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纯技术探讨——卫星WIFI的可行性

院士
2014-02-11 13:30:34     打赏

(1)从距离上考虑

现在的WIFI工作距离是30米,通常最多也就100米吧。
卫星高度应该在100公里左右吧,再低也低不到哪儿去,怎么着也要有60公里吧?

如果按照卫星高度100公里算,那么与现在的WIFI工作距离相比超出了1000倍。如果收发双方其它参数不变,相应的发射机功率需要提高1000*1000倍,也就是60dB——是指卫星发射机和WIFI终端发射机的发射功率要同时提高60dB。如果说对于卫星而言有可能实现,那么至少对于WIFI终端而言是不可实现的。为此只能从卫星接收系统来解决这个问题。

为了增加上行链路的通信距离,卫星接收机可以设法降低接收机噪声系数,同时提高天线增益。目前的WIFI接收机噪声系数已经很低。我没有准确的数字,估计应该在2 dB左右,很难进一步降低。就算降到0 dB,也无济于事,不可能对抗60 dB。因此,只能设法提高天线增益。

大型抛物面天线的增益能达到多少?谁有准确数字?但是非常明确的是,天线增益是以牺牲波束宽度为代价的。粗略估计一下,如果波束宽度降到3.6度乘以3.6度,天线增益能够达到360*360/(3.6*3.6)=10000倍,即40dB。40 dB应该快到抛物面天线的极限了,知道具体参数的人来说说。此时,60dB的差额还剩下20dB。但此时带来三个严重的问题:天上100公里处用3.6度的波束如何能够准确覆盖并锁定WIFI终端?这种天线的尺寸必须非常大,天基是否可行?窄波束能够容纳几个终端?即便这三个问题不存在,20 dB的差额如何弥补?

假设可以采用头顶上的多个卫星进行孔径合成,那么波束宽度和锁定问题都有可能解决,但差额就不是20 dB,而是在20 dB到60 dB之间。此时,除了高于20 dB的差额以外,又存在另外两个问题:不同卫星间如何同步?如何进行信号合成?

由此可见,卫星WIFI是不可能实现的。

(2)从工作频率考虑

卫星飞行速度至少也有第一宇宙速度,7.9公里每秒。此时的多普勒频移不可忽略。由于角度变化很大,多普勒频移会随着卫星的位置变化在零频移和最大频移之间变化。

懂WIFI的人来说说,WIFI的带宽是多少?这两者对频率偏移的容限是多少?

(3)从帧时长考虑
懂WIFI的人来说说,WIFI帧时长是多少?对通信距离有什么要求?



关键词: 卫星     WIFI    

院士
2014-02-11 13:31:39     打赏
2楼
设想采用另一个方案:WIFI终端用户大幅度提高发射功率,卫星天线大幅度提高天线增益。

例如WIFI终端从目前的毫瓦量级提高到瓦量级,即手机的发射功率,能弥补30dB。卫星天线的增益必须达到30dB才能解决问题。此时波束宽度只有5度左右。仍然无法覆盖、锁定用户,并且容量不可能超过几个用户。

高工
2014-02-11 13:45:30     打赏
3楼
你是想卫星上网吗?军方的卫星电话能做到。不过还是要建的小基站的。

高工
2014-02-11 15:44:02     打赏
4楼

静静期待一下。


    美国一家科技公司整了一个“外联网”(Outernet)计划,准备在2015年发射数百个小卫星,向全球提供免费WIFI服务。如果顺利,届时可在地球上任何一个角落都能享用免费无线网。
  这家充满雄心壮志的公司是美国的媒体发展投资基金公司,他们的项目叫“Outernet”。这家公司正在与美国航天局联系,希望获得帮助,在国际空间站进行信号释放测试,后期还需要美国航天局帮忙把数百颗cubesats迷你卫星送入指定轨道。按照设想,进入预定轨道后的卫星能够接收来自地面基站释放的网络数据,卫星需要对这些数据进行解析,并转换成无线网络释放到地球上。




原文出自【比特网】,转载请保留原文链接:http://net.chinabyte.com/175/12854675_2.shtml


高工
2014-02-11 15:47:26     打赏
5楼


卫星提供免费WiFi靠谱吗? [导读]“Outernet”全球免费上网项目只是单向广播式传输,根本无法自由上网。

网友“我要上秋晚”:

看到新闻说,美国一家公司准备发射数百颗微型卫星,从而为全世界人们提供免费的WiFi上网。这件事情靠谱吗?

腾讯科技:

一个明确的答案就是:不靠谱。

这个全球免费上网的计划叫做“Outernet”(外联网),使用的是每颗只有5公斤重的微型卫星CubeSats。只是目前还没有一颗用于这个计划的卫星被送上天,甚至连测试都没开始。

好吧,就算这个项目真的能把数百颗卫星送到太空,但让全世界的人们免费畅享网络,依然是个美丽的误会。

一、“Outernet”项目单向传播数据,根本无法自由上网

我们从这个项目的官网了解到,它的初衷是用来为那些偏远、落后、无法上网的地区,提供一种“广播式”网络覆盖。主要用于教育和知识普及。

简单说,如果这个计划真的得以实施,那么居住在沙漠地区,无法上网的孩子,就可以通过它提供的网络信号,获取信息——但这个信息是由发送方通过卫星提前规划好的,可能是一堂生物课讲座,也可能是一些维基百科的知识普及。

如果你想通过它自由的访问互联网上任意一个网站,对不起,不可能。

“Outernet”项目其实是一个建立在太空的网络“广播电台”,你只能单向的收听它,通过手机访问它推送给你的内容。

你决定不了“广播电台”每天播送什么。

更坑人的是,这个项目还可能存在政治风险。

“Outernet”项目声称让所有人自由的上网,可以绕过网络审查。这种基于互联网自由主义的想法,虽然听上去非常美丽,但可能会给这个项目带来未知的巨大风险。

最终会有多少国家愿意接受这样一个完全不受管制的互联网“广播”存在,恐怕不容乐观。也许,这个项目的未来,更容易让人想到那部电影——《海盗电台》。

二、卫星上网其实可行,但免费太难

那么卫星上网这项技术本身是否可行呢?答案是肯定的。虽然卫星距离我们很远,但随着技术的进步,目前可商用的卫星上网的速度最高已经达到了20Mbps。欧盟就为部分无法通过地面网络覆盖的地区,提供了卫星上网服务,20Mbps的带宽,每月费用是33欧元。

但受到传输距离等天然的限制,卫星上网依然无法大规模高峰值提供服务。一旦面向全民免费,很可能会造成网络瘫痪。

就像假日期间高速免费后,我们见识过的场景。

尽管“Outernet”的免费计划依然停留在纸面上,而且还是单向的。但目前可汗学院(一家非盈利的在线教育组织)、维基百科等知识平台都宣布了对这个项目的支持。

因此,即便“Outernet”无法真正“上网”,它对消除教育资源的不平等还是有着巨大的意义。


高工
2014-02-11 16:23:17     打赏
6楼
我决定暂时不麻烦地外文明了,用用流量挺好

专家
2014-02-11 16:25:45     打赏
7楼

太不可思议了,人有多大胆,地有多大产-----目标会实现的!


菜鸟
2014-02-11 16:38:06     打赏
8楼

费那个劲 为什么不用现在的基站


高工
2014-02-11 17:05:36     打赏
9楼
估计到处是卫星WIFI的话,相互之间会干扰,,频点不好规范界定

高工
2014-02-11 18:16:30     打赏
10楼

目前wifi的技术指标想通过卫星管道完成全球覆盖,够呛啊

其实全球早就完成了基本覆盖,比如GPS、Glonass,当然还有咱的北斗

貌似能够实现双向通信,不过民用只能接收吧

或许n多年后,无线接入能够通过卫星全球覆盖,不过协议估计不是wifi和wlan等能够支撑的

可能另外会有新的技术产生吧



没有做不到,只有想不到,技术层面上的问题,其实阻碍并不是很大


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