卫星移动通信三大关键技术

2010-08-02 20:22:24来源: 通信产业网

      移动卫星通信关键技术主要集中在系统、卫星、地面三个方面。当前卫星移动通信的发展呈现移动终端小型化、通信业务宽带化的特点。

    自全球第一个商用卫星移动通信系统Inmarsat系统开始,卫星移动通信发展迅速。近20年来,各类卫星移动通信系统已实现了全球覆盖,通信业务已延伸到海洋、陆地及空中。

    相比早期的卫星移动通信系统,当前卫星移动通信的发展呈现两个特点。移动终端小型化:支持包括手持机在内的多种移动通信终端;通信业务宽带化:除传统的窄带话音服务外,还提供高速数据业务和Internet多媒体通信服务。

    与卫星固定通信相比,卫星移动通信具有如下技术特点:有限的卫星功率与移动用户低天线增益之间的矛盾突出;用户天线多为具有弱方向性的低增益天线,传播信道存在多径效应和多普勒频移;覆盖范围广,众多用户共享有限的卫星频率与功率资源;移动用户具有较高的机动性,有小型化及漫游管理要求。考虑到卫星移动通信系统的特点及发展现状,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。 通信产业网

    系统技术

    体系结构与通信体制:体系结构对于卫星移动通系统而言,需要综合考虑空间段、用户段和地面段三个部分。空间段可以由单一卫星构成,也可以由多颗卫星构成;地面段采用分布式管理或者集中管理;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络和地面网络的兼容。这些都影响着整个卫星移动通信网络的体系结构。

    受通信卫星实现的限制,通信体制上接入方式可以选用传统的TDMA方式,如GMR-1,GMR-2等体制,也可以考虑采用较新的CDMA方式,如WCMDA,抑或采用混合体制(上行CDMA,下行TDMA)。通信体制研究的难点问题包括同步技术、多址接入技术和功率控制技术等方面。

    移动性管理:移动性管理是移动通信系统必须要解决的问题,它包括位置管理和切换管理两方面。目前新型的移动通信卫星多采用多波束实现对服务区的无缝覆盖,伴随波束越来越窄的趋势,移动性管理的要求日益突出。虽然地面已有成熟的移动性管理技术,但在卫星应用上还要做适当修改,尤其是对于低轨卫星而言,多星覆盖及网络拓扑时时变化的特点,对移动性管理提出更高的挑战。 通信产业网

    网络互联互通:卫星移动通信系统需要具备与其它网络互联互通的能力。一般在与其它网络的互联互通方式上,采用网络层面完成的松耦合方案。卫星移动通信网络与其它地面网络的互联互通仅在网络中形成,而各自的无线接入网络则保持独立。采用辅助地面组件ATC(AncillaryTerrestrialComponent)技术的卫星移动通信系统,可以构成天地一体化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。这一动向代表了移动卫星通信技术的发展趋势。 通信产业网

    卫星技术

    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、星上处理交换技术等方面。

    星载大型可展开天线与多波束形成技术:对于静止轨道移动通信卫星系统而言,为支持地面手持移动终端,克服传播距离长导致的信号衰减和星上发射功率有限等困难,需要借助大型星载天线技术和多波束技术,在保证覆盖范围的情况下,提高波束的有效全向辐射功率(EIRP)。 通信产业网

    星载处理交换技术:目前星载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体制适应性强、技术成熟、风险小的特点,但由于需要地面处理交换,双跳通信的服务实时性差;全处理方式星上一般通过数字方式实现,具有服务实施性好、资源利用率高,抗干扰能力强等优点,缺点是技术体制适应性较弱,技术难度大,受空间辐射的影响,可靠性差。透明处理转发则是二者的折中。目前三种方式在星上均有应用。

    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。现有地球静止轨道移动通信卫星平台需要支持800kg以上的有效载荷重量,整星功率都在10kW左右。以Inmarsat-IV为例,采用Eurostar-3000平台,有效载荷重量为1000kg,卫星总重5940kg,整星功率达到9000W(EOL)。此外,大天线柔性结构对于卫星平台控制系统提出了更苛刻的要求。

    终端技术 通信产业网

    伴随卫星技术的进步,卫星移动通信系统的地面终端小型化、手持化已成为可能。得益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已不再是问题。Thurary的手持终端已接近地面蜂窝通信使用的手机的水平,MSV的手持终端更小。终端应用正在向多媒体、宽带化和嵌入式发展。目前,终端技术主要涉及天线和射频模块小型化技术。

关键字:卫星  卫星移动通信  移动  移动通信

编辑:金子 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2010/0802/article_1112.html
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