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1、年第!期空间电子技术宽带卫星通信的星上处理技术王凯东田斌易克初,西!西安电子科技大学综合业务网国家重点实验室安∀#∃∃∀#%,,摘要卫星通信具有重要的战略意义世界范围内兴起的电信自由化运动为卫星工业,,的发展提供了发展动力和广阔前景使之成为当前通信领域的研究热点之一、、而具有星上处理星上交换星上路由技术的宽带卫星通信网络则是卫星通信的技术。,发展方向本文讨论了宽带卫星通信网络的发展趋势对与此相关的关健技术进行,了论迷并对新一代宽带卫星通信系统在未来网络中的地位和应用问题提出了作者的看法。主题词宽带卫星通信星上交换星上处理星上
2、路由#引言,。在未来的几年内将有大批新型的宽带多媒体卫星通信系统发展起来这些宽带卫星通,、、。信系统可提供更加丰富的业务服务如可视电话&∋()∗∋)(接人交互式多媒体应用等用,用,户数据率可高达每秒几十兆比特户终端主要是固定式!如+,−(终端%也包括台式终端。和移动终端,.宽带卫星网络相对于宽带地面网络具有如下特点能够快速组网可短时间内为在全球,范围内的终端用户提供多媒体业务服务/对于许多偏远地区宽带卫星网络比宽带地面网络。更加经济/宽带卫星网络特别适合于提供多媒体广播业务和多媒体文件的分发业务这些、民用抢险救灾等领域中将发挥
3、非常独特的作用。,优点使得宽带卫星网络在军事战争但是宽。,带卫星网络的容量远远低于宽带地面固定干线网络是作为地面网络的有效补充和延伸宽带。卫星网络更适用于广域范围和全球多媒体业务.宽带卫星网络的典型应用如下·425267389:81;<380可视电话和视频会议!+01230123=鸣%·一2>2>28<824:。高速因特网接人和高速在线服务!?0≅7ΑΒ21084<2Α:8170≅7一ΑΒ心8221Α2>;022Α%·电子商务!)一。。8Χ82><2%·电子邮件和传真!)Δ:05:81Ε:Φ%空间电子技术年第!期·∀#∃%&一
4、&∋一玩(∃)∗+∃∋,·∀∃#/∀%∃/∀交互式远程教学和培训−.&/%&∗)∃压眺0之/#∀∗∀1+2#/∗∀∗∀13·远程医疗−2∃4∃(∃+∗%∀∃3·共享应用−56/喇/7∀4∗%/&∗∋∀83·分布式游戏−∀8&#∗9:&∃+1/(∃83·找劝广域服务−;+?≅Α姚≅接人−<∃4∀∋&∃硒叭入消入?∃%∃83·耳幻#/∃&8/Δ∀∃企业内联网和外联网−伪&.∀&∀+Χ&#/&83·∃∃#Β文件传输−Ε∗42#/∀8=3·∃远程办公−2∃4:&∗∀13·、信息广播多播%∋(−.∀=∋&Φ:
5、46&;+&3#(/∗∋∀%/8#∋/%/8宽带卫星构成方案和星上处理关键技术Γ星座选择Η,、,决定系统业务能力和质量的关键因素地球覆盖面积卫星的数量和重量发射费用地面。段的复杂度和费用,网络拓扑结构,切换速度,。ΙΧϑ卫星的优点是覆盖面积大−Κ颗ΙΧϑ卫星即可实现全球夜盖3与地球同步缺点,,。是重量重发射费用高时延长和路径损耗大?8&#∋4∗∀Λ系统使用!颗ΙΧϑ卫星−可增加到Μ,#,。颗ΙΧϑ3衡9∃#8&/系统使用Κ颗ΙΧϑ卫星.8ΝΟ系统使用颗ΙΧϑ卫星0Χϑ和ΦΧϑ,,。卫星的优点是重量轻发射费用低时延和路径损耗小缺
6、点是夜盖面积小,、。∃−需多颗卫星才能实现全球覆盖3相对地面高速运动−切换多普勒频移32∃4+∃8∗%系统使用,,Π颗ϑ#∗∃5Θ/%∃环旧Ρ系统使用Σ颗ΙΧϑΤΠ王卫星队如+1系统使用Π颗卫ϑ卫星颗Φ王ϑ颗ΙΧϑ。−但Κ年首先在北美使用Τ颗ΙΧϑ备份3Γ频段选择,,随着卫星系统和用户数量的增多以及对带宽需求的日益增加除传统的Υ和Ν:频段,。ς外还会考虑利用Ν/及更高的频段很多下一代宽带卫星系统都工作在Ν/频段−如?8,∃#8&/#,/%印衬,∃∃,。&以∗∀Λ汤95Θ/Ρ2∃4+8∗%∗8ΝΟ等等3其它的一些频段
7、可能也有利用价值−)波,。Ψ/段!一ΩΙ卜压毫米波段例如ΣΙΞ3采用Ν波段和更高频段的优点是可以采用小口径天,。线但缺点是雨衰和大气损耗严重ΓΚ“空间交换,,技术“”,尽管透明转发−9∃∀&Θ∗Θ∃3技术中卫星转发器只完成信号放大和频率切换与信号形式,,、。””无关对网络协议透明具有简单灵活的特点具有星上处理的空间交换−8Ζ∗&%6∗∀&6∃8ΛΡ。3技术因具有更优越的性能和更复杂的网络功能而受到人们的广泛重视””、#空间交换具有基带星上处理−ϑ旧73星上交换−一;拍+∗&%6∗∀13和星上路由−ϑ∀8Ζϑ∀一#:&,、致泊
8、+Ε劝∗∀13功能可向小型地面站提供单跳连接,可以进行卫星及网络资源的估计分、。3。配自适应波束成形提高服务质量−[53的重要手段之一是采用星上交换与传统的基于,星上交换具有较高的通信质量和频谱利用率。因为只需要单跳透明转发的集线器交
