[發明專利]基于多波束GEO衛星的寬帶移動通信方法及系統

有效

• 申請號: 201410168372.5
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103929232B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 易克初;李怡;田斌;田紅心
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 景麗娜

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種基于多波束GEO衛星的寬帶移動通信方法及系統。

背景技術

基于GEO(地球同步軌道，Geostationary Orbit的英文縮寫)或LEO(低地球軌道，Low Earth Orbit的英文縮寫)衛星的寬帶蜂窩網移動通信系統，具有兩個地面網無法比擬的獨特優勢：其一是其廣域無縫覆蓋能力，能支持輪船、列車、長途汽車、飛機等交通工具中的互聯網應用；其二是其路由單跳就可跨越幾千公里，這對于互聯網應用中實時多媒體業務的質量保證非常有利；因此，各種各樣的衛星蜂窩網移動通信系統仍然處于蓬勃發展之中。

然而，LEO衛星寬帶蜂窩網需要一次性投入一筆巨大的資金，以致于許多規劃都半途而廢，或者只停留在紙上談兵階段。基于GEO衛星的寬帶蜂窩網的建設已有很大的進展，并已得到了很好的應用。例如：美國的SPACEWAY系統(參見R J F.Fang,Broadband IP Transmission over Satellite with On-Board Processing and Switching//IEEE Global Telecommunications Conference(GLOBECOM 2011)，2011:1-5)、日本的WINDS(Wideband Internetworking Engineering Test and Demonstration Satellite)系統(參見R.Kuramasu，T.Araki,M.Shimada,T.Satoh,and et.al.,Wideband InterNetworking Engineering Test and Demonstration Satellite(WINDS)System,Technical Report of IEICE,no.SAT 2002-60,Oct.2002,pp.31-42)。但SPACEWAY和WINDS系統能支持的地面用戶站數都是較少的，其星上交換本質上屬于干線交換，不能支持大量小型用戶終端，更不便于支持移動通信；又如：國際海事衛星組織的Inmarsat-4(參見Inmarsat Broadband Global Area Network(BGAN)System Description Manual,Revision 2.1.0,Feb.2003)，可支持小型移動用戶終端，但可支持寬帶移動通信的用戶總容量仍然十分有限，而且沒有很好地解決用接入因特網的問題；泰國IPSTAR系統(參見W.Thesling,M.Vanderaar,M.Thompson,et al.,Two-way Internet over iPSTAR using advanced error correction and dynamic links//AIAA Int.Conf.on Comm.Satellite System,Montreal,Canada.2002)，采用彎管式的透明轉發體制，衛星上沒有任何交換和路由設備，這使得其通信容量(45Gbps)和用戶容量(用戶信道數上十萬)都空前巨大，但因為它所有的交換和路由都通過地面關口站來完成，這使得它過于依賴地面網絡，而不利于保證實時寬帶多媒體業務的質量；此外還有美國的WGS(Wide Broadband Global Satellite System)系統(參見WGS System Specification,rev.C,4/30/2003)、中國的XX-2號軍用衛星通信系統等。

多波束衛星天線技術為基于GEO衛星支持寬帶移動通信開辟了道路，一顆GEO衛星就可以支持10Gbps以上的通信容量、支持成千上萬個移動用戶進行寬帶通信。然而，發展基于GEO衛星的寬帶移動通信系統主要有兩個關鍵問題：一是如何實現很大用戶容量的星上信號處理和星上交換；二是如何支持因特網業務的問題。如果在星上對于非常多的用戶上行信號進行分路、解調、譯碼，同時對發給所有用戶的信息進行編碼、調制和合路，其設備復雜度和功耗都是衛星無法承受的，因此一般都采用非再生式星上處理和相應的星上交換，但這又為支持因特網業務造成了障礙。