2021-4-9 | 無線通信論文
作者:薛中偉
采用衛(wèi)星高速下載和地面反饋的外交互的工作模式,即采用衛(wèi)星鏈路作為下行數據鏈路,將其他通信網絡如電話撥號、局域網等作為上行數據鏈路,從而降低整個系統(tǒng)的帶寬成本。用戶在電腦上安裝一塊衛(wèi)星網絡PCI卡和衛(wèi)星接收天線相連,所有低帶寬的網絡業(yè)務可以通過MODEM從電話網絡上傳送出去。所有高帶寬的網絡業(yè)務直接由衛(wèi)星高速向用戶提供所需服務。例如,用戶在瀏覽互聯(lián)網信息時,將網址請求信號向網絡操作中心發(fā)出服務請求,網絡操作中心在接到請求信號后,根據用戶要求獲取所需信息,再將信息上行到衛(wèi)星,衛(wèi)星通過高速寬帶網絡將信息下行到用戶的接收天線,最后用戶獲取了網址信息。衛(wèi)星寬帶網絡系統(tǒng)的終端設備主要有衛(wèi)星網絡PCI卡、用戶端軟件、衛(wèi)星接收天線,價格十分便宜。
網絡特點衛(wèi)星寬帶網絡有如下優(yōu)點:一是網絡覆蓋范圍廣,不受地域限制,組網迅速方便。二是傳輸直接繞過公眾電信網絡,直接通過衛(wèi)星鏈路連接到寬帶網絡。三是衛(wèi)星業(yè)務傳遞的不對稱線路方案,可使ISP根據其業(yè)務需求使用所需轉發(fā)器的容量,深受網絡運營商的歡迎。四是經濟高效。光纜建設通常要花幾年的時間及幾十億美元的投資,而衛(wèi)星的建設要比光纜快和經濟得多。既使是點對點的寬帶業(yè)務,非對稱鏈路的衛(wèi)星網絡也比光纖網絡經濟有效。五是更適于局域網。由于短距離Internet的需求,通過衛(wèi)星網絡連到骨干網的局域性連接越來越多。六是可作為多信道廣播業(yè)務的平臺,實現互聯(lián)網和多媒體的接入。
無線ATM技術ATM是有線網絡寬帶系統(tǒng)的主要技術,在衛(wèi)星寬帶網絡系統(tǒng)中采用無線ATM技術(WATM)作為星座的網絡協(xié)議,其中包含衛(wèi)星寬帶網絡專用的信令協(xié)議和鏈路層傳輸協(xié)議。由于衛(wèi)星轉發(fā)器具有星上處理能力,因而具有透明轉發(fā)器的衛(wèi)星網絡和有星上處理能力的衛(wèi)星系統(tǒng)都可以與ATM網絡結合使用,因此無線ATM技術是衛(wèi)星寬帶網絡系統(tǒng)的關鍵技術之一。2.2衛(wèi)星TCP/IPTCP/IP是為地面網絡設計的,用于衛(wèi)星信道時會出現長時延、較高的差錯率、前/反向信道非對稱等很多問題,需加以解決才能順利工作。為了解決TCP/IP在衛(wèi)星信道上運行的困難,可分為兩類解決方法:一在協(xié)議上改進,克服衛(wèi)星通信信道容量的非對稱性及性能起伏,動態(tài)實現信道的有效利用。二是在衛(wèi)星鏈路起始端設置網關(Gateway),將TCP/IP協(xié)議轉換成較適合衛(wèi)星信道的算法,這樣可在衛(wèi)星段采用與衛(wèi)星鏈路特性匹配的傳輸協(xié)議,而通過TCP/IP協(xié)議網關與Internet和用戶終端連接。
空間交換技術空間交換技術包括基帶星上處理技術(OBP)、星上交換技術(OBS)和星上尋址技術(OBR),可以對衛(wèi)星網絡寬帶資源進行估計、分配和自適應波束形成,是提高服務質量(QoS)的重要手段,具有較高的通信質量和頻譜利用率。基帶OBP的目的是提高鏈路的性能及有效性,降低費用或增加容量,增加容量已是現階段的發(fā)展趨勢。更重要的是,把基帶OBP和OBS相結合會增加整個網絡的有效性和靈活性。
衛(wèi)星寬帶業(yè)務的MAC層協(xié)議MAC層協(xié)議對于有效合理的利用衛(wèi)星帶寬資源具有重要的影響,MAC方式直接影響著更高層協(xié)議的性能以及整個系統(tǒng)的QoS。MAC層協(xié)議保證分處兩地的通信節(jié)點有能力控制它們之間的分組交換,并有效地管理網絡帶寬,以充分利用資源。衛(wèi)星寬帶網絡的MAC層協(xié)議的設計目標是實現高信道流量、低傳輸時延、信道穩(wěn)定性、協(xié)議可實現性、信道重構性和控制算法的低復雜度。
衛(wèi)星寬帶網絡系統(tǒng)的發(fā)展趨勢在衛(wèi)星通信中,衛(wèi)星寬帶網絡系統(tǒng)是一個新概念,其主要目標是為多媒體和高數據速率的Internet應用提供一種無所不在的通信方式。可以認為,新一代衛(wèi)星系統(tǒng)是為了提供個人電信服務,與上一代衛(wèi)星網絡的最大區(qū)別是提供的業(yè)務由低速業(yè)務及話音業(yè)務變?yōu)镮nternet和多媒體業(yè)務。我們正在進入“Internet時代”,全球商務活動的需要和人們對信息無止境的追求,刺激了企業(yè)網和互聯(lián)網的爆炸性增長,用戶一直在努力尋求可給他們帶來更多數據的解決方案,結果導致對帶寬需求的猛長。對更高帶寬的追求導致了一個新市場的開拓:一種付得起費的、可靠的、安全的、可無縫隙地嵌入陸地網的衛(wèi)星寬帶通信方案。
目前,C頻段和Ku頻段已經日趨飽和,發(fā)展Ka頻段衛(wèi)星通信已經勢在必行,在單位時間內,用戶得到的數據量大大增加,數據傳輸的時延大大減小,可以預見在不久的將來,基于Ka頻段的衛(wèi)星通信寬帶網路系統(tǒng)必將給人們的生活帶來翻天覆地的變化。