Ka频段宽带卫星应用浅析

近年来,全球Ka频段宽带通信系统发展迅猛,全球各地卫星运营商均已建设或正在筹建开展Ka频段宽带卫星通信服务。Ka频段宽带卫星已成为代表了卫星通信的发展方向和市场制高点,我国也正在加紧研制自主的Ka频段宽带卫星（中星－16）并已进入制造阶段。本文在研究国外主要Ka系统的应用领域的基础上,结合国内市场特点对我国Ka系统未来的业务方向进行研究。     

宽带卫星通信产业与技术发展研究

□□Ka频段宽带卫星通信是当前卫星通信最为重要而且热门的一个发展方向.随着欧美等国家对卫星互联网业务广泛投入并进行了成功的运营,近年来国际宽带卫星系统技术进入了新的发展期,欧美发达国家已陆续开展研制和建造新一代大容量宽带卫星系统,亚洲部分国家也已建造自主的宽带多媒体卫星系统并开展了运营.面对我国民用市场的巨大发展潜力以及国际商用宽带卫星市场的迫切需求,发展我国宽带通信卫星系统是应对这一需求的必然途径,适合我国国情和当前现实,且具有广阔的应用前景.     

卫星通信发展动向

自1960年世界最早的通信卫星“回声1号”发射以来,以国际通信、国内长距离线路、专用网以及异常灾害时通信为中心发展起来的卫星通信,随着大规模集成电路技术、纠误编码技术、高频电路技术以及无线技术等发展,使图象分配网、高速数字专用网、运用小型地球站的专用网,以及为移动体提供通信业务的移动体卫星通信不断发展扩大。使用的波段也从6/4GHz(C波段),14/12GHz(Ku波段)扩大到30/20GHz(Ka波段)。卫星方面则采用大天线、多波束和频率复用技术,提高了发射功率和通信容量。一、日本国内卫星通信的现状和动向     

休斯公司敦促日本配置Ku波段转发器

休斯飞机制造公司为增强在日本推销美制通信卫星的竞争能力,而不顾已配有Ka波段地面通信系统的经营者们的反对,正在敦促日本为卫星通信系统配置Ku波段射频频谱。在日本,几乎把所有的Ku疫段全都分配给了地面微波通信系统,因卫星的工作频率高于C波段,所以使用Ka波段转发器。     

澳新运营商选洛马和阿里安造发卫星

澳大利亚新成立不久的卫星运营商新星公司将选择欧洲阿里安航天公司在2014年底为其发射将由洛克希德·马丁航天系统公司建造的“林鹳”1Ka波段宽带卫星，用于覆盖中东和南亚。卫星将采用A2100AXS平台，配备50路Ka波段转发器，寿命15年。     

“猎鹰”9发射通信卫星

<正>5月15日,太空探索公司的"猎鹰"9-1.2型火箭在卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射了"国际移动卫星"5F4。该卫星是国际移动卫星公司"全球快讯"Ka波段宽带卫星项目下的第4颗卫星,由波音空间与情报系统公司采用702HP平台建造,发射质量6086千克,装备有89个Ka波段固定波束和6个可控波束,可用于向陆地、海上和空中用户提供移动宽带通信服     

宽带卫星通信系统发展现状与展望

随着全球信息高速公路因特网的飞速发展和普及,以及交互式多媒体业务的迅速增加,各行各业对宽带的需求越来越紧迫。宽带卫星通信将以其灵活、大范围的覆盖能力,成为无地面网络覆盖地区宽带接入的最佳解决方案。宽带通信卫星正引领着卫星通信的重大变革。Ku等商用频段能够提供的总容量已经无法满足与日俱增的用户带宽需求。Ka频段新型卫星宽带通信系统由于其较宽的可用频段、远端设备小巧、点波束增益高、安     

英向4项初期航天项目投资

英国政府正在“国家航天技术计划”下向一种新型通信卫星平台、一种加固的Ka波段卫星通信终端、一个用于测量地面二氧化碳水平的卫星系统和一种低成本天基雷达遥感器投资600万英镑。     

首个高通量宽带卫星通信系统启动建设

正7月23日,中国航天科技集团公司与深圳市人民政府共同举行高通量宽带卫星项目签约暨亚太卫星宽带通信(深圳)有限公司成立仪式,这标志着我国首个高通量宽带卫星通信系统正式启动建设。亚太卫星宽带通信公司由亚太卫星公司联合国内社会资本发起成立。根据协议内容,该公司将投资建设国际一流"高通量宽带卫星通信系统"。据悉,我国首个全球卫星宽带通信系统总投资近100亿元。     

亚洲宽带通信卫星的发展

亚洲是较早启动卫星宽带通信业务的地区之一,但与美欧相比,亚洲的卫星宽带通信发展比较缓慢。近年来,亚洲各国逐渐认识到卫星宽带通信的市场需求,加大了这一领域的投资力度。目前,亚洲已有3颗宽带通信卫星：日本开发的＂宽带互联网工程试验和验证卫星＂、泰国信卫星大众有限公司的＂互联网协议星＂（iPSTAR）以及阿联酋卫星运营商刚刚发射的YahSat-1A卫星。此外,印度与韩国也正在发展Ka频段宽带通信。     

East–West Station-Keeping maneuver strategy for COMS satellite using iterative process

The first Korean multi-mission geostationary satellite, Communication, Ocean, and Meteorological Satellite (COMS) will be launched in 2010. The missions of this satellite will be Ka-band communications, ocean color monitoring, and meteorological imaging. The satellite was designed with only one solar array on the south panel. This novel configuration will keep imaging instruments on the north side from heating up. Asymmetry of the spacecraft configuration requires twice-a-day thruster-based Wheel Off-Loading (WOL) operations to keep the satellite attitude for imaging and communication. Thruster firings during the WOL operations cause the satellite orbit to change two times a day. Weekly East–West Station-Keeping (EWSK) and North–South Station-Keeping (NSSK) maneuver operations are planned for the COMS satellite in order to maintain the satellite in ±0.05° box at 128.2°E longitude.     

LEO卫星通信网络的移动性管理

近年来,低轨道LowEarthOrbit,LEO）卫星通信网络以全球覆盖、低传输时延、低功耗链路、较强的抗毁性等特点而受到广泛关注,是未来全球移动通信系统的重要组成部分。移动性管理是构建LEO卫星通信网络的关键技术,为推动移动性管理问题的研究,文章从LEO卫星通信网络的结构和特点入手,阐述了LEO卫星通信网络中移动性管理的分类,并分析了其相比地面移动无线网络的特殊性。从链路层、网络层、传输层三个协议层次综述了近年来LEO卫星通信网络移动性管理研究的国内外现状,重点介绍了移动IPv6（MobileIPv6,MIPv6）和无缝IP分集通用移动性结构（SeamlessIP-diversitybasedGeneralizedMobilityArchitecture,SIGMA）在LEO卫星通信网络中的应用。最后,指出了移动性管理的发展趋势。     

基于数值预报模式的Ka频段卫星系统降雨衰减短时预测

为精确地实现Ka频段星地链路降雨衰减的短时趋势和强度预测,提出了一种基于数值天气预报的降雨衰减短时预测方法,设计了降雨衰减预测流程,并应用上述方法对某地区发生的降雨过程进行研究,比较分析了降雨衰减的实测值和基于数值预报的降雨衰减预测值。试验结果表明,基于数值预报的降雨衰减和实测值变化趋势符合较好,误差较小,在20GHz频段平均误差约为1.31dB,在30GHz频段平均误差约为2.39dB,在20GHz频段平均误差约为1.31dB,在30GHz频段平均误差约为2.39dB。该方法可实现Ka频段卫星通信系统的短时降雨趋势预测。     

Ka频段低轨遥感卫星可变编码调制应用效能研究

分辨率的不断提高对低轨遥感卫星的星地数据传输能力提升提出了迫切需求,导致X频段星地数传通道压力急剧增加,而Ka频段可用带宽是X频段的4倍,理论上可大幅提升传输能力。当前低轨遥感卫星的星地数据传输通常采用固定编码调制（CCM）和可变编码调制（VCM）,均未利用地面站仰角增大时大气衰减减小所带来的信道条件改善,对链路资源造成浪费。针对此问题,对指定地面站和链路可用度,综合考虑自由空间损耗和大气衰减随接收仰角增加而同时减小的特性,提出基于DVB S2标准的Ka频段星上VCM系统实现方案,给出传输效能评估标准,并对降雨特性不同的喀什站、北京站、三亚站CCM,VCM的Ka频段传输效能进行了对比仿真分析,以寻找出适合不同站点的星地数传方案。仿真结果表明：干旱少雨的喀什站更适合采用CCM,且链路可用度高达99.82%;雨量中等的北京站可根据用户使用需求灵活选择CCM或VCM;而降雨丰富的三亚站更适合采用VCM,不仅可将传输效能提升8.37%,还可将链路可用度提升11.23%。     

通信卫星技术及其应用和发展

通信卫星是空间技术和通信技术相结合,并在应用中效益最显著的成果之一。本文就通信卫星的历史、现状作了一些回顾和阐述;对我国通信卫星发展方向提出了一些看法和建议。     

Turbo编码的并行设计与优化

提出了一种基于3GPP TS 25.212协议的单RAM的turbo并行编码技术,并详细介绍了所设计tur-bo并行编码器硬件结构框架的具体实现方法及优化方式,解决了传统编码技术中的低速和芯片面积过大的问题,使其适应当今通信系统。该编码技术计算S序列时,并不直接计算基序列,而使用中间序列的计算来代替,极大的减少了计算的周期,减少了芯片的使用面积。Matlab的仿真结果表明,该设计在码片速率为61.44 MHz时,编码速率达到了0.35 ms,满足通信系统的高速传输要求。     

VSAT卫星通信链路的计算

ＶＳＡＴ卫星通信以其直接服务到用户和一系列其他特点,受到专用用户的欢迎,发展极为迅速。针对ＶＳＡＴ卫星通信的特点,提出了一种链路的计算方法;对影响链路特性的各种参数作了分析;并举例对Ｋｕ波段ＶＳＡＴ卫星通信链路作了计算。     

卫星遥测数据处理终端软件

介绍了卫星遥测数据处理终端软件的设计与应用。对卫星遥测数据采集处理过程中的同步检测、差错控制等问题进行了讨论。     

两飞行器间无线数据链通信区域建模

为实现两飞行器在飞行过程中的正常通信,需建立一套通信区域的计算模型.基于空地无线数据链通信,从其实现正常通信的条件出发,考虑通信链路中的发射机、接收机、收发天线、传输空间及地球曲率、飞行器姿态角以及飞行器的空间位置关系等因素,分析研究了飞行器间无线数据链通信区域,建立了两飞行器间无线数据链通信区域的数学模型,包括天线、飞行高度、两飞行器空间位置关系、通信区域模型等.该模型已成功应用于某型号,为分析建立在无线数据链通信方式基础上的空地无线传输系统通信区域提供了参考,也适用于飞船、卫星等其它空空、空地无线数据通信系统.     

A scheduling strategy to inter-satellite links assignment in GNSS

By introducing inter-satellite link (ISL), the dependence of the global navigation satellite system (GNSS) on ground infrastructure can be reduced and its performance enhanced via inter-satellite ranging and communication. Owing to platform restrictions, there are usually fewer onboard Ka-band ISL antennas than the number of visible satellites, which poses a problem when optimizing the inter-satellite links assignment of the GNSS. In this study, to optimize inter-satellite ranging and communication, a multi-objective optimization model is built and a scheduling strategy is proposed for the inter-satellite links assignment scheduling problem. The position dilution of precision (PDOP) of links and the transmission time-delay of telemetry data are set as the ranging performance and communication metrics, respectively. We regard the links assignment in each slot as a general graph-matching problem, and apply the Blossom algorithm to obtain the maximum matching. We then generate and optimize the satellite sequences for whole slots using non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II). The simulation scenes include 10,080 epochs of GNSS constellation, and the simulation results show that the performance of the proposed strategy is better than that of other methods published recently, and can provide various solutions to meet the different preferences of system managers.