陈 锋, 黄 勇, 刘 培, 汪伊婕, 叶沙琳

(1.上海卫星工程研究所,上海 200140;2.上海无线电设备研究所,上海 201109)

0 引言

卫星通信具有覆盖地域广、组网灵活、通信质量好等优点,是地面通信网的有效补充[1]。通信卫星多为地球同步轨道(geosynchronous orbit,GEO)卫星,随着技术的发展,新型的地球同步轨道通信卫星多采用高通量技术,通信容量达到了传统通信卫星的数十倍[2]。这类卫星采取多波束频率复用的方法扩展可用的频率资源;利用窄波束天线提升卫星的有效全向辐射功率(EIRP)和天线增益G与接收系统噪声温度T的比值(简称G/T值),满足小口径终端发送和接收高速数据的需求[3]。

随着卫星研制技术水平和运载火箭能力的提高,近年来低轨互联网卫星系统发展迅速[4]。低轨互联网卫星具有电波传播损耗小、传输时延低、系统容量大、可扩展性强等优势,但卫星相对地面高速运动,需要多个卫星对服务区域形成连续的覆盖[5]。

本文以航空应用为基本场景,对高轨高通量卫星和低轨互联网卫星系统卫星接入数量、波束切换频次、多普勒适应性、服务数量需求等参数及特性进行仿真分析和评估,描述两者在通信过程中的差异和特点,为通信卫星系统设计和优化提供参考。

1 应用场景

1.1 航空场景

卫星通信是航空器实现海洋、荒漠和高空等无地面网络支持场景下随遇通信的必要手段。本文基于某航空公司24 h的国内航班数据,进行航空应用场景建模。

航班数据包含飞行始末时间和始末位置的经纬度。……