低轨说念卫星工夫 (LEO) 对当代大家通讯的影响ai 文爱

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跟着卫星工夫的快速发展，低地球轨说念（LEO）卫星成为一种颠覆性立异。这些卫星位于地球名义约 100 至 500 英里处，透澈改换了咱们通讯、收罗数据和监测地球的神情。LEO 卫星在电信、地球不雅测、科学考虑和国度安全等好多规模表现着关键作用。展望到 2029 年，交易星座的范围将增长 35% 至 70%，其中约 65% 的增长将衔尾在通讯应用方面，波及横跨低地球轨说念（LEO）、中地球轨说念（MEO）和地球同步轨说念（GEO）卫星的卫星采集。

1.不同卫星轨说念比较

GEO 卫星以调换的速率与地球同步旋转，因此它们相干于地球的位置是固定的，从而确保从地球名义的任何位置齐能取得固定的指向角度。在迁徙平台上，大地 GEO 定向天线必须抓续指向指定的 GEO 卫星。这些传统的大地卫星天线体积大、价钱接力、有好多行径部件，况兼需要按期惊奇。

MEO 卫星（举例 GPS）频繁用于导航。MEO 卫星有其本人的上风，但与 GEO 卫星访佛，它们的辐射和惊奇资本很高。尽管 GEO 和 MEO 卫星各有用途，但它们齐存在蔓延和数据速率问题。    

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范围

低地球轨说念：500-1200公里

中地球轨说念：5000-20000公里

地舆：36000公里

高度

非常低

低的

高的

地球隐秘

小的

大的

非常大

卫星数目

百

6

3

数据网关

土产货多数

生动区域

一些固定

天线速率

10分钟快速跟进

1小时慢速跟踪

固定的

图1 LEO / GEO / MEO 卫星隐秘区域 

低地球轨说念卫星与地球静止轨说念和中地球轨说念卫星比拟具有显赫上风，它们粗略为地球上偏远和欠进展地区提供低蔓延（比地球静止轨说念快 30 倍）和高速互联网邻接。低地球轨说念卫星需要数百到数千颗卫星隐秘地球名义，变成一个交联的网状采集。这种网状采集不仅扩大了大家隐秘范围，还栽培了邻接的可靠性——举例，若是一颗卫星离线，另一颗卫星不错在信号丢失的情况下立即填补。现在，大多数低地球轨说念卫星部署是由私营公司和政府机构推动的，SpaceX、OneWeb、亚马逊的 Kuiper 花样和 Telesat 等公司已在低地球轨说念卫星部署方面参预巨资，开启了大家采集互联和应对走访数据的新时期。    

卫星在促进大家互联互通方面表现着遑急作用，如图3所示，其主要任务有两点：一是平直与地球通讯，为不同业业的繁多最终用户结尾提供赞成；二是将数据平直或通过星间链路（ISL）传回地球。跟着更多低地球轨说念卫星辐射，通讯速率显赫栽培，隐秘范围不休扩大；从天外到地球的信息传输变得愈加纯粹，蔓延更少。

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卫星

轨说念高度

应用

地舆区域

36000公里

电信、播送、风物预告、遥感、导航ai 文爱

中欧

5000-20000公里

电信、GPS 和其他导航

低地球轨说念

500-1200公里

蔓延关键型应用、金融往返、自动驾驶汽车、而已视频手术

图2 非大地采集，包括大地卫星间链路 (ISL) 和应用邻接

2.卫星基本部件     

卫星是一个复杂的系统，凭证任务的不同包含多种功能；本文将要点先容通讯灵验载荷模块内的转发器组件。转发器是灵验载荷模块中的一个子系统，认真发送和禁受信号；它频繁包含用于通讯讨论的放大器、禁受器和辐射器。

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图 3. 基本卫星组件示例

3. 卫星通讯使用的频谱

大多数卫星部署使用L 至 Ka 波段。关联词，现在越来越多的卫星正转向更高的频段，如 Q/V 和 E 频谱；如下表 1 所示。

频率

下行频率

KMHz

下行带宽

KMHz

上行频率

KMHz

上行带宽

KMHz

mark

L波段

1.535-1.56

0.025

1.635-1.66

0.025

及时监控而已成就情景并收场机器对机器通讯

S波段

2.5-2.54

0.04

2.65-2.69

0.04

用于风物雷达、水面舰船雷达和 NASA 通讯、卫星电视、迁徙宽带工作、无线电播送和机载互联网        

C波段

3.4-4.2

0.8

5.8-6.725

0.925

提供船舶至陆地的语音和数据传输工作

X波段

7.25-7.75

0.5

7.9-8.4

0.5

用于卫星通讯、军用卫星通讯和雷达应用

Ku波段

10.0-13.0

3

14.0-18.0

4

用于卫星通讯、固定卫星工作和播送卫星工作

Ka波段

17.7-21.2

3.5

27.5-31.0

3.5

用于卫星通讯、军用卫星通讯和 5G 电信

Q/V 波段

37.5-42.5

5

42.5-51.4

8.9

用于语音、数据和视频通讯

电子频带

71.0-76.0

6

81.0-86.0

5

提供极高蒙眬量的卫星通讯工作

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表1卫星通讯（SATCOM）频谱分拨 

为了工作于5G非大地采集应用，3GPP还分拨了NTN频段。表2列出了L&S频段中现存的NTN频段，以及K和Ka频段中新提议的频段。

4.卫星与5G采辘集通

大型低地球轨说念卫星星座提供的宽带工作在大家越来越受接待。这一趋势加上卫星采集融入 5G 生态系统，进一步推动了卫星通讯商场的增长。

此外，蜂窝通讯正在成为卫星生态系统的一部分。3GPP Release 17 引入了 5G 无线工夫，使 5G 系统粗略为非大地采集 (NTN) 提供工作。NTN 旨在扩大大家采集隐秘范围，荒谬是在农村和偏远地区，并促进迁徙成就、物联网 (IoT) 以及商用自动驾驶汽车与卫星之间的平直邻接。这种整合使卫星行业粗略充分应用 5G 生态系统的范围。    

3GPP Release 17 界说了 5G 新无线电 (NR) NTN 和 5G IoT NTN，如图 4 所示。它专注于应用卫星透明灵验载荷架构和具有 GNSS 功能的 UE；图 4 流露了 5G NTN 的预期用例。

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图 4. 互补的 NTN 5G NR 和 IoT 用例

其他应用场景包括……

农业、采矿业和林业等隐秘不及的地区

大地通讯采集受损时的灾地通讯

向重大区域播送信息

本文探讨了低地球轨说念卫星对大家通讯的影响，要点关爱其在电信和地球不雅测等规模的关键作用。到 2029 年ai 文爱，交易星座中的低地球轨说念卫星数目展望将翻一番；通过网状采集为偏远地区提供低蔓延、高速互联网接入。SpaceX、OneWeb 和亚马逊的 Kuiper 花样等大公司的投资标识着改善大家连通性的紧要升沉。此外，咱们还通过 NTN 考虑了卫星采集与 5G 生态系统的集成，从而扩大频谱以改善隐秘范围，荒谬是在工作不及的地区。这种整合不仅推动了商场增长，还突显了卫星行业在鼓励 5G 基础智力和大家通讯才能方面的遑急作用。

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