宽带卫星通信技术

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1、宽带卫星通信技术康乐2004年6月提纲卫星通信基础基于卫星的宽带通信系统DirecPC,DirecWay系统系统组成卫星通信系统的组成：GSO，MEO，LEOGS主站PhoneCameraPCServerGS关口站PhonePCFAXNOCOCC静止轨道卫星GSOGSO：系统的卫星位于地球赤道上主35786km附近的地球同步赤道上，卫星绕地球公转与地球自转的方向和周期都相同。固有的缺陷：在自由空间中，信号的强度与传输距离的平方成反比。GSO距地球较远，需要较大口径的天线和较大的发射功率；信号经远距离的传输会带来很大的时延，典型的往返时延是250-280ms，这不

2、利于实时通信。MEO和LEOMEO距离地球表面3000km到GSO轨道，典型的往返时间是110-130ms。LEO位于地球表面200-3000km，典型的往返时间为20-25ms，和地面连接差不多。由于LEO和MEO卫星距离地球表面比较近，所需的天线尺寸较小，传输功率较低，但是覆盖范围较小。另外，由于卫星相对地球表面高速运动，用户必须进行卫星到卫星的切换。卫星的负载由于卫星的成本较高，而且空间环境非常恶劣，所以卫星的负载具有简单性和健壮性。传统GSO采用弯管方式，作为地面两个通信点之间的中继器，没有星上处理OBP。而有些卫星系统允许OBP，包括解调/再调制，解码

3、/再编码，转发器/波束交换，以及路由功能。OBPs支持高容量星间连接ISL，即两个卫星进行视距连接。频段卫星通信系统经常使用的是C波段（4-8GHz）、Ku波段（10-18GHz）、Ka波段（18-31GHZ）。频段越高，波长越短，接收天线的尺寸越小，但是越容易受到多径衰落和雨衰的影响。VSAT卫星网络“VerySmallApertureTerminal”小口径地面站或者叫做个人地球站（PES）。支持单向和双向数据传输、语音、图像及其他综合电信及信息业务。特点：设备简单、体积小、重量轻、耗电省、造价低、易安装维护。组网灵活、接续方便。通信效率高，性能质量好，适用

4、于多种业务。可建立直接面对用户的直达电路。集成化程度高，智能化功能强。VSAT网络构成示意图HUB主站主计算机FAX监视器摄像机电话网络监视控制装置通信卫星IDUODUVSAT天线FAXPhone微机ODUVSAT天线IDU监视器微机VSAT小站空间段VSAT网络按照VSAT网络及设备的基本功能，可以分为单向系统和双向系统。单向系统：单向传输的功能，或者接受，或者发送。广播系统、数据采集系统。双向系统：VSAT与主站之间，或者VSAT之间交互通信。Outband传输：主站发给VSAT的信号。Inband传输：VSAT发给主站的信号。VSAT业务类型及应用广播和分

5、配业务数据、图像、音频、视频（电视接受、商业电视）收集和监控业务数据、图像、视频交互型业务（星型拓扑）数据交互型业务（点对点）数据、语音、视频小结卫星通信系统：技术成熟、特点鲜明、应用广泛。频带宽，容量大，适用于多业务。覆盖能力强，稳定可靠。不受地理条件限制，机动灵活。成本与通信距离无关。系统简介宽带IP卫星通信技术的现状未来用户的需要是当前通信发展的新热点之一向应用TCP/IP的分组交换型网络发展充分吸收成熟的IP技术和应用。基于卫星的Internet架构基于卫星的Internet由于不同的卫星通信系统的设计（轨道类型，星上处理OBP，ISL的设计方式）采取了

6、多种架构选择。卫星通信网络可以作为Internet枢纽的一部分或者是高速接入网。基于弯管卫星架构图1基于OBP和ISL卫星架构图2基于DBSInternet架构图3技术挑战多址接入控制固定分配随机接入按需分配卫星系统的路由问题卫星传输多址接入控制固定分配：固定分配可以建立在频率、时间或者码址的基础之上，采用的主要技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。在频分多址和时分多址系统中，每个基站都利用自己专用的信道，没有竞争，可以提供QoS服务，但没有充分利用信道资源。由于缺少灵活性和可伸缩性，因此这种分配方式只适用于流量平稳的小规模网络

7、。多址接入控制随机接入：随着科技的进步，小型低速率终端（例如VAST）得到了广泛的应用，促进了个人和家庭的卫星接入服务。一个卫星覆盖区下的基站数量从几个发展到成百上千个，而且每个用户的流量迅速增长，基于竞争的随机接入方式逐渐取代固定分配方式。在随机接入方案中，每个基站发送数据都不考虑其他基站的传输状态，然而碰撞后的重传增加了平均传输时延，频繁的重传会导致很低的吞吐量。多址接入控制按需分配：尽管随机接入方式可适用于突发大流量的终端，但是却不能保证QoS。按需分配多址接入协议根据用户需要动态地分配系统的带宽，从而解决了上述问题。预留的两种方式：中心控制分散控制资源预

8、留：显式隐式卫星系统的路