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纯技术探讨——卫星WIFI的可行性
(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
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