低轨说念卫星本领 (LEO) 对当代内行通讯的影响139爱

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跟着卫星本领的快速发展，低地球轨说念（LEO）卫星成为一种颠覆性改进。这些卫星位于地球名义约 100 至 500 英里处，透澈转变了咱们通讯、蚁集数据和监测地球的格局。LEO 卫星在电信、地球不雅测、科学筹划和国度安全等好多规模阐扬着关节作用。展望到 2029 年，买卖星座的范围将增长 35% 至 70%，其中约 65% 的增长将蚁合在通讯应用方面，波及横跨低地球轨说念（LEO）、中地球轨说念（MEO）和地球同步轨说念（GEO）卫星的卫星蚁集。

1.不同卫星轨说念比较

GEO 卫星以磋商的速率与地球同步旋转，因此它们联系于地球的位置是固定的，从而确保从地球名义的任何位置皆能获取固定的指向角度。在迁移平台上，大地 GEO 定向天线必须抓续指向指定的 GEO 卫星。这些传统的大地卫星天线体积大、价钱容或、有好多动作部件，况兼需要按时爱戴。

MEO 卫星（举例 GPS）频繁用于导航。MEO 卫星有其自己的上风，但与 GEO 卫星近似，它们的辐射和爱戴资本很高。尽管 GEO 和 MEO 卫星各有用途，但它们皆存在蔓延和数据速率问题。    

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范围

低地球轨说念：500-1200公里

中地球轨说念：5000-20000公里

地舆：36000公里

高度

相配低

低的

高的

地球笼罩

小的

大的

相配大

卫星数目

百

6

3

数据网关

土产货多半

活泼区域

一些固定

天线速率

10分钟快速跟进

1小时慢速跟踪

固定的

图1 LEO / GEO / MEO 卫星笼罩区域 

低地球轨说念卫星与地球静止轨说念和中地球轨说念卫星比拟具有权臣上风，它们约略为地球上偏远和欠阐扬地区提供低蔓延（比地球静止轨说念快 30 倍）和高速互联网连气儿。低地球轨说念卫星需要数百到数千颗卫星笼罩地球名义，造成一个交联的网状蚁集。这种网状蚁集不仅扩大了内行笼罩范围，还进步了连气儿的可靠性——举例，要是一颗卫星离线，另一颗卫星不错在信号丢失的情况下立即填补。现在，大多数低地球轨说念卫星部署是由私营公司和政府机构推动的，SpaceX、OneWeb、亚马逊的 Kuiper 格局和 Telesat 等公司已在低地球轨说念卫星部署方面参预巨资，开启了内行蚁集互联和肆意拜谒数据的新期间。    

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卫星在促进内行互联互通方面阐扬着紧迫作用，如图3所示，其主要任务有两点：一是径直与地球通讯，为不同业业的浩荡最终用户末端提供接济；二是将数据径直或通过星间链路（ISL）传回地球。跟着更多低地球轨说念卫星辐射，通讯速率权臣进步，笼罩范围贬抑扩大；从天外到地球的信息传输变得愈加方便，蔓延更少。

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卫星

轨说念高度

应用

地舆区域

36000公里

电信、播送、征象预告、遥感、导航

中欧

5000-20000公里

电信、GPS 和其他导航

低地球轨说念

500-1200公里

蔓延关节型应用、金融来回、自动驾驶汽车、良友视频手术

图2 非大地蚁集，包括大地卫星间链路 (ISL) 和应用连气儿

2.卫星基本部件     

卫星是一个复杂的系统，笔据任务的不同包含多种功能；本文将要点先容通讯有用载荷模块内的转发器组件。转发器是有用载荷模块中的一个子系统，肃穆发送和接受信号；它频繁包含用于通讯认识的放大器、接受器和辐射器。

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图 3. 基本卫星组件示例

3. 卫星通讯使用的频谱

大多数卫星部署使用L 至 Ka 波段。可是，现在越来越多的卫星正转向更高的频段，如 Q/V 和 E 频谱；如下表 1 所示。

频率

下行频率

KMHz

下行带宽

KMHz

上行频率

KMHz

上行带宽

KMHz

mark

L波段

1.535-1.56

0.025

1.635-1.66

0.025

及时监控良友建树景象并兑现机器对机器通讯

S波段

2.5-2.54

0.04

2.65-2.69

0.04

用于征象雷达、水面舰船雷达和 NASA 通讯、卫星电视、迁移宽带干事、无线电播送和机载互联网        

C波段

3.4-4.2

0.8

5.8-6.725

0.925

提供船舶至陆地的语音和数据传输干事

X波段

7.25-7.75

0.5

7.9-8.4

0.5

用于卫星通讯、军用卫星通讯和雷达应用

Ku波段

10.0-13.0

3

14.0-18.0

4

用于卫星通讯、固定卫星干事和播送卫星干事

Ka波段

17.7-21.2

3.5

27.5-31.0

3.5

用于卫星通讯、军用卫星通讯和 5G 电信

Q/V 波段

37.5-42.5

5

42.5-51.4

8.9

用于语音、数据和视频通讯

电子频带

71.0-76.0

6

81.0-86.0

5

提供极高蒙眬量的卫星通讯干事

表1卫星通讯（SATCOM）频谱分拨 

为了干事于5G非大地蚁集应用，3GPP还分拨了NTN频段。表2列出了L&S频段中现存的NTN频段，以及K和Ka频段中新忽视的频段。

4.卫星与5G蚁集交融

大型低地球轨说念卫星星座提供的宽带干事在内行越来越受接待。这一趋势加上卫星蚁集融入 5G 生态系统，进一步推动了卫星通讯商场的增长。

此外，蜂窝通讯正在成为卫星生态系统的一部分。3GPP Release 17 引入了 5G 无线本领，使 5G 系统约略为非大地蚁集 (NTN) 提供干事。NTN 旨在扩大内行蚁集笼罩范围，止境是在农村和偏远地区，并促进迁移建树、物联网 (IoT) 以及商用自动驾驶汽车与卫星之间的径直连气儿。这种整合使卫星行业约略充分哄骗 5G 生态系统的范围。    

3GPP Release 17 界说了 5G 新无线电 (NR) NTN 和 5G IoT NTN，如图 4 所示。它专注于哄骗卫星透明有用载荷架构和具有 GNSS 功能的 UE；图 4 清醒了 5G NTN 的预期用例。

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图 4. 互补的 NTN 5G NR 和 IoT 用例

其他应用场景包括……

农业、采矿业和林业等笼罩不及的地区

大地通讯蚁集受损时的灾地通讯

向雄壮区域播送信息

本文探讨了低地球轨说念卫星对内行通讯的影响139爱，要点存眷其在电信和地球不雅测等规模的关节作用。到 2029 年，买卖星座中的低地球轨说念卫星数目展望将翻一番；通过网状蚁集为偏远地区提供低蔓延、高速互联网接入。SpaceX、OneWeb 和亚马逊的 Kuiper 格局等大公司的投资符号着改善内行连通性的要紧迁移。此外，咱们还通过 NTN 筹划了卫星蚁集与 5G 生态系统的集成，从而扩大频谱以改善笼罩范围，止境是在干事不及的地区。这种整合不仅推动了商场增长，还突显了卫星行业在鼓吹 5G 基础体式和内行通讯能力方面的紧迫作用。

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