基于高空平台的宽带通信 [Broadband Communications Via High Altitude Platforms] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 格蕾丝（David Grace），[斯洛文尼亚] 莫奇思（Mihael Mohorcic） 著，陈树新，吴昊，赵志远，莫成坤 译

图书标签:

• 高空平台
• 宽带通信
• 无线通信
• HAP
• 通信系统
• 无线接入
• 大气电磁波传播
• 毫米波通信
• 5G
• 6G

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118101423

版次：1

商品编码：11755127

包装：平装

外文名称：Broadband Communications Via High Altitude Platforms

开本：16开

出版时间：2015-07-01

用纸：胶版纸

页数：270

字数：341000

正文语种：

编辑推荐

　　《基于高空平台的宽带通信》主要特点：
　　◎关注高空平台在宽带无线通信系统中的现状和未来发展；
　　◎对影响HAP宽带通信发展的因素进行概述；
　　◎详细总结和描述包括近期研究动态和未来发展方向在内的HAP技术；
　　◎介绍了HAP系统的应用环境，用于高效无线电连接资源管理的先进通信技术以及适用的
　　天线技术；
　　◎介绍多平台星座，展示多HAP星座设计步骤并讨论多HAP的组网问题。
　　《基于高空平台的宽带通信》将会引起在无线通信、卫星通信和HAP领域的研究人员和从业人员以及涉及HAP系统设计发展的工程师的极大兴趣。

内容简介

　　《基于高空平台的宽带通信》系统和全面地概述了有关高空平台（HAP）的事项、问题和解决办法。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；最后，《基于高空平台的宽带通信》介绍了多HAP星座设计步骤并讨论了多HAP的组网问题。

内页插图

目录

第一部分 基础知识，技术和经济学
第1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Aeros
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（VITO）技术研究
1.5.14 QinetiQ有限公司
1.5.15 空间数据公司
1.5.16 HeliNet
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
……
第二部分 基于高空平台（HAP）的宽带无线通信
第三部分 多HAP技术
参考文献

前言/序言

《星空之桥：下一代空基通信探索》 序言 在信息爆炸的时代，通信技术的每一次飞跃都如同打开了一扇通往新世界的大门。从地面光纤到无线网络，人类从未停止对更快速、更广泛、更可靠连接的追求。然而，传统的地面通信网络在应对日益增长的数据需求、覆盖盲区以及应急通信等方面，仍面临着不小的挑战。正是在这样的背景下，一种全新的通信范式——空基通信，正悄然崛起，预示着一场深刻的变革。 本书《星空之桥：下一代空基通信探索》并非直接聚焦于“高空平台”这一特定技术载体，而是将目光投向了空基通信的更宏大图景，探究其背后驱动的创新理念、潜力巨大的应用场景以及可能重塑我们社会连接方式的深远影响。我们试图勾勒出未来通信的“星空之桥”，连接天空与地面， bridging the gaps in our current connectivity landscape. 第一章：为何需要“天空之声”？——传统通信的边界与挑战 尽管我们享受着高度互联的便利，但细究之下，现有通信基础设施的局限性不容忽视。 覆盖盲区与不平等： 地理障碍、人口稀疏区域、发展中国家以及灾难后重建，这些区域往往是地面通信网络的“洼地”。高昂的铺设成本和低投资回报率，使得许多地区长期处于通信贫困之中。 网络容量瓶颈： 随着高清视频、虚拟现实、物联网设备的普及，数据流量呈指数级增长。现有地面网络在应对峰值需求和海量连接时，面临着容量饱和的压力，尤其是在人口密集区域。 部署与维护的成本： 建立和维护密集的地面基站网络需要巨额的资金投入，以及持续的维护和升级。对于新兴的、快速变化的通信需求，这种模式的响应速度显得较为迟缓。 应急通信的脆弱性： 自然灾害、战争冲突等突发事件，极易导致地面通信基础设施的损毁。在关键时刻，缺乏可靠的通信保障，将直接威胁到生命安全和社会秩序的稳定。 频谱资源的紧张： 传统的无线通信依赖有限的频谱资源，随着用户和设备数量的激增，频谱拥挤和干扰问题日益突出，限制了通信速率和可靠性。 这些挑战共同指向了一个核心问题：我们需要一种更灵活、更具延展性、更高效的通信解决方案，来突破地域、成本和技术的限制。 第二章：超越地平线——空基通信的颠覆性理念 空基通信并非新鲜概念，但其在数字时代的复兴，承载着更具革命性的愿景。它不再仅仅是地面网络的延伸，而是构建一个全新的、三维的通信网络。 “无处不在”的连接： 将通信节点部署在空中，可以极大地扩展信号覆盖范围，实现对地面网络的“无缝”补充。这意味着偏远山区、海上、沙漠，甚至全球任何角落，都有可能接入高速通信网络。 按需部署的灵活性： 相较于固定的地面设施，空基通信节点可以根据需求进行灵活部署、移动和调整。在大型活动、应急响应或临时通信需求场景下，这种灵活性尤为宝贵。 多层次的网络协同： 空基通信不是孤立的存在，它将与地面网络、卫星网络形成多层次、互联互通的通信生态。这种协同可以优化资源利用，提高整体网络的鲁棒性和智能化水平。 全新的通信架构： 引入空中通信节点，将促使我们重新思考通信协议、信道管理、资源分配等核心问题，推动下一代通信架构的创新。 “空中数据中心”的想象： 随着技术的发展，空基平台未来甚至可能承载部分数据处理和存储能力，成为分布式的“空中数据中心”，进一步提升网络的响应速度和效率。 空基通信的核心在于，它将通信的“高”度提升，使得连接的边界大大拓展，为解决传统通信的痛点提供了全新的思路。 第三章：构建“天网”——空基通信的关键技术探索 实现空基通信的宏大愿景，需要一系列前沿技术的突破与整合。本书将深入探讨这些关键技术领域。 先进的通信载体： 长航时无人机（HALE/MALE）： 具备长时间滞空能力的无人机，可作为近乎“人造卫星”的通信节点，提供区域性乃至大范围的通信覆盖。我们将探讨其动力系统、气动设计、材料科学等方面的进步。 平流层飞艇/气球： 成本相对较低，部署灵活，可在大气层平流层停留数月甚至数年，为特定区域提供持续通信服务。重点关注其浮力控制、能源供应、通信设备集成等挑战。 低轨通信卫星星座（LEO）： 虽然本书侧重空基平台，但低轨卫星星座作为重要的补充和协同者，其技术进步（如星座组网、终端技术）与空基通信息息相关，共同构成了“天地一体化”通信网络。 高效的无线传输技术： 高频段通信（毫米波/太赫兹）： 为了满足宽带通信的海量数据需求，利用更高频段的频谱是必然趋势。我们将分析这些高频段的传播特性、调制解调技术、天线设计以及克服雨衰、障碍物衰减的挑战。 先进的MIMO（多输入多输出）与波束赋形： 通过多根天线同时发送和接收信号，大幅提升频谱效率和通信速率。波束赋形技术则能实现信号的定向传输，减少干扰，提高能量利用率。 自适应调制与编码（AMC）： 根据信道条件的变化，动态调整调制方式和编码率，以在不同环境下最大化吞吐量和可靠性。 智能的网络管理与集成： 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）： 将网络控制逻辑与底层硬件分离，实现网络的集中化、智能化管理，以及灵活的网络功能部署，为复杂的空基网络提供强大的支撑。 边缘计算与分布式处理： 将部分计算和数据处理能力部署到空中平台，减少对地面核心网络的依赖，降低时延，提高响应速度。 人工智能（AI）在通信中的应用： 利用AI进行信道预测、智能路由、资源调度、干扰抑制、故障诊断等，是提升空基通信系统效率和可靠性的关键。 能源与动力技术： 确保空中平台能够长时间、稳定地运行，能源供应是核心难题。我们将探讨太阳能、氢燃料电池、以及高效的能源管理系统。 第四章：连接未来——空基通信的划时代应用 空基通信的潜力远不止于提供更快的网络速度，它将深刻地改变我们生活的方方面面。 全球互联网接入普及： 让全球数十亿未接入互联网的人口，能够以较低的成本接入高速网络，弥合数字鸿沟，促进教育、医疗、经济的普惠发展。 智慧城市与物联网的延伸： 为智慧城市提供更广阔的连接基础，支持海量物联网设备的接入，实现更精细化的城市管理，如交通监测、环境感知、公共安全等。 应急通信与灾难救援的生命线： 在地震、洪水、火灾等灾难发生时，地面通信中断，空基通信将成为灾区连接外部世界的生命线，为救援行动提供至关重要的通信保障，甚至可以实现“空中指挥中心”。 高清视频直播与沉浸式体验： 为大型户外活动、体育赛事、偏远地区提供稳定、高带宽的视频直播服务，支持VR/AR等沉浸式体验的广泛应用。 航空与航海通信的升级： 为飞机和船舶提供更可靠、更高带宽的通信服务，提升飞行安全和乘客体验，同时也能支持更复杂的航行管理和数据传输。 无人机集群与空中互联网： 未来，大量无人机可能形成一个“空中互联网”，相互通信，协同工作，执行各种任务，从物流配送到环境监测。 军事与国家安全应用： 为军事行动提供更灵活、更隐蔽、更可靠的通信支持，提升战场态势感知和指挥协同能力。 第五章：挑战与机遇——迈向成熟的网络 尽管前景光明，空基通信的普及和发展仍面临诸多挑战，但也蕴含着巨大的机遇。 技术成熟度与成本： 许多关键技术仍处于研发和验证阶段，大规模部署的成本尚待降低。 空域管理与安全： 空中平台的飞行管理、交通协调、以及潜在的安全威胁（如碰撞、恶意干扰）需要完善的法规和技术解决方案。 频谱分配与监管： 如何在全球范围内合理分配和监管高频段频谱，是实现大规模部署的关键。 部署与维护的复杂性： 尽管灵活性强，但空基平台的部署、维护和回收仍需要专业的团队和技术支持。 互操作性与标准化： 确保不同厂商、不同类型的空基通信系统能够相互兼容，是构建统一通信生态的基础。 环境影响与可持续性： 评估和降低空基平台对环境的影响，是未来发展的重要考量。 然而，这些挑战同时也催生了巨大的机遇。各国政府、科研机构、以及众多科技企业正在积极投入，推动相关技术的研发和产业化。我们正处于一个变革的关键时期，那些能够克服挑战、抓住机遇的创新者，将引领下一代通信的发展方向。 结语 《星空之桥：下一代空基通信探索》希望为读者打开一扇认识未来通信的窗口。它描绘的并非仅仅是技术本身，而是技术所承载的连接世界的梦想，以及它为人类社会带来的无限可能。我们相信，随着技术的不断进步和应用的日益广泛，空基通信将如同“星空之桥”般，跨越万水千山，连接每一个角落，构筑一个更加互联、更加公平、更加美好的数字未来。让我们共同期待，那个信息畅通无阻，“天空之声”回荡世界的时代。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对通信技术略有了解的工程师，我对这本书的题目“基于高空平台的宽带通信”感到十分兴奋。高空平台通信（HAPS）一直是一个充满潜力的领域，它能够克服传统地面通信网络的许多缺点，尤其是在大范围覆盖、快速部署和应对突发事件方面。我期待这本书能够深入剖析HAPS的各种技术实现方式，例如是利用平流层飞艇、无人机还是其他形式的高空载具。书中应该会详细介绍HAPS在传输带宽、频谱利用、天线设计、功率管理以及与地面网络的互联互通等方面的关键技术细节。同时，我也希望能看到书中对HAPS在实际应用中的优势进行详细阐述，比如它如何在偏远山区、海洋区域、甚至是国际漫游场景下提供高质量的宽带服务。此外，相关的法规和政策问题，例如频率分配、空域管理以及安全问题，也可能是在这本书中会涉及的重要讨论点。这本书的出现，让我看到了解决当前通信难题的一种可行且极具创新性的方案，我迫切地想了解其技术可行性和发展前景。

评分☆☆☆☆☆

我之所以会被这本书吸引，很大程度上是因为其开创性的主题。在当今社会，我们对速度和连接的需求与日俱增，而传统的地面通信网络在覆盖范围和部署成本上都存在一些局限性。这本书提出的“高空平台”解决方案，无疑为打破这些瓶颈提供了一种全新的视角。我设想，这些高空平台可能像是一个个漂浮在空中的基站，能够轻松覆盖偏远地区、灾难区域，甚至可以为移动中的交通工具提供无缝连接。这本书的题目本身就点明了它的核心内容——如何利用这些平台实现“宽带通信”。这其中涉及到哪些先进的技术？是卫星通信的升级版，还是利用无人机集群？作者是如何解决在如此高海拔环境下维持稳定、高速通信的技术难题的？这些都是我非常好奇的。这本书的副标题“Broadband Communications Via High Altitude Platforms”也进一步强调了其技术性和前瞻性，让我相信它会深入探讨实现这一目标的具体技术路径和挑战。我相信，阅读这本书能够让我对通信技术的未来发展有一个更深刻的认识，甚至可能会启发我思考一些新的应用场景。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的题目，我脑海中立即浮现出一幅画面：广阔的蓝天上，漂浮着一些科技感十足的装置，它们如同无形的网络节点，将高速的互联网信号源源不断地传输到地面。这种“高空平台”的概念，让我联想到很多科幻电影中的场景，但这本书将它带入了现实，并专注于“宽带通信”这一核心应用。我猜想，书中会深入探讨实现这种通信方式的技术挑战和解决方案。例如，如何设计能够适应高空环境（低温、低压、强辐射）的通信设备？如何确保信号的稳定性和覆盖范围？又如何与现有的地面通信网络进行有效的融合？作者是否会讨论不同类型的高空平台，如平流层飞艇、高空无人机、甚至未来可能出现的空天平台，它们各自的优劣势以及适用的通信场景？我相信，这本书会用翔实的理论和可能的案例，为我们展现一种全新的、突破性的通信模式，它可能对解决偏远地区的网络覆盖、应急通信以及未来的物联网应用产生深远影响，让我对这本书的内容充满了浓厚的探索兴趣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我一种非常现代、科技感十足的感觉。浅蓝色的背景仿佛是广阔的天空，上面点缀着一些抽象的、流动的线条，暗示着信号的传输和连接。书名“基于高空平台的宽带通信”以一种醒目而又不失优雅的字体呈现，给人的第一印象就是这是一本内容严谨、技术前沿的专业书籍。作为一名对通信技术充满好奇心的普通读者，我虽然不能完全理解书中的所有专业术语，但仅从书名和封面上，我就能感受到作者在探索一种全新的通信方式。这种“高空平台”的概念本身就充满了想象空间——是飞机、是飞艇，还是其他什么更科幻的载体？它们将如何承载宽带通信的重任？这引发了我极大的兴趣，让我渴望去探索这些问题的答案。这本书的排版风格也值得称赞，字里行间透露出一种清晰的逻辑和严谨的态度，即使是技术小白也能从中感受到作者的专业功底。书本的纸张质量也很好，翻阅起来手感舒适，让人沉浸在阅读的乐趣中。总体而言，这本书给我留下了一个非常积极的初步印象，它似乎是一扇通往未来通信技术的大门，让我对接下来的阅读充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本《基于高空平台的宽带通信》给我一种“跨越维度”的感觉。我常常想象，在我们仰望星空的时候，或许也有一些默默工作的“眼睛”在为我们传输信息。这本书的主题，让我觉得它不仅仅是在讨论一种技术，更像是在描绘一个未来通信的蓝图。我想象中的高空平台，可能是一个巨大的、可以长时间滞空的飞艇，或者是一群协同工作的无人机，它们在数万米的高空，就像一座座移动的通讯枢纽，将高速网络延伸到地面上任何一个角落，甚至是那些曾经被认为是“信号盲区”的地方。书中应该会详细阐述，这些“空中基站”是如何工作的，它们需要什么样的动力系统来维持长时间的飞行？如何解决在极高海拔、极端温度和气流扰动下的通信稳定性问题？更重要的是，它们如何将海量的数据以“宽带”的形式传递下来，而又不产生过高的延迟和损耗？我相信作者会用严谨的科学态度，为我们揭示这一切的奥秘。这本书的题目本身就充满了未来感，让我对接下来的内容充满好奇和期待。