移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星通信

+ 張健 天津七一二通信廣播有限公司

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移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與衛(wèi)星通信

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【摘要】本文從通信角度對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，介紹了當(dāng)前主流的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并對(duì)衛(wèi)星通信用于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了分析。

一、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的特點(diǎn)

目前，移動(dòng)通信已經(jīng)進(jìn)入4G時(shí)代，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)各類應(yīng)用已經(jīng)滲透到普通百姓的方方面面，面向個(gè)人的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)正在迅速改變?nèi)藗兊纳罘绞?。根?jù)中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)信息中心發(fā)布的《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示，截至2014年6月，我國(guó)網(wǎng)民手機(jī)上網(wǎng)使用率首次超越PC端，手機(jī)成第一大上網(wǎng)終端設(shè)備。移動(dòng)終端正在全面侵蝕PC，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)更受網(wǎng)民的喜愛。站在不同的視角對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代特點(diǎn)有不同的說(shuō)法，在從事通信領(lǐng)域從業(yè)人員看，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)有如下特點(diǎn)：

一是覆蓋地域廣。由于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)面向的普通百姓，因此只要是有人的地方都需要互聯(lián)網(wǎng)提供服務(wù)。目前，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)主要依托地面公用移動(dòng)通信網(wǎng)，我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商的移動(dòng)網(wǎng)都已覆蓋了縣鎮(zhèn)以上的人口密集區(qū)域，圖1是我國(guó)經(jīng)濟(jì)大省廣東省4G移動(dòng)網(wǎng)的覆蓋范圍（來(lái)自廣東移動(dòng)實(shí)時(shí)覆蓋圖），可以看出南部發(fā)達(dá)地區(qū)基本是絕大部分實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫覆蓋，但粵北地區(qū)則有大量的空白地區(qū)，主要是這些地區(qū)地處延綿山區(qū)、人口較少，經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后。由此可以推測(cè)全國(guó)范圍，由于建網(wǎng)成本及效益等問題，全國(guó)還有相當(dāng)?shù)赜蛱幱诳瞻谞顟B(tài)。這些空白地區(qū)為衛(wèi)星通信應(yīng)用提供的發(fā)展的空間。

圖1　廣東移動(dòng)4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋圖

二是接入方便?；ヂ?lián)網(wǎng)是覆蓋全球的網(wǎng)絡(luò)，能夠提供用戶的隨機(jī)接入，早期采用電話線、ADSL等方式，目前主要使用光纖接入和無(wú)線接入方式，前者可提供的接入帶寬大，后者具有接入方便的優(yōu)點(diǎn)。其中，無(wú)線接入主要是通過公用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)接入和熱點(diǎn)接入兩種方式，由于移動(dòng)通信網(wǎng)覆蓋的廣域性，已經(jīng)超過傳統(tǒng)的話音成為主要業(yè)務(wù)，成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)主要的接入方式；同時(shí)，WiFi由于其可提供的大帶寬、更經(jīng)濟(jì)成為當(dāng)前首選的接入方式，各電信運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)各種電信網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)也在大量建設(shè)WiFi接入站點(diǎn)。圖2是在2014年互聯(lián)網(wǎng)調(diào)查中手機(jī)網(wǎng)民首選的網(wǎng)絡(luò)接入方式。

圖2　WiFi成為主流的移動(dòng)接入方式

三是帶寬不斷增加。面向個(gè)人生活、工作的服務(wù)內(nèi)容越來(lái)越多，成為當(dāng)今創(chuàng)業(yè)熱點(diǎn)區(qū)域，由此帶來(lái)的帶寬需求不斷增加。圖3是移動(dòng)通信網(wǎng)帶寬變化帶來(lái)的應(yīng)用需求的變化，每次變化帶來(lái)的不僅僅是由語(yǔ)音到視頻這樣的業(yè)務(wù)類型的變化，而是其創(chuàng)新服務(wù)的出現(xiàn)，這些新的服務(wù)可為人們的生活帶來(lái)巨大的影響。因此，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)帶寬的需求是不斷增加的，這也是當(dāng)前地面移動(dòng)5G發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

圖3　帶寬增加導(dǎo)致應(yīng)用模式的變化

四是用戶終端快速變化。使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶都是個(gè)人用戶，隨著網(wǎng)絡(luò)升級(jí)及技術(shù)發(fā)展，移動(dòng)用戶終端正在向智能化發(fā)展，當(dāng)前主流的安卓和蘋果操作系統(tǒng)已經(jīng)成為移動(dòng)終端的標(biāo)準(zhǔn)，基于此的各類應(yīng)用APP如雨后春筍般出現(xiàn)；同時(shí)，傳統(tǒng)的桌面PC正在向平板變化，微軟正在推出面向平板、手機(jī)等跨平臺(tái)應(yīng)用的WIN10，一代終端大都在兩年以內(nèi)被新一代終端替代。近期，可穿戴設(shè)備成為用戶終端發(fā)展的熱點(diǎn)，包括以手腕為支撐的watch類（包括手表和腕帶等產(chǎn)品），以腳為支撐的shoes類（包括鞋、襪子或者將來(lái)的其他腿上佩戴產(chǎn)品），以頭部為支撐的Glass類（包括眼鏡、頭盔、頭帶等），以及智能服裝、書包、拐杖、配飾等各類非主流產(chǎn)品形態(tài)。另外，用戶有原來(lái)被動(dòng)接受服務(wù)模式向主動(dòng)選擇服務(wù)轉(zhuǎn)變，用戶可根據(jù)自己的喜好選擇喜歡的應(yīng)用或舍棄不喜好的應(yīng)用；通信網(wǎng)也面臨著同樣的競(jìng)爭(zhēng)局面，各運(yùn)營(yíng)商通過提供補(bǔ)貼等優(yōu)惠方式爭(zhēng)取用戶，網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)總體呈下降態(tài)勢(shì)。

四是用戶終端快速變化。使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的用戶都是個(gè)人用戶，隨著網(wǎng)絡(luò)升級(jí)及技術(shù)發(fā)展，移動(dòng)用戶終端正在向智能化發(fā)展，當(dāng)前主流的安卓和蘋果操作系統(tǒng)已經(jīng)成為移動(dòng)終端的標(biāo)準(zhǔn)，基于此的各類應(yīng)用APP如雨后春筍般出現(xiàn)；同時(shí)，傳統(tǒng)的桌面PC正在向平板變化，微軟正在推出面向平板、手機(jī)等跨平臺(tái)應(yīng)用的WIN10，一代終端大都在兩年以內(nèi)被新一代終端替代。近期，可穿戴設(shè)備成為用戶終端發(fā)展的熱點(diǎn)，包括以手腕為支撐的watch類（包括手表和腕帶等產(chǎn)品），以腳為支撐的shoes類（包括鞋、襪子或者將來(lái)的其他腿上佩戴產(chǎn)品），以頭部為支撐的Glass類（包括眼鏡、頭盔、頭帶等），以及智能服裝、書包、拐杖、配飾等各類非主流產(chǎn)品形態(tài)。另外，用戶有原來(lái)被動(dòng)接受服務(wù)模式向主動(dòng)選擇服務(wù)轉(zhuǎn)變，用戶可根據(jù)自己的喜好選擇喜歡的應(yīng)用或舍棄不喜好的應(yīng)用；通信網(wǎng)也面臨著同樣的競(jìng)爭(zhēng)局面，各運(yùn)營(yíng)商通過提供補(bǔ)貼等優(yōu)惠方式爭(zhēng)取用戶，網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)總體呈下降態(tài)勢(shì)。

圖4　可穿戴設(shè)備成為發(fā)展熱點(diǎn)

五是M2M成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新熱點(diǎn)。M2M有Machine-to-Machine及Mobile-to-Mobile解釋，無(wú)論何種含義，都是基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新型應(yīng)用。在Machine-to-Machine方面，依托于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，用于安全監(jiān)測(cè)、自動(dòng)售貨機(jī)、貨物跟蹤等遠(yuǎn)距離收集信息、設(shè)置參數(shù)和發(fā)送指令等；在Mobile-to-Mobile方面，用戶通過移動(dòng)端獲取商家在移動(dòng)端提供的服務(wù)，用戶在移動(dòng)端進(jìn)行消費(fèi)、支付和社交，商家在移動(dòng)端完成經(jīng)營(yíng)、收費(fèi)和管理。無(wú)論是機(jī)器還是人，M2M是一種以機(jī)器終端智能交互為核心的、網(wǎng)絡(luò)化的應(yīng)用與服務(wù)，是未來(lái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用落腳點(diǎn)，也是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。目前，世界電信運(yùn)營(yíng)商都將M2M作為未來(lái)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，通過合作建立全球M2M通信市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，建立同一標(biāo)準(zhǔn)的M2M服務(wù)平臺(tái)。分析機(jī)構(gòu)Machina預(yù)測(cè)，M2M全球市場(chǎng)規(guī)模將從2010年的1210億美元增加到2020年的9480億美元，年增長(zhǎng)率23％（其中我國(guó)增長(zhǎng)率為16％），人手將有5-10部聯(lián)網(wǎng)終端。

二、當(dāng)前衛(wèi)星通信發(fā)展情況

衛(wèi)星通信具有覆蓋地域廣、組網(wǎng)靈活、通信質(zhì)量好、天然的廣播特性等優(yōu)點(diǎn)，是地面通信網(wǎng)有益的補(bǔ)充。隨著技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信系統(tǒng)中通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的性能和應(yīng)用系統(tǒng)站型的業(yè)務(wù)能力不斷提高，能夠?yàn)楦黝愑脩籼峁┝己玫姆?wù)。

（一）在同步軌道衛(wèi)星通信方面

在同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)方面，主要是在移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)和高容量衛(wèi)星通信系統(tǒng)（HTC）兩個(gè)方向發(fā)展。

1.移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)

典型的有INMARSAT、THURAYA等系統(tǒng)，系統(tǒng)采用L、S頻段，為提高系統(tǒng)用戶容量和減小用戶終端體積重量和功耗，衛(wèi)星采用多波束覆蓋地球方式，如2005年首發(fā)的INMARSAT4衛(wèi)星有1個(gè)全球波束、19個(gè)寬波束和228個(gè)窄點(diǎn)波束，手持終端可支持9.6kbps的業(yè)務(wù)，寬帶全球區(qū)域網(wǎng)服務(wù)（BGAN）可提供IP和電路交換服務(wù)，包括互聯(lián)網(wǎng)接入、視頻會(huì)議、LAN和其他服務(wù)，最高速度可達(dá)492 kbit/s。2007年發(fā)射的THURAYA F2衛(wèi)星有351個(gè)波束，小型便攜終端可支持444kbps接收和202kbps發(fā)送，手持式終端最高上行可達(dá)60 kbps、下行15 kbps。

圖5　典型的衛(wèi)星通信移動(dòng)終端

2013年，Global Xpress(GX)（Inmarsat 5）首星發(fā)射，目前已有3顆在軌。衛(wèi)星采用Ka頻段，透明轉(zhuǎn)發(fā)，有89個(gè)固定波束和6個(gè)高容量可控點(diǎn)波束，采用靈活的功率帶寬分配，前向速率最50Mbps、返向最高5Mbps，3個(gè)衛(wèi)星覆蓋全球（見圖5）。應(yīng)用裝備提供0.6至2.4米站型，有固定、車載、機(jī)載和便攜等形式。其中，為民用航空提供的機(jī)載通信能力將是Ku頻段機(jī)載衛(wèi)星通信能力的兩倍。

圖5　Inmarsat5覆蓋示意圖

2.高容量衛(wèi)星通信系統(tǒng)

當(dāng)前寬帶通信衛(wèi)星的主要是高吞吐量衛(wèi)星（HTS High-Throughout Satellite）或高容量衛(wèi)星（HCS High-Capacity Satellite），單星容量是一般衛(wèi)星的數(shù)十倍。目前已經(jīng)有多個(gè)HTS衛(wèi)星發(fā)射入軌或正在研制，主要使用Ku頻段和Ka頻段，這類衛(wèi)星通過多波束的頻率復(fù)用方式，擴(kuò)展指派給衛(wèi)星的可用頻譜資源，提高衛(wèi)星的EIRP和G/T性能，滿足小口徑終端發(fā)送和接收高速業(yè)務(wù)的需求，有星載處理和透明轉(zhuǎn)發(fā)兩種使用方式。

寬帶衛(wèi)星通信到今天已經(jīng)發(fā)展了三代：第一代系統(tǒng)上世紀(jì)80年代提出的VSAT系統(tǒng)，只能夠?yàn)橛脩籼峁?048kbps為主的業(yè)務(wù)傳輸，衛(wèi)星采用大波束覆蓋，轉(zhuǎn)發(fā)器為多用戶共享方式，主要為公司分散的用戶提供組網(wǎng)服務(wù)，終端售價(jià)5000-10000美元；第二代系統(tǒng)出現(xiàn)于2005至2007年的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展階段，能夠?yàn)橛脩籼峁?56kbps-3Mbps的業(yè)務(wù)傳輸，用于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的延伸，并出現(xiàn)了專用的寬帶衛(wèi)星，如IPstar、Spaceway等，衛(wèi)星具有多點(diǎn)波束高增益天線，采用頻率復(fù)用技術(shù)，基于IP的專用的應(yīng)用系統(tǒng)能夠?yàn)橛脩籼峁┹^好的QoS，終端售價(jià)在500美元左右；第三代系統(tǒng)就是2010年后出現(xiàn)的新一代寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)，用戶的傳輸通過量大于10Mbps，可滿足新一代互聯(lián)網(wǎng)的視頻應(yīng)用需求，衛(wèi)星容量達(dá)到100Gbps以上，比第二代系統(tǒng)衛(wèi)星提高十倍以上，每個(gè)衛(wèi)星支持上百萬(wàn)用戶，具有50Mbps至500Mbps能力的終端售價(jià)在500美元以下，已經(jīng)有Ka-Sat和ViaSat等衛(wèi)星在軌工作，每Mbps的使用費(fèi)用進(jìn)一步下降。

（二）在中低軌星座衛(wèi)星通信方面

相對(duì)同步軌道衛(wèi)星，中低軌衛(wèi)星具有電波傳播損耗小、傳輸時(shí)延低的優(yōu)勢(shì)，但衛(wèi)星相對(duì)地面移動(dòng)，需要多個(gè)衛(wèi)星對(duì)服務(wù)區(qū)域形成穩(wěn)定覆蓋。目前，已經(jīng)投入使用或?qū)⒁度胧褂玫牡蛙壭亲l(wèi)星通信系統(tǒng)有銥星、全球星、O3b等系統(tǒng)，其中銥星、全球星系統(tǒng)分別有66 和48顆衛(wèi)星，全球覆蓋，使用的L頻段用戶鏈路，提供面向個(gè)人用戶的話音、數(shù)據(jù)服務(wù)，其中銥星公司的機(jī)器至機(jī)器（M2M）數(shù)據(jù)服務(wù)正在不斷增長(zhǎng)，2017年將部署完新一代銥星（Iridium NEXT），通信速率將由128kbps提高到1Mbps。

O3b系統(tǒng)當(dāng)前正在建設(shè)的寬帶星座網(wǎng)絡(luò)，采用Ka頻段用戶鏈路，12顆衛(wèi)星位于赤道上空8062km，每個(gè)衛(wèi)星12個(gè)可移動(dòng)波束，其中2個(gè)用于信關(guān)站、10個(gè)用于用戶服務(wù)，可對(duì)南北緯45度以內(nèi)地球表面進(jìn)行覆蓋，每個(gè)波束直徑700Km，有兩個(gè)216MHz轉(zhuǎn)發(fā)器，通過雙極化復(fù)用和空間隔離頻率復(fù)用，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器最高可提供1.6Gbps（800Mbps x 2）。通過建設(shè)地面接入站點(diǎn)方式，為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商提供話音和數(shù)據(jù)服務(wù)，地面站采用兩副自動(dòng)跟蹤的Ka頻段天線，前向廣播采用BVB-S2、ACM，載波速率最高45Msps；返向接入體制采用MF-TDMA DVB-RCS、DVB-S2 ACM連續(xù)載波（SCPC）方式，最高速率最高分別為4.4Mbps和24Mbps。首批四顆衛(wèi)星2013年6月發(fā)射，第二批4顆衛(wèi)星2014年7月發(fā)射。

圖6　O3b星座組成圖

（三）衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)成為推動(dòng)的衛(wèi)星通信發(fā)展引擎

近年來(lái)，隨著通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，特別是大容量通信衛(wèi)星的發(fā)展，用戶使用衛(wèi)星的費(fèi)用呈逐年下降的態(tài)勢(shì)，用戶數(shù)量不斷增加，具備了與地面通信方式競(jìng)爭(zhēng)能力，寬帶接入需求不斷增加，有力地推動(dòng)了衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從銥星公司和GlobalStar公司披露的數(shù)據(jù)來(lái)看，公司的用戶人均費(fèi)用逐年走低。GlobalStar公司用戶的人均費(fèi)用從2006年至今下降了60％以上。北美咨詢機(jī)構(gòu)NSR預(yù)測(cè)，全球衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的總供應(yīng)容量將從2011年200Gbit/s增長(zhǎng)到2021年的1.6Tbit/s，這尚不包括O3b衛(wèi)星星座的容量；全球?qū)拵в脩魧?011年的350萬(wàn)增加到2021年的910萬(wàn)，其中互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶達(dá)到810萬(wàn)，全球?qū)拵l(wèi)星通信的服務(wù)和終端設(shè)備收入將會(huì)翻番，預(yù)計(jì)有63.5億美元的增長(zhǎng)。

三、衛(wèi)星通信如何與移動(dòng)互聯(lián)結(jié)合

由于地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋受限，為衛(wèi)星通信在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域提供了發(fā)展空間。但傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信采用的C、Ku頻段固定衛(wèi)星通信體制，主要是面向固定或機(jī)動(dòng)用戶應(yīng)用，無(wú)法保障面向個(gè)人的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。雖然近年來(lái)面向個(gè)人用戶的各類移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)投入使用，但受限于手持設(shè)備能力，只能夠支持電話和低速數(shù)據(jù)應(yīng)用，與當(dāng)前主流應(yīng)用的高帶寬移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)需求存在相當(dāng)差距，如何利用衛(wèi)星通信解決地面公用通信網(wǎng)難以覆蓋地區(qū)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成為一個(gè)難題。通過對(duì)前面衛(wèi)星通信發(fā)展情況分析，可以看出衛(wèi)星通信與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的途徑主要有以下途徑：

（一）間接服務(wù)方式

為充分發(fā)揮衛(wèi)星通信覆蓋地域廣、寬帶傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，在與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合中采用熱點(diǎn)接入方式，間接為用戶提供移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。目前，O3b、INMARSAT 5及使用Ku、Ka頻段HTS衛(wèi)星的系統(tǒng)地球站都具有很高的雙向通信速率，可支持?jǐn)?shù)十Mbps的用戶接入。主要有以下三個(gè)途徑

一是利用我國(guó)現(xiàn)有衛(wèi)星方式。目前，我國(guó)通信衛(wèi)星主要采用Ku頻段、國(guó)土廣域覆蓋為主，EIRP及G/ T較差，為提供寬帶IP接入服務(wù)，建設(shè)采用基于DVBRCS或其他體制的VSAT系統(tǒng)，為移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在其無(wú)法覆蓋地域提供基站延伸，為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)用戶提供3G 或4G無(wú)線方式接入基站，再通過衛(wèi)星線路接入移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)；對(duì)覆蓋保障地域較小應(yīng)用，設(shè)置WiFi接入點(diǎn)，通過衛(wèi)星接入互聯(lián)網(wǎng)，如目前鐵路、民航可以使用基于Ku頻段通信衛(wèi)星，設(shè)置車載、機(jī)載WiFi，實(shí)現(xiàn)地空互聯(lián)網(wǎng)通信，如圖7、圖8所示。

二是利用國(guó)外現(xiàn)有衛(wèi)星方式。由于我國(guó)現(xiàn)有通信衛(wèi)星能力受限，無(wú)法滿足移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)較高傳輸能力應(yīng)用需求，可采用INMARSAT 5等衛(wèi)星開展移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。其中，我國(guó)民航部門正在計(jì)劃利用INMARSAT 5系統(tǒng)在民航飛機(jī)開展面向乘客的機(jī)載互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，通過在飛機(jī)站安裝衛(wèi)星終端。據(jù)報(bào)道，2014年霍尼韋爾航空航天集團(tuán)與國(guó)航簽署了一份諒解備忘錄，將在國(guó)航的空客A330飛機(jī)上測(cè)試GX Aviation空中網(wǎng)絡(luò)連接方案，國(guó)航將成為首家與霍尼韋爾及國(guó)際海事衛(wèi)星合作測(cè)試GX Ka波段連接方案的航空公司。

圖7　列車衛(wèi)星通信

圖8　機(jī)載衛(wèi)星通信

三是建設(shè)我國(guó)的HTS衛(wèi)星。隨著地面公用通信網(wǎng)的發(fā)展，我國(guó)衛(wèi)星通信保障的重點(diǎn)正在向應(yīng)急通信、海上通信和通信基礎(chǔ)設(shè)施薄弱邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信轉(zhuǎn)移，為應(yīng)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)高速業(yè)務(wù)需求不斷增加，急需發(fā)展我國(guó)的HTS通信衛(wèi)星。在我國(guó)HTS衛(wèi)星設(shè)計(jì)要考慮重點(diǎn)覆蓋我國(guó)人口稀少地域，按照我國(guó)降雨分布及人口分布，結(jié)合地面公用移動(dòng)通信網(wǎng)發(fā)展，合理設(shè)計(jì)波束覆蓋地域；同時(shí)，同步設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)技術(shù)體制，研制不同形式的衛(wèi)星通信終端。在HTS衛(wèi)星終端研制中，必須引入與傳統(tǒng)VSAT不同的技術(shù)，以適合HTS特有的特點(diǎn)，主要是：每個(gè)波束超過100MHz的帶寬，考慮信關(guān)站能夠支持10至20個(gè)波束和Gbps的容量、用戶終端有更高的吞吐量、能夠克服雨衰等技術(shù)，其中成熟波形以DVB為基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)展，以適應(yīng)點(diǎn)波束中更大的帶寬。

（二）直接服務(wù)方式

針對(duì)直接面向用戶的移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，開展互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用是當(dāng)前世界各移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)重點(diǎn)開展的工作，如GLOBALSTAR系統(tǒng)的WIFI熱點(diǎn)、THURAYA系統(tǒng)的蘋果皮、Orbcomm數(shù)傳模塊（見圖8）等。當(dāng)前，我國(guó)正在建設(shè)S頻段衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，雖然手持用戶只能提供9.6kbps窄帶業(yè)務(wù)，具備了支持移動(dòng)互聯(lián)的能力，建議相關(guān)研制單位在終端設(shè)計(jì)中，參考國(guó)外同類產(chǎn)品特點(diǎn)，充分考慮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)需求。同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮衛(wèi)星通信廣域覆蓋優(yōu)勢(shì)，拓展衛(wèi)星通信在物聯(lián)網(wǎng)、M2M等新興領(lǐng)域的應(yīng)用，如油氣田作業(yè)、輸油輸氣管線、物流、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療保健、公用事業(yè)等產(chǎn)業(yè)。另外，為增大衛(wèi)星覆蓋范圍、減少電波傳播時(shí)延、提高用戶終端業(yè)務(wù)能力，借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展勢(shì)頭，建設(shè)覆蓋全球的星座衛(wèi)星通信系統(tǒng)是十分必要的，為用戶提供高質(zhì)量的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。

另外，使用Ku、Ka頻段通信衛(wèi)星、直接面向用戶的VSAT系統(tǒng)也是保障車輛、游船等小型平臺(tái)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用手段，相對(duì)L、S頻段移動(dòng)衛(wèi)星通信，能夠提供更高的傳輸帶寬。目前，我國(guó)建設(shè)了大量的“動(dòng)中通”車載站，具備了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用條件，隨著業(yè)務(wù)模式由傳統(tǒng)的提供遠(yuǎn)程傳輸線路向互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)變，通過對(duì)用戶站和接入點(diǎn)改造能夠方便支持互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。同時(shí)，積極跟蹤當(dāng)前VSAT技術(shù)發(fā)展，研制新一代的VSAT系統(tǒng)，通過對(duì)當(dāng)前國(guó)外新一代VSAT分析，主要特點(diǎn)有：一是充分考慮互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求和系統(tǒng)的靈活性、可擴(kuò)展性及運(yùn)行效率，能夠?yàn)橛脩籼峁└咚賹拵P接入；二是針對(duì)新型的HTS衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器特點(diǎn)，參考DVB-S2X標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)現(xiàn)有DVB-S2進(jìn)行改進(jìn)，擴(kuò)展最高傳輸符合速率，優(yōu)化調(diào)制編碼模式，適應(yīng)比傳統(tǒng)的36/54MHZ轉(zhuǎn)發(fā)器更寬的轉(zhuǎn)發(fā)器；三是在傳統(tǒng)的SCPC和MF-TDMA多址方式基礎(chǔ)上，充分保留SCPC方式鏈路高效和MF-TDMA組網(wǎng)靈活的優(yōu)點(diǎn)，為適應(yīng)IP變化較大和視頻穩(wěn)定不同的業(yè)務(wù)特點(diǎn)，擴(kuò)展多址方式，通過使用網(wǎng)管控制、優(yōu)先級(jí)設(shè)置及突發(fā)SCPC方式，調(diào)制解調(diào)器在MF-TDMA和DVB-S2 SCPC之間可動(dòng)態(tài)變化，到達(dá)最佳的衛(wèi)星資源利用率，并支持多種應(yīng)用方式。

圖8　移動(dòng)衛(wèi)星通信支持移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

四、結(jié)束語(yǔ)

在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，連接和接入成為人們工作和生活的必要前提，用戶具有了空前選擇權(quán)，地面光纖基礎(chǔ)設(shè)施能力不斷提高，移動(dòng)4G正在建設(shè)的同時(shí)5G也成為網(wǎng)絡(luò)制造商、運(yùn)營(yíng)商及研究部門關(guān)注的熱點(diǎn)，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信生存空間正在面臨著地面通信網(wǎng)絡(luò)極大的挑戰(zhàn)。因此，衛(wèi)星通信從業(yè)人員必須要調(diào)整思維模式，在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)ふ倚枨蟆l(fā)現(xiàn)需求、創(chuàng)造需求，與互聯(lián)網(wǎng)深度融合，才能夠發(fā)掘出衛(wèi)星通信的活力。

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