星地网络/天地一体化网络介绍Terrestrial-Satellite Communication Networks（一）前言

原文：Kuang L, Jiang C, Qian Y, et al. Terrestrial-Satellite Communication Networks[J]. 2018.

我们对无线网络的要求一方面需要保持即使危急事件也应保持连续性；另一方面需要提供全面覆盖的网络。目前主要是蜂窝网络在提供无线覆盖，但远不能达到要求

地面网络可以低价保持高速服务，而卫星网络则能帮助实现100%覆盖。二者可合作实现对网络的需求

在一个典型的通信系统中，传输和接收是最基础的问题。这里采用波束形成技术实现地面卫星网络的多址传输，采用干扰对消接收技术消除波束间干扰和系统间干扰。同时由于频谱资源的限制，频谱共享技术也是一个严峻的问题，频谱感知技术非常值得研究。最后，由于干扰和有限的频谱资源，设计有效的资源分配策略实现最优的系统性能也很重要。

最近，阵列多波束天线为数字波束成形技术提供可能，这将是一种有效地多接入传输的方法。通过调整天线的加权因子，可以对天线的零点进行引导，以减少同信道干扰，形成不同方向的独立波束，从而提高移动通信系统的性能。提出了一种基于波束形成的多媒体多播综合地星网络，该网络中基站与卫星协同工作，为地面用户提供无所不在的服务。使用多播服务有同样内容请求的用户。我们发射了SCS来尝试波束成形的应用。这部分工作将会在（二）中介绍。

由于频段的复用，网间干扰将会变得严峻，会产生大量的共信道干扰(CCI)，严重影响系统性能。在（三）中会介绍各种场景下基于预估和中心化计算的方案

5G中毫米微波频带因其可能的带宽大而受到人们的广泛关注，卫星通信中尤其Ka波段对毫米微波也有很大的热情。频谱共享是天地一体化网络中一个核心的问题。我们分别研究了GEO与地面，GEO与MGEO之间共享频谱的问题。首先展示了地面/NGEO网络在两个传输模型下对GEO的干扰，然后提出了保护半径的概念来保护GEO。而在GEO和NGEO共享频谱的场景中，发现了盲点那里频谱感知技术可能无法识别出频谱空洞。这部分在（四）介绍

认知无线电（CR）可以动态改变频谱，提升频谱利用率。文中调研了皮普感知技术。具有许可证频谱的卫星系统被视为主要用户，而地面系统被视为次要用户。我们首先提出了一个战略SU搜索可用的频谱与异步mac层传感。然后讨论了异步合作频谱感知并获取了最优的感知参数。同时也提出了一个密度控制策略来管理主要用户周边的次要用户的数量来保证主要通信不被干扰。这些在（五）中讨论

资源分配，如频谱资源、时间资源、天线资源、功率资源、空间资源、轨道资源会因为资源和干扰的问题变得很复杂。在不同场景提出许多资源分配方式优化整个系统的容量。为保护地面用户，给出干扰温度限制来控制对用户的干扰。提出基于云的星地网络（CTSN），这里帝王和卫星网都连接到云上进行中心化资源管理。这将在（六）中进行介绍。

综合来看，这本书对收发器设计以及资源管理的motivation、问题阐述、研究方法进行了全面的讨论

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