寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展-文庫(kù)吧
2025-06-02 15:50 本頁(yè)面
【正文】 無(wú)法預(yù)測(cè)帶寬要求和業(yè)務(wù)特征的連接分配備用信道，這樣既可以保證該連接的業(yè)務(wù)質(zhì)量又可以充分利用資源。 按照用戶(hù)的要求，可方便地安裝ATM衛(wèi)星站，為新用戶(hù)在需要的時(shí)候在任何地點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展相對(duì)容易。 衛(wèi)星可以作為地面光纖ATM網(wǎng)的安全備份，在地面網(wǎng)出現(xiàn)故障或擁塞時(shí)，確保路由暢通。 在Ka波段關(guān)鍵器件方面，近來(lái)有了突破性進(jìn)展，使廉價(jià)用戶(hù)終端的制造問(wèn)題得以逐步解決。這些進(jìn)展包括高集成度半導(dǎo)體（如ASIC）的發(fā)展，20GHz波段的低噪音放大器和30GHz波段的高功率轉(zhuǎn)發(fā)器的研制成功，更高效率的空間行波管放大器，衛(wèi)星總線(xiàn)技術(shù)，高功率太陽(yáng)能板和電子推進(jìn)系統(tǒng)?；鸺l(fā)射技術(shù)的提高也降低了衛(wèi)星單位重量的發(fā)射成本，提高了最大負(fù)荷。 星上處理技術(shù)是提高衛(wèi)星系統(tǒng)性能的有效手段，對(duì)提高系統(tǒng)的頻譜利用率、克服雨衰影響等都十分有效。所以幾乎所有的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)都采用星上處理技術(shù)。波束成形、星上ATM交換和星上功控技術(shù)正在不斷地完善。現(xiàn)代寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)面臨的挑戰(zhàn) 寬帶衛(wèi)星通信現(xiàn)在遇到了頻譜的限制。寬帶衛(wèi)星與其它衛(wèi)星系統(tǒng)及地面系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作的相互協(xié)調(diào)與各國(guó)法律的特定要求。商業(yè)上的問(wèn)題和通信技術(shù)等方面的挑戰(zhàn)。下面就通信技術(shù)上的挑戰(zhàn)做具體的闡述。 （1）衛(wèi)星ATM技術(shù)實(shí)現(xiàn) 衛(wèi)星ATM實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜，與現(xiàn)在的衛(wèi)星傳輸技術(shù)有很大不同。在衛(wèi)星ATM的分層實(shí)現(xiàn)上，存在兩種不同的觀(guān)點(diǎn)，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(tái)上。另一種觀(guān)點(diǎn)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)ATM業(yè)務(wù)。TCP／IP應(yīng)用和UDP/IP應(yīng)用。前者的優(yōu)點(diǎn)是衛(wèi)星平臺(tái)對(duì)不同用戶(hù)終端的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是透明的；衛(wèi)星訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議止于關(guān)口站，不會(huì)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(diǎn)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(chēng)之為在非ATM上的ATM封裝。后者的優(yōu)點(diǎn)是適用于一個(gè)高度集成的星地ATM環(huán)境。缺點(diǎn)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。 （2）波束成形技術(shù) 傳統(tǒng)上，衛(wèi)星采用焦點(diǎn)反饋式拋物面天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)波束成形。這種無(wú)線(xiàn)在增益要求高時(shí)（如在GEO應(yīng)用環(huán)境中）特別有用。但是拋物面反射器缺少靈活性，而且頻率越高，拋物面加工精度的要求也越高。近來(lái)，使用簡(jiǎn)單發(fā)射單元的平面陣列實(shí)現(xiàn)波束成形技術(shù)受到人們的關(guān)注，該方法的主要優(yōu)點(diǎn)是波束成形是全數(shù)字的，并采用自適應(yīng)處理技術(shù)，增大了設(shè)計(jì)的自由度。同時(shí)平面天線(xiàn)的制造成本相對(duì)于拋物面天線(xiàn)低，重量也輕。但是平面結(jié)構(gòu)的天線(xiàn)如果用于GEO衛(wèi)星，增益較小而且單元間有相互耦合。目前需要在不同的應(yīng)用環(huán)境（GEO、MEO、LEO）中對(duì)拋物面反射器和平面陣列的優(yōu)缺點(diǎn)做出定量的比較。 （3）移動(dòng)管理的有效性問(wèn)題 下面將介紹目前的兩種主要移動(dòng)管理機(jī)制，它們存在效率低的問(wèn)題。而新的移動(dòng)管理方案的研究情況在下面介紹。 ①移動(dòng) IP（mobile IP） 在移動(dòng)IP中采用了三角路由的方法來(lái)解決移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（MN）的路由問(wèn)題。這種三角路由移動(dòng)IP管理的方法要求對(duì)傳統(tǒng)協(xié)議所作的擴(kuò)展很小，因此是提供移動(dòng)性管理的最佳方案之一。但是每個(gè)發(fā)給移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)包都要發(fā)到源管局，這種低效率的路由機(jī)制造成了網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)和QOS的可能降低，特別是在公用網(wǎng)中。 ②通用分組無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)（GPRS，general packe tradio system） ETSI為蜂窩系統(tǒng)制訂了GPRS標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。每一個(gè)移動(dòng)終端終身都與一個(gè)網(wǎng)關(guān)GPRS節(jié)點(diǎn)（GGSN，gateway GPRS Supportnode）和一個(gè)本地位置寄存器（HLR）相關(guān)。移動(dòng)終端在HLR中記錄了其最新的位置信息。該信息即是正在為它服務(wù)的GPRS節(jié)點(diǎn)（SGSN，serving GPRS suppo
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