學習整理天基移動通訊網路

天基移動通訊網路是乙個以衛星通訊節點為核心的無線移動通訊系統，是由天基骨幹網和衛星接入網（高、中、低軌）組成。具體組成方式如下：

1.地面骨幹網可直接與天基骨幹網直接相連，並通過以雷射鏈路為主方式建立穩定的鏈路。

2.高、中、低軌接入網與天基骨幹網路內部拓撲結構固定，可以建立穩定的子網鏈路。

3.天基、空基、海基、路基的使用者無法直接與骨幹天基網路連線，必須通過接入網。不同使用者選擇的接入網不同。（如天基使用者連線高軌接入網）

4.在建立連線時，無論是使用者連線接入網，還是接入網連線天基骨幹網，都需要先通過低速鏈路傳送連線請求，請求中包含地理位置等資訊，請求成功後可建立告訴鏈路進行通訊。其中，高速鏈路與低速鏈路的協議不同，尤其市低速鏈路不包括網路層。

天基移動通訊網路不同於一般地面上的通訊網路，在組網形式、網路節點特性以及所處的空間環境等使得它具有自身的特殊性。它既不同於傳統地面固定網路，又不同於地面無線通訊網路。其基本差別可歸類為：拓撲動態、鏈路不穩定、時延大。

一、組網方結構面

.天基移動通訊網路以星座方式進行組網，並通過星間鏈路建立網路。星座設計方式決定了衛星網路拓撲變化的特殊性——時變的週期性和規律性。

星間鏈路的建立降低了衛星網路對地面站的依賴，但星間鏈路的切換直接影響網路的傳輸效能，對衛星網路的路由、面向連線通訊鏈路的建立機制和維護提出更高的要求。

1.動態性：天基移動通訊網路中的核心路由器都是在軌執行的衛星節點，這是一種真正意義上的動態網路。其次，網路中的節點將按照一定的軌道執行，表現出了週期的和可**的動態特性。，這是區別於傳統的完全隨機動態的ad_hoc網路。

2.與傳統衛星通訊系統區別：傳統衛星通訊系統需要通過地面站實現星間的通訊，需要在衛星和地面站見多次折返，極大地增加了端到端的傳輸時延。星間鏈路則可以實現衛星之間的通訊。

3.天基移動通訊網路的重要特徵：鏈路切換——星地鏈路切換和星間鏈路切換。其中，星間鏈路切換是由於衛星見的相對運動引起的星間鏈路中斷或重新建立。

二、組網通訊協議設計

由於其特殊的動態性，傳統的網路模型——基於固定拓撲的圖論建模，如最短路徑演算法，無法應用並推廣到天基移動通訊網路。應需針對衛星特殊的動態拓撲特性研究相應的網路建模方法。。因此尋找高效、簡單且適用於拓撲動態環境的網路組網演算法和協議市針對天基移動通訊網路的特殊要求。

三、網路傳輸控制協議設計

由於衛星節點間空間距離大，且不斷改變，使得衛星網路傳輸時延在整個通訊時延中佔據重要的地位，且這種時延是不斷變化的。傳統的tcp協議無法適應這種大時延和時延抖動。因此ccsds於2023年提出一套空間通訊協議——scps協議。

衛星的星上處理、交換、路由能力都要求更嚴格和複雜。而且由於衛星網路所處的空間環境存在各種干擾（太陽月亮等天體），這些干擾源產生的宇宙射線會影響星載裝置與星間通訊，降低通訊鏈路的通道傳輸質量，因此需要對衛星通訊協議有更高的要求。

天基移動通訊網路由使用者域、天基衛星接入網、、地面核心網三部分組成。

一、使用者域

無論是通過應用程式連線的單一使用者，還是在區域網內的使用者，都需要通過使用者-衛星空中介面模組與衛星進行無線資料傳輸。

二、天基衛星接入網（核心）

天基衛星接入網市由多個衛星節點通過星間鏈路組網構成，通過高層軌道和低層軌道的不同分布，使得每個衛星既具有接入功能又具有路由交換能力。具體功能如下：

1.在使用者域中實現移動終端靈活高效的通訊服務。

2.建立使用者終端、衛星節點、對面核心網三者的無線連線，實現使用者終端和衛星的雙向資料傳輸，同時實現衛星和地面核心網之間的雙向資料傳輸。

3.建立天基衛星接入網內衛星之間的通訊連線路徑，實現使用者終端之間和關口站之間的資料的**和處理。

三、地面核心網（地面控制和管理中心）

地面核心網由網路控制中心、衛星控制中心以及多個關口站組成。它們都是通過地面有線傳輸網相互連線和配合，以實現衛星控制、網路管理、使用者管理、通訊資源管理等功能。

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