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下一代衛(wèi)星移動通信

云知道

作者：陳鴻波
本文主要介紹了COST252對衛(wèi)星移動通信的研究成果，包括衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，衛(wèi)星星座，連網(wǎng)結(jié)構(gòu)要求，空中接口和資源治理等 。
要害詞S-UMTSS-ATMS-IP
一、引言
隨著移動通信系統(tǒng)的發(fā)展，衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)在其中起著越來越重要的作用 。衛(wèi)星通用移動通信系統(tǒng)(SUMTS)將為UMTS用戶提供全球性的覆蓋，使用戶在任何地方都可以進行通信 。要為將來的固定和移動通信提供全球性的覆蓋，衛(wèi)星系統(tǒng)是必不可少的 。衛(wèi)星部分將在全球信息基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(GII)中起一個很重要的作用，歐洲的COST252工作組正在制定相關(guān)的衛(wèi)星個人通信標(biāo)準(zhǔn) 。3G移動系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率為144kb/s到2Mb/s，衛(wèi)星部分速率上限是144kb/s 。在ACTS項目和Ka頻段的商用系統(tǒng)中，衛(wèi)星部分的目標(biāo)是為固定和移動終端提供更高的數(shù)據(jù)速率 。3G全球多衛(wèi)星多波束系統(tǒng)采用碼分多址技術(shù)，如歐洲ESA的寬帶CDMA衛(wèi)星系統(tǒng)(SW-CDMA)，它是衛(wèi)星寬帶/時分多址接入技術(shù)與CDMA技術(shù)的結(jié)合 。
二、衛(wèi)星系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
衛(wèi)星系統(tǒng)有助于基于TCP/IP的Internet應(yīng)用的增長，尤其是要求高帶寬和帶寬點播靈活性的多媒體業(yè)務(wù) 。因此，ATM、TCP/IP和衛(wèi)星技術(shù)將會是未來全球系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ) 。
衛(wèi)星是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，它與地面骨干網(wǎng)絡(luò)的互操作性很重要，有助于提供QoS和兼容不同類型的業(yè)務(wù) 。
1.系統(tǒng)情況
SUMTS----SUMTS網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)相接，以提供2Mb/s的數(shù)據(jù)速率 。
SATM(衛(wèi)星異步轉(zhuǎn)移模式)----在衛(wèi)星ATM的分層實現(xiàn)上，存在兩種不同的觀點，一種是不改變現(xiàn)有衛(wèi)星的協(xié)議結(jié)構(gòu)，只是將ATM協(xié)議放在非ATM的衛(wèi)星協(xié)議平臺上 。另一種觀點是衛(wèi)星網(wǎng)采用完全的ATM結(jié)構(gòu)，其中衛(wèi)星部分的ATM層是S-ATM(以區(qū)別地面固定網(wǎng)中的ATM層)，支持傳統(tǒng)的ATM業(yè)務(wù)、TCP/IP應(yīng)用和UDP/IP應(yīng)用 。前者的優(yōu)點是衛(wèi)星平臺對不同用戶終端的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是透明的；衛(wèi)星訪問協(xié)議止于關(guān)口站，不會為外界網(wǎng)看到；不需要修改現(xiàn)行的衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn) 。缺點是很難為各種不同的協(xié)議提供最好的性能 。具有這種分層結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星ATM稱之為在非ATM上的ATM封裝 。后者的優(yōu)點是適用于一個高度集成的星地ATM環(huán)境，缺點是協(xié)議復(fù)雜，需要修改現(xiàn)有的各種衛(wèi)星協(xié)議和網(wǎng)間接口協(xié)議 。
SIP(衛(wèi)星IP)----使用IP傳輸，可以直接連接到IP骨干網(wǎng)，也便于采用Internet的新標(biāo)準(zhǔn)，如IPv6、RSVP、移動IP等 。有衛(wèi)星星際鏈路(ISL)的衛(wèi)星系統(tǒng)能夠使用冗余的路徑，可以避免網(wǎng)絡(luò)的擁塞 。在低軌道(LEO)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中，使用IP路由很有吸引力，它支持組播和與地面IP網(wǎng)絡(luò)的連網(wǎng)，但是它不適合電路交換網(wǎng)絡(luò) 。不同的商用系統(tǒng)采用不同的方法：Celestri和SkyBridge將ATM并入到衛(wèi)星交換；Teledesic使用專用的無連接自-適應(yīng)路由協(xié)議，提供快速的分組交換 。
2.系統(tǒng)要求
容量----SUMTS為單個用戶提供的數(shù)據(jù)速率可以達到144kb/s 。使用Ka頻段的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)為每個用戶提供的數(shù)據(jù)速率如下：Teledesic全球衛(wèi)星系統(tǒng)的上行鏈路為16kb/s？2Mb/s，下行鏈路為16kb/s？64Mb/s；Spaceway的上行鏈路為16kb/s？6Mb/s，下行鏈路高達92Mb/s；Astrolink的上行鏈路最高可達20Mb/s，下行鏈路最高可達155Mb/s 。
頻段----目前，UMTS的頻段為1885？2025MHz和2110？2200MHz，為衛(wèi)星部分留出的只有30MHz 。衛(wèi)星移動通信(MSS)的上下行鏈路分別在L和S頻段運行，反饋鏈路在C頻段提供傳統(tǒng)的窄帶業(yè)務(wù)，要提供寬帶業(yè)務(wù)，就得使用Ka頻段(20？30GHz)和極高頻(EHF)頻段(40？50GHz) 。
3.衛(wèi)星星座
現(xiàn)在的多數(shù)衛(wèi)星系統(tǒng)采用地球靜止軌道(GEO)衛(wèi)星系統(tǒng) 。GEO的性能受傳輸時延的影響，時延為0.5秒，這是從衛(wèi)星到地面的傳播時間 。這對實時業(yè)務(wù)流來說，是很不利的 。

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