2021-4-9 | 无线通信论文
作者：薛中伟
采用卫星高速下载和地面反馈的外交互的工作模式，即采用卫星链路作为下行数据链路，将其他通信网络如电话拨号、局域网等作为上行数据链路，从而降低整个系统的带宽成本。用户在电脑上安装一块卫星网络PCI卡和卫星接收天线相连，所有低带宽的网络业务可以通过MODEM从电话网络上传送出去。所有高带宽的网络业务直接由卫星高速向用户提供所需服务。例如，用户在浏览互联网信息时，将网址请求信号向网络操作中心发出服务请求，网络操作中心在接到请求信号后，根据用户要求获取所需信息，再将信息上行到卫星，卫星通过高速宽带网络将信息下行到用户的接收天线，最后用户获取了网址信息。卫星宽带网络系统的终端设备主要有卫星网络PCI卡、用户端软件、卫星接收天线，价格十分便宜。
网络特点卫星宽带网络有如下优点：一是网络覆盖范围广，不受地域限制，组网迅速方便。二是传输直接绕过公众电信网络，直接通过卫星链路连接到宽带网络。三是卫星业务传递的不对称线路方案，可使ISP根据其业务需求使用所需转发器的容量，深受网络运营商的欢迎。四是经济高效。光缆建设通常要花几年的时间及几十亿美元的投资，而卫星的建设要比光缆快和经济得多。既使是点对点的宽带业务，非对称链路的卫星网络也比光纤网络经济有效。五是更适于局域网。由于短距离Internet的需求，通过卫星网络连到骨干网的局域性连接越来越多。六是可作为多信道广播业务的平台，实现互联网和多媒体的接入。
无线ATM技术ATM是有线网络宽带系统的主要技术，在卫星宽带网络系统中采用无线ATM技术(WATM)作为星座的网络协议，其中包含卫星宽带网络专用的信令协议和链路层传输协议。由于卫星转发器具有星上处理能力，因而具有透明转发器的卫星网络和有星上处理能力的卫星系统都可以与ATM网络结合使用，因此无线ATM技术是卫星宽带网络系统的关键技术之一。2.2卫星TCP/IPTCP/IP是为地面网络设计的，用于卫星信道时会出现长时延、较高的差错率、前/反向信道非对称等很多问题，需加以解决才能顺利工作。为了解决TCP/IP在卫星信道上运行的困难，可分为两类解决方法：一在协议上改进，克服卫星通信信道容量的非对称性及性能起伏，动态实现信道的有效利用。二是在卫星链路起始端设置网关(Gateway)，将TCP/IP协议转换成较适合卫星信道的算法，这样可在卫星段采用与卫星链路特性匹配的传输协议，而通过TCP/IP协议网关与Internet和用户终端连接。
空间交换技术空间交换技术包括基带星上处理技术(OBP)、星上交换技术(OBS)和星上寻址技术(OBR)，可以对卫星网络宽带资源进行估计、分配和自适应波束形成，是提高服务质量(QoS)的重要手段，具有较高的通信质量和频谱利用率。基带OBP的目的是提高链路的性能及有效性，降低费用或增加容量，增加容量已是现阶段的发展趋势。更重要的是，把基带OBP和OBS相结合会增加整个网络的有效性和灵活性。
卫星宽带业务的MAC层协议MAC层协议对于有效合理的利用卫星带宽资源具有重要的影响，MAC方式直接影响着更高层协议的性能以及整个系统的QoS。MAC层协议保证分处两地的通信节点有能力控制它们之间的分组交换，并有效地管理网络带宽，以充分利用资源。卫星宽带网络的MAC层协议的设计目标是实现高信道流量、低传输时延、信道稳定性、协议可实现性、信道重构性和控制算法的低复杂度。
卫星宽带网络系统的发展趋势在卫星通信中，卫星宽带网络系统是一个新概念，其主要目标是为多媒体和高数据速率的Internet应用提供一种无所不在的通信方式。可以认为，新一代卫星系统是为了提供个人电信服务，与上一代卫星网络的最大区别是提供的业务由低速业务及话音业务变为Internet和多媒体业务。我们正在进入“Internet时代”，全球商务活动的需要和人们对信息无止境的追求，刺激了企业网和互联网的爆炸性增长，用户一直在努力寻求可给他们带来更多数据的解决方案，结果导致对带宽需求的猛长。对更高带宽的追求导致了一个新市场的开拓：一种付得起费的、可靠的、安全的、可无缝隙地嵌入陆地网的卫星宽带通信方案。
目前，C频段和Ku频段已经日趋饱和，发展Ka频段卫星通信已经势在必行，在单位时间内，用户得到的数据量大大增加，数据传输的时延大大减小，可以预见在不久的将来，基于Ka频段的卫星通信宽带网路系统必将给人们的生活带来翻天覆地的变化。