同步卫星轨道高度 天地一体化信息网络低轨移动及宽带通信星座发展设想(5)

星座构型采用近极轨道，拓扑相对稳定，南北极在内全球覆盖，组网方式采用星间链路、星间路由，不依赖地面站提供实现全球服务能力。关口站以国内布站为主，可根据国外业务拓展，在境外拓展部署关口站。首期部署60个综合节点，以星上处理模式为主，支持广泛的移动通信、ADS-B、AIS等功能，兼顾有限的宽带通信能力。后期根据需要增加轨道面和卫星数量，增加60个宽带增强节点，以透明转发为主，兼顾星上处理模式，主要提供按需调配的互联网宽带接入服务。低轨接入网设计主要融合了国外经典的Iridium和新的互联网星座计划的特点及服务能力。低轨接入网配置同轨道面星间链路和异轨道面星间链路，同轨道面采用激光星间链路，异轨道面采用Ka频段星间链路[7]。用户链路主要以L、Ka频段为主，L频段面向用户提供移动通信服务和物联网服务，Ka频段为重点用户提供宽带通信和互联网接入服务。低轨接入网网络架构如图4所示。图4 ??低轨接入网网络架构?? ?? 低轨接入网支持中低速移动业务容量不小于300Mbit/s，宽带业务中透明转发带宽不小于60 GHz（按照2 bit/（s·Hz）频谱效率计算，通信容量可达120Gbit/s），星上处理容量不小于10 Gbit/s。

对于移动通信手持类终端，上行接入速率不小于64kbit/s，接收可达1 Mbit/s；对于小型化低功耗物联网终端接入速率可达600bit/s，接入用户数可达1亿；对于典型的0.5 m口径宽带接入终端，要求上行接入速率不小于2Mbit/s，接收速率不小于50 Mbit/s。低轨接入网设计具有如下创新点：宽窄结合、功能综合，逐步演进、柔性扩展，全球覆盖、无缝服务，空间组网、安全互联，软件定义、灵活重构，智能感知、共谱利用，高低互联、地基融合。（1）宽窄结合、功能综合，逐步演进、柔性扩展，全球覆盖、无缝服务，空间组网、安全互联基于低轨通信星座全球覆盖的特性，提出移动业务、宽带业务、ADS-B、AIS、广域物联、导航增强等多功能综合设计思路。移动业务，支持单节点容量不小于5Mbit/s，总容量不小于300 Mbit/s；宽带业务单用户可达50Mbit/s，用户数不小于50个；配置ADS-B载荷，单节点支持不小于3 000架飞机航空监视，具备全球实时服务能力；配置AIS载荷，单节点支持每分钟不少于3 000艘船舶信息采集能力；面向广域物联，支持小型低功耗物联端使用，发射功率不大于地面手机标准；支持导航信号增强、导航信息增强等多种方式的导航增强服务。

配置两类卫星节点，各有侧重、协同工作满足移动为主的各类应用和宽带接入应用。（2）软件定义、灵活重构，智能感知、共谱利用，高低互联、地基融合?? ?? 软件定义主要包括路由控制、波形、天线波束等方面软件定义，路由控制主要采用SDN控制器+数据面转发的思路[8]，波形重构主要对采用的技术体制可以进行软件上注重构，天线波束软件定义是指采用智能化天线技术，可以调整大小、功率、覆盖范围等。智能感知、共谱利用[9,10]是指基于感知实现与其他系统无干扰/低干扰共存，降低频轨协调难度和应用风险，一是可利用ITU“落地功率谱小于噪声功率谱6%”规则，构建扩频低速信令网；二是基于星地联合感知，选择空闲载波传输业务，实现与高轨系统同频段共存。高低互联、地基融合，是指可与高轨骨干节点互联，节点数量较少时，用于提高连续覆盖性和覆盖范围，数量较多时，可提供天基控制面备份；地基融合方面，主要是指与地面4G/5G融合实现业务服务无感互补，低轨地基节点、管控均与高轨地基节点统一设计；应用终端方面，高轨、低轨、地面移动等模式综合设计。基于扩谱和频谱感知的频谱资源利用示意如图5所示。图5 ??基于扩谱和频谱感知的频谱资源利用示意天基接入网低轨通信星座技术体系包括总体设计、天地一体技术体制设计、空间平台及载荷设计、应用系统设计、运维管控设计、星地一体化测控设计等多个方面，如图6所示。