GEO多波束卫星通信网络关键技术研究.docx

GEO多波束卫星通信网络关键技术研究 2022年第05期，第42卷 通 信 技 术 Vol.42，No.05,2022 总第209期Communications Technology No.209,Totally GEO多波束卫星通信网络关键技术研究 杨巧丽①②， 陆锐敏②， 马刈非① （①解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210107；②总参第63研究所，江苏 南京 210107） 文章对GEO多波束卫星通信网络的体系结构进行了分析研究；提出了一种集中式与分布式相结合的天地一体化无线资源管理模式；针对QoS保证和特殊的抗干扰应用需求，对其呼叫准入控制、波束切换管理、分组调度策略等关键技术给出了初步的研究建议 GEO卫星通信网络；服务质量（QoS）；无线资源管理（RRM） TN927.23A1012-0802(2022)05-0158-03 Key Technologies of GEO Multi-beam Satellite Communications Network YANG Qiao-li①②， LU Rui-min②， MA Yi-fei① （①Institute of Communication Engineering, PLA University of Science & Technology, Nanjing Jiangsu 210107, China; ②No.63 Research Institute of PLA General Staff Headquarters, Nanjing Jiangsu 210107, China） The network structure of GEO Multi-beam satellite communications network is analyzed. The model of integrated space-ground radio resource management in combination of centralized mode and distributed mode is proposed. For the quality of service (QoS) support and the special requirement of anti-jamming, some research suggestions on call admission control, beam handoff management and packet scheduling are given. GEO satellite communications network；quality of Service (QoS)；radio resource management (RRM) 0 引言 GEO多波束卫星通信系统以其覆盖范围广、星座和网络控制简单等诸多优点一直都是军事领域研究和应用的重点[1]。

为了满足未来国家多方面安全利益的需求，未来军事卫星通信系统将由3-5颗GEO卫星星座组成，采用更高的频段、多波束天线、宽带跳频、星上处理、星上交换、星上网络控制、星际链路等先进技术，能够实现与地面其他网络内任何用户的互连互通，同时还将满足从低速到高速的话音、数据、视频、Internet数据传输等多媒体业务需求，实现抗干扰并可应对复杂的电磁环境，提供受保护的动中通服务能力 1 天地一体化网络体系结构 随着星上处理和交换技术的发展，鉴于军事应用抗干扰、抗摧毁能力的特殊需求，未来军事GEO卫星通信系统将采用多星全球覆盖有星际链路组网应用模式[2]，采用星际链路方式时，卫星无需地面站中转就可直接互连，不仅降低了通信时延，而且还会显著地改善通话质量；另外，为了保证在地面网络管理中心受到打击时整个卫星通信系统的自主运行能力，还应该考虑星上网络控制设计方案[3] 如下页图1所示，给出了多星全球覆盖有星际链路天地一体化网络体系结构示意图在军事应用背景下，应用Ka或更高频段为系统提供了足够大的带宽，可调多波束主要是为了空间隔离以提高系统的抗干扰能力，必要时可能还需要波束重叠使用以增强特殊覆盖区域内的用户容量和通话质量，所以一般不进行频率复用。

同其它卫星通信系统类似，GEO多波束卫星通信网络也可划分为空间段、用户段和地面段[4] 空间段由3-5颗多波束GEO卫星通过星际链路组成一个+/- 65°纬度带内的准全球覆盖卫星星座，每颗卫星均具备 收稿日期：2022-09-22 作者简介：杨巧丽（1979-），女，工程师，博士生，主要研究方向为卫星通信抗干扰；陆锐敏（1963-），男，高级工程师，硕导，主要研究方向为卫星通信抗干扰；马刈非（1947-），男，教授，博导，主要研究方向为卫星通信网络 158 2022年第05期，第42卷 通 信 技 术 Vol.42，No.05,2022 总第209期Communications Technology No.209,Totally GEO多波束卫星通信网络关键技术研究 杨巧丽①②， 陆锐敏②， 马刈非① （①解放军理工大学 通信工程学院，江苏 南京 210107；②总参第63研究所，江苏 南京 210107） 文章对GEO多波束卫星通信网络的体系结构进行了分析研究；提出了一种集中式与分布式相结合的天地一体化无线资源管理模式；针对QoS保证和特殊的抗干扰应用需求，对其呼叫准入控制、波束切换管理、分组调度策略等关键技术给出了初步的研究建议。

GEO卫星通信网络；服务质量（QoS）；无线资源管理（RRM） TN927.23A1012-0802(2022)05-0158-03 Key Technologies of GEO Multi-beam Satellite Communications Network YANG Qiao-li①②， LU Rui-min②， MA Yi-fei① （①Institute of Communication Engineering, PLA University of Science & Technology, Nanjing Jiangsu 210107, China; ②No.63 Research Institute of PLA General Staff Headquarters, Nanjing Jiangsu 210107, China） The network structure of GEO Multi-beam satellite communications network is analyzed. The model of integrated space-ground radio resource management in combination of centralized mode and distributed mode is proposed. For the quality of service (QoS) support and the special requirement of anti-jamming, some research suggestions on call admission control, beam handoff management and packet scheduling are given. GEO satellite communications network；quality of Service (QoS)；radio resource management (RRM) 0 引言 GEO多波束卫星通信系统以其覆盖范围广、星座和网络控制简单等诸多优点一直都是军事领域研究和应用的重点[1]。

为了满足未来国家多方面安全利益的需求，未来军事卫星通信系统将由3-5颗GEO卫星星座组成，采用更高的频段、多波束天线、宽带跳频、星上处理、星上交换、星上网络控制、星际链路等先进技术，能够实现与地面其他网络内任何用户的互连互通，同时还将满足从低速到高速的话音、数据、视频、Internet数据传输等多媒体业务需求，实现抗干扰并可应对复杂的电磁环境，提供受保护的动中通服务能力 1 天地一体化网络体系结构 随着星上处理和交换技术的发展，鉴于军事应用抗干扰、抗摧毁能力的特殊需求，未来军事GEO卫星通信系统将采用多星全球覆盖有星际链路组网应用模式[2]，采用星际链路方式时，卫星无需地面站中转就可直接互连，不仅降低了通信时延，而且还会显著地改善通话质量；另外，为了保证在地面网络管理中心受到打击时整个卫星通信系统的自主运行能力，还应该考虑星上网络控制设计方案[3] 如下页图1所示，给出了多星全球覆盖有星际链路天地一体化网络体系结构示意图在军事应用背景下，应用Ka或更高频段为系统提供了足够大的带宽，可调多波束主要是为了空间隔离以提高系统的抗干扰能力，必要时可能还需要波束重叠使用以增强特殊覆盖区域内的用户容量和通话质量，所以一般不进行频率复用。

同其它卫星通信系统类似，GEO多波束卫星通信网络也可划分为空间段、用户段和地面段[4] 空间段由3-5颗多波束GEO卫星通过星际链路组成一个+/- 65°纬度带内的准全球覆盖卫星星座，每颗卫星均具备 收稿日期：2022-09-22 作者简介：杨巧丽（1979-），女，工程师，博士生，主要研究方向为卫星通信抗干扰；陆锐敏（1963-），男，高级工程师，硕导，主要研究方向为卫星通信抗干扰；马刈非（1947-），男，教授，博导，主要研究方向为卫星通信网络 158 。