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卫星系统新技术在中国的应用发展(一)

2/14/2005来源:卫星通信人气:9232

陈如明 (信息产业部无线电管理局 北京 100037)
  摘要 本文集中于卫星系统新技术层面,并结合市场导向下的技术驱动重要性,在回顾卫星轨道/频谱资源规划相关重要进展基础上,重点论述现代卫星系统新技术及其在中国的应用机遇和发展策略考虑。

  关键词 宽带卫星系统 通用宽带无线接入 第三代移动通信 2G/2.5G/3G/3G+/4G

1 引言

  进入21世纪的信息全球化及全球巨大的个人多媒体通信流量与无缝隙覆盖需求,注定无线宽带手段,包括各类卫星手段,将会发挥愈来愈重要的战略作用。

  卫星系统具有以下特征与重要作用:唯一的三维无缝隙覆盖能力;独特的灵活性与普遍服务能力;宏大区域的可搬移性与可移动性;广域复杂网络拓扑构成能力与广域Internet交互连接能力;特有的广域广播与多播能力;对国际/区域/本地连接距离的不敏感性;较低的初期投入与快速财务回收;对应急救灾及宽带系统备份与故障抢救的快速灵活与安全可靠方面的独特能力等。

  卫星系统可用于开发创建一系列产业领域,诸如DBS/DTH/DAB/DVB-ip、GPS/RNSS/GIS、VSAT/USAT等;广泛的应用、服务领域,诸如国际/区域/本地固定/移动通信、DBS/DTH/DAB广播、GPS/RNSS/RDSS导航定位、GMDSS安全与应急援救、远程教育与远程医疗、卫星遥感与地球探测、气象及地震预报以及包括工业、农业、渔业、林牧、安保、军事、科学研究、新闻报导、航空、海事和环境等各行各业。

2 宽带无线演进中的重要互补支持作用

  关于通用无线接入的详细讨论可见参考文献。通用无线接入包括地面移动接入(属地面移动业务范畴)及地面固定无线接入(简称为FWA,属地面固定业务范畴)和卫星接入(SA,相应卫星移动接入属移动卫星业务MSS范畴)。无线接入按其网络带宽通常分为三类,一类为窄带(Narrowband)接入,其携载业务的每用户比特速率常≤64kbit/s;第二类为宽带(Wideband)接入,每一信道载波可提供高达2Mbit/s的比特速率;第三类为宽频带(Broadband,有时亦称广带)接入,主要针对多媒体业务传输需求,每一信道载波传输速率可>2Mbit/s。实际上我们往往习惯将Wideband与Broadband无线接入统称为宽带无线接入。

  卫星接入是通用无线接入的重要组成部分。近些年来,卫星接入被人们轻视与冷漠的主要原因与GMPCS系统在原先过份炒作基础上的严重失利密切相关。WRC-97大会上LEO/MEO/GEO卫星移动与卫星固定业务被炒得火热,而事隔三年,随着Iridium系统的破产惨败,尔后ICO、Globalstar以及Orbcommm等大、小MEO/LEO系统均相继陷入相当困难的处境。此情况决非偶然,与地面移动无线接入和固定无线接入的蓬勃发展局面相对比,其根本问题是如何处理好技术驱动与市场驱动的基本关系,以及如何定位好卫星业务与地面业务之间的基本市场格局和如何处理好卫星业务与地面业务的有机综合。

  但是,归根结蒂,卫星通信在构筑全球信息高速公路征程中的独特战略地位与作用,任何有识之士均不会忘却,卫星业务在WRC-2000大会上依然获得密切关注。而且作为固定接入的GEO FSS系统,以INTELSAT系统为代表,依然处于相当好的商业运作状态,它对高速寻呼、短信息数据业务联网,对包括DTH、DBS、VOD在内的视频多媒体广播、多播业务,对Internet业务的高速下载及远程教育、远程医疗等多媒体业务广域组网等依然发挥着独特有效的作用。目前看来,采取快速剪裁市场需求的现代GEO卫星系统设计的思路较为可取,例如,可瞄准宽带IP业务市场,以带宽处理能力较强的、传播环境相对较好的C/Ku频段为轴心,消除使用星上处理、星际链路及低轨/中轨多星座高风险技术,星上仍采取适应动态业务演变较灵活的透明弯管式、地面控制星上转发器交叉连接这一基础传输模式,借助多点蜂窝波束频率再利用进一步提高其频谱利用效率,并可采用星上波束发射功率控制,以适应传输条件的动态变化影响。在地面段采用高效率编码与调制技术以增加功率/频谱利用效率和降低天线尺寸、功耗及硬件成本;对每波束载波进行动态调制与编码参数调整以动态控制功率/带宽资源分配利用;采用新的网络协议及管理手段进一步实现多用户共用同一频带时的动态带宽管理及优化Internet不对称与突发数据特性的带宽利用效率。从商业市场模式考虑与地面互补,实现广域下行B2C宽带Internet平台服务,执行高速Internet基本业务接续,多媒体VOD、VPN、电子娱乐等增值服务,以及对用户最后一公里解决方案的xDSL、电缆、光纤和其它宽带地面无线接入手段的广域支持与补充,而其上行纵向,则可执行B2B方式的垂直应用,对ICP、ISP、电子商务的CSP地面移动应用及分组数据中心等实施纵向连接支持应用等。这样其基本目标为瞄准“最后一公里”的终端用户广域接入,有巨大商业覆盖面,并特别适合于Internet网及农村边远服务,可望帮助服务商从零售服务中获得可观的利润。

  卫星通用无线接入可包括宏大区、宏区、小区、微小区、微微小区、移动、半移动(包括游牧)、固定等各种接入覆盖模式,可有效覆盖三维物理空间的任何一角落及有效连接至任何个人用户,这对实现未来全球的个人通信而言,其实际连接覆盖的普遍化与重要性不言而喻。其中卫星接入在实现国际/区域/国内灵活的宏大区广域三维覆盖接入方面的作用显得尤为突出。

  在未来宽带演进中,无论是宽带无线接入中的宽带卫星接入,还是宽带移动通信中的宽带MSS的有机综合,可以肯定地说,宽带卫星在未来全球个人多媒体无缝隙覆盖连接,在实现广域覆盖的普遍服务等方面将会发挥出愈来愈重要的潜在战略作用。同时亦可预期,随着地面移动、地面固定及卫星业务三者紧密综合在一起,以及全球/区域/国内的WWAN、WMAN、WLAN、WPAN等各类不同覆盖域尺寸、不同频段网络的紧密综合,为适应这一多模、无缝隙、以IP为基础的综合多媒体业务运行环境下的灵活有效的公共资源管理,建立智能代理之类管理模式将成为一种发展趋势,并可发挥出重要的现实作用。

  此外,就技术层面看,宽带卫星系统通常具有比宽带地面系统更高的技术难度与更深的技术内涵。如众所知,由于固定无线接入比移动通信场合容易操作,智能天线、软件(定义的)无线电以及一系列现代编码调制及自适应信号处理技术等功率/频谱有效利用新技术以及IP QoS的物理层、MAC层、会聚层及应用层方面有效的协议处理往往首先在固定无线接入中试验与装备应用,从而,固定无线接入通常成为新一代移动通信的技术先导。与此相似,先进的卫星技术首先以先进的地面技术作先导,但还必须紧密结合卫星传输的自身特征,进一步研制开发一系列特有的新技术,诸如GEO长时延、大传输衰耗影响处理,LEO/MEO多星座结构优化与自适应覆盖处理,多星座、多网络跨协议漫游处理,高可靠、长寿命卫星空间段星上处理、星际连接及卫星发射技术演进,精确可靠的空间体站址保持、地面跟踪以及端对端卫星全IP结构传送运作时的有效QoS控制等。

3 现代卫星系统新技术

  (1) 多维信号处理与电磁兼容分析及多维频率共用技术

  包括卫星业务、地面业务及其彼此共用在内,此多维含义可涉及频率域、时间域、空间域、信号域、网络域甚至显示域,多天线发送接收在内的多输入、输出(MIMO)多维时空处理为其典型示例。而且,对未来多频段、多模式通用宽带无线接入综合业务运行场合,频谱/轨道资源管理的广宽地域分布、可延展性及充分灵活的特征必将导致分布式的智能代理型的新的多维智能资源管理要求。

  (2) 灵活、有效及可扩展的多维资源管理技术

  对于未来移动与固定、地面与卫星、广播与交互、公用与专用、广域、局域与个人域等各类业务均综合于一种以全IP为基础的统一宽带平台上运作这一无缝隙与有机综合的复杂运行环境,包括对上述频谱、轨道资源管理在内,必须利用多维智能代理之类手段,才能实现灵活、有效并具扩展性及规模化的多维智能资源管理。借助自适应智能天线覆盖及软件无线电控制的智能化频谱、轨道资源管理,一方面可实施频谱、轨道资源动态协调及时空等多维处理运作,同时,借助自适应智能化调整发射功率、调制方式、带宽资源等进一步优化空中接口参数及优化无线IP QoS控制参数,从而使频谱、轨道等资源可进行更合理的有效协调,包括多层平台联合动态调整参数的智能运作在内,以大大提高资源的利用效率。

  (3)智能天线与分布智能天线技术

  现代天线波束成形、多点波束蜂窝结构及分布智能天线技术,是实现高密度、多重频率再利用并大幅度提高频谱利用效率的最有效途径,与多址连接技术在一起运作,可有效提高上、下行,特别是下行吞吐能力。这亦是第三代移动通信改进系统性能及4G/5G发展的重要手段,是3G TD-SCDMA方案的核心技术,目前正扩展成TDD、FDD全面开发应用。研制开发出稳定性、快速收敛性等性能优良的控制算法是其关键, 应特别注意探讨TDD及FDD模式下双向智能天线运作的系统结构与优良算法。对L/S频段及Ka之类高频段蜂窝结构覆盖的星上天线的智能控制、空中结构展开以及经济的自适应大范围调整覆盖能力等是实现系统有效频率多重再利用与适应性剪裁市场需求、提高竞争力的重要途径。

  (4)软件无线电与软件定义的无线电技术

  中频处理的软件(定义的)无线电技术将逐步成为现实,普遍装备于新一代移动通信与宽带无线接入系统中将会产生重大经济效益。新一代宽带无线系统用户实现成本量级水平的降低及系统结构的灵活变更,很大程度上是期望在统一硬件平台基础上的软件无线电的有效支撑。广泛借助DSP器件及相应合理设计的系统结构,推广软件(定义的)无线电技术应用,可使卫星通信设备,特别是地面段设备更灵活、小巧、稳定、可靠。另外,还应积极研究向快速综合实时处理迈进的DSP技术与算法,由软件定义的无线电向射频处理的真正软件无线电技术迈进。

  (5)现代编码 / 调制及编码调制技术

  这是在语音及数据传输状态下大幅度提高功率/频谱效率的又一重要途径。应重视小于2.4kbit/s速率的高性能声码器,由MPEG-4、MPEG-7及MPEG-21支持的视频图像压缩与管理技术;多路语音压缩倍增系数达10~16倍以上的DCME/PCME等各类数字电路倍谱技术;优良性能的信道编码调制技术,除通常所知的TCM型、BCM型、SPORT型、恒包络型、部分响应型、实用型等编码调制技术外,应特别注意适应移动通信衰落环境、非线性信道及多重图像分辨率要求情况下的多重编码调制、多信号间隔恒包络编码调制、多分辨率编码调制,不对称传输环境下的UEP码调制,以及大幅度提高功率处理能力的串、并联级联码调制,包括Turbo码及Turbo编码调制技术。尤其是卷积型及分组型Turbo码及相应编码调制,在第三代移动通信、无线LAN、WLL、卫星数据直播、多媒体多分辨率图像通信、无线数据传输、LMDS宽带无线接入、HDTV传输、吉比特以太网、低速率数字语音压缩Internet、数字卫星通信以及数据记录存储等各方面均将有广泛的应用。

另一方面联合M-QAM运作的自适应(x)-OFDM(y)方式(诸如C-OFDM、W-OFDM、V-OFDM、F-OFDM及OFDMA等)值得注意,它具备宽带运行时的优良抗色散能力及波形成形能力,可实现非(直)视距离(N-LOS)方式传输,包括与未来多载波宽带CDMA组合运行,对现实工程装备实施及对宽带无线接入和宽带移动通信新一代运作很有吸引力,而且QPSK/8PSK/16QAM/64QAM/(x)-OFDM(y)多调制方式自适应可变运作,对自适应覆盖可调或传输性能自适应控制有很好的可实现能力。应该指出,以IP为平台基础的Shin卫星系统即拟采用Turbo码及OFDM技术,以有效提高其容量处理能力。

  (6)卫星人工神经网络技术及自适应信号处理与统计检测技术

  卫星通信中有大量自适应控制技术的用武之地,包括大时延闭环状态下的自适应控制技术、卫星人工神经网络自适应控制技术、自适应信号处理与统计检测以及非线性自适应学习与均衡技术等。对恶劣传输环境中的自适应处理应特别注意其优良性能的快速盲算法,以及相应自适应非线性处理及降低状态数与复杂度的实用软判决最佳/次最佳序列检测等高级检测处理技术和有效处理市场剪裁要求的自适应覆盖技术等。

  (7)多媒体综合业务传送的多层次综合业务工作平台技术

  尤其当考虑与MSS及地面业务无缝隙覆盖综合时,这种设计哲理显得更为重要,包括以SDH/ATM/IP技术为支撑的自适应可变速率、可变业务类型与QoS要求,同时组合不同频段和(或)不同分层覆盖区模式及优化星座结构、LEO/MEO/GEO协同工作和(或)分步实施的地面通信与卫星通信有机组合的三维运行综合业务工作平台。   (8)流媒体技术

  充分发挥卫星广播、多播(组播)能力的长处,组合流媒体技术,包括进行缓存(Caching)处理、可变带宽的动态资源及网络管理、以及有效地组合“推”、“拉”技术的卫星CDN(内容分配网络)平台技术,以实现恶劣时延环境下IP为基础的网络的高速多媒体在线高质量连续传送。

  (9) 软交换技术

  这是使新一代网络结构灵活可变、前后向兼容性能优良的核心技术。它采用分层的全开放网络构架,具有独立的模块化结构;是一种业务驱动型网络,业务和呼叫控制可完全分离,呼叫与承载可完全分离;亦是一种基于统一协议的分组型网络体系结构。它可适应技术发展新趋势,满足不同用户新需求;能快速提供新业务,涉足新领域,创造新的利润增长点;亦可有效地降低网络建设与维护成本,从而对新一代移动通信全IP网络构成很有吸引力。

  (10) 适应IP或全IP为基础的新应用协议与算法的研究和开发

  由于TCP/IP并非为卫星通信所设计,难以直接按此控制好用户端对端的QoS性能。为使以IP为基础的卫星Internet网络之间及与地面Internet网络一道取得更优良的传输效率与吞吐性能,深入研究各种应用协议与算法有重要意义。由于卫星系统,特别是GEO卫星系统,有长的传输时延,单跳往返时延(RTT,Round Trip Time)约为2×270=540 ms,它对按TCP/IP协议确定的由其所谓管道(Pipe)效应引起的数据重发和吞吐量、吞吐率受限(吞吐率=吞吐量/相应传输带宽中所传输的原始数据速率,若吞吐量等于此数据速率,则吞吐率为最理想,即100%)有明显的影响。根据Internet活动委员会(IAB)制订的标准RFC 1072(Request For Comment 1072)中的定义,其数据管道=RTT×数据传输速率,数据管道中任何一个数据包丢失均将导致数据重传,将严重影响其实际最大数据吞吐量(Throughput)即其最大数据传输速率,而最大数据吞吐量=最大接收窗口/RTT,因此RTT及最大接收窗口大小均直接影响最大吞吐量及最大吞吐率的大小。对于往返时延RTT大且传输速率及传输带宽高的信道即称为“长-宽信道”(Long-Fat Channel),上述GEO宽带卫星信道即为典型的“长—宽信道”,对TCP/IP卫星系统不加以协议扩展改进,将会产生严重的管道效应,影响其吞吐性能。

  因此,首先必须对TCP/IP协议进行一系列的扩展改进, 例如:可由帧结构改进、选择性ARQ、慢启动后的时迟ACK、选择性ACK、前向ACK、ACK拥塞控制、TCP报头压缩、ACK压缩与紧凑化、窗口尺寸设计等入手, 对此,Internet工程任务组(IETF,Internet Engineering Task Force)已提出了一些扩展建议,即如RFC 1323(“Long-Fat”Channel,Big Window Long Buffer,以克服长时延、大带宽/高容量时的TCP传输瓶颈),RCF 2018(SACK, Selective Acknowledgement ,以改进长时延、大窗口、高误码时的传输效率),RFC 2001及2518(TCP Congestion Control,Slow Start,Congestion Avoidance,Fast Retran-smit,Fast Reco-very等, 以实现动态信道有效利用及改进卫星信道非对称性引起的性能起伏等);也可采用欺骗(Spoofing)之类TCP/IP协议变换形式的网关技术, 可使吞吐性能获得数倍的改进,如此等等, 均属一些较典型的改进IP卫星网络QoS性能的有效途径。当然,这些改进工作还在进一步深化与发展,包括在第三层、第四层直至更高的应用层,以达到IP卫星网络与 IP地面网络综合运行时的更满意的QoS控制。当然,涉及与地面系统的集成,包括新一代移动通信与无线接入,无疑 WAP、c-HTML/x-HTML、MSS IP OVER MPLS 以及Bluetooth等与个人连接和接入协议等相关的协议与算法亦均十分关键。

  (11) DVB-IP及安全技术

  众所周知,Internet是卫星通信进一步发展的重要源动力,而DVB-IP则是卫星宽带多媒体业务发展的重要途径。DVB (数字视频广播)是欧洲尤里卡计划的一部分,为发展数字电视DTV业务而确定的一种标准,起源于20世纪90年代初,由欧洲广播用户设备制造厂商和ELG(European Launching Group)论坛推进而建立,相应国家和组织可自愿参加,后即成为目前的DVB计划,至2001年初,DVB计划已包含了30多个国家与220多个组织,实际上已成为一种全球标准。DVB标准一般又细分为针对卫星传输的DVB-S、针对有线电视传输的DVB-C和针对地面传输的DVB-T三种标准。由于地面传输条件最为复杂、严峻,从而DVB-T标准内涵及对环境的技术对抗措施亦最为复杂与多样化,这一点也就反映在不同国家的DTV-T标准的确定上。

DVB标准的技术性能与接口要求包括下述方面:数字信源压缩编码、节目数据流的复接、信道纠错编码、数字调制、数字加密和条件接收等,数字视频压缩算法统一采用MPEG-2,前向纠错统一采用R-S码,QAM调制标准星座状态数高达256,符号速率范围6.0~6.9Msymbol/s等。CA是一项加密控制的有条件接收技术,涉及DVB-IP广大用户应用时的申请、接入、付费、频道控制,甚至防假等一系列要求。应该指出,在解密节目抵达用户后的信息安全与知识产权保护和防非法拷贝方面,电子数字水印是一种重要的新技术途径。

  (12)频段扩展与新系统、新技术的开发应用

  基于目前L、S、C、Ku频谱资源及GEO卫星轨道资源的紧缺与拥塞,频段扩展包括卫星军事应用在内,自然瞄准X、Ka及V(Q/w),以及毫米波与红外线范围的所谓空中光纤。汲取以Iridium系统为首的LEO/MEO型GMPCS系统的失败教训,除GEO系统外,仍应协调实施与各计划开发相应的LEO/MEO NGSO卫星系统, 甚至建立新思路, 开发LEO/MEO型“静止卫星系统”, 其实,高度更低属地面业务范畴的平流层气艇高空平台HAPS及高空飞机/气球远程覆运行HALO等系统亦为其类似思路的派生产物。与新频段开发,包括星际链路的开发在内,除器件技术外,亦有一整套涉及相应多址连接技术、自适应处理技术等在内的一系列新技术、新系统的研究开发工作需同时执行。

  由X频段商用、至Ku/Ka、纯Ka及EHF(V/Q/W)频段扩充,这对解决未来愈来愈多的个人多媒体视频业务需求及卫星产业迈向消费领域有重要意义。例如,从多点波束频谱有效再利用角度看,新一代Ka频段宽带卫星系统的容量潜力非常有吸引力,而且如果在卫星处理设备中采用高速分组交换统计复用,还可在多点波束蜂窝式覆盖基础上,进一步大大提高下行信道的负荷因子与复用能力,可大大改进整个卫星系统的用户传输速率和信息吞吐量。

  一般来说,Ku与Ka频段的卫星系统相比较,Ka频段卫星通信系统性能/价格比方面有明显吸引力。以相同带宽资源作对比,Ka卫星的造价比Ku卫星约贵2倍左右,然其容量却可高6~8倍,而且其终端尺寸还可缩小一倍多,约0.6m左右,可方便地走向家用消费品市场。因此可以说在性能价格比方面,Ka卫星系统大约可有2~3倍或更多的得益。当然,Ka频段雨衰将更严重,沉降影响更严峻,而且就地面控制的星上自适应覆盖处理技术而言,比Ku频段更不成熟,因此目前Ka频段的自适应控制技术,主要仍是运用FEC码率及调制状态速率自适应可变技术改变其功率处理能力和进行雨衰对抗,而未用整体的路由分集技术;采用多点波束跳越扫描覆盖可能也是一种现实可行的出路。

  归根结蒂,由C频段至Ku频段再至Ka频段是技术与市场需求演进的必然结果,一般来说C频段的宽带视频运营目标为电视运营网络及一些住宅用户,此时天线直径为2.4m左右,以分瓣组装结构为宜;到Ku频段时,其频率复用能力即可提高4倍左右,降到1~1.7m左右,用户对象可较大规模普及企业数据应用和住宅居民电视接收;进一步进入Ka频段,将可适应IP为基础的宽带多媒体高速数据传递要求,此时频率复用相对Ku频段仍可再提高4倍,天线直径可再降低一倍或更多,达0.4~0.6m左右,适用对象可普及小型企业及家用住宅宽带数据及视频多媒体运行。当然,从市场发展前后向兼容角度看,在不少场合Ku/Ka混合结构仍不失为一种安全与明智的选择。

  另一方面,Internet已成为宽带卫星业务的重要驱动力。DVB-IP卫星统一平台对卫星消费用户有很强的吸引力,而在亚洲Internet家庭用户亦将快速增长,2001年约为1300万左右,至2008年将增至2000万以上。瞄准IP为基本业务目标的Ku/Ka卫星平台的带宽处理能力也非常引人注目,以SHIN Satellite Public Company Limited平台为例,这一IP为基础的宽带卫星将由SS/Loral公司制造,据称拟于2003年第一季度发射,其性能/价格比可与地面数字用户线及电缆调制解调器相比拟,由于利用35个左右的多点波束加之广域波束,进行多重频率再利用,其容量约可达40 Gbit/s,为目前最大卫星容量的20倍左右;而且在功率处理方面,利用了先进的Turbo码编译码技术及OFDM技术,可使其传输效率比一般情况改进100%左右。

  (13)增加卫星运行寿命的氙离子推进及高效率太阳能电池技术

  采用氙离子(Xenon Ion)发动机技术可获得大幅度节省卫星燃料的高效率卫星姿态控制及轨位保持控制。对一颗15年寿命的卫星,采用氙离子推进将可节省90%的推进剂用量,从而可大大节省卫星发射价格或增长卫星寿命。若使用能力较强的25 cm 160mN的氙离子发动机,每天仅需工作30min即可将卫星轨位保持至0.005度,从而可有效处理多颗卫星共用同一轨位(Co-location)的卫星轨道位置的保持与控制。

  与常用的硅太阳能电池相比较,砷化钾太阳能电池可使转换效率提高一倍左右,即由14%提高至30%左右,这可为实现10~20 kW大功率卫星平台运行奠定基础。同时效率高、体积小、重量轻的锂蓄电池可比现有镍氢蓄电池提高一倍左右的功率能量密度。

  (14)现代星上处理技术

  如上所述,即使是运用了多点蜂窝结构覆盖,大幅度提高Ka频段卫星频率再利用及容量能力,但星上转发若仍利用弯管式电路交换结构,此时交换波束的连接只能通过相应地面关口站执行,而卫星下行电路突发空隙便不能被数据填满,这将严重影响卫星下行电路的有效利用。另一方面,从ATM实施网状网寻路观点看,这亦可能导致通信连接效率很低,特别是当连接终端数上升时更是如此[1]。例如,对n个终端,要求N=n(n-1)/2个全网状电路连接,当n=10,即有N=45,此时即便用星上基带电路交换处理恒定速率模式进行处理亦难以奏效,导致对无连接通信呈现很不有效的利用,此时较有效的办法即需在星上设置现代分组交换处理,不规则的数据流经缓存后再按动态统计复接原理在下行电路中进行最有效的统计复接交换处理,包括利用第三层宽带IP交换技术,此时上行按FDM-TDMA多点波束高频率再利用方式运行、下行按TDM动态统计复接多点波束高频率再利用方式进行工作,从而可使宽带卫星系统吞吐量获得量级性的提高。

  相应星上处理器的主要技术包括SAW(表面声波)滤波信道化技术及快速开关切换技术,全数字FFT信道化,路由分配及波束成形技术,低功耗A/D、D/A,射频固态功率放大及信号再生技术,Butler矩阵放大及其相组合的波束成形、信号缓存、路由分配、频率转换等射频功率动态分配和软件无线电控制技术,等等,再包括移动用户终端处理技术在内,以实现任意形式用户终端与用户终端之间的TDMA时隙分配及任意波束、频率与时隙之间信号的快速、灵活的交换与通信。(未完待续)

摘自《电信科学》