通信技术在低轨星座的适应性分析

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摘要：为了适应更多场景的应用而诞生的5G地面移动通信技术，与沿用至今的2G、3G、4G网络相比，可以运用更多的维度指标描绘，全新的应用系统成为地面移动通信领域的新的研究集中点，随着国家网络重大项目——天地一体化信息网络项目的持续重点推进，低轨移动通信星座受到重大关注，本文主要通过描述5G地面移动通信技术与低轨星座的概况，阐述5G地面移动通信技术在低轨星座中的适用性，对我国建设天地一体化信息网络项目具有一定程度的参考作用。

关键词：5G移动通信；低轨星座；适用性

15G地面移动通信技术

1.1概念简述。5G移动通信，全称为第五代移动通信，是指第五代移动电话行动通信的标准，是4G时代的延伸。当前中国华为、韩国三星、欧盟等都投入相当的力量资源研发5G网络，目前5G移动通信主要应用在超密集异构网络、自组织网络、内容分发网络、D2D通信、M2M通信等领域，不过目前在研发5G网络上面还存在着监管不足、牌照限制、组织机构受控、行业开放标准等阻碍。1.2特点。（1）通信性能提高传统通信系统采取编码译码等方式，以点与点之间的传输作为技术的核心，而5G通信技术采取密集电线、多用户多小区间的相互杰作、以构成组合网络为实践中的突破点，大幅度提到通信性能。（2）设计理念先进5G地面移动通信技术改变了传统通信室内通信业务的设计理念，将优先的设计目标定位在室内无线网络的系统设计上。（3）成本降低随着5G无线网络的发展，运营商会根据动态业务流量变化而实时调整，也可有效降低运营成本，增加运营商的收益。

2低轨星座

2.1概念。低轨星座一般指低轨卫星星座，是低轨道卫星系统的一个重要组成部分，主要用于军事检测方面，不过随着5G技术的研发，低轨星座用于商业、生活指日可待。2.2低轨星座的发展。人类太空的发展史上经历了两次低轨星座的浪潮。第一次是在两极格局彻底瓦解时，各大国利用富余的力量建立起低轨星座系统，用于经济全球化的发展；第二次是当航天活动火热开时，低轨星座又一次掀起浪潮，为航空航天事业做出巨大贡献；如今商业化的运作模式，日加完善的经济全球化的时代背景让低轨星座的浪潮重新活跃起来，由于低轨卫星星座贴近地面，容量较大成本较低，麻雀虽小五脏俱全，从而开启了低轨星座在地面移动通信的的新篇章。

35G地面移动通信技术在低轨星座中的适应性

3.1体系结构的适应性。为了适应5G业务与应用的面向需求，国际通信组织陆陆续续发表5G远景白皮书，其中有组织提出了根据“三朵云”总体框架的构想[2]。在这个框架下，5G被分割为接入平面、转发平面和控制平面等三大网络平面，其中控制平面实现控制功能，接入平面灵活接入无线资源，转发平面实现数据高速度、低延时的均负载传输，三大平面的综合，实现了5G技术的分离华、模块化、虚拟化的特性。鉴于5G的构架设计，我国低轨星座分为了接入网和核心网，同时也分为了接入平面、转发平面和控制平面等三大网络平面。低轨星座的核心网可采用5G地面移动通信技术的核心网络，通过布置多个关口站与地面网络互连，与5G技术不同的是，低轨星座的转发平面主要进行地面网和终端的业务处理。3.2协议适应性。以往的2G、3G、4G的地面移动通信技术系统架构都有与之对应的协议，如今逐步发展的5G技术也同样，与它们相似，5G技术使用了包括控制面协议和用户面协议的分层模型。控制面协议包括了接入层与非接入层，接入层有数据链路层等四项层面构成，非接入层有管理子层以及移动管理子层构成；用户面协议包括了空口协议、IP网络层和上层协议三大部分。低轨星座由于与5G地面动通信技术在某些特点上的不同，并不能直接对5G技术的协议加以应用，需要根据它的特点对协议进行分层的适应性优化调整。在控制面上增加低轨星座星星间路由、T2T功能的会话管理层和优化的移动管理层；在用户面上增加了应用层并针对不同问题对应用层进行优化、增加了空间增强传输协议等协议转换子层、空间增强IP协议；在控制面与用户面的链接层面，针对低轨星座接入网口设计了新空口，包括了PRC、PDCP、RLC、MAC、PHY等功能层面的综合应用开发设计。以低轨星座路由协议设计为例。低轨星座路由协议是关系到低轨星座能多实现空间组网的关键性协议，主要对应5G地面移动通信技术的网络路由协议，由于地面网络的动态变化，该协议必须针对低空星座进行针对化修改，增加量时间片路由算法和基于地理位置的路由算法等，去稳定网络路由协议的动态变化[3]。

4结束语

中国要赶上第三次低轨星座发展的热潮，发展低轨星座，这需要加强相关关键技术攻关，充分吸收接连5G地面移动通信技术的研究成果，并结合低轨星座的独有的特点，从网络框架、空口体制、用户与控制协议等方面，展开针对低轨星座的创新性研发探究。结合中国开展的信息网络项目的推进，预定目标，逐步实现构架一个低轨星座的技术试验示范网络系统，完成关键技术攻关和体制架构的重要任务，充分考量与未来5G地面移动通信网络的链接融合。在以上基础下，争取在未来五十年内完成网络的全面建设，提供全世界无缝的移动通信、宽带增强和物联网应用等多样化多领域的服务能力，让低轨星座发挥其最大效用，促进我国太空空间领域与地面移动通信技术领域的发展壮大。

参考文献

[1]谢智东，常江，周辉.InmarsatBGAN系统（下）[J].数字通信世界，2007（4）：88-90.

[2]IMT-2020（5G）推进组.IMT-2020（5G）推进组-5G愿景与需求白皮书[R]，2015.

作者:李娇 单位:广东省电信规划设计院有限公司