面向低軌通信小衛(wèi)星的物聯(lián)網(wǎng)平臺的QLS1046-Space使高性能協(xié)議變?yōu)楝F(xiàn)實
本文由 MBI Group 的 Marco Andrenacci 和 Riccardo Andreotti 合作撰寫。
“物聯(lián)網(wǎng)”(IoT)在過去幾年中呈指數(shù)級發(fā)展，這一發(fā)展得益于覆蓋偏遠地區(qū)的小型LEO通信衛(wèi)星星座的建立。物聯(lián)網(wǎng)需要高效的通信協(xié)議支持其快速增長，提升對最終用戶的服務(wù)質(zhì)量，并增加最終用戶或終端的數(shù)量。這些高級協(xié)議有助于增加帶寬，減少延遲和錯誤率，并增加支持的通道數(shù)量。
MBI集團研發(fā)的LEOnida方案，基于返回鏈路(RL)和一種改進的增強擴頻Aloha(E-SSA)空中接口[1]。E-SSA是一種隨機訪問(RA)技術(shù)，由之前的Aloha協(xié)議進化而來，允許在信噪比(C/N)遠低于0 dB的情況下對接收到的異步突變信號進行解調(diào)。它結(jié)合了直接序列擴頻(SS)和連續(xù)干擾消除(SIC)技術(shù)，可消除接收端的多址干擾(MAI)。另外，該協(xié)議不需要終端之間的信號和協(xié)調(diào)，大大降低了系統(tǒng)復雜度和網(wǎng)絡(luò)管理難度。LEOnida解決方案可容忍一定的延遲，這意味著它可以使用不連續(xù)的服務(wù)鏈接和低密度的星座來加速服務(wù)的實現(xiàn)。在不連續(xù)的反饋連接的情況下，它還可提供存儲和轉(zhuǎn)發(fā)的功能。
RL LEOnida解決方案之前被用于MBI集團的地面處理應用，而從未被用于星載處理的應用。隨著高性能、高效的宇航級計算密集型設(shè)備的出現(xiàn)，在小型LEO軌道衛(wèi)星上實現(xiàn)這種高性能的計算協(xié)議成為可能。
本文將介紹一種新型的小型LEO通信衛(wèi)星的架構(gòu)，通過實現(xiàn)RL LEOnida解決方案和嵌入式解調(diào)算法來提高終端和衛(wèi)星之間的通信性能。這個架構(gòu)使用了Teledyne e2v公司的宇航級處理模塊QLS1046-Space。可以看到，LEOnida物聯(lián)網(wǎng)平臺可以被搭載在LEO衛(wèi)星上，為大量的低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端提供窄帶物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。
本文首先將闡述所需的處理架構(gòu)，并評估在宇航應用中應用的選項；然后會給出實際的實現(xiàn)方法和測試設(shè)置，隨后進行性能測試，并評估測試的結(jié)果；最后將討論可能的后續(xù)步驟。
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