宽带卫星通信

1宽带与个人卫星通信系统引言今后几年中将有许多新型卫星通信系统涌现，它们将使卫星在通信领域的重要作用得到更加充分的展示。两类新型卫星通信系统：基于手持机的个人移动通信卫星网络基于固定或便携式终端的机的宽带多媒体通信卫星网络本书分为三部分：第二部分（基础）：介绍地球静止轨道或非地球静止轨道卫星的星座，以及卫星通信的基本原理第二部分：讨论个人移动卫星通信系统及其组网问题（包括多址、蜂窝结构、路由），也包括技术、规则和市场问题；第二部分：讨论未来的宽带（包括互联网、多媒体应用的）卫星通信系统，特别是ATM和TCP/IP在其中的应用。本书的作者是德国空间中心通信导航研究所的网络组的科学家；最近几年完成了许多关于宽带和移动卫星通信方面的研究项目，在期刊上发表了许多论文，本书集中了这些经验，2特别重视概念的实现。卫星通信的主要应用用于电话和电视干线互联，作为备份路由承担高峰期业务电视直接广播到户，例如采用DVB/MPEG标准用于全球覆盖移动通信，包括航海、航空、陆地移动通信，支持基于便携式、手持式、膝上终端的电信业务；目前采用GSM标准，将来采用UMTS标准构成万能移动电信系统；用于基于TCP/IP协议的互联网业务，为终端用户提供大数据文件的下载，作为因特网业务提供商直接接入骨干网的通道；构成VSAT专用网、宽带广域网（包括多媒体业务、互联网业务），将来很可能采用ATM技术。卫星特别适于多播和广播，因此将成为全球信息高速网中不可或缺组成部分。上述后四种应用的相互关系可用图1.1进行描述；表1.1概括了卫星用于宽带和移动通信的历史和展望；341.1个人移动卫星通信表1.2比较了基于卫星的移动通信与基于地面蜂窝的移动通信的优缺点，二者互为补充；卫星移动通信应用的主要市场：新闻、商务旅行者个人通信，克服与地面蜂窝网不兼容的问题；为地面网不复盖区域提供移动通信业务：到1999，大约有80％的陆地、40％的人口尚未覆盖；5为不发达国家和地区提供基本通信手段，到2003年全世界还将有60％的人口从未用过电话和传真；货运物流管理，防盗、救灾；支持公安系统紧急信息传输。个人卫星通信主要业务：个人移动电话业务，典型速率4.8kbps；Fax业务，短信息服务；实时数据业务，典型速率2.4/4.8kbps；存储转发数据通信（email,话音邮件、静止图像、测控数据）；寻呼定位及其报告附加业务（呼叫转移）增值业务（在线服务，数据收集）基于中/低轨道卫星的个人通信:铱系统、全球星系统ICO系统基于GEO卫星的移动通信系统AceS系统，采用140个点波束，12米直径卫星天线；6主要困难：手持机功耗、体积、成本、尺寸受限；通用移动电信系统(UMTS)今后人们的通信方式将发生以下变化移动电话及其它移动、袖珍通信终端大幅度增加；话音通信将不再占统治地位，数据通信和多媒体通信越来越重要，并获益于面向分组或基于因特网传输方式；第三代移动通信迅速发展，其核心是与多媒体业务相结合。这些网络将形成UMTS，或国际移动电信（IMT-2000）UMTS/IMT-2000的主要特征是：关于业务形式高数据速率（最高：室内2Mbps,室外384Mbps；移动应用144kbps）速率时变、非对称电路交换业务，分组数据，实时、非实时业务移动多媒体业务、移动互联网接入业务质量的提高和保证各种不同环境中的通信（室外、室内、郊区、广域）用唯一的手机号，世界范围的漫游7个人通信，虚拟家庭环境，便携终端业务用户控制的业务面对于用户终端有各种各样的终端（基本终端、PDAs、多媒体）用户可通过无线实现终端重构数据下载应用对于网络能将固定网、移动网和因特网一体化灵活的网络结构（一般无线接入网络的概念，一般核心网络概念）可与第二代通信网（GSM）互操作和集成满足不断增长需求的大网络容量1998年关于UMTS/IMT-2000卫星部分的5个提案已经提交给ITU,包括欧空局开发的S-UMTS空间接口1.2宽带多媒体卫星通信最近几年将有许多宽带多媒体卫星通信系统出现，主要是支持固定终端的，但也支持移动终端和便携式终端，典型应用有：可视电话和视频会议高速因特网接入和高速在线服务8电子商务email和Fax直接到户的电视广播远程学习和训练远程医疗共享应用分布式游戏与地面宽带网相比，卫星多媒体系统的独特优势是：比地面网能更早提供全球多媒体业务到终端用户；在许多地面网难于覆盖的地区提供多媒体业务（特别是军用）；高效的广播特性举例：休斯公司的SpaceWay,采用GEO卫星对于固定用户提供全球宽带业务；Teledisc用100多颗LEO卫星，基于ATM模式，主要对固定用户提供高速互联网接入、交互多媒体通信、视频会议及其它宽带业务。对于LEO卫星的宽带卫星通信系统，地面站通常需要配备能够自动对星的两波束天线，才能保证连续地通信。91.3频带分配频带分配由ITU世界无线电大会决定用于数据传输地非静止轨道卫星允许用VHF和UHF中的150MHz和400MHz附近的频段；支持话音的非静止轨道卫星，可以用L波段的1.6138-1.6265GHz和S波段的2.4835-2.500GHz频段；L波段的1.6265-1.6605GHz和1.525-1.559GHz已经分别分配给GEO卫星的上、下行链路；对于基于GEO卫星的S-UMTS系统（ICO）已分配了1.980-2.010GHz（上行）和2.170-2.200GHz对于宽带多媒体应用，因为需要几Mbps的速率，因此需要用Ku波段（11/14G）或Ka波段（20/30G）1.4本书涉及的内容卫星轨道和星座设计卫星通信链路组网技术，包括移动通信网、与地面网互联、交换路由星上信号处理，多波束天线技术卫星多媒体通信特殊技术频带安排、许可证申请、市场定位等10