移动卫星通信的关键技术.docx

移动卫星通信的关键技术摘要本文简要介绍了卫星通信的特点并主要分析了移动卫星通信的特点、目前主要的应用领域和重要作用重点是分析了移动卫星通信技术的三个关键的技术即系统技术、卫星技术和终端技术三个方面并对移动卫星通信的这三个关键技术分别进行了较为详细论述。关键词移动卫星通信；系统技术；卫星技术；终端技术中图分类号TN91文献标识码A文章编号1674-6708（2014）122-0223-020引言移动卫星通信系统的最大特点是通过卫星通信的多址传输方式可以向全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务。1移动卫星通信的特点1.1卫星通信卫星通信[1]是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信方式具有覆盖范围广、建站成本和通信成本与距离无关、站点开通时间短等优点特别适合广播通信业务以及难以敷设有线通信设施地区的通信需求。1.2移动卫星通信移动卫星通信是指依靠卫星通信的特点在移动载体上集成了卫星通信系统或者卫星通信终端设备从而可以实现载体在移动中不间断的卫星通信。根据卫星通信环境和系统功能的要求移动载体既可以是飞行器和地面移动装备还可以是海上移动载体和移动单兵这就大大扩展了卫星通信的使用范围和环境适应性。当前移动卫星通信的发展呈现多样化的发展趋势但移动终端小型化和通信业务宽带化的是其比较显著的特点。2移动卫星通信的关键技术早期和当代相比移动卫星通信的发展呈现出移动终端小型化和通信业务宽带化两个特点。其中移动终端小型化是指移动卫星通信的各种终端设备的逐步小型化。通信业务宽带化是指移动卫星通信系统能够提供传统的窄带话音服务和流畅的视频服务以及高速的数据业务等多种服务。一般来说和固定卫星通信相比移动卫星通信具有以下几个技术特点：1）天线低增益与卫星功率的有限性之间存在突出矛盾；2）低增益天线存在多径效应和多普勒频移等传播信道问题；3）众多终端用户共享有限的功率资源和卫星频率；4）机动性、小型化和漫游管理等要求。根据移动卫星通信今后的发展趋势可以将移动卫星通信的关键技术分为系统技术、卫星技术和地面技术三个方面。下面将从这三个方面分别进行论述。2.1系统技术移动卫星通信最重要的是系统技术主要包括系统的体系结构和通信体制以及移动载体的管理和网络之间的互联互通。移动卫星通信系统在进行体系结构设计的时候需要考虑地面实现与管理的问题和用户对系统的要求和使用问题。其中地面实现与管理问题是指在系统设计时在确定了空间卫星问题的同时需要综合考虑是采用分布式管理还是集中管理的问题；用户对系统的要求和使用问题是指在进行移动卫星通信系统设计时要综合考虑使用多少种终端类型以及系统的模型采用单模还是多模以及卫星网络和地面网络的兼容和融合成本问题。移动卫星通信系统在进行通信体制设计的时候既可以选用传统的TDMA方式也可以选用目前较为常用的CDMA方式还可以选用上行为CDMA和下行为TDMA的混合体制方式。移动卫星通信系统在进行移动载体的管理设计的时候主要需要考虑移动载体的动态特性和终端设备的环境适应性同时由于移动通信卫星发展的趋势是波束宽度越来越窄因此要求移动载体的管理设计更加严格和有效。移动卫星通信系统在进行网络互联互通设计的时候不但要考虑现有的卫星通信系统的体系结构和通信体制等还要保证现有的网络结构和新设计的网络结构可以实现网络互联互通。2.2卫星技术移动通信卫星技术的关键技术主要集中卫星载荷技术和卫星与地面移动通信系统的融合设计[2]等方面。2.2.1卫星载荷技术移动卫星通信需要满足的条件是波束多点覆盖、用户间的单跳/双跳通信以及多星组网通信等业务需求重点是星载大型可展开天线、星上处理与交换以及星间链路等。为了有效支持地面的移动终端并克服由于传播距离长而导致的信号衰减、卫星上的发射功率有限等问题移动通信卫星系统需要借助大型星载天线技术以及多波束技术来有效的提高波束的有效全向辐射功率。一般来说星上处理与交换技术主要包括全透明转发、全处理和透明处理转发三种模式。全透明转发的特点是技术体制适应性强风险较小但双跳通信的服务实时性比较差；全处理的特点是一般通过数字方式实现其优点是服务实施性好且抗干扰能力强但其技术体制适应性较弱且容易受空间辐射的影响。透明处理转发特点是折中了二者优缺点。星间链路主要由微波和激光两种实现方式。目前主要采用微波通信技术但由于受到频带宽度、