導讀:銥星(Iridium)星座的星間鏈路在其下一代衛星自由組網技術中被廣泛使用。在Iridium星座中,衛星與衛星之間形成星間鏈路,這種星間鏈路支持衛星之間的通信,實現了簡單的衛星自由組網。
一些衛星星座具備在運行中添加新衛星實現擴容組網的能力,例如:
Iridium星座:Iridium使用的是交叉鏈路多層架構,即使用相互連接的衛星在運行中動態調整信號路徑和數據流,從而實現衛星入網和退網。新衛星的加入可以通過交叉鏈路的方式無縫地添加到運行中的星座中。
Orbcomm星座:Orbcomm使用衛星站點和控制中心的結構,新的衛星可以在已經建設的站點和控制中心的基礎上加入,實現星座的擴容和升級。
Globalstar星座:Globalstar的衛星星座設有一個全球通信管理系統,可以支持在衛星星座外添加新衛星,通過調整軌道和控制信號,實現星座的擴容和升級。
Iridium星座的衛星被布置在六個近地極傾斜軌道上,每顆衛星上都裝載了接收器和中繼器,相鄰的銥星會相互連接形成一個網狀結構的衛星網絡。
在太空中,每顆銥星都與多達四顆其他衛星相連,形成一個動態網絡,在衛星之間路由流量,以確保全球覆蓋。如下圖所示,每顆銥星有4條星間鏈路,其中2條是與同軌道面內的相鄰衛星建立的全程固定的星間鏈路(如圖中1與2、3),另有2條是與鄰近異軌道面的2顆衛星建立的額外可動波束星間鏈路(如圖中1與4、5)。由于星間鏈路設置的限制,1號衛星與相鄰異軌道面上的6號和7號衛星之間并沒有星際鏈路,從而降低星間鏈路設計的復雜度。
由于同軌道面衛星之間的位置關系是固定的,因此這類星間鏈路比較容易保持。而由于衛星之間的相對運動,相鄰軌道平面上的兩顆衛星必須在時變方位角和仰角下彼此可見。因此,需要可控的天線轉向跟蹤是維持鏈路所必須的[1]。此外,鏈路不能永久保持,因為衛星之間的距離和方位角變化很大。在這種情況下,使用交換的、有時間限制的ISL連接。
Iridium星座的Mesh網絡技術允許每個衛星都充當路由器,可以將消息從一顆衛星轉發到另一顆衛星,最終轉發到接收方。這種技術可以大大提高通信的覆蓋范圍和可靠性,尤其適用于偏遠地區、海洋、極地和航空等需要全球覆蓋的場合。
Iridium星座的星間鏈路在其下一代衛星自由組網技術中被廣泛使用。在Iridium星座中,衛星與衛星之間形成星間鏈路,這種星間鏈路支持衛星之間的通信,實現了衛星自由組網技術。Iridium星座采用Mesh網絡技術,在網絡中的任何兩個衛星之間都可以建立通信鏈路。當一個衛星無法直接與用戶通信時,它可以通過星間鏈路與其他衛星建立連接,從而實現用戶通信。但是,Iridium星座星間通信距離較短,同時還受限于星間鏈路的數量。這意味著每個衛星實質上僅可以直接與相鄰的衛星建立通信連接,與其他非相鄰衛星建立通信連接時通常是通過地面站。
Orbcomm星座和Globalstar星座中,衛星間不能直接通信。這兩個星座中每個衛星都只能與地面站通信,并由地面站處理與其他用戶或衛星之間的通信。因此,衛星間不能直接建立通信鏈路,而需要經過地面站中轉。這種技術缺少衛星間星間鏈路,無法實現衛星間的通信,在組網能力上相對Iridium星座有所限制。
此外,Orbcomm星座和Globalstar星座的衛星數量相對較少,且使用的工作頻段較低,這也限制了衛星間通信的可能性。相比之下,Iridium星座采用的是跨接式互聯衛星網絡(Inter-Satellite Links,ISL),其衛星數量更多,能夠建立衛星間的互聯通信,因此可以實現更為靈活的星間組網,提供更好的服務。
相比之下,Iridium星座的優勢在于它具有在任何地方都能建立通信鏈路的能力,這是由于其衛星間的星間鏈路使得衛星自由組網成為可能。這也使得Iridium星座成為了全球范圍內優秀的衛星通信網絡,尤其是在邊遠地區、海洋、荒漠等無法建立地面通信基礎設施的地區。此外,由于Iridium星座采用Mesh網絡技術,其網絡具有高可靠性、容錯性和靈活性,使得其在應急通信、軍用通信等領域都具有廣泛的應用價值。綜上,Iridium星座的星間鏈路在衛星自由組網技術中發揮著重要作用,使得其具有同期其他衛星星座無法比擬的優勢。
小結:Iridium星座的組網能力評價
如果我們把星間自由組網定義為:如果一個衛星星座能夠通過星間通信連接來實現自由組網,那么它就可以被認為是初步實現了星間自由組網。那么從這個角度來看,Iridium星座可以算是實現了簡單的星間自由組網,因為每個衛星都可以直接與相鄰的衛星建立通信連接,并且通過Mesh網絡技術,任何兩個衛星之間都可以建立通信鏈路,實現星間自主組網的功能。但是需要指出的是,第一,由于Iridium星座中衛星間通信距離較短,限制了其星間自由組網的應用場景和范圍;第二,由于Iridium星座的周期性和統一性,其網絡拓撲做了簡化。(北京藍德信息科技有限公司 )
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原文標題:銥星與同時期星座的星間組網能力對比分析
文章出處:【微信號:CloudBrain-TT,微信公眾號:云腦智庫】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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