要][在线阅读][下载 812K] [下载次数：183 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵晶;虞志刚;李欣致;张瑞;
空天地应急通信网络通过多层次网络联合为各类用户在紧急情况下快速构建可靠、高效、鲁棒的应急通信保障。为适应复杂多变的应急场景，构建全面的信息保障能力，针对空天地异构网络中存在多种异质资源并且相互分离的特点，提出空天地网络的异构资源模型、资源融合管理与智能调度模型、动态调整和自适应服务保障模型，以期能够为空天地应急网络的研究提供有价值的参考。
2025年04期 v.51;No.306 742-748页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K] [下载次数：112 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘贺;李国鑫;李向宇;张渭乐;
北斗导航系统应用已深入各行各业，天通通信系统聚焦中低速移动通信业务，实现了卫星电话和数据通信功能。中星及亚太系列高通量通信卫星基于Ka频段多波束宽带通信系统，具备大容量数据传输能力。以星网为代表的低轨(Low Earth Orbit, LEO)星座融合导航系统和移动通信系统，实现了通信和导航融合服务。卫星通导融合技术正从理论探索迈向规模化应用阶段，将深刻影响未来空间基础设施的服务形态。随着通导融合技术的多角度发展，面向最终用户的服务需求必将带动算法、芯片、模块、天线、终端、系统的全产业链快速创新。通导融合技术将朝着高集成、智能化、多域协同的方向发展，服务场景将从地球覆盖范围进一步拓展至深空，建立更加泛在的空间基础设施。
2025年04期 v.51;No.306 749-755页 [查看摘要][在线阅读][下载 265K] [下载次数：116 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王一凡;毛峰;刘利田;
卫星互联网作为构建6G空天地一体化网络的关键基础设施，面临的网络安全威胁与数据泄露风险不容忽视。针对上述问题，通过专利分析方法开展研究，梳理卫星互联网安全技术的申请趋势、地域分布和主要创新主体，归纳出加密及签名技术、身份认证技术、入侵检测技术和网络架构优化技术4个分支，分析各技术分支的演进路线。从专利视角揭示卫星互联网安全技术的全球竞争态势与研究热点，为我国创新主体技术研发和知识产权保护提供参考依据。
2025年04期 v.51;No.306 756-762页 [查看摘要][在线阅读][下载 318K] [下载次数：295 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 魏伍;张更新;万博闻;
基于机会信号(Signal of Opportunity, SoOP)的卫星终端定位技术利用通信卫星的下行信号，在全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)不可用时，实现用户自主导航定位。Starlink、OneWeb和Iridium等低轨(Low Earth Orbit, LEO)卫星星座的快速部署，为SoOP定位提供更加丰富的信号资源，有效增强了导航定位系统的鲁棒性。概述了SoOP定位的基本原理，针对典型LEO卫星星座，分析了基于多普勒频移等观测量的典型定位方法，系统比较了不同方法的定位精度与性能表现，讨论了当前技术面临的主要挑战及未来的发展趋势。
2025年04期 v.51;No.306 763-770页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K] [下载次数：222 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张纯婧;屈德新;张更新;
为实现全球范围的高速、低时延通信，3GPP开始将非地面网络(Non-Terrestrial Networks, NTN)系统集成到5G演进及6G标准框架中，因此出现了新的位置服务需求。现有关于NTN终端定位的研究大多聚焦于单终端可视多卫星场景，但在任务协同、灾害救援、科考队协作等实际应用场景中，存在由一个行动团队组成的多终端区域群组。在复杂地形或受到环境电磁干扰环境下，群组成员单个终端的定位条件失效，可通过群组定位获得区域整体位置。群组定位通过群组内多个终端获得的卫星信号传播时延测量值，进行协作定位。由于该场景不同于单终端定位，传统的定位方法精度难以保证。提出了一种将Chan算法与迭代优化算法相结合的群组区域定位方案，以克服Chan算法受场景变化引起固定误差导致的定位精度不足的问题。仿真结果表明，该算法可有效实现多终端群组区域的定位，误差不超过移动管理所需的位置精度。保障了终端群组在全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)信号不可用条件下的移动性管理与波束管理性能，为卫星网络融合地面网络的未来6G技术发展提供新思路。
2025年04期 v.51;No.306 771-779页 [查看摘要][在线阅读][下载 567K] [下载次数：61 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 谢浩;潘甦;
网络切片技术需实现物理网络的端到端按需切分，在不同租户间有效分配可用速率，同时为每个切片分配最小必要资源以满足差异化需求。为此，提出一种基于多智能体强化学习的无线电接入网(Radio Access Network, RAN)资源分配方法，在各租户处设置神经网络智能体，根据底层流量变化动态调整资源分配策略。通过聚合层管理各智能体网络参数，利用聚类算法聚合需求相似租户的智能体网络参数，更新各租户智能体本地模型，在达成全局最优解的同时加快训练速度并降低通信开销。仿真结果显示，该算法较现有其他算法奖励值提高约15.7%,租户的服务水平协议(Service Level Agreement, SLA)满意度和系统总的资源利用率均能维持在较高水平，且具备良好的扩展性。
2025年04期 v.51;No.306 780-788页 [查看摘要][在线阅读][下载 582K] [下载次数：192 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 陆颖;李靖超;赵莹;杨柳;应雨龙;陈鹏;
由于无线电传输的开放性，无线通信网络带来的信息安全问题不断涌现。为确保无线通信中的用户信息安全，提出了一种新的物联网物理层身份认证方法。采用I/Q调制算法，将一维信号转换成二维复平面上的星座图，结合基于密度的空间聚类(Density-Based Spatial Clustering of Applications with Noise, DBSCAN)算法，构建了更凸显不同信道特征且有利于信号分类的二维彩色聚类等势星球图。基于2种实测信道数据(一种涉及不同物理区域且用户终端设备可能属于不同蜂窝小区，另一种属于同一蜂窝小区),将2种场景的频域全信道数据转化为二维图像进行识别测试；利用卷积神经网络(Convolutional Neural Networks, CNN)和支持向量机(Support Vector Machine, SVM)模型对800张聚类等势星球图进行对比实验。仿真结果表明，所提出的CNN模型在识别准确率方面达到了99.6%,能够有效地识别出合法用户，为聚类等势星球图算法和CNN模型在物理层认证领域的应用提供了坚实的理论基础。
2025年04期 v.51;No.306 789-797页 [查看摘要][在线阅读][下载 1127K] [下载次数：94 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 马明乐;杨欣可;李世凯;孔维婵;雷鸣;雷磊;
非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)传输方式有着高频谱效率、高连接密度等特点，适用于多用户边缘网络。然而，传统的NOMA传输方式中各接入点独立解码，有限的解码能力无法保障用户的高传输速率需求，从而影响网络时延性能。相比NOMA传输方式，基于主干网辅助的NOMA传输方式能实现接入点间协同解码和解码信号共享，有助于提升接入点的解码能力。基于主干网辅助的NOMA传输方式，结合任务卸载和资源分配，将最小化时延问题建模为混合非线性整数规划问题。对此多项式复杂程度的非确定性(Non-deterministic Polynomial, NP)难问题，提出了高效的两阶段迭代求解算法，获得问题的近似最优解。通过仿真实验与传统NOMA方法对比可以看出，所提方法能将时延性能提升37.2%。
2025年04期 v.51;No.306 798-806页 [查看摘要][在线阅读][下载 452K] [下载次数：126 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 钱凤萍;陈虚竹;赵琰;朱永东;郑德嘉;
随着射频识别、5G通信等物联网核心技术的不断发展，高速公路交通拥堵状态识别引入了更多异构的可参考信源。为了规避传统视觉与GPS方法的复杂性与可用性挑战，提出了一种基于多源异构数据的路网交通拥堵状态识别算法框架，针对射频识别、5G无线通信网络数据特点，设计了一套高效的数据预处理算法，以提高数据质量和可靠性。针对预处理后的手机信令与ETC门架数据，利用融合距离加权算法和S型3参数(S-shaped 3-parameter, S3)交通流模型评估路段交通拥堵态势，设计了决策级融合方法实现对公路级交通流量、速度和拥堵情况的精准刻画。通过对浙江全省域高速公路实际数据的案例分析和验证，交通拥堵状态识别准确率(Precision)和召回率(Recall)达到了93.6%和95.26%,相较于单一信源均有显著提升，证明了所提算法在高速拥堵状态识别领域的有效性和实用性，可为相应的路网交通管理决策提供依据。
2025年04期 v.51;No.306 807-814页 [查看摘要][在线阅读][下载 653K] [下载次数：793 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 焦立彬;王明;马文学;王建超;
针对指挥调度业务多样化、指挥移动化、通信智能化以及多制式融合通信的需求，开展基于IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem, IMS)的智能多媒体通信技术研究。提出了基于IMS的智能多媒体通信系统，从系统技术架构和应用场景设计、媒体控制、会议混音、视频会议、跨网短数据、智能语音与基础管理等业务单元设计实现等方面进行了详细阐述。系统基于IMS、语音识别、融合通信、网页实时通信(Web Real-Time Communication, WebRTC)等关键技术，实现不同制式、不同网络环境下的通信系统有效整合、指挥调度统一接口及通信业务全融合，在应急指挥和电力调度等多个场景示范应用，为融合指挥和智能调度提供了有力的通信支撑，可有效提升协同指挥效率。
2025年04期 v.51;No.306 815-822页 [查看摘要][在线阅读][下载 504K] [下载次数：105 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]