高通量卫星通信技术(卫星通信技术)

2022-08-26 01:36:04   编辑:党娥环
导读很多朋友对高通量卫星通信技术,卫星通信技术还不了解,今天小绿就为大家解答一下。移动卫星通信的关键技术主要集中在系统、卫星和地面三个

很多朋友对高通量卫星通信技术,卫星通信技术还不了解,今天小绿就为大家解答一下。

移动卫星通信的关键技术主要集中在系统、卫星和地面三个方面。目前,卫星移动通信的发展特点是移动终端小型化和通信业务宽带化。

自从世界上第一个商用卫星移动通信系统Inmarsat问世以来,卫星移动通信发展迅速。近20年来,各类卫星移动通信系统实现了全球覆盖,通信服务延伸到海陆空。

与早期的卫星移动通信系统相比,当前卫星移动通信的发展呈现出两个特点。移动终端小型化:支持包括手机在内的多种移动通信终端;宽带业务:除传统的窄带语音业务外,还提供高速数据业务和互联网多媒体通信业务。

与卫星固定通信相比,卫星移动通信具有以下技术特点:卫星功率有限与移动用户天线增益低的矛盾突出;用户多为低增益天线,指向性较弱,传播信道存在多径效应和多普勒频移。覆盖范围广,许多用户共享有限的卫星频率和功率资源;移动用户对移动性、小型化和漫游管理要求高。考虑到卫星移动通信系统的特点和发展现状,卫星移动通信的关键技术可分为系统、卫星和地面技术三个方面。

系统架构和通信系统:对于卫星移动通信系统,架构需要考虑三个部分:空间段、用户段和地面段。一个空间段可以由一颗卫星或多颗卫星组成;地面部分采用分布式管理或集中式管理;用户段包含多种终端类型,单模或多模,甚至可以实现卫星网和地面网的兼容。这些都影响着整个卫星移动通信网络的架构。

受通信卫星实现方式的限制,通信系统中可以采用传统的TDMA作为接入方式,如GMR-1、GMR-2等。也可以考虑更新的CDMA,比如WCMDA,或者混合系统(上行CDMA,下行TDMA)。通信系统研究的难点包括同步技术、多址技术和功率控制技术。

移动性管理:移动性管理是移动通信系统中必须解决的问题,包括位置管理和切换管理。目前,新型移动通信卫星大多采用多波束实现服务区域的无缝覆盖。随着波束越来越窄的趋势,移动性管理的需求日益突出。虽然地面上已经有了成熟的移动性管理技术,但在卫星应用中,尤其是低轨卫星,还需要进行适当的修改。多卫星覆盖和网络拓扑不断变化的特点对移动性管理提出了更高的挑战。

网络互联:卫星移动通信系统需要具备与其他网络互联的能力。一般采用在网络级完成的松耦合方案与其他网络互联。卫星移动通信网与其他地面网络之间的互联只形成于网络中,而各自的无线接入网保持独立。采用ATC(AncillaryTerrestrial Component)技术的卫星移动通信系统,可以形成天地一体的无缝覆盖移动通信系统,终端可以在地面网络和卫星之间自由无缝切换。这个趋势代表了移动的发展趋势卫星通信技术。

卫星移动通信卫星技术的关键技术主要集中在星载大型可展开天线技术、多波束形成技术、星上处理和交换技术等方面。

星上大型可展开天线及多波束形成技术:对于静止轨道移动通信卫星系统,为了支持地面手持移动终端,克服传播距离远、星上发射功率有限等带来的信号衰减等困难,需要借助大型可展开天线提高波束的有效全向辐射功率(EIRP)

星上处理交换技术:目前星上处理交换技术包括全透明转发、透明处理转发和全处理三种模式。全透明转发具有技术系统适应性强、技术成熟、风险低的特点,但由于需要地面处理和交换,双跳通信的实时性较差。整个处理方式一般采用数字方式在船上实现,具有业务实现性好、资源利用率高、抗干扰能力强等优点。缺点是技术系统适应性弱,技术难度大,受空间辐射影响可靠性差。透明转发是两者的折中。目前,这三种方法都在卫星上应用。

大型通信卫星平台技术:新型移动通信卫星的有效载荷对卫星平台提出了更高的要求。现有的静止轨道移动通信卫星平台需要支撑800kg以上的有效载荷重量,整颗卫星功率在10kW左右。以Inmarsat-IV为例,采用Eurostar-3000平台,有效载荷重量1000kg,卫星总重量5940kg,卫星总功率9000 W(EOL)。此外,大型天线的柔性结构对卫星平台的控制系统提出了更严格的要求。

随着卫星技术的发展,卫星移动通信系统地面终端的小型化和手持化已经成为可能。由于地面移动通信系统的快速发展和技术进步,制造小型卫星移动终端不再是问题。Thurary的手持终端接近地面蜂窝通信中使用的移动电话的水平,MSV的手持终端更小。终端应用正在向多媒体、宽带和嵌入式方向发展。目前终端技术主要涉及天线和射频模块的小型化技术。

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