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动中通——移动地面系统的重大奔腾
2020-08-28 / 阅读次数：2654
“它是一个卫星终端，但类似于移动电话 。”
天下电信协会（WTA）的执行理事罗伯特·贝尔用上面的这句话形貌目今移动载体上的卫星地球站——动中通（ESIM，Earth Station in Motion） 。贝尔说：“没有人需要思量基站铁塔与手机的位置关系，包括当你开车经由基站时，它们之间的相对位置会爆发转变 。”
ESIM一词可普遍适用于任何类型的车载、船载、机载卫星站，现在移动地球站的种种诠释的规则和条例已统一在这个名词 。ESIM现在代表了一连性移动通讯效劳的要害 。
这种整合的主要性不但仅局限于界说ESIM的便当性 。天下领先的羁系机构最近才认可卫星天线和地面系统的生长到了需要对Ku和Ka频段的羁系政策举行调解 。
在2020年5月的果真聚会上，FCC进一步扩展了可用于与地球静止（GEO）和非地球静止（NGSO）卫星一起事情的ESIM可用的Ku和Ka频段，这些卫星为船舶、车辆、火车和飞机提供通讯 。委员会还通过了一个治理框架，使ESIM与Ku和Ka波段的NGSO牢靠卫星效劳（FSS）卫星举行通讯，该框架对地球站的允许接纳一种周全的要领，而不是一种个性化的历程 。
通过这两项下令草案中的第二项，FCC遵照了ITU在WRC-19聚会上做出的类似决议 。新的ESIM规则现在更准确地反应了卫星地面系统的现真相形，以及卫星工业为市场带来的手艺立异 。Ball Aerospace Tactical Solutions副总裁兼总司理Jake Sauer诠释说，以前针对地面站的Ku和Ka波段划定是基于几十年前移动卫星地面手艺的限制 。
Sauer说：”我们与地球同步轨道卫星通讯的能力一经很是有限，我们做信号处置惩罚的能力和移动平台吸收地球上信号的能力也很是有限 。GEO卫星距离地球有几万公里 。比及GEO信号抵达地球的时间，除非你的地面系统知道它究竟在寻找什么样的信号，不然你就无法探测到 。最主要的是，在你旁边运行的终端用户可能会在统一频段内辐射出大宗的发射物，造成滋扰 。必需有一种新的要领，让移动用户能够相相互同 。”
Advantech Wireless营业生长副总裁Cristi Damian诠释说，当车辆的旅行规模很是大时，GEO卫星关于一连的毗连也会不太理想 。”船舶和飞机在从一个波束到另一个波束的历程中，可能需要在卫星之间举行交接 。据推测，随着低轨道卫星的激增，无处不在的问题将更上一层楼，卫星之间的无缝过渡问题也会镌汰 。”
手艺立异怎样迫使羁系部分重新思索
近年来，卫星地面系统有了很大的生长和前进 。这些系统现在可以将射频波束指向天空，并使用数字处置惩罚手艺来实现同时多个波束指向 。地面终端用户装备的每个部件的物理形态也有了重大的刷新 。
调制解调器手艺的前进，使数据吞吐量–效率抵达了最大化 。放大器手艺已经从易碎的行波管和高压电源的古板产品，生长到使用低电压电源事情、更耐损坏的弹性更强的固态放大器 。最后，行业对更高的频段、点波束和强盛板载发射器的青睐，使得更小的天线可以传输更多的数据 。
Damian诠释说，虽然天线手艺已经前进，但它仍然是ESIM终端面临的最大挑战 。”他说：”牢靠地面站和运动中的地球站之间的区别主要在于天线系统，虽然牢靠式地面站天线可能会配备伺打扮置来跟踪卫星的运动，但其速率或回转率以及运动规模都相对较低 。但外地球站终端在移动时，无论是与GEO或NGSO轨道卫星事情，天线的驱动都必需快速、准确，才华使天线坚持指向卫星 。好新闻是，移动天线通常接纳小型、轻盈的反射器设计，因此使其迅速性不那么难题 �；敌挛攀�，小反射器意味着低增益 。”
除了镌汰或消除机械系统外，Kymeta首席科学家Ryan Stevenson增补说，由于全电子波束转向天线及其扁平、薄型的物理形状，当今先进的ESIM具有更高的可靠性和零维护性 。”在Kymeta，我们正在接纳超质料的要领，与其他全电子要领（如相控阵）相比，大幅降低功耗和成原来进一步推进ESIM，”
从Ball Aerospace公司Sauer的角度来看，天线制造商们注重到ESIM的转变，简朴来说就是它们使军用和商用移动终端用户能够做移动卫星市场最初想做的事情——让具有高数据速率需求的移动用户坚持高数据速率链接，并创立可靠的体验 。Sauer增补说，ESIM还推动了终端形状设计的立异，尖端的天线系统被安顿在零剖面的单位中，成为结构或船只无缝的组成部分 。”你会把它装置在屋顶上，甚至不会注重到它的保存 。”
更多的带宽是否意味着更多的商机？
这些手艺立异加上宽松的带脱期制对ESIM、移动市场和整个卫星工业意味着什么？Stevenson以为，ESIM手艺为GEO和NGSO卫星开发了新的可能性，在卫星毗连性通常未被普遍接纳的情形下，它为GEO和NGSO卫星带来了大宗市场时机 。他说，一个主要的例子是陆地移动，GEO和NGSO卫星星座将在5G无所不在的连通性愿景中饰演要害角色 。
关于GEO卫星市场，Robert Bell以为，最优先的ESIM应用包括在地球外貌移动的平台，而卫星似乎在天空中静止不动，这样的应用中ESIM的尺寸和形状都很主要 。
贝尔说：“这些利基市场有重大的增添空间 。”更深刻的问题是，在实现ESIM的潜力方面的投资和起劲是否最终会生产出逾越古板天线的产品，就像克莱顿·克里斯滕森著名的“立异者逆境”剖析的小型磁盘驱动器的竞争重复凌驾大型磁盘驱动器的案例一样 。若是真的爆发，这将是一个漫长的历程，但影响将很是大，有助于将卫星集成到更多的应用程序中 。
Advantech的Damian说，由于卫星提供的效劳无处不在，以及ESIM与GEO和NSGO通讯的能力，游客和移动终端用户坚持联系的愿望现在可以获得知足，而不必思量交通方法 。
Damian说，界说优异的规则和协议消除了制造商的模糊性，有助于公正竞争 。一旦我们知道了频段、EIRP水平、滋扰水平和笼罩区域的限制，我们就可以集中精神设计这些新的终端和网络 。然而，这项使命并禁止易，由于ESIM终端将需要允许来自集中式NMS[网络治理系统]的控制，以便在爆发滋扰时停用 。我们预计，由于各国的立法会有所差别，对大规模制造业的限制也会有所差别 。
解决滋扰问题
不管ESIM在减轻滋扰方面的物理和现实刷新怎样，它们并不可完全消除威胁 。事实上，ESIM带来了新的和奇异的滋扰问题，为ESIM扩展带宽的羁系机构也希望知道开发职员是怎样应对这些挑战的 。
然而，Ball Aerospace的Sauer以为，自动阵列有助于解决ESIM中最要害和最简朴的滋扰挑战，他说：“我们现在可以完全、自动地控制使用有源阵列发射信号的位置和方法 。” 。经典的碟形卫星天线设计，也有一些信号会从后面和侧面泄露漏出来 。有了自动控制的阵列，我们可以设置一个要求，即它不会辐射辐射辐射，这样移动用户就可以更好地一起事情，而不会相互滋扰 。
Kymeta的Stevenson说ESIM在处置惩罚地理信号时可能会爆发滋扰，由于ESIM的事情情形必需严酷控制波束指向和功率谱密度 。他诠释说，电子扫描ESIM面临的一个挑战是波束展宽，这是一种与所有平板、电子扫描阵列相关的物理征象 。当阵列扫描角度增大时，有用孔径面积减小，从而导致主光束展宽 。在天线扫描角度凌驾某一点后，主波束将凌驾羁系限制 。
Kymeta声称，它已经用一种控制ESIM终端内传输功率的专有算法解决了这个问题 。史蒂文森说，这确保了终端始终在羁系的指标规模内运行 。Kymeta还开发了专有的指向和跟踪算法，使用廉价的手机级传感器，将天线波束指向所需的精度规模内 。关于NGSO情形，我们主要关注的是等效功率通量密度[EPFD] 。这不是ESIM的问题，好比说，而是NGSO和卫星系统运营商的问题，它思量了一个地区内一组终端的总功率 。
Damian和他在Advantech的同事以为，电子波束形成可以解决ESIM的滋扰问题 。Damian说：“到现在为止，限制功率是限制ESIM滋扰的唯一要领，但这将对可传输的最大数据速率爆发负面影响，从而可能会对商业案例爆发负面影响 。” 网管系统需要监控特定的ESIM组，并在ESIM进入受�；で蚧蚴艿阶倘攀苯涔乇� 。这将需要准确的GPS定位，以及对可接受的网络清静的GPS滋扰的免疫力 。
也就是说，Damian诠释说，要�；SIM相关资产不受滋扰的现实位置并不总是在公共领域 。因此，我们可以看到国家之间、地区之间的差别限制 。古板的上行链路GEO电信港使用CID，因此它们是牢靠的，并且位置清晰 。这关于ESIM网络是不可行的 。
ESIM解决计划的未来妄想
文中提到的所有公司都在为其目的市场开发ESIM解决计划，并妄想推出新一代使用新带宽规则的系统 。
Ball Aerospace的战术解决计划部分一直在开发面向政府和军事的ESIM手艺，但据Sauer称，该公司在将该手艺应用于商业市场方面施展了主要作用 。我们对ESIM很感兴趣 。为了降低ESIM的生产本钱，我们与尊龙凯时人生就是搏相助同伴在手艺上举行了投资 。这是尊龙凯时人生就是搏主要孝顺 。这是这两个市场之间的循环 。政府和军方的最终用户需求推动了立异 。关于商业终端用户，我们将继续刷新制造历程并增强使ESIM对每小我私家都可行的能力 。现在，我们正在将第二代Ku和Ka天线集成到ESIM终端解决计划中 。我们已经乐成地完成了这些系统在极端军事条件和情形中的演示，并妄想在接下来的几个月里举行更多的演示 。
Kymeta将于2020年第四序度宣布其第一代u7 ESIM的后续版本u8 。u8将扩展尊龙凯时人生就是搏ESIM手艺的带宽和效率，同时提供卫星和蜂窝网络之间的混淆毗连 。史蒂文森说，用户现在可以获得最好的吞吐量，这取决于可用的网络 。
Advantech Wireless已经有一系列针对ESIM应用优化的固态功率放大器 。戴米安增补道：“别的，我们有一个专门的研发团队，专注于将波束形整天线集成到ESIM终端中 。”
在WTA，Robert Bell代表了ESIM市场上险些所有的主要制造商 。他信托，羁系机构为资助加速ESIM的生长而接纳的行动也将激励整个移动无线天下的立异 。
贝尔说：“任何调解移动和卫星标准及规则的起劲都是朝着准确偏向迈出的一大步 。” 。在我看来，理想的解决计划是集成4G/5G/ESIM天线和原生支持4G、5G和卫星的调制解调器 。这种手艺融合面临着一个重大的“鸡照旧蛋”的两难田地：制造商是否会在这种手艺有显着的需求之前投资于创立这种手艺？羁系步伐可能会使决议倾向于此类立异 。
转自 卫星通讯视察
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