下一代卫星移动通信( 二 )


新一代的宽带系统要求很低的时延,这就要求在非地球静止轨道(NGEO)星座有更多的低中轨道卫星 。LEO卫星(高度为500?2000km)的时延为10-40ms,但是LEO卫星的覆盖范围比较小,传输时有很大的多普勒频移 。为了保持实时传输不被中断,这需要频繁的星际切换,这意味着波束之间的切换需要巨大的信令开销(一个波束相当于地面蜂窝系统中的一个小区) 。
中轨道(MEO)卫星(高度为2000?20000km)处在GEO和LEO卫星之间 。在用户切换到下一个卫星之前可以持续一个小时 。
也可以使用其他的卫星星座 。例如,高椭圆轨道(HEO)卫星系统,它的远地点和近地点相距很远 。商用Ellipso和Pentriad系统就是使用的HEO卫星,当卫星沿着远地点缓慢地移动时,可以提供通信业务 。但是,这些系统仅仅限于特定的业务 。
移动性治理机制一一当在运营商之间进行呼叫切换时,由于在NGEO星座中卫星动态的移动,采用GSM中的方式进行移动性治理会导致很大的信令开销,可以通过计算用户呼叫时需要FES切换的概率来克服这一点 。在这种移动性治理机制中,移动终端离开FES一定距离时,就进行位置更新 。用户的移动性由基于卫星的定位系统检测 。FES区域的终端可以进行位置更新,在一定范围内可能不需要进行FES切换 。业务提供商的QoS(包括FES切换概率,呼叫丢失率等)决定该FES服务区域的大小 。

;SATM----许多移动性问题都与无线ATM网络相关,比如虚拟连接树,可以用于动态卫星FES网络,根据最初的虚拟连接树算法,移动终端可以在一个很大的区域内自由地漫游 。该区域由几个无线接入点覆盖,并且使用预定义的虚电路执行切换 。在呼叫建立时,一个移动用户接入到虚拟连接树,在连接树的中间交换点建立查询表 。
在S-ATM网络中,连接树的根可以是一个GTW站,或者是一个ATM交换机 。叶子节点为输入部分,即一个或者一组波束 。虚拟树将根据卫星地移动动态地建立和释放 。当一个移动用户接入到一个卫星站时,发起一次呼叫后,它的位置就能够准确地计算出来,它的下一个切换时间也能够很准确地猜测 。在呼叫建立阶段,根据移动的多波束状态可以猜测用户切换的次数和方向 。从这一点看,它比地面移动系统更有优势,因为所访问的波束列表可以预先定义 。
8.协议
S-ATM----主要有两种协议用于宽带卫星网络:
ATM协议封装和快速分组交换,在卫星部分使用,用于用户建立和治理 。根据卫星的接口和网关,卫星协议支持不同的协议标准 。现有的协议无需修改,但是会使分组的开销增大,导致协议的效率下降 。
一个与ATM协议栈高度综合的方案是,用S-ATM层取代标准的ATM层,只需对信元头和功能进行相应的修改,MAC使用多频时分多址(MF-TDMA)或者CDMA 。
这两种协议有很多相似性,都存在一个大小固定的信息单元,通过不同的网络接口,可以运载控制数据和用户数据 。在网络连通时,在不同的高层协议建立、保持、释放和传输用户数据 。在未来的2?5年内,多数在Ka频段的标准将采用新版的ATM协议层 。S-ATM信元头中包括必要的路由和控制信息,不同的技术如部分分组丢弃(PPD)技术,可以用来检测卫星交换中的错误信元 。
PRMA----典型的分组预约多址协议(PRMA)用于地面蜂窝系统 。它基于时隙ALOHA接入技术和TDMA传输模式,与时隙预约机制的随机接入相结合 。通过利用通话中的平静期,可以在一个信道上复用多个通话 。因此,给终端分配的时隙并不固定,而是根据当前的活动终端动态地进行处理 。PRMA在治理语音和数据流,容量改进方面都优于TDMA 。

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