在阅读标准和制定标准的过程中,经常会发现同样的术语有不同的定义和使用场景。国内和国外标准均是如此,这跟历史与概念的更迭有关,也给学习者带来一定的困扰。之前我们曾探讨过GSO和GEO到底如何区分?今天来梳理:下行与上行,前向与反(返)向,看看它们在卫星通信中,与在蜂窝通信的涵义有哪些相同与不同。
01、蜂窝通信中的下行/上行与前向/反向
在蜂窝通信中有明确的定义,下行链路(Downlink)即指前向链路(Forward Link),描述信号从基站到移动台的传输方向;上行链路(Upink)即指反向链路(Reverse link),描述信号从移动台到基站的传输方向。以下是3GPP的缩略语定义:DL:Down Link (forward link)基站到移动台的传输方向;UL:Up Link (reverse link)移动台到基站的传输方向。
只不过,前向和反向,从IS-95的窄带CDMA时代,作为标准术语被广泛接纳和熟知。而到了4G、5G时代,3GPP标准中就不再使用前向和反向了,而仅使用下行和上行。
02、NTN中的下行/上行
在NTN(Non-Terrestrial Networks)中,3GPP仍然使用DL表示卫星接入节点(Satellite Access Node)发射和用户终端(UE)接收的链路方向,而使用UL表示卫星接入节点接收和用户终端发射的链路方向。
03、卫星通信中的下行/上行
在卫星通信中,下行与上行的概念,与蜂窝以及NTN是一致的,以下是ITU-R的定义:
up-link:A radio link between a transmitting earth station and a receiving space station.
上行链路:发射地球站与接收空间站之间的无线电链路。
down-link:A radio link between a transmitting space station and a receiving earth station.
下行链路:发射空间站与接收地球站之间的无线电链路。
但前向与返向,就有了很大的不同,而且在不同的标准中,还各有各的不同。以下举三个例子来说明。
04、FSS中的前向/返向链路
首先,从字面上看,蜂窝中的反向(Reverse)“变成了”卫星中的返向(Return)。根据ITU-R S.2173-1报告,来自FSS的前向链路(Forward link)与返向链路(Return link)是指:
前向链路:提供从卫星Gateway(地面站)到用户终端的连接,即下图从3到4的整个链路为前向链路,相当于包含了一对儿上行和下行链路;
返向链路:提供从用户终端到卫星Gateway(地面站)的连接,即下图从1到2的整个链路为返向链路,也包含了一对儿上行和下行链路。
本质上与下行/上行的意思也是类似的,只不过多了卫星这样一个中间节点,将链路拉长了。此外,在ITU R S.1709-1中,也给出了前向链路和返向链路的实际参考模型:
05、Feeder link中的前向/返向
然而,在卫星通信中,还有一种前向和返向链路的说法,是出现在馈线链路中的,链路的涵义又发生了变化。
什么是馈线链路呢?
根据IEC 60050 - 国际电工词汇,馈线链路(Feeder link)的定义如下:
Feeder link:radio link from an Earth station at a given location to a space station, or vice-versa, conveying information for a space radiocommunication service other than the fixed-satellite service.
馈线链路:从给定位置的地球站到空间站,或反之,为除固定卫星业务以外的空间无线电通信业务传送信息的无线电链路。
馈线链路的几个例子:
广播卫星的上行链路;
前向链路中至空间站的部分,或返向链路中来自空间站且位于地球站与数据中继卫星之间的部分;
海岸地球站与海事移动卫星业务中的卫星之间的上行链路和下行链路。
注1:“馈线链路”是一个监管术语,用于指那些可分配固定卫星业务频段内频率的无线电链路,尽管这些链路本身并不构成该业务的一部分。
注2:给定位置可以是在指定的固定点,或是在指定区域内的任何固定点。
前向链路至空间站forward link (to a space station)的定义为:通过卫星建立的连接,从发射地球站经由另一个空间站(例如数据中继卫星)连接到目标空间站(例如遥感卫星)。
a connection by satellite from a transmitting earth station to a space station on, for example, a remote sensing satellite, via another space station on, for example, a data relay satellite.
返向链路来自空间站return link (from a space station)的定义为:通过卫星建立的连接,从发射空间站(例如遥感卫星)经由另一个空间站(例如数据中继卫星)连接到接收地球站。
a connection by satellite from a transmitting space station on, for example a remote sensing satellite, to a receiving earth station via another space station on, for example, a data relay satellite.
06、北斗国际搜救服务前向/返向链路定义
在GB/T 47423—2026《北斗国际搜救服务前向链路和返向链路接口规范》中给出了以下有关前向和返向的定义。
前向链路报警消息 forwardlinkalertmessage;FLAM
由406MHz信标上传至搭载搜救载荷的北斗MEO卫星,经北斗MEO卫星转发后由搜救地面系统接收、处理、分发至救援机构的报警消息。
返向链路消息 returnlinkmessage;RLM
由北斗MEO卫星、IGSO卫星的B2b信号广播至406MHz信标的搜救信息。
由此可见,蜂窝系统中的前向与反向没有争议,而卫星系统中的前向与返向,使用场景较为灵活,不尽相同。所以在阅读标准时,还要具体情况具体分析。
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