卫星链路传输4G网络问题研究

岳鹂（工业和信息化部应急通信保障中心）

随着通信技术的快速发展，地面移动的2G、3G通信系统已被4G网络所取代，5G技术也扑面而来。在高新技术不断发展的时代，我们必须把握发展机遇，加紧创新研究，紧跟时代步伐，做好充分准备。互联网早已实现卫星通信链路传输，我国为此发射了“中星16”和“中星18”互联网专用卫星。由于我国地理条件复杂，移动地面网络覆盖还存在许多盲区，给应急通信保障带来许多挑战。所以我想研究卫星链路传输4G网络相关问题，希望能给有关应用提供参考。

1.4G网络特征

为了理清卫星信道对4G基站业务传输影响，我们首先必须了解4G的网络传输特征，研究其网络体系架构和通信协议，再结合卫星通信信道特性，开展针对性的试验，由此来分析4G基站业务通过卫星信道传输存在的问题。

1.1 4G网络的特点

当前，我们正在使用的4G网络是从最初的GSM通用无线分组数据业务和3G移动通信系统演进而来的。国际电信联盟规定4G网络标准是符合下行150 Mbps，上行50 Mbps数据传输速率的通信系统，相对于3G的30Mbps传输速率，显然有了很大的发展。4G的技术协议和网络结构与GSM、3G等网络相比都发生了很多变化：一是空中接口技术演进为LTE，采用正交频分复用（OFDM）和多输入、多输出（MIMO）作为无线网络标准；二是核心网演进为EPC，由信令实体（MME）、服务网关（SGW）、PDN网关（PGW）、策略与计费（PCRF）等网元构成,采用全IP分布式的结构，只有分组域，没有电路域；三是无线接入UTRAN演进为E-UTRAN。E-UTRAN由多个基站（eNodeB）组成，eNodeB除了具有原来3G网络中NodeB功能外，还增加了网络控制（RNC）功能；eNodeB和eNodeB之间采用网格方式直接相连。正是由于这些特点，从而实现了4G业务的高速传输和与因特网的深度融合，可为用户提供高质量的语音、数据、视频等丰富多彩的业务服务，极大满足了用户随时随地、多种方式接入的通信需求。

1.2 4G网络架构

LTE网络结构与3G相比进行了大幅度简化，使得整个网络功能发生了如下变化：一是控制面与用户面完全分离，网络趋向扁平化；二是兼容3GPP与非3GPP的多种标准接入，并支持用户在3GPP网络和非3GPP网络之间的漫游和切换；三是核心网中不再有电路域，EPC成为移动电信业务的基本承载网络。4G网络采用IP RAN作为基站与核心网之间的传输承载网络，IP RAN中的IP 是指互联协议，RAN是指无线接入网。IP RAN组网方案可以满足LTE移动网络的全IP化和高带宽等通信要求。目前基于卫星信道的IP传输技术也已成熟，利用卫星通道实现IP RAN传输4G基站业务，已有人做过一定的理论研究和实践探索。因此，本人将对4G基站与EPC核心网接入作进一步研究。

1.3 4G基站相关接口

通过对网络架构的研究，4G基站通常有S1和X2两种接口，如图1.1所示。

S1接口：S1接口包括S1-U用户平面接口和S1-MME控制层接口两种。S1-U用户平面接口是用于基站与核心网SGW单元之间的连接，基于GTP传输协议，提供基站和SGW之间的信息传输。GTP协议只对用户数据进行封装，但不提供数据传输控制机制；S1-MME控制层接口是用于基站与核心网MME单元之间的连接，S1-MME接口采用流量传输协议SCTP，确保控制信令数据的可靠传输。

X2接口：X2主要实现基站之间的互联，包括X2-C（控制层）、X2-U（用户层），分别传送控制信令及部分用户数据。LTE基站S1和X2接口对于业务及信令数据的传递，采用了不同的协议标准，其中，业务数据是基于GTP/UDP传输协议，而信令数据是基于SCTP/IP协议。如S1协议栈简图（图1.2）所示。

图1.1 4G基站常见接口

图1.2 S1接口协议栈结构

用户平面接口位于E-NodeB和SGW之间，传输网络层建立在IP传输之上，UDP/IP之上的GTP-U用来携带用户平面的分组数据单元，内含TCP/UDP承载的应用层数据。S1控制平面接口位于NodeB和MME之间，传输网络层是利用IP传输，为了可靠传输信令消息，在IP层之上添加了SCTP协议，承载S1-AP应用层信令协议。

由图1.3我们可以看到用户业务仍然由TCP/UDP承载，但与传统TCP/IP结构不同的是用户应用层的TCP/UDP由GTPU承载后，再由UDP/IP承载。由此我们可以得到一个由用户端-核心网-服务器完整的协议架构示意图（图1.4）。

通过对4G网络协议栈的分析，我们可以看到用户数据仍然依托于TCP、UDP协议，由此我们只需明确TCP、UDP受卫星信道的影响即可。

2.卫星信道特性分析

2.1 卫星通信带宽资源

卫星通信系统主要由通信卫星和地球站组成，目前卫星通信使用频率从0.3GHz到300GHz,频段从UHF、L、S、C、X、Ku、Ka,直到G、R，带宽资源极其丰富，可满足各类常规通信需求。但由于通信卫星、卫星地球站都存在能力上限，通常情况下，不同频段的卫星通信系统传输能力存在一定差异，S频段单站传输速率可达1024Kbps，C频段单站传输速率可达20Mbps，Ku频段单站传输速率可达40Mbps的能力，Ka频段下行速率可达150Mbps。这与IP RAN提供的GE接入能力相比，差距悬殊较大。

2.2 卫星通信链路时延

目前，我国的通信卫星主要采用GEO卫星，GEO卫星位于赤道上空距地约35786km的同步轨道上，信号从地面发射至卫星，再经卫星转发回到地面，链路时延达240ms，加上信号处理时延，则链路总时延约为260ms。如果通过GEO搭建卫星IP通道，通道PING延时约540-600ms。3GPP对LTE传输时延有具体规定，以S1接口为例，S1-U时延要求最高，时延要求控制在5ms以内，S1-MME时延要求较低，一般要求小于100ms。可见，卫星IP通道时延可能是影响4G基站业务传输的一个重要原因。

图1.3 信令与数据协议流程

图1.4 用户端-核心网-服务器完整的协议架构示意图

2.3 卫星信道传输4G业务试验

为了验证卫星通信时延对4G业务传输的影响，我们采用双向20Mbps卫星资源来做4G基站业务的传输试验，系统框图如图2.1所示。

试验结果（参见表2.1）表明：4G业务速率无论是10Mbps，还是20Mbps，上行传输速率和下行接收速率都在5Mbps左右，若信号不经卫星链路，图上的两个调制解调器直接连接，上行传输速率和下行接收速率与4G业务速率基本一致。通过比较，便可发现卫星通信链路传输4G业务存在一个瓶颈，速率只能在5Mbps左右；此时卫星中继带宽速率为20Mbps、10Mbps，远大于业务测试速率5Mbps。由此可以确定造成业务传输速率低的主要原因是来自于卫星通信信道。而卫星通信链路与地面传输路由的最大差别就是存在一定的信号传输时延，这也正是4G业务传输的关键指标，所以我们要做深入研究。

2.3.1 延时对TCP业务影响

由于TCP传输协议采用确认应答方式，其数据吞吐量不仅取决于信道的传输速率，还与数据往返时延RTT有关。在TCP/IP标准中，最大数据吞吐量可用下列公式表示：

最大数据吞吐量=最大接收窗口/RTT

在TCP/IP协议中，最大吞吐量不仅仅取决于RTT，还受到拥塞控制算法影响。因此，卫星信道所支持的单TCP连接数据速率存在一定上限。

为验证延时对TCP业务的影响，我们设计使用TCP典型应用来传送FTP文件，并进行下载速率测试。测试系统的连接框图如图2.2所示，测试数据见表2.2。

通过测试我们可以看到无论卫星通道速率提高多少，单个TCP连接速率都没有明显变化，显然卫星通道延时对TCP业务造成了严重影响。

2.3.2 延时对UDP业务影响

对于UDP协议来说，因数据流没有采用严格的应答确认机制，因此不受卫星窗口时延限制，在实际应用中速率只受卫星带宽影响。

图2.1 通信卫星传输4G业务系统连接框图（CPE）

表2.1 测试结果

图2.2 延时对TCP影响测试示意图

表2.2 测试结果

为验证上述分析，我们也设计了一次卫星测试。使用H.264高清编码器输出IP视频流。IP视频流通常采用UDP封装，在卫星接收端使用具备IP解码功能的解码器对接收码流进行解码，测试系统的连接框图如图2.3所示。

测试中使用25Mbps的卫星通信资源，分别传送了25Mbps和16Mbps两种速率的视频码流，通过解调设备监测码流情况，用解码器接收码流并记录视频解码情况。测试结果见图2.4及表2.3。

通过测试结果可以看到延时对UDP没有影响。

前面通过对4G网络协议结构和S1结构协议栈的分析，并结合针对性试验，验证了高延时对TCP应用有影响，对UDP没有影响，由此我们要进一步研究TCP应用速率形成机制及其解决办法。

3.TCP加速技术研究

TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。在简化的计算机网络OSI模型中，TCP完成传输层所指定的功能，与用户数据协议UDP是同一层内，使用不同传输协议；在因特网协议族（Internet protocol suite）中，TCP是位于IP层之上、应用层之下的中间层。不同主机的应用层之间经常需要可靠的、像管道一样的连接，但IP层不提供这样的流机制，只提供包交换。

3.1 拥塞控制

如果发送端发送的速度较快，接收端接收到数据后处理的速度较慢，而接收缓冲区的大小是固定的，就会丢失数据。TCP协议通过“滑动窗口（SlidingWindow）”机制解决这一问题。到目前为止，TCP 拥塞控制技术已经历了两代技术演进：一次是 Loss-based (基于丢包的拥塞判断及处理)，即以丢包来判断拥塞并调整传输速率；一次是 Delay-based(基于延迟的拥塞判断及处理)，即以往返延迟(Round Trip Time)变化来判断拥塞并调整传输速率。无论是 Loss-based 还是 Delay-based，TCP 加速技术都采用静态算法,即基于对互联网流量模型的假设为前提，采用固定的拥塞判断及恢复机制。但随着网络的发展，流量特征变得越来越复杂，并难以预测。因此，Loss-based和 Delay-based 的TCP 加速技术，通常只在前提假设成立的特定网络场景下有效，并且随着传输的进行，网络路径特征发生变化，效果也会起伏不定，有时甚至出现异常情况。

3.2 速率及其影响因素

图2.3 延时对UDP影响测试示意图

图2.4 25Mbps卫星通道下的不同速率码流流量图

表2.3 25Mbps卫星通道下的不同速率传输码流对照

TCP是一个滑动的窗口协议，即一个TCP连接的发送端在某个时刻能发多少数据是由滑动窗口控制的，而滑动窗口的大小实际上是由两个窗口共同决定的。一个是接收端的通告窗口。这个窗口数值存在TCP协议头部信息中，会随着数据的ACK包发至发送端，这个值表示的是在接收端的TCP协议缓存中还有多少剩余空间，发送端必须保证发送的数据不超过这个剩余空间，以免造成缓冲区溢出。这个窗口是接收端用来进行流量控制的，在传输过程中，通告窗口大小与接收端的进程快慢有关。另一个窗口是发送端的拥塞窗口(Congestion window)，由发送端维护这个值，在协议头部信息中没有，滑动窗口的大小就是通告窗口和拥塞窗口的最小值。所以拥塞窗口也可看作是发送端用来进行流量控制的窗口。滑动窗口的左边沿向右移动称为窗口合拢，发生在发送的数据被确认时，即此时数据已被接收端收到，不会被重传，可以从发送端的发送缓存中清除；滑动窗口的右边沿向右移动称为窗口张开，发生在接收进程从接收端协议缓存中取出数据的时间。随着发送端不断收到的被发送数据的ACK包，根据ACK包中的确认序号和通告窗口大小使滑动窗口得以不断的合拢和张开，形成滑动窗口的向前滑动。如果接收进程一直不取数据，则会出现0窗口现象，即滑动窗口左边沿与右边沿重合，此时窗口大小为0，就无法再发送数据。

3.2.1 带宽

带宽是指单位时间内从发送端到接收端所能通过的“最高数据率”，是一种硬件限制。TCP发送端和接收端的数据传输数率不可能超过两点间的带宽限制。

3.2.2 时延

时延RTT即Round Trip Time，表示从发送端到接收端的往返时间，TCP在数据传输过程中会对RTT进行采样（即对发送的数据包及其ACK的时间差进行测量，并根据测量值更新RTT值），TCP根据得到的RTT值更新RTO值，即Retransmission TimeOut，就是重传间隔，发送端对每个发出的数据包进行计时，如果在RTO时间内没有收到所发数据包对应的ACK，则表示任务数据包丢失，将重传数据。一般RTO值都比采样得到的RTT值要大。

3.2.3 带宽时延乘积：

带宽与时延的乘积，即带宽×RTT，实际上等于两倍发送端到接收端单向通道的数据容积。单向通道可看成是一条单行道马路，带宽就是马路的车道数，路上跑的汽车就是数据，只不过这里所有汽车的速率都是一样的。那么单向通道的数据容积就是这条单行道上摆满车，一共可以摆多少辆。这里顺便介绍发送时延和传播时延的差别，单位数据量发送时延是由带宽决定的。以马路来类比，假如有10辆车，如果车道数为1，那么这10辆车只能按首尾相接的顺序上路，从第一辆车的车头到最后一辆车的车尾可以看作是发送时延，此时就是10辆车的车长，如果把车道数改成10，那么这10辆车可以并排上路，发送时延就变成了一辆车的车长了，由此可见，带宽越大，则发送时延越短。传播时延则是由电的传播速度（是个常量）以及发送和接收端线路的物理长度决定的。比如从美国到中国，传播时延就很大，如果在一个局域网内部，传播时延就很小。因为发送时延主要与数据量大小有关系，所以RTT只考虑传播时延。

由此可以看出，假设Tr是一个定值，那么决定TCP速率的唯一因素就是TCP的滑动窗口大小。现在再考虑带宽限制，前面说过当马路上摆满车的时候，就无法再往里放车了，同理，TCP发送端在Tr/2时间内，能往通道上放的数据量为 V×Tr/2，当V×Tr/2≤B×Tr/2时，单向通道容积不构成瓶颈，速率的限制主要来源于窗口大小限制。而当V×Tr/2＞B×Tr/2时，则就受到容积限制，即此时速率限制来源于带宽限制。把V×Tr/2≤B×Tr/2和V×Tr/2＞B×Tr/2两边的Tr/2约掉，再把V=W/Tr代入，则可以得到 ：

W≤B×Tr 或 W＞B×Tr

B×Tr就是带宽时延乘积，取W为TCP能支持窗口的最大值Wmax，当Wmax ≤ B×Tr时，此时发送和接收端之间的通道就是所谓的长粗管道，即带宽时延乘积大的通道。因此，在W＜B×Tr时，影响TCP发送数据速率的最直接的因素是滑动窗口的大小，TCP的流量控制策略（比如超时窗口设置为1，重复ACK时窗口减半）最终都是通过控制窗口大小来控制速率；而慢启动，拥塞避免这些流量控制算法，实际上就是控制窗口增长方式的算法，也是控制加速度大小。当W＞B×Tr时，则影响速率的因素就是带宽和时延了。

3.3 加速技术介绍

TCP加速指的是通过一组优化技术，使TCP在通过Internet传输数据的性能更高，且不需要修改具体应用。目前主流TCP加速技术主要包括双边TCP优化和单边TCP优化两种。

3.3.1 双边TCP加速

双边TCP优化是指在TCP连接的两端部署硬件设备或安装软件，TCP透明代理工作在TCP连接的两端，两个代理之间通常使用UDP或其它自定义协议进行工作。2002年前后，美国的一些创业公司开始尝试解决这一问题，通过将传统TCP传输协议转换成更适合链路情况的私有协议来提高应用数据在广域网上的传输效率，突破了TCP的技术瓶颈。这项技术被称为“TCP加速”。由于转换过的私有协议无法与传统TCP协议互通，这些解决方案都要求在连接的两端同时部署支持同样私有协议的加速设备。这种双边部署TCP加速技术对企业不同分支的远程文件传输、远端连接的各类企业应用起到了很好的效果。于是，有许多分支机构的大企业通过在每个分支机构部署TCP加速产品来提高网间带宽的利用率。

3.3.1.1 TCP透明代理的工作原理

透明代理与TCP连接的两端分别进行交互，这样就把端到端的TCP控制分割成几部分，并根据各部分的丢包、延时情况进行不同的优化，从而提高TCP的性能。TCP加速的核心思想就是采用透明代理的方式，将TCP一端连接终结，然后重新发起一个连接到TCP的另外一端。这样，两端的数据包都被缓存在两端的TCP加速器上，TCP加速器之间的数据发送由TCP加速器进行控制。在实际使用过程中，TCP协议的两端与软件或硬件设备在一个局域网内，两个透明代理设备之间是广域网链路，通常具有一定的丢包、延时，会造成TCP性能下降，所以在这两个透明代理之间，通常将协议转换为UDP协议或其它自定义协议，这些协议本身可以完全按照自己的要求进行控制，达到提高TCP性能的效果；同时，双边TCP加速还可以引入压缩、缓存等技术进一步提高TCP性能。

双边TCP优化比较适用于公司具有多个分支机构的情况，在这种情况下，TCP连接的两端通常比较容易控制，比较容易安装硬件设备或软件客户端。

3.3.2 单边TCP加速

单边TCP加速只在TCP的一端部署软件或设备，达到提升TCP性能的目标。单边TCP加速的一个基本要求就是经过透明代理出去的协议必须是TCP协议。单边TCP加速的透明代理，在WAN一侧运行的是一个与标准TCP兼容，且性能提高的TCP。绝大多数的单边TCP加速，都是在通过改进TCP的拥塞控制算法来进行的。与双边TCP相比，单边TCP优化的适应性更广，且更灵活。例如只要在服务器端进行了TCP加速，所有访问此服务器的客户端都会受益，并且不需要客户端安装任何软件或部署硬件设备。这样，就更加适用于服务器的访问对象不固定的情况。

我们研究TCP首部结构、TCP连接的建立与断开、TCP的速率形成机制及其影响因素，同时还研究了常见TCP加速技术。目的是将TCP加速技术能应用到4G网络之中。

4.卫星4G加速方案研究

通过对4G系统的深入了解，我们发现4G业务速率受限是由于延时对TCP业务影响造成的，而在针对TCP加速方面有很多方法可以解决延时带来的问题，于是我们尝试提出了几种4G网络加速方案。

4.1 加速方案一

本方案是一个双边加速方案，通过在卫星通道两侧部署加速设备来实现将卫星通道“透明化”，通过“欺骗”方式使得TCP算法对卫星时延“视而不见”。

4.1.1 方案介绍

如图4.1所示，在卫星通信链路S1通道两端分别串入加速设备A、B，加速设备能够识别解析S1中的TCP数据包，将原有TCP连接分割成三段：服务器---A，A---B，B---用户。加速器A、B通过对TCP连接的分割实现对服务器和用户的欺骗，服务器将A‘误认为’是用户，用户将B‘误认为’是服务器，而服务器与用户的RTT测量会变得很短，由此可以完成消除时延对TCP连接的影响。

4.1.2 方案分析

基于TCP/IP的双边加速办法已经非常普遍，本方案实现难点在于对S1通道内TCP数据的识别，因S1内的TCP数据包是由GTP—UDP—IP承载，虽然识别复杂程度发生很大变化，但GTP、UDP均为成熟可测量格式，所以TCP识别完全可行，目前也有相关技术可以借鉴。

本方案投入成本可控，仅为两台加速器，设备操作也不复杂，加速效果明显，部署迅速，同时对4G网络没有任何影响。本方案仅用于单个卫星4G基站的加速，如果卫星中继网络需要拓展，必须要增加更多的加速器接入，才能满足要求。

4.2 加速方案二

本方案采取单边加速策略，在ECP与互联网之间接入代理服务器，通过代理服务器完成对卫星通道延时的识别、适配等，从而实现用户速率的提升。

4.2.1 方案介绍

图4.1 双边加速方案示意图

图4.2 核心网侧加速服务器方案示意图

如图4.2所示，在EPC与互联网间架设代理服务器，代理服务器将原有TCP连接分为两段：服务器----代理服务器，代理服务器----用户。在功能实现上，代理服务器无需具备穿透S1寻找TCP的能力，因为核心网与互联网通道就是IP通道，代理服务器可以在IP通道上轻松识别TCP数据包，轻松实现对TCP连接的修改工作。代理服务器面对服务器时，由于链路延时处于理想范围，业务速率不受影响。代理服务器面对用户时，由于卫星链路延时大，此时服务器可通过调整拥塞控制算法忽略卫星链路时延造成的影响。

4.2.2 方案分析

加速服务器因为位于核心网侧，利用位置优势可以取得更高速率等级的服务。同时代理服务器还可以对整个4G网络用户进行速率优化工作，提高4G网络的用户感知。由于4G网络规模庞大、用户复杂，代理服务器在面对卫星4G用户时，需要具备识别、管理、处理等能力，因此需要在网络规划、服务器配置上做很多工作。

4.3 加速方案三

本方案采取单边加速策略，在基站和EPC间部署代理服务器，通过代理服务器实现对用户业务的加速。

4.3.1 方案介绍

如图4.3所示，在EPC与基站间架设代理服务器，代理服务器将原有TCP连接分为两段：服务器——代理服务器，代理服务器——用户。在功能实现上，由于代理服务器位于S1通道上，所以代理服务器须具备穿透S1寻找TCP的能力，实现对TCP连接的修改工作。代理服务器面对服务器时，由于链路延时处于理想范围，业务速率不受影响。代理服务器面对用户时，由于卫星链路引入高延时，此时服务器通过调整拥塞控制算法，可忽略卫星链路延时造成的影响，保证用户速率的正常。

4.3.2 方案分析

加速服务器位于基站与核心网间，通过代理模式对TCP链路进行加速，在与用户侧链接中通过算法调整，来对抗卫星延时影响。代理服务器需要具备穿透S1解析GTP寻找TCP数据包的能力，虽然目前没有相关产品，但是技术上是完全可行的。

通过对三种卫星4G基站加速方案的分析，使我们对加速机制、实现难点，各种方案的优缺点都有了一定的了解，为我们后续应用提供参考。

5.单卫星4G基站加速试验与测试

针对上面提出的三种加速方案，我们尝试采用第一种方案对卫星4G基站进行了加速测试。

5.1 加速方案链路连接

本次测试方案使用第一种加速方法，即双边加速，通过使用专用的S1加速设备完成S1通道中的TCP加速工作。我们利用载波叠加、高阶调制搭建了一条双向20Mbps的卫星IP通道，4G基站先通过加速设备再经过卫星通道与EPC网络连接，反向通道类似。经过对加速器参数配置后，整个4G基站就具备开通测试环境（参见图5.1）。

图4.3 基站侧加速服务器方案示意图

图5.1 全通路加速测试技术方案及参数

表5.1 不同卫星通道速率下的加速测试结果

5.2 测试数据分析

通过以上测试结果（表5.1），我们可以看到业务速率在加速前后效果变化明显，加速前速率受限于5Mbps，加速后上下行速率基本达到卫星通道上限。可见加速能解决延时引起的速率受限问题。

6.多4G基站加速方案研究

在实现单个卫星4G基站加速之后，我们又考虑如何利用宽带卫星网实现多4G基站加速工作。

6.1 加速方案介绍

如图6.1所示，目前的宽带卫星VSAT网络都是基于IP通道技术实现各种数据业务传输的，这种IP通道性能也适用于4G基站的回传，而结合卫星宽带VSAT技术来传输4G基站业务，既可确保功能实现，又能综合利用卫星带宽，提高频带利用率。组网方案如图6.1所示。

与传统的单个卫星4G基站接入相比，我们每增加一个基站，就可节省一个卫星站，因为我们采用了1：N的卫星站拓扑结构。当然，在实现卫星4G接入的同时我们仍然面临4G业务加速的问题。

如果我们仍然采用双边加速技术，在卫星通道两侧添加加速设备，那么我们每增加1个4G基站，我们便需要额外增加2台加速设备，显然这会大大增加接入成本，于是采用单边加速策略成为一个性价比很高的解决办法，如图6.3所示。

在主站与EPC网络接口间添加加速服务器（代理服务器），即上面介绍的第三种加速方案。通过以上加速方法，我们既可以实现对4G业务的加速，又可减少设备投入，降低成本，可见在多4G基站与卫星链路接入时，这种加速方案更优于其他两种加速方案。

6.2 应用展望

目前，我们只基于C、Ku两个频段的卫星通信系统，验证10Mbps左右卫星组网的传输能力，但在国际上商用Ka频段卫星通信业务已经发展到100Mbps至1Gbps量级的卫星组网通信能力。2017年4月，我国发射的“中星16号”高通量卫星，这是我国首颗Ka频段互联网卫星，下行速率也进入百兆以上速率时代。随着各频段卫星通信系统的发展运用，高铁、飞机、轮船等移动载体上的4G基站与卫星通信组网方式相结合将成为性价比最高的解决方案。

可见本文创新性提出的加速及接入方案对未来应用所起的作用和意义。

图6.1 宽带卫星VSAT网络示意图

图6.2 结合宽带VSAT网的多4G基站接入方案

图6.3 多卫星4G接入加速方案