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美國(guó)海軍的重要作戰(zhàn)支柱：移動(dòng)目標(biāo)用戶衛(wèi)星通信系統(tǒng)（MUOS）

2016-04-11 10:00  來(lái)源： 科普中國(guó)

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移動(dòng)目標(biāo)用戶衛(wèi)星通信系統(tǒng)（Mobile User Objective System）是美軍的新一代窄帶通信衛(wèi)星系統(tǒng)，用來(lái)取代之前的UFO“特高頻后繼衛(wèi)星通信系統(tǒng)”（Ultra High Frequency-follow-on Satellite Communication System）。在兼容原有UFO系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，大膽采用了商業(yè)新技術(shù)以及新的波形和信號(hào)算法，采用星地一體化傳輸設(shè)計(jì)，使得MUOS系統(tǒng)的能力比之前的UFO系統(tǒng)有了巨大的提升。

MUOS系統(tǒng)是世界上第一型采用了商用WCDMA技術(shù)的窄帶軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)，整個(gè)星座由6顆同步軌道通信衛(wèi)星組成（5顆工作星，1顆備份星），衛(wèi)星工作壽命13-15年，能覆蓋南北緯65度之間的廣大范圍，通過(guò)星載多波束天線實(shí)現(xiàn)類(lèi)似地面蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)的覆蓋，每顆衛(wèi)星可以提供64個(gè)WCDMA射頻載波（16個(gè)點(diǎn)波束，每個(gè)點(diǎn)波束復(fù)用4個(gè)5MHz的WCDMA射頻載波）。

MUOS系統(tǒng)是世界上第一型采用了商用WCDMA技術(shù)的窄帶軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)，整個(gè)星座由6顆同步軌道通信衛(wèi)星組成。

每個(gè)點(diǎn)波束比之前的UFO系統(tǒng)的全球波束有12-15dB的接收增益，這使得MUOS系統(tǒng)的終端可以在最嚴(yán)酷的傳輸環(huán)境下達(dá)到至少9.6kb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力。此外，那1顆備份星也可以根據(jù)任務(wù)需要，隨時(shí)漂移至有需要的區(qū)域上空，增加該區(qū)域的可用點(diǎn)波束數(shù)量。

MUOS系統(tǒng)的地面控制段也與其他軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)有所不同，由4個(gè)地面控制站組成，分別坐落在夏威夷、諾�？�、意大利西西里島和澳大利亞，彼此通過(guò)地面通信網(wǎng)絡(luò)連接，除了進(jìn)行衛(wèi)星日常測(cè)控和管理之外，還要承擔(dān)用戶的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。這是因?yàn)镸UOS系統(tǒng)各型終端與衛(wèi)星通過(guò)UHF頻段進(jìn)行連接，衛(wèi)星與地面控制站通過(guò)Ka頻段連接，所有終端到終端之間的用戶通信都通過(guò)MUOS的地面通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。

MUOS系統(tǒng)的典型通信流程是：用戶使用UHF WCDMA頻段的終端與衛(wèi)星建立上行通信連接，衛(wèi)星再通過(guò)Ka頻段下行鏈路將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到4個(gè)地面控制站中的1個(gè)，此地面控制站通過(guò)位于夏威夷和諾�？说慕粨Q與網(wǎng)絡(luò)管理設(shè)備識(shí)別出用戶信號(hào)所想要送達(dá)的目標(biāo)用戶，通過(guò)地面通信網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)發(fā)送至合適的地面控制站，，然后由合適的地面控制站通過(guò)Ka波段上行鏈路發(fā)送信號(hào)給衛(wèi)星，衛(wèi)星再通過(guò)UHF WCDMA頻段下行將信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)至正確的目標(biāo)用戶終端。

MUOS系統(tǒng)的衛(wèi)星工作壽命13-15年，能覆蓋南北緯65度之間的廣大范圍。

這看起來(lái)似乎比傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信（用戶直接上行-衛(wèi)星中繼-目標(biāo)用戶下行）方式更加復(fù)雜和繁瑣，但卻是MUOS系統(tǒng)的優(yōu)越之處，這種星地一體化傳輸設(shè)計(jì)不但大大提高了整個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗干擾和抗毀能力，而且能夠進(jìn)行動(dòng)態(tài)資源規(guī)劃和分配，更靈活的高優(yōu)先級(jí)用戶授權(quán)。此外，MUOS系統(tǒng)還能夠保證在1年中有至少97%的時(shí)間可以正常工作（其他軍用通信衛(wèi)星系統(tǒng)只有70%不到的實(shí)際工作時(shí)間），在作戰(zhàn)情況下為部隊(duì)提供不論何時(shí)何地都可以使用的可靠“動(dòng)中通”鏈路，信道可用率達(dá)到97%（特別是在赤道附近區(qū)域，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信會(huì)受到電離層閃爍造成周期性的通信中斷，而MUOS的WCDMA波形能夠很好地避免這一問(wèn)題），滿足現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中美軍對(duì)移動(dòng)衛(wèi)星通信的需求。

以UFO系統(tǒng)為代表的UHF頻段窄帶戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星系統(tǒng)此前在美國(guó)海軍一直得到了較好的應(yīng)用，成為美國(guó)海軍進(jìn)行全球海上部署和作戰(zhàn)的重要通信支柱。因此，美國(guó)海軍現(xiàn)在也非常重視MUOS系統(tǒng)的應(yīng)用，并將其作為戰(zhàn)術(shù)通信衛(wèi)星系統(tǒng)的主要組成部分，利用其更好的抗干擾、抗毀、動(dòng)中通性能和小型化終端，進(jìn)一步增強(qiáng)美國(guó)海軍的全球移動(dòng)戰(zhàn)術(shù)通信能力，以適應(yīng)現(xiàn)代海戰(zhàn)的復(fù)雜對(duì)抗環(huán)境。

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作者： 軍事科技前沿   [責(zé)任編輯: 呂芮光]

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