第2章 高通量卫星通信系统技术

高通量卫星（HTS）是在使用相同频率资源的条件下，其通信容量比传统卫星高数十倍甚至数百倍的通信卫星。它在边远地区大规模移动通信网络延伸、商业航班客舱上网通信、船载通信服务、骨干网络备份、应急通信保障等方面发挥着不可替代的作用。高通量卫星相比于传统卫星的特点如图2.1所示。

图2.1 高通量卫星相比于传统卫星的特点

以Viasat-2号典型高通量卫星为例，高通量卫星通信系统与传统卫星通信系统相比具有以下优势。

（1）频带宽，通信资源丰富。Viasat-2号卫星的单星容量为260Gbps，是传统卫星单星容量的上百倍。

（2）通信速率高。Viasat-2号卫星系统的前向单载波速率可达100Mbps，反向单载波速率可达20Mbps，并且随着波束数量的增加，系统总体吞吐量将成倍增长；而传统通信卫星的前向载波总速率约为20Mbps，反向单载波速率约为2Mbps。相互对比之下，高通量系统极大提升了系统的总体传输速率，提供了更高的系统通信能力。

（3）点波束增益高，信号质量更好。传统通信卫星采用赋形波束实现卫星信号的覆盖，在卫星辐射能量一定的前提下，各区域分得的信号能量值相对较小，导致信号质量较差。高通量卫星采用点波束实现通信区域的覆盖，在卫星辐射能量相同的条件下，所有信号能量都被分配到覆盖的点波束区域，信号质量性能远超传统通信卫星。Viasat-2号卫星的最低EIRP（Equivalent Isotropically Radiated Power，等效全向辐射功率）强度可达63.43dBW，传统中星12号卫星的最高EIRP强度为53dBW，因此高通量卫星能够支撑更高速率的信息传输。

（4）终端高度集成化，轻便便携。由于高通量卫星增益高，所以终端天线口径相对较小，同时功放和下变频器采用高度集成的一体化制造工艺，使得终端尺寸大幅缩减。Viasat-2号卫星系统支持0.4m口径的机载终端入网通信，实现20Mbps的高速率信息传输。

（5）不易受干扰。高通量卫星采用多点波束架构设计，馈电和用户波束分别覆盖不同区域，干扰源仅能干扰卫星个别点波束，不会影响其他波束的正常通信，难以实现对整星的通信干扰。