下一代小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)發(fā)展綜述

● 文|解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院 杜 鋒 李廣俠 朱宏鵬 云飛龍

技術(shù)進(jìn)展 TECHNOLOGY PROGRESS

下一代小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)發(fā)展綜述

● 文|解放軍理工大學(xué)通信工程學(xué)院 杜 鋒 李廣俠 朱宏鵬 云飛龍

自20世紀(jì)90年代以來，小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)開始受到各國的廣泛關(guān)注，特別是以全球無縫衛(wèi)星覆蓋、可手持終端和大容量為主的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展尤為迅速。隨著全球陸?？找苿?dòng)通信需求的不斷增大和衛(wèi)星使用年限將滿，從2007年開始，各主要小衛(wèi)星星座運(yùn)營(yíng)公司開始了第二代系統(tǒng)的研制。而新興的O3b網(wǎng)絡(luò)公司、外聯(lián)網(wǎng)（Outernet）項(xiàng)目也在此時(shí)加入進(jìn)來，致力于開發(fā)新一代小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)。

第二代小衛(wèi)星星座系統(tǒng)在性能上較之前有很大提升，主要表現(xiàn)在通信容量更大、通信質(zhì)量高更可靠、應(yīng)用范圍更廣、終端更小等方面。目前，二代系統(tǒng)中處于領(lǐng)先地位的有三個(gè)系統(tǒng)：銥星（Iridium）系統(tǒng)、全球星（Globalstar）系統(tǒng)和軌道通信（Orbcomm）系統(tǒng)。其中，軌道通信系統(tǒng)主要提供郵件、雙向?qū)ず舻日瓗?shù)據(jù)通信業(yè)；銥星系統(tǒng)和全球星系統(tǒng)主要提供移動(dòng)語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

一、下一代低軌星座系統(tǒng)概況

1.銥星系統(tǒng)

☆ 銥星下一代示意圖

銥星系統(tǒng)是世界上第一個(gè)全球覆蓋的無線數(shù)字通信系統(tǒng)，采用低軌（LEO）解決了地球靜止軌道（GEO）的大延時(shí)問題，也是第一個(gè)采用大規(guī)模星際鏈路的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，具有復(fù)雜的星上處理能力，可為手持機(jī)用戶提供全球個(gè)人移動(dòng)通信服務(wù)[1-2]。銥星公司于2007年提出銥星下一代（Iridium Next）計(jì)劃，第二代銥星系統(tǒng)具有更寬的帶寬潛力，更加靈活的帶寬分配，更多的增強(qiáng)服務(wù)和更高的數(shù)據(jù)速率，單星質(zhì)量為800kg，計(jì)劃于2015年以“一箭六星”方式開始發(fā)射，2017年完成部署，現(xiàn)有星座有望保持運(yùn)行，直到第二代銥星全面運(yùn)作，許多衛(wèi)星將一直服役到2020年。其主要技術(shù)參數(shù)如表1[3-4]。

表1　銥星下一代主要技術(shù)參數(shù)

銥星下一代集成當(dāng)前系統(tǒng)的最優(yōu)部分，同時(shí)提供更大的帶寬和更高的數(shù)據(jù)速率，以支持功能更強(qiáng)的設(shè)備和日益增多的用戶需求。第二代銥星系統(tǒng)仍采用極軌星座，提供具有高可靠性和低延遲的通信服務(wù)，能夠很好地繼承和覆蓋現(xiàn)有系統(tǒng)，并具有良好的向后兼容性。二者主要區(qū)別如表2[3]。

表2　銥星下一代系統(tǒng)與當(dāng)前銥星星座系統(tǒng)對(duì)比

第二代銥星全球系統(tǒng)包括3個(gè)方面的內(nèi)容：銥星星座、全球網(wǎng)絡(luò)、用戶產(chǎn)品與解決方案。銥星星座是由66顆相互交錯(cuò)的低軌小衛(wèi)星構(gòu)成的一個(gè)復(fù)雜的全球系統(tǒng)，可以為包括海洋、天空和兩極地區(qū)在內(nèi)的地球表面提供高質(zhì)量的話音與數(shù)據(jù)服務(wù)。銥星全球網(wǎng)絡(luò)是唯一能真正提供全球化非對(duì)稱通信的系統(tǒng)，并且具有高可靠性。地面段包括兩個(gè)關(guān)口站、一個(gè)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)操作中心、一個(gè)技術(shù)支持中心和5個(gè)跟蹤、遙測(cè)與控制站，其中衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)操作中心是空間與地面連接的中樞系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)調(diào)制和控制提供不間斷服務(wù)，包括運(yùn)行趨勢(shì)和性能分析以使得服務(wù)質(zhì)量（QoS）滿足要求、定期制定任務(wù)計(jì)劃和軌道參數(shù)報(bào)告、提供實(shí)時(shí)的衛(wèi)星和網(wǎng)絡(luò)工程支持等。

每1顆銥衛(wèi)星都與4顆衛(wèi)星相連，2顆在同一軌道上，另外2顆在相鄰軌道上，這種動(dòng)態(tài)連接有助于衛(wèi)星間網(wǎng)絡(luò)路由保持暢通。同時(shí)，衛(wèi)星星座可增強(qiáng)銥星無線網(wǎng)絡(luò)的可靠性，不會(huì)因地面自然災(zāi)害而發(fā)生中斷，例如臺(tái)風(fēng)、海嘯和地震等。

除傳統(tǒng)應(yīng)用外，第二代銥星系統(tǒng)還將增加以下新的用途。

（1）有效載荷

銥星下一代中每顆衛(wèi)星都為有效載荷留有50kg質(zhì)量，載荷體積為30cm×40cm×70cm，平均功率50W(峰值200W)，數(shù)據(jù)速率接近1Mbit/s，用于為Aireon公司提供基于天基航空監(jiān)視業(yè)務(wù)的次級(jí)載荷空間，并且在即將于2015年開始發(fā)射的共計(jì)72顆在軌衛(wèi)星中全部安裝Aireon廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）接收機(jī)。接收機(jī)將采用AppStar有效載荷平臺(tái)，可接收來自飛機(jī)的ADS-B數(shù)據(jù)，并經(jīng)由ADS-B地面站提供給空中導(dǎo)航服務(wù)供應(yīng)商，服務(wù)響應(yīng)時(shí)間可縮減至2s以內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)完整覆蓋全球的近實(shí)時(shí)、高頻率、高精度的飛機(jī)位置監(jiān)視。預(yù)計(jì)ADS-B系統(tǒng)在第二代銥星服役期間可為全球航空公司節(jié)約60億～80億美元的燃料，并使航班產(chǎn)生的溫室氣體排放量減少3500萬噸[5-6]。

此外，銥星公司還推出了銥星PRIME供應(yīng)平臺(tái)，負(fù)責(zé)寄宿有效載荷總體方案設(shè)計(jì)?？沙袚?dān)有效載荷質(zhì)量為265kg，輸出均值功率650W（峰值1100W）,數(shù)據(jù)速率為17Mbit/s。銥星PRIME平臺(tái)利用銥星星座及其運(yùn)行模式實(shí)現(xiàn)商業(yè)盈利，借助于星際鏈路和全球地面系統(tǒng)可提供基于多種有效載荷的雙向控制與數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。與銥星下一代不同，銥星PRIME設(shè)計(jì)中除去了不必要的L頻段用戶通信，而將可搭載有效載荷的能力進(jìn)一步提升。

（2）iGPS

精確導(dǎo)航中將基于GPS與銥星結(jié)合的載波相位位置測(cè)量系統(tǒng)稱之為 iGPS[7]（integrity global positioning system）。銥星可提供高功率信號(hào)，并且地面跟蹤可快速變化；GPS提供位置、時(shí)間和速度等導(dǎo)航信息，二者結(jié)合可提高GPS的測(cè)量精度。

iGPS星座由24顆GPS衛(wèi)星和66顆銥星衛(wèi)星組成，它們均有6個(gè)軌道面，分別運(yùn)行在中軌和低軌軌道上。在iGPS系統(tǒng)中，地面參考站將獲取的GPS和銥星信息發(fā)送至主站，主站采用雙頻測(cè)量技術(shù)進(jìn)行提取，得到銥星電離層延遲估計(jì)參數(shù)和GPS長(zhǎng)期運(yùn)行錯(cuò)誤校正參數(shù)，并通過銥星信道發(fā)送給用戶[8]。由于銥星星座運(yùn)動(dòng)速度比GPS快30倍，因此可以改善由于GPS衛(wèi)星幾何分布在測(cè)量中造成的周期模糊問題，可將定位精度由當(dāng)前的米級(jí)提高至厘米級(jí)，同時(shí)也有助于提高對(duì)室內(nèi)或者有遮擋環(huán)境下的定位精度[9]。

（3）基于星上IP的寬帶網(wǎng)絡(luò)

銥星下一代衛(wèi)星提供L頻段1.5Mbit/s和Ka頻段8Mbit/s的高速服務(wù)，采用48個(gè)L頻段相控陣天線，覆蓋地球表面直徑達(dá)4700km,可提供蜂窩模式衛(wèi)星通信。Ka頻段用于衛(wèi)星與地面關(guān)口站和星際鏈路通信。在空間有66顆衛(wèi)星組成交聯(lián)星座，允許地球上任何位置的用戶通信，組成了真正覆蓋全球的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)[10]。銥星下一代網(wǎng)絡(luò)將提供更大的帶寬、加快的數(shù)據(jù)速度，更靈活的帶寬分配和全球覆蓋，借助于星上IP技術(shù)，銥星下一代將能更好地與地面IP設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，并且能夠在緊急情況下提供優(yōu)先服務(wù)，同時(shí)確保通信的完好性與安全性。

此外，銥星下一代還能為海上集裝箱提供更智能的和更有效的持續(xù)跟蹤，應(yīng)用領(lǐng)域還包括運(yùn)輸、旅游、石油天然氣、政府和軍隊(duì)等。

2.全球星系統(tǒng)

全球星系統(tǒng)是借鑒地面蜂窩網(wǎng)成熟的CDMA技術(shù)而研制出的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，采用衛(wèi)星分集技術(shù)從而提高了用戶鏈路的抗衰落能力和通信質(zhì)量[11]。星上采用透明轉(zhuǎn)發(fā)，沒有星際鏈路，減小了系統(tǒng)復(fù)雜性。由于采用玫瑰星座，全球星系統(tǒng)只能覆蓋南北緯70°范圍，需要在全球建立關(guān)口站，數(shù)據(jù)傳輸速率較低[12]。

為了緩解S頻段放大器故障帶來的影響，同時(shí)增強(qiáng)衛(wèi)星系統(tǒng)功能，全球星公司與Thales Alenia Space公司在2006年簽署了共同開發(fā)第二代全球星系統(tǒng)（2ndGlobalstar）的合同，設(shè)計(jì)衛(wèi)星有效期為15年。第一批6顆二代衛(wèi)星于2010年10月發(fā)射，向全球星用戶提供話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；2013年2月，最后6顆二代衛(wèi)星發(fā)射升空，標(biāo)志著第二代全球星系統(tǒng)共24顆衛(wèi)星已率先完成部署。

☆ 第二代全球星衛(wèi)星示意圖

第二代全球星衛(wèi)星質(zhì)量為700kg，采用2片3聯(lián)太陽能帆板，初始功率為2.2kW，末級(jí)功率為1.7kW。衛(wèi)星軌道高度為1414km，軌道傾角52°。衛(wèi)星采用簡(jiǎn)單、高效、可靠性強(qiáng)的“彎管式”轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)計(jì)，裝載多臺(tái)C～S頻段和L～C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器[10]。

第二代全球星衛(wèi)星系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段組成。地面段分為關(guān)口站、衛(wèi)星運(yùn)行控制中心（SOCC）、地面運(yùn)行控制中心（GOCC）和全球星數(shù)據(jù)網(wǎng)（GDN）。關(guān)口站將全球星無線網(wǎng)絡(luò)與地面公網(wǎng)和移動(dòng)網(wǎng)相連，每一個(gè)關(guān)口站同時(shí)與3顆衛(wèi)星通信，并將來自不同衛(wèi)星數(shù)據(jù)流的信號(hào)進(jìn)行合成，實(shí)現(xiàn)全球星與地面固定網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)之間的相互兼容。關(guān)口站采用了靈活的模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可隨著市場(chǎng)需求進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)。

第二代全球星衛(wèi)星系統(tǒng)除南北極以外在全球范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)無縫覆蓋，提供低價(jià)的衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，包括話音、傳真、數(shù)據(jù)、短信息、定位等；提供的服務(wù)包括一鍵通與廣播、先進(jìn)的短報(bào)文能力（MSS）、移動(dòng)視頻、GEO定位、多頻段與多模手機(jī)、GPS集成數(shù)據(jù)設(shè)備等[13]。

全球星公司擁有美國政府頒發(fā)的部分WiFi頻譜使用許可證。WiFi第十四信道頻譜范圍定義 為2473MHz～2495MHz， 而 全 球 星 公 司 擁 有2483.5MHz～2495MHz的使用權(quán)，因此第二代全球星推出了基于衛(wèi)星的WiFi服務(wù)，也叫Sat-Fi。Sat-Fi路由器與衛(wèi)星相連形成熱點(diǎn)，用戶直接通過智能手機(jī)安裝APP連接后就能上網(wǎng)，可以實(shí)現(xiàn)話音、郵件、短消息等業(yè)務(wù)，一臺(tái)Sat-Fi設(shè)備最多允許8名用戶同時(shí)接入，可提供最大發(fā)射功率為100mW，有效覆蓋范圍為100英尺（約30.48m）。Sat-Fi致力于解決最后一公里的通信問題，用戶群包括能源/石油天然氣、商業(yè)/遠(yuǎn)洋休閑、緊急情況、建設(shè)、自然資源、交通運(yùn)輸?shù)取Ｄ壳皟H北美及其周邊地區(qū)和海域范圍內(nèi)可以使用Sat-Fi[13]。

3.軌道通信系統(tǒng)

軌道通信系統(tǒng)是美國軌道通信公司開發(fā)的全球非實(shí)時(shí)低速率數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要特點(diǎn)是業(yè)務(wù)類型單一、費(fèi)用較低，是全球唯一專門從事窄帶數(shù)據(jù)通信的商業(yè)通信系統(tǒng)[14]。2014年7月，軌道通信公司在拉卡維拉爾角空軍基地發(fā)射6顆第二代衛(wèi)星（OG2），標(biāo)志著軌道通信系統(tǒng)開始更新?lián)Q代，并形成下一代衛(wèi)星星座。

☆ 第二代軌道通信衛(wèi)星示意圖

相對(duì)于目前的OG1星座，OG2衛(wèi)星星座擁有先進(jìn)的通信技術(shù)，每顆OG2衛(wèi)星相當(dāng)于6顆OG1衛(wèi)星，在高緯度地區(qū)擁有更快的數(shù)據(jù)連接和傳輸能力，可用郵件容量更大，同時(shí)減小了終端天線的尺寸和功耗，電池具有更強(qiáng)的續(xù)航能力[15]。

OG2安裝有自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（AIS）載荷，可為船只提供循跡追蹤。大多數(shù)陸基AIS系統(tǒng)僅提供有限的岸基覆蓋，因此在追蹤和監(jiān)視船只時(shí)不能實(shí)現(xiàn)全球性的、開放性的覆蓋，軌道通信系統(tǒng)克服了這個(gè)問題，利用其獨(dú)特的衛(wèi)星AIS數(shù)據(jù)服務(wù)，可以監(jiān)控船舶的位置和狀態(tài)范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了沿海地區(qū)，可協(xié)助導(dǎo)航并提高海上安全，其應(yīng)用領(lǐng)域包括搜救、事故調(diào)查、反海盜和環(huán)境監(jiān)測(cè)等[15]。

軌道通信系統(tǒng)是全球第一個(gè)專注于物聯(lián)網(wǎng)（M2M）并且擁有對(duì)應(yīng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的公司。第一代25顆軌道通信衛(wèi)星組成的低軌衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以為全球任何地點(diǎn)提供雙向數(shù)據(jù)通信。每顆衛(wèi)星都配備了甚高頻（VHF）通信有效載荷，可使得信息傳輸免收惡劣天氣影響。同時(shí)，優(yōu)化后的報(bào)文長(zhǎng)度非常適合M2M應(yīng)用，因此軌道通信公司一直在M2M領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。軌道通信系統(tǒng)地面段為M2M提供安全保障，分布在13個(gè)國家的16座地球站可與軌道通信衛(wèi)星進(jìn)行雙向通信[15]。其中，網(wǎng)關(guān)控制中心（GCC）處理數(shù)據(jù)，并與地面通信網(wǎng)互聯(lián)；網(wǎng)絡(luò)控制中心負(fù)責(zé)管理衛(wèi)星星座，并監(jiān)控信息的可靠傳輸[16]。

軌道通信系統(tǒng)采用衛(wèi)星和蜂窩雙重覆蓋模式，用戶通過主機(jī)上的雙模通訊平臺(tái)進(jìn)行選擇，具有很高的性價(jià)比。通過與泰雷茲—阿萊尼亞公司合作，在全球范圍內(nèi)向用戶提供復(fù)雜的蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋，服務(wù)內(nèi)容包括雙向衛(wèi)星通信、單向衛(wèi)星通信、基于GSM的蜂窩解決方案、基于CDMA的蜂窩解決方案等[15]。

4. O3b衛(wèi)星系統(tǒng)

O3b網(wǎng)絡(luò)公司是2007年由多家大型公司和銀行聯(lián)合組建的一家互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)公司。它的名稱O3b（the other three billion），即“另外的30億人”，是指全球尚未接入互聯(lián)網(wǎng)的人口。O3b希望通過多顆衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)連接全球另外30億人，并提供低延遲、高速率和合理價(jià)格的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)[17]。O3b首批8顆衛(wèi)星已于2010年發(fā)射，可以為亞洲、非洲、南美洲、澳大利亞和中東地區(qū)提供遠(yuǎn)程通話和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，衛(wèi)星提供的新型遠(yuǎn)程信息交互服務(wù)的速度可以達(dá)到與光纖網(wǎng)絡(luò)同等的程度。O3b致力于構(gòu)建新一代星座衛(wèi)星通信系統(tǒng)，新一批4顆衛(wèi)星已于2015年1月發(fā)射。

☆ O3b衛(wèi)星示意圖

O3b衛(wèi)星由泰雷茲—阿萊尼亞公司設(shè)計(jì)研發(fā)，計(jì)劃由16顆衛(wèi)星構(gòu)建全球星座通信系統(tǒng)，目前已發(fā)射12顆。單星質(zhì)量低于700kg，設(shè)計(jì)壽命10年，運(yùn)行于8062km的中圓軌道，覆蓋南北緯45°以內(nèi)的區(qū)域，極限覆蓋范圍為62°。衛(wèi)星運(yùn)行軌道接近赤道平面，軌道傾角0.1°，軌道周期為360min[18]。

每顆衛(wèi)星擁有12副Ka頻段天線，可形成2個(gè)關(guān)口站波束和10個(gè)用戶波束，每幅天線可±26o旋轉(zhuǎn)，跟蹤地面固定位置，波束覆蓋直徑為700km。星上擁有12個(gè)65W行波管放大器，點(diǎn)波束采用左旋和右旋圓極化技術(shù)，單波束可用帶寬為2×216MHz，信息速率高達(dá)2×800Mbit/s[17]。

O3b星座采用彎管式透明轉(zhuǎn)發(fā)體制，沒有復(fù)雜的星上處理，因此在全球建立了多個(gè)關(guān)口站，用于構(gòu)建O3b地面骨干網(wǎng)，衛(wèi)星與關(guān)口站互聯(lián)形成全球網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供靈活、可靠、安全的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。此外，O3b還提供形式多樣的終端以滿足不同用戶的需求，通過采用先進(jìn)技術(shù)，使得終端帶寬利用率高、布置簡(jiǎn)單、供應(yīng)可靠、并且易于維護(hù)[18]。

與2G、3G、4G、WiMax、LTE技術(shù)相比，O3b在最后一公里通信解決方案方面的高吞吐量和低往返延時(shí)特性具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力[19]。首先，傳統(tǒng)GEO衛(wèi)星延時(shí)為500ms，而O3b衛(wèi)星往返延時(shí)僅為130ms，這有助于用戶在進(jìn)行話音、視頻、會(huì)議以及上網(wǎng)業(yè)務(wù)時(shí)能獲得更好的體驗(yàn)；其次，O3b衛(wèi)星通過基于TCP/IP的改進(jìn)協(xié)議PEP （Performance Enhancing Proxies）和遠(yuǎn)端站本地緩存技術(shù)進(jìn)一步提高了通信的吞吐量，2014年已投入運(yùn)營(yíng)的O3b高速互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)可提供大于500Mbit/s的中繼帶寬；最后，O3b運(yùn)行軌道為赤道平面，并且關(guān)口站骨干網(wǎng)直接與因特網(wǎng)相連，使得運(yùn)營(yíng)成本降低，用戶在可承受的價(jià)格范圍內(nèi)就能享受到光纖級(jí)因特網(wǎng)接入服務(wù)。

5.Outernet衛(wèi)星系統(tǒng)

2014年，美國媒體發(fā)展投資基金（MDIF）發(fā)起了外聯(lián)網(wǎng)（Outernet）項(xiàng)目，該項(xiàng)目計(jì)劃借助數(shù)以百計(jì)的人造衛(wèi)星為全球提供全天候的免費(fèi)WiFi接入[20]。Outernet整個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)架構(gòu)十分簡(jiǎn)單：首先是利用低成本、批量化生產(chǎn)的立方體小衛(wèi)星構(gòu)成空間段；其次是尋求NASA等航天部門幫助，得到低價(jià)的衛(wèi)星發(fā)射服務(wù)；最后是選擇內(nèi)容提供商，通過地面網(wǎng)絡(luò)上傳給衛(wèi)星，再借助于衛(wèi)星向全球免費(fèi)廣播無線信號(hào)。

MDIF計(jì)劃向近地軌道發(fā)射150余顆立方體衛(wèi)星，并在地面建立基站向衛(wèi)星發(fā)射數(shù)據(jù)流，在衛(wèi)星上使用基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)（UDP）的WiFi多播技術(shù)，將解析后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無線網(wǎng)絡(luò)傳播到世界各地[21]。

但值得注意的是，Outernet衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)并不等同于WiFi，因?yàn)樗鼉H提供單向的廣播服務(wù)，而非地面互聯(lián)網(wǎng)的交互服務(wù)。其播發(fā)內(nèi)容包括國際地區(qū)新聞、英國文化協(xié)會(huì)課程、軟件、音樂、視頻、各語種維基百科等內(nèi)容，同時(shí)援救部門也可以通過Outernet接入緊急通信頻道[22]。同時(shí)，由于國際電信聯(lián)盟（ITU）并未對(duì)微型衛(wèi)星使用頻段作出規(guī)定，Outernet計(jì)劃使用的頻段與WiFi頻段相同，若實(shí)現(xiàn)雙向通信，衛(wèi)星將極易受到地面無線網(wǎng)絡(luò)的干擾。此外，考慮到播發(fā)信息安全，Outernet能否得到各國政府支持，也是該計(jì)劃需要考慮的重要因素。

二、前景分析

與歐美等發(fā)達(dá)國家相比，目前我國在小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面還存在差距，雖然小衛(wèi)星平臺(tái)、有效載荷技術(shù)已基本成熟，清華“靈巧”通信試驗(yàn)衛(wèi)星也獲得了成功，但是在輕型多波束、星上處理交換和星座組網(wǎng)等方面還處于研究階段。未來小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)注意以下三個(gè)方面：

第一，加大技術(shù)攻關(guān)力度，在星載多波束天線、星上處理及星際鏈路等方面取得突破；進(jìn)行小衛(wèi)星組網(wǎng)試驗(yàn)，通過發(fā)射微小衛(wèi)星進(jìn)行星上分布計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星測(cè)控管理、星座組網(wǎng)及星際鏈路等關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，待技術(shù)成熟后再逐步應(yīng)用到小衛(wèi)星星座通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。

第二，開發(fā)次級(jí)有效載荷平臺(tái)。銥星PRIME為未來星座通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了新的思路：無需發(fā)射專門功能的衛(wèi)星，借助于現(xiàn)有的星座通信系統(tǒng)搭載次級(jí)有效載荷即可實(shí)現(xiàn)所需功能，提高了衛(wèi)星設(shè)計(jì)的靈活性，并有助于吸引更多用戶使用衛(wèi)星。

第三，進(jìn)行天基WiFi網(wǎng)絡(luò)研究。研制基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的天基WiFi網(wǎng)絡(luò)，爭(zhēng)取通過低成本微小衛(wèi)星向地面終端直接提供WiFi信號(hào)，實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)的無線接入，同時(shí)為遙感和導(dǎo)航增強(qiáng)提供支持。

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