第6章 移动卫星通信系统上:卫星星座设计
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O3b中轨通信卫星星座发展概述O3b星座系统是目前全球唯一一个成功投入商业运营的中地球轨道(MEO)卫星通信系统,主要面向地面网接入受限的各类运营商或集团客户提供宽带接入服务。
O3b卫星系统由O3b网络互联网接入服务公司开发,该公司在2007年由多家大型公司和银行联合组建,目前由SES公司完全控股,致力于通过多颗卫星实现全球连接,并提供低延迟、高速率和合理价格的互联网接入服务。
O3b卫星星座发展O3b公司旨在为全球偏远地区(主要是非洲、亚洲和南美等)的30亿人口提供高带宽、低成本、低延迟的卫星互联网接入服务。
O3b 公司计划建设一个由中地球轨道(MEO)通信卫星构成的星座网络,利用Ka波束天线技术,提供具备光纤传输速度的卫星通信骨干网。
该卫星系统即O3b卫星星座已在2013~2014年采用联盟号火箭部署了前三组共12颗卫星,2015年底又订购了8颗,主承包商均为泰雷兹·阿莱尼亚空间公司。
该系统主要用于向亚洲、非洲、拉美、太平洋和中东没有充分上网条件的新兴市场提供低成本高速上网服务,将卫星大范围覆盖的特点同光纤网络的速度结合起来,面向数十亿消费者和企业用户,提供低成本、高速、低时延的互联网和移动通信服务。
2016年11月,O3b公司向美国联邦通讯委员会(FCC)提出申请,计划增加新的卫星进入美国市场运营。
经过修改并添加了V波段申请后,2017年11月,O3b公司向FCC提出新的申请,计划发射30颗新的MEO卫星进入美国市场运营。
同年,波音公司被授权开始建造第二代O3b星座(O3b mPower),开始7颗第二代O3b卫星的建造。
O3b新增30颗MEO卫星中,有8颗卫星属于第一代O3b 星座,剩余22颗属于第二代O3b卫星星座。
第二代星座具有规模可变能力,初期将由这7颗高通量中轨卫星组网,设3万个宽带互联网服务点波束,总容量将达10Tb/s。
这7颗卫星拟在2021年部署完成。
O3b新增30颗星中的8颗一代星,其中4颗O3b中地轨道Ka 波段宽带卫星于2018年3月9日,由阿里安航天公司经营的俄制联盟STB“弗雷盖特”MT型运载火箭在法属圭亚那库鲁的圭亚那航天中心发射了升空。
CATALOGUE 目录•低轨巨型星座构型设计•星座覆盖分析方法•数值模拟与仿真•未来发展趋势与挑战•应用场景与案例分析低轨巨型星座的概念构型设计的目标构型设计概述卫星平台的选择根据任务需求和系统要求,选择适合的卫星平台,考虑其性能、可靠性、成本等因素。
卫星有效载荷根据任务需求,配置合理的有效载荷,如通信天线、功率放大器、低噪声放大器、频率源等。
卫星平台设计通信频段和带宽通信协议和调制方式有效载荷设计轨道与部署策略轨道高度的选择部署策略的制定覆盖需求分析030201星间通信与网络拓扑覆盖性能评估覆盖效率评估星座的网络性能,包括网络吞吐量、延迟、丢包率等。
网络性能安全性与隐私保护模拟工具与环境Python卫星通信仿真器MATLAB/Simulink星座构型参数优化卫星轨道高度和倾角优化低地球轨道的高度和倾角,以实现更好的覆盖效果。
卫星布局优化卫星在轨道上的布局,以提高覆盖的连续性和均匀性。
卫星通信链路设计优化卫星之间的通信链路,以确保信息传输的可靠性和实时性。
覆盖性能仿真与验证先进通信技术应用随着5G、物联网等先进通信技术的发展,低轨巨型星座的通信能力将得到极大提升,满足更高要求的应用场景。
卫星平台的升级随着科技的不断进步,卫星平台的性能将得到进一步提升,包括更高的数据处理能力、更强的通信能力等。
新型传感器与设备新型传感器和设备的研发和应用,将增强低轨巨型星座的感知能力,提升其数据处理和分析的准确性。
技术创新与升级频谱管理与干扰协调频谱共享与优化随着低轨巨型星座的发展,频谱资源将越来越紧张,因此需要研究更高效的频谱共享和优化策略,提高频谱利用率。
干扰抑制与协调由于低轨巨型星座的卫星数量众多,相互之间的干扰问题将日益突出,需要研究有效的干扰抑制和协调策略,保证星座的正常运行。
1安全性与防护策略23随着低轨巨型星座的发展,其面临的安全漏洞和威胁也不断增加,需要加强安全防护措施,确保星座的安全稳定运行。