2.3.2 典型系统能力水平简介

1.Spaceway3宽带卫星通信系统

Spaceway3 系统是全球第一个基于星上再生交换的全 Ka 频段宽带卫星通信系统。Spaceway3卫星由休斯网络系统公司研制并运营，历时8年，耗资近20亿美元，于2007年8月14日从法属圭亚那的库鲁发射场发射升空，定点于西经95°赤道上空。

Spaceway3系统覆盖范围包括整个美国、加拿大人口密集地区和中南美洲的主要城市。上行点波束112个，其中100个覆盖北美大陆地区，另外12个点波束覆盖夏威夷、阿拉斯加和7个拉美城市；下行点波束784个。此外，系统还具有覆盖北美大陆的广播波束。

Spaceway3系统星上采用分组交换和两层协议栈结构，可实现终端之间的单跳通信。Spaceway3卫星上行链路共有225个解调器，每个解调器最高速率均为 51Mbps，上行链路峰值总容量可达 11.47Gbps；下行链路为 24个最高速率为 440Mbps 的跳变波束，下行链路峰值容量可达 10.44Gbps。Spaceway3 系统能够容纳 165 万个用户终端，采用上行 MF-TDMA 和下行TDM的通信体制（见图2.13），TDMA载波支持128kbps、512kbps、2Mbps或16Mbps四种速率的传输模式。下行链路采用TDM方式，包含24条并发的高速 TDM 跳载波，每条载波最高信息速率可达 440Mbps。每条 TDM 载波通过跳波束实现对指定区域内用户的信息发送。通过灵活的 DAMA 分配和无线资源规划实现对多媒体业务的高效承载。通过多个下行波束小区共享一条高速 TDM 载波的方法克服了以往由于各波束业务不均匀导致传输效率低下的问题，大大提高了系统容量和频谱的利用率。总通信容量达10Gbps，是当前Ku频段通信卫星容量的5～8倍。

Spaceway3卫星采用了创新的星上数字处理、分组交换、多点波束等先进技术，实现了512kbps～2Mbps的上传速率和30Mbps的下载速率。

图2.13 基于RSM-A标准的Spaceway3系统

Spaceway3 的用户终端有两种：一种用于家庭，天线口径 74cm，功放1W，上行有效信息速率 512kbps，下行有效信息速率最高至 30Mbps；另一种用于企业，天线孔径98cm，功放2W，另外还可根据地理位置情况配置1.2m或 1.8m 口径天线，上行有效信息速率 2Mbps，下行有效信息速率最高至30Mbps。关口站天线口径为3.5m，可发射若干条16Mbps的上行载波，接收若干条50Mbps的下行载波。

2.Amerhis宽带卫星通信系统

欧洲宽带多媒体卫星通信系统（Amerhis）是一个首次使用星上交换的宽带多媒体卫星通信系统。Amerhis 系统由空间段和地面段组成，如图 2.14所示。空间段具有星上处理功能（OBP），其上行链路采用DVB-RCS标准，下行链路采用DVB-S标准；可实现4个Ku波束的交换与连通。地面段由卫星终端（RCST）、视频广播终端（VSP）、机顶盒（STB）、信关站和管理系统组成。其中，卫星终端为用户提供业务接口，信关站与各种地面网络和ISP相连，为用户提供接入服务。

图2.14 基于RSM-B标准的Amerhis系统

Amerhis 系统管理部分由网控中心（NCC）、网管中心（NMC）和网控中心卫星终端（NCC RCST）组成，负责整个网络的运行、配置和管理。NCC需针对不同的用户终端和业务采用固定速率（CRA）分配、基本速率动态分配（RBDC）或自由分配（FCA）或三种模式的组合进行资源的分配。

Amerhis的下行链路采用DVB-S方式，传输速率固定为54Mbps。Amerhis的上行链路信号传输基于DVB-RCS标准（以MPEG-2格式进行封装），采用MF-TDMA体制。星上转发器可对载波进行灵活配置，每个转发器（36MHz）最多支持64个速率为0.5Mbps的载波。另外，数据速率为0.5Mbps、1Mbps、2Mbps、4Mbps、8Mbps的载波还可以混合使用。

3.WINDS卫星通信系统

WINDS（超高速因特网试验演示）卫星通信系统是日本为打造21世纪智能化信息通信网络而提出的e-Japan计划的核心项目。WINDS卫星通信系统具有透明转发和星上 ATM 基带交换两种方式。星上弯管式透明转发传输模式支持超高速通信，数据速率可达1.2Gbps和622Mbps，采用TDMA多址方式，地球站使用2m的天线就可以接收622Mbps的数据；星上ATM基带交换传输模式支持高速多媒体通信，数据速率可达155Mbps，前向链路采用TDM/TDMA体制，返向链路采用MF-TDMA体制，地球站使用45cm的天线就可以接收最大155Mbps的数据。系统可根据通信需求和降雨衰减等情况调整通信功率的分配。

WINDS 卫星上搭载 155Mbps 高速 ATM 交换机，处理器沿用地面网络的53字节ATM信元格式，地面终端之间能够实现双向点对点的信息传递，但 ATM 的控制信令的交互和 TDMA 信道的分配，则需要网络管理中心来控制。

在WINDS卫星系统中，各终端在再生模式下以MF-TDMA方式发送信号，9条载波时速率为6/24/51Mbps，14条载波时速率为1.5Mbps。

4.国内基于星载处理转发器的MF-TDMA卫星通信系统

国内目前没有正式应用的基于星载处理转发器的MF-TDMA系统，但以航天 504 所为代表的卫星载荷设计单位、以中国电科 54 所为代表的宽带卫星通信应用系统总体设计单位，在基于星载处理转发器的MF-TDMA卫星通信系统方面，紧跟国际发展趋势，在基于星载处理转发器的MF-TDMA体制的卫星通信系统方面进行了多个试验系统的研制。在技术体制方面，上行基本采用FDMA及MF-TDMA多址方式，并且以MF-TDMA为主；下行主要采用TDM方式。国内基于星载处理转发器的MF-TDMA卫星通信试验系统技术体制如表2.6所示。

表2.6 国内基于星载处理转发器的MF-TDMA卫星通信试验系统技术体制