衛(wèi)星移動通信三大關鍵技術

移動衛(wèi)星通信關鍵技術主要集中在系統(tǒng)、衛(wèi)星、地面三個方面。當前衛(wèi)星移動通信的發(fā)展呈現(xiàn)移動終端小型化、通信業(yè)務寬帶化的特點。

　　 自全球第一個商用衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)Inmarsat系統(tǒng)開始，衛(wèi)星移動通信發(fā)展迅速。近20年來，各類衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)已實現(xiàn)了全球覆蓋，通信業(yè)務已延伸到海洋、陸地及空中。

　　 相比早期的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，當前衛(wèi)星移動通信的發(fā)展呈現(xiàn)兩個特點。移動終端小型化：支持包括手持機在內的多種移動通信終端；通信業(yè)務寬帶化：除傳統(tǒng)的窄帶話音服務外，還提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務和Internet多媒體通信服務。

　　 與衛(wèi)星固定通信相比，衛(wèi)星移動通信具有如下技術特點：有限的衛(wèi)星功率與移動用戶低天線增益之間的矛盾突出；用戶天線多為具有弱方向性的低增益天線，傳播信道存在多徑效應和多普勒頻移；覆蓋范圍廣，眾多用戶共享有限的衛(wèi)星頻率與功率資源；移動用戶具有較高的機動性，有小型化及漫游管理要求?？紤]到衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的特點及發(fā)展現(xiàn)狀，衛(wèi)星移動通信的關鍵技術可分為系統(tǒng)、衛(wèi)星和地面技術三個方面。 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

　　 系統(tǒng)技術

　　 體系結構與通信體制：體系結構對于衛(wèi)星移動通系統(tǒng)而言，需要綜合考慮空間段、用戶段和地面段三個部分?？臻g段可以由單一衛(wèi)星構成，也可以由多顆衛(wèi)星構成；地面段采用分布式管理或者集中管理；用戶段包含多種終端類型，單?；蚨嗄＃踔量梢詫崿F(xiàn)衛(wèi)星網(wǎng)絡和地面網(wǎng)絡的兼容。這些都影響著整個衛(wèi)星移動通信網(wǎng)絡的體系結構。

　　 受通信衛(wèi)星實現(xiàn)的限制，通信體制上接入方式可以選用傳統(tǒng)的TDMA方式，如GMR-1，GMR-2等體制，也可以考慮采用較新的CDMA方式，如WCMDA，抑或采用混合體制(上行CDMA，下行TDMA)。通信體制研究的難點問題包括同步技術、多址接入技術和功率控制技術等方面。

　　 移動性管理：移動性管理是移動通信系統(tǒng)必須要解決的問題，它包括位置管理和切換管理兩方面。目前新型的移動通信衛(wèi)星多采用多波束實現(xiàn)對服務區(qū)的無縫覆蓋，伴隨波束越來越窄的趨勢，移動性管理的要求日益突出。雖然地面已有成熟的移動性管理技術，但在衛(wèi)星應用上還要做適當修改，尤其是對于低軌衛(wèi)星而言，多星覆蓋及網(wǎng)絡拓撲時時變化的特點，對移動性管理提出更高的挑戰(zhàn)。 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

　　 網(wǎng)絡互聯(lián)互通：衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)需要具備與其它網(wǎng)絡互聯(lián)互通的能力。一般在與其它網(wǎng)絡的互聯(lián)互通方式上，采用網(wǎng)絡層面完成的松耦合方案。衛(wèi)星移動通信網(wǎng)絡與其它地面網(wǎng)絡的互聯(lián)互通僅在網(wǎng)絡中形成，而各自的無線接入網(wǎng)絡則保持獨立。采用輔助地面組件ATC(AncillaryTerrestrialComponent)技術的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，可以構成天地一體化的無縫覆蓋移動通信系統(tǒng)，終端可以在地面網(wǎng)絡和衛(wèi)星之間自由無縫切換。這一動向代表了移動衛(wèi)星通信技術的發(fā)展趨勢。 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

　　 衛(wèi)星技術

　　 移動通信衛(wèi)星技術的關鍵技術主要集中在星載大型可展開天線技術、多波束形成技術、星上處理交換技術等方面。

　　 星載大型可展開天線與多波束形成技術：對于靜止軌道移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)而言，為支持地面手持移動終端，克服傳播距離長導致的信號衰減和星上發(fā)射功率有限等困難，需要借助大型星載天線技術和多波束技術，在保證覆蓋范圍的情況下，提高波束的有效全向輻射功率(EIRP)。 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

　　 星載處理交換技術：目前星載處理交換技術包括全透明轉發(fā)、透明處理轉發(fā)和全處理三種模式。全透明轉發(fā)具有技術體制適應性強、技術成熟、風險小的特點，但由于需要地面處理交換，雙跳通信的服務實時性差；全處理方式星上一般通過數(shù)字方式實現(xiàn)，具有服務實施性好、資源利用率高，抗干擾能力強等優(yōu)點，缺點是技術體制適應性較弱，技術難度大，受空間輻射的影響，可靠性差。透明處理轉發(fā)則是二者的折中。目前三種方式在星上均有應用。

　　 大型通信衛(wèi)星平臺技術：新型移動通信衛(wèi)星的有效載荷對衛(wèi)星平臺提出了更高的要求?，F(xiàn)有地球靜止軌道移動通信衛(wèi)星平臺需要支持800kg以上的有效載荷重量，整星功率都在10kW左右。以Inmarsat-IV為例，采用Eurostar-3000平臺，有效載荷重量為1000kg，衛(wèi)星總重5940kg，整星功率達到9000W(EOL)。此外，大天線柔性結構對于衛(wèi)星平臺控制系統(tǒng)提出了更苛刻的要求。

　　 終端技術 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

　　 伴隨衛(wèi)星技術的進步，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的地面終端小型化、手持化已成為可能。得益于地面移動通信系統(tǒng)的快速發(fā)展和技術進步，制造小型衛(wèi)星移動終端已不再是問題。Thurary的手持終端已接近地面蜂窩通信使用的手機的水平，MSV的手持終端更小。終端應用正在向多媒體、寬帶化和嵌入式發(fā)展。目前，終端技術主要涉及天線和射頻模塊小型化技術。