基于高空平台的宽带通信 9787118101423 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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英格蕾丝，斯洛文莫奇思，陈树新 著

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• 通信工程
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店铺： 韵读图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118101423

商品编码：29758272698

包装：平装

出版时间：2015-07-01

图书基本信息
图书名称	基于高空平台的宽带通信	作者	(英)格蕾丝,(斯洛文)莫奇思,陈树新
定价	79.00元	出版社	国防工业出版社
ISBN	9787118101423	出版日期	2015-07-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.4Kg

内容简介

作者首先对高空平台技术的现状、近期研究动态和结果进行了详尽的概述；其次探索了HAP通信系统可以利用的技术和经济性，其中包括与航空有关的问题、应用、商业模式以及发展趋势；然后，作者讨论了基于HAP的宽带无线通信、应用环境以及用于高效无线电连接资源管理的先进通信技术；此外，作者着眼于物理层的网络层，阐述了在HAP应用环境中的自由空间光通信，并对射频领域关键问题进行了补充； *后，本书介绍了多HAP星座设计步骤并讨论了多HAP 的组网问题。

作者简介

目录

部分 基础知识，技术和经济学 章 概述 1.1 引言 1.2 历史 1.3 HAP环境中的无线通信 1.3.1 HAP与地面和卫星系统的性能比较 1.3.2 环境监管和限制 1.4 HAP提供的服务及应用程序的候选标准 1.4.1 移动蜂窝标准 1.4.2 IEEE802无线标准 1.4.3 多媒体应用的多点分配服务——MMDS和LMDS 1.4.4 DvB标准 1.5 过去及现在的HAP相关项目、试验和发展计划概述 1.5.1 StratXXAG——X站 1.5.2 ERSsrl 1.5.3 CAPANINA 1.5.4 USEHAAS 1.5.5 COST297 1.5.6 日本国家项目 1.5.7 韩国国家项目 1.5.8 美国航空航天局活动 1.5.9 AVInc 1.5.10 洛克希德·马丁公司、波音公司和全球Aems 1.5.11 先进技术组(ATG) 1.5.12 欧洲空间局(ESA)活动 1.5.13 佛兰芒研究所(vIT0 )技术研究 1.5.14 QiiQ有限公司 1.5.15 空间数据公司 1.5.16 ItellNet 1.5.17 Lindstrand科技有限公司(英国)/斯图加特大学 1.5.18 SkyStation 1.5.19 天使科技——HALO 参考文献 第2章 航空学和热力学 2.1 应用环境和相关挑战 2.1.1 大气层 2.2 用于HAP的机载装置类型 2.2.1 静压空中平台 2.2.2 气动空中平台 2.3 可替代动力子系统 2.3.1 HAP上的常规能源 2.3.2 HAP上的可再生能源 2.3.3 远距离输入HAP的能量 2.4 飞行/高度控制 2.4.1 HAP轨道控制 2.4.2 HAP移动模型 2.5 HAP飞机和飞艇的典型特征 参考文献 第3章 应用场景和参考架构 3.1 应用场景 3.1.1 HAP的用户方案 3.1.2 HAP网络方案 3.2 对天线的要求以及相关技术难题 3.2.1 介绍 3.2.2 毫米波宽带服务传输所用天线的类型 3.2.3 天线模型实例 3.3 基于HAP通信系统的系统和网络架构 3.3.1 概述 3.3.2 HAP架构 3.3.3 宽带通信链路 参考文献 第4章 应用及商业模型 4.1 概述 4.2 应用和服务 4.2.1 短期 4.2.2 中期 4.2.3 长期 4.3 业务模式介绍 4.3.1 运行场景 4.3.2 商业模型假设 4.4 服务提供商中心模型 4.4.1 带宽利用和竞争比 4.4.2 列车WLAN 4.4.3 地面基站/无线接入点的回程通信 4.4.4 宽带互联网 4.4.5 广插/多播 4.4.6 事件服务和救灾 4.4.7 第三代(3 G)移动电话 4.5 HAP运营商中心模型 4.5.1 财务模型假设 4.5.2 太阳能动力的无人驾驶飞艇 4.5.3 燃料动力栽人飞机 4.5.4.燃料动力无人驾驶飞机 4.5.5 太阳能动力无人驾驶飞机 4.6 风险评估 4.6.1 技术评估 4.6.2 市场评估 参考文献 第5章 HAP和基于HAP应用的未来发展 5.1 航空发展趋势 5.2 不同应用类型的HAP路线图 5.2.1 应用实例1：列车wLAN服务 5.2.2 应用实例2：地面基站/接入点的回程通信 5.2.3 应用实例3：宽带互联网 5.2.4 应用实例4：广播/多播 5.2.5 应用实例5：3 G移动通信 5.3 电信任务 5.3.1 电信应用载荷 参考文献 第二部分 基于高空平台(HAP)的宽带无线通信 第6章 HAP系统的应用环境 6.1 应用环境以及与之相关的限制因素 6.2 传输信道建模 6.3 HAP无线频段传播信道建模 6.3.1 水蒸气和大气气体的吸收 6.3.2 闪烁 6.3.3 雨衰 6.3.4 雨衰和闪烁 6.3.5 水汽效应对交叉极化的影响 6.3.6 周围环境的影响 6.4 结论 参考文献 第7章 HAP通信系统中的FSO(自由空间光通信)技术 7.1 FS0 技术在HAP网络中的应用 7.1.1 大气影响 7.1.2 HAP自由空间光通信链路配置 7.2 HAP网络FSO链路的物理层方面 7.3 光传送网络的自由空间光系统 参考文献 第8章 高空平台通信系统可利用的先进通信技术 8.1 现代无线系统设计的相关概念 8.1.1 智能天线 8.1.2 认知无线电和动态频谱管理 8.1.3 跨层设计和优化 8.2 分集技术 8.2.1 宽带高空平台通信中的分集技术 8.3 多输入多输出系统 8.3.1 空间复用 8.3.2 空时编码 8.3.3 高空平台宽带通信中MIMO系统 8.4 自适应编码调制方案 8.4.1 高空平台宽带通信中的ACM 8.5 先进的无线资源管理技术 8.5.1 引言 8.5.2 场景 8.5.3 信道分配策略 8.5.4 性能 8.5.5 无连接中断(NCD)算法 8.5.6 无下行链路阈值检测的无连接中断算法(NCD—ND) 8.5.7 无阈值检测(NT) 8.5.8 讨论 参考文献 第三部分 多HAP技术 第9章 多个HAP组成的网络 9.1 为什么要组建HAP星座 9.1.1 多HAP系统的模型 9.2 多HAP星座计划 9.2.1 配备定向HAP天线的多HAP方案 9.3 多HAP系统中用户的天线指向误差 9.3.1 描述用户天线指向误差的方法 9.3.2 指向误差造成的影响 9.4 多HAP系统的二环星座设计 9.4.1 二环星座的概述 9.5 二环星座设计的约束条件 9.5.1 星座设计策略 参考文献 0章 多个HAP星座的网络联系 10.1 网络协议 10.1.1 IP基础 10.1.2 移动IP协议 10.1.3 MIP的分层体系 10.2 基于HAP通信系统的移动性管理 10.2.1 接入级的可移动性 10.2.2 微观移动性 10.2.3 宏观移动性 10.2.4 移动用户的类型 10.2.5 网络移动性 10.3 移动性以及回程减荷技术 10.3.1 本地代理的设置 10.3.2 多连接支持 10.3.3 MN移动的可预测性 参考文献

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文摘

序言

无线通信技术的飞跃：探索广域连接的新纪元 在信息爆炸的时代，我们对无缝、高速、广域的网络连接需求日益增长。从城市到乡村，从地面到空中，如何构建一张覆盖更广、容量更大、服务更优的通信网络，一直是科学家和工程师们孜孜不求的目标。本书将带您踏上一段激动人心的探索之旅，深入剖析驱动这一变革的关键技术，展望未来无线通信的无限可能。 一、 历史的回响与时代的呼唤 无线通信的历史是一部不断突破界限的史诗。从早期对电磁波的初步认识，到无线电广播的诞生，再到移动通信的兴起，每一次飞跃都深刻地改变了人类社会的面貌。从最初的模拟信号到数字编码，从语音通信到数据传输，通信技术的演进速度令人惊叹。 然而，随着用户数量的指数级增长和应用场景的日益丰富，传统的地面通信网络面临着严峻的挑战。固定基站的部署受限于地理环境和建设成本，尤其在偏远地区、山区、海洋等区域，信号覆盖存在“空白地带”，通信能力也受到限制。此外，海量物联网设备的接入、高清视频流的传输、虚拟现实/增强现实的沉浸式体验，都对通信网络的容量、带宽和低时延提出了前所未有的要求。 正是在这样的时代背景下，一种全新的通信范式应运而生，它打破了地理的束缚，将通信能力延伸至空中，为解决地面网络的瓶颈问题提供了革命性的思路。本书将聚焦于这一新兴领域，详细阐述其核心技术原理、关键系统设计以及广泛的应用前景，带领读者深入理解无线通信技术如何实现质的飞跃。 二、 广域连接的新基石：理解平台的概念 本书所探讨的“平台”，并非传统的地面基站，而是指部署在高空，具备强大通信功能的载体。这些平台可以是固定翼飞机、无人机（UAV）、浮空器（例如飞艇、气球），甚至未来的近地轨道卫星。它们以其独特的优势，为构建下一代广域通信网络奠定了坚实的基础。 高空优势： 平台在高空运行，能够有效避开地面障碍物（如建筑物、地形），实现更大范围的信号覆盖。一个高空平台，理论上可以覆盖数十甚至数百平方公里的区域，这对于解决地面网络覆盖盲点具有决定性意义。 灵活性与可部署性： 相较于地面基站的固定部署，高空平台更具灵活性。无人机和浮空器可以根据通信需求的变化，快速部署到特定区域，为临时活动、灾区救援、大型赛事等提供临时的、高容量的通信保障。 部署成本考量： 在一些难以建设地面基站的地区，如广阔的海洋、沙漠或山区，部署高空平台可能比铺设光纤或建设传统基站更为经济高效。 多平台协同： 未来，多个高空平台将可能协同工作，形成一个动态、自适应的通信网络，实现更强的鲁棒性和更高的吞吐量。 三、 核心技术探索：构建高效高空通信系统 要实现高效的高空通信，需要突破一系列技术瓶颈。本书将从以下几个关键技术维度进行深入剖析： 1. 先进的无线传输技术： 多载波与OFDM： 深入探讨正交频分复用（OFDM）技术在应对多径衰落、提高频谱利用率方面的优势，以及其在宽带通信中的应用。 大规模MIMO（Massive MIMO）： 分析大规模多输入多输出技术如何通过大规模天线阵列，实现信号的空间复用和波束赋形，大幅提升频谱效率和系统容量。 先进的调制解调技术： 介绍如16QAM, 64QAM, 256QAM等高阶调制技术，以及自适应调制编码（AMC）在根据信道条件动态调整传输速率方面的作用。 毫米波与太赫兹通信： 探讨在更高频段（如毫米波）引入通信的可能性，以及其带来的高带宽潜力，同时也分析其面临的传播损耗和器件挑战。 2. 高空平台的通信系统设计： 天线设计与布局： 研究适合高空平台的天线类型（如相控阵天线），以及最优的天线布局策略，以实现全向覆盖或定向波束。 功放与射频前端： 考虑在高空环境下，对功放效率、功耗以及射频器件的可靠性要求。 动中通技术： 分析高空平台在飞行过程中，如何保持与地面站或用户设备的稳定通信，包括动中通天线的跟踪算法、稳定控制等。 电源管理与续航： 针对无人机和浮空器，探讨如何优化电源管理，延长平台的续航时间，以保证通信的持续性。 3. 网络架构与协议设计： 高空-地面协同网络： 设计高空平台与地面蜂窝网络、Wi-Fi网络之间的无缝切换与协同工作机制，实现“一张网”的体验。 移动边缘计算（MEC）： 探讨将计算能力下沉到高空平台，实现低时延的数据处理和业务分发，满足对实时性要求高的应用需求。 动态网络管理与调度： 设计智能的网络管理系统，能够根据用户需求、平台状态、信道条件等因素，动态地分配资源、调度通信。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）： 分析如何利用SDN和NFV技术，实现高空通信网络的灵活性、可编程性和高效管理。 4. 物理层安全与干扰管理： 信号检测与反窃听： 探讨在高空复杂环境中，如何提高信号的抗干扰能力，并防止非法窃听。 干扰抑制与协同干扰对消： 研究如何有效抑制来自地面、其他高空平台或环境的干扰，以及实现平台间的协同干扰对消。 四、 应用场景的无限拓展 基于高空平台的宽带通信，将为众多行业带来颠覆性的变革，其应用场景的广阔性令人惊叹： 偏远地区的通信覆盖： 为农村、山区、岛屿等地面网络难以覆盖的地区提供可靠的宽带接入，缩小数字鸿沟。 应急通信与灾难响应： 在地震、洪水、台风等灾害发生时，地面通信设施可能受损，高空平台可以快速部署，提供临时的通信网络，用于搜救、指挥和信息发布。 物联网（IoT）的海量连接： 支持海量物联网设备的接入，为智慧农业、智慧城市、环境监测等领域提供强大的连接能力。 固定宽带接入的补充： 为用户提供替代或补充的固定宽带接入方式，尤其是在光纤铺设成本高昂的区域。 移动通信的容量增强： 在人口密集区域或大型活动现场，高空平台可以作为临时基站，分流地面网络的流量，提升用户体验。 航空航天领域的通信： 为飞机、无人机、甚至未来的太空探索提供通信支持。 高清视频直播与多媒体服务： 支持高清视频流的传输，为赛事直播、新闻报道、远程教育等提供更流畅的体验。 自动驾驶与车联网： 提供高可靠、低时延的通信，支持自动驾驶汽车的协同与信息交互。 科学研究与环境监测： 支持各类传感器网络的部署，进行气象监测、环境污染追踪、地理信息采集等。 五、 未来展望与挑战 尽管前景光明，但基于高空平台的宽带通信技术仍面临诸多挑战，包括： 高空平台的续航与可靠性： 如何延长无人机、浮空器的续航时间，并保证其在复杂天气条件下的稳定运行。 频谱资源的协调与管理： 如何在全球范围内协调和分配用于高空通信的频谱资源，避免干扰。 成本效益与商业模式： 如何降低高空通信系统的部署和运营成本，并探索可持续的商业模式。 空域管理与安全规制： 如何在高空建立有效的空域管理机制，确保飞行安全，并制定相应的法律法规。 功耗与散热问题： 在高空特殊环境下，如何有效管理平台的功耗和散热。 用户终端的兼容性： 如何确保用户现有的终端能够无缝接入高空通信网络。 本书将深入探讨这些挑战，并分析当前的研究进展和潜在的解决方案，为理解和推动这一革命性通信技术的发展提供宝贵的参考。 结语 高空平台的宽带通信，是未来通信网络发展的重要方向之一。它不仅是对现有地面通信网络的有效补充，更可能重塑我们对网络连接的认知。本书旨在为读者构建一个全面、深入的认知框架，理解这项技术的科学原理，洞察其应用潜力，并对未来的发展趋势有所把握。这趟探索之旅，将帮助您理解信息时代如何通过突破空间界限，实现真正的“万物互联”。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的最深刻印象是它对“前沿技术落地”的务实态度。很多关于未来通信的书籍，谈论的都是一些遥不可及的概念，但这本书却非常接地气地探讨了实际工程中的“痛点”和“瓶颈”。我尤其欣赏作者对于“可靠性与实时性”之间矛盾的处理方式。比如，在讨论高动态环境下的快速切换与握手协议时，书中不仅提出了理论上的优化方案，还引用了几个实际案例中遇到的延迟累积问题，并给出了几种可操作的缓解措施。这种“理论指导实践，实践反哺理论”的写作风格，让阅读过程充满了探索的乐趣。它不会让你觉得是在被动接受知识，而更像是在参与一场深度的技术研讨会。那些关于卫星通信与高空平台通信互补的论述，更是让我对未来5G/6G网络的立体化发展有了更清晰的认知，而不是仅仅停留在地面蜂窝网络的想象中。这本书的价值，在于它真正为工程师搭建了一个从概念到实现之间的有效桥梁。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书时是带着一丝怀疑的，毕竟“高空平台”和“宽带通信”这两个概念结合起来，听起来就非常前沿和硬核，担心内容会过于理论化，变成了只能束之高阁的“天书”。然而，这本书的叙事逻辑非常贴合工程实践者的思维习惯。它不是那种只堆砌公式和数学模型的教科书，而是非常注重场景化和应用驱动的。比如，书中对不同高度平台（平流层、对流层）面临的大气衰减、信道建模的差异性分析，讲解得极其细致到位，让我明白了为什么某些技术在固定地面站可行，但在倾斜链路中就需要重新设计算法。作者在描述信道编码和调制方案时，也总是能把每种方案的优缺点、适用的场景，用表格对比得明明白白。我最近正在做一个关于应急通信恢复的课题，书中关于资源动态调度的章节，提供的几个启发式算法框架，直接为我的仿真模型打下了坚实的基础。这感觉就像是找到了一位经验丰富的前辈，手把手地在讲解这个领域最核心的权衡取舍之道，而不是冷冰冰地灌输知识点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是深得我心，封面那种低调的深蓝色，配上银色的字体，给人一种非常专业且可靠的感觉。我是在一家老牌书店里偶然发现它的，当时就被这种沉稳的气质吸引了。打开内页，纸张的质感也相当不错，不是那种廉价的白纸，而是带着一点点米黄的色调，长时间阅读下来眼睛也不会觉得特别疲劳。内容排版上，作者显然花了不少心思，图表的清晰度和公式的标注都非常规范，即使是复杂的理论推导，也能被清晰地划分层次，这一点对于我们做技术研究的人来说太重要了。我记得有几个关于多址接入的章节，原本以为会很晦涩难懂，但通过作者精心绘制的示意图，一下子就茅塞顿开了。我特别喜欢它在章节末尾设置的“思考与展望”部分，虽然不是严格意义上的习题，但它提供的引导性问题，总能激发我去查找更多相关文献，极大地拓宽了我的知识面。整体来说，这是一本从硬件到软件，从理论到实践都做了细致打磨的专业书籍，阅读体验非常舒适流畅，可以说是案头必备的工具书了。

评分☆☆☆☆☆

我是一名刚毕业不久的硕士生，在选择第一本专业参考书时非常谨慎，因为市面上很多教材要么太旧，要么只关注某一个细分领域。这本书的优势在于它的“全景视角”。它没有将重点过度倾斜于某一项具体技术，而是像展开一幅宏大的地图一样，把从基础的平台结构设计、动力学特性，到核心的通信体制设计（包括波束赋形、功率分配），再到网络协议栈的优化，都做了逻辑清晰的梳理。特别是关于空地一体化网络融合的章节，它不仅仅是描述了技术可行性，更深入探讨了频谱管理和干扰抑制的挑战，这正是目前行业内最头疼的问题。阅读过程中，我发现作者的知识体系非常扎实，能将航空航天工程的严谨性、电子信息工程的精确性以及网络工程的复杂性完美地融合在一起。这种跨学科的综合性解读，对于想要全面了解该领域前沿热点的学习者来说，是极其宝贵的财富，能有效避免我们在学习过程中陷入“只见树木不见森林”的困境。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我过去也涉猎过几本类似主题的专业著作，但很多都因为更新速度太慢，里面的技术参数和标准早已过时。这本书在细节处理上展现出了极高的时效性。我注意到它在讨论频谱效率和频谱利用率时，所引用的最新的国际标准和正在测试的波束赋形技术，这些内容往往是最新研究会议上的热点，能在书籍中看到，说明作者的跟踪和研究工作做得非常到位。更重要的是，它在处理“安全”和“隐私”问题时，没有避重就轻。在高空平台这种广域覆盖的网络中，安全隐患是极其严重的，书中专门辟出一个章节，详细分析了链路层和网络层可能面临的攻击面，并提出了基于物理层安全性的防御策略。这种对潜在风险的预判和预案设计，体现了作者作为资深专家的远见卓识。对于任何希望从事下一代广域覆盖通信系统设计的人来说，这本书提供了一个既具有前瞻性又具备防御深度的参考框架，绝对值得反复研读和收藏。