飛船寬帶無線通信是什么意思

隨著航空技術、毫米波技術和多媒體技術的發展及相互融合，促進了寬帶無線通信的發展，出現了許多新的應用，飛船寬帶無線通信便是其中的一朵奇葩。本文以美國Angel技術公司和Raytheon公司正在開發的飛船寬帶無線通信網為例，對這一技術作一簡要探討。

何為飛船寬帶無線通信網

所謂飛船寬帶無線通信網是指通過高空持續飛行的飛船，對包括城市和市郊的“超城域”范圍的所有的用戶隨時隨地提供通信。飛船在通信網絡中將起傳輸信息的中樞作用，為數十萬乃至上百萬個用戶提供通信服務。每個用戶都可以通過用戶裝置，以每秒數兆比特的數據率進行通信。這種無線寬帶通信網將隨著數據通信技術的發展而發展，為發展多用途無線通信網提供非常靈活的解決方案。

飛船寬帶無線通信網所需的大部分設備和技術是現成的，網絡設計側重于改進各種部件和子系統，并實現系統集成。為高空持續飛行設計的飛船搭載重達1噸的通信有效載荷，圍繞城市上空飛行，飛行高度約為80～120公里，足以覆蓋一座城市的城區和郊區。共設計3架飛船，這3架飛船全天輪班飛行，每架飛船飛行8小時，可以提供每周7天、每天24小時的不間斷的通信服務。這樣一種通信網絡可以對各式各樣的商業團體和普通居民提供費效比高的寬帶多媒體通信。

飛船寬帶無線通信網可以替代衛星和地面通信系統，但它與衛星系統所不同的是集中在特定的地區利用所有的通信頻譜，從而使頻率協調問題減少到最低，并可以與地面系統共用頻率。飛船發電系統可供通信裝置充足的電源，從而使小型用戶機配增益低的天線也能接收寬帶數據。

飛船寬帶無線通信網具有成本低、靈活性強和通信質量高等優點。這一通信方式是傳統的無線通信體系中的一支出墻的紅杏，被看作是以“高架天線塔”的方法提供更好的視距通信，然而卻省去了部署和操作衛星系統的高額成本。

飛船寬帶無線通信網系統構成
飛船寬帶無線通信網能夠對用戶提供高速多媒體和寬帶通信業務，這種通信業務是在綜合應用各種新的關鍵技術的基礎上實現的。這些關鍵技術包括：毫米波頻率的砷化鎵RF技術；ATM/SONET技術和部件；寬帶數字信號處理；視頻壓縮；超大容量存儲技術；飛船制造技術等等。這些技術中大部分可以從目前的商用市場上獲得，飛船寬帶無線通信網就在于綜合運用這些技術，對中小型商業企業和其他多媒體用戶提供費用低廉而傳輸質量高的通信服務。

飛船寬帶無線通信網采用20GHz或更高一些的毫米波傳輸頻率，可以增強視距通信效果。如果飛船發射的波束視角為20度，那么1架飛船可以覆蓋7225平方公里(方圓85公里)范圍內的任何地方。以毫米波頻率作為傳輸頻率，既可以實現寬帶(如頻譜寬5～6GHz)的系統，也可以采用小孔徑天線實現傳輸頻帶窄的窄帶系統。

飛船寬帶無線通信網的地面系統可以利用地面蜂窩通信模式，即采用蜂窩和網關模式；每個蜂窩用5個60MHz的子頻段，其中一個蜂窩的4個傳輸方向各用1個子頻段，網關(連接公網或專網用戶的裝置)用1個子頻段。每個蜂窩覆蓋幾平方公里的范圍。總的傳輸帶寬可以多次重復使用，以實現1架飛船對7225平方公里的完全覆蓋。1架飛船有1～15個網關波束，100～1000個用戶波束；每個用戶波束覆蓋1個蜂窩，總的網絡傳輸容量最高可達150Gbps。這一傳輸容量可與地面光纖網絡相比擬，而且能提供雙向寬帶多媒體通信服務。

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