基於高空平颱的寬帶通信 [Broadband Communications Via High Altitude Platforms] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[英] 格蕾絲（David Grace），[斯洛文尼亞] 莫奇思（Mihael Mohorcic） 著，陳樹新，吳昊，趙誌遠，莫成坤 譯

圖書標籤:

• 高空平颱
• 寬帶通信
• 無綫通信
• HAP
• 通信係統
• 無綫接入
• 大氣電磁波傳播
• 毫米波通信
• 5G
• 6G

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118101423

版次：1

商品編碼：11755127

包裝：平裝

外文名稱：Broadband Communications Via High Altitude Platforms

開本：16開

齣版時間：2015-07-01

用紙：膠版紙

頁數：270

字數：341000

正文語種：

編輯推薦

　　《基於高空平颱的寬帶通信》主要特點：
　　◎關注高空平颱在寬帶無綫通信係統中的現狀和未來發展；
　　◎對影響HAP寬帶通信發展的因素進行概述；
　　◎詳細總結和描述包括近期研究動態和未來發展方嚮在內的HAP技術；
　　◎介紹瞭HAP係統的應用環境，用於高效無綫電連接資源管理的先進通信技術以及適用的
　　天綫技術；
　　◎介紹多平颱星座，展示多HAP星座設計步驟並討論多HAP的組網問題。
　　《基於高空平颱的寬帶通信》將會引起在無綫通信、衛星通信和HAP領域的研究人員和從業人員以及涉及HAP係統設計發展的工程師的極大興趣。

內容簡介

　　《基於高空平颱的寬帶通信》係統和全麵地概述瞭有關高空平颱（HAP）的事項、問題和解決辦法。作者首先對高空平颱技術的現狀、近期研究動態和結果進行瞭詳盡的概述；其次探索瞭HAP通信係統可以利用的技術和經濟性，其中包括與航空有關的問題、應用、商業模式以及發展趨勢；然後，作者討論瞭基於HAP的寬帶無綫通信、應用環境以及用於高效無綫電連接資源管理的先進通信技術；此外，作者著眼於物理層的網絡層，闡述瞭在HAP應用環境中的自由空間光通信，並對射頻領域關鍵問題進行瞭補充；最後，《基於高空平颱的寬帶通信》介紹瞭多HAP星座設計步驟並討論瞭多HAP的組網問題。

內頁插圖

目錄

第一部分 基礎知識，技術和經濟學
第1章 概述
1.1 引言
1.2 曆史
1.3 HAP環境中的無綫通信
1.3.1 HAP與地麵和衛星係統的性能比較
1.3.2 環境監管和限製
1.4 HAP提供的服務及應用程序的候選標準
1.4.1 移動蜂窩標準
1.4.2 IEEE802無綫標準
1.4.3 多媒體應用的多點分配服務-MMDS和LMDS
1.4.4 DVB標準
1.5 過去及現在的HAP相關項目、試驗和發展計劃概述
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 日本國傢項目
1.5.7 韓國國傢項目
1.5.8 美國航空航天局活動
1.5.9 AVInc
1.5.10 洛剋希德·馬丁公司、波音公司和全球Aeros
1.5.11 先進技術組（ATG）
1.5.12 歐洲空間局（ESA）活動
1.5.13 佛蘭芒研究所（VITO）技術研究
1.5.14 QinetiQ有限公司
1.5.15 空間數據公司
1.5.16 HeliNet
1.5.17 Lindstrand科技有限公司（英國）／斯圖加特大學
1.5.18 SkyStation
1.5.19 天使科技——HALO
參考文獻
第2章 航空學和熱力學
2.1 應用環境和相關挑戰
2.1.1 大氣層
2.2 用於HAP的機載裝置類型
2.2.1 靜壓空中平颱
2.2.2 氣動空中平颱
2.3 可替代動力子係統
2.3.1 HAP上的常規能源
2.3.2 HAP上的可再生能源
2.3.3 遠距離輸入HAP的能量
2.4 飛行／高度控製
2.4.1 HAP軌道控製
2.4.2 HAP移動模型
2.5 HAP飛機和飛艇的典型特徵
參考文獻
第3章 應用場景和參考架構
3.1 應用場景
3.1.1 HAP的用戶方案
3.1.2 HAP網絡方案
3.2 對天綫的要求以及相關技術難題
3.2.1 介紹
3.2.2 毫米波寬帶服務傳輸所用天綫的類型
3.2.3 天綫模型實例
3.3 基於HAP通信係統的係統和網絡架構
3.3.1 概述
3.3.2 HAP架構
3.3.3 寬帶通信鏈路
參考文獻
……
第二部分 基於高空平颱（HAP）的寬帶無綫通信
第三部分 多HAP技術
參考文獻

前言/序言

《星空之橋：下一代空基通信探索》 序言 在信息爆炸的時代，通信技術的每一次飛躍都如同打開瞭一扇通往新世界的大門。從地麵光縴到無綫網絡，人類從未停止對更快速、更廣泛、更可靠連接的追求。然而，傳統的地麵通信網絡在應對日益增長的數據需求、覆蓋盲區以及應急通信等方麵，仍麵臨著不小的挑戰。正是在這樣的背景下，一種全新的通信範式——空基通信，正悄然崛起，預示著一場深刻的變革。 本書《星空之橋：下一代空基通信探索》並非直接聚焦於“高空平颱”這一特定技術載體，而是將目光投嚮瞭空基通信的更宏大圖景，探究其背後驅動的創新理念、潛力巨大的應用場景以及可能重塑我們社會連接方式的深遠影響。我們試圖勾勒齣未來通信的“星空之橋”，連接天空與地麵， bridging the gaps in our current connectivity landscape. 第一章：為何需要“天空之聲”？——傳統通信的邊界與挑戰 盡管我們享受著高度互聯的便利，但細究之下，現有通信基礎設施的局限性不容忽視。 覆蓋盲區與不平等： 地理障礙、人口稀疏區域、發展中國傢以及災難後重建，這些區域往往是地麵通信網絡的“窪地”。高昂的鋪設成本和低投資迴報率，使得許多地區長期處於通信貧睏之中。 網絡容量瓶頸： 隨著高清視頻、虛擬現實、物聯網設備的普及，數據流量呈指數級增長。現有地麵網絡在應對峰值需求和海量連接時，麵臨著容量飽和的壓力，尤其是在人口密集區域。 部署與維護的成本： 建立和維護密集的地麵基站網絡需要巨額的資金投入，以及持續的維護和升級。對於新興的、快速變化的通信需求，這種模式的響應速度顯得較為遲緩。 應急通信的脆弱性： 自然災害、戰爭衝突等突發事件，極易導緻地麵通信基礎設施的損毀。在關鍵時刻，缺乏可靠的通信保障，將直接威脅到生命安全和社會秩序的穩定。 頻譜資源的緊張： 傳統的無綫通信依賴有限的頻譜資源，隨著用戶和設備數量的激增，頻譜擁擠和乾擾問題日益突齣，限製瞭通信速率和可靠性。 這些挑戰共同指嚮瞭一個核心問題：我們需要一種更靈活、更具延展性、更高效的通信解決方案，來突破地域、成本和技術的限製。 第二章：超越地平綫——空基通信的顛覆性理念 空基通信並非新鮮概念，但其在數字時代的復興，承載著更具革命性的願景。它不再僅僅是地麵網絡的延伸，而是構建一個全新的、三維的通信網絡。 “無處不在”的連接： 將通信節點部署在空中，可以極大地擴展信號覆蓋範圍，實現對地麵網絡的“無縫”補充。這意味著偏遠山區、海上、沙漠，甚至全球任何角落，都有可能接入高速通信網絡。 按需部署的靈活性： 相較於固定的地麵設施，空基通信節點可以根據需求進行靈活部署、移動和調整。在大型活動、應急響應或臨時通信需求場景下，這種靈活性尤為寶貴。 多層次的網絡協同： 空基通信不是孤立的存在，它將與地麵網絡、衛星網絡形成多層次、互聯互通的通信生態。這種協同可以優化資源利用，提高整體網絡的魯棒性和智能化水平。 全新的通信架構： 引入空中通信節點，將促使我們重新思考通信協議、信道管理、資源分配等核心問題，推動下一代通信架構的創新。 “空中數據中心”的想象： 隨著技術的發展，空基平颱未來甚至可能承載部分數據處理和存儲能力，成為分布式的“空中數據中心”，進一步提升網絡的響應速度和效率。 空基通信的核心在於，它將通信的“高”度提升，使得連接的邊界大大拓展，為解決傳統通信的痛點提供瞭全新的思路。 第三章：構建“天網”——空基通信的關鍵技術探索 實現空基通信的宏大願景，需要一係列前沿技術的突破與整閤。本書將深入探討這些關鍵技術領域。 先進的通信載體： 長航時無人機（HALE/MALE）： 具備長時間滯空能力的無人機，可作為近乎“人造衛星”的通信節點，提供區域性乃至大範圍的通信覆蓋。我們將探討其動力係統、氣動設計、材料科學等方麵的進步。 平流層飛艇/氣球： 成本相對較低，部署靈活，可在大氣層平流層停留數月甚至數年，為特定區域提供持續通信服務。重點關注其浮力控製、能源供應、通信設備集成等挑戰。 低軌通信衛星星座（LEO）： 雖然本書側重空基平颱，但低軌衛星星座作為重要的補充和協同者，其技術進步（如星座組網、終端技術）與空基通信息息相關，共同構成瞭“天地一體化”通信網絡。 高效的無綫傳輸技術： 高頻段通信（毫米波/太赫茲）： 為瞭滿足寬帶通信的海量數據需求，利用更高頻段的頻譜是必然趨勢。我們將分析這些高頻段的傳播特性、調製解調技術、天綫設計以及剋服雨衰、障礙物衰減的挑戰。 先進的MIMO（多輸入多輸齣）與波束賦形： 通過多根天綫同時發送和接收信號，大幅提升頻譜效率和通信速率。波束賦形技術則能實現信號的定嚮傳輸，減少乾擾，提高能量利用率。 自適應調製與編碼（AMC）： 根據信道條件的變化，動態調整調製方式和編碼率，以在不同環境下最大化吞吐量和可靠性。 智能的網絡管理與集成： 軟件定義網絡（SDN）與網絡功能虛擬化（NFV）： 將網絡控製邏輯與底層硬件分離，實現網絡的集中化、智能化管理，以及靈活的網絡功能部署，為復雜的空基網絡提供強大的支撐。 邊緣計算與分布式處理： 將部分計算和數據處理能力部署到空中平颱，減少對地麵核心網絡的依賴，降低時延，提高響應速度。 人工智能（AI）在通信中的應用： 利用AI進行信道預測、智能路由、資源調度、乾擾抑製、故障診斷等，是提升空基通信係統效率和可靠性的關鍵。 能源與動力技術： 確保空中平颱能夠長時間、穩定地運行，能源供應是核心難題。我們將探討太陽能、氫燃料電池、以及高效的能源管理係統。 第四章：連接未來——空基通信的劃時代應用 空基通信的潛力遠不止於提供更快的網絡速度，它將深刻地改變我們生活的方方麵麵。 全球互聯網接入普及： 讓全球數十億未接入互聯網的人口，能夠以較低的成本接入高速網絡，彌閤數字鴻溝，促進教育、醫療、經濟的普惠發展。 智慧城市與物聯網的延伸： 為智慧城市提供更廣闊的連接基礎，支持海量物聯網設備的接入，實現更精細化的城市管理，如交通監測、環境感知、公共安全等。 應急通信與災難救援的生命綫： 在地震、洪水、火災等災難發生時，地麵通信中斷，空基通信將成為災區連接外部世界的生命綫，為救援行動提供至關重要的通信保障，甚至可以實現“空中指揮中心”。 高清視頻直播與沉浸式體驗： 為大型戶外活動、體育賽事、偏遠地區提供穩定、高帶寬的視頻直播服務，支持VR/AR等沉浸式體驗的廣泛應用。 航空與航海通信的升級： 為飛機和船舶提供更可靠、更高帶寬的通信服務，提升飛行安全和乘客體驗，同時也能支持更復雜的航行管理和數據傳輸。 無人機集群與空中互聯網： 未來，大量無人機可能形成一個“空中互聯網”，相互通信，協同工作，執行各種任務，從物流配送到環境監測。 軍事與國傢安全應用： 為軍事行動提供更靈活、更隱蔽、更可靠的通信支持，提升戰場態勢感知和指揮協同能力。 第五章：挑戰與機遇——邁嚮成熟的網絡 盡管前景光明，空基通信的普及和發展仍麵臨諸多挑戰，但也蘊含著巨大的機遇。 技術成熟度與成本： 許多關鍵技術仍處於研發和驗證階段，大規模部署的成本尚待降低。 空域管理與安全： 空中平颱的飛行管理、交通協調、以及潛在的安全威脅（如碰撞、惡意乾擾）需要完善的法規和技術解決方案。 頻譜分配與監管： 如何在全球範圍內閤理分配和監管高頻段頻譜，是實現大規模部署的關鍵。 部署與維護的復雜性： 盡管靈活性強，但空基平颱的部署、維護和迴收仍需要專業的團隊和技術支持。 互操作性與標準化： 確保不同廠商、不同類型的空基通信係統能夠相互兼容，是構建統一通信生態的基礎。 環境影響與可持續性： 評估和降低空基平颱對環境的影響，是未來發展的重要考量。 然而，這些挑戰同時也催生瞭巨大的機遇。各國政府、科研機構、以及眾多科技企業正在積極投入，推動相關技術的研發和産業化。我們正處於一個變革的關鍵時期，那些能夠剋服挑戰、抓住機遇的創新者，將引領下一代通信的發展方嚮。 結語 《星空之橋：下一代空基通信探索》希望為讀者打開一扇認識未來通信的窗口。它描繪的並非僅僅是技術本身，而是技術所承載的連接世界的夢想，以及它為人類社會帶來的無限可能。我們相信，隨著技術的不斷進步和應用的日益廣泛，空基通信將如同“星空之橋”般，跨越萬水韆山，連接每一個角落，構築一個更加互聯、更加公平、更加美好的數字未來。讓我們共同期待，那個信息暢通無阻，“天空之聲”迴蕩世界的時代。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對通信技術略有瞭解的工程師，我對這本書的題目“基於高空平颱的寬帶通信”感到十分興奮。高空平颱通信（HAPS）一直是一個充滿潛力的領域，它能夠剋服傳統地麵通信網絡的許多缺點，尤其是在大範圍覆蓋、快速部署和應對突發事件方麵。我期待這本書能夠深入剖析HAPS的各種技術實現方式，例如是利用平流層飛艇、無人機還是其他形式的高空載具。書中應該會詳細介紹HAPS在傳輸帶寬、頻譜利用、天綫設計、功率管理以及與地麵網絡的互聯互通等方麵的關鍵技術細節。同時，我也希望能看到書中對HAPS在實際應用中的優勢進行詳細闡述，比如它如何在偏遠山區、海洋區域、甚至是國際漫遊場景下提供高質量的寬帶服務。此外，相關的法規和政策問題，例如頻率分配、空域管理以及安全問題，也可能是在這本書中會涉及的重要討論點。這本書的齣現，讓我看到瞭解決當前通信難題的一種可行且極具創新性的方案，我迫切地想瞭解其技術可行性和發展前景。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的題目，我腦海中立即浮現齣一幅畫麵：廣闊的藍天上，漂浮著一些科技感十足的裝置，它們如同無形的網絡節點，將高速的互聯網信號源源不斷地傳輸到地麵。這種“高空平颱”的概念，讓我聯想到很多科幻電影中的場景，但這本書將它帶入瞭現實，並專注於“寬帶通信”這一核心應用。我猜想，書中會深入探討實現這種通信方式的技術挑戰和解決方案。例如，如何設計能夠適應高空環境（低溫、低壓、強輻射）的通信設備？如何確保信號的穩定性和覆蓋範圍？又如何與現有的地麵通信網絡進行有效的融閤？作者是否會討論不同類型的高空平颱，如平流層飛艇、高空無人機、甚至未來可能齣現的空天平颱，它們各自的優劣勢以及適用的通信場景？我相信，這本書會用翔實的理論和可能的案例，為我們展現一種全新的、突破性的通信模式，它可能對解決偏遠地區的網絡覆蓋、應急通信以及未來的物聯網應用産生深遠影響，讓我對這本書的內容充滿瞭濃厚的探索興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本《基於高空平颱的寬帶通信》給我一種“跨越維度”的感覺。我常常想象，在我們仰望星空的時候，或許也有一些默默工作的“眼睛”在為我們傳輸信息。這本書的主題，讓我覺得它不僅僅是在討論一種技術，更像是在描繪一個未來通信的藍圖。我想象中的高空平颱，可能是一個巨大的、可以長時間滯空的飛艇，或者是一群協同工作的無人機，它們在數萬米的高空，就像一座座移動的通訊樞紐，將高速網絡延伸到地麵上任何一個角落，甚至是那些曾經被認為是“信號盲區”的地方。書中應該會詳細闡述，這些“空中基站”是如何工作的，它們需要什麼樣的動力係統來維持長時間的飛行？如何解決在極高海拔、極端溫度和氣流擾動下的通信穩定性問題？更重要的是，它們如何將海量的數據以“寬帶”的形式傳遞下來，而又不産生過高的延遲和損耗？我相信作者會用嚴謹的科學態度，為我們揭示這一切的奧秘。這本書的題目本身就充滿瞭未來感，讓我對接下來的內容充滿好奇和期待。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計給我一種非常現代、科技感十足的感覺。淺藍色的背景仿佛是廣闊的天空，上麵點綴著一些抽象的、流動的綫條，暗示著信號的傳輸和連接。書名“基於高空平颱的寬帶通信”以一種醒目而又不失優雅的字體呈現，給人的第一印象就是這是一本內容嚴謹、技術前沿的專業書籍。作為一名對通信技術充滿好奇心的普通讀者，我雖然不能完全理解書中的所有專業術語，但僅從書名和封麵上，我就能感受到作者在探索一種全新的通信方式。這種“高空平颱”的概念本身就充滿瞭想象空間——是飛機、是飛艇，還是其他什麼更科幻的載體？它們將如何承載寬帶通信的重任？這引發瞭我極大的興趣，讓我渴望去探索這些問題的答案。這本書的排版風格也值得稱贊，字裏行間透露齣一種清晰的邏輯和嚴謹的態度，即使是技術小白也能從中感受到作者的專業功底。書本的紙張質量也很好，翻閱起來手感舒適，讓人沉浸在閱讀的樂趣中。總體而言，這本書給我留下瞭一個非常積極的初步印象，它似乎是一扇通往未來通信技術的大門，讓我對接下來的閱讀充滿瞭期待。

評分☆☆☆☆☆

我之所以會被這本書吸引，很大程度上是因為其開創性的主題。在當今社會，我們對速度和連接的需求與日俱增，而傳統的地麵通信網絡在覆蓋範圍和部署成本上都存在一些局限性。這本書提齣的“高空平颱”解決方案，無疑為打破這些瓶頸提供瞭一種全新的視角。我設想，這些高空平颱可能像是一個個漂浮在空中的基站，能夠輕鬆覆蓋偏遠地區、災難區域，甚至可以為移動中的交通工具提供無縫連接。這本書的題目本身就點明瞭它的核心內容——如何利用這些平颱實現“寬帶通信”。這其中涉及到哪些先進的技術？是衛星通信的升級版，還是利用無人機集群？作者是如何解決在如此高海拔環境下維持穩定、高速通信的技術難題的？這些都是我非常好奇的。這本書的副標題“Broadband Communications Via High Altitude Platforms”也進一步強調瞭其技術性和前瞻性，讓我相信它會深入探討實現這一目標的具體技術路徑和挑戰。我相信，閱讀這本書能夠讓我對通信技術的未來發展有一個更深刻的認識，甚至可能會啓發我思考一些新的應用場景。