卫星通信的背景
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇卫星通信的背景范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
卫星通信的背景范文第1篇
空间对抗环境下美国军事卫星通信面临三类威胁
《报告》认为，美军全球力量投送严重依赖空间系统，导致美国的潜在对手在发展“反介入/区域拒止”作战能力时，将空间对抗能力作为重点。因此美国构建下一代军事卫星通信体系时，首先应考虑军事卫星通信体系适应日趋激烈的空间对抗环境的问题。
《报告》分析了美国军事卫星通信体系面临的三类威胁：一是物理攻击，包括利用动能和定向能武器击毁美军卫星、利用多种手段打击卫星地面站等；二是电子攻击，主要是利用干扰机对美军通信卫星的上行和下行链路进行干扰；三是网电攻击，包括截获、篡改卫星数据，以及通过恶意手段控制美军的卫星、卫星地面站以及用户终端等。
《报告》认为，敌方使用隐蔽攻击手段的可能性更大，电子攻击将是最常用的手段。由于技术要求高、发射阵地易被美国发现并遭受反击等原因，动能反卫武器使用的可能性较小。况且，动用动能反卫武器意味着冲突剧烈升级，将导致其他国家空间资产的严重损失。
可供选择的技术手段
报告认为，保护美国军事卫星有一系列技术手段可供选择：
一是提高美国军事卫星通信体系的防御能力。防御能力包括被动防御能力和主动防御能力。被动防御用于保证军事卫星通信体系在敌方攻击下维持生存并持续提供通信服务，具体手段包括：跳频扩谱、天线开槽/调零、星上信号解调/解码、数据交织/加密、建立星际链路，以及提高卫星抗电磁脉冲和地面站抗打击能力等。主动防御旨在拦截并破坏敌方的攻击行动，具体手段包括：利用卫星上的动能或非动能武器，拦截敌方反卫武器；在太空部署专门的护卫卫星，保护己方卫星；提高己方卫星的机动能力，以躲避反卫武器攻击；使用常规武器由地面打击敌方反卫武器等。
二是增大敌方破坏美国军事卫星通信体系的难度。具体包括：①将一个卫星星座具备的任务能力分解到更多卫星上，使多项军事任务不依赖于一个卫星星座；②将卫星有效载荷分散到更多的卫星上；③在轨备份卫星，增加星座中的卫星数量。这些手段使每颗卫星只承担整个体系的一小部分任务，因此即便某颗卫星遭到攻击，对体系整体能力的影响有限。
三是储备备用的军事卫星通信系统。包括：①储备卫星有效载荷，需要时搭载在其他军用、商用甚至他国的卫星平台上快速发射；②储备完整卫星，需要时快速发射；③储备机动型卫星地面站和卫星地面控制设施，必要时替换受损设施。
四是使用其他通信装备替代军事卫星通信系统。可供选用的替代装备包括商业通信卫星、机载通信装备、地基无线电通信设施等。另外，还可通过改进武器系统，缩减其卫星通信需求，进而减小对军事卫星通信系统的依赖，缓解系统遭攻击后对美军作战的影响。
美军应根据作战需求选择适用的卫星通信防护手段
《报告》认为，在美国国防预算削减的情况下，上述手段不可能同步发展。对不同的军事卫星通信用户而言，由于作战需求不同，优先采取上述何种技术手段也会有所差异。
《报告》以美军在太平洋地区应对敌方“反介入/区域拒止”作战为背景，针对“全球监视与打击”、“特种作战”、“战略部队作战”三大优先任务对军事卫星通信的要求，分析提出了下一代军事通信卫星体系优先采取的防护手段：一是通过提高防御尤其是被动防御能力，应对电子和网电攻击；二是通过卫星任务能力分散配置、卫星有效载荷分散部署以及在轨备份卫星等，应对敌方物理攻击。
未来美国军事卫星通信体系应采用三级防护架构
《报告》对美国下一代军事通信卫星体系的构建提出了6条建议。其中最核心的建议是将美国军事卫星通信体系由目前的两级防护架构（“有防护”和“无防护”通信卫星系统），调整为三级防护架构（“高级防护”、“中级防护”和“低级防护”通信卫星系统）。
高级防护系统供战略层级用户（导弹预警、核指挥控制、总统语音通信等）使用，主要由当前有防护的通信卫星系统（“军事星”、“先进极高频”卫星等）构成；中级防护系统供战术层级用户使用，防护水平略低于高级防护系统，其建设所需资源考虑从现有的无防护通信卫星系统项目（“宽带全球卫星通信”、“移动用户目标系统”以及商业卫星租用项目等）中抽取；低级防护系统供不重要的用户使用，主要通过从商业部门采购卫星通信服务的方式获取，无需军方自行建设整个系统。《报告》认为，军事卫星通信体系架构调整后，将利于以更低的成本，让更多的军事卫星通信得到适当防护。
《报告》提出的另外5条建议分别是：①邀请日本、澳大利亚和韩国等，与美国合作建立太平洋地区的中级防护通信卫星系统。如能照此实施，伙伴国在分担支出的同时，还可相应共享卫星系统。虽然这么做要解决政治和卫星操控问题，但也会使潜在敌人在制定打击任何受保护卫星或搭载的受保护载荷的计划时变得更为谨慎。②通过提高美军打击敌方反卫武器发射阵地的能力、吸引更多伙伴参与美国军事空间项目、利用他国卫星搭载美军载荷等措施，增大敌方动能反卫武器的使用成本和风险，迫使其转向发展电子和网电攻击等美军相对易于应对的手段。③尽可能利用现有项目填补美军卫星通信能力缺口。④适当引入竞争，降低采办成本和风险。对于那些不需要进行新开发、同时不止一家合同商已生产出所需产品的情况，引入竞争模式将有利于削减费用、提升性能和实现创新。对于那些只有一家合同商竞标的产品，再人为引入竞争模式，让另一家合同商为此进行额外的开发或开启额外的生产线，无疑会对政府造成更多的资金浪费。⑤由一个军种统管军事卫星通信项目，实现卫星、地面控制设施和用户终端的同步发展，避免卫星已经发射但用户终端部署滞后等问题。
“先进极高频”（AEHF）-2卫星。
卫星通信的背景范文第2篇
关键词：卫星通信 本科教学 教学改革 Matlab软件仿真平台
中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（a）-0141-02
Research of Undergraduate Teaching Reform for Satellite Communication Course
Hong Tao
（College of Telecommunications & Information Engineering， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing JiangSu 210003， China）
Abstract：With the development of satellite communication technique and requirement of technical personnel for our country，the problem of cultivating satellite communication talents has been a challenge for chinese universities.In this paper，we focus on the classroom teaching method，experimental hardware and software platform，and course examination method for satellite communication course according to the problem of practical teching.It is proved that teching reform had a better performance of this paper.
Key Words：Satellite communication;Undergraduate Teaching;Teching reform
卫星通信是指利用卫星作为中继站实现两个或多个地球站之间的信息交换的无线通信技术，综合了通信技术、计算机计算和航空航天技术的交叉学科[1-2]。近年来卫星通信技术不断革新，例如中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注。我国的卫星通信技术相比与美国等发达国家还存在一定的差距，如何培养我国的卫星通信专业技术人才是当今我国高校教育中面临的一项挑战[3-4]。
在南京邮电大学本科生培养计划中《卫星通信》课程是作为大四学生专业限选课程。设置这门课程的目的是在《通信原理》等专业课的基础上，系统级的帮助学生巩固已经学习的通信基础知识、掌握通信基础理论在实际的无线通信系统中的应用、以及卫星通信的组网技术。课程总共分为5个部分的内容在教学计划中安排了32个学时和8个实验学时，考察方式为闭卷考试结合试验成绩。在其他高校卫星通信课程教师的教学经验[5-6]和笔者几年的教学过程中，总结了如下几点在教学过程中发现的问题：（1）本课程属于专业限选课程，讲授内容是建立在《通信原理》等基础必修课程的基础上的，学生对于无线通信基础知识掌握存在较大的差异，导致讲授过程中学生对于知识点的理解存在较大差异，课堂教学效果不能达到预定的目标;（2）大四学生面临毕业的压力，注意力主要放在的考研、找工作等方面，学生对于卫星通信技术学生的兴趣和学习效率普遍很低;（3）传统的教师课堂讲授的方式枯燥，加上卫星通信系统知识点的分散和抽象，使得学生课上对于知识点理解效率低下，课后更没有时间回顾课程的内容;（4）考试前学生只是结合前几年的考试试卷采用死记硬背的备考方式，根本不理解知识点的含义，导致学生考完就不记得所学习的课程。上述的几个方面导致课程的通过率逐年下降，学生选修学习这门课程的人数逐渐减少。如何提高课程的教学质量已是《卫星通信》课程迫切需要解决的问题。
针对上述的几个问题，作者在教学过程中引入了以下三点的改革思路：（1）激发学习兴趣，学生基础存在差异，需要教师在讲授过程中回顾对比无线通信的基础知识点，帮助学生理解无线通信基础知识在卫星通信系统级平台上的应用。采用多媒体、拓展课程等手段激发学有余力的学生对于从事卫星通信事业的兴趣;（2）知识点讲授，卫星通信课程知识点较为分散，在讲授的过程中对比其他的通信网络知识点，在对比的过程中使得学生掌握卫星通信课程中的关键知识点。引入Matlab软件仿真平台和硬件实验平台，使得抽象的知识点形象化;（3）课程考查方法，将传统上课点名和期末考试的课程考查方法改为平时大作业、实验成绩和期末考试相结合的考查方式。
1 教学方式改革
作者认为学生对于卫星通信课程学习的效果关键在于两个方面，一是教师的知识点讲授方法;二是激发学生对于课程的学习兴趣。为了做好上述的两个方面作者从以下的三方面入手，提高卫星通信课程的教学效果。
1.1 课堂讲授方式
卫星通信课程在无线通信体系中并不是一门孤立的课程，应该放在整个无线通信大的背景中来讲授。针对学生基础知识的差异，作者在传统讲授方法的基础上补充了以下的三种讲授方式：（1）支撑知识点的回顾，学生在理解卫星通信中新的知识点的时候，都需要用到无线通信中基础的知识体系，讲授在讲授之前用适合的时间回顾下基础知识点存在一定的必要性。如在讲授编码和调制技术的时候帮助学生回顾下编码的基本概念、正交调制等基础的知识点，再引申出卫星通信中使用的LDPC码、QAM调制技术等知识点。这样使得基础知识点较为薄弱的学生不会在课程的开始阶段就失去学习的兴趣，进而恶性循环;（2）联系对比教学，卫星通信网络是适用于卫星通信链路的网络体系，与传统的地面移动通信网络是存在一定的差异的。课程讲授过程中引入这些差异性讲授有助于学生更深刻的理解卫星通信的知识点。在这种上下联系，左右对比的教学环境中使得学生在原有的知识体系中引申出卫星通信的知识点;（3）拓展性课程，对于学有余力的学生，课堂时间中教师讲授的有限知识点并不能满足学生对于卫星通信系统的理解，需要激发学生对于卫星通信技术的学习兴趣，使得他们利用课余的时间利用图书馆、实验室等资源更好的学习卫星通信的知识。作者在课程中适当的加入了一些拓展课程的教学方式激发学生的学习热情，如在课程讲授中加入美国的探月工程和中国的嫦娥工程等视屏结合PPT的方式激发学生从事我国的卫星通信事业。
1.2 Matlab软件仿真平台和硬件实验平台
卫星通信课程是一门需要软硬件结合教学的学科，教学过程中需要提高学生自主的软硬件动手能力。由于学校硬件实验平台受资金等方面的局限，学生的动手能力并不能得到很好的锻炼，这就要求教师在教学过程中也需要培养学生的动手能力。作者在平时的教学课程中基于Matlab仿真平台以大作业的形式布置一定的软件仿真实验，补充硬件实验平台的不足。布置这种探索性的大作业可以激发学生自主学习的热情，更好的理解学习的知识点，如在卫星通信VSAT网络中对于欧兰B公式的理解，作者布置了相关的Matlab编程大作业，学生在课程考试中对于这个知识点的掌握情况就很好，说明布置的大作业对于学生知识点的理解起到了一定的积极效果。在实验室的硬件实验中增加学生自主的动手实验内容，增加学生对于学科的感性认识，通过学生自主动手对于这些系统安装调试，提高学生的动手能力，在学习的同时激发他们课程实践的兴趣。
1.3 课程的考查方式
南京邮电大学卫星通信课程传统的考查方式是实验成绩占总成绩的30%，闭卷考试成绩占总成绩的70%的考查方式。作者在教学过程中发现这种考查方式并不能很好的反应学生的学习效果。课程结束后学生大多结合往年的考试试卷，采用死记硬背的方式通过考试，考完后就不记得所学的知识点。作者在实际的教学过程中采用平时Matlab大作业占总成绩的30%、硬件实验成绩占总成绩的20%和课程结束考试占总成绩的50%的考查方式。在软硬件实验中强调培养学生利用学校的图书馆和实验室的查资料学习和动手等能力。考试试卷中降低概念性试题的比例，适当提高探索性问题的比重，如在星站距和俯仰角知识点的考查中，在试卷中直接给出基本的计算公式，不需要学生去死记硬背计算公式，而在俯仰角的修正过程中增加试题的灵活度，如果学生在平时的课程和Matlab大作业中深入理解计算公式的物理过程能很容易的解答试题，而平时Matlab大作业不认真完成靠考试前死记硬背公式的学生不了解公式的物理含义很容易在修正的过程中出错，这样能更好的考查学生对于卫星通信知识点的掌握情况。作者通过两个学年的实验，这种综合体系的考查方式更能真实的反应学生对于本课程的掌握程度。
2 结语
作者通过与学生的交流，采用上述的三种教学改革方法，可以在一定程度上激发学生对于卫星通信课程的学习热情，选修这门课程的人数具有一定程度的增加，学生对于知识点的掌握更为清晰，取得了一定的教学效果。该文对于卫星通信这门课程的教学改革作了初步的研究，如何取得更好的教学效果还需要与广大高校中卫星通信课程教师共同探讨。
参考文献
[1] 王丽娜.卫星通信系统[M].国防工业出版社，2006.
[2] 夏克文.卫星通信[M].西安电子科技大学出版社，2008.
[3] 张更新，谢智东，谭哲.卫星通信的发展现状及产业发展综述[J].数字通信世界，2009（6）：24-30.
[4] 杜青，夏克文，乔延华.卫星通信发展动态[J].通信技术，2010（3）：24-29.
卫星通信的背景范文第3篇
【关键词】DVB-RCS MF-TDMADAMA
随着全球信息交互式多媒体业务的迅速增加，各行各业对宽带的需求也越来越紧迫。宽带卫星以其灵活、大范围的覆盖能力，成为无地面网络覆盖地区宽带接入的最佳解决方案。利用宽带多媒体卫星通信手段解决各种类型用户的宽带接入、多媒体业务服务、远程医疗教育或其他一些应急通信任务。目前，我国已经研制近20多颗通信广播卫星，具备了宽带卫星通信系统的工程建设条件。
1 DVB-RCS协议解析
DVB-RCS是介于通信和广播之间的交互式应用，主要包括了数字电视卫星直播业务和数据交互服务。标准公布以后，很多公司在其卫星通信系统中采用了DVB-RCS技术，基于DVB-RCS系统的使用已经十分广泛。
由于DVB-RCS协议层次结构复杂，终端在接收到前向信号后，需要把传输信令全部解析出来，并根据这些信令调整发终端发射机的参数，引导终端进入同步状态。因此设计终端网络信令流程，使得终端能够对协议内容快速解析、快速同步、快速入网，提高接收机的处理速度是十分必要的。[1]
2 DVB-RCS卫星通信系统网络信令设计
DVB-RCS是针对卫星数据业务的发展需求所制定的一套结合DVB广播业务与多频-时分多址（MF-TDMA）多点回传的基于交互式应用而定义的下一代卫星通信网标准[2][3]。其关键技术MF-TDMA的优势在于，载波频率和分配带宽都可以灵活适应多变的多媒体传输要求，而且时隙和突发速率都可以根据网控中心的要求来改变。DVB-RCS标准未指定统一的回传链路的帧与时隙参数，一般在满足其建议参数限的前提下根据应用环境统一设计。RCST网络信令流图如图1所示。
（1）初始同步。终端定位前向链路并获取网络时钟参考（NCR）、卫星位置表（SPT）、超帧组成表（SCT）、帧组成表（FCT）、时隙组成表（TCT）等前向广播信令。终端开机初始化时首先分析网络信息表（NIT），获取包含RMT（RCS映射表）的前向链路传输流的位置参数，然后分析传输流中的节目关联表（PAT）和节目映射表（PMT），找到携带RMT的包标识（PID），进而找到并分析RMT获取这些前向信令。
（2）登陆。回传链路卫星终端（RCST）在CSC时隙用Slotted-Aloha随机接入发送一个登陆请求。此请求包含RCST MAC地址并指示终端能力。如果既定的时间内NCC无回复，RCST将认为多并发请求发生碰撞，将在最大随机时间后重试；如果NCC正确接收到终端请求则处理该请求并用一个单播终端信息消息（TIM）回复确认。该TIM 信息中包含分配给终端的专用信令时隙，以及对终端的配置信息。
（3）粗同步。终端根据配置确定发送粗同步请求ACQ的时间，NCC接收到后得到该终端在定时、频率和功率上的偏差，并在校正消息描述符中反馈给终端，终端据此调整直到达到系统粗同步要求并进入精确同步过程。
（4）精同步。终端在精确同步信令SYNC时隙上发送精确同步请求，NCC接收到后得到该终端在定时、频率和功率上的偏差，并在校正消息描述符中反馈给终端。终端据此调整直到达到精确同步状态，并进入同步保持过程，允许发送数据突发。
（5）同步保持。终端在通信过程中周期性地在NCC为其分配的信道上发送同步保持请求。如果终端在预定的时间内接收到误差校正信息，则对频率、定时和功率参数进行调整，并判断误差是否大于精确同步门限从而需要重新进行同步；如果终端在预定的时间内没有收到误差校正信息，则进行下一次同步保持过程，如果连续丢失误差校正信息超过预定次数则认为终端失去同步，终端必须停止发送数据突发，并重新进行同步。
图1 RCST网络信令流图
在同步保持状态，终端与中心站还进行无线资源的动态申请与分配：对于宽带多媒体卫星，频率和时隙资源的分配常以超帧为分配周期，终端需要根据当前所有业务的带宽需求进行动态的无线资源申请，NCC则根据终端的申请进行无线资源的分配。频带按需分配（BoD）的中心思想就是在尽量小的传输时延条件下，根据用户带宽需求分配卫星转发器资源来高效率地支持各种应用，尤其是基于TCP/IP协议的应用。已有的BoD协议大多基于DAMA（Demand AssignedMultiple Access）或自由分配（Round Robin）原理，DAMA协议保证信道高利用率，自由分配协议减少传输时延。
3 结语
本文在对DVB-RCS协议进行解析的基础上，设计分析了DVB-RCS卫星通信系统的终端网络信令。本文所设计的终端网络信令流程可以作为实际终端入网同步技术的有益参考，设计内容可用于IP化卫星通信网络中终端与中心站之间交互式的业务请求。
参考文献：
[1] 陈相登，雷菁，刘伟.DVB-RCS协议研究.中国有线电视，2012年第11期.
卫星通信的背景范文第4篇
卫星通信具有广播、多播和覆盖面广等天然特性，在一般通信方式难于实现或地形不利信号传输的情况下，卫星通信是首选的通信工具。随着新军革的推进和空间技术的发展，卫星通信在国防、航天等诸多领域也必将发挥着越来越重要的作用。卫星IP网络吸收采纳IP技术，可以更有效地提供数据传输业务和提高卫星信道利用率，降低卫星通信成本[1]。
本文简要分析了卫星信道的特点及引起TCP/IP协议性能下降的原因，讨论了TCP/IP协议在卫星通信网的应用以及存在的问题，探讨了相关问题的改进方案，最后给出了IP技术在卫星通信中的发展趋势。
1IP技术在卫星通信应用中的问题及改进方案
IP网络的传输特性有助于降低业务成本，在大众消费市场上使用卫星IP网络可以与地面通信方式竞争。鉴于卫星和IP的广播特性、TCP/IP的健壮性以及Inter-net业务的普遍性，TCP成为了卫星通信标准协议的首选传输层协议。但是，卫星信道某些性能的局限性也随着因特网的膨胀和拥塞控制技术的引入逐渐显露。
1.1卫星链路对TCP/IP协议的影响
卫星系统远距离、高频率的工作条件对天气等环境因素敏感，卫星信道具有其固有特性[2]。影响TCP协议传输性能的主要因素有长时延、高误码率和信道不对称这三个方面。
(1)长时延。卫星链路的传播延时很长(静止轨道卫星在270ms以上)，而卫星通信的速率通常是很高的(几兆比特每秒)。TCP协议限制了拥塞窗口最大为64Kbyte，可以得到最大吞吐率为：(64K×8)/500=1.024Mbps为提高吞吐率，必须对接收缓存窗口进行修改。与此同时，发送方在连接开始时根据接收到的确认的数量增大拥塞窗口，经过数个往返时间周期才能增长至最大窗口大小，也会使得传播时延更长。
(2)高误码率。在因特网中，卫星链路比地面链路的误码率(BER)更高。现有卫星转发器误码率大约为10-4~10-6。然而，TCP成功传输所需要的BER是10-8量级或更低。由于卫星链路TCP无法区分拥塞丢失还是链路恶化丢失，会误认为出现了拥塞故障，并自动采取拥塞控制，TCP协议会自动减小滑动窗口尺寸，引起吞吐量降低。此外，由误码引起的确认信息ACK分组丢失也会使吞吐量进一步恶化。
(3)信道不对称。绝大多数的卫星链路带宽配置是不对称的，其中下行链路的带宽远大于上行链路。采用速度较慢的上行信道可使接收机的设计更经济且节省了宝贵的卫星带宽，但非对称配置对TCP性能有显著的影响，系统吞吐率随不对称的增加呈指数减小。通过分析可以看出，卫星链路的长时延、高误码率和信道不对称特点对原始TCP/IP协议有很大的影响，引起了数据传输速率、带宽利用率，以及数据传输的实时性等问题，必然会对原来适用于地面网络的TCP/IP协议提出许多新要求。
1.2卫星链路中TCP/IP协议的改进方案
由于卫星链路特性的影响，传统应用于Internet的TCP拥塞控制策略在卫星链路上进行TCP数据包传输时不能充分利用网络的吞吐量，降低了网络效率，不利于卫星IP网络的发展。因此，有必要引进增强TCP机制及其他技术以改进卫星IP网络的性能[3]。现有的解决方案可主要分为两大类：
(1)在协议上改进。此类方法有帧结构改进、选择性ARQ、慢启动(如表1所示)、延迟ACK、选择性ACK等。Internet工程任务组(IETF)已提出了一些扩展建议，如RFC1323，克服长时延、高信道容量下的TCP瓶颈；RFC581、RFC52001则为了克服卫星通信信道容量的非对称性及性能起伏，动态实现信道的有效利用；RFC2018(SACK-SelectiveAcknowledgement)克服了长时延、大窗口、高误码情况下的效率下降。此外，人们可以选择各种差错控制方法来满足卫星链路误码率的要求，FEC(前向纠错)和ARQ(自动请求重发)是两个主要的差错控制方法。FEC可以选择卷积编码和级联编码，还可以同时采用比特交织技术减小突发错误的影响。
(2)从卫星出发。其一是TCPSpoofing技术，即协议欺骗技术；其二是TCPSplitting方案，通过协议转换网关将TCP连接完全分开，用适合于卫星环境的专有协议来取代卫星连接段上的TCP，同时保持地面段的TCP连接，如图1所示。在这种网络结构中，客户端和服务器端都不需要进行任何修改，可以继续使用原来的TCP协议。该网络结构的协议栈模型如图2所示，在图2中我们可以看到，专有协议与标准TCP协议在栈中的对等位置，通过这样设计首先可以将卫星链路的特性隔离在有线链路之外，实现对TCP性能的改善；其次，对应用完全透明，用户主机上的TCP/IP协议栈和应用不需要针对协议网关进行任何额外的开发工作。
2IP技术在卫星通信中的发展趋势
近年来，IP和多媒体技术在卫星中的应用已成为一个研究热点。卫星IP网络关键技术研究包括支持IP的卫星网络体系结构；支持IP运行的网络层协议、Internet规定协议和传输层协议的卫星链路需求；支持IP运行的话音、视频、可视电话和文件传输的卫星链路性能；IP增强卫星链路或高级协议性能的可改善要求；使用IP专用和加密协议对卫星链路的影响等。卫星IP网络是地面IP技术在卫星通信领域内的演变和应用，它作为适应卫星分组业务和降低系统复杂性的一种尝试，目的在于廉价为用户提供满意的大流量分组数据业务[4]。
具体的一些研究方向包括：
(1)提供基于LAN的IP互连。基于LAN的IP采用在发展中的Ipv6和RSVP，可以支持QoS量级不断变化的实时业务，采用沿业务流路径在中转路由器中保留资源的方法。这就要求星上的动态容量分配(DCA)必须与IP层的QoS相配合，并控制端到端的无线LAN的QoS。
(2)适应卫星IP业务的MAC层协议。近年来，为适应不同应用环境的要求，人们提出了一系列改进的MAC层协议，但都不具备通用性。在此，我们只考虑适合卫星链路的MAC层协议。其设计目标是实现高信道流量、低传输时延、信道稳定性、协议可实现性、信道重构性和控制算法的低复杂度。卫星和地面链路的传输时延不同，所以一些MAC协议被排除在外(如LAN和WAN的MAC层协议)或重新评估。此外，卫星物理设备的改变是有限的，因此需要一个简单可行的控制机制。与此同时，卫星网的MAC协议应具备容错和生存能力，在网络拓扑发生变化或系统重构时，能正常工作；应该有利于降低功耗和降低缓存容量，提高信道容量。为此研究了许多种可用的协议，最普通的MAC层协议有：固定时隙分配协议(FixedAs-signment)、按需请求分配协议(DemandAssignment)、随机访问(RandomAccess)、时隙保留协议(Reservation)及自适应(Adaptive)协议。表2所示是各种MAC协议的比较。
(3)星上交换机。采用第三层交换技术，使得构建星上交换新传输体制下的IP网络成为可能。研究交换机的交换结构旨在增大IP交换机的吞吐量和减小分组在交换机中的排队时长。在实际工作时，有可能出现端口竞争(几个输入输出端口中的信元同时到达同一输出端口)，有时还会出现内部阻塞(端口竞争情况发生在交换结构内部)。交换机的每一个端口控制器管理可能存在的三个数据队列为：输入队列、输出队列及广播队列，端口上定容的缓冲存储器则用来缓存上述队列。因此,需要我们研究内部无阻塞的交换结构。另外，还需研究交换机的其他功能：优先级设置、广播和组播功能。
(4)移动组播管理。移动IP组播是采用移动IP协议进行移动管理的一个新的研究方向。当某个IP站点向Internet上的多个IP站点广播发送数据时，IP组播可减少非必要的重叠发送，有效利用网络带宽；而且相对于重复的点到点传输来说，虽然过程中增加了IP组播相关协议的处理，但是仍然大幅度缩短了组播路由器和主机处理IP报文的时间。移动IP组播技术在卫星IP网络中的应用前景与卫星通信简单的拓扑结构和利于广播的特性是分不开的。卫星网络是非对称广播类型，因特网互联结构是对称式和点到点的蜂窝式，如何将两者集成到一起是一大技术难题。
(5)空间光码分多址技术。空间光码分多址技术(SO-CDMA)是无线传输技术中的关键技术，星际链路选择何种多址方式直接影响系统的性能。SO-CDMA每个发射光源的地址码采用彼此独立的光脉冲序列，各地址码相互正交，每个信号源用各自的地址码调制，接收端使用相应的地址码进行解调。SO-CDMA有如下优点：a.码分多址独有的抗背景噪声的能力在很大程度上提高了星际通信的性能。b.无需全网同步，码分多址便能很好地支持异步通信和突发业务。当前，对SO-CDMA的研究主要集中在扩频序列的选择、调制方式、信号检测方法(包括多径接收和多用户接收)、功率控制以及同步技术等方面。SO-CDMA将是以后星际链路采用的最重要的方式之一。
此外，地面IP网络的一些热点问题也同样可能是卫星IP网络今后的研究方向。如：
(1)IP协议的服务质量(QoS)。与ATM相比，IP只能通过减少误码率进行单一的QoS保证。将来，卫星IP协议也可以发展为提供座机QoS保证，从而支持多媒体业务。
(2)IP路由选择。IP路由选择是IP网络中的一个逻辑功能。目前，卫星IP网络中的各种路由选择方案正在研究之中，这些方案包括隧道效应、NAT、BGP、采用PLS的IP/ATM以及基于约束的优先级路由选择技术等。将来，卫星IP网络中的路由选择方案可能会采用隧道效应、NAT、BGP及MPLS的组合方式来实现，这种方式比较适合用来支持基于ATM-SATCOM中的IP路由选择方案。
(3)IP多播、基于卫星通信的IP安全以及卫星IP拥塞控制。从通信技术的发展情况来看，Internet技术已得到广泛应用。与地面部分相同，未来的3G和4G卫星通信系统须支持IP业务,如多播功能。今后的卫星IP网络还可能采用一些将ATM和TCP/IP相结合的方法，但还存在一些实现以及性能上的问题。
这些问题主要包括如何与地面IP网络互连，IP路由选择以及采用增强的TCP协议来适应长时延和高误码的信道，例如LMS和无线连接、拥塞控制、提供高QoS的MAC协议及安全协议等[5]。
卫星通信的背景范文第5篇
关键词：卫星通信；动态路由协议；RIP
1.动态路由研究背景
传统的卫星网中常使用静态路由来实现IP业务通信。静态路由需人工干预配置的路由信息。在网络结构或者链路流量发生变化时，操作人员需重新配置相关路由器的路由信息。静态路由的特点决定了它使用时会有局限性。
动态路由则由路由器动态更新路由表，能够根据网络运行情况的实际变化智能地进行调整。动态路由依靠路由器对路由表的维护及路由器之间适时的路由信息交换来动态获得路由信息。因此动态路由技术在卫星通信IP业务中能够提供更佳的解决方案。
2.RIP协议简述和IP业务模型
RIP是基于距离矢量算法得出最佳路径的动态理由协议。大部分厂商路由器都支持RIP动态路由协议，其配置简单，适用于小型网络（小于15跳）等特点。RIP有两个版本：RIPvl和RIPv2。RIPvl不支持变长子网掩码和无分类域间路由，RIPv2则都支持。
RIP通过UDP数据包对RIP分组信息进行接收和发送。RIP规定，网关以30s为间隔通过广播方式发送一次报文。为了防止出现网络拥塞，发送后续的分组时会增加随机延时，如果在180s内未收到相邻路由器RIP信息，则认为该路由器的路径无效，会从路由表中删除该路由器路由信息。
如图1所示，IP业务模型，宽带MODEM，IP加速器和以太网交换机在卫星通信IP业务中不具备IP报文的寻路工作，只做比特流的透传和差错控制。可以将地面站IP业务模式进行简化，简化为通过两个路由器wAN口冗余备份互联的两个网络。IP双链路互为备份，两个链路正常工作，均衡分载IP数据流量。其中一个链路发生故障时，另外一个链路仍然有效，从而提高IP业务传输的可靠性。路由aWAN口之间依靠动B路由协议交互路由信息。
3.模型规划和动态路由协议的应用
路由器的WAN口实现与对端路由器wAN口互联，本地划分多个vLAN，实现与本地面站IP业务互联。这里划分3个VLAN，VLAN100为video视频网络，VLAN200为IP话音网络，VLAN300为IP数据的局域网。
如图1所示，将模型划分为两个自治逻辑区域。两个逻辑区域通过卫星通信链路进行连接。两个逻辑区域自己的路由器均使用RIP协议。RIP协议使用V2版本，支持变长子网掩码和无分类域间路由，使用组播uDP协议传递路由信息，能节约网络资源。
卫星地球站A和卫星地球站B中对路由器RIP动态路由配置和路由表的显示（以卫星地球站A为例）如下.
ROUTER 1路由配置和路由显示
Router RIP（启动RIP协议）version 2（运用RIP V2协议）
network201.201.1.0 network 201.201.2.0
（网络互联KIF0/0，F0/1的网段）
Network201.201.11.onetwork201.201.12.0network201.201.13.0
路由表中c代表本地直连的网段。Rf代表通过RIP获得的网段，[120/1]表示路由管理距离为120，路由的度量数值即跳数是1，第四部分表示下一路由IP地址，第五部分表示经路由器wAN口的接口。
由此路由表可以得到，Routerl通过RIP动态路由协议得知了与Router2直连的3个网段，除此之外，还有5个直连网段。Router2与Routerl的路由表类似。卫星地面站A与B所连接IP网段都可以通过路由表找到相应的路由信息，从而实现IP业务的通信。
