通信技术系列·高新科技译丛：基于临近空间平台的无线通信 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[墨西哥] 萨瓦拉，[墨西哥] 鲁伊斯，[西班牙] 佩宁 著，陈树新，程建，张艺航 等 译

图书标签:

• 无线通信
• 临近空间通信
• 高新科技
• 译丛
• 通信技术
• 无线电技术
• 空间技术
• 工程技术
• 科技
• 学术研究

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118097740

版次：1

商品编码：11641062

包装：平装

丛书名： 通信技术系列·高新科技译丛

开本：16开

出版时间：2014-12-01

用纸：胶版纸

页数：194

正文语种：中文

内容简介

　　《通信技术系列·高新科技译丛：基于临近空间平台的无线通信》介绍了临近空间平台技术及其在无线通信领域的应用。
　　临近空间平台技术是一种新兴的无线通信技术，它兼具了陆基通信系统和卫星通信系统的优点，可以以较低的代价为用户提供宽带通信服务。
　　临近空间平台易于部署和保持，因此已成为网络运营商为不断增长的用户需求提供更大容量服务的一种有效手段。现在，越来越多的研究关注临近空间平台的宽带通信应用，同时也关注其在应急通信、导航、流量控制和蜂窝通信领域的应用。《通信技术系列·高新科技译丛：基于临近空间平台的无线通信》全方位地回顾了临近空间平台技术的无线通信应用，同时也涉及了临近空间平台的其他应用服务。

目录

第1章 引言
1.1 什么是HAPS？
1.2 本书结构
参考文献

第2章 HAPS概述
2.1 HAPS系统概念
2.1.1 HAPS的定义和特性
2.1.2 HAPS通信系统的组成
2.2 HAPS的无线电管理
2.3 应用和服务
2.3.1 可能应用的选择
2.3.2 应用和服务要求
2.3.3 窄带服务
2.3.4 宽带服务
2.4 HAPS网络
2.5 陆地、卫星和同温层通信系统比较
2.6 世界各国HAPS发展情况研究
2.6.1 北美的HAPS工程
2.6.2 欧洲关于HAPS的工程和活动
2.6.3 亚洲及太平洋地区HAPS工程和活动
参考文献

第3章 信号传播与信道模型
3.1 引言
3.2 传播现象的一般描述
3.2.1 自由空间损耗
3.2.2 多径
3.2.3 雨衰
3.2.4 大气吸收
3.2.5 闪烁
3.3 信道模型
3.3.1 几何特性
3.3.2 统计特性
3.3.3 UHF信道模型
3.3.4 SHF信道模型
3.4 衰落减缓技术
3.4.1 功率控制
3.4.2 自适应方法
3.4.3 分集技术
3.4.4 衰落检测
3.5 结论
参考文献

第4章 HAPS的天线
4.1 引言
4.2 天线的要求
4.2.1 物理要求
4.2.2 增益、方向性和效率
4.2.3 旁瓣性能
4.2.4 覆盖区域
4.2.5 波束控制
4.2.6 扫描范围
4.2.7 覆盖区域
4.2.8 多波束功能
4.2.9 工作频率
4.3 HAPS的天线类型
4.3.1 相控阵天线
4.3.2 口面天线
4.3.3 宽带印刷天线阵列
4.3.4 智能（自适应）天线
4.4 HAPS工作频率的天线设计规范
4.4.1 IMT-2000频率频段的天线（2.1GHz）
4.4.2 工作频率为Ka波段的天线（27／31GHz）
4.4.3 47／49GHz频段的天线
4.5 控制机构
4.5.1 轴控万向节
4.5.2 天线定位系统
4.5.3 天线万向节的研究
4.6 波束成形技术
4.6.1 基于HAPS的波束形成
4.6.2 基于地面的波束成形
4.7 挑战
参考文献

第5章 基于HAPS的通信系统
5.1 HAPS通信系统的组成
5.1.1 同温层部分
5.1.2 地面部分
5.2 HAPS的频谱分配
5.3 HAPS的链路预算
5.3.1 未编码数字传输分析
5.3.2 编码数字传输特点
5.3.3 IMT-2000标准（2.1GHz）的链路预算
5.3.4 Ka波段（27／31GHz）的链路预算
5.3.5 超高频波段（47／49GHz）的链路预算
5.3.6 链路预算的比较
5.4 结论
参考文献

第6章 HAPS网络
6.1 导论
6.2 网络拓扑学
6.2.1 点对点拓扑结构
6.2.2 点对多点拓扑结构
6.2.3 多点对多点拓扑结构
6.2.4 混合拓扑结构
6.3 服务申请者的网络结构
6.3.1 环形小区类
6.3.2 小区扫描
6.3.3 多波束移动平台方案
6.3.4 宏单元-微蜂窝-HAPS拓扑
6.3.5 蜂窝分区结构
6.3.6 独立平台
6.3.7 通过地面站连接的平台网络
6.3.8 通过平台间链路连接的平台网络
6.3.9 陆上-HAPS-卫星网络的集成
6.4 网络互通要求
6.4.1 小区规划
6.4.2 呼叫准许控制
6.4.3 切换问题
6.5 HAPS网络的其他应用
6.5.1 导航
6.5.2 紧急服务
6.6 HAPS上的自由空间光链路
6.6.1 同温层延迟和使用光链路的卫星-HAPS集成系统
6.6.2 基于HAPS的地球观察卫星的光下行链路
6.7 资源管理
6.7.1 资源分配
6.7.2 呼叫准许控制
6.7.3 多媒体接入技术
6.8 HAPS——综合通信网络的组成部分
6.8.1 2G蜂窝系统：GSM
6.8.2 3G蜂窝系统：IMT-2000
参考文献

第7章 未来发展
7.1 导论
7.2 民用UAS的挑战和机遇
7.3 民用UAS应用
7.3.1 常规应用
7.3.2 电信应用
7.4 民用UAS未来的需求
7.4.1 航空管理
7.4.2 频谱管理
7.5 技术趋势
7.5.1 平台技术
7.5.2 电信技术
7.6 适用于无线通信HAPS的技术难题
7.6.1 毫米波频段的无线电波传播模型
7.6.2 衰落减缓技术
7.6.3 前向差错控制和调制技术
7.6.4 干扰管理
7.6.5 切换问题
7.6.6 穿透建筑物
7.6.7 网络问题
7.6.8 天线技术
7.7 结论
参考文献
缩写词中英对照
致谢

前言/序言

《深空之语：远距离通信的奥秘与未来》 内容简介 在浩瀚无垠的宇宙中，信息传递是探索未知、理解宇宙的基石。从人类仰望星空的那一刻起，我们就渴望跨越遥远的距离，与地球之外的生命交流，或是接收来自遥远恒星的信号。《深空之语：远距离通信的奥秘与未来》一书，并非聚焦于近地空间或临近空域的通信技术，而是将目光投向了更为宏大、更具挑战性的领域——深空通信。本书将带领读者深入探索那些将我们的讯息送往月球、火星、更远的行星，甚至跨越星际界限的精妙技术，以及这些技术背后蕴含的深刻科学原理与工程智慧。 本书的首要内容，将追溯人类深空通信发展的历史足迹。我们将从早期对无线电波特性的基础研究讲起，回顾那些奠定通信理论基石的伟大科学家们的工作。随后，我们将详细解读早期空间探测器，如“旅行者”号、“先驱者”号等，如何克服数亿公里的通信距离，将宝贵的科学数据传回地球。这一部分将重点关注早期深空通信所面临的严峻挑战：信号的衰减、延迟、干扰以及微弱的信号强度，以及工程师们如何通过创新的天线设计、低噪声接收机和高效的编码技术来应对这些难题。我们将剖析那些标志性的历史性通信事件，了解每一次成功的信号接收背后所付出的艰辛努力和技术突破。 接着，本书将系统地介绍当前深空通信的核心技术与关键要素。我们将深入剖析深空通信系统的组成部分，包括但不限于： 发射端技术： 强大的定向天线系统（如大型射电望远镜阵列）、高功率发射机、以及用于将数据打包和编码的信号处理设备。我们将探讨不同频段（如S波段、X波段、Ka波段）在深空通信中的优势与劣势，以及频率选择对数据传输速率和可靠性的影响。 传输介质的特性： 深刻理解电磁波在真空和行星大气中的传播特性，包括多普勒效应、引力透镜效应等对信号的影响，以及如何通过精确的轨道计算和补偿来克服这些效应。本书将详细阐述信号传播路径中的各种衰减机制，如自由空间损耗、大气吸收、以及行星磁层干扰，并介绍相应的抗干扰措施。 接收端技术： 高灵敏度的接收设备，包括大型地面站天线（如深空网络DSS）、低噪声放大器（LNA）、以及复杂的信号解调与解码系统。我们将重点介绍信号功率与信噪比（SNR）的概念，以及如何通过优化接收天线的指向精度、提高接收机的灵敏度来捕获微弱的深空信号。 编码与调制技术： 深入探讨各种先进的纠错编码（ECC）技术，如卷积码、里德-所罗门码、Turbo码以及LDPC码（低密度奇偶校验码）在深空通信中的应用。这些编码技术能够在嘈杂的信道中，以极高的效率检测并纠正传输过程中产生的错误，极大地提高了数据传输的可靠性。同时，本书也将介绍各种调制技术（如BPSK、QPSK、8PSK、QAM）如何有效地将数字信息映射到无线电载波上，以实现高效的数据传输。 在掌握了基础理论和当前技术之后，本书将聚焦于深空通信所面临的重大挑战。我们将详细探讨： 通信距离的极限： 随着探测器飞向太阳系更远的边界，通信延迟将变得极其显著。例如，与冥王星通信的延迟可能高达数小时。本书将分析这种延迟对任务控制、实时数据采集以及未来星际探测的深远影响，并探讨可能的解决方案，如自主决策系统、高容量数据缓存技术以及预先规划的通信时段。 能量与功率的限制： 探测器上的能量供应是有限的，这直接限制了发射功率。同时，探测器本身的设计也需要考虑轻量化和空间限制，这给天线和发射机的设计带来了挑战。本书将讨论如何在有限的能量预算下，最大化通信性能，例如通过优化天线增益、采用更高效的功率放大器以及延长通信窗口。 探测器的高速运动： 探测器在轨道上的高速运动会产生显著的多普勒频移，需要精确的频率跟踪和补偿。本书将深入研究多普勒效应在深空通信中的表现，以及如何通过先进的频率合成与锁定技术来维持稳定的通信链路。 恶劣的空间环境： 宇宙空间充满了各种辐射，如太阳耀斑、宇宙射线等，这些都会对电子设备和通信信号造成干扰和损坏。本书将探讨这些空间环境因素对通信系统的影响，以及如何通过加固设计、屏蔽以及使用容错技术来提高系统的鲁棒性。 《深空之语：远距离通信的奥秘与未来》的另一大亮点在于，它将展望深空通信的未来发展方向。本书将对以下激动人心的前沿技术和概念进行深入的探讨： 激光通信（光通信）： 随着技术的发展，利用激光进行深空通信正变得越来越可行。与传统的射频通信相比，激光通信具有更高的带宽、更小的天线尺寸以及更高的方向性，能够实现更快的传输速率和更高效的能量利用。本书将详细分析激光通信的原理、优势、挑战（如大气干扰、指向精度要求）以及其在未来深空探测中的巨大潜力。 量子通信在深空的应用： 尽管仍处于早期研究阶段，但量子通信在安全性、保密性以及抗干扰能力方面具有独特的优势。本书将探讨量子密钥分发（QKD）等量子通信技术在未来深空探测中的潜在应用，以及其可能带来的颠覆性影响。 自主通信系统与人工智能： 随着通信距离的增加，延迟将使得远程实时控制变得困难。本书将探讨如何利用人工智能和机器学习技术，开发更自主的深空通信系统，使探测器能够在本地进行更高级别的决策，并根据环境变化动态调整通信策略。 深空通信网络的构建： 展望未来，随着人类探索的步伐迈向更远的深空，将需要更复杂的深空通信网络，以支持多点通信、数据中继以及更高效的资源分配。本书将探讨构建这样的深空通信网络的挑战与机遇。 本书并非仅仅是技术的罗列，而是力求将深空通信的科学原理、工程实践与人类探索宇宙的宏大愿景融为一体。每一个章节都将通过生动的案例、详实的图表和深入的分析，帮助读者理解这些复杂的技术。本书的语言风格力求严谨而不失趣味，既能满足专业研究者的需求，也能为对宇宙探索和通信技术感兴趣的广大读者提供深刻的启迪。 《深空之语：远距离通信的奥秘与未来》将是一本集科学性、前瞻性、趣味性于一体的权威著作，它将带领您一同探索那些跨越星辰大海的无形之桥，感受人类智慧在征服遥远距离上的光辉成就，并共同展望人类与宇宙通信的无限未来。本书将激发您对未知的好奇，对科学的敬畏，以及对人类探索精神的赞美。

评分☆☆☆☆☆

在数字时代飞速发展的浪潮中，我们对通信速度、覆盖范围和可靠性的需求从未停止过。而“通信技术系列·高新科技译丛：基于临近空间平台的无线通信”这个书名，给我一种强烈的预感，它将为我们揭示通信领域一个激动人心的新篇章。我脑海中构思着，临近空间，这个介于对流层和太空之间的高度，将成为构建未来通信网络的新舞台。我期待书中能详细介绍，如何将各种类型的临近空间平台，如太阳能无人机、高空气球、甚至亚轨道飞行器，转变为能够提供强大无线通信服务的“空中基站”。这必然涉及到对无线电波传播特性的深刻理解，如何在稀薄的大气层中优化信号传输，如何设计轻量化、高效能的天线系统，以及如何实现与地面网络的智能协同。我尤其好奇的是，书中是否会探讨这种通信模式在满足大规模物联网连接、高清视频直播、以及未来5G/6G网络扩展方面的潜力。这本书，在我看来，不仅仅是技术知识的堆砌，更是对未来通信图景的勾勒，它可能引领我们摆脱地面基础设施的束缚，构建一个更智能、更普惠、更具弹性的全球通信网络，让我对其中的内容充满无限的遐想。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就充满了前沿和探索的意味，"通信技术系列·高新科技译丛"这几个字，立刻勾勒出了这本书的学术深度和国际视野，预示着它会带我们进入一个高精尖的科技领域。而"基于临近空间平台的无线通信"这个主题，更是直接点燃了我对未来通信方式的好奇心。临近空间，这个介于航空和航天之间的神秘地带，究竟是如何被应用于无线通信的？它会为我们带来怎样颠覆性的变革？是能够提供更广阔的覆盖范围，更低的延迟，还是能够实现以前难以想象的通信模式？我设想着书中会详细解析临近空间平台的种类，比如高空长航时无人机（HALE）、平流层飞艇、甚至理论上的亚轨道飞行器，它们各自的优势和劣势，以及如何巧妙地利用这些平台来构建一个全新的无线通信网络。我特别期待看到书中对于信号传播特性、链路预算、天线设计、以及多址接入技术在临近空间环境下所面临的独特挑战和解决方案的深入探讨。毕竟，在如此高远的空域，大气层的稀薄、温度的极端变化、以及地球曲率的影响，都可能对信号传输产生重大的影响。这本书，在我看来，不仅仅是一本技术手册，更像是一扇窗户，让我得以窥见未来通信的壮丽图景，也可能激发我对于相关领域的研究兴趣，去思考和探索更多可能性。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对通信领域发展趋势有着浓厚兴趣的爱好者，"通信技术系列·高新科技译丛：基于临近空间平台的无线通信"这个书名，无疑勾起了我极大的好奇心。我一直在思考，随着地面通信网络的日益饱和和对覆盖范围的不断挑战，新的技术突破点会在哪里？临近空间，这个被视为“蓝海”的领域，是否就是答案？我设想书中会详细阐述利用无人机、飞艇等平台进行通信信号的中继和转发，从而实现比传统地面基站更广阔的覆盖面积和更灵活的部署能力。这其中，必然涉及到许多前沿的技术挑战，比如如何在狭小的平台空间内集成复杂的通信设备，如何解决供能问题，如何保证通信的稳定性与可靠性，以及如何有效应对大气层对无线信号的影响。我特别期待书中能够提供一些具体的案例分析，展示临近空间平台在不同场景下的应用，例如作为临时通信节点，在大型活动中提供增量覆盖，或者在海上、沙漠等区域提供网络连接。这本书，在我看来，不仅仅是对现有通信技术的一种拓展，更可能是一种革命性的飞跃，它预示着一个更加立体化、动态化的通信网络时代的到来，让我迫切地想深入了解其中的奥秘。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够以前所未有的方式连接世界的科技创新充满热情，而“基于临近空间平台的无线通信”这个主题，恰恰完美契合了我的兴趣点。我脑海中浮现出的画面是，不再受地面基站的地理限制，信号能够像无形的网络一样，覆盖到最偏远的山区、最广阔的海洋，甚至那些传统通信网络难以触及的区域。想象一下，在灾难发生时，临近空间平台能够迅速部署，提供应急通信保障，挽救生命；或者在偏远地区，孩子们能够通过这种技术，获得与城市同样优质的教育资源。这本书，我猜测，会深入剖析如何设计和部署这样一种“天空中的基站”，如何克服信号衰减、多径效应等问题，如何实现与地面网络的无缝融合，以及如何构建一个稳定、可靠、高效的通信系统。我尤其关注书中可能涉及到的网络架构，例如是采用分布式还是集中式的管理模式，如何进行频谱资源的分配和管理，以及如何保证网络的安全性。这不仅仅是技术上的革新，更是对人类连接方式的一次深刻重塑，它可能引领我们进入一个真正无处不在的互联时代，让我对这本书充满了期待，希望能从中获得启发，去理解和憧憬这个更加美好的未来。

评分☆☆☆☆☆

我一直在关注通信技术的发展，特别是那些能够突破现有瓶颈、开创全新应用场景的创新。当看到“基于临近空间平台的无线通信”这个书名时，我立刻被深深吸引。“高新科技译丛”也表明了其内容的权威性和前瞻性。我猜想，这本书会详细阐述如何利用临近空间平台，例如平流层飞艇、高空长航时无人机（HALE）等，来提供一种全新的无线通信服务。这种服务模式，与传统的地面基站或低轨卫星通信相比，可能具有独特的优势，例如更低的部署成本、更灵活的覆盖范围调整、以及更长的驻留时间。我特别期待书中能够深入探讨，在临近空间这种特殊环境中，无线信号传播的物理特性以及由此带来的技术挑战，例如信号衰减、路径损耗、以及对天线设计提出的新要求。同时，我也希望书中能介绍不同类型临近空间平台的特点，以及它们在通信系统设计中的权衡和选择。这本书，在我看来，不仅仅是对一种新兴通信技术的介绍，更是一种对未来网络架构和应用场景的探索，它可能为解决当前通信网络面临的一些难题提供全新的思路和解决方案，让我对它的内容充满了期待。