随着移动通信系统和移动INTERNET的发展，未来的移动通信将是一个无所不在的无线通信系统，提供无缝、不同QoS、高速率的无线多媒体业务，但高速传输与覆盖的矛盾是未来通信中企待解决的问题。虽然被未来通信青睐的OFDM、MIMO和智能天线等技术解决了高速传输和频谱效率，但它们不能改善高速传输与覆盖的矛盾。最近几年出现的多跳中继技术可能是一个比较理想的解决方案之一。

这种技术的传输方式不是传统意义下的基站和移动用户间的直接通信，而是信源借助一个或多个固定的或移动的中继节点来传输它的信息到目的节点(信宿)，它的主要特点是把传统意义下的直接传输路径分成多个短小的路径来传递信源信息的。有关文献研究表明，这种多跳传输与传统单跳传输相比具有降低系统的发送功率、延伸覆盖和提高系统的容量及吞吐量等特点。由于在无线传播中路径损耗正比于传播距离2~4次方，多跳链路比单跳链路减少了发送功率，相应地降低了干扰，也潜在地增加了系统容量。它也可为处于死区或深衰落的用户建立可靠的多跳通信链路，从而延伸覆盖。多跳合作分集就是通过合作节点间的分集发送，在接收端实现分集增益以克服多径衰落。多个用户间相互合作可构成一个虚拟的分布式天线阵列，具有分布式MIMO的特性。多跳合作编码是多跳技术和编码的结合，也可实现分集增益以提高通信的可靠性。

这种网络是多个网络的融合，如蜂窝网、无线局域网(WLAN)及PAN(个人区域网)，旨在提供无处不在的高速数据覆盖。它起源于最早的分组无线网络，目前来说多指移动Ad Hoc 网络或端到端网络(peer-to-peer)等自组织网络。

多跳技术在传统意义上讲仅仅是中继转发，即参与中继的各终端没有协议上的控制，如微波中继和卫星中继;而从发展意义上说它是一种合作中继技术，及参与中继活动的终端有一种协议上支配，如Ad Hoc网络中的中继节点，它必须遵循一定的路由协议才能进行接收和转发信息。

多跳中继技术不是一种新技术，而已广泛应用于卫星中继和微波中继的通信系统中。在微波中继通信中，由于电磁波的传播为视距传播，需要中继站对前一站的信号进行放大或再生转发到下一个中继站。卫星中继是利用地球卫星作为中继站转发微波信号，实现两个或多个地面站的通信。而多跳中继不同于传统蜂窝网络中直放站的中继传输。直放站只能扩大服务范围，消除覆盖盲区，但不能增加系统容量。

1.在无中心网络中的应用

多跳中继在无线移动通信中的应用最初出现在无线分组网络(Packet radio networks)中，这种网络是由美国国防部远景研究规划局(DARPA)上世纪七十年代后期启动的一个研究项目。它没有固定基础架构，移动节点通过中继节点彼此通信，是一种自组织网络。这种网络的特点是可以快速组建、、便于迁移、抗毁性强、易于扩展。它主要应用于军事领域，在战场上提供通信。但是这种网络存在节点隐藏和路由循环等问题。

随后的应用是Ad Hoc网络，而这种网络的基本思想也是起源于无线分组网络。Ad-hoe网络在性能上已得到很大的改善和提高，如节点隐藏和路由循环等问题在路由算法中几乎可以避免。根据节点是否移动，ad-hoc网络可分为移动ad-hoc网络和传感器网络。在移动ad-hoc网络中，各个无线节点都可以自由移动。在传感器网络中，无线节点静态地随机分布于规定区域，传感器负责收集区域内的声音、电磁信号或地震信号等多种信息，将它们发送到网关节点。通常所指的无线ad-hoc网络大多是移动ad-hoc网络。Ad.hoc网络也是无基础架构网络，其应用和研究领域已经面向商业应用，如紧急救护、救灾、会议中心、旅游地点等许多特殊环境。通信网络中的每个节点有对称的功率和处理能力，网络建立是自组织的，移动节点无基站系统的干预，直接与其距离在通信范围内的节点通信。若源节点与目的节点相距较远。而不能直接通信时，需要经过中间节点的多跳中继，此时的中间节点即为中继节点。目前WLAN和HiperLAN中的无中心自组织模式就是ad-hoe网的典型应用。

与其它传统通信网络相比，Ad hoc网络具有以下显著特点。

无中心和自组织。

动态变化的网络拓扑。

多跳路由。

无线传输。

移动终端的便携性。

安全性差。

2.在移动蜂窝

尽管多跳中继技术在无中心控制的无线网络中得以广泛研究和应用，最近几年，在蜂窝网中研究多跳中继技术也己成为一个热点，目前出现的有机会驱动多址接入网络、多跳蜂窝网、混合无线网等多种研究和应用。

(1)机会驱动多址接入网络(Opportunity Driven

Multiple Access，ODMA)

它不是真正的多址接入技术，而是一种旨在减少发送功率、克服死区及降低干扰分布的多跳中继协议。它的基本思想是利用小区内的其他移动台把原来的单跳路径分成多个短跳路径来传输信号，利用基站和移动台的智能计算实现最佳路由，使发送总功耗最小，而其目的是在小区中增加高数据速率覆盖，增加TDD系统容量，为业务热点提供分布式的网络结构

(2)多跳蜂窝网(Multi-hop Cellular Network,MCN)

多跳蜂窝网是由[18J首次提出的~种无线通信网络结构。他们结合了单跳蜂窝网有基站固定设旌的优点和ad-hoc网络的灵活性。这种网络减少了基站的数目及移动台和基站的发送范围，也意味着小区内多个分组可同时发送;在没有基站时仍能建立和保持连接;由于基站的帮助可使跳数减少，路由比ad-hoe网中的更具鲁棒性。但是在MCN中由于数据分组会造成多重发送，可能浪费更多的带宽。

(3)混合无线冈(Hybrid Wireless Network,HWN)

HWN不同子上述的多跳蜂窝网，它是蜂窝网和ad.hoc网的一种融合，但保持了各自的独立性，使移动用户在不同的场合下工作在不同的网络模式，即蜂窝模式和ad-hoe模式。这种混合网一般也要求中继终端具有双模式功能或两种空中接口，中继终端可以是移动的也可以是固定的。

工作轨道

按照工作轨道区分，卫星通信系统一般分为以下3类:

2.1.1、低轨道卫星通信系统(LEO):

距地面500-2000Km，传输时延和功耗都比较小，但每颗星的覆盖范围也比较小，典型系统有Motorola的铱星系统。低轨道卫星通信系统由于卫星轨道低，信号传播时延短，所以可支持多跳通信;其链路损耗小，可以降低对卫星和用户终端的要求，可以采用微型/小型卫星和手持用户终端。但是低轨道卫星系统也为这些优势付出了较大的代价:由于轨道低，每颗卫星所能覆盖的范围比较小，要构成全球系统需要数十颗卫星，如铱星系统有66颗卫星、Globalstar有48颗卫星、Teledisc有288颗卫星。同时，由于低轨道卫星的运动速度快，对于单一用户来说，卫星从地平线升起到再次落到地平线以下的时间较短，所以卫星间或载波间切换频繁。因此，低轨系统的系统构成和控制复杂、技术风险大、建设成本也相对较高。

2.1.2、中轨道卫星通信系统(MEO):

距地面2000-20000Km，传输时延要大于低轨道卫星，但覆盖范围也更大，典型系统是国际海事卫星系统。中轨道卫星通信系统可以说是同步卫星系统和低轨道卫星系统的折衷，中轨道卫星系统兼有这两种方案的优点，同时又在一定程度上克服了这两种方案的不足之处。中轨道卫星的链路损耗和传播时延都比较小，仍然可采用简单的小型卫星。如果中轨道和低轨道卫星系统均采用星际链路，当用户进行远距离通信时，中轨道系统信息通过卫星星际链路子网的时延将比低轨道系统低。而且由于其轨道比低轨道卫星系统高许多，每颗卫星所能覆盖的范围比低轨道系统大得多，当轨道高度为l0000Km时，每颗卫星可以覆盖地球表面的23.5%，因而只要几颗卫星就可以覆盖全球。若有十几颗卫星就可以提供对全球大部分地区的双重覆盖，这样可以利用分集接收来提高系统的可靠性，同时系统投资要低于低轨道系统。因此，从一定意义上说，中轨道系统可能是建立全球或区域性卫星移动通信系统较为优越的方案。当然，如果需要为地面终端提供宽带业务，中轨道系统将存在一定困难，而利用低轨道卫星系统作为高速的多媒体卫星通信系统的性能要优于中轨道卫星系统。

2.1.3、高轨道卫星通信系统(GEO):

距地面35800km，即同步静止轨道。理论上，用三颗高轨道卫星即可以实现全球覆盖。传统的同步轨道卫星通信系统的技术最为成熟，自从同步卫星被用于通信业务以来，用同步卫星来建立全球卫星通信系统已经成为了建立卫星通信系统的传统模式。但是，同步卫星有一个不可克服的障碍，就是较长的传播时延和较大的链路损耗，严重影响到它在某些通信领域的应用，特别是在卫星移动通信方面的应用。首先，同步卫星轨道高，链路损耗大，对用户终端接收机性能要求较高。这种系统难于支持手持机直接通过卫星进行通信，或者需要采用l2m以上的星载天线(L波段)，这就对卫星星载通信有效载荷提出了较高的要求，不利于小卫星技术在移动通信中的使用。其次，由于链路距离长，传播延时大，单跳的传播时延就会达到数百毫秒，加上语音编码器等的处理时间则单跳时延将进一步增加，当移动用户通过卫星进行双跳通信时，时延甚至将达到秒级，这是用户、特别是话音通信用户所难以忍受的。为了避免这种双跳通信就必须采用星上处理使得卫星具有交换功能，但这必将增加卫星的复杂度，不但增加系统成本，也有一定的技术风险。

目前，同步轨道卫星通信系统主要用于VSAT系统、电视信号转发等，较少用于个人通信。

通信范围

按照通信范围区分，卫星通信系统可以分为国际通信卫星、区域性通信卫星、国内通信卫星。

用途区分

按照用途区分，卫星通信系统可以分为综合业务通信卫星、军事通信卫星、海事通信卫星、电视直播卫星等。

转发能力

按照转发能力区分，卫星通信系统可以分为无星上处理能力卫星、有星上处理能力卫星。