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卫星激光通信研究现状、关键软件直播观看和未来展望

星地融合网络,卫星激光通信,激光与射频协作

传统卫星通信链路以射频软件直播观看为主，随着未来6G对星地融合网络的高速率与高带宽要求，频谱资源丰富的卫星激光通信软件直播观看逐渐成为未来卫星通信网络的主流软件直播观看方案之一。相比卫星射频通信软件直播观看受速率、带宽和频谱授权等因素限制，卫星激光通信具有更大的传输速率、更高的信道带宽以及更好链路安全性。例如，为降低太阳背景噪声和太阳散射对激光链路的影响，当前卫星激光通信软件直播观看多采用750~3000nm波段的近红外光为信息载体，相对卫星射频波段采用30mm~3m波段的电磁波，卫星激光通信软件直播观看理论上能够获得3个数量级左右的速率和带宽优势。同时，相比射频通信终端，激光通信终端还具备体积小、质量轻、功耗低等优势，更符合当前各国对低轨卫星通信终端的要求。因此，近年来国内外各星座都已将激光通信作为星间链路的核心传输方式之一，激光通信软件直播观看已经成为各国发展卫星通信网络的重要软件直播观看方向。

近年来，卫星激光通信软件直播观看的发展已将星地融合网络建设推上日程。当前卫星激光通信网与地面光纤通信核心网和射频无线接入网在通信信道、信号体制、收发机形态、拓扑动态结构等方面都存在巨大差异，这就必然导致未来星地融合组网面临诸多挑战。对于典型的星地融合网络，星间通信通常采用激光链路，星地通信可灵活采用激光链路和射频链路，高轨卫星（GEO）和中轨卫星（MEO）多承担数据中继任务，低轨卫星（LEO）与地面距离近，多承担与地面站、空中载具以及地面用户等直接通信任务。激光通信的窄波束特性导致激光链路的建立难度相比射频链路大得多，因此需要配合更复杂的瞄准捕获与跟踪（PAT）系统。同时，卫星的高速移动特性要求星间与星地链路具备快速建链能力，这又增大了对激光通信PAT系统统的要求，未来大规模低轨卫星组网的发展趋势将进一步对PAT系统的高效性提出挑战。此外，当前各国各机构的卫星激光通信研究相对独立，系统采用各种不同的调制与编码方式，而星地融合趋势必将要求卫星激光通信的调制方式具备更好可扩展性以及对地面通信网络的兼容性，因此，设计可拓展和兼容性更高的调制与编码体制也将是未来星地融合趋势下卫星激光通信面临的重要挑战。最后，激光链路在星地通信场景中易受大气湍流、云层衰减等因素影响，未来星地融合网络中的星地链路仍需部分依赖传统射频通信软件直播观看。因此，相对低速的星地射频链路如何与相对高速的星间激光链路交换数据、星地链路本身如何完成激光链路与射频链路的协作，也将成为未来发展星地融合网络时需解决的重要挑战。