卫星互联网若干关键技术研究
2021-08-28张更新王运峰丁晓进洪涛刘子威张晨
张更新,王运峰,丁晓进,洪涛,刘子威,张晨
(1.南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏 南京 210003;2.南京邮电大学卫星通信研究所,江苏 南京 210003;3.南京邮电大学物联网学院,江苏 南京 210003)
1 引言
卫星互联网是基于卫星通信的互联网,它是利用人造地球卫星作为中继站向各类陆海空天用户提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络。国家发展和改革委员会在2020 年4 月20 日正式宣布将卫星互联网与5G、物联网、工业互联网一起列入新型基础设施建设范围,这标志着我国卫星互联网建设正式提上议程[1]。
早期提供卫星互联网服务主要通过地球静止轨道(GEO,geostationary earth orbit)卫星来实现,经过几十年的发展,以新一代高通量卫星(HTS,high throughput satellite)为代表的GEO 卫星通信(GEO-HTS)系统仍是提供卫星互联网的主力[2]。与此同时,以O3b 系统为代表的中地球轨道(MEO,medium earth orbit)卫星通信系统和以第二代铱星系统(Iridium NEXT)、一网系统(OneWeb)和星链系统(StarLink)等为代表的低地球轨道(LEO,low earth orbit)星座卫星通信系统在卫星互联网领域正发挥越来越重要的作用,具有低时延、低成本、广覆盖、宽带化等优点,代表着卫星通信的重要发展方向[3]。
GEO-HTS 系统的单星覆盖范围广,少量卫星即可实现全球覆盖。由于卫星数少且相对地面静止,其组网和频率协调相对容易,系统建设和维护成本较低,但同时存在传输时延大、传播损耗高、不能覆盖南北极区等不足。提供互联网接入服务的代表性GEO 卫星通信系统包括早期面向企业级用户的IPSTAR、Spaceway-3 等,以及后期快速发展的HTS,如美国Viasat 系列、EchoStar 17、EchoStar 19以及我国的中星16 号、亚太6D 等卫星。……
