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下一代卫星移动通信

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作者：陈鸿波
本文主要介绍了COST252对卫星移动通信的研究成果，包括卫星系统结构，卫星星座，连网结构要求，空中接口和资源治理等 。
要害词S-UMTSS-ATMS-IP
一、引言
随着移动通信系统的发展，卫星移动通信系统在其中起着越来越重要的作用 。卫星通用移动通信系统(SUMTS)将为UMTS用户提供全球性的覆盖，使用户在任何地方都可以进行通信 。要为将来的固定和移动通信提供全球性的覆盖，卫星系统是必不可少的 。卫星部分将在全球信息基础结构(GII)中起一个很重要的作用，欧洲的COST252工作组正在制定相关的卫星个人通信标准 。3G移动系统的数据速率为144kb/s到2Mb/s，卫星部分速率上限是144kb/s 。在ACTS项目和Ka频段的商用系统中，卫星部分的目标是为固定和移动终端提供更高的数据速率 。3G全球多卫星多波束系统采用码分多址技术，如欧洲ESA的宽带CDMA卫星系统(SW-CDMA)，它是卫星宽带/时分多址接入技术与CDMA技术的结合 。
二、卫星系统结构
卫星系统有助于基于TCP/IP的Internet应用的增长，尤其是要求高带宽和带宽点播灵活性的多媒体业务 。因此，ATM、TCP/IP和卫星技术将会是未来全球系统联网的基础 。
卫星是网络基础设施的一部分，它与地面骨干网络的互操作性很重要，有助于提供QoS和兼容不同类型的业务 。
1.系统情况
SUMTS----SUMTS网络与地面网络相接，以提供2Mb/s的数据速率 。
SATM(卫星异步转移模式)----在卫星ATM的分层实现上，存在两种不同的观点，一种是不改变现有卫星的协议结构，只是将ATM协议放在非ATM的卫星协议平台上 。另一种观点是卫星网采用完全的ATM结构，其中卫星部分的ATM层是S-ATM(以区别地面固定网中的ATM层)，支持传统的ATM业务、TCP/IP应用和UDP/IP应用 。前者的优点是卫星平台对不同用户终端的协议标准是透明的；卫星访问协议止于关口站，不会为外界网看到；不需要修改现行的卫星标准 。缺点是很难为各种不同的协议提供最好的性能 。具有这种分层结构的卫星ATM称之为在非ATM上的ATM封装 。后者的优点是适用于一个高度集成的星地ATM环境，缺点是协议复杂，需要修改现有的各种卫星协议和网间接口协议 。
SIP(卫星IP)----使用IP传输，可以直接连接到IP骨干网，也便于采用Internet的新标准，如IPv6、RSVP、移动IP等 。有卫星星际链路(ISL)的卫星系统能够使用冗余的路径，可以避免网络的拥塞 。在低轨道(LEO)卫星网络中，使用IP路由很有吸引力，它支持组播和与地面IP网络的连网，但是它不适合电路交换网络 。不同的商用系统采用不同的方法：Celestri和SkyBridge将ATM并入到卫星交换；Teledesic使用专用的无连接自-适应路由协议，提供快速的分组交换 。
2.系统要求
容量----SUMTS为单个用户提供的数据速率可以达到144kb/s 。使用Ka频段的宽带卫星系统为每个用户提供的数据速率如下：Teledesic全球卫星系统的上行链路为16kb/s？2Mb/s，下行链路为16kb/s？64Mb/s；Spaceway的上行链路为16kb/s？6Mb/s，下行链路高达92Mb/s；Astrolink的上行链路最高可达20Mb/s，下行链路最高可达155Mb/s 。
频段----目前，UMTS的频段为1885？2025MHz和2110？2200MHz，为卫星部分留出的只有30MHz 。卫星移动通信(MSS)的上下行链路分别在L和S频段运行，反馈链路在C频段提供传统的窄带业务，要提供宽带业务，就得使用Ka频段(20？30GHz)和极高频(EHF)频段(40？50GHz) 。
3.卫星星座
现在的多数卫星系统采用地球静止轨道(GEO)卫星系统 。GEO的性能受传输时延的影响，时延为0.5秒，这是从卫星到地面的传播时间 。这对实时业务流来说，是很不利的 。

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