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新一代卫星移动通信系统关键技术 　　摘 要随着经济全球化的发展，人们对于移动通信的需求增加，同时军队对于卫星通信的要求也越来越高。为满足未来移动通讯的发展需要，新一代的卫星移动通信系统应该具备速率快、覆盖广等优点。本文从分析目前卫星通信系统出发，探究新一代移动通信系统的关键技术，并对未来移动通信系统的发展进行展望，以作为相关人员的参考。 　　【关键词】卫星移动通信 通信系统 通信技术 　　经济社会的发展带动了移动通信领域的进步，卫星移动通信逐渐由传统的军队专用向着军民共享的方向发展。由于移动通信在人们生产生活中的独特优势性，社会对于移动通信系统的期望越来越高。但由于地理环境的复杂，对于海洋、沙漠、偏远山区或海岛等这些地区，单纯靠地面移动通信系统无法实现通信，故发展卫星移动通信系统是必然的发展方向。 　　1 现阶段主要的卫星移动通信系统 　　卫星移动通信系统相较于其他技术系统，具有全球覆盖和网络安全的优势，是面向全球用户且独立完整的点对点通信系统。现阶段主要的卫星移动通信系统有两种，低轨卫星星座移动通信系统和地球同步卫星移动通信系统。利用低轨卫星星座提供的通信包括铱星系统、全球星系统，其中铱星系统是第一个低轨卫星星座系统的卫星移动通信系统，也是世界上最成熟的商业卫星之一。利用地球同步卫星和多波束天线提供的通信包括亚洲蜂窝卫星、瑟拉亚卫星、国际海事卫星等。从技术性能、经济成本、时效性、可发展性等方面对低轨卫星星座和地球同步轨道卫星进行比较，低轨卫星星座具有传输延时少、实时性佳、发射难度低、抗毁性强等优点，适用于建立全球无缝覆盖的移动通信系统。但低轨卫星星座的系统复杂、对管理控制系统要求高、维护费用高，若要在人口密集区域建立个人移动通信系统，此时地球同步卫星更为合适。 　　2 新一代卫星移动系统关键技术 　　2.1 随机接入技术 　　随机接入技术随着移动通信系统而逐渐进步发展着。起初，随机接入技术的提出是为了解决计算机资源紧缺问题，令分散的无线电通信站自由访问中心计算机，其特点是发送与接收过程随机。随后，将随机接入技术与卫星通信系统进行结合，依照卫星通信系统的标准及特点进行技术方案的改进，逐渐形成了较为成熟的OFDM体制。随着OFDM体制的发展，由于其实现简单、配置灵活等优点，成为新一代卫星通信系统的备选技术方案。但由于其功率受限，可能会影响卫星移动通信系统的工作效率。而作为终端与通信网进行交互的第一步，随机接入技术是影响通信系统能否正常运行的关键。通过优化随机接入信号格式，并采用卡尔曼滤波的卫星移动终端同自主定位算法等可有效提高随机接入过程的精确度，减小对于卫星移动通信系统的影响。 　　2.2 星上处理技术 　　通过星上处理技术可以满足卫星平台的调制解调、星上交换、星载校准等，此技术的建立成功解决了卫星移动通信系统的传输时延长的问题。星上处理技术包括三种模式，即全透明转发、部分处理交换和星上交换处理。其中，全透明转发的优点是技术体制适应性强、风险小，缺点是双跳通信延时长、实时性差。星上处理交换的优点是服务实时性好、资源利用率高，缺点是技术成熟性不高、适应性差、可靠性差。而部分处理交换的优缺点介于两者之间。对于低轨卫星星座系统来说，星上处理技术是其实现全球移动通信所必需的关键技术；而对于地球同步系统而言，由于星上处理技术难度较大，暂且不适用与该系统。 　　2.3 天线技术 　　传统的天线技术为简单的标准圆或椭圆波束天线，后来随着通信卫星的发展，天线技术逐渐发展为多波束成型大天线。目前，天线技术主要用于地球同步卫星系统。例如亚洲蜂窝卫星系统采用12米口径和瑟拉亚系统的12.25米口径大天线等。而应用于低轨卫星星座系统的天线技术需具备双栅、正交、反射器赋形等特性。实际上，通过天线波束成型、多重波束蜂窝结构及智能化天线技术的应用，可有效提高频谱利用率，从而实现多重频率的再利用，满足通信能力要求。 　　2.4 星间链路 　　通过连接相邻卫星间的通信链路，使得卫星间成为一体的通信系统，此系统内可满足用户通信脱离地面通信网而自行建立通信链路。星间链路的建立既扩大了系统覆盖范围，又提高了系统抗干扰能力，有效提高全球无缝网络的管理。考虑到低轨卫星星座覆盖范围小的情况，星间链路正好可以弥补这一缺点，是低轨卫星星座实现地面对卫星控制的有效方法，也是移动用户接入地面的唯一办法。星间链路的实现方式有两种，较微波通信来说，激光通讯具有频谱带宽的优点，这可以弥补微波通信不能无限制提高传输速率及容量的缺点。激光通信的优点是可以提升卫星通信容量、增加必威体育官网网址能力、减小通讯延时。但它也有缺点，就是对卫星的姿态控制要求高，这种强的依赖性会增加通信中断的可能性。 　　3 我国卫星移动通信系统的展望 　　为实现卫星移动通信系统的更好发展