來源:我想我思
按照衛(wèi)星所在軌道高度的不同,可將通信衛(wèi)星分為低軌(LEO)通信衛(wèi)星、中軌(MEO)通信衛(wèi)星和地球同步軌道 (GEO)通信衛(wèi)星,其中低軌(LEO)通信衛(wèi)星軌道高度為500km~2000km。
低軌通信衛(wèi)星工作原理
通信衛(wèi)星作為地面發(fā)射站與接收站的信號中繼點,首先上鏈(Up-link)信號接收器接收地面信關(guān)站點傳來的數(shù)據(jù),將此信號放大移頻后再經(jīng)下鏈(Down-link)發(fā)射器傳回地面另一個站點,實現(xiàn)遠(yuǎn)距通 信。當(dāng)前發(fā)展低軌通信衛(wèi)星的主要目的是建設(shè)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)。衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)是一種新型通信方式,通過多次發(fā)射數(shù)百顆乃至上千顆小型衛(wèi)星,在低軌組成衛(wèi)星星座,并以這些衛(wèi)星作為“空中基站”。典型案例為SpaceX和OneWeb等發(fā)起的太空互聯(lián)網(wǎng)計劃。
低軌通信衛(wèi)星的四點優(yōu)勢:
(1)由于低軌通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的軌道高度最低,其通訊傳播時延最短。低軌通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的往返時延一般都小于 100ms,而高軌通信衛(wèi)星的往返時延會達(dá)到600ms左右;
(2)由于低軌通信衛(wèi)星相對較短的傳播距離,使得信號的傳播衰減較小,有助于將終端設(shè)備的能耗控制在一定范圍內(nèi);
(3)與傳統(tǒng)通信衛(wèi)星系統(tǒng)中重達(dá)幾噸的衛(wèi)星相比,低軌通信衛(wèi)星系統(tǒng)中使用的小衛(wèi)星重量通常在1噸以下(SpaceX的衛(wèi)星在200-300kg),輕型復(fù)合材料技術(shù)以及集成化應(yīng)用是小衛(wèi)星輕型化的特點。衛(wèi)星的重量下降使得單次發(fā)射所能搭載的衛(wèi)星數(shù)量進(jìn)一步提升,從而降低了平均發(fā)射成本;
(4)相對于其他衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò),低軌通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中單個衛(wèi)星對地面的覆蓋范圍有限。為了實現(xiàn)全球范圍的信號覆蓋,通常需要數(shù)十顆甚至數(shù)百顆衛(wèi)星。這意味著在低軌衛(wèi)星軌道上,衛(wèi)星數(shù)量會更多,從而存在更多硬件資源,為用戶提供更好的服務(wù)。
低軌通信衛(wèi)星系統(tǒng)架構(gòu)
典型的低軌通信衛(wèi)星系統(tǒng)包括空間段、地面段和用戶段三部分。
空間段由數(shù)百顆甚至更多數(shù)量的小衛(wèi)星構(gòu)成低軌衛(wèi)星星座。SpaceX星鏈計劃中的在軌衛(wèi)星是目前商業(yè)公司中最多的,截止2022年6月17日,SpaceX已累計發(fā)射2706顆星鏈衛(wèi)星,其中在軌2547顆。星鏈計劃的目的是通過龐大的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)為地球偏遠(yuǎn)地區(qū)提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。巨型星座網(wǎng)絡(luò)由于涉及衛(wèi)星數(shù)量龐大,多采用不同軌道高度、不同傾角的子星座構(gòu)成多層混合星座。衛(wèi)星作為空間網(wǎng)絡(luò)的接入節(jié)點,起到天基移動基站的功能。星座網(wǎng)絡(luò)中,衛(wèi)星間可建立微波或激光星間鏈路,實現(xiàn)數(shù)據(jù)包中繼轉(zhuǎn)發(fā)。
地面段主要實現(xiàn)衛(wèi)星星座的管理與運營,用于完成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)的連接。地面段包括信關(guān)站、綜合運控管理系統(tǒng)以及連接地面核心網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施。信關(guān)站起到連接衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)功能。數(shù)據(jù)經(jīng)信關(guān)站接入地面網(wǎng)絡(luò),完成星地空口通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換,即可利用地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)施訪問地面網(wǎng)絡(luò)資源。綜合運控管理系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)、星座、數(shù)據(jù)、運營、數(shù)據(jù)等管理系統(tǒng)以及衛(wèi)星測控站等,對全網(wǎng)進(jìn)行綜合 管理和監(jiān)控。
用戶段主要由接入網(wǎng)及接入終端組成,主要包括車載站、艦載站、機載終端、電腦以及手持移動終端等。用戶終端可作為接入點(AP, access point)建立局域網(wǎng)絡(luò),將用戶設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)。低軌通信星座可按照應(yīng)用方向和支持業(yè)務(wù)劃分為移動服務(wù)和寬帶服務(wù)兩類:
(1)移動通信星座,如Iridrum,Globalstar,采用L、S低頻段工作,以中低速率業(yè)務(wù)為主,支持面向手持移動通信和低功耗小型化物聯(lián)網(wǎng)服務(wù);
(2)寬帶互聯(lián)網(wǎng)星座,又稱為低軌高通量衛(wèi)星(HTS)星座,代表企業(yè)有OneWeb、SpaceX,采用Ku、Ka等高頻段工作,衛(wèi)星數(shù)量多,以中高速業(yè)務(wù)為主,支持互聯(lián)網(wǎng)接入、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點互聯(lián)以及基站回程等服務(wù)。
低軌通信衛(wèi)星系統(tǒng)工作模式
根據(jù)空間網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系,可將衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)工作模式分為天星地網(wǎng)、天基網(wǎng)絡(luò)和天網(wǎng)地網(wǎng)三類。
衛(wèi)星之間無星間鏈路連接,衛(wèi)星將地面接收的用戶數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)發(fā)至地面網(wǎng)絡(luò)完成傳輸,衛(wèi)星可看作地面網(wǎng)絡(luò)的延伸。天星地網(wǎng)只有在用戶和地面站被同一衛(wèi)星覆蓋時才能進(jìn)行實時通信業(yè)務(wù);因此,衛(wèi)星業(yè)務(wù)能否在全球范圍展開取決于在全球范圍內(nèi)部署信關(guān)站的能力。目前,OneWeb系統(tǒng)采用此架構(gòu),計劃在全球部署70余個信關(guān)站,但對于遠(yuǎn)洋和偏遠(yuǎn)地區(qū)等難以部署站點的區(qū)域, 仍存在服務(wù)盲區(qū)。
用戶可以直接通過衛(wèi)星和星間鏈路實現(xiàn)端到端連接,而不需要地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)施參與。該架構(gòu)擺脫了對地面設(shè)施的依賴, 具有獨立性、安全性和抗毀性優(yōu)勢。
衛(wèi)星由星間鏈路連接,地面信關(guān)站通過地面網(wǎng)絡(luò)連接。根據(jù)任務(wù)需要,用戶數(shù)據(jù)可經(jīng)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)到另一端用戶,也可經(jīng)單跳或多跳星間轉(zhuǎn)發(fā)到信關(guān)站,再通過地面網(wǎng)絡(luò)完成傳輸。天網(wǎng)地網(wǎng)模式充分利用衛(wèi)星的廣域覆蓋優(yōu)勢和地面網(wǎng)絡(luò)的容量資源優(yōu)勢,實現(xiàn)了天網(wǎng)地網(wǎng)的優(yōu)勢互補。此組網(wǎng)方式下,衛(wèi)星業(yè)務(wù)在全球范圍內(nèi)鋪開不依賴于全球布站(技術(shù)上),僅需少量信關(guān)站即可開展業(yè)務(wù)。
發(fā)展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,在技術(shù)上主要涉及星地之間的通信技術(shù),其中高效的傳輸和信號接收是關(guān)鍵要素;這之中涉及空間段的信號傳輸以及地面段的信號接收。從建設(shè)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的意義來講,主要在于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信號全球覆蓋的同時,能夠保持中高速網(wǎng)絡(luò)連接。因此,發(fā)展低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)對于傳輸?shù)膶崟r性、穩(wěn)定性和星間資源利用等方面都有更高要求。從建設(shè)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的過程來講,其所需的衛(wèi)星數(shù)目多、系統(tǒng)冗余大,龐大的星座規(guī)模給網(wǎng)絡(luò)設(shè)計帶來挑戰(zhàn),因此星座組網(wǎng)技術(shù)也是衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。此外,所需低軌通信衛(wèi)星數(shù)量之多使得衛(wèi)星制造必須將成本控制在一定范圍內(nèi),才能真正實現(xiàn)低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,從而打破市場規(guī)模的限制。基于此,我們認(rèn)為低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)規(guī)模化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)集中在“天地”間的通信技術(shù)、星座組網(wǎng)技術(shù)以及衛(wèi)星制造。具體如下:
低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建必將面臨海量信息的接入和傳輸問題,衛(wèi)星與衛(wèi)星、衛(wèi)星與地面高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ蔀橹萍s低軌互聯(lián)網(wǎng)星座發(fā)展的一個瓶頸。星間激光通信是一種利用激光束作為載波在空間進(jìn)行圖像、語音和信號等信息傳遞的通信方式,具有傳輸速率高、 抗干擾能力強、系統(tǒng)終端體積小、質(zhì)量輕和功耗低等優(yōu)勢。
采用激光星間鏈路技術(shù)的好處:
(1)可有效減少星座中某一顆衛(wèi)星饋電鏈路失效或受到大氣、降雨帶來的負(fù)面影響,保證用戶通信不中斷,形成相對獨立、穩(wěn)定的通信星座系統(tǒng),從而更好地滿足各類用戶需求;
(2)可大幅度降低衛(wèi)星星座系統(tǒng)對地面網(wǎng)絡(luò)的依賴,從而減少地面信關(guān)站的建設(shè)數(shù)量和建設(shè)成本,擴(kuò)大覆蓋區(qū)域、實現(xiàn)全球測控。
衛(wèi)星天線用于對特定的目標(biāo)或地域,發(fā)射或接收載有各種信息的信號,當(dāng)需要衛(wèi)星交換信息的目標(biāo)是可變的時候, 往往要求天線的波束也做相應(yīng)的變化。過去的機械天線采用機械掃描的方式進(jìn)行波束掃描,機械掃描天線只能實現(xiàn)單波束移動,既不能改變波束的形狀,也無法實現(xiàn)多移動波束模式。此外,采用機械裝置還會導(dǎo)致可靠性下降、重量增加、波束掃描不夠快等問題。近年來,衛(wèi)星技術(shù)的快速發(fā)展,對天線的重量、體積、便攜性、一體化設(shè)計等提出了更高的要求,尤其在低軌通信 衛(wèi)星領(lǐng)域,對于天線的智能化和輕量化都有較高要求。相控陣天線成為克服上述困難的有效途徑之一。相控陣天線通過控制各個輻射陣元的相位實現(xiàn)波束的電控掃描,可快速改變波束發(fā)射方向而不用改變天線孔面的物理朝向,能夠?qū)崿F(xiàn)對頻譜資源的高效利用,并可與其他空間和地面的授權(quán)用戶靈活使用頻譜。
同時,采用功率分布式合成技術(shù),部分模塊出現(xiàn)故障,對天線方向圖影響有限,可靠性大幅度提高。此外,相控陣天線能夠同時跟蹤多個目標(biāo),可以實現(xiàn)邊跟蹤邊掃描,大幅提高雷達(dá)系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的探測能力。在Starlink系統(tǒng)中,星上有效載荷、用戶終端和網(wǎng)關(guān)站天線都采用了相控陣天線來提高其性能。
低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)若想用較少數(shù)量的衛(wèi)星實現(xiàn)Ka波段用戶鏈路波束的全球覆蓋,采用傳統(tǒng)固定的多波束覆蓋方式很難 滿足寬帶通信需求。多波束衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,系統(tǒng)往往只能在單個波束的局限下調(diào)配可用資源,衛(wèi)星資源調(diào)度“碎片化”導(dǎo)致各波束存在負(fù)荷過重或過度閑置的情況,造成通信資源的浪費。此外,低軌通信衛(wèi)星軌道高度低,運動速度快,覆蓋區(qū)域不斷變化。動態(tài)變化引起的終端需求變化使得合理、高效的資源調(diào)度策略成為亟待解決的問題。近年來,跳波束(BH, beam-hopping)技術(shù)的發(fā)展為衛(wèi)星資源的靈活分配和高效利用提供了解決方案。跳波束通過 控制星載多波束天線的空間指向、帶寬、頻點和發(fā)射功率,為用戶終端動態(tài)配置通信資源,提高衛(wèi)星資源在帶寬和功率方面的使用效率。在資源分配上,其通過時間分片技術(shù),并不需要所有的波束都同時工作,而是其中一部分波束按需工作,因此資源分配更加靈活;在資源利用上,通過改變跳變波束在每個波束覆蓋區(qū)的駐留時間,在有限星載資源條件下提高衛(wèi)星寬帶通信吞吐量,可以最大化星上帶寬資源利用率。此外,跳波束技術(shù)可以通過將波束聚焦在目標(biāo)位置來提高吞吐量并靈活利用衛(wèi)星功率。
低成本批量制造技術(shù)是實現(xiàn)衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化的必要條件。
具體來講,需要打造基于數(shù)字孿生模型的小衛(wèi)星數(shù)字化協(xié)同設(shè)計和云制造模式,加強資源的共享和協(xié)同,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)數(shù)字化集成。此外,短時間內(nèi)實現(xiàn)批量生產(chǎn)才能更好地發(fā)揮星座效益,時間成本也是重要控制量。例如,Starlink目前座集衛(wèi)星、火箭、地面站制造、火箭發(fā)射、衛(wèi)星運營和服務(wù)于一身,在實現(xiàn)核心技術(shù)可控的同時能夠有效縮減制造時間,從而滿足產(chǎn)能需求。在降低成本方面,銀河航天的技術(shù)人員通過3D打印技術(shù)實現(xiàn)高頻微距波導(dǎo)、高性能天線等載荷的加工,將部分載荷互聯(lián)的空間壓縮到傳統(tǒng)占用空間的三分之一,同時電性能還得到一定程度的提升。
技術(shù)難點
根根據(jù)目前低軌通信衛(wèi)星的發(fā)展路徑,我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)企業(yè)集中在“天星地網(wǎng)”和“天網(wǎng)地網(wǎng)”兩種組網(wǎng)方式上。前者對于信關(guān)站建設(shè)能力有較高要求,后者則更注重星間鏈路的連接以及地面信關(guān)站的連接。結(jié)合低軌通信衛(wèi)星 數(shù)量多、軌道高度低的特征,以及用戶對于通過低軌通信衛(wèi)星實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全球“無縫”覆蓋的需求,分析師將技術(shù)主攻方向歸納為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)性管理、星地鏈路切換策略、路由算法設(shè)計以及地面信關(guān)站布局優(yōu)化四個方面。
低軌衛(wèi)星高速運動造成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫冀K處于動態(tài)變化中,拓?fù)鋭討B(tài)性主要表現(xiàn)為鏈路斷開或重建切換現(xiàn)象。當(dāng)鏈路信噪比、天線跟蹤指向等不滿足建鏈條件時,即發(fā)生鏈路中斷,導(dǎo)致星地路由需要頻繁重新計算和重新收斂。星間拓?fù)鋭討B(tài)性特點及管理難點如下:
(1)同軌星間鏈路穩(wěn)定,而異軌星間鏈路距離、指向均隨衛(wèi)星運動呈周期性變化;
(2)異軌星間鏈路在靠近極地地區(qū)時因變化劇烈而中斷,又在飛出極地地區(qū)后進(jìn)行重建;
(3)極軌道星座存在運行方向相反的兩軌道面形成“縫隙”,縫隙兩側(cè)一般不建鏈,并且縫隙隨地球自轉(zhuǎn)相對地面用戶而移動。巨型星座中激增的衛(wèi)星數(shù)目加劇了星間連接切換,增加了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)性和管理開銷。
解決方案:由于衛(wèi)星運動具有周期性和可預(yù)測性,且星座拓?fù)渚哂幸?guī)則性,因此可構(gòu)造虛擬的靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)拓?fù)鋭討B(tài)性管理。
衛(wèi)星相對地球的高速運動導(dǎo)致星地鏈路面臨頻繁切換問題,而巨型星座由于采用低軌道高度和高通信仰角,進(jìn)一步加快了切換頻率。以550km高度的衛(wèi)星為例,當(dāng)通信仰角門限為25°時,平均切換間隔僅為2~3min。同時由于巨型星座主要面向?qū)拵I(yè)務(wù),在頻繁的鏈路切換過程中還要保證高帶寬、低時延抖動等服務(wù)質(zhì)量。此外,巨型星座中衛(wèi)星密集分布,覆蓋域高度重疊,也增大了星地信道切換過程的頻率協(xié)調(diào)難度。
解決方案:提升衛(wèi)星/用戶信道感知和星上處理能力,設(shè)計基于機器學(xué)習(xí)的智能切換策略,優(yōu)化切換性能,提高資源利用效率和鏈路服務(wù)質(zhì)量。
巨型星座中密集的衛(wèi)星數(shù)量導(dǎo)致星間傳輸跳數(shù)大幅增加,也提高了路由傳輸復(fù)雜度。星間轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)的增加一定程度上降低了路由傳輸?shù)目煽啃裕虼寺酚伤惴☉?yīng)考慮節(jié)點/鏈路失效問題。當(dāng)節(jié)點規(guī)模龐大時,網(wǎng)絡(luò)信令開銷將占用大量網(wǎng)絡(luò)資源,而網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞念l繁切換會導(dǎo)致星上存儲和維護(hù)的路由表規(guī)模激增。此外,巨型星座網(wǎng)絡(luò)中寬帶業(yè)務(wù)量較大且分布不均衡,使路由傳輸面臨著負(fù)載不均衡和網(wǎng)絡(luò)擁塞的難題。
解決方案:提升星上處理能力可以增強衛(wèi)星自主決策能力,使星上運行復(fù)雜路由計算及智能路由成為可能。
在星地一體化網(wǎng)絡(luò)中,信關(guān)站起到連接空間網(wǎng)絡(luò)與地面網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)作用。相比于傳統(tǒng)星座,巨型星座中單星服務(wù)范圍縮小,需要遍布全球的大量信關(guān)站連接衛(wèi)星入網(wǎng)。巨型星座中星間多跳轉(zhuǎn)發(fā)將占用大量星間鏈路資源,而增加信關(guān)站或優(yōu)化信關(guān)站布局可減少星間轉(zhuǎn)發(fā)跳數(shù)。考慮到建設(shè)成本,當(dāng)信關(guān)站數(shù)目受限時可通過優(yōu)化信關(guān)站布局提升網(wǎng)絡(luò)性能。寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面互聯(lián)網(wǎng)的深度融合,還需考慮信關(guān)站與地面互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點如何保持良好連接。此外,信關(guān)站布局與多種因素共同影響衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)性能,如星座參數(shù)、路由算法、系統(tǒng)工作模式、用戶業(yè)務(wù)模型等因素。由于巨型星座網(wǎng)絡(luò)中以上因素均與傳統(tǒng)星座有所不同,因此在優(yōu)化信關(guān)站布局時應(yīng)綜合考慮多重因素影響。
技術(shù)發(fā)展趨勢
對于衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)來說,人工智能與衛(wèi)星通信的結(jié)合,將計算能力引入衛(wèi)星,能夠更好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理和自動化水平。衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的決策、設(shè)計問題一般都可建模為優(yōu)化問題。巨型星座(如Starlink)中由于衛(wèi)星數(shù)量眾多,且需要頻繁進(jìn)行鏈路切換,上述問題所涉及的規(guī)模和復(fù)雜度均明顯提升,可采用人工智能中的相關(guān)算法如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強化學(xué)習(xí)等方法解決。具體來講,人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可用于網(wǎng)絡(luò)流量特征提取和流量預(yù)測,從而預(yù)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),輔助路由決策。強化學(xué)習(xí)可根據(jù)鏈路狀態(tài)信息訓(xùn)練決策模型,用于衛(wèi)星切換問題。對于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中的大規(guī)模優(yōu)化問題,也可以轉(zhuǎn)換為強化學(xué)習(xí)模型進(jìn)行求解。隨著星上處理能力的提升,人工智能將推動衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)向自主化、智能化方向發(fā)展。
與互聯(lián)網(wǎng)開放的生態(tài)相比,航天業(yè)“硬件為主,軟件為輔”的研發(fā)思路使得衛(wèi)星研發(fā)周期長、研發(fā)成本高,且不同型號的衛(wèi)星在硬件上不適配、在軟件上不兼容。這種思路下很難實現(xiàn)通信衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)化,發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng),對衛(wèi)星數(shù)量的需求激增,且對星間通信有更高的要求,傳統(tǒng)思路與當(dāng)前低軌通信衛(wèi)星的商業(yè)化發(fā)展無法適配。而軟件定義的好處在于,軟件易于復(fù)用且不增加成本;軟件具 有更好的靈活性,通過升級即可滿足新的市場需求。因此,軟件定義衛(wèi)星已成為一種新的發(fā)展趨勢。軟件定義衛(wèi)星是一種以超算平臺為核心,采用開放系統(tǒng)架構(gòu),支持有效載荷即插即用、應(yīng)用軟件按需加載,能夠通過更新軟件去重新定義衛(wèi)星功能,從而靈活適應(yīng)多種任務(wù)、多類用戶的新型智能衛(wèi)星。衛(wèi)星可通過星上重新編程、 升級與配置,按需調(diào)整覆蓋、頻率、功率等功能,避免衛(wèi)星進(jìn)入軌道后陷入“功能鎖死”的困境。
6G的愿景是實現(xiàn)全域覆蓋的應(yīng)用場景,將建設(shè)空天地海一體化網(wǎng)絡(luò),而低軌巨型星座將是其中關(guān)鍵的組成部分。早在2017年,英國電信集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師Neil McRae便對6G進(jìn)行展望,稱6G將是5G+衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的組合,在5G 基礎(chǔ)上集成衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)全球覆蓋。未來巨型星座網(wǎng)絡(luò)將與地面網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步深度融合,在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計,星間、星地、地面?zhèn)鬏旀溌愤x擇,星地切換,天地協(xié)同信息處理,星地網(wǎng)絡(luò)協(xié)議互聯(lián)互通等方面開辟新的研究方向。由于空天地海一體化場景包含多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)場景,因此網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)將更加復(fù)雜,需包含多種網(wǎng)絡(luò)節(jié)點并支持相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,使其具有更高的兼容性和可擴(kuò)展性。
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