衛星移動(dòng)通信三大關(guān)鍵技術(shù)

移動(dòng)衛星通信關(guān)鍵技術(shù)主要集中在系統、衛星、地面三個(gè)方面。當前衛星移動(dòng)通信的發(fā)展呈現移動(dòng)終端小型化、通信業(yè)務(wù)寬帶化的特點(diǎn)。

　　 自全球第一個(gè)商用衛星移動(dòng)通信系統Inmarsat系統開(kāi)始，衛星移動(dòng)通信發(fā)展迅速。近20年來(lái)，各類(lèi)衛星移動(dòng)通信系統已實(shí)現了全球覆蓋，通信業(yè)務(wù)已延伸到海洋、陸地及空中。

　　 相比早期的衛星移動(dòng)通信系統，當前衛星移動(dòng)通信的發(fā)展呈現兩個(gè)特點(diǎn)。移動(dòng)終端小型化：支持包括手持機在內的多種移動(dòng)通信終端；通信業(yè)務(wù)寬帶化：除傳統的窄帶話(huà)音服務(wù)外，還提供高速數據業(yè)務(wù)和Internet多媒體通信服務(wù)。

　　 與衛星固定通信相比，衛星移動(dòng)通信具有如下技術(shù)特點(diǎn)：有限的衛星功率與移動(dòng)用戶(hù)低天線(xiàn)增益之間的矛盾突出；用戶(hù)天線(xiàn)多為具有弱方向性的低增益天線(xiàn)，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(hù)共享有限的衛星頻率與功率資源；移動(dòng)用戶(hù)具有較高的機動(dòng)性，有小型化及漫游管理要求?？紤]到衛星移動(dòng)通信系統的特點(diǎn)及發(fā)展現狀，衛星移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)可分為系統、衛星和地面技術(shù)三個(gè)方面。 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

　　 系統技術(shù)

　　 體系結構與通信體制：體系結構對于衛星移動(dòng)通系統而言，需要綜合考慮空間段、用戶(hù)段和地面段三個(gè)部分?？臻g段可以由單一衛星構成，也可以由多顆衛星構成；地面段采用分布式管理或者集中管理；用戶(hù)段包含多種終端類(lèi)型，單?；蚨嗄?，甚至可以實(shí)現衛星網(wǎng)絡(luò )和地面網(wǎng)絡(luò )的兼容。這些都影響著(zhù)整個(gè)衛星移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )的體系結構。

　　 受通信衛星實(shí)現的限制，通信體制上接入方式可以選用傳統的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(diǎn)問(wèn)題包括同步技術(shù)、多址接入技術(shù)和功率控制技術(shù)等方面。

　　 移動(dòng)性管理：移動(dòng)性管理是移動(dòng)通信系統必須要解決的問(wèn)題，它包括位置管理和切換管理兩方面。目前新型的移動(dòng)通信衛星多采用多波束實(shí)現對服務(wù)區的無(wú)縫覆蓋，伴隨波束越來(lái)越窄的趨勢，移動(dòng)性管理的要求日益突出。雖然地面已有成熟的移動(dòng)性管理技術(shù)，但在衛星應用上還要做適當修改，尤其是對于低軌衛星而言，多星覆蓋及網(wǎng)絡(luò )拓撲時(shí)時(shí)變化的特點(diǎn)，對移動(dòng)性管理提出更高的挑戰。 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

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

　　 衛星技術(shù)

　　 移動(dòng)通信衛星技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要集中在星載大型可展開(kāi)天線(xiàn)技術(shù)、多波束形成技術(shù)、星上處理交換技術(shù)等方面。

　　 星載大型可展開(kāi)天線(xiàn)與多波束形成技術(shù)：對于靜止軌道移動(dòng)通信衛星系統而言，為支持地面手持移動(dòng)終端，克服傳播距離長(cháng)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(xiàn)技術(shù)和多波束技術(shù)，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(shù)：目前星載處理交換技術(shù)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(shù)體制適應性強、技術(shù)成熟、風(fēng)險小的特點(diǎn)，但由于需要地面處理交換，雙跳通信的服務(wù)實(shí)時(shí)性差；全處理方式星上一般通過(guò)數字方式實(shí)現，具有服務(wù)實(shí)施性好、資源利用率高，抗干擾能力強等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是技術(shù)體制適應性較弱，技術(shù)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。

　　 大型通信衛星平臺技術(shù)：新型移動(dòng)通信衛星的有效載荷對衛星平臺提出了更高的要求?，F有地球靜止軌道移動(dòng)通信衛星平臺需要支持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，衛星總重5940kg，整星功率達到9000W(EOL)。此外，大天線(xiàn)柔性結構對于衛星平臺控制系統提出了更苛刻的要求。

　　 終端技術(shù) 通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)

　　 伴隨衛星技術(shù)的進(jìn)步，衛星移動(dòng)通信系統的地面終端小型化、手持化已成為可能。得益于地面移動(dòng)通信系統的快速發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，制造小型衛星移動(dòng)終端已不再是問(wèn)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(shù)主要涉及天線(xiàn)和射頻模塊小型化技術(shù)。