通信技術(shù)在低軌星座的適應(yīng)性分析

時(shí)間:2022-09-19 09:38:45

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通信技術(shù)在低軌星座的適應(yīng)性分析

摘要:為了適應(yīng)更多場(chǎng)景的應(yīng)用而誕生的5G地面移動(dòng)通信技術(shù),與沿用至今的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)相比,可以運(yùn)用更多的維度指標(biāo)描繪,全新的應(yīng)用系統(tǒng)成為地面移動(dòng)通信領(lǐng)域的新的研究集中點(diǎn),隨著國家網(wǎng)絡(luò)重大項(xiàng)目——天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的持續(xù)重點(diǎn)推進(jìn),低軌移動(dòng)通信星座受到重大關(guān)注,本文主要通過描述5G地面移動(dòng)通信技術(shù)與低軌星座的概況,闡述5G地面移動(dòng)通信技術(shù)在低軌星座中的適用性,對(duì)我國建設(shè)天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目具有一定程度的參考作用。

關(guān)鍵詞:5G移動(dòng)通信;低軌星座;適用性

15G地面移動(dòng)通信技術(shù)

1.1概念簡(jiǎn)述。5G移動(dòng)通信,全稱為第五代移動(dòng)通信,是指第五代移動(dòng)電話行動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn),是4G時(shí)代的延伸。當(dāng)前中國華為、韓國三星、歐盟等都投入相當(dāng)?shù)牧α抠Y源研發(fā)5G網(wǎng)絡(luò),目前5G移動(dòng)通信主要應(yīng)用在超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、D2D通信、M2M通信等領(lǐng)域,不過目前在研發(fā)5G網(wǎng)絡(luò)上面還存在著監(jiān)管不足、牌照限制、組織機(jī)構(gòu)受控、行業(yè)開放標(biāo)準(zhǔn)等阻礙。1.2特點(diǎn)。(1)通信性能提高傳統(tǒng)通信系統(tǒng)采取編碼譯碼等方式,以點(diǎn)與點(diǎn)之間的傳輸作為技術(shù)的核心,而5G通信技術(shù)采取密集電線、多用戶多小區(qū)間的相互杰作、以構(gòu)成組合網(wǎng)絡(luò)為實(shí)踐中的突破點(diǎn),大幅度提到通信性能。(2)設(shè)計(jì)理念先進(jìn)5G地面移動(dòng)通信技術(shù)改變了傳統(tǒng)通信室內(nèi)通信業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)理念,將優(yōu)先的設(shè)計(jì)目標(biāo)定位在室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)上。(3)成本降低隨著5G無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,運(yùn)營(yíng)商會(huì)根據(jù)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)流量變化而實(shí)時(shí)調(diào)整,也可有效降低運(yùn)營(yíng)成本,增加運(yùn)營(yíng)商的收益。

2低軌星座

2.1概念。低軌星座一般指低軌衛(wèi)星星座,是低軌道衛(wèi)星系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,主要用于軍事檢測(cè)方面,不過隨著5G技術(shù)的研發(fā),低軌星座用于商業(yè)、生活指日可待。2.2低軌星座的發(fā)展。人類太空的發(fā)展史上經(jīng)歷了兩次低軌星座的浪潮。第一次是在兩極格局徹底瓦解時(shí),各大國利用富余的力量建立起低軌星座系統(tǒng),用于經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展;第二次是當(dāng)航天活動(dòng)火熱開時(shí),低軌星座又一次掀起浪潮,為航空航天事業(yè)做出巨大貢獻(xiàn);如今商業(yè)化的運(yùn)作模式,日加完善的經(jīng)濟(jì)全球化的時(shí)代背景讓低軌星座的浪潮重新活躍起來,由于低軌衛(wèi)星星座貼近地面,容量較大成本較低,麻雀雖小五臟俱全,從而開啟了低軌星座在地面移動(dòng)通信的的新篇章。

35G地面移動(dòng)通信技術(shù)在低軌星座中的適應(yīng)性

3.1體系結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性。為了適應(yīng)5G業(yè)務(wù)與應(yīng)用的面向需求,國際通信組織陸陸續(xù)續(xù)發(fā)表5G遠(yuǎn)景白皮書,其中有組織提出了根據(jù)“三朵云”總體框架的構(gòu)想[2]。在這個(gè)框架下,5G被分割為接入平面、轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面等三大網(wǎng)絡(luò)平面,其中控制平面實(shí)現(xiàn)控制功能,接入平面靈活接入無線資源,轉(zhuǎn)發(fā)平面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高速度、低延時(shí)的均負(fù)載傳輸,三大平面的綜合,實(shí)現(xiàn)了5G技術(shù)的分離華、模塊化、虛擬化的特性。鑒于5G的構(gòu)架設(shè)計(jì),我國低軌星座分為了接入網(wǎng)和核心網(wǎng),同時(shí)也分為了接入平面、轉(zhuǎn)發(fā)平面和控制平面等三大網(wǎng)絡(luò)平面。低軌星座的核心網(wǎng)可采用5G地面移動(dòng)通信技術(shù)的核心網(wǎng)絡(luò),通過布置多個(gè)關(guān)口站與地面網(wǎng)絡(luò)互連,與5G技術(shù)不同的是,低軌星座的轉(zhuǎn)發(fā)平面主要進(jìn)行地面網(wǎng)和終端的業(yè)務(wù)處理。3.2協(xié)議適應(yīng)性。以往的2G、3G、4G的地面移動(dòng)通信技術(shù)系統(tǒng)架構(gòu)都有與之對(duì)應(yīng)的協(xié)議,如今逐步發(fā)展的5G技術(shù)也同樣,與它們相似,5G技術(shù)使用了包括控制面協(xié)議和用戶面協(xié)議的分層模型。控制面協(xié)議包括了接入層與非接入層,接入層有數(shù)據(jù)鏈路層等四項(xiàng)層面構(gòu)成,非接入層有管理子層以及移動(dòng)管理子層構(gòu)成;用戶面協(xié)議包括了空口協(xié)議、IP網(wǎng)絡(luò)層和上層協(xié)議三大部分。低軌星座由于與5G地面動(dòng)通信技術(shù)在某些特點(diǎn)上的不同,并不能直接對(duì)5G技術(shù)的協(xié)議加以應(yīng)用,需要根據(jù)它的特點(diǎn)對(duì)協(xié)議進(jìn)行分層的適應(yīng)性優(yōu)化調(diào)整。在控制面上增加低軌星座星星間路由、T2T功能的會(huì)話管理層和優(yōu)化的移動(dòng)管理層;在用戶面上增加了應(yīng)用層并針對(duì)不同問題對(duì)應(yīng)用層進(jìn)行優(yōu)化、增加了空間增強(qiáng)傳輸協(xié)議等協(xié)議轉(zhuǎn)換子層、空間增強(qiáng)IP協(xié)議;在控制面與用戶面的鏈接層面,針對(duì)低軌星座接入網(wǎng)口設(shè)計(jì)了新空口,包括了PRC、PDCP、RLC、MAC、PHY等功能層面的綜合應(yīng)用開發(fā)設(shè)計(jì)。以低軌星座路由協(xié)議設(shè)計(jì)為例。低軌星座路由協(xié)議是關(guān)系到低軌星座能多實(shí)現(xiàn)空間組網(wǎng)的關(guān)鍵性協(xié)議,主要對(duì)應(yīng)5G地面移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議,由于地面網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)變化,該協(xié)議必須針對(duì)低空星座進(jìn)行針對(duì)化修改,增加量時(shí)間片路由算法和基于地理位置的路由算法等,去穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的動(dòng)態(tài)變化[3]。

4結(jié)束語

中國要趕上第三次低軌星座發(fā)展的熱潮,發(fā)展低軌星座,這需要加強(qiáng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),充分吸收接連5G地面移動(dòng)通信技術(shù)的研究成果,并結(jié)合低軌星座的獨(dú)有的特點(diǎn),從網(wǎng)絡(luò)框架、空口體制、用戶與控制協(xié)議等方面,展開針對(duì)低軌星座的創(chuàng)新性研發(fā)探究。結(jié)合中國開展的信息網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目的推進(jìn),預(yù)定目標(biāo),逐步實(shí)現(xiàn)構(gòu)架一個(gè)低軌星座的技術(shù)試驗(yàn)示范網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),完成關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和體制架構(gòu)的重要任務(wù),充分考量與未來5G地面移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的鏈接融合。在以上基礎(chǔ)下,爭(zhēng)取在未來五十年內(nèi)完成網(wǎng)絡(luò)的全面建設(shè),提供全世界無縫的移動(dòng)通信、寬帶增強(qiáng)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等多樣化多領(lǐng)域的服務(wù)能力,讓低軌星座發(fā)揮其最大效用,促進(jìn)我國太空空間領(lǐng)域與地面移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展壯大。

參考文獻(xiàn)

[1]謝智東,常江,周輝.InmarsatBGAN系統(tǒng)(下)[J].數(shù)字通信世界,2007(4):88-90.

[2]IMT-2020(5G)推進(jìn)組.IMT-2020(5G)推進(jìn)組-5G愿景與需求白皮書[R],2015.

作者:李嬌 單位:廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司