第1章 引言 1
1.1 什么是HAPS？ 1
1.2 本书结构 2
参考文献 3
第2章 HAPS概述 4
2.1 HAPS系统概念 4
2.1.1 HAPS的定义和特性 4
2.1.2 HAPS通信系统的组成 6
2.2 HAPS的无线电管理 8
2.3 应用和服务 9
2.3.1 可能应用的选择 9
2.3.2 应用和服务要求 10
2.3.3 窄带服务 10
2.3.4 宽带服务 11
2.4 HAPS网络 12
2.5 陆地、卫星和同温层通信系统比较 13
2.6 世界各国HAPS发展情况研究 15
2.6.1 北美的HAPS工程 15
2.6.2 欧洲关于HAPS的工程和活动 20
2.6.3 亚洲及太平洋地区HAPS工程和活动 25
参考文献 28
第3章 信号传播与信道模型 31
3.1 引言 31
3.2 传播现象的一般描述 31
3.2.1 自由空间损耗 31
3.2.2 多径 32
3.2.3 雨衰 34
3.2.4 大气吸收 35
3.2.5 闪烁 37
3.3 信道模型 40
3.3.1 几何特性 40
3.3.2 统计特性 43
3.3.3 UHF信道模型 45
3.3.4 SHF信道模型 58
3.4 衰落减缓技术 68
3.4.1 功率控制 70
3.4.2 自适应方法 71
3.4.3 分集技术 75
3.4.4 衰落检测 78
3.5 结论 79
参考文献 79
第4章 HAPS的天线 84
4.1 引言 84
4.2 天线的要求 85
4.2.1 物理要求 85
4.2.2 增益、方向性和效率 86
4.2.3 旁瓣性能 88
4.2.4 覆盖区域 88
4.2.5 波束控制 89
4.2.6 扫描范围 89
4.2.7 覆盖区域 90
4.2.8 多波束功能 90
4.2.9 工作频率 91
4.3 HAPS的天线类型 91
4.3.1 相控阵天线 91
4.3.2 口面天线 93
4.3.3 宽带印刷天线阵列 98
4.3.4 智能（自适应）天线 100
4.4 HAPS工作频率的天线设计规范 101
4.4.1 IMT-2000频率频段的天线（2.1GHz） 101
4.4.2 工作频率为Ka波段的天线（27/31GHz） 102
4.4.3 47/49GHz频段的天线 104
4.5 控制机构 105
4.5.1 轴控万向节 105
4.5.2 天线定位系统 105
4.5.3 天线万向节的研究 106
4.6 波束成形技术 108
4.6.1 基于HAPS的波束形成 108
4.6.2 基于地面的波束成形 113
4.7 挑战 114
参考文献 114
第5章 基于HAPS的通信系统 117
5.1 HAPS通信系统的组成 117
5.1.1 同温层部分 117
5.1.2 地面部分 126
5.2 HAPS的频谱分配 128
5.3 HAPS的链路预算 131
5.3.1 未编码数字传输分析 132
5.3.2 编码数字传输特点 136
5.3.3 IMT-2000标准（2.1GHz）的链路预算 138
5.3.4 Ka波段（27/31GHz）的链路预算 145
5.3.5 超高频波段（47/49GHz）的链路预算 150
5.3.6 链路预算的比较 154
5.4 结论 154
参考文献 154
第6章 HAPS网络 157
6.1 导论 157
6.2 网络拓扑学 157
6.2.1 点对点拓扑结构 157
6.2.2 点对多点拓扑结构 157
6.2.3 多点对多点拓扑结构 158
6.2.4 混合拓扑结构 159
6.3 服务申请者的网络结构 159
6.3.1 环形小区类 159
6.3.2 小区扫描 160
6.3.3 多波束移动平台方案 160
6.3.4 宏单元-微蜂窝-HAPS拓扑 161
6.3.5 蜂窝分区结构 161
6.3.6 独立平台 161
6.3.7 通过地面站连接的平台网络 162
6.3.8 通过平台间链路连接的平台网络 163
6.3.9 陆上-HAPS-卫星网络的集成 164
6.4 网络互通要求 167
6.4.1 小区规划 167
6.4.2 呼叫准许控制 168
6.4.3 切换问题 168
6.5 HAPS网络的其他应用 169
6.5.1 导航 169
6.5.2 紧急服务 170
6.6 HAPS上的自由空间光链路 170
6.6.1 同温层延迟和使用光链路的卫星-HAPS集成系统 171
6.6.2 基于HAPS的地球观察卫星的光下行链路 172
6.7 资源管理 172
6.7.1 资源分配 172
6.7.2 呼叫准许控制 174
6.7.3 多媒体接入技术 175
6.8 HAPS——综合通信网络的组成部分 175
6.8.1 2G蜂窝系统：GSM 175
6.8.2 3G蜂窝系统：IMT-2000 176
参考文献 177
第7章 未来发展 179
7.1 导论 179
7.2 民用UAS的挑战和机遇 179
7.3 民用UAS应用 180
7.3.1 常规应用 180
7.3.2 电信应用 182
7.4 民用UAS未来的需求 183
7.4.1 航空管理 183
7.4.2 频谱管理 184
7.5 技术趋势 185
7.5.1 平台技术 185
7.5.2 电信技术 186
7.6 适用于无线通信HAPS的技术难题 187
7.6.1 毫米波频段的无线电波传播模型 187
7.6.2 衰落减缓技术 187
7.6.3 前向差错控制和调制技术 188
7.6.4 干扰管理 188
7.6.5 切换问题 188
7.6.6 穿透建筑物 188
7.6.7 网络问题 188
7.6.8 天线技术 189
7.7 结论 189
参考文献 189
缩写词中英对照 191
致谢 194