內(nèi)容導(dǎo)讀

近年來(lái)，在地面移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)和航天技術(shù)的推動(dòng)下，全球高中低軌衛(wèi)星通信，尤其是巨型低軌星座系統(tǒng)進(jìn)入井噴式發(fā)展新階段。SpaceX、OneWeb、Telesat等公司在LEO星座領(lǐng)域啟動(dòng)全球部署，不斷擴(kuò)充衛(wèi)星容量；O3b公司進(jìn)一步擴(kuò)大MEO星座規(guī)模和服務(wù)能力；ViaSat公司開(kāi)始研制部署Tbit/s量級(jí)的甚高通量通信衛(wèi)星，以歐洲量子衛(wèi)星為代表的基于數(shù)字載荷和軟件定義技術(shù)的靈活性衛(wèi)星正在成為各大衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商未來(lái)發(fā)展的重要方向。Q/V頻段衛(wèi)星通信和激光傳輸已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段，太赫茲在空間信息網(wǎng)絡(luò)中也展現(xiàn)了巨大的發(fā)展?jié)摿?。LEO星座的蓬勃發(fā)展引發(fā)了衛(wèi)星制造和發(fā)射業(yè)的行業(yè)變革和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。衛(wèi)星通信與地面5G、地面互聯(lián)網(wǎng)的融合越來(lái)越深入，衛(wèi)星通信與導(dǎo)航以及ADS-B和AIS的綜合應(yīng)用越來(lái)越普遍。

天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)重大項(xiàng)目已列入國(guó)家“十三五”規(guī)劃綱要及國(guó)家“十三五”創(chuàng)新規(guī)劃。天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)是以地面網(wǎng)絡(luò)為依托、天基網(wǎng)絡(luò)為拓展，采用統(tǒng)一的技術(shù)架構(gòu)、統(tǒng)一的技術(shù)體制、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，由高中低軌協(xié)同組網(wǎng)的天基信息網(wǎng)絡(luò)與地面互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信網(wǎng)互聯(lián)互通而成。天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)涉及多專業(yè)多學(xué)科的復(fù)雜巨系統(tǒng)，涵蓋網(wǎng)絡(luò)、通信、衛(wèi)星、地面、發(fā)射、測(cè)運(yùn)控、頻率、應(yīng)用和安全等多個(gè)方面，本專題擬就天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)涉及到的部分技術(shù)問(wèn)題開(kāi)展研究和探討，具體包括：

針對(duì)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，《天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與展望》綜述了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、地面互聯(lián)網(wǎng)、地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程，總結(jié)了當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn)，提出了未來(lái)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望?！陡叩蛙墝拵l(wèi)星通信系統(tǒng)特點(diǎn)對(duì)比分析》從覆蓋、鏈路能力、關(guān)口站、終端、系統(tǒng)容量效率、業(yè)務(wù)傳輸時(shí)延等多個(gè)角度對(duì)高軌和低軌寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行了比較。

《針對(duì)GEO衛(wèi)星寬帶網(wǎng)絡(luò)管控的波束跳變策略》分析了跳波束資源池化與信令接入需求，提出了基于時(shí)間分片的跳波束工作機(jī)理和跳變策略，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)資源的全局調(diào)度和按需、靈活、高效的利用。《低軌星座系統(tǒng)測(cè)運(yùn)控技術(shù)與管理研究》對(duì)典型低軌星座軌道進(jìn)行了仿真，并對(duì)星群運(yùn)行及管理技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行了分析，提出了一種適用于低軌星座測(cè)運(yùn)控管理流程的地面測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案?！痘贕NSS的全電推進(jìn)SmallGEO衛(wèi)星自主入軌方法》針對(duì)全電推GEO衛(wèi)星長(zhǎng)時(shí)間變軌期間衛(wèi)星軌道確定和軌道控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)了時(shí)間最優(yōu)的小推力軌道控制策略，提出了基于全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)的自主定軌方案。

《衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)隨機(jī)接入前導(dǎo)序列設(shè)計(jì)》一文分析了影響GEO衛(wèi)星系統(tǒng)隨機(jī)接入前導(dǎo)序列設(shè)計(jì)的因素，并對(duì)所設(shè)計(jì)參數(shù)的TOA估計(jì)誤差進(jìn)行了仿真評(píng)估與研究。《天象一號(hào)衛(wèi)星自主實(shí)時(shí)定軌方法與評(píng)估》詳細(xì)設(shè)計(jì)了低軌衛(wèi)星自主實(shí)時(shí)定軌硬件和軟件，完成了在軌測(cè)試和指標(biāo)評(píng)估，所提方案可解決基于低軌通信星座的高精度時(shí)空基準(zhǔn)建立和維持問(wèn)題。

《天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星頻率資源可行性研究》對(duì)無(wú)線電業(yè)務(wù)頻率劃分、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)資料申報(bào)以及國(guó)際協(xié)調(diào)態(tài)勢(shì)三方面進(jìn)行了梳理與分析?！陡呖掌脚_(tái)通信系統(tǒng)頻譜劃分綜述》回顧了國(guó)際電信聯(lián)盟WRC-19大會(huì)在高空平臺(tái)通信系統(tǒng)頻譜劃分，介紹了我國(guó)在高空平臺(tái)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)發(fā)展和頻譜規(guī)劃。

《天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)安全動(dòng)態(tài)賦能研究》提出了融合安全服務(wù)能力編排、安全威脅處置、安全態(tài)勢(shì)分析于一體的安全動(dòng)態(tài)賦能架構(gòu)，分析了內(nèi)嵌式精準(zhǔn)采集與按需匯聚等關(guān)鍵技術(shù)?！短掌澕夹g(shù)在低軌星間通信中的應(yīng)用與分析》給出了一種用于低軌衛(wèi)星的太赫茲星間通信總體設(shè)計(jì)方案，并對(duì)集成化太赫茲射頻前端、高增益太赫茲天線等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。《星載空間激光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》介紹了基于西安光機(jī)所自主研發(fā)的DPSK衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)技術(shù)方案，并通過(guò)力學(xué)、熱學(xué)空間環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)驗(yàn)證，可滿足在軌運(yùn)行要求。

《基于虛擬化技術(shù)的信關(guān)站基帶資源池設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》提出了構(gòu)建基于虛擬化技術(shù)的信關(guān)站資源池的平臺(tái)設(shè)計(jì)方法，對(duì)資源進(jìn)行了實(shí)時(shí)監(jiān)控和靈活分配，通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證了所提方案的有效性與穩(wěn)定性。針對(duì)低軌衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬資源緊缺問(wèn)題，《基于功率域復(fù)用的低軌衛(wèi)星多址技術(shù)及性能分析》提出了基于功率域復(fù)用的多址傳輸方法，仿真表明與傳統(tǒng)頻分多址相比可提供更高的遍歷和速率?！缎乱淮旎畔⑾到y(tǒng)多業(yè)務(wù)傳輸保障機(jī)制設(shè)計(jì)》一文提出了IntServ與DiffServ相結(jié)合、多域協(xié)同的按需服務(wù)質(zhì)量保障技術(shù)方案，并對(duì)跨層QoS機(jī)制、跨域QoS協(xié)同進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

綜上所述，本專題涵蓋天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)綜述、系統(tǒng)分析和關(guān)鍵技術(shù)解決方案等多個(gè)方面，希望能夠給廣大讀者了解和研究天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)提供有益的啟示和參考。最后，對(duì)各位作者的辛勤工作和精心撰稿表示衷心的感謝！