LTE空中接口在卫星通信系统中的适应性技术研究.pdfVIP

第六届卫星通信新业务新技术学术年会 2010．3 LTE空中接口在卫星通信系统中的适应性技术研究 栾西徐晓燕项海格吴建军 (北京大学信息科学技术学院卫星与无线通信实验室) Term Evolution，长期演进)， 摘要：无论是迈向第四代移动通信时代的关键技术LTE(Long 还是移动通信为真正实现全球无缝覆盖所必需的卫星移动通信，都在学术界引起了广泛重视。随着 这两大技术的蓬勃发展，越来越多的学者开始将研究重点转向两者的融合。本文通过对卫星信道的 Division 物理特性进行研究，阐述了卫星信道对基于OFDM(OrthogonalFrequencyMultiplexing， 正交频分复用)的LTE空中接口所产生的影响，并列出了为使LTE适应卫星通信系统可能会遇到的 Access 典型问题，以及对应物理层及MAC(MediaControl，媒体介入控制)层的改进策略。文章 最后对未来4G地面卫星网络融合进行了展望。 关键词：LTEOFDM卫星通信物理层MAC层 1引言 近年来，随着3G在全球范围内如火如荼的展开，学术界早已将目光转向了下一代通信系统，开 的演进之路，因此，有关LTE的研究被学术界所高度关注。 而为了真正实现全球无缝漫游的移动通信，卫星通信系统则是必不可少的。同时，在大型突发 灾害或战争时期，卫星通信的作用更是重中之重。因此，如何将卫星通信系统有效的与地面移动网 融合，并为全球用户提供无缝覆盖，也早已成为越来越多学者的研究重点。 在这样的环境下，在卫星通信系统中引入LTE技术，将LTE与卫星通信这两种备受学术界青睐 的技术相融合，自然引起了人们的极大兴趣。作为LTE关键技术之一的OFDM技术，以及其修改版的 上行SC-FDMA(Single—carrierFDMA，单载波FDMA)技术，是否可以在卫星通信中得到良好应用， 文献[1]等也都给与了肯定的答复。本文通过对卫星信道物理特征进行分析，研究了LTE空中接口在 卫星通信系统中的适应性问题，包括两者相结合可能带来的问题，以及现有的一些解决方案。第1I、 III章讨论了卫星信道的物理特性及其对基于OFDM的LTE系统所带来的影响，同时列出了典型文献 2q嶂 第六届卫星通信新业务新技术学术年会 2010．3 中针对这些影响所提出的物理层和MAC适应性策略；第1V章对未来4G地面卫星混合通信网络的前 景进行展望。 2 LTE及第四代移动通信简介 第三代移动通信技术是当前主流的无线通信技术。在诸多3G标准中，又以3GPP(The3rd Generation PartnershipProject，第三代合作伙伴计划)制定的UMTS技术最具影响力。而增强型 Packet 的UMTS技术——-HSPA(HighSpeed Access，高速分组接入)也紧随其后完成了标准化的工 启动的近年来最大的新技术研发项目，由于其已经具有4G通信技术的一些特征，因此被看作是“准 4G”技术，俗称“3．9G”。3GPP对移动通信发展的规划如图l所示。 GSM 模筹≯-．1 HGP船H嘲PH黑蹴--叫HS叶《量辩恶≤ 图1 3GPP对于移动通信的发展规划 LTE相对于3G技术，名为“演进”，实为“革命”。从概念提出到标准化的3年多时间里，UMTS 盖性的同时降低了系统延迟，提高了移动通信小区边缘用户的性能。此外，LTE支持各种多媒体业 务，并通过系统设计和严格的QOS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。 目前，LTE已得到由爱立信、诺基亚西门子、摩托罗拉，以及中国的华为、大唐、中兴等世界 主要电信设备生产商，与英国沃达丰、日本NTT 界主要电信运营商的大力支持。在全球LTE研究