近期太空项目的兴起 [1] 重新引发了人们对卫星通信的兴趣。这在物联网 (IoT) 社区中尤为明显,该社区不断寻求多样化应用场景 [2],同时提供全球任何地方的网络覆盖。卫星在新的太空环境中独有的特性(廉价发射和快速采购廉价纳米卫星,又称立方体卫星)为物联网网络提供了架构替代方案,具有前所未有的规模和灵活性 [3]。部署在地球同步轨道 (GEO) 上的卫星的自转周期与地球相同(在地面观察者看来是静止的),可以为 35,786 公里高度的特定区域提供持续的网络连接(图 1 和表 I)。另一方面,低地球轨道 (LEO) 卫星以大约 7 公里/秒的速度在较低高度(160 公里至 1,000 公里之间)移动,并且可以在可预测的时间间隔提供间歇性和定期网络连接。当部署在星座中时,LEO 卫星可以增加重访频率,但至少需要 60 颗卫星才能确保持续覆盖。通过在这些卫星上搭载物联网设备,出现了新的连接机会。通信技术的进步使得今天可以使用与地面物联网网络相同的技术在物联网设备和卫星之间直接通信 [4],这直到最近几年才闻所未闻。此类技术最显著的进步包括 LoRa/LoRaWAN [5] 和 NB-IoT [6],它们提供长距离通信能力并降低设备能耗(18 mA @7dBm)。
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