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英格蕾丝，斯洛文莫奇思，陈树新 著

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• 宽带通信
• 高空平台
• 无线通信
• 通信工程
• 5G
• 6G
• 卫星通信
• 无线接入
• 网络优化
• 信号处理

店铺： 玖创图书专营店

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118101423

商品编码：29776992566

包装：平装

出版时间：2015-07-01

基本信息

书名：基于高空平台的宽带通信

定价：79.00元

作者：(英)格蕾丝,(斯洛文)莫奇思,陈树新

出版社：国防工业出版社

出版日期：2015-07-01

ISBN：9787118101423

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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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； *后，本书介绍了多HAP星座设计步骤并讨论了多HAP 的组网问题。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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遥远的回响：大气层边界上的信息之翼 在广袤无垠的天空中，一场静默而革命性的通信变革正在悄然展开。曾几何时，地面基站的辐射如同大地脉络，将信息传递给每一个角落；如今，一种更加辽远、更具穿透力的信号，正从距离我们数万米之高的独特平台升起，勾勒出未来通信的新图景。本书并非探讨那高悬于天际的通信技术本身，而是溯本追源，深入剖析支撑起这一切的宏观背景、历史演进、以及其所引发的深远社会与经济影响。 第一章：信息洪流的边界挑战——为何我们需要“高处”的视角 我们生活在一个信息爆炸的时代。从社交媒体上的点滴分享，到金融市场的瞬息万变，再到科学研究的交叉碰撞，信息已成为驱动现代社会运转的核心动力。然而，支撑起这一切的信息流动，并非总是顺畅无阻。 1.1 地面网络的物理局限与地理鸿沟： 地面通信基础设施，尽管历经数十年发展，依然面临着固有的挑战。地形的起伏、城市的高楼密集、甚至自然灾害，都可能成为信号传播的障碍，形成“通信盲区”。特别是广袤的农村地区、偏远的山区、以及海洋、沙漠等极端环境，地面网络的覆盖难度与成本极高，导致“数字鸿沟”的持续存在，剥夺了部分人群平等获取信息与参与数字社会的机会。 1.2 频谱资源的稀缺与效率瓶颈： 支撑无线通信的无线电频谱，本质上是一种有限的自然资源。随着移动通信技术的不断迭代，对频谱的需求呈指数级增长。然而，可用的频谱资源极其有限，而且随着频率的升高，其传播距离和穿透能力会显著下降。如何更有效地利用有限的频谱，提高频谱利用效率，成为了通信技术发展必须克服的难题。地面基站的密集部署，虽然能在一定程度上缓解问题，但其本身也会带来频谱干扰、能量消耗等问题。 1.3 应急通信的脆弱性： 在灾难发生时，地面通信网络往往是首当其冲的受害者。地震、洪水、台风等自然灾害，以及人为的破坏，都可能导致通信设施瘫痪，使得救援信息无法及时传递，也阻碍了灾区与外界的联系。传统的应急通信解决方案，如卫星电话，虽然具备一定的独立性，但其部署周期长、成本高、且容量有限，难以满足大规模、实时的通信需求。 1.4 全球互联互通的更高追求： 随着全球化进程的加速，对无缝、高效的全球通信网络的需求日益迫切。跨越国界、跨越海洋的通信，需要一种能够提供连续覆盖、高带宽、低时延的解决方案。传统的国际海底光缆虽然容量巨大，但其部署成本高昂，且易受海底地质活动与人为破坏的影响。 这些挑战共同指向一个清晰的信号：我们需要一种更具全局视野、更灵活、更高效的通信补充方案，能够突破地面网络的物理限制，填补地理空白，提升通信的韧性，并最终实现更广泛、更深入的全球互联。 第二章：从“天空之眼”到“空中枢纽”——大气层通信的历史回溯与技术萌芽 早在地面通信网络尚未普及的年代，人们就已经开始仰望星空，构思利用高空平台进行通信的设想。这些早期的构想，虽然技术条件限制，但已经预见到了高空通信的巨大潜力。 2.1 早期设想与萌芽： 20世纪初，随着无线电通信的兴起，科学家们开始探索利用高层大气（如电离层）的反射特性来实现远距离通信。虽然这些技术存在不稳定、信号衰减大等问题，但它们是人类利用高空环境进行通信的最初尝试。 2.2 气球与飞艇时代的通信尝试： 在航空技术发展的初期，气球和飞艇被视为潜在的通信平台。利用系留气球或搭载通信设备的飞艇，可以在相对较高的空中建立临时的通信节点，为地面部队或偏远地区提供通信支持。这些尝试虽然规模不大，但为后来的发展积累了宝贵的经验。 2.3 战略轰炸机与侦察机的通信需求： 在军事领域，高空平台的通信需求尤为迫切。战略轰炸机和侦察机在执行任务时，需要与地面指挥中心保持可靠的通信，以进行指令接收、信息回传和态势更新。这促使了对能在高空环境中工作的、具备一定通信能力的电子设备的研究与发展。 2.4 早期卫星通信的先驱： 当人类将目光投向太空，第一代通信卫星的出现，标志着高空通信进入了一个全新的阶段。虽然这些卫星属于外太空，但它们证明了将通信节点置于高空，能够实现前所未有的覆盖范围和通信能力。这种成功的尝试，进一步激发了人们对在更低空域，即大气层内，实现类似通信优势的探索。 这些历史性的探索，虽然在技术手段上与现代高空平台通信有所差异，但它们共同孕育了一个朴素而强大的理念：将通信节点“举高”，能够显著改善通信效果，突破地面网络的局限。这些萌芽与尝试，为后来真正意义上的高空平台通信技术的发展奠定了思想基础和早期实践。 第三章：信息的“云端”拓展——社会与经济价值的深远影响 高空平台通信并非仅仅是技术上的革新，它更是一种赋能，一种连接，一种对现有社会与经济模式的重塑。它将信息的触角延伸到前所未有的广度与深度，催生新的商业模式，改变人们的生活方式，并为全球发展注入新的活力。 3.1 普惠通信与数字包容的加速器： 本书深入探讨，高空平台通信将成为弥合数字鸿沟的关键力量。通过提供成本效益高、覆盖范围广的通信服务，它能够将互联网接入带到那些曾经被遗忘的角落，让偏远地区的居民、海上的渔民、甚至野外的探险者，都能享受到与城市居民同等的通信便利。这不仅能提升他们的生活质量，更能让他们参与到在线教育、远程医疗、电子商务等数字经济活动中，实现真正的数字包容。 3.2 商业模式的创新与演进： 高空平台通信将催生一系列全新的商业模式。例如，为农业提供精准农业服务，通过实时监测作物生长状况和土壤信息，实现智能化灌溉和施肥；为物流行业提供更高效的货物追踪与调度方案，优化供应链管理；为旅游业提供更广泛的移动网络覆盖，提升游客体验；为传统媒体提供新的分发渠道，触达更广泛的受众。此外，基于高空平台的海量数据采集与分析，还将衍生出更多新兴的增值服务。 3.3 产业升级与传统行业赋能： 无论是制造业、能源行业，还是交通运输，高空平台通信都将成为驱动其数字化转型的重要引擎。在工业物联网（IIoT）领域，它可以实现对分散式设备和设施的远程监控与管理，提高生产效率和安全性。在智慧城市建设中，它能够为海量的传感器和终端设备提供可靠的通信保障，构建更智能、更宜居的城市环境。在航空、海事等特定行业，它将提供更稳定、更安全、更高效的通信解决方案，支撑其业务的升级与发展。 3.4 全球治理与可持续发展的支持： 高空平台通信在应对全球性挑战方面，也将发挥不可替代的作用。例如，在环境监测领域，它能够支持对气候变化、森林火灾、海洋污染等进行大规模、实时的监测与预警。在灾害管理方面，它能提供灾区及时的通信支持，保障救援工作的顺利进行。在跨国合作与研究项目中，它将促进全球科学家、研究人员之间的无缝协作，加速科学发现与技术创新。 3.5 信息安全与数据治理的挑战与机遇： 随着通信范围的扩大和数据量的激增，信息安全与数据治理的重要性将愈发凸显。本书将探讨，如何在享受高空平台通信带来的便利的同时，建立健全的安全保障体系，保护用户隐私，防止数据滥用，确保信息的合法、合规、安全流通。这既是技术上的挑战，也是法律、伦理与社会治理的重大课题。 总而言之，高空平台通信所带来的社会与经济影响，是深远的、多层面的。它不仅是技术的进步，更是连接、赋能、与变革的催化剂，将重塑我们的工作方式、生活方式，并为人类社会的持续发展提供强大的信息支撑。 （本书将围绕以上几个宏观视角，深入分析高空平台通信所处的时代背景、历史演进以及其对社会经济产生的广泛而深远的影响，而非直接探讨具体的技术实现细节。）

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的质量远超我阅读同类书籍的平均预期。它没有陷入对单一技术的过度钻研，而是构建了一个完整的、可操作的系统级框架。作者在阐述“平台间协同与组网”时，对分布式协同算法的数学推导清晰明了，即便是相对陌生的读者也能通过附带的数学附录跟上思路。书中对高空平台在极端环境下的可靠性设计和维护策略的分析尤其出色，这部分内容在许多聚焦于通信链路的书籍中往往被忽略。如果说有什么可以挑剔的地方，那就是对不同国家和地区在应用高空平台通信时所面临的独特地缘政治挑战着墨不多，这或许是作者为了保持技术纯粹性而刻意为之。但就其作为一本核心技术参考书而言，它无疑是目前市场上最全面、最深入的著作之一，为我们未来构建立体化信息空间提供了坚实的理论和技术支撑。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种长期从事地面蜂窝网络优化的人员来说，这本书提供了了一个全新的视角来思考“最后一公里”的延伸问题。高空平台带来的不仅仅是带宽的增加，更是服务模式的根本性转变，书中对动态资源调度和用户接入策略的讨论，极具启发性。我发现作者在处理“空-地-空”多跳网络的路由协议设计时，采取了一种非常优雅的分布式优化方法，既保证了低延迟，又兼顾了网络的鲁棒性。书中对不同业务（如应急通信、物联网回传、传统移动宽带）在高空平台上的差异化服务QoS保障机制进行了详细的对比分析，这对于制定商业计划至关重要。阅读过程中，我多次停下来思考，书中提出的某些“大胆设想”的实现难度，但不得不承认，这些正是推动技术进步的源动力。它是一本能激发思考、拓展思维边界的专业书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书的视角非常宏大，它不仅仅局限于技术的堆砌，更将高空平台置于整个全球信息基础设施的战略高度来审视。作者巧妙地将网络架构、频谱资源管理与平台自身的能源约束、生存性问题结合起来，形成了一个多维度的分析体系。我特别关注了其中关于“非合作目标识别与规避”的部分，这在实际部署中是至关重要的安全考量，书中对此的论述非常到位，体现了作者深厚的跨学科背景。语言风格上，它比很多学术专著要“接地气”一些，作者善于用清晰的图表和直观的比喻来解释复杂的物理现象。唯一的遗憾是，关于国际监管和频谱协调的章节篇幅稍显不足，这部分内容对于商业化推广同样关键。总而言之，它是一部兼具战略眼光和工程深度的佳作，值得反复品味。

评分☆☆☆☆☆

这本关于高空平台宽带通信的书，内容详实，结构严谨，对于想了解这一前沿领域的读者来说，无疑是一份宝贵的资料。作者在书中对不同类型的高空平台，如无人机、平流层飞艇以及高空轨道卫星的特性进行了深入剖析。我尤其欣赏它在技术细节上的深入挖掘，特别是对波束赋形、干扰抑制和多址接入等关键技术挑战的探讨。书中不仅提到了理论基础，还结合了大量的实际应用案例，让人对如何将理论转化为工程实践有了更清晰的认识。对于我这个刚刚接触这个领域的研究生来说，这本书提供了一个非常好的知识框架，让我能够快速把握行业脉络。不过，如果能增加一些关于新兴材料在平台结构设计中的应用展望，或许会更具前瞻性。整体而言，这本书的深度和广度都令人满意，为后续深入研究打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

读完这本《基于高空平台的宽带通信》，我最大的感受是它的实用性和前瞻性。书中对各种通信链路的性能仿真和评估方法进行了详尽的阐述，这对于进行系统设计和优化工作的人员来说，简直是教科书级别的指导。作者对不同频段的电磁波传播特性，尤其是在大气湍流和气象条件下的衰减模型，进行了细致的建模和分析，这在很多现有资料中都是一笔带过的内容。最让我耳目一新的是关于“空中信息高速公路”的构想，书中描绘了一个多层级、动态可重构的通信网络蓝图，展示了未来无缝覆盖的愿景。虽然某些高级算法的推导过程略显晦涩，需要反复研读，但配套的软件工具箱介绍和使用指南倒是弥补了理论的抽象性，使得我们可以立刻动手实践。这是一本既能抬头看星空，又能脚踏实地干活的优秀技术著作。