再生式通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的研究進(jìn)展

朱子行,趙尚弘,李勇軍,王 翔,趙顧顥,劉 韻

(空軍工程大學(xué)電訊工程學(xué)院,西安 710077)

1 引 言

我國(guó)“十二五”規(guī)劃中明確提出重點(diǎn)發(fā)展寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)。轉(zhuǎn)發(fā)器作為星上通信分系統(tǒng)的重要組成部分,決定了信號(hào)的接收、處理和發(fā)送方式,進(jìn)而直接影響系統(tǒng)的可靠性、容量、重量、體積、功耗等關(guān)鍵性能參數(shù)[1]。通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器可以分為透明式和再生式兩類[2],前者具有信號(hào)放大、下變頻等功能,后者除上述功能外,還具有射頻波束交換、解調(diào)-再調(diào)制、基帶交換、多址方式變換等功能。它們的本質(zhì)區(qū)別在于是否對(duì)接收到的信號(hào)作解調(diào)處理。與單純完成轉(zhuǎn)發(fā)任務(wù)的透明式轉(zhuǎn)發(fā)器相比,具有星上處理、交換功能的再生式轉(zhuǎn)發(fā)器能夠減少傳輸差錯(cuò)率,提高效率,消除干擾,降低傳輸時(shí)延,改善交換性能,充分發(fā)揮衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)[3,4],已經(jīng)成為研究重點(diǎn)。

根據(jù)處理、交換方式的不同,再生式轉(zhuǎn)發(fā)器可以大致分為以下5類[5]:星上多路復(fù)用處理器(如Sky-Plex processor)、星上分組交換處理器(如SpaceMux processor、WINDS processor、Spaceway processor)、基于連接狀態(tài)表交換處理器(如AMERHIS processor)、基于標(biāo)簽交換處理器(如REDSAT processor)、星上路由處理器(如IRIS CISCO processor)。本文回顧了幾種典型的再生式轉(zhuǎn)發(fā)器國(guó)內(nèi)外最新研究進(jìn)展,分析了技術(shù)發(fā)展中存在的問(wèn)題,并提出了針對(duì)性的解決方法。

2 國(guó)外再生式轉(zhuǎn)發(fā)器研究現(xiàn)狀

2.1 北美

2.1.1 SpaceMux

SpaceMux是搭載在“Telesat Anik-F2”衛(wèi)星上的Ka頻段再生式轉(zhuǎn)發(fā)器[7]。為了最小化星上處理器的尺寸和降低復(fù)雜度,地面中心站和SpaceMux轉(zhuǎn)發(fā)器共同完成信息的處理、交換以及調(diào)度功能。地面站主要負(fù)責(zé)信令處理、多址接入調(diào)度以及交換控制,SpaceMux轉(zhuǎn)發(fā)器主要負(fù)責(zé)載波解調(diào)、基帶交換。它可以互連多個(gè)上行鏈路點(diǎn)波束和4個(gè)下行鏈路區(qū)域波束,將上行MF-TDMA接入方式下的ATM信元封裝為下行TDM方式下的MPEG傳輸流,以便形成DVB MPEG格式信號(hào),這樣,用戶只要配備廉價(jià)的DVB接收機(jī)就能接收下行鏈路信號(hào)。在功能分割的模式下,星上轉(zhuǎn)發(fā)器只要采用快速電路交換的結(jié)構(gòu)就能滿足用戶分布式會(huì)議的業(yè)務(wù)需求,在未來(lái)將功能集中到星上后,則需要采用快速分組交換的結(jié)構(gòu)。SpaceMux轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖1所示[7],包括L頻段前端(LFE)、DVB解調(diào)器、基帶處理交換單元(BPSU)以及DVB調(diào)制器4個(gè)模塊。

圖1 SpaceMux轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of SpaceMux repeater

它們對(duì)信號(hào)的處理包括兩部分:

(1)來(lái)自于反向信道衛(wèi)星終端(RCST)的Ka頻段信號(hào)經(jīng)過(guò)下變頻至L頻段,進(jìn)入到LFE處理,LFE相當(dāng)于一個(gè)中頻濾波交換矩陣,通過(guò)濾波選擇目的波束。112個(gè)2.048Mbit/s載波被送入MC3D中進(jìn)行解復(fù)用、解調(diào)、解碼處理,此時(shí)信號(hào)被分為信令和數(shù)據(jù)兩部分,SYNC、CSC等信令進(jìn)入命令、信令處理器/信頭處理器處理,數(shù)據(jù)部分即ATM信元進(jìn)行基帶交換選擇合適的前向數(shù)據(jù)處理器(FDH),除了封裝ATM業(yè)務(wù)信元外,FDH還可以將ATM信元、前向鏈路信令、反向鏈路信令復(fù)用為DVBMPEG傳輸流,通過(guò)DVB QPSK調(diào)制器調(diào)制后發(fā)往地面終端;

(2)來(lái)自于分布式中心站的Ka頻段信號(hào)也經(jīng)過(guò)下變頻至L頻段,進(jìn)入到LFE處理,通過(guò)標(biāo)識(shí)碼濾波器分離出前向鏈路信令和命令分組,經(jīng)過(guò)DVB解調(diào)器解調(diào)后,命令分組進(jìn)入到控制與管理功能模塊,前向鏈路信令與反向鏈路信令、ATM信元一塊進(jìn)入FDH復(fù)用為MPEG傳輸流。

2.1.2 Spaceway

Spaceway是由休斯公司(負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)操作控制中心和地面終端)和波音公司(負(fù)責(zé)空間段)共同開(kāi)發(fā)的Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng),旨在為未來(lái)的轉(zhuǎn)型衛(wèi)星通信系統(tǒng)(TSAT)提供技術(shù)支撐[7]。它是第一代數(shù)字星上處理衛(wèi)星,帶寬為500MHz,上行鏈路速率為16 kbit/s～2.048 Mbit/s,下行鏈路速率為16 kbit/s～92Mbit/s,執(zhí)行國(guó)際批準(zhǔn)的ETSI/TIA/ITU標(biāo)準(zhǔn)RSM-A(Regenerative Satellite Mesh-A)。采用基于分組交換的轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu),與基于電路交換的結(jié)構(gòu)相比,能極大地提高容量增益,分組統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式又能很好地適應(yīng)突發(fā)業(yè)務(wù)的傳輸。除此之外,上下行點(diǎn)波束配置、頻率再用能提高系統(tǒng)容量;自適應(yīng)動(dòng)態(tài)帶寬資源分配能提高信道利用率;自適應(yīng)編碼調(diào)制能更好地滿足天氣變化情況下信息的有效傳輸。Spaceway轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖2所示[8],經(jīng)上行接收天線接收的上行鏈路點(diǎn)波束信號(hào)通過(guò)解調(diào)后變?yōu)榛鶐盘?hào),送入分組交換單元完成交換后,再經(jīng)過(guò)調(diào)制發(fā)送到目的點(diǎn)波束下的目的用戶。

圖2 Spaceway轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of Spaceway repeater

2.2 歐洲

2.2.1 Skyplex

Skyplex是搭載在通信衛(wèi)星“熱鳥(niǎo)”系列上的歐洲第一個(gè)再生式轉(zhuǎn)發(fā)器[9]。在“熱鳥(niǎo)-4”和“熱鳥(niǎo)-5”上裝載有Ku頻段的Skyplex轉(zhuǎn)發(fā)器,在“熱鳥(niǎo)-6”上增加了4臺(tái)Ka頻段轉(zhuǎn)發(fā)器以及星上Turbo解碼器[10]。它可以重新整合話音、數(shù)據(jù)、視頻等不同的上行業(yè)務(wù)流(速率可以是6.1111Mbit/s、6.8750Mbit/s、7.3333Mbit/s、2.2917Mbit/s)復(fù)用成為符合DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的55Mbit/s下行業(yè)務(wù)流,這樣用戶接收時(shí)與透明轉(zhuǎn)發(fā)器沒(méi)有差別,不僅減少了終端的成本,而且使傳輸時(shí)延降低為原來(lái)的一半。Skyplex轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖3所示[9]。

圖3 Skyplex轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)Fig.3 Structure of Skyplex repeater

其對(duì)信息的處理過(guò)程如下:

(1)輸入信號(hào)下變頻;

(2)載波信號(hào)解調(diào)和數(shù)據(jù)提取;

(3)上行鏈路分組同步:在SCPC(Single Channel per Carrier)接入方式下通過(guò)信頭進(jìn)行同步,在TDMA接入方式下通過(guò)獨(dú)特碼進(jìn)行同步;

(4)通過(guò)SEDD(Short Energy Dispersal Descrambler)解擾;

(5)分組多路復(fù)用;

(6)對(duì)分組的信息部分通過(guò)MEDS(Modified Energy Dispersal Scrambler)加擾,對(duì)RS奇偶校驗(yàn)字節(jié)通過(guò)RSPS(Reed-Solomon Parity bytes Scrambler)加擾;

(7)對(duì)加擾后的數(shù)據(jù)進(jìn)行卷積交織、卷積編碼;(8)QPSK調(diào)制并上變頻至射頻頻率。

2.2.2 AmerHis

AmerHis(Advanced Multimedia Enhanced Regenerative Hispasat System)是一個(gè)首次使用多波束天線、MF-TDMA接入、星上交換的寬帶多媒體衛(wèi)星通信系統(tǒng)[12]。上行鏈路采用 DVB-RCS標(biāo)準(zhǔn),支持0.5 Mbit/s、1 Mbit/s、2 Mbit/s、4 Mbit/s、8 Mbit/s數(shù)據(jù)速率;下行鏈路采用 DVB-S標(biāo)準(zhǔn),支持最大54 Mbit/s數(shù)據(jù)速率。該系統(tǒng)裝有可同時(shí)工作的C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器19臺(tái),Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器4臺(tái)。采用Alcatel 9343 DVB星上處理器,可以完成星上信號(hào)解調(diào)、解碼和交換,實(shí)現(xiàn)4個(gè)Ku波束的交換,使得波束覆蓋區(qū)的用戶可以實(shí)現(xiàn)單跳通信,從而節(jié)省衛(wèi)星資源[12]。AmerHis轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖4所示[9],主要由下變頻單元、基帶處理單元和調(diào)制單元三大模塊組成:下變頻單元主要通過(guò)兩次下變頻實(shí)現(xiàn)Ku頻率到基帶頻率的轉(zhuǎn)變;基帶處理單元又可以分為多載波解復(fù)用解調(diào)解碼模塊(Multi-Carrier Demultiplexer Demodulator Decoder,MC3D)和多路復(fù)用模塊,MC3D主要負(fù)責(zé)模數(shù)變換、多路解復(fù)用、并行載波解調(diào)、MPEG-2分組Turbo解碼以及輸出分組存儲(chǔ)等待多路復(fù)用等處理,多路復(fù)用模塊根據(jù)連接狀態(tài)表從不同的MC3D緩存中取出MPEG-2分組復(fù)用為符合DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的TDM業(yè)務(wù)流,這相當(dāng)于電路交換處理;調(diào)制單元將數(shù)據(jù)流QPSK調(diào)制到Ku頻段射頻輸出。

圖4 AmerHis轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)Fig.4 Structure of AmerHis repeater

2.3 日本

2.3.1 WINDS

日本研制的“超高速因特網(wǎng)衛(wèi)星”WINDS(Wideband Inter Networking Engineering Test and Demonstration Satellite)是目前世界上數(shù)據(jù)傳輸速率最高的衛(wèi)星,最大傳輸速率可達(dá)1.2 Gbit/s[15]。衛(wèi)星工作在Ka頻段,獨(dú)具特色地綜合采用了透明轉(zhuǎn)發(fā)、星上交換及混合模式3種工作模式,并運(yùn)用了多波束天線和相控陣天線兩種技術(shù),充分利用多波束天線的高增益實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸,利用相控陣天線的靈活性擴(kuò)大服務(wù)范圍,各項(xiàng)技術(shù)都堪稱衛(wèi)星通信技術(shù)的里程碑,具有通信速率高、覆蓋區(qū)域廣、可控制功率分配,以及建立通信線路迅速等特點(diǎn)。

為了同時(shí)滿足高速數(shù)據(jù)傳輸及星上交換的需要,不同的通信終端采用不同的通信模式:2.4 m和5 m的大型地面終端,可基于透明轉(zhuǎn)發(fā)方式實(shí)現(xiàn)600 Mbit/s和1.2 Gbit/s的高速數(shù)據(jù)傳輸,45 cm和1.2 m的特小及甚小口徑終端,可基于星上交換實(shí)現(xiàn)上行 1.5～155 Mbit/s及下行155 Mbit/s的傳輸。WINDS星上轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖5所示[15,16],它對(duì)信息的處理過(guò)程如下[15-17]。

(1)在透明轉(zhuǎn)發(fā)模式下,上行信號(hào)經(jīng)變頻、功率放大,轉(zhuǎn)發(fā)至下行。根據(jù)波束交換的方式不同,可進(jìn)一步分為連續(xù)波(FDMA)模式和SS-TDMA模式。在連續(xù)波模式下,經(jīng)過(guò)有源相控陣天線接收的上行鏈路信號(hào),通過(guò)下變頻至中頻,利用信道化的帶通濾波器BPF-W3和BPF-W4實(shí)現(xiàn)波束間的交換。在SS-TDMA模式下,利用中頻交換矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)波束間的交換。交換矩陣以時(shí)分方式進(jìn)行工作,切換的時(shí)間為2ms,接收矩陣對(duì)上行波束進(jìn)行選擇,發(fā)射矩陣對(duì)下行波束選擇,并將信號(hào)送至1100MHz的帶通濾波器BPF-W1和BPF-W2工作。

(2)在星上基帶交換模式下,接收信號(hào)經(jīng)過(guò)數(shù)字解調(diào)器(DDEM)解調(diào)譯碼后成為ATM信元流,進(jìn)入ATM交換機(jī),ATM交換機(jī)根據(jù)PVC配置表和ATM信元頭中的VPI/VCI標(biāo)識(shí)進(jìn)行高速交換,輸出的155 Mbit/s信元流通過(guò)QPSK調(diào)制器(MOD)調(diào)制并形成突發(fā)數(shù)據(jù),以TDMA方式在各個(gè)波束內(nèi)進(jìn)行廣播,最后通過(guò)上變頻、多通道放大器(MPA)輸出。

(3)在混合模式下,1個(gè)透明轉(zhuǎn)發(fā)模式的622Mbit/sQPSK信號(hào)以及6個(gè)基帶交換模式的51Mbit/s信號(hào)各占550MHz的帶寬,組成混合信號(hào)傳輸。該信號(hào)在星上通過(guò)1∶N的分路器和中頻交換矩陣后,將基帶模式下處理的信號(hào)分配給星上ATM交換子系統(tǒng)(ABS),而把透明轉(zhuǎn)發(fā)模式下的信號(hào)送至上邊帶濾波器BPF-U1和BPF-U2。

圖5 WINDS轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure of WINDS repeater

2.3.2 ETS-Ⅷ

日本的“八號(hào)工程試驗(yàn)衛(wèi)星”(ETS-Ⅷ)主要是為移動(dòng)用戶之間以及移動(dòng)用戶與地面網(wǎng)之間提供通信服務(wù),支持5.6 kbit/s話音傳輸和32 kbit/s數(shù)據(jù)傳輸[18]。衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器工作在S頻段和Ka頻段,在反饋鏈路(網(wǎng)關(guān)站和衛(wèi)星之間的鏈路)采用上行30.6GHz、下行20.8GHz的Ka頻段,在移動(dòng)鏈路(移動(dòng)用戶之間的鏈路)采用上行2.66GHz、下行2.50GHz的S頻段。通過(guò)基帶交換和再生處理提高系統(tǒng)的靈活性和增加鏈路預(yù)算。ETS-Ⅷ轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)如圖6所示[18,19],主要由前向鏈路處理器、交叉鏈路處理器、控制處理器、反向鏈路處理器、發(fā)送相位陣列反饋系統(tǒng)、接收相位陣列反饋系統(tǒng)等六大模塊組成。

圖6 ETS-Ⅷ轉(zhuǎn)發(fā)器結(jié)構(gòu)Fig.6 Structure of ETS-Ⅷrepeater

通信過(guò)程可以分為兩類。

(1)網(wǎng)關(guān)站與移動(dòng)終端之間的通信。以網(wǎng)關(guān)站發(fā)送、移動(dòng)終端接收為例說(shuō)明:進(jìn)入轉(zhuǎn)發(fā)器的信息和控制信號(hào)經(jīng)過(guò)下變頻至基帶頻率,經(jīng)過(guò)解復(fù)用后進(jìn)入交換單元,此時(shí)將控制信號(hào)解調(diào)送入控制處理器來(lái)控制信息的交換,交換后的信息通過(guò)多路復(fù)用后上變頻至S頻段,最后通過(guò)波束成形網(wǎng)絡(luò)分為31個(gè)部分,經(jīng)固態(tài)功率放大器放大、帶通濾波器濾波后由天線單元發(fā)往地面移動(dòng)終端。

(2)移動(dòng)終端之間的通信。由天線陣列接收的31路信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波器濾波、低噪聲放大器放大后通過(guò)波束成形網(wǎng)絡(luò)合成一路輸出,經(jīng)過(guò)下變頻至基帶頻率,經(jīng)過(guò)解復(fù)用后進(jìn)入交換單元,此時(shí)將信息解調(diào)處理后再調(diào)制送入另一個(gè)交換單元,由控制處理器根據(jù)解調(diào)后的控制信號(hào)來(lái)控制信息的交換,交換后的信息通過(guò)多路復(fù)用后上變頻至S頻段,最后通過(guò)發(fā)送相位陣列反饋系統(tǒng)發(fā)往另一個(gè)地面移動(dòng)終端。

3 國(guó)內(nèi)再生式轉(zhuǎn)發(fā)器研究現(xiàn)狀

近年來(lái),隨著星上高速數(shù)據(jù)處理與交換的需求不斷增加,國(guó)內(nèi)一些相關(guān)單位也相繼開(kāi)展了再生式通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器關(guān)鍵技術(shù)的研究。中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院對(duì)星上高速數(shù)字解調(diào)、星上級(jí)聯(lián)碼譯碼、星上ATM交換等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究[20];解放軍理工大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)重點(diǎn)對(duì)星上ATM交換機(jī)結(jié)構(gòu)以及調(diào)度、擁塞控制算法開(kāi)展了理論研究[21-23],取得了一定的成果,但在星上交換容量、處理器速度等方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比還存在一定差距。

4 存在問(wèn)題及解決方法

4.1 存在問(wèn)題

綜合國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀可以看出,再生式衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器是現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,然而其中的部分關(guān)鍵技術(shù)并不完善,有待于進(jìn)一步研究和發(fā)展,還存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題。

(1)再生式轉(zhuǎn)發(fā)器必然要對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào),在MF-TDMA接入方式下,數(shù)量眾多的解調(diào)器會(huì)給星上通信載荷的可靠性造成嚴(yán)重的影響。雖然采用多載波整體解調(diào)的MCD技術(shù)可減少解調(diào)器的數(shù)量,但是MCD解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)仍然是較為復(fù)雜的,而且存在頻率偏移、符號(hào)間干擾、相位差錯(cuò)、量化差錯(cuò)等問(wèn)題[24]。

(2)當(dāng)前衛(wèi)星數(shù)據(jù)中繼能力達(dá)到每秒吉比特量級(jí),但星上數(shù)據(jù)采集能力已經(jīng)達(dá)到了每秒太比特量級(jí),數(shù)據(jù)中繼能力相對(duì)不足導(dǎo)致大量的信息滯后甚至是遺棄,低效的星載交換已經(jīng)成為制約未來(lái)寬帶衛(wèi)星通信進(jìn)一步發(fā)展亟需突破的一大難題[25]。由于技術(shù)的限制,分組交換是以準(zhǔn)靜態(tài)或共享緩存的方式進(jìn)行。在前一種方式下,交換配置只能在一秒內(nèi)改變一次,路由決定不能以分組為基礎(chǔ)進(jìn)行。在后一種方式下,共享存儲(chǔ)器需要以超出N倍的分組速率進(jìn)行操作(N為交換結(jié)構(gòu)端口數(shù)),因此整體的交換吞吐量被限制在每秒吉比特。

(3)在我國(guó)“十二五”規(guī)劃中重點(diǎn)發(fā)展傳統(tǒng)微波衛(wèi)星系統(tǒng)的同時(shí),國(guó)家空間科技發(fā)展規(guī)劃中也明確了空間光通信的發(fā)展路線,即到2020年數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)30～40Gbit/s以上。因此可以判定,在今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),衛(wèi)星上將出現(xiàn)微波和激光并存的局面[26-28]。如果通過(guò)解復(fù)用、解調(diào)制和解碼等過(guò)程,取出基帶數(shù)據(jù)處理后,再由數(shù)字信號(hào)直接調(diào)制激光,存在著處理過(guò)程復(fù)雜、設(shè)備體積笨重和網(wǎng)絡(luò)延遲增加等缺點(diǎn),無(wú)法適應(yīng)星上有效載荷的要求。

4.2 解決方法

針對(duì)再生式轉(zhuǎn)發(fā)器存在的上述問(wèn)題,提出如下解決方法。

(1)MCD解調(diào)器中存在的頻率偏移是由上、下變頻本振信號(hào)的頻率差引起的,可以通過(guò)增加保護(hù)頻帶的方法解決;量化噪聲的產(chǎn)生是與MCD解調(diào)器中的數(shù)字濾波器直接相關(guān)的,通過(guò)增加量化比特的數(shù)目可以極大降低量化噪聲的影響;相位噪聲是由多載波解復(fù)用器中的多個(gè)下變頻本振信號(hào)引入的,會(huì)引起子載波信道間干擾,采用多相傅里葉變換的解復(fù)用器結(jié)構(gòu)能夠在一定程度上克服這個(gè)問(wèn)題;符號(hào)間干擾是由于信道和接收濾波器對(duì)發(fā)送信號(hào)所造成的拖尾效應(yīng)引起的,可以通過(guò)選擇合適的最優(yōu)判決時(shí)間來(lái)解決。

(2)為了解決信息處理交換中吞吐量較低的問(wèn)題,可以借鑒地面光網(wǎng)絡(luò)突發(fā)交換思想,采用信元信頭分開(kāi)處理的方式。數(shù)據(jù)包到達(dá)接收機(jī)前端處理模塊后,經(jīng)信頭提取分為信元和信頭兩部分。信元數(shù)據(jù)流經(jīng)匯聚模塊將多路低速數(shù)據(jù)流匯聚為高速數(shù)據(jù)流,轉(zhuǎn)化為光信號(hào)送往光交換單元,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明交換。信頭數(shù)據(jù)流經(jīng)解調(diào)譯碼產(chǎn)生光交換控制調(diào)度信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)光交換的控制,同時(shí)產(chǎn)生新的信頭,經(jīng)過(guò)編碼調(diào)制以后重新插入相應(yīng)的信元數(shù)據(jù)流,形成新的數(shù)據(jù)流。

(3)為了解決星上微波與激光之間的調(diào)制問(wèn)題,達(dá)到不解基帶數(shù)據(jù)、無(wú)需包頭檢測(cè)、利用微波直接調(diào)制激光的目的,可以結(jié)合光副載波調(diào)制技術(shù)和波分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用到星上處理中。首先,由地面站完成具有相同目的地址以及QoS要求的業(yè)務(wù)的匯聚;其次,采用星上副載波的激光調(diào)制技術(shù),利用副載波頻率作為控制信息,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流在星/地之間的微波接入;最后,利用WDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)星間光鏈路的多波長(zhǎng)通道和多波長(zhǎng)星際路由,以減輕星載處理器的處理負(fù)荷,減小衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)的處理延遲。

5 結(jié) 論

本文綜述了國(guó)內(nèi)外再生式轉(zhuǎn)發(fā)器的最新研究進(jìn)展,針對(duì)其技術(shù)發(fā)展中存在的多載波解調(diào)、吞吐量較低以及微波/光調(diào)制等問(wèn)題,提出了合適的補(bǔ)償技術(shù)、星上半透明突發(fā)交換、光副載波調(diào)制以及波分復(fù)用等解決方法。然而,面對(duì)未來(lái)空間微波/激光鏈路并存的局面,僅僅利用光副載波調(diào)制技術(shù)并不能完全解決微波/光調(diào)制問(wèn)題,需要進(jìn)一步研究寬帶寬、高調(diào)制靈敏度微波信號(hào)的電光調(diào)制技術(shù)。

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