软件定义的星上信号处理架构 .pdfVIP

□TELECOMMUNICATIONSNETWORKTECHNOLOGYNo.10NETWORKTECHNOLOGY

软件定义的星上信号处理架构

赵明清华大学信息技术研究院研究员

王京清华大学信息技术研究院教授

李忻清华大学信息技术研究院助理研究员

摘要：面对未来我国卫星移动通信发展过程中可能面临的卫星资源紧张、星上载荷研发周期长、星上

处理能力有限以及多种体制并存兼容等核心问题，本文提出一种基于软件定义的星上信号处理架构设

计，该架构呈现功能模块按需重构、资源弹性供给、体制解耦、前后兼容的全新架构特征，可能一劳永逸地

解决未来星上信号处理的后向兼容性问题。

关键词：反向兼容；网络切片；智能编排

1引言特性研究。一方面，各种体制在子带、时隙和波束方面

的具体需求是资源切片满足各种垂直应用的基础；另

随着卫星移动通信逐渐渗透到各个垂直行业，其

一方面，各种体制的协议共同特性及差异部分为模块

通信速率跨度会变得更大，低速的更低，高速的更高，

化星上信号处理设计提供了依据。

终端形态也会更加丰富，既有更小、更简单的终端，也

我国大S卫星系统民用体制的标准主要是依据

有功能更强、更复杂的终端，满足不同业务的不同通

GMR-1和GMR-13G体制，针对我国卫星平台能力及

信体制和通信格式将会大量出现。普遍预期未来的

应用需求做一些适应性改进。在这套体制中，一个基

卫星移动通信网络必将是由多种通信制式共存的系

本信道的符号传输率定为16kbit/s，占用带宽为

统，即不同接入技术同时存在将是未来卫星移动通信

23.4kHz，帧长为60ms；分组信道可将多个基本信道进

接入网络的基本特征。未来的卫星移动通信网络框

行捆绑，以支持更高带宽，帧长保持不变；目前，支持捆

架和技术只有有效地解决不同通信体制、不同特性业绑数量为2、5、10和15，分别对应符号传输率32、80、

务、不同种类终端、不同应用场景的融合问题，才能应160和240kbit/s。由于一般民用卫星移动通信终端的

对未来行业应用的业务和用户需求；另一方面，随着运行速度不会太快，且基本波束范围也足够大，普通的

在轨卫星的增加、用户数目的增加、用户速率的提升，波束切换方案即可满足切换性能需求。

卫星移动通信会从功率受限系统向频率受限系统过另外，我国向ITU-R提交的提案BMSat（Broad-

渡。同时，未来卫星移动通信会从国土覆盖向全球覆bandMultimediaSatellite）已被确定为IMT-Advanced系

盖发展，在国土之外需要更强的星上处理能力和星际统卫星部分的候选方案。为了与地面体制一致，以支

网络能力的支持。持未来天地一体应用需求，BMSat体制支持与地面

针对上述未来我国卫星移动通信发展过程中可能LTE体制相同的多种带宽，包括1.4、3、5、10、15和

面临的卫星资源紧张、星上载荷研发周期长、星上处理