美军MUOS系统及关键技术分析

倪 娟,佟 阳,黄国策,叶向阳

(1.空军工程大学 信息与导航学院,西安 710077;2.空军装备研究院,北京 100085)

1 引 言

美军卫星通信分为3类,即窄带卫星通信、受保护带卫星通信和宽带卫星通信[1],对应的频段分别为UHF、EHF和SHF。UHF频段作为窄带卫星通信使用频段,凭借信号穿透力强、终端实用性强、可实现全球波束覆盖和广播联网、接入得到保证[2]等优点,大量应用于美军无人机通信、战术数据链、巡航导弹指挥控制、广播以及后勤保障等军事行动中。

窄带卫星通信系统主要提供低数据速率的战术级卫星通信,美军现役的窄带卫星通信系统为UFO(UHF Follow-On)。随着美军无人机数量激增,UHF频段通信需求不断增长,而UFO使用寿命即将结束,能提供的通信容量已不足峰值容量的70%,目前UFO用户数量已经超过了定额的150%,并且由于干扰和误操作,信道利用率通常低于50%[3],且UFO终端庞大,携带使用不方便。因此,美军自1999年开始研制移动用户目标系统(Mobile User Objective System,MUOS),用于接替UFO,成为美军下一代窄带卫星通信系统。基于此,本文对MUOS系统构成进行全面介绍,着重分析和研究了MUOS系统关键技术,以期引起广大研究者的关注,促进我国卫星移动通信的发展。

2 系统介绍

MUOS借鉴陆地蜂窝第三代宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access,WCDMA)技术体制[4],采用新的波形和算法,并与GEO卫星相结合,运用星地一体化设计,为用户提供全球覆盖、具有联合互操作性的超视距通信,支持话音、数据、多媒体等业务的传输,不仅能满足容量需求,也可保证通信的有效性和可靠性。

2.1 系统构架

MUOS系统由空间段、地面段和用户段组成。……