大规模低轨星座卫星通信网发展展望

孙智立/SUN Zhili，李天儒/LI Tianru

（萨里大学，英国 萨里郡 吉尔福德 GU2 7XH）

(University of Surrey, Guildford Surrey GU2 7XH, UK)

1 卫星通信网络的发展及优势

自1957年第1颗人造地球卫星发射以来，人们一直都在探索卫星和空间的应用。卫星通信和卫星广播是卫星应用的最好范例。在卫星的帮助下，人们可以把更多的应用和服务送到世界的各个角落。卫星网络可以提供全球覆盖，已成为地面网络的补充和全球网络不可或缺的重要组成部分。最早的卫星通信都是基于地球静止轨道（GEO）的。随着科学技术的发展，特别是卫星制造、移动通信、电子工程、卫星发射、互联网技术的发展，中轨（MEO）和低轨（LEO）卫星系统开始迅猛发展。大规模LEO星座卫星通信网络的发展和应用迎来了新契机[1-2]。

2 卫星服务和应用

卫星网络可以提供广泛的服务和应用（见图1）。这些应用包括如下几个方面：

▲图1 卫星服务和应用[1-2]

· 边远地区乡村的远程商业和住宅服务；

· 偏远山区、沙漠和岛屿网络服务；

· 智能交通系统和车辆通信连接服务；

· 航海和船运通信服务；

· 航空航天飞行器和民航服务；

· 工业物联网、农业自动化、海上风电、海上钻井平台等应用；

· 紧急服务（救护车、海岸救援、山区救援等）；

· 政府及国防应用。

3 卫星通信技术的演进

卫星通信技术的发展主要包括3个阶段。（1）基础技术的发展。在这一阶段，单极化6/4 GHz波束提供全球波束覆盖，双极化波束整形基于16/14 GHz可提供多点波束和转发器波束跳跃以及星上交换服务。星间链路、光通信技术和30/20 GHz的应用使得高通量全球卫星网络成为现实。……