LEO低轨通信卫星星座

1  低轨LEO 通信星座系统技术方案

1.1   星座总体方案说明

低轨宽带星座通信系统由空间段、地面段和应用段组成，如下左图所示。

技术指标：

覆盖南北纬45°

单星指标:通信容量35Gbps ，重量280Kg ，功率2400W；

单用户下行速率>220Mbps ，上行速率>25Mbps。

星座轨道高度520km ，包含312 颗卫星，分为26 个轨道面，每个轨道面12 颗卫星均布，轨道倾角为30°。

火箭指标：520km 近地轨道运载能力为4 吨，订购26 发火箭

潜在业主：中东、南美、非洲、南亚、东南亚、中亚、澳洲、中美洲和南太岛国等。

1.2   空间段总体方案说明

空间段由采用凝视工作模式的312 颗（第一期）卫星组成低倾角星座。卫星前期采用固定波束凝视模式，多星配合实现服务区域的连续覆盖；后期随系统用

户的增加，逐步增加星座卫星密度，并迭代升级为平板相控可动点波束卫星，南美区域低轨通信终端最低通信仰角33° ,全域可见3-5 颗星（平均4.3 颗），覆盖可达到100% 。星座设计参数与示意图如下：

a.    卫星数量：312 颗b. 轨道倾角：30 度c. 轨道面：13 个

d. 轨道高度：580Km

e. 服务区域：南美地区，具备南北纬40°之间100%覆盖能力

1.3   地面段总体方案说明

地面段由网络运行控制中心、网络运营中心和多个信关站组成。从覆盖范围出发，3 个信关站基本可覆盖巴西区域；根据服务南美洲要求及备份角度，可考虑建设5 个信关站，每个信关站配置8 副Q/V 频段天线(5+2+1) ，及相应的射频通道+基带处理设备，具备同时连接5 颗卫星的能力，信关站间通过地面光纤专 线实现高速互联，信关站与网络运行控制中心间具备网络管理接口和测控数据交互接口。

地面段总体架构如下所示：

1.4   应用段总体方案说明

为适应不同用户的需求，系统提供系列化、型谱化的用户终端产品，包括固定、车载、船载、机载、便携型相控阵/抛物面等多种终端，可支持用户直接接入，或通过基站回传、WIFI 热点等方式使用，可满足不同用户的各种应用场景需求。用户终端包含了固定终端、车载终端、便携终端等多种型谱，支持5G 基站回传、卫星融合专网、与零售结合的网络热点接入等多种场景。

1.4.1 项目组织架构（框图）

1.4.2  系统架构设计

（1）系统架构设计

该架构由卫星和地面站组成，包含卫星上的量子随机数芯片、量子密钥服务系统和密钥分发模块，以及地面站的量子加解密模块。卫星负责生成、管理和分发量子密钥，地面站负责密钥存储和加解密操作。

（2）量子密钥分发过程

卫星通过量子随机数芯片生成量子密钥，密钥服务系统统一管理后，下发至地面站。地面站接收密钥后，通过根密钥解密并存储量子密钥。

（3）业务流程

用户认证信息经地面站用量子密钥加密后发送至卫星，卫星解密并完成身份认证。认证完成后，卫星与地面站建立量子加密隧道，用量子密钥实现业务数据的安全加密传输。