第27卷第8期 2006年8月
通 信 学 报
Journal on Communications
Vol.27 No.8 August 2006
卫星通信技术的新发展
甘仲民
江苏 南京 210007)
摘
要展现状
研究了系统的特点及需要突破的关键技术
卫星通信
空间通信网
A 文章编号
然后
给出了网络组成及功能
介绍了宽带卫星通信系统的有关概念和发
Institute of Communication Engineering, PLAUST, Nanjing 210007, China
ITU
的规定
简称为空间通信
(或称为宇宙通信)1
空间站之间的
通信通过空间站的转发或反射来进行的地球站相互间的通信
实际上
因为地球站与空间站
之间以及空间站之间的通信
并与地面基础设施相联
系前二者也
是一种广义的卫星通信
2006-07-10
基金项目
Íâ˾Áô[2005]383
60472049, 60472051, 60572095
½Ì
第8期
甘仲民等
将其宇航局
卫星通信迅速发展
70~80年
代达到了鼎盛时期
90
年代以后
国内长途通信和陆地移动通信业务已不再属于卫星通信的主要领地
卫星通信扬长避短
卫星通信在美
年收入达900多亿
美元在军事应
用中
在经济
如海事
如视频和音频广播防灾
均大有作为
极大促进了卫星通信的发
展
在社会需求牵引和技术发展推动的双重
作用下
许多新技术或发展动向自然引起人们的关注
内容涉及宽带卫星通信系统的发展现状
与趋势
供有兴趣的读者参考
是宽带业务需
求与现代卫星通信技术相结合的产物
也称多媒体卫星
和G/T
ÀûÓÿí´ø
ͨÐÅÎÀÐÇ¿ÉÒÔÏòUSAT
ÓÉÓÚÎÀÐǵĴø¿íÈÝÁ¿Ô¶Ð¡ÓÚ¹â
ÏËÏß·
万方数据
３
¶ø¶ÔÓÚÎÀÐÇͨÐÅÀ´Ëµ
2.2 宽带卫星通信系统的发展现状及典型应用[1~4]
追溯卫星通信的发展史
近些年又应用于数字电视如美国的
DirecTV
ÏÖ´ú»¯
ÓÈÆäÊÇÒòÌØÍøµÄ¹ã·º
ʹÓüÓËÙÁËÏÖ´ú¿í´øÎÀÐÇͨÐŵķ¢Õ¹²½·¥
È«Çò½ÐøÌá³öÁËÐí¶à¸ö¿í´øÎÀÐÇͨÐÅ
ϵͳ
GSO
NGSO
µ«ÊÇÓÉÓÚÊܵ½µØÃæ¹âÏËͨÐÅ
ÍøѸËÙ·¢Õ¹ÒÔ¼°
Õâб»Ìá³öµÄϵͳÖÁ½ñûÓÐÒ»¸öÕæÕýͶÈëÓ¦ÓÃ
Êг¡·çÏÕ¼«´ó
Òò´Ë
»ùÓÚ´ËSSA
来提供区域性宽带卫星通信业务
表1给出了该卫星
及系统的主要技术特性
[2]¸Ã
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µ±È»Æä
ÉÌÒµÔË×÷ÄÜ·ñ³É¹¦»¹Óдýʱ¼äµÄ¼ìÑé
图1 IPSTAR-1卫星的波束覆盖图
通 信 学 报 第27卷
表 1 IPSTAR-1卫星及系统的主要技术特性
项目 特征和基本能力 卫星类型
GEO卫星
所有点波束
的总容量为
45Gbit/s
3个赋形波束
上行链路(反向链路)容量大
于
20Gbit/s
ÉÏÐÐÁ´Â·ÈÝÁ¿´óÓÚ
0.5Gbit/s
点波束
点波束)
用户速率
上行最高
2Mbit/s
含有TCP增强
宽带卫星通信系统的典型应用包括如
视频点播
音乐应用
如高速因特网接入
远程医疗等
企业对企业的电子商务等
文件传输等视频业务约占
62
话音业务下降到14
以上
卫星视频业务在今后一段时间内仍将是
卫星通信的主要应用领域和发展方向
以广播和组播模
式工作的特性
但要发挥这些优势
增大卫星功率和带宽
采用更先进的高效调制和编码技术
等常规措施外
降低成本
TIA
分别对此规定了几个标准的接
口
有关具体细节可参阅文献[6]
TIA-1008和
ETSI RSM-A 3个标准之间的比较
比较项目 ETSI EN 301 790 TIA-1008 ETSI RSM-A 网络拓扑 星形或网状 星形 星形或网状 调制方式 QPSK CE-OQPSK CE-OQPSK 出向业务DVB-S DVB-S 高速TDMA 接入方法 出向业务1~45Mbit/s
1~45Mbit/s
100Mbit/s, 数据速率 133.33Mbit/s, 400Mbit/s 入向业务MF-TDMA MF-TDMA FDMA-TDMA 接入方式 入向业务没有限制
64kbit/s, 128 kbit/s, 数据速率
128kbit/s, 512bit/s,
256kbit/s 2Mbit/s, 16Mbit/s 协议
DVB/MPEG2-TS多层协议
IETF IP网络协议
出向, AP/AAL5/ ATM入向
2) 星上处理及交换技术
为满足用户对传输时延
宽带通信卫星采用星上处理和交换
技术是一种比较好的解决办法
卫星
只是完成变频
为实现波束间交换
但对信息内容不进行处理
卫星不仅需要
完成信号的解调
能实现信息的星上交换
ＩＰｏＳ
较高的信道误码率及信号衰落
等
第8期
甘仲民等
需采取一些措施予以
解决文献
[7]
对此给予了详细描述
QoS
°Ñ·Ö×é´Ó·¢ËÍ·½´«Êäµ½½ÓÊÕ·½ËùÐèµÄ
ʱ¼ä
吞吐量
未成功传输分组数与总传输分组数的
比例
主要决定如降
雨和大气这样的环境参数
5) 降雨损耗
目前
但这些频带的电波传播特性受降雨衰耗的影响
较大采用上行链路功率控制
晴朗天气情况下有雨衰的情况下
的时间可以
达到10
第27卷第8期 2006年8月
通 信 学 报
Journal on Communications
Vol.27 No.8 August 2006
卫星通信技术的新发展
甘仲民
江苏 南京 210007)
摘
要展现状
研究了系统的特点及需要突破的关键技术
卫星通信
空间通信网
A 文章编号
然后
给出了网络组成及功能
介绍了宽带卫星通信系统的有关概念和发
Institute of Communication Engineering, PLAUST, Nanjing 210007, China
ITU
的规定
简称为空间通信
(或称为宇宙通信)1
空间站之间的
通信通过空间站的转发或反射来进行的地球站相互间的通信
实际上
因为地球站与空间站
之间以及空间站之间的通信
并与地面基础设施相联
系前二者也
是一种广义的卫星通信
2006-07-10
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第8期
甘仲民等
将其宇航局
卫星通信迅速发展
70~80年
代达到了鼎盛时期
90
年代以后
国内长途通信和陆地移动通信业务已不再属于卫星通信的主要领地
卫星通信扬长避短
卫星通信在美
年收入达900多亿
美元在军事应
用中
在经济
如海事
如视频和音频广播防灾
均大有作为
极大促进了卫星通信的发
展
在社会需求牵引和技术发展推动的双重
作用下
许多新技术或发展动向自然引起人们的关注
内容涉及宽带卫星通信系统的发展现状
与趋势
供有兴趣的读者参考
是宽带业务需
求与现代卫星通信技术相结合的产物
也称多媒体卫星
和G/T
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2.2 宽带卫星通信系统的发展现状及典型应用[1~4]
追溯卫星通信的发展史
近些年又应用于数字电视如美国的
DirecTV
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图1 IPSTAR-1卫星的波束覆盖图
通 信 学 报 第27卷
表 1 IPSTAR-1卫星及系统的主要技术特性
项目 特征和基本能力 卫星类型
GEO卫星
所有点波束
的总容量为
45Gbit/s
3个赋形波束
上行链路(反向链路)容量大
于
20Gbit/s
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含有TCP增强
宽带卫星通信系统的典型应用包括如
视频点播
音乐应用
如高速因特网接入
远程医疗等
企业对企业的电子商务等
文件传输等视频业务约占
62
话音业务下降到14
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卫星视频业务在今后一段时间内仍将是
卫星通信的主要应用领域和发展方向
以广播和组播模
式工作的特性
但要发挥这些优势
增大卫星功率和带宽
采用更先进的高效调制和编码技术
等常规措施外
降低成本
TIA
分别对此规定了几个标准的接
口
有关具体细节可参阅文献[6]
TIA-1008和
ETSI RSM-A 3个标准之间的比较
比较项目 ETSI EN 301 790 TIA-1008 ETSI RSM-A 网络拓扑 星形或网状 星形 星形或网状 调制方式 QPSK CE-OQPSK CE-OQPSK 出向业务DVB-S DVB-S 高速TDMA 接入方法 出向业务1~45Mbit/s
1~45Mbit/s
100Mbit/s, 数据速率 133.33Mbit/s, 400Mbit/s 入向业务MF-TDMA MF-TDMA FDMA-TDMA 接入方式 入向业务没有限制
64kbit/s, 128 kbit/s, 数据速率
128kbit/s, 512bit/s,
256kbit/s 2Mbit/s, 16Mbit/s 协议
DVB/MPEG2-TS多层协议
IETF IP网络协议
出向, AP/AAL5/ ATM入向
2) 星上处理及交换技术
为满足用户对传输时延
宽带通信卫星采用星上处理和交换
技术是一种比较好的解决办法
卫星
只是完成变频
为实现波束间交换
但对信息内容不进行处理
卫星不仅需要
完成信号的解调
能实现信息的星上交换
ＩＰｏＳ
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甘仲民等
需采取一些措施予以
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对此给予了详细描述
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吞吐量
未成功传输分组数与总传输分组数的
比例
主要决定如降
雨和大气这样的环境参数
5) 降雨损耗
目前
但这些频带的电波传播特性受降雨衰耗的影响
较大采用上行链路功率控制
晴朗天气情况下有雨衰的情况下
的时间可以
达到10