1.4 天基传输网络技术体制概念内涵

1.4.1 技术体制定义

通信网技术体制是指为保证通信网正常运行所做的技术规定的总和。为了保证通信网的正常运行，通信网的网络组织、传输标准、信号方式、计费办法、编号计划以及设备进网的技术标准必须由国家或主管部门从技术上做严格的规定，这一整套规定被称为通信网技术体制。以此类比，天基传输网络也是一类具有独特性的通信网络，其技术体制应该是保证天基传输网络正常运行的技术规定的总和。基于空间卫星的特殊性，天基传输网络技术体制与地面网、移动网涵盖的方面不尽相同。

1.4.2 技术体制涉及方面

从广义上讲，卫星通信技术体制应该包含星座构型（针对多星系统）、波束类型、转发器类型、工作频段以及组网架构、传输、业务接入、交换、路由、信道分配、网络管理、安全保密、编址编号等众多方面。星座构型、波束类型、转发器类型、工作频段等在初期方案阶段基于用户的基本需求就可以确定；而组网架构、传输等方面的体制则需要经过详细设计、多轮次迭代才能完成。因此通常所说的技术体制主要包含传输、交换、路由、网络管理、安全保密、编址编号等，是狭义的技术体制。尤其是传输中的多址方式，几乎成为体制的代名词（对于宽带卫星通信系统而言，更加突出）。天基传输网络技术体制涉及的内容如图1-15所示。

1.4.3 星座构型、工作频段、波束类型、转发器类型等广义技术体制

1.4.3.1 星座构型及卫星轨道典型分类

图1-16给出了星座构型及卫星轨道典型分类，具体分为地球静止轨道（GEO）单星或多星独立部署、GEO多星星间互联、GEO和倾斜地球同步轨道（IGSO）多星混合、中地球轨道（MEO）单星独立、MEO 多星部署、低地球轨道（LEO）单星独立、LEO多星部署、LEO星间组网等多种情况，不同情况满足不同的应用覆盖需求。

1.4.3.2 工作频段

工作频段基于支持的业务需求而确定，同时要符合国际电信联盟的频率使用规定。表1-2和表1-3分别给出了国际电信联盟的频率划分和卫星通信的常用频段及频率范围，设计系统时需要严格遵循。

1.4.3.3 波束类型

卫星覆盖的波束类型分为固定区域波束覆盖、固定/机动点波束覆盖、多点波束区域覆盖等。图1-17为波束的主要类型。

目前，卫星通信系统均采用固定区域波束覆盖，固定/机动点波束覆盖多被军用系统采用，多点波束区域覆盖多被高通量卫星和移动通信卫星采用。各类卫星波束覆盖示意图如图1-18所示。

● 球波束：能够覆盖对地视场的波束。

● 区域波束：能够覆盖国土、海域等某一特定区域的波束。

● 可移点波束：对地视场内的机动波束，军事应用较多。

● 多点波束：通过多个固定点波束实现区域覆盖，适合固定小用户应用。

● 相控阵点波束：通过电子方法采用无惯性扫描实现的波束。

1.4.3.4 转发器类型

通信卫星转发器一般分为弯管透明转发器（又分为同频段透明转发器和跨频段铰链转发器）和星上处理转发器（如信号再生处理转发器）。同频段透明转发器及应用如图1-19所示，跨频段铰链转发器及应用如图1-20所示，信号再生处理转发器及应用如图1-21所示。其中民用卫星通信系统多采用弯管透明转发器；星上处理转发器一般与地面应用系统进行一体化设计，多被军用通信系统采用。

1.4.4 信号和信息相关技术体制

与信号和信息相关的技术体制恰恰是技术体制的核心，涉及传输体制、业务接入体制、交换体制、信道分配体制、网络管理体制和组网架构体制等。尤其是传输体制中的多址体制几乎成了天基网络尤其是卫星通信网络的代名词。由于后文对与信号和信息相关的技术体制都有对应章节进行详细阐述，下面只给出涉及的主要方面。

（1）传输体制

传输技术除了涉及支持多用户通联的多址技术，还涉及决定性能的调制解调技术和信道编译码技术，抗干扰传输信号处理技术也属于传输体制的研究范畴，如图1-22所示。

（2）交换体制和业务接入体制

交换体制主要有电路交换、报文交换和分组交换。电路交换是最早、最普遍的交换方式；分组交换在报文交换的基础上发展而来，是现在非常常用的交换方式，分组交换包括帧交换、帧中继、异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode,ATM）交换和IP交换。此外，交换体制还有光交换和星上子带交换等交换方式。业务接入体制是指业务接入的方式，通常有非IP接入（单路业务接入、多路业务复接接入）和IP接入。交换体制和业务接入体制分类示意图如图1-23所示。

（3）组网架构、信道分配方式与网络管理架构

组网架构主要有星状组网、网状组网和混合组网。混合组网是指网络既支持星状组网，也支持网状组网。信道分配方式主要有固定分配、动态分配以及两者相结合的混合分配方式。网络管理架构分为集中式管理架构和分布式管理架构。组网架构、信道分配方式和网络管理架构分类如图1-24所示。