飛船寬帶無線通信是什么意思

隨著航空技術、毫米波技術和多媒體技術的發(fā)展及相互融合，促進了寬帶無線通信的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的應用，飛船寬帶無線通信便是其中的一朵奇葩。本文以美國Angel技術公司和Raytheon公司正在開發(fā)的飛船寬帶無線通信網(wǎng)為例，對這一技術作一簡要探討。

何為飛船寬帶無線通信網(wǎng)

所謂飛船寬帶無線通信網(wǎng)是指通過高空持續(xù)飛行的飛船，對包括城市和市郊的“超城域”范圍的所有的用戶隨時隨地提供通信。飛船在通信網(wǎng)絡中將起傳輸信息的中樞作用，為數(shù)十萬乃至上百萬個用戶提供通信服務。每個用戶都可以通過用戶裝置，以每秒數(shù)兆比特的數(shù)據(jù)率進行通信。這種無線寬帶通信網(wǎng)將隨著數(shù)據(jù)通信技術的發(fā)展而發(fā)展，為發(fā)展多用途無線通信網(wǎng)提供非常靈活的解決方案。

飛船寬帶無線通信網(wǎng)所需的大部分設備和技術是現(xiàn)成的，網(wǎng)絡設計側(cè)重于改進各種部件和子系統(tǒng)，并實現(xiàn)系統(tǒng)集成。為高空持續(xù)飛行設計的飛船搭載重達1噸的通信有效載荷，圍繞城市上空飛行，飛行高度約為80～120公里，足以覆蓋一座城市的城區(qū)和郊區(qū)。共設計3架飛船，這3架飛船全天輪班飛行，每架飛船飛行8小時，可以提供每周7天、每天24小時的不間斷的通信服務。這樣一種通信網(wǎng)絡可以對各式各樣的商業(yè)團體和普通居民提供費效比高的寬帶多媒體通信。

飛船寬帶無線通信網(wǎng)可以替代衛(wèi)星和地面通信系統(tǒng)，但它與衛(wèi)星系統(tǒng)所不同的是集中在特定的地區(qū)利用所有的通信頻譜，從而使頻率協(xié)調(diào)問題減少到最低，并可以與地面系統(tǒng)共用頻率。飛船發(fā)電系統(tǒng)可供通信裝置充足的電源，從而使小型用戶機配增益低的天線也能接收寬帶數(shù)據(jù)。

飛船寬帶無線通信網(wǎng)具有成本低、靈活性強和通信質(zhì)量高等優(yōu)點。這一通信方式是傳統(tǒng)的無線通信體系中的一支出墻的紅杏，被看作是以“高架天線塔”的方法提供更好的視距通信，然而卻省去了部署和操作衛(wèi)星系統(tǒng)的高額成本。

飛船寬帶無線通信網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)成
飛船寬帶無線通信網(wǎng)能夠?qū)τ脩籼峁└咚俣嗝襟w和寬帶通信業(yè)務，這種通信業(yè)務是在綜合應用各種新的關鍵技術的基礎上實現(xiàn)的。這些關鍵技術包括：毫米波頻率的砷化鎵RF技術；ATM/SONET技術和部件；寬帶數(shù)字信號處理；視頻壓縮；超大容量存儲技術；飛船制造技術等等。這些技術中大部分可以從目前的商用市場上獲得，飛船寬帶無線通信網(wǎng)就在于綜合運用這些技術，對中小型商業(yè)企業(yè)和其他多媒體用戶提供費用低廉而傳輸質(zhì)量高的通信服務。

飛船寬帶無線通信網(wǎng)采用20GHz或更高一些的毫米波傳輸頻率，可以增強視距通信效果。如果飛船發(fā)射的波束視角為20度，那么1架飛船可以覆蓋7225平方公里(方圓85公里)范圍內(nèi)的任何地方。以毫米波頻率作為傳輸頻率，既可以實現(xiàn)寬帶(如頻譜寬5～6GHz)的系統(tǒng)，也可以采用小孔徑天線實現(xiàn)傳輸頻帶窄的窄帶系統(tǒng)。

飛船寬帶無線通信網(wǎng)的地面系統(tǒng)可以利用地面蜂窩通信模式，即采用蜂窩和網(wǎng)關模式；每個蜂窩用5個60MHz的子頻段，其中一個蜂窩的4個傳輸方向各用1個子頻段，網(wǎng)關(連接公網(wǎng)或?qū)＞W(wǎng)用戶的裝置)用1個子頻段。每個蜂窩覆蓋幾平方公里的范圍。總的傳輸帶寬可以多次重復使用，以實現(xiàn)1架飛船對7225平方公里的完全覆蓋。1架飛船有1～15個網(wǎng)關波束，100～1000個用戶波束；每個用戶波束覆蓋1個蜂窩，總的網(wǎng)絡傳輸容量最高可達150Gbps。這一傳輸容量可與地面光纖網(wǎng)絡相比擬，而且能提供雙向?qū)拵Ф嗝襟w通信服務。

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