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衛(wèi)星通信范文1
1.1衛(wèi)星通信CDMA技術(shù)衛(wèi)星通信CDMA技術(shù)是根據(jù)用戶需要和衛(wèi)星的特點(diǎn)，用功率控制的手段實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻信號(hào)的幅度變化，降低用戶對(duì)星上功率的要求，減少多址干擾。衛(wèi)星通信CDMA技術(shù)可利用多個(gè)衛(wèi)星分集接收信息實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳遞，大大降低了系統(tǒng)內(nèi)耗和干擾的出現(xiàn)，改善了上星通信信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｐl(wèi)星通信CDMA技術(shù)具有優(yōu)越的抗干擾性能、很好的保密性和隱蔽性、連接靈活方便等特點(diǎn)，使之成為衛(wèi)星通信中關(guān)鍵的技術(shù)核心。
1.2衛(wèi)星通信MPLS網(wǎng)絡(luò)體系MPLS網(wǎng)絡(luò)體系可以將IP路由的控制和第二層交換無(wú)縫地集成起來(lái)，是目前最有前途的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)之一。衛(wèi)星通信MPLS體系結(jié)構(gòu)分為用戶層、接入層、核心層三部分，其中，用戶層包括衛(wèi)星手持移動(dòng)終端、小型專用局域網(wǎng)用戶、其他網(wǎng)絡(luò)用戶等。各結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)體系將信息有效綁定、標(biāo)注和轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的通信功能。
1.3衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)衛(wèi)星運(yùn)行在外太空，電磁環(huán)境復(fù)雜，統(tǒng)一受到太陽(yáng)風(fēng)、強(qiáng)磁暴等空間環(huán)境影響，導(dǎo)致出現(xiàn)信息干擾和信息失真，衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)主要依靠衛(wèi)星傳輸鏈路中不同的抗干擾設(shè)備和系統(tǒng)完成其功能，抗干擾設(shè)備和系統(tǒng)主要有DS/FH混合擴(kuò)頻、自適應(yīng)頻域?yàn)V波、猝發(fā)通信、時(shí)域適應(yīng)干擾消除、基于多用戶檢測(cè)的抗干擾、自適應(yīng)信號(hào)功率管理、自適應(yīng)調(diào)零天線、多波束天線、分集抗干擾、變換域干擾消除、糾錯(cuò)編碼和交織編碼抗干擾技術(shù)等。在軟硬件共同的作用下阻斷電磁干擾、過(guò)濾雜波、屏蔽信號(hào)污染、實(shí)現(xiàn)程序監(jiān)視等功能。
2衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
2.1通信衛(wèi)星體積的發(fā)展趨勢(shì)通信衛(wèi)星體積正在向大型化和微型化兩個(gè)方向發(fā)展。其一，各國(guó)把通信衛(wèi)星體積建造得越來(lái)越大，以便實(shí)現(xiàn)高靈敏和強(qiáng)處理能力。其二，各國(guó)推出小型通信衛(wèi)星，用多顆小衛(wèi)星組網(wǎng)構(gòu)成衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)代替單顆大衛(wèi)星，具有方便發(fā)射和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。
2.2衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)方興未艾衛(wèi)星移動(dòng)通信是指利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定用戶間的相互通信。隨著頻譜擴(kuò)展、數(shù)字無(wú)線接入、智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星移動(dòng)通信在向衛(wèi)星個(gè)人通信方向演進(jìn)，用手持機(jī)可實(shí)現(xiàn)方便接入衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)，進(jìn)行衛(wèi)星移動(dòng)通信。
2.3衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)興起將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)上下交換的鏈路，可將電話撥號(hào)、局域網(wǎng)等其他通信鏈路作為上行數(shù)據(jù)鏈路，還可以將下載和傳輸作為下行數(shù)據(jù)鏈路，利用衛(wèi)星的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)地面隨時(shí)連接互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
2.4衛(wèi)星通信向?qū)拵Щl(fā)展為了滿足衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶對(duì)大數(shù)據(jù)量和高負(fù)荷的需求，衛(wèi)星通信技術(shù)已向拓展直EHF頻段發(fā)展，擴(kuò)大頻段的容量，大大減輕現(xiàn)有頻譜擁擠現(xiàn)象，減少受電磁現(xiàn)象影響引發(fā)的信號(hào)閃爍和衰落，提高了衛(wèi)星的抗干擾能力。使衛(wèi)星通信部件尺寸和重量大大縮小和減輕，方便衛(wèi)星搭載更多的通信設(shè)備。
2.5衛(wèi)星通信光通信化發(fā)展衛(wèi)星光通信是利用激光進(jìn)行衛(wèi)星間通信，達(dá)到降低衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量和體積，提高衛(wèi)星通信保密性等目的。
3結(jié)語(yǔ)
衛(wèi)星通信范文2
關(guān)鍵詞：Ka頻段；圓極化；軸比；同軸濾波器；隔板移相器
中圖分類號(hào)：TN927+.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004373X(2008)1516303
Ka Wide Band Satellite Communication Feed System
YUAN Zhaohui,DU Biao，JIN Chao
(The 54th Research Institute,China Electronic Science&Technology Group Corporation,Shijiazhuang,050081,China)
Abstract：A high performance Ka wide band four ports circularly polarized feed system is designed for Ka band satellite communication earth stations.This paper shows scheme and how to select the key parts of this feed system,and gives test result.In the 19.2~21.2GHz receive band and the 29.0~31.0 GHz transmit band,the feed system shows much better performance,the axial ratio is less than 0.5 dB,and the return loss is better than -30 dB,as the final test results already reached the international advanced level.
Keywords：Ka-band；circular polarisation；axial ratio；coaxial filter；septum polarizer
1 引 言
目前,多數(shù)商用衛(wèi)星固定業(yè)務(wù)使用C波段(4/6 GHz)和Ku波段(12/14 GHz)。隨著衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)種類日益繁多，經(jīng)過(guò)縮小軌位間距、采用正交極化復(fù)用和空間復(fù)用等手段充分開發(fā)后的C和Ku頻段，頻道資源愈來(lái)愈擁擠且日漸飽和。70年代，國(guó)外一些空間研究機(jī)構(gòu)就開始致力于新一代大容量衛(wèi)星通信系統(tǒng)的研制。
就使用帶寬而言，Ka頻段遠(yuǎn)大于C、Ku頻段，因此是的新一代大容量衛(wèi)星通信系統(tǒng)的首選頻段。經(jīng)過(guò)20多年的研究與試驗(yàn)，國(guó)外Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)已進(jìn)入實(shí)用化階段。近年，我國(guó)也正在開展Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的研制。本文介紹了我單位新研制的一種Ka寬頻帶衛(wèi)星通信饋源系統(tǒng)，其收發(fā)頻帶分別為19.2～21.2 GHz,29.0～31.0 GHz，接收頻帶及發(fā)射頻帶內(nèi)回波損失小于-20 dB，軸比小于0.5 dB。
2 系統(tǒng)方案
Ka寬頻帶衛(wèi)星通信饋源系統(tǒng)由波紋喇叭、同軸濾波器、分波器、發(fā)射頻段隔板移相器及接收頻段90°電橋與多彎波導(dǎo)組成。饋源系統(tǒng)原理圖及外形圖分別如圖1,圖2所示。
由原理圖可知，饋源系統(tǒng)收發(fā)頻段信號(hào)由同軸濾波器分開,同軸濾波器通帶為接收頻段，對(duì)發(fā)射信號(hào)有幾十分貝的抑制。發(fā)射信號(hào)經(jīng)隔板移相器、方圓過(guò)渡從同軸內(nèi)導(dǎo)體中間的圓波導(dǎo)進(jìn)入分波部分，由于濾波器的抑制不能進(jìn)入同軸線及與之相接的接收通路，通過(guò)喇叭輻射出去。
接收信號(hào)波長(zhǎng)大于圓波導(dǎo)截止波長(zhǎng)，不能從同軸內(nèi)導(dǎo)體中間的圓波導(dǎo)傳輸，因此只能從外側(cè)同軸濾波器中通過(guò)，由分波器正交耦合及合成兩路信號(hào)。
接收?qǐng)A極化器信號(hào)時(shí)，這兩路信號(hào)幅度相等，相位差為90°。再由90°電橋?qū)陕沸盘?hào)合成到電橋的輸出端口1或輸出端口2，即饋源系統(tǒng)的兩個(gè)接收端口。
3 關(guān)鍵件設(shè)計(jì)
同軸濾波器與分波器實(shí)現(xiàn)收發(fā)信號(hào)的分離，對(duì)發(fā)射頻帶信號(hào)有80 dB的抑制度，接收頻帶回波損失小于-25 dB。通過(guò)選取合適的圓波導(dǎo)口徑使發(fā)射頻段TE10可以傳輸，考慮加工的因素，以此確定同軸內(nèi)導(dǎo)體直徑。由于同軸外導(dǎo)體與饋源喇叭口部圓波導(dǎo)口徑是一樣的，要保證接收頻段信號(hào)在口部圓波導(dǎo)的主模傳輸，同時(shí)也要保證同軸線中接收信號(hào)以TE11模的形式傳輸，通過(guò)這幾個(gè)條件綜合考慮可選定同軸外導(dǎo)體的直徑。同軸線中TE11模傳輸?shù)臈l件為：a+b>λmin/π(1)式中：a,b分別為同軸內(nèi)外導(dǎo)體半徑。
極化正交的線極化接收信號(hào)經(jīng)過(guò)同軸濾波器進(jìn)入分波器，被短路面截止后從側(cè)臂四個(gè)對(duì)稱的耦合孔耦合，經(jīng)波導(dǎo)及魔T合成，生成正交的輸出信號(hào)。
接收頻段的圓極化器選用90°電橋，因?yàn)榉植ㄆ髡获詈铣鰜?lái)的兩路接收信號(hào)，如采用波紋波導(dǎo)移相器、隔板式移相器實(shí)現(xiàn)圓極化須先將兩路信號(hào)合成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而電橋輸入、輸出均為兩端口結(jié)構(gòu)，可直接通過(guò)兩根多彎波導(dǎo)與分波器相接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
90°電橋由兩個(gè)并列放置的波導(dǎo)管通過(guò)窄壁長(zhǎng)為L(zhǎng)的耦合區(qū)相連通構(gòu)成。通過(guò)耦合部分切窄防止TE30模的影響，采用多級(jí)階梯過(guò)渡匹配波導(dǎo)的不連續(xù)性，可實(shí)現(xiàn)很好的電性能。
接收頻段的軸比性能，主要由90°電橋決定。經(jīng)CST Studio仿真，90°電橋兩端口幅度相差0.2 dB，相位差89.8°～91.5°即相位誤差不大于1.5°，回波損失優(yōu)于-25 dB。由式(2)可得，系統(tǒng)接收頻段軸比(AR：?jiǎn)挝?dB)優(yōu)于0.31 dB。AR=A2e+0.022 5×φ2c(2)式中：Ae為幅度誤差，單位：dB；φc為相位誤差，單位：(°)。
與90°電橋連接的兩根多彎連接波導(dǎo)形狀復(fù)雜，相對(duì)電長(zhǎng)度不一致將嚴(yán)重影響?zhàn)佋聪到y(tǒng)接收頻段的圓極化軸比性能。在接收頻段所用R220波導(dǎo)中，接收頻段中心頻率20.2 GHz時(shí)的波導(dǎo)波長(zhǎng)20.66 mm，如長(zhǎng)度誤差0.1 mm，則有1.74°的相位差，此相移與90°電橋相位誤差相加，則最壞的情況是兩路正交信號(hào)相差4.2°，由式(2)可知此時(shí)的接收頻段軸比變?yōu)?.67 dB，考慮彎波導(dǎo)相移與相互抵消的情況，實(shí)際加工時(shí)兩根波導(dǎo)長(zhǎng)度差0.2 mm是可接受的。但對(duì)于連續(xù)多彎波導(dǎo)，達(dá)到這樣的要求是有難度的，加工時(shí)須有專門的工藝及工裝。
發(fā)射頻段圓極化軸比是Ka寬頻帶衛(wèi)星通信饋源系統(tǒng)另一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，它直接決定系統(tǒng)發(fā)射頻帶交叉極化隔離度的大小。在Ka頻段，由于波導(dǎo)口徑小，螺釘伸入波導(dǎo)內(nèi)部的長(zhǎng)度較短，調(diào)試?yán)щy，很難實(shí)現(xiàn)很好的性能。
衛(wèi)星通信范文3
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信 干擾 抗干擾
現(xiàn)今，空間已經(jīng)成為影響各國(guó)軍事主導(dǎo)權(quán)的重要領(lǐng)域，而空間的戰(zhàn)場(chǎng)是靠通信衛(wèi)星來(lái)掌控的，但是由于衛(wèi)星的四周并無(wú)封閉的區(qū)域，其只能自始至終敞開暴露在空中，極易受到對(duì)方各種方式的攻擊，因此衛(wèi)星通信中的干擾與抗干擾的話題，始終成為這一領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。以下篇幅，筆者將對(duì)現(xiàn)階段衛(wèi)星通信所面臨的干擾及抗干擾因素作以總結(jié)，并針對(duì)干擾及抗干擾問(wèn)題，提出自己的淺薄之見(jiàn)。
一、衛(wèi)星通信所面臨的干擾
作為特殊信道的衛(wèi)星信道由兩條鏈路組成：上行鏈路和下行鏈路。對(duì)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的干擾通常是通過(guò)對(duì)這兩條鏈路進(jìn)行的。
（1）對(duì)上行鏈路的干擾
正是由于通信衛(wèi)星都暴露在空中的確定軌道上，因此極容易被敵方發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行相應(yīng)的干擾。而一旦上行鏈路中的轉(zhuǎn)發(fā)器受到了干擾，那么通過(guò)此轉(zhuǎn)發(fā)器的所有用戶都會(huì)受到影響。
（2）對(duì)下行鏈路的干擾
由于地面站天線具有方向性，若想干擾通信衛(wèi)星，必須使得干擾機(jī)接近信號(hào)接收地面站。對(duì)于軍事衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，不同種類的衛(wèi)星受到干擾的程度各不相同。對(duì)于戰(zhàn)略衛(wèi)星而言，各國(guó)的地面站會(huì)設(shè)定一定的保護(hù)措施，使得敵方難以接近，因此干擾效果會(huì)大打折扣。而對(duì)于戰(zhàn)術(shù)衛(wèi)星來(lái)講，由于其距離敵方較近，受到干擾的效果會(huì)較強(qiáng)。
（3）對(duì)衛(wèi)星的干擾
若衛(wèi)星本身受到干擾，則整個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)將面臨癱瘓的狀態(tài)。由于衛(wèi)星距離地球站以及干擾機(jī)相近，與二者之間的關(guān)系又是共視的，且衛(wèi)星天線覆蓋范圍較廣。因此，即使對(duì)天線的方向圖進(jìn)行了賦型處理，但是只要在鄰國(guó)或公海有足夠的EIRP，那么在衛(wèi)星天線所能覆蓋到得范圍內(nèi)，干擾地球站的信號(hào)就能對(duì)衛(wèi)星起到干擾效果。
二、衛(wèi)星通信的抗干擾技術(shù)
由于衛(wèi)星通信干擾源的差異性，對(duì)通信系統(tǒng)產(chǎn)生的影響不盡相同。因此，為了確保衛(wèi)星通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須采用綜合的手段與其對(duì)抗。
（一）擴(kuò)展頻譜技術(shù)
1.直接序列擴(kuò)頻（DS）抗干擾
直接序列擴(kuò)頻信號(hào)通過(guò)高碼率的擴(kuò)頻碼序列來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的頻譜擴(kuò)展，從而使得單位頻帶內(nèi)的功率變小，使信號(hào)的功率譜密度變低。在此情況下，通信便可在熱噪聲和信道噪聲的掩飾下，使對(duì)方忽略信號(hào)的存在。而在接收端采用相同的擴(kuò)頻碼技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)從而恢復(fù)擴(kuò)展后的信號(hào)。由于干擾信號(hào)與擴(kuò)頻碼的非相關(guān)性，接收端在解擴(kuò)時(shí)可實(shí)現(xiàn)對(duì)干擾信號(hào)的處理增益。
2.跳頻抗干擾
跳頻技術(shù)是目前主要應(yīng)用于軍用通信中的技術(shù)，它可以有效地避開干擾，發(fā)揮通信應(yīng)有的效能。跳頻是利用載波頻率的隨機(jī)跳變性來(lái)實(shí)現(xiàn)在一個(gè)遠(yuǎn)大于信號(hào)帶寬的帶寬內(nèi)躲避干擾。對(duì)方如果要達(dá)到完全干擾信號(hào)的目的，那么必須要干擾整個(gè)帶寬內(nèi)相當(dāng)大的范圍。
（二）星上處理技術(shù)
主要有以下幾種星上處理抗干擾應(yīng)用：
1.跳頻星上處理抗干擾
上行鏈路采用跳頻抗干擾信號(hào)，在星上進(jìn)行解跳和解調(diào)，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行異步時(shí)分復(fù)用，重新調(diào)制后在下行轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)不同的系統(tǒng)要求，在星上還可以采用譯碼和重新編碼技術(shù)，下行也可調(diào)制后采用跳頻技術(shù)對(duì)下行鏈路進(jìn)行保護(hù)。
2.直接序列擴(kuò)頻星上處理抗干擾
上行鏈路采用直接序列擴(kuò)頻抗干擾信號(hào)，在星上進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)，數(shù)據(jù)通過(guò)異步時(shí)分復(fù)用后，重新調(diào)制在下行進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)不同的系統(tǒng)要求，在星上可以采用譯碼和重新編碼技術(shù)，下行也可以采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)對(duì)下行鏈路進(jìn)行保護(hù)。
3.混合擴(kuò)頻星上處理抗干擾
混合擴(kuò)頻主要是上行采用跳頻抗干擾信號(hào)，信號(hào)傳送到衛(wèi)星上后，在星上完成解跳和解調(diào)。解調(diào)后的數(shù)據(jù)通過(guò)異步時(shí)分復(fù)用，重新調(diào)制后再經(jīng)直接序列擴(kuò)頻后在下行鏈路進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。根據(jù)系統(tǒng)要求的不同，在星上還可以采用譯碼和重新編碼等技術(shù)。
4.星上Smart AGC抗干擾技術(shù)
Sman AGC主要是根據(jù)強(qiáng)干擾與直接序列擴(kuò)頻通信信號(hào)包絡(luò)的不同特點(diǎn)，通過(guò)自適應(yīng)包絡(luò)變換實(shí)現(xiàn)強(qiáng)干擾的抑制。當(dāng)上行鏈路無(wú)干擾時(shí)，它不對(duì)信號(hào)進(jìn)行包絡(luò)處理，相當(dāng)于線性放大器；當(dāng)檢測(cè)到上行鏈路強(qiáng)干擾時(shí)，通過(guò)將包絡(luò)線性放大區(qū)向右移，從而產(chǎn)生零區(qū)，使多數(shù)干擾落入零區(qū)而被消除，而與強(qiáng)干擾相疊加的小信號(hào)部分被放大，因此改善了輸出的信噪干比。
（三）星上處理和星地寬帶跳頻相結(jié)合的抗干擾技術(shù)
在星上通過(guò)對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行解跳和解調(diào)，將信號(hào)還原為數(shù)字信號(hào)，然后進(jìn)行再調(diào)制再跳頻。較大地提高了星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器的抗干擾能力。
三、干擾分析決策系統(tǒng)
每顆衛(wèi)星都有自己的抗干擾體制，而在同一顆衛(wèi)星上又存在著多種抗干擾體制。我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，有目的性的采取干擾措施，才能做到有針對(duì)性的抗干擾，達(dá)到抗干擾的效果。而采用了抗干擾手段后，必然會(huì)犧牲系統(tǒng)的有效資源，因此，需要建立一套衛(wèi)星通信抗干擾分析決策系統(tǒng)，協(xié)調(diào)網(wǎng)內(nèi)用戶的通信采用的抗干擾體制。
信號(hào)探測(cè)與偵收、信號(hào)的解析與判別、抗干擾決策系統(tǒng)、指令系統(tǒng)四部分，構(gòu)成了一個(gè)完整的衛(wèi)星通信的抗干擾支持與決策系統(tǒng)。
（1）信號(hào)的探測(cè)與偵收：利用軟件無(wú)線電技術(shù)，進(jìn)行射頻直接采樣、數(shù)字下變頻及多速率處理。達(dá)到接收進(jìn)入衛(wèi)星通信系統(tǒng)或轉(zhuǎn)發(fā)器的信號(hào)的目的。
（2）信號(hào)的解析與判別： 利用信號(hào)調(diào)制樣式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，對(duì)各種調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。以達(dá)到完成各種調(diào)制信號(hào)的解調(diào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行敵我識(shí)別的目的。
（3）抗干擾決策系統(tǒng)： 利用前面兩部分所得到的結(jié)果，在系統(tǒng)被敵方干擾的時(shí)候，對(duì)干擾信號(hào)的性質(zhì)進(jìn)行分析，來(lái)確定：干擾的種類（瞄準(zhǔn)式干擾、跟蹤干擾和阻塞式干擾）；受干擾轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量、信號(hào)強(qiáng)度；受干擾轉(zhuǎn)發(fā)器頻帶的數(shù)量；暫未受到干擾轉(zhuǎn)發(fā)器資源的數(shù)量。確定了上述內(nèi)容之后，就可以采取與之相對(duì)應(yīng)的抗干擾體制，可以利用的頻帶及頻率點(diǎn)，決定哪些站通信時(shí)需要采取抗干擾手段。
（4）指令系統(tǒng)：通信系統(tǒng)根據(jù)抗干擾決策系統(tǒng)提供的指令，自動(dòng)切換到相應(yīng)的抗干擾工作方式。
參考文獻(xiàn)：
[1]《淺談衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)》.石衛(wèi)平.軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品. 2002.10
衛(wèi)星通信范文4
傳統(tǒng)移動(dòng)通信方式需依賴基站提供的基站信號(hào)才能通信，若基站在特殊情況下遭到損毀，便無(wú)法正常工作進(jìn)行通信，且基站信號(hào)覆蓋范圍有限，一些特殊地區(qū)無(wú)法正常通信，因此不能滿足人類暢通無(wú)阻通信的愿望。而衛(wèi)星通信則不受地理?xiàng)l件限制，且通信速度快、適應(yīng)性、信號(hào)覆蓋廣，幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍的快速通信。但常規(guī)衛(wèi)星通信設(shè)備也具有一定局限性，只能在靜止條件下通信。而動(dòng)中通系統(tǒng)則克服了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信設(shè)備的不足，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)載體衛(wèi)星通信。本文將針對(duì)用于移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題展開研究。
【關(guān)鍵詞】
衛(wèi)星通信；動(dòng)中通系統(tǒng)；關(guān)鍵問(wèn)題
由于傳統(tǒng)衛(wèi)星通信設(shè)備必須靜止對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星才能通信，所以應(yīng)用中具有一定局限性。為了克服這一缺陷，經(jīng)過(guò)不斷研究研發(fā)了動(dòng)中通系統(tǒng)。動(dòng)中通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)載體衛(wèi)星通信，將其安裝在移動(dòng)載體上，便能夠在載體移動(dòng)過(guò)程中穩(wěn)定追蹤目標(biāo)衛(wèi)星，保持不間斷衛(wèi)星通信。動(dòng)中通系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步消除了通信過(guò)程對(duì)基站的依賴，可以更方便的利用衛(wèi)星進(jìn)行無(wú)阻礙通信。雖然動(dòng)中通系統(tǒng)剛剛興起不久，且處于發(fā)展階段，卻已具有較強(qiáng)的性能，能夠很好的解決移動(dòng)載體通信問(wèn)題。研究動(dòng)中通系統(tǒng)，對(duì)于促進(jìn)移動(dòng)通信發(fā)展進(jìn)步具有重要意義。
1移動(dòng)載體衛(wèi)星通信
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)衛(wèi)星通信就是地球上的無(wú)線電通信站之間利用衛(wèi)星作為中繼進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信不受到地理?xiàng)l件限制，不受自然災(zāi)害影響，通信可靠性高，通信范圍大，衛(wèi)星電波覆蓋范圍內(nèi)任意兩點(diǎn)都可以進(jìn)行暢通的通信[1]。移動(dòng)載體衛(wèi)星通信是指移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定用戶之間進(jìn)行的衛(wèi)星通信，與傳統(tǒng)衛(wèi)星通信相比，增加了移動(dòng)載體。移動(dòng)載體衛(wèi)星通信與傳統(tǒng)移動(dòng)通信技術(shù)相比，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全球覆蓋，且網(wǎng)絡(luò)安全高，線路穩(wěn)定性強(qiáng)，通信成本低，能夠滿足特殊地域環(huán)境通信需求，可用于語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)通信、軍事通信，既可進(jìn)行國(guó)內(nèi)通信，也可以進(jìn)行國(guó)際通信。現(xiàn)如今移動(dòng)載體衛(wèi)星通信已廣泛應(yīng)用于安全通信、搶險(xiǎn)求災(zāi)通信、專用調(diào)度通信等領(lǐng)域。
2動(dòng)中通系統(tǒng)
動(dòng)中通系統(tǒng)是近些年新興的通信系統(tǒng)，是移動(dòng)中衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，大體可分為FSS和MSS兩大類。FSS的特點(diǎn)是傳輸帶寬大，傳輸速度高，使用的頻率是C、Ku、Ka頻段。MSS的特點(diǎn)是傳輸帶寬小，傳輸速率低，可移動(dòng)通信傳輸語(yǔ)言數(shù)據(jù)等窄帶信息，使用的頻率是L、S頻段[2]。目前主流動(dòng)中通系統(tǒng)為了滿足用戶動(dòng)態(tài)通信要求，基本固定使用Ku頻段進(jìn)行移動(dòng)通信信息傳輸。利用動(dòng)中通系統(tǒng)，飛機(jī)、汽車、輪船、火車的移動(dòng)載體便能夠?qū)崿F(xiàn)在高速移動(dòng)中實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)衛(wèi)星，不間斷進(jìn)行圖像、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音移動(dòng)通信，可滿足移動(dòng)條件下多媒體通信需求和各種軍事通信、應(yīng)急通信。動(dòng)中通系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信技術(shù)限制，它的誕生是通信領(lǐng)域的一次重大突發(fā)，很好的解決了移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)中的衛(wèi)星通信問(wèn)題，目前已廣泛應(yīng)用軍民兩大領(lǐng)域。
3用于移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題
移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)由衛(wèi)星通信系統(tǒng)和衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)兩大部分組成。衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)保證衛(wèi)星發(fā)射天線在載體運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)衛(wèi)星的準(zhǔn)確指向。其主要設(shè)備包括：天線座、伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、載體測(cè)量系統(tǒng)。天線座采用卸載和儲(chǔ)力方式減小天線傳動(dòng)時(shí)的負(fù)載慣量，保證系統(tǒng)整體穩(wěn)定性和可靠性，避免載體移動(dòng)對(duì)系統(tǒng)造成的負(fù)面影響。伺服系統(tǒng)采用位置環(huán)或速度環(huán)控制方式，減小伺服跟蹤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)滯后誤差，提高模擬硬件電路響應(yīng)速度，降低通信延遲，提高通信速度[3]。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)誤差信號(hào)和載體動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行處理，通過(guò)專用數(shù)學(xué)計(jì)算平臺(tái)，解算天線控制信號(hào)。載體測(cè)量系統(tǒng)能夠通過(guò)捷聯(lián)慣導(dǎo)測(cè)量組合測(cè)量出載體的變化量，使其反應(yīng)在天線跟蹤上，對(duì)物體精準(zhǔn)定位，實(shí)時(shí)輸出移動(dòng)載體的角速度、線加速度、線速度等數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。
衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要設(shè)備包括：雙工器、降噪聲放大器、編碼器、解碼器、高功率放大器、上變頻器、下變頻器、調(diào)制器、解調(diào)器等等。主要功能是負(fù)責(zé)使信號(hào)上行傳輸?shù)叫l(wèi)星，并由轉(zhuǎn)發(fā)器下行傳送到地面衛(wèi)星接收裝置。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信載體移動(dòng)過(guò)程中其姿態(tài)和地理位置發(fā)生變化，便會(huì)引起原對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星天線發(fā)生偏離，造成通信中斷。想要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)中進(jìn)行不間斷衛(wèi)星通信，必須解決天線穩(wěn)定問(wèn)題，使天線不受移動(dòng)影響，始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。動(dòng)中通系統(tǒng)中的衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)就能夠有效解決這個(gè)問(wèn)題，它在初中靜態(tài)情況下由GPS、經(jīng)緯儀、捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量載置的經(jīng)緯度和水平初始角，根據(jù)測(cè)量經(jīng)緯度及載體地理位置與載體姿態(tài)，自動(dòng)確定水平基準(zhǔn)天線仰角，并在水平仰角不變的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)方位，自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，獲得信號(hào)極大值。若載體處于移動(dòng)狀態(tài)，載體測(cè)量系統(tǒng)便會(huì)測(cè)量出載體姿態(tài)變化數(shù)據(jù)交由數(shù)學(xué)計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行精確解算，通過(guò)伺服調(diào)整極化角、俯仰角、方位角，衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)便可自動(dòng)變化天線誤差角，保障載體移動(dòng)過(guò)程中天線依然在規(guī)定范圍內(nèi)，使衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)能夠在載體移動(dòng)中進(jìn)行不間斷通信。移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：自主、自主跟蹤衛(wèi)星，抗干擾性能好、線路穩(wěn)定、能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)移動(dòng)通信、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)移動(dòng)通信、點(diǎn)對(duì)主站移動(dòng)通信，具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性，傳播效率高，速度快，成本低。
4結(jié)束語(yǔ)
移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)信號(hào)傳輸過(guò)程中，質(zhì)量高，效果強(qiáng)，信號(hào)穩(wěn)定，能夠降低大范圍、復(fù)雜情況的移動(dòng)通信需求，有效節(jié)約了通信人力物力，減小了電磁輻射污染。
參考文獻(xiàn)
[1]邱建彪.衛(wèi)星移動(dòng)通信中地面移動(dòng)載體天線終端的研究與設(shè)計(jì)[D].電子科技大學(xué)，2012，13（11）：119~124.
[2]朱軍.基于GEO衛(wèi)星的“動(dòng)中通”系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京理工大學(xué)，2011，11（14）：132~136.
衛(wèi)星通信范文5
關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信；發(fā)展；前景展望
在當(dāng)今這個(gè)信息化與時(shí)俱進(jìn)的時(shí)代,衛(wèi)星通信技術(shù)有了大展身手的舞臺(tái)。它的快速發(fā)展,不但解放了生產(chǎn)力,促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,同時(shí)還帶來(lái)了人類交往溝通的方式變化,讓地球連成一個(gè)整體,使人類聯(lián)系更加緊密順暢。我們必須了解衛(wèi)星通信技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),不斷促進(jìn)其發(fā)展,使衛(wèi)星通信技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用在今后更大有所為,有更大新的突破。
1衛(wèi)星通信的發(fā)展進(jìn)程
衛(wèi)星通信的偉大構(gòu)想由英國(guó)科學(xué)家阿瑟•克拉克提出,由美國(guó)于1964年8月率先完成試驗(yàn),并轉(zhuǎn)播了東京奧運(yùn)會(huì),這是早期試驗(yàn)階段。60年代為實(shí)用階段。先是第一代“國(guó)際通信衛(wèi)星”發(fā)射,承攬一般通信和商務(wù)通信業(yè)務(wù)。后由蘇聯(lián)發(fā)射的通信衛(wèi)星,已可提供傳真、電視、廣播和電話通信業(yè)務(wù)。進(jìn)入70年代,衛(wèi)星通信已應(yīng)用于國(guó)家內(nèi)部的通信領(lǐng)域。此時(shí),還研發(fā)了可為海上運(yùn)輸提供通信服務(wù)的海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)。80年代為極速飛躍階段,代表作是VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的問(wèn)世。90年代,中、低軌道移動(dòng)衛(wèi)星通信進(jìn)一步推進(jìn)了世界信息化發(fā)展的腳步。到了21世紀(jì),衛(wèi)星通信在理論研究和再應(yīng)用領(lǐng)域,都有了顯著發(fā)展成果,比如GPS的出現(xiàn)。
2我國(guó)衛(wèi)星通信的應(yīng)用情況與不足
1972年,我國(guó)引進(jìn)國(guó)外設(shè)備,租借國(guó)際第四代通信衛(wèi)星,在北京和上海建立了四座大型地球站,這是中國(guó)衛(wèi)星研究和使用的開端。
2.1衛(wèi)星通信的應(yīng)用情況
(1)應(yīng)急通信應(yīng)用。
(2)衛(wèi)星電視廣播應(yīng)用。
(3)衛(wèi)星寬帶通信應(yīng)用。
(4)傳統(tǒng)的衛(wèi)星固定通信應(yīng)用。
(5)衛(wèi)星移動(dòng)通信應(yīng)用。
2.2存在不足
我國(guó)衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)雖然發(fā)展較快,但在技術(shù)水平和應(yīng)用規(guī)模上與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有很大不足,且國(guó)產(chǎn)化水平還不普遍。不足主要有:(1)我國(guó)商用通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源在規(guī)模和性能容量方面,與國(guó)外商用通信衛(wèi)星還無(wú)法匹敵。(2)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)尚未實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,現(xiàn)使用的商用衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)均來(lái)自國(guó)外。(3)由于用戶對(duì)衛(wèi)星通信了解欠缺以及衛(wèi)星資源的成本過(guò)高的原因,衛(wèi)星通信廣播雖然潛在市場(chǎng)廣闊,但開發(fā)還不夠有效、充分。
3衛(wèi)星通信的發(fā)展前景與展望
3.1衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)會(huì)更趨健全
受地面電信網(wǎng)限制是阻礙衛(wèi)星通信技術(shù)廣泛應(yīng)用的罪魁禍?zhǔn)住Ｔ谄У貐^(qū)完整的通信網(wǎng)絡(luò)并沒(méi)有建立起來(lái),致使使用衛(wèi)星通信也無(wú)從談起。在實(shí)際情況下,少于四顆衛(wèi)星構(gòu)成的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)不具有穩(wěn)定性,信號(hào)缺失、傳輸數(shù)據(jù)慢都是比較常見(jiàn)現(xiàn)象。
3.2多頻段衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)趨于主流
衛(wèi)星寬帶通信中,傳統(tǒng)的Ku頻段和C頻段的衛(wèi)星在現(xiàn)代衛(wèi)星寬帶通信的需求面前已經(jīng)無(wú)法包打天下,未來(lái)大容量、高速度成為主流這一問(wèn)題會(huì)更加突出。這就對(duì)研發(fā)者提出了更高的要求,只有加大新的衛(wèi)星通信系統(tǒng)研發(fā)力度,建立多頻段的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò),才能使數(shù)據(jù)傳輸速度有效提高,使人類的生產(chǎn)生活真正從衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展中受益,這樣人類生產(chǎn)生活質(zhì)量提高也就水到渠成了。
3.3綜合衛(wèi)星服務(wù)趨于可能
目前衛(wèi)星通信服務(wù)主要集中在地面及高空中,對(duì)海域的覆蓋有所欠缺,因此,未來(lái)要在衛(wèi)星通信的功能延伸以及使用范圍拓展上下功夫,要開發(fā)功能更加全面、強(qiáng)大的衛(wèi)星通信系統(tǒng),使其不僅應(yīng)用在特殊行業(yè),在日常的生產(chǎn)生活中也要能被廣泛的應(yīng)用,從而為人們的生產(chǎn)生活提供更為便捷的服務(wù)。
3.4接收終端設(shè)備的小型化與智能化發(fā)展迅速
目前,衛(wèi)星通信接收終端設(shè)備的小型化與智能化方面發(fā)展發(fā)展迅速,一部分國(guó)家的通信衛(wèi)星正向著小型化和微型化的方向發(fā)展,通過(guò)縮小通信衛(wèi)星的體積可實(shí)現(xiàn)小衛(wèi)星集群部署間接減小因?yàn)橐粋€(gè)或少部分衛(wèi)星遭到破壞而致使整個(gè)通信系統(tǒng)崩潰的可能性,同時(shí),數(shù)量較多的小衛(wèi)星也更加有利于信號(hào)的傳輸,減少通信成本。隨著衛(wèi)星通信頻譜的不斷拓展、數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持,衛(wèi)星通信的設(shè)備也會(huì)更加簡(jiǎn)便和有效。
4結(jié)語(yǔ)
隨著時(shí)代的發(fā)展和科技水平的不斷提升,衛(wèi)星通信事業(yè)發(fā)展日新月異。它不僅已深深融入到人類生產(chǎn)生活中,同時(shí)也在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、國(guó)防建設(shè)等眾多領(lǐng)域中起著無(wú)可替代的獨(dú)特作用。在未來(lái),為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人類發(fā)展的需求,研發(fā)人員應(yīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)需求正確分析,客觀查找不足,不斷汲取先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),探索完善新技術(shù),研究建立更加完善、科學(xué)的衛(wèi)星通信系統(tǒng),以促進(jìn)衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展,真正讓衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)揮出最大效果,為我們國(guó)家的發(fā)展貢獻(xiàn)最大力量。
參考文獻(xiàn)
[1]于甄忠.衛(wèi)星通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)[J].黑龍江科學(xué),2014,12(5):235.
衛(wèi)星通信范文6
1)地球站與空間站之間的通信;2)空間站之間的通信;通過(guò)空間站的轉(zhuǎn)發(fā)或反射來(lái)進(jìn)行的地球站相互間的通信(也就是通常所稱的衛(wèi)星通信，衛(wèi)星就是一種空間站)。實(shí)際上，這二者是密切相關(guān)的，甚至可以結(jié)合為一個(gè)大系統(tǒng)，因?yàn)榈厍蛘九c空間站之間以及空間站之間的通信，也常常需要通過(guò)通信衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)或中繼來(lái)進(jìn)行，并與地面基礎(chǔ)設(shè)施相聯(lián)系。故筆者認(rèn)為，從信息傳輸?shù)慕嵌瓤矗岸咭彩且环N廣義的衛(wèi)星通信(美國(guó)有關(guān)部門和刊物星通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的評(píng)估中，將其宇航局(NASA)的深空通信等也納入衛(wèi)星通信的范疇內(nèi)。
20世紀(jì)60年代以來(lái)，衛(wèi)星通信迅速發(fā)展，在軍事和民用領(lǐng)域得到了十分廣泛的應(yīng)用;70?80年代達(dá)到了鼎盛時(shí)期。80年代末、90年代以后，由于光纖通信和地面蜂窩移動(dòng)通信的崛起，傳統(tǒng)的國(guó)際、國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途通信和陸地移動(dòng)通信業(yè)務(wù)已不再屬于衛(wèi)星通信的主要領(lǐng)地。在接下來(lái)的相互競(jìng)爭(zhēng)、互為補(bǔ)充的發(fā)展中，衛(wèi)星通信揚(yáng)長(zhǎng)避短，重新找到了自己的位置。近幾年來(lái)，衛(wèi)星通信在美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和國(guó)際化，年收入達(dá)900多億美元，年均增長(zhǎng)率高達(dá)13%。毫無(wú)疑問(wèn)，在軍事應(yīng)用中，衛(wèi)星通信仍然是其主要的通信手段，是其他通信手段所不能取代的;在經(jīng)濟(jì)、政治和文化領(lǐng)域中，衛(wèi)星通信不僅有效地補(bǔ)充了其他通信手段的不足或不能(如海事、遠(yuǎn)程航空的通信等)，而且作為大眾傳媒(如視頻和音頻廣播)，“最后一公里到戶”的接入，防災(zāi)、救災(zāi)、處理突發(fā)事件的應(yīng)急通信等，均大有作為。此外，近年來(lái)深空探測(cè)和載人航天活動(dòng)的頻繁活動(dòng)，極大促進(jìn)了衛(wèi)星通信的發(fā)展，也是一大亮點(diǎn)。
總之，在社會(huì)需求牽引和技術(shù)發(fā)展推動(dòng)的雙重作用下，21世紀(jì)的衛(wèi)星通信正在向一個(gè)新的水平攀升，許多新技術(shù)或發(fā)展動(dòng)向自然引起人們的關(guān)注。本文擬就當(dāng)前衛(wèi)星通信技術(shù)的若干熱點(diǎn)作一些概括和綜述，內(nèi)容涉及寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的系統(tǒng)與技術(shù)，空間通信網(wǎng)的構(gòu)建與技術(shù)等，供有興趣的讀者參考。
2寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
2.1寬帶衛(wèi)星通信的基本概念寬帶衛(wèi)星通信是指利用通信衛(wèi)星作為中繼站在地面站之間轉(zhuǎn)發(fā)高速率通信業(yè)務(wù)，是寬帶業(yè)務(wù)需求與現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，也是當(dāng)前衛(wèi)星通信的主要發(fā)展方向之一。
作為寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中繼節(jié)點(diǎn)的寬帶通信衛(wèi)星(也稱多媒體衛(wèi)星)一般具有較寬的帶寬、很高的EIRP(等效全向輻射功率)和G/T(品質(zhì)因數(shù))值，并且通常具備星上處理和交換能力。利用寬帶通信衛(wèi)星可以向USAT(極小口徑終端)提供雙向高速因特網(wǎng)接入和多媒體業(yè)務(wù)。
需要說(shuō)明的是，由于衛(wèi)星的帶寬容量遠(yuǎn)小于光纖線路，后者的通信容量通常以吉比特每秒來(lái)計(jì);而對(duì)于衛(wèi)星通信來(lái)說(shuō)，信道速率達(dá)到幾十兆比特每秒以上一般就可稱為寬帶通信。
2.2寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及典型應(yīng)用
追溯衛(wèi)星通信的發(fā)展史，其一出現(xiàn)就進(jìn)入了寬帶應(yīng)用一模擬電視傳送，近些年又應(yīng)用于數(shù)字電視、衛(wèi)星直播電視等(如美國(guó)的DirecTV、Echostar，歐洲Eutelsat的HotBird等)。但其“現(xiàn)代化”則是伴隨著IP技術(shù)的出現(xiàn)而出現(xiàn)的，尤其是因特網(wǎng)的廣泛使用加速了現(xiàn)代寬帶衛(wèi)星通信的發(fā)展步伐。從20世紀(jì)90年代起，全球陸續(xù)提出了許多個(gè)寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其中既有采用對(duì)地靜止軌道(GSO)衛(wèi)星作為中繼節(jié)點(diǎn)(如美國(guó)的DirectPC和Spaceway)，也有采用非對(duì)地靜止軌道(NGS0)衛(wèi)星作為中繼節(jié)點(diǎn)的(如Teledesic和Skybridge)。文獻(xiàn)[1]給出了國(guó)際上提出的比較有代表性的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的主要特性并進(jìn)行了分析。但是由于受到地面光纖通信網(wǎng)迅速發(fā)展以及“銥”系統(tǒng)等商業(yè)運(yùn)作失敗的影響，這些被提出的系統(tǒng)至今沒(méi)有一個(gè)真正投入應(yīng)用。
由于專門建設(shè)一個(gè)覆蓋全球的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)需要很大的投資，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)極大，尤其是采用NGSO衛(wèi)星星座的低軌道寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)。因此，先發(fā)射一顆寬帶GSO衛(wèi)星建立一個(gè)區(qū)域性寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)來(lái)解決衛(wèi)星寬帶接入問(wèn)題是一種明智的選擇。基于此，泰國(guó)的Shin衛(wèi)星公司(SSA)在2005年正式發(fā)射了一顆寬帶通信衛(wèi)星(IPSTAR-1)來(lái)提供區(qū)域性寬帶衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。圖1給出了IPSTAR-1衛(wèi)星的波束覆蓋圖，表1給出了該衛(wèi)星及系統(tǒng)的主要技術(shù)特性[2]。從圖1和表1看到，該系統(tǒng)是一個(gè)區(qū)域性寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)，能夠解決亞太地區(qū)用戶通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)寬帶接入的問(wèn)題，當(dāng)然其商業(yè)運(yùn)作能否成功還有待時(shí)間的檢驗(yàn)。
寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的典型應(yīng)用包括：娛樂(lè)(如視頻點(diǎn)播、電視分發(fā)、交互式游戲、音樂(lè)應(yīng)用、流媒體等)、因特網(wǎng)接入(如高速因特網(wǎng)接入、多媒體應(yīng)用、遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等)、商業(yè)(如視頻會(huì)議、企業(yè)對(duì)企業(yè)的電子商務(wù)等)、話音和數(shù)據(jù)中繼(如IP話音、文件傳輸?shù)?等。
有關(guān)統(tǒng)計(jì)分析指出，全球目前在衛(wèi)星固定通信的4200多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器中，視頻業(yè)務(wù)約占62%，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占24%，話音業(yè)務(wù)下降到14%;而在業(yè)務(wù)收入方面，視頻業(yè)務(wù)占總收入的70%以上。因此可以認(rèn)為，衛(wèi)星視頻業(yè)務(wù)在今后一段時(shí)間內(nèi)仍將是衛(wèi)星通信的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向，衛(wèi)星寬帶通信尚處在發(fā)展的培育期。
2.3寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)需解決的主要技術(shù)問(wèn)題[3~7]
衛(wèi)星通信內(nèi)在的大覆蓋范圍、以廣播和組播模式工作的特性，使得它們能夠提供高速因特網(wǎng)連接和多媒體遠(yuǎn)距離傳輸。但要發(fā)揮這些優(yōu)勢(shì)，除了人們所熟知的采用大型星載可展開式天線和多波束相控陣天線、增大衛(wèi)星功率和帶寬、使用更高效的星上電源系統(tǒng)、采用更先進(jìn)的高效調(diào)制和編碼技術(shù)等常規(guī)措施外，還有下列一些技術(shù)問(wèn)題需要解決：
1)寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)空中接口的標(biāo)準(zhǔn)化為了推廣應(yīng)用、降低成本，采用標(biāo)準(zhǔn)接口是發(fā)展趨勢(shì)。目前美國(guó)電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)和歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ETSI)分別對(duì)此規(guī)定了幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的接口，表2給出了其中3個(gè)空中接口標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)特性的比較。
2)星上處理及交換技術(shù)
為滿足用戶對(duì)傳輸時(shí)延、終端小型化、誤碼率等方面的要求，寬帶通信衛(wèi)星采用星上處理和交換技術(shù)是一種比較好的解決辦法。傳統(tǒng)的通信衛(wèi)星一般采用彎管式轉(zhuǎn)發(fā)器，衛(wèi)星只是完成變頻、放大等基本功能，對(duì)信號(hào)不進(jìn)行任何處理。為實(shí)現(xiàn)波束間交換，可采用載波處理轉(zhuǎn)發(fā)器，衛(wèi)星是以信號(hào)載波為單位在射頻或中頻上對(duì)信號(hào)進(jìn)行交換，但對(duì)信息內(nèi)容不進(jìn)行處理。最適合寬帶衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的是全處理轉(zhuǎn)發(fā)器，衛(wèi)星不僅需要完成信號(hào)的解調(diào)、譯碼，還需要一定的信令處理和路由選擇能力，能實(shí)現(xiàn)信息的星上交換(比如星載ATM交換機(jī))。
3)衛(wèi)星IP(IPoS)技術(shù)
由于衛(wèi)星信道具有較大的并且可能是可變的分組往返時(shí)延(RTT)、大的時(shí)延帶寬積、前/反向信道不對(duì)稱使用、較高的信道誤碼率及信號(hào)衰落等。把為地面網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的TCP/IP直接應(yīng)用于衛(wèi)星通信會(huì)導(dǎo)致其工作效率低下，需采取一些措施予以解決，比如，在協(xié)議上進(jìn)行改進(jìn)或?qū)︽溌愤M(jìn)行分段，文獻(xiàn)[7]對(duì)此給予了詳細(xì)描述，并給出了許多試驗(yàn)結(jié)果。
4)服務(wù)質(zhì)量(QoS)
保證用戶得到所需要的QoS是寬帶衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)成功的關(guān)鍵，包括以下幾個(gè)方面：
時(shí)延：把分組從發(fā)送方傳輸?shù)浇邮辗剿璧臅r(shí)間;
時(shí)延抖動(dòng)：端一端傳輸時(shí)延的變化程度;吞吐量：2個(gè)端點(diǎn)之間能夠維持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率;
丟包率：未成功傳輸分組數(shù)與總傳輸分組數(shù)的比例;
可靠性：網(wǎng)絡(luò)可用度的百分比，主要決定如降雨和大氣這樣的環(huán)境參數(shù)。
5降雨損耗
目前，寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要采用Ka、Ku頻段以獲得較寬的可用帶寬和較小的地面站天線口徑，但這些頻帶的電波傳播特性受降雨衰耗的影響較大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用的結(jié)果，采用上行鏈路功率控制(UPC)和自適應(yīng)編碼調(diào)制可以基本解決這個(gè)問(wèn)題。比如NASA的ACTS衛(wèi)星采用了RS碼和卷積碼級(jí)聯(lián)，晴朗天氣情況下，其誤比特率可達(dá)到10—12,有雨衰的情況下，至少99%的時(shí)間可以達(dá)到。
3衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)
3.1衛(wèi)星移動(dòng)通信的基本概念
衛(wèi)星移動(dòng)通信是指利用通信衛(wèi)星作中繼站實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定用戶之間相互通信的一種通信方式。它是傳統(tǒng)的衛(wèi)星固定通信與地面移動(dòng)通信交叉結(jié)合的產(chǎn)物。從表現(xiàn)形式來(lái)看，它既是一個(gè)提供移動(dòng)業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，又是一個(gè)采用衛(wèi)星作中繼站的移動(dòng)通信系統(tǒng)，所利用的衛(wèi)星既可以是GSO衛(wèi)星，也可以是NGSO衛(wèi)星，如中等高度地球軌道(MEO)、低高度地球軌道(LEO)和高橢圓軌道(HEO)衛(wèi)星等。
雖然世界上地面通信網(wǎng)絡(luò)已趨于完善，但受地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)因素的限制，地面蜂窩系統(tǒng)不可能達(dá)到全球無(wú)縫覆蓋。以我國(guó)為例，在偏遠(yuǎn)地區(qū)，地面網(wǎng)絡(luò)的廣泛覆蓋仍然遙遙無(wú)期;在沿海島嶼眾多的地方，建設(shè)地面網(wǎng)絡(luò)非常困難;在發(fā)達(dá)地區(qū)的某些偏遠(yuǎn)地方同樣沒(méi)有地面蜂窩網(wǎng)的覆蓋;野外勘探，飛機(jī)，遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船只，遠(yuǎn)離城市的旅游探險(xiǎn)者，以及緊急搜索、救援人員等都需要一種不受地域、天氣限制的移動(dòng)通信手段;西部地區(qū)疆域廣闊，但多為荒漠和戈壁，人煙稀少，衛(wèi)星移動(dòng)通信將顯示出獨(dú)具的優(yōu)勢(shì);尤其是發(fā)生重大毀滅性自然災(zāi)害的地區(qū)，地面網(wǎng)絡(luò)多數(shù)會(huì)遭到破壞，而衛(wèi)星移動(dòng)通信可能是惟一幸存的通信手段。所以，衛(wèi)星移動(dòng)通信是一種大有可為的通信方式，具有廣闊的應(yīng)用前景。
需要指出的是，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是作為地面蜂窩系統(tǒng)的補(bǔ)充而存在的，主要用于滿足低業(yè)務(wù)密度的應(yīng)用環(huán)境。衛(wèi)星波束如同能覆蓋許多個(gè)不同類型蜂窩小區(qū)的“傘”，可用來(lái)覆蓋相鄰地面蜂窩網(wǎng)之間的縫隙、地面蜂窩網(wǎng)不能覆蓋的區(qū)域、為暫時(shí)過(guò)載的小區(qū)提供補(bǔ)充通信業(yè)務(wù)等。
3.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況
至今我國(guó)尚無(wú)自建的民用衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，國(guó)際上目前可以使用的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)主要包括：
1)對(duì)地靜止軌道(GS0)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)
提供全球覆蓋的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)有國(guó)際海事衛(wèi)星(Inmarsat)系統(tǒng);提供區(qū)域覆蓋的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)有北美移動(dòng)衛(wèi)星(MSAT)系統(tǒng)、亞洲蜂窩衛(wèi)星(ACeS)系統(tǒng)、瑟拉亞衛(wèi)星(Thuraya)系統(tǒng);提供國(guó)內(nèi)覆蓋的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)有日本衛(wèi)星(N-STAR)系統(tǒng)和澳大利亞衛(wèi)星(Optus)系統(tǒng)等。其中波束覆蓋我國(guó)的系統(tǒng)有Inmarsat和ACeS。
國(guó)際海事衛(wèi)星(Inmarsat)系統(tǒng)是由國(guó)際海事組織經(jīng)營(yíng)的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。自1982年開始經(jīng)營(yíng)以來(lái)，全球使用該系統(tǒng)的國(guó)家已超過(guò)160個(gè)，用戶從初期的900多個(gè)海上用戶已發(fā)展到今天包括陸地和航空在內(nèi)的29萬(wàn)多個(gè)用戶。為了滿足不斷增長(zhǎng)業(yè)務(wù)的需要，已開始發(fā)射第四代海事衛(wèi)星。第四代衛(wèi)星為1個(gè)全球波束、19個(gè)寬波束和228個(gè)點(diǎn)波束。提供用戶終端的衛(wèi)星等效全向輻射功率強(qiáng)度為67dBW(點(diǎn)波束)，其IP業(yè)務(wù)最高速率可達(dá)432kbit/s，可應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)多媒體、電視會(huì)議等多種業(yè)務(wù)。
2)非靜止軌道(NGSO)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)
