空天地一体化无线光通信网络关键技术及其发展趋势
摘要
构建空天地一体化信息网络是第六代通信系统(the Sixth Generation,6G)的重要目标,无线光通信相较于射频(Radio Frequency,RF)通信技术具有容量大、速率高、抗干扰能力强等优势,已成为建立全球无缝覆盖空间网络的重要技术.本文综述了基于自由空间光通信(Free Space Optical Communication,FSOC)的空天地一体化网络国内外建设及相关标准化现状,相较于现有综述文献,涵盖了更多最新研究工作,并针对物理层和上层指出一体化FSOC网络设计需要关注的重要因素,对大气信道建模、“捕获、瞄准和跟踪”(Acquisition Pointing and Tracking,APT)、拓扑控制、路由、资源分配、可靠传输协议、微波协作传输几种重要通信技术进行总结和分析,并指出其未来发展趋势和面临的挑战.
关键词: 空天地一体化自由空间光通信网络 ; 信道建模 ; APT ; 拓扑控制 ; 路由 ; 资源分配 ; 可靠传输协议 ; 微波协作传输
1 引言
空天地一体化信息网络是实现信息全球覆盖、高速传输、自由互联的必由之路[1],是未来6G网络架构研究的核心方向之一[2].一体化网络需承担骨干网、接入网等宽带信息的传输,最高传输宽带需求达到40~100 Gbps[3].在此背景下,传统射频(Radio Frequency,RF)通信技术难以满足空天地一体化信息网络对更大传输容量、更高传输速率、更远传输距离及更高等级信息安全等的要求,
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