星间链路—卫星通信系统发展的核心技术

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关于星间链路，这里解释一下。

星间链路技术已经成为全球卫星通信系统发展的关键技术。去年8月9日，第18、19颗北斗导航卫星首次实现星间链路，标志着我国成功验证了全球导航卫星星座自主运行核心技术，为建立全球卫星导航系统迈进一大步。随着首次星间链路的建立，第19颗北斗卫星通过星间链路顺利接收并传回第一帧星间遥测。

背景

星间链路是指用于卫星之间通信的链路，可以将多颗卫星互联在一起，实现卫星之间的信息传输和交换。卫星通信系统中，有两种通信链路。一种是空间-地球链路，另一种是空间-空间链路。在空间-空间链路上，通过光通信可实现大容量数据传输。但对于空间-地球链路来说，由于无线电波要穿过大气层，加之雨衰因素，大容量通信不易实现。

星间链路的引入，使得低轨卫星移动通信系统能够更少地依赖于地面网络，从而使低轨卫星移动通信系统能够更为灵活方便地进行路由选择和网络管理；同时也减少了地面信关的数目，从而可大大降低地面段的复杂度和投资。早在2013年，我国“Ka星间链路相控阵天线”技术方案确定的时候，就曾经震惊世界。

建立星间链路的意义

在卫星通信系统中，通过建立星间链路，使得整个卫星通信系统有如下意义：

1.扩大了系统的覆盖范围；

2.减少传输时延，满足多媒体实时业务的QoS要求；

3.可以独立组网，卫星网不依赖于地面网提供通信业务，作为地面网的备份；

4.可以在一定程度上解决地面蜂窝网的漫游问题。

星间链路的组成

星间链路包括四个子系统：接收机、发射机、捕获跟踪子系统以及天线子系统。

1.接收机：完成对接收信号的放大、变频、检测、解调和译码等，提供星间链路与卫星下行链路之间的接口。

2.发射机：负责从卫星的上行链路中选择需要在星间链路上传输的信号，完成编码、调制、变频和放大。

3.捕获跟踪子系统：负责使星间链路两端的天线互相对准（捕获），并使指向误差控制在一定的误差范围以内（跟踪）

4.天线子系统：负责在星间链路收发电磁波信号。

星间链路的种类

1.同种轨道类型的星间链路

GEO/GEO，LEO/LEO，MEO/MEO，HEO/HEO之间链路；

2.不同轨道类型的星间链路

GEO/LEO，MEO/LEO，GEO/MEO，GEO/HEO之间链路

3.同轨道面星间和异轨道面星间链路

星间链路的传输介质

微波、毫米波和激光。

星间链路使用的频段如图所示。

星间链路需要解决的问题

星间链路的指向变化：指向变化可能导致背景噪声温度的动态变化，且变化幅度可能较大，需要研究星间链路天线

指向控制技术：天线指向捕获困难，指向误差会降低天线增益。

星间链路子网络信息交换的路由选择。

星间激光链路的PAT。