当前ｌｅｏ卫星移动通讯系统用户切换探索

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1、当前ＬＥＯ卫星移动通讯系统用户切换探索　　论文：低轨道卫星;通讯系统;切换治理论文：低轨道（LEO）卫星移动通讯系统是卫星间隔地面500～1500km，运行周期2～4小时的卫星通讯系统。铱系统、全球星系统及系统是地轨道卫星移动通讯系统发展最快的范例。LEO卫星移动通讯系统具有广阔的发展远景　　　　　　1LEO卫星移动通讯系统的特征　　　　低轨（LEO）卫星移动通讯系统和中轨（MEO）和静止轨道（GEO）卫星移动通讯系统比较，具有以下特征：　　1.1由于具有更小的信号衰减和更低的传播时延，低轨卫星通讯系统更有利

2、于实现个人全球通讯。LEO系统的路径传输损耗通常比GEO低几十分贝，所需发射功率是GEO的1/200-1/2000，传播时延仅为GEO的1/7~1/50，这对于实现终端手持化和达到话音通讯所需要的延时要求是十分有利的。　　1.2蜂窝通讯、多址、点波束、频率复用等技术的发展为LEO卫星移动通讯提供了技术保障。　　1.3由于地面移动终端对卫星的仰角较大，天线波束不易受到地面反射的影响，可避免多径衰落。　　1.4它在若干个轨道平面上布置多个卫星，由星间通讯链路将多个轨道平面上的卫星联接起来。整个星座如同结构上连成一

3、体的大型平台，在地球表面形成蜂窝状服务小区，服务区用户至少被一个卫星覆盖，用户可随时接进系统。　　1.5由于卫星的高速运动和卫星数目多，也带来了多普勒频移严重和星间切换控制复杂等新题目。但不管怎样，低轨卫星移动通讯系统的上述特征对于支持实现个人通讯是有巨大吸引力的。　　　　2LEO卫星通讯系统用户切换的一般过程　　　　低轨卫星移动通讯系统中，由于卫星的高速运动，使得它的波束覆盖区也随着移动，而波束覆盖区的移动速度远大于用户的运动速度，因此，在LEO卫星移动通讯系统中，切换主要是由于卫星波束移动引起的。　　对于

4、卫星移动通讯系统中的呼唤切换，通常经历这样一个过程：　　2.1用户周期丈量当前使用波束和邻近波束的导频信号或广播信道的信号强度的变化，以便确定它是否正在穿越相邻波束之间的边界或者处于相邻波束的重叠区内。　　2.2若用户进进相邻波束的重叠区，达到切换触发的条件，将开始启动切换过程。用户中止利用当前波束进行通讯，等待分配信道利用新波束进行通讯。　　2.3切换过程开始后，需要在新到达波束中为该用户按照一定的信道分配算法进行信道分配，并在原先波束中开释使用的信道；假如采用了波束内切换或信道重布置，则原先波束还须按照呼

5、唤结束后的信道重布置算法进行波束内的信道优化分配，进行必要的波束内分配。分配完成后，将数据流从旧链路转移到新链路上来，完成切换。　　　　3LEO卫星通讯系统用户切换的种类　　　　低轨卫星通讯系统用户切换可分为以下类型：　　3.1同一信关站和卫星的不同波束之间的切换　　目标波束和现用波束在同一信关站和同一卫星内，该切换涉及两个波束的信道分配和修改同一信关站(不采用星上交换)或卫星(采用星上交换)的交换路由表。　　3.2同一信关站不同卫星之间的切换　　目标波束和现用波束不在同一颗卫星内、但在同一个信关站范围内，它

6、涉及两颗卫星的信道分配；对于采用星上交换的体制，需要改变两颗卫星星上交换路由表；对于卫星透明转发的体制，需要修改信关站交换路由表。　　3.3不同信关站同一卫星的波束间的切换　　目标波束和现用波束属于同一颗卫星，但属于不同的信关站，它涉及两个信关站之间的切换，包括信道分配、改变地面线路连接、位置更新、记费等，对于采用星上交换的卫星还需要改变其交换路由表。　　3.4不同信关站不同卫星之间的切换　　目标波束和先用波束属于不同的卫星且属于不同的信关站，它涉及两个信关站和两颗卫星之间的切换，信关站涉及信道分配、改变地面

7、线路连接、位置更新、记费等新题目，对于采用星上交换的卫星需要改变其交换路由表。　　　　4LEO卫星通讯系统中用户切换目标卫星的选择准则　　　　在低轨卫星移动通讯系统的切换控制中，切换的目标卫星的选择策略对切换的终极性能也有着直接的影响。因此，根据系统的需要，设计出适合于本系统的切换目标卫星选择方案至关重要。目前，低轨卫星移动通讯系统中的切换目标卫星选择策略主要有以下几种：最近卫星准则、最强信号准则、最长可视时间准则、最多可用信道数准则、覆盖时间和仰角加权准则及最小跳数切换准则。　　其中，最近卫星准则以为间隔用

8、户终端最近（仰角最大）的卫星能够提供很好的服务质量（QoS），可从纯几何上对其性能进行分析，也称为最大仰角准则。采用该准则时，用户终端在任何时候都选择能够为其提供最大仰角的卫星。该准则实现简单，但一般不会在实际系统中采用，由于它既没有考虑无线信号在空中的传播条件，也没有考虑X络的运行状况。　　最强信号准则是终端在任何时候选择能够接收到最强信号的卫星。拥有足够高的信号强度是无线通讯的一个基本条件，可以