低轨卫星通信系统关键技术浅析作者：傅德晟何坤陈进来源：《数码设计》2020年第04期透明转发卫星图1透明转发器网状网组倒RLE1再生式转发卫星MJu乙信关站用户终端1用户终端2图2再生式转发器网状网组网摘要：随着地面通信技术的快速发展，万物互联、用户随时、随地、及时通信等需求，为全球用户提供更好的通信服务，使得卫星通信成为了越发关键的研究热点。卫星通信技术相比地面通信，还有很大的发展空间，卫星通信将会发挥越来越重要的作用。本文针对低轨卫星通信系统关键技术展开研究，对切换接入技术、星上转发器技术、以及与地面网络融合技术三个研究方向进行了分析，为我国低轨卫星通信系统的研究提供技术参考。关键词：低轨卫星;切换接入技术;星上转发器技术;与地面网融合技术中图分类号：TN927.2;;文献标识码：A;;文章编号：1672-9129(2020)04-0052-02Abstract：Withtherapiddevelopmentofgroundcommunicationtechnology，theInternetofeverything，usersanytime，anywhere，timelycommunicationandotherrequirements，toprovidebettercommunicationservicesforglobalusers，satellitecommunicationhasbecomeanincreasinglycriticalresearchhotspot.Comparedwithgroundcommunication，satellitecommunicationtechnologystillhasalargespacefordevelopment，andsatellitecommunicationwillplayanincreasinglyimportantrole.Inthispaper，thekeytechnologiesoflow-orbitsatellitecommunicationsystemarestudied，andtheswitchingaccesstechnology，on-boardtranspondertechnologyandfusiontechnologywithgroundnetworkareanalyzed，soastoprovidetechnicalreferencefortheresearchoflow-orbitsatellitecommunicationsysteminChina.Keywords：low-orbitsatellite;Switchingaccesstechnology;On-boardtranspondertechnology;Fusiontechnologywithgroundnetwork1概述与地面通信相比，卫星通信具有地面通信无法比拟的优点，如覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、便于实现全球无缝链接，被认为是建立全球个人通信不可或缺的重要手段。按照卫星运行的轨道不同，通信卫星（系统）可以分为低轨通信卫星（LEO）、中轨卫星通信（MEO）和高轨地球同步卫星通信（GEO）。LEO卫星轨道高度约500-2000km,MEO卫星轨道高度2000-20000km,GEO卫星轨道高度为36000km。与其他通信系统相比，低轨卫星通信系统具有较为显著的优点：一方面，与同步轨道卫星通信系统相比，低轨卫星通信系统轨道高度低，使得路径损耗小，传输时延短;另一方面，低轨卫星成本低，数个卫星组成卫星星座即可实现全球覆盖;第三，地面蜂窝通信中多址、点波束、多波束天线、频率复用等关键技术为低轨卫星通信系统提供了技术保障，因此低轨卫星通信被认为是最有前景的移动通信技术之一。同时，低轨卫星通信系统在技术方面，也提出了眾多的挑战，如星上转发器技术、快速移动导致的频繁切换处理技术、与地面网络的融合技术等，因此，为了更好的支撑低轨卫星通信系统的发展，本文就上述问题进行了分析归纳。2切换接入技术低轨卫星通信系统中，卫星相对地面以数千米每秒的速度快速运动，使得单颗卫星覆盖用户时间持续10分钟左右，同时为了增大系统的通信容量，单颗卫星的覆盖区域又划分为多个点波束，由于卫星相对地面的快速移动，使得用户在通信过程中会频繁的由一个点波束切换至另一个点波束，为保障通信过程的连续性，使得切换接入技术在低轨卫星通信系统中显得尤为重要。2.1切换类型。从信道类型角度入手，切换大致可以分为硬切和软切两种类型。从波束归属入手，可分为卫星间切换和波束间切换。本文将从波束归属入手介绍切换内容。（1）波束间切换。为了增大系统容量，单颗卫星的覆盖区域又划分为多个点波束，因此相比于星间切换，卫星内点波束之间的切换会更加频繁。波束切换将一般分为相邻波束的测量/测量上报、切换判决以及切换执行三个阶段。（2）卫星（基站）间切换。与波束间切换类似，星间切换也分为测量/测量上报、切换判决、切换执行3个阶段。2.2常见切换策略。低轨卫星移动通信系统中常见的切换策略主要有最短距离、最长...
