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1.1衛星通信CDMA技術衛星通信CDMA技術是根據用戶需要和衛星的特點，用功率控制的手段實現導頻信號的幅度變化，降低用戶對星上功率的要求，減少多址干擾。衛星通信CDMA技術可利用多個衛星分集接收信息實現網絡傳遞，大大降低了系統內耗和干擾的出現，改善了上星通信信息傳輸的可靠性。衛星通信CDMA技術具有優越的抗干擾性能、很好的保密性和隱蔽性、連接靈活方便等特點，使之成為衛星通信中關鍵的技術核心。
1.2衛星通信MPLS網絡體系MPLS網絡體系可以將IP路由的控制和第二層交換無縫地集成起來，是目前最有前途的網絡通信技術之一。衛星通信MPLS體系結構分為用戶層、接入層、核心層三部分，其中，用戶層包括衛星手持移動終端、小型專用局域網用戶、其他網絡用戶等。各結構和網絡體系將信息有效綁定、標注和轉發，實現衛星的通信功能。
1.3衛星通信的抗干擾技術衛星運行在外太空，電磁環境復雜，統一受到太陽風、強磁暴等空間環境影響，導致出現信息干擾和信息失真，衛星通信的抗干擾技術主要依靠衛星傳輸鏈路中不同的抗干擾設備和系統完成其功能，抗干擾設備和系統主要有DS/FH混合擴頻、自適應頻域濾波、猝發通信、時域適應干擾消除、基于多用戶檢測的抗干擾、自適應信號功率管理、自適應調零天線、多波束天線、分集抗干擾、變換域干擾消除、糾錯編碼和交織編碼抗干擾技術等。在軟硬件共同的作用下阻斷電磁干擾、過濾雜波、屏蔽信號污染、實現程序監視等功能。
2衛星通信技術的發展趨勢
2.1通信衛星體積的發展趨勢通信衛星體積正在向大型化和微型化兩個方向發展。其一，各國把通信衛星體積建造得越來越大，以便實現高靈敏和強處理能力。其二，各國推出小型通信衛星，用多顆小衛星組網構成衛星通信網絡代替單顆大衛星，具有方便發射和成本低廉等優點。
2.2衛星移動通信技術方興未艾衛星移動通信是指利用衛星實現移動用戶間或移動用戶與固定用戶間的相互通信。隨著頻譜擴展、數字無線接入、智能網絡技術的不斷發展，衛星移動通信在向衛星個人通信方向演進，用手持機可實現方便接入衛星移動通信網，進行衛星移動通信。
2.3衛星互聯網技術興起將衛星通信網絡轉化為互聯網中數據上下交換的鏈路，可將電話撥號、局域網等其他通信鏈路作為上行數據鏈路，還可以將下載和傳輸作為下行數據鏈路，利用衛星的特點實現地面隨時連接互聯網絡。
2.4衛星通信向寬帶化發展為了滿足衛星通信系統用戶對大數據量和高負荷的需求，衛星通信技術已向拓展直EHF頻段發展，擴大頻段的容量，大大減輕現有頻譜擁擠現象，減少受電磁現象影響引發的信號閃爍和衰落，提高了衛星的抗干擾能力。使衛星通信部件尺寸和重量大大縮小和減輕，方便衛星搭載更多的通信設備。
2.5衛星通信光通信化發展衛星光通信是利用激光進行衛星間通信，達到降低衛星通信系統設備質量和體積，提高衛星通信保密性等目的。
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衛星通信范文2
關鍵詞：Ka頻段；圓極化；軸比；同軸濾波器；隔板移相器
中圖分類號：TN927+.21 文獻標識碼：B 文章編號：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,多數商用衛星固定業務使用C波段(4/6 GHz)和Ku波段(12/14 GHz)。隨著衛星通信業務種類日益繁多，經過縮小軌位間距、采用正交極化復用和空間復用等手段充分開發后的C和Ku頻段，頻道資源愈來愈擁擠且日漸飽和。70年代，國外一些空間研究機構就開始致力于新一代大容量衛星通信系統的研制。
就使用帶寬而言，Ka頻段遠大于C、Ku頻段，因此是的新一代大容量衛星通信系統的首選頻段。經過20多年的研究與試驗，國外Ka頻段衛星通信系統已進入實用化階段。近年，我國也正在開展Ka頻段衛星通信系統的研制。本文介紹了我單位新研制的一種Ka寬頻帶衛星通信饋源系統，其收發頻帶分別為19.2～21.2 GHz,29.0～31.0 GHz，接收頻帶及發射頻帶內回波損失小于-20 dB，軸比小于0.5 dB。
2 系統方案
Ka寬頻帶衛星通信饋源系統由波紋喇叭、同軸濾波器、分波器、發射頻段隔板移相器及接收頻段90°電橋與多彎波導組成。饋源系統原理圖及外形圖分別如圖1,圖2所示。
由原理圖可知，饋源系統收發頻段信號由同軸濾波器分開,同軸濾波器通帶為接收頻段，對發射信號有幾十分貝的抑制。發射信號經隔板移相器、方圓過渡從同軸內導體中間的圓波導進入分波部分，由于濾波器的抑制不能進入同軸線及與之相接的接收通路，通過喇叭輻射出去。
接收信號波長大于圓波導截止波長，不能從同軸內導體中間的圓波導傳輸，因此只能從外側同軸濾波器中通過，由分波器正交耦合及合成兩路信號。
接收圓極化器信號時，這兩路信號幅度相等，相位差為90°。再由90°電橋將兩路信號合成到電橋的輸出端口1或輸出端口2，即饋源系統的兩個接收端口。
3 關鍵件設計
同軸濾波器與分波器實現收發信號的分離，對發射頻帶信號有80 dB的抑制度，接收頻帶回波損失小于-25 dB。通過選取合適的圓波導口徑使發射頻段TE10可以傳輸，考慮加工的因素，以此確定同軸內導體直徑。由于同軸外導體與饋源喇叭口部圓波導口徑是一樣的，要保證接收頻段信號在口部圓波導的主模傳輸，同時也要保證同軸線中接收信號以TE11模的形式傳輸，通過這幾個條件綜合考慮可選定同軸外導體的直徑。同軸線中TE11模傳輸的條件為：a+b>λmin/π(1)式中：a,b分別為同軸內外導體半徑。
極化正交的線極化接收信號經過同軸濾波器進入分波器，被短路面截止后從側臂四個對稱的耦合孔耦合，經波導及魔T合成，生成正交的輸出信號。
接收頻段的圓極化器選用90°電橋，因為分波器正交耦合出來的兩路接收信號，如采用波紋波導移相器、隔板式移相器實現圓極化須先將兩路信號合成，結構復雜。而電橋輸入、輸出均為兩端口結構，可直接通過兩根多彎波導與分波器相接，結構簡單。
90°電橋由兩個并列放置的波導管通過窄壁長為L的耦合區相連通構成。通過耦合部分切窄防止TE30模的影響，采用多級階梯過渡匹配波導的不連續性，可實現很好的電性能。
接收頻段的軸比性能，主要由90°電橋決定。經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°，回波損失優于-25 dB。由式(2)可得，系統接收頻段軸比(AR：單位 dB)優于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形狀復雜，相對電長度不一致將嚴重影響饋源系統接收頻段的圓極化軸比性能。在接收頻段所用R220波導中，接收頻段中心頻率20.2 GHz時的波導波長20.66 mm，如長度誤差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相差4.2°，由式(2)可知此時的接收頻段軸比變為0.67 dB，考慮彎波導相移與相互抵消的情況，實際加工時兩根波導長度差0.2 mm是可接受的。但對于連續多彎波導，達到這樣的要求是有難度的，加工時須有專門的工藝及工裝。
發射頻段圓極化軸比是Ka寬頻帶衛星通信饋源系統另一個關鍵指標，它直接決定系統發射頻帶交叉極化隔離度的大小。在Ka頻段，由于波導口徑小，螺釘伸入波導內部的長度較短，調試困難，很難實現很好的性能。
衛星通信范文3
關鍵詞：衛星通信 干擾 抗干擾
現今，空間已經成為影響各國軍事主導權的重要領域，而空間的戰場是靠通信衛星來掌控的，但是由于衛星的四周并無封閉的區域，其只能自始至終敞開暴露在空中，極易受到對方各種方式的攻擊，因此衛星通信中的干擾與抗干擾的話題，始終成為這一領域關注的焦點。以下篇幅，筆者將對現階段衛星通信所面臨的干擾及抗干擾因素作以總結，并針對干擾及抗干擾問題，提出自己的淺薄之見。
一、衛星通信所面臨的干擾
作為特殊信道的衛星信道由兩條鏈路組成：上行鏈路和下行鏈路。對衛星通信系統的干擾通常是通過對這兩條鏈路進行的。
（1）對上行鏈路的干擾
正是由于通信衛星都暴露在空中的確定軌道上，因此極容易被敵方發現并進行相應的干擾。而一旦上行鏈路中的轉發器受到了干擾，那么通過此轉發器的所有用戶都會受到影響。
（2）對下行鏈路的干擾
由于地面站天線具有方向性，若想干擾通信衛星，必須使得干擾機接近信號接收地面站。對于軍事衛星來說，不同種類的衛星受到干擾的程度各不相同。對于戰略衛星而言，各國的地面站會設定一定的保護措施，使得敵方難以接近，因此干擾效果會大打折扣。而對于戰術衛星來講，由于其距離敵方較近，受到干擾的效果會較強。
（3）對衛星的干擾
若衛星本身受到干擾，則整個衛星通信系統將面臨癱瘓的狀態。由于衛星距離地球站以及干擾機相近，與二者之間的關系又是共視的，且衛星天線覆蓋范圍較廣。因此，即使對天線的方向圖進行了賦型處理，但是只要在鄰國或公海有足夠的EIRP，那么在衛星天線所能覆蓋到得范圍內，干擾地球站的信號就能對衛星起到干擾效果。
二、衛星通信的抗干擾技術
由于衛星通信干擾源的差異性，對通信系統產生的影響不盡相同。因此，為了確保衛星通信系統的正常運行，必須采用綜合的手段與其對抗。
（一）擴展頻譜技術
1.直接序列擴頻（DS）抗干擾
直接序列擴頻信號通過高碼率的擴頻碼序列來實現信號的頻譜擴展，從而使得單位頻帶內的功率變小，使信號的功率譜密度變低。在此情況下，通信便可在熱噪聲和信道噪聲的掩飾下，使對方忽略信號的存在。而在接收端采用相同的擴頻碼技術進行解擴從而恢復擴展后的信號。由于干擾信號與擴頻碼的非相關性，接收端在解擴時可實現對干擾信號的處理增益。
2.跳頻抗干擾
跳頻技術是目前主要應用于軍用通信中的技術，它可以有效地避開干擾，發揮通信應有的效能。跳頻是利用載波頻率的隨機跳變性來實現在一個遠大于信號帶寬的帶寬內躲避干擾。對方如果要達到完全干擾信號的目的，那么必須要干擾整個帶寬內相當大的范圍。
（二）星上處理技術
主要有以下幾種星上處理抗干擾應用：
1.跳頻星上處理抗干擾
上行鏈路采用跳頻抗干擾信號，在星上進行解跳和解調，然后將數據進行異步時分復用，重新調制后在下行轉發。根據不同的系統要求，在星上還可以采用譯碼和重新編碼技術，下行也可調制后采用跳頻技術對下行鏈路進行保護。
2.直接序列擴頻星上處理抗干擾
上行鏈路采用直接序列擴頻抗干擾信號，在星上進行解擴、解調，數據通過異步時分復用后，重新調制在下行進行轉發。根據不同的系統要求，在星上可以采用譯碼和重新編碼技術，下行也可以采用直接序列擴頻技術對下行鏈路進行保護。
3.混合擴頻星上處理抗干擾
混合擴頻主要是上行采用跳頻抗干擾信號，信號傳送到衛星上后，在星上完成解跳和解調。解調后的數據通過異步時分復用，重新調制后再經直接序列擴頻后在下行鏈路進行轉發。根據系統要求的不同，在星上還可以采用譯碼和重新編碼等技術。
4.星上Smart AGC抗干擾技術
Sman AGC主要是根據強干擾與直接序列擴頻通信信號包絡的不同特點，通過自適應包絡變換實現強干擾的抑制。當上行鏈路無干擾時，它不對信號進行包絡處理，相當于線性放大器；當檢測到上行鏈路強干擾時，通過將包絡線性放大區向右移，從而產生零區，使多數干擾落入零區而被消除，而與強干擾相疊加的小信號部分被放大，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合的抗干擾技術
在星上通過對上行信號進行解跳和解調，將信號還原為數字信號，然后進行再調制再跳頻。較大地提高了星上處理轉發器的抗干擾能力。
三、干擾分析決策系統
每顆衛星都有自己的抗干擾體制，而在同一顆衛星上又存在著多種抗干擾體制。我們應該根據實際情況，有目的性的采取干擾措施，才能做到有針對性的抗干擾，達到抗干擾的效果。而采用了抗干擾手段后，必然會犧牲系統的有效資源，因此，需要建立一套衛星通信抗干擾分析決策系統，協調網內用戶的通信采用的抗干擾體制。
信號探測與偵收、信號的解析與判別、抗干擾決策系統、指令系統四部分，構成了一個完整的衛星通信的抗干擾支持與決策系統。
（1）信號的探測與偵收：利用軟件無線電技術，進行射頻直接采樣、數字下變頻及多速率處理。達到接收進入衛星通信系統或轉發器的信號的目的。
（2）信號的解析與判別： 利用信號調制樣式自動識別技術，對各種調制信號進行解調。以達到完成各種調制信號的解調，對信號進行敵我識別的目的。
（3）抗干擾決策系統： 利用前面兩部分所得到的結果，在系統被敵方干擾的時候，對干擾信號的性質進行分析，來確定：干擾的種類（瞄準式干擾、跟蹤干擾和阻塞式干擾）；受干擾轉發器的數量、信號強度；受干擾轉發器頻帶的數量；暫未受到干擾轉發器資源的數量。確定了上述內容之后，就可以采取與之相對應的抗干擾體制，可以利用的頻帶及頻率點，決定哪些站通信時需要采取抗干擾手段。
（4）指令系統：通信系統根據抗干擾決策系統提供的指令，自動切換到相應的抗干擾工作方式。
參考文獻：
[1]《淺談衛星通信抗干擾技術》.石衛平.軍民兩用技術與產品. 2002.10
衛星通信范文4
傳統移動通信方式需依賴基站提供的基站信號才能通信，若基站在特殊情況下遭到損毀，便無法正常工作進行通信，且基站信號覆蓋范圍有限，一些特殊地區無法正常通信，因此不能滿足人類暢通無阻通信的愿望。而衛星通信則不受地理條件限制，且通信速度快、適應性、信號覆蓋廣，幾乎能夠實現全球范圍的快速通信。但常規衛星通信設備也具有一定局限性，只能在靜止條件下通信。而動中通系統則克服了傳統衛星通信設備的不足，實現了移動載體衛星通信。本文將針對用于移動載體衛星通信的動中通系統若干關鍵問題展開研究。
【關鍵詞】
衛星通信；動中通系統；關鍵問題
由于傳統衛星通信設備必須靜止對準目標衛星才能通信，所以應用中具有一定局限性。為了克服這一缺陷，經過不斷研究研發了動中通系統。動中通系統實現了移動載體衛星通信，將其安裝在移動載體上，便能夠在載體移動過程中穩定追蹤目標衛星，保持不間斷衛星通信。動中通系統的應用進一步消除了通信過程對基站的依賴，可以更方便的利用衛星進行無阻礙通信。雖然動中通系統剛剛興起不久，且處于發展階段，卻已具有較強的性能，能夠很好的解決移動載體通信問題。研究動中通系統，對于促進移動通信發展進步具有重要意義。
1移動載體衛星通信
簡單來說衛星通信就是地球上的無線電通信站之間利用衛星作為中繼進行的通信。衛星通信不受到地理條件限制，不受自然災害影響，通信可靠性高，通信范圍大，衛星電波覆蓋范圍內任意兩點都可以進行暢通的通信[1]。移動載體衛星通信是指移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間進行的衛星通信，與傳統衛星通信相比，增加了移動載體。移動載體衛星通信與傳統移動通信技術相比，不僅能夠實現全球覆蓋，且網絡安全高，線路穩定性強，通信成本低，能夠滿足特殊地域環境通信需求，可用于語音通信、數據通信、軍事通信，既可進行國內通信，也可以進行國際通信。現如今移動載體衛星通信已廣泛應用于安全通信、搶險求災通信、專用調度通信等領域。
2動中通系統
動中通系統是近些年新興的通信系統，是移動中衛星地面站通信系統的簡稱，大體可分為FSS和MSS兩大類。FSS的特點是傳輸帶寬大，傳輸速度高，使用的頻率是C、Ku、Ka頻段。MSS的特點是傳輸帶寬小，傳輸速率低，可移動通信傳輸語言數據等窄帶信息，使用的頻率是L、S頻段[2]。目前主流動中通系統為了滿足用戶動態通信要求，基本固定使用Ku頻段進行移動通信信息傳輸。利用動中通系統，飛機、汽車、輪船、火車的移動載體便能夠實現在高速移動中實時跟蹤目標衛星，不間斷進行圖像、數據、語音移動通信，可滿足移動條件下多媒體通信需求和各種軍事通信、應急通信。動中通系統突破了傳統衛星通信技術限制，它的誕生是通信領域的一次重大突發，很好的解決了移動載體在運動中的衛星通信問題，目前已廣泛應用軍民兩大領域。
3用于移動載體衛星通信的動中通系統若干關鍵問題
移動載體衛星通信的動中通系統由衛星通信系統和衛星自動追蹤系統兩大部分組成。衛星自動追蹤系統主要負責保證衛星發射天線在載體運動時對衛星的準確指向。其主要設備包括：天線座、伺服系統、數據處理系統、載體測量系統。天線座采用卸載和儲力方式減小天線傳動時的負載慣量，保證系統整體穩定性和可靠性，避免載體移動對系統造成的負面影響。伺服系統采用位置環或速度環控制方式，減小伺服跟蹤系統的動態滯后誤差，提高模擬硬件電路響應速度，降低通信延遲，提高通信速度[3]。數據處理系統主要負責對誤差信號和載體動態信息進行處理，通過專用數學計算平臺，解算天線控制信號。載體測量系統能夠通過捷聯慣導測量組合測量出載體的變化量，使其反應在天線跟蹤上，對物體精準定位，實時輸出移動載體的角速度、線加速度、線速度等數據，保障數據準確性。
衛星通信系統主要設備包括：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、調制器、解調器等等。主要功能是負責使信號上行傳輸到衛星，并由轉發器下行傳送到地面衛星接收裝置。傳統衛星通信載體移動過程中其姿態和地理位置發生變化，便會引起原對準衛星天線發生偏離，造成通信中斷。想要實現移動中進行不間斷衛星通信，必須解決天線穩定問題，使天線不受移動影響，始終對準衛星。動中通系統中的衛星自動追蹤系統就能夠有效解決這個問題，它在初中靜態情況下由GPS、經緯儀、捷聯慣導系統測量載置的經緯度和水平初始角，根據測量經緯度及載體地理位置與載體姿態，自動確定水平基準天線仰角，并在水平仰角不變的情況下，轉動方位，自動對準衛星，獲得信號極大值。若載體處于移動狀態，載體測量系統便會測量出載體姿態變化數據交由數學計算平臺進行精確解算，通過伺服調整極化角、俯仰角、方位角，衛星自動追蹤系統便可自動變化天線誤差角，保障載體移動過程中天線依然在規定范圍內，使衛星發射信號能夠在載體移動中進行不間斷通信。移動載體衛星通信的動中通系統的優點是：自主、自主跟蹤衛星，抗干擾性能好、線路穩定、能夠實現點對點移動通信、點對多點移動通信、點對主站移動通信，具有較強的機動性和靈活性，傳播效率高，速度快，成本低。
4結束語
移動載體衛星通信的動中通系統信號傳輸過程中，質量高，效果強，信號穩定，能夠降低大范圍、復雜情況的移動通信需求，有效節約了通信人力物力，減小了電磁輻射污染。
參考文獻
[1]邱建彪.衛星移動通信中地面移動載體天線終端的研究與設計[D].電子科技大學，2012，13（11）：119~124.
[2]朱軍.基于GEO衛星的“動中通”系統設計與關鍵技術研究[D].南京理工大學，2011，11（14）：132~136.
衛星通信范文5
關鍵詞:衛星通信；發展；前景展望
在當今這個信息化與時俱進的時代,衛星通信技術有了大展身手的舞臺。它的快速發展,不但解放了生產力,促進了生產技術的發展,同時還帶來了人類交往溝通的方式變化,讓地球連成一個整體,使人類聯系更加緊密順暢。我們必須了解衛星通信技術的特點和優勢,不斷促進其發展,使衛星通信技術的開發和應用在今后更大有所為,有更大新的突破。
1衛星通信的發展進程
衛星通信的偉大構想由英國科學家阿瑟•克拉克提出,由美國于1964年8月率先完成試驗,并轉播了東京奧運會,這是早期試驗階段。60年代為實用階段。先是第一代“國際通信衛星”發射,承攬一般通信和商務通信業務。后由蘇聯發射的通信衛星,已可提供傳真、電視、廣播和電話通信業務。進入70年代,衛星通信已應用于國家內部的通信領域。此時,還研發了可為海上運輸提供通信服務的海事衛星通信系統。80年代為極速飛躍階段,代表作是VSAT衛星通信系統的問世。90年代,中、低軌道移動衛星通信進一步推進了世界信息化發展的腳步。到了21世紀,衛星通信在理論研究和再應用領域,都有了顯著發展成果,比如GPS的出現。
2我國衛星通信的應用情況與不足
1972年,我國引進國外設備,租借國際第四代通信衛星,在北京和上海建立了四座大型地球站,這是中國衛星研究和使用的開端。
2.1衛星通信的應用情況
(1)應急通信應用。
(2)衛星電視廣播應用。
(3)衛星寬帶通信應用。
(4)傳統的衛星固定通信應用。
(5)衛星移動通信應用。
2.2存在不足
我國衛星通信業務雖然發展較快,但在技術水平和應用規模上與國外發達國家相比還有很大不足,且國產化水平還不普遍。不足主要有:(1)我國商用通信衛星轉發器資源在規模和性能容量方面,與國外商用通信衛星還無法匹敵。(2)衛星移動通信系統尚未實現國產化,現使用的商用衛星移動通信系統均來自國外。(3)由于用戶對衛星通信了解欠缺以及衛星資源的成本過高的原因,衛星通信廣播雖然潛在市場廣闊,但開發還不夠有效、充分。
3衛星通信的發展前景與展望
3.1衛星通信網絡會更趨健全
受地面電信網限制是阻礙衛星通信技術廣泛應用的罪魁禍首。在偏僻地區完整的通信網絡并沒有建立起來,致使使用衛星通信也無從談起。在實際情況下,少于四顆衛星構成的衛星通信網絡不具有穩定性,信號缺失、傳輸數據慢都是比較常見現象。
3.2多頻段衛星通信網絡趨于主流
衛星寬帶通信中,傳統的Ku頻段和C頻段的衛星在現代衛星寬帶通信的需求面前已經無法包打天下,未來大容量、高速度成為主流這一問題會更加突出。這就對研發者提出了更高的要求,只有加大新的衛星通信系統研發力度,建立多頻段的衛星通信網絡,才能使數據傳輸速度有效提高,使人類的生產生活真正從衛星通信系統發展中受益,這樣人類生產生活質量提高也就水到渠成了。
3.3綜合衛星服務趨于可能
目前衛星通信服務主要集中在地面及高空中,對海域的覆蓋有所欠缺,因此,未來要在衛星通信的功能延伸以及使用范圍拓展上下功夫,要開發功能更加全面、強大的衛星通信系統,使其不僅應用在特殊行業,在日常的生產生活中也要能被廣泛的應用,從而為人們的生產生活提供更為便捷的服務。
3.4接收終端設備的小型化與智能化發展迅速
目前,衛星通信接收終端設備的小型化與智能化方面發展發展迅速,一部分國家的通信衛星正向著小型化和微型化的方向發展,通過縮小通信衛星的體積可實現小衛星集群部署間接減小因為一個或少部分衛星遭到破壞而致使整個通信系統崩潰的可能性,同時,數量較多的小衛星也更加有利于信號的傳輸,減少通信成本。隨著衛星通信頻譜的不斷拓展、數字網絡技術和和互聯網技術的支持,衛星通信的設備也會更加簡便和有效。
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隨著時代的發展和科技水平的不斷提升,衛星通信事業發展日新月異。它不僅已深深融入到人類生產生活中,同時也在經濟發展、國防建設等眾多領域中起著無可替代的獨特作用。在未來,為了適應經濟社會發展和人類發展的需求,研發人員應對現實需求正確分析,客觀查找不足,不斷汲取先進經驗,探索完善新技術,研究建立更加完善、科學的衛星通信系統,以促進衛星通信技術的發展,真正讓衛星通信技術發揮出最大效果,為我們國家的發展貢獻最大力量。
參考文獻
[1]于甄忠.衛星通信技術及其發展趨勢[J].黑龍江科學,2014,12(5):235.
衛星通信范文6
1)地球站與空間站之間的通信;2)空間站之間的通信;通過空間站的轉發或反射來進行的地球站相互間的通信(也就是通常所稱的衛星通信，衛星就是一種空間站)。實際上，這二者是密切相關的，甚至可以結合為一個大系統，因為地球站與空間站之間以及空間站之間的通信，也常常需要通過通信衛星的轉發或中繼來進行，并與地面基礎設施相聯系。故筆者認為，從信息傳輸的角度看，前二者也是一種廣義的衛星通信(美國有關部門和刊物星通信產業發展的評估中，將其宇航局(NASA)的深空通信等也納入衛星通信的范疇內。
20世紀60年代以來，衛星通信迅速發展，在軍事和民用領域得到了十分廣泛的應用;70?80年代達到了鼎盛時期。80年代末、90年代以后，由于光纖通信和地面蜂窩移動通信的崛起，傳統的國際、國內長途通信和陸地移動通信業務已不再屬于衛星通信的主要領地。在接下來的相互競爭、互為補充的發展中，衛星通信揚長避短，重新找到了自己的位置。近幾年來，衛星通信在美、歐、日等發達國家實現了產業化和國際化，年收入達900多億美元，年均增長率高達13%。毫無疑問，在軍事應用中，衛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;在經濟、政治和文化領域中，衛星通信不僅有效地補充了其他通信手段的不足或不能(如海事、遠程航空的通信等)，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、救災、處理突發事件的應急通信等，均大有作為。此外，近年來深空探測和載人航天活動的頻繁活動，極大促進了衛星通信的發展，也是一大亮點。
總之，在社會需求牽引和技術發展推動的雙重作用下，21世紀的衛星通信正在向一個新的水平攀升，許多新技術或發展動向自然引起人們的關注。本文擬就當前衛星通信技術的若干熱點作一些概括和綜述，內容涉及寬帶衛星通信系統的發展現狀與趨勢，衛星移動通信業務的系統與技術，空間通信網的構建與技術等，供有興趣的讀者參考。
2寬帶衛星通信系統的現狀及發展趨勢
2.1寬帶衛星通信的基本概念寬帶衛星通信是指利用通信衛星作為中繼站在地面站之間轉發高速率通信業務，是寬帶業務需求與現代衛星通信技術相結合的產物，也是當前衛星通信的主要發展方向之一。
作為寬帶衛星通信系統中繼節點的寬帶通信衛星(也稱多媒體衛星)一般具有較寬的帶寬、很高的EIRP(等效全向輻射功率)和G/T(品質因數)值，并且通常具備星上處理和交換能力。利用寬帶通信衛星可以向USAT(極小口徑終端)提供雙向高速因特網接入和多媒體業務。
需要說明的是，由于衛星的帶寬容量遠小于光纖線路，后者的通信容量通常以吉比特每秒來計;而對于衛星通信來說，信道速率達到幾十兆比特每秒以上一般就可稱為寬帶通信。
2.2寬帶衛星通信系統的發展現狀及典型應用
追溯衛星通信的發展史，其一出現就進入了寬帶應用一模擬電視傳送，近些年又應用于數字電視、衛星直播電視等(如美國的DirecTV、Echostar，歐洲Eutelsat的HotBird等)。但其“現代化”則是伴隨著IP技術的出現而出現的，尤其是因特網的廣泛使用加速了現代寬帶衛星通信的發展步伐。從20世紀90年代起，全球陸續提出了許多個寬帶衛星通信系統，其中既有采用對地靜止軌道(GSO)衛星作為中繼節點(如美國的DirectPC和Spaceway)，也有采用非對地靜止軌道(NGS0)衛星作為中繼節點的(如Teledesic和Skybridge)。文獻[1]給出了國際上提出的比較有代表性的寬帶衛星通信系統的主要特性并進行了分析。但是由于受到地面光纖通信網迅速發展以及“銥”系統等商業運作失敗的影響，這些被提出的系統至今沒有一個真正投入應用。
由于專門建設一個覆蓋全球的寬帶衛星通信系統需要很大的投資，市場風險極大，尤其是采用NGSO衛星星座的低軌道寬帶衛星通信系統。因此，先發射一顆寬帶GSO衛星建立一個區域性寬帶衛星通信系統來解決衛星寬帶接入問題是一種明智的選擇?；诖?，泰國的Shin衛星公司(SSA)在2005年正式發射了一顆寬帶通信衛星(IPSTAR-1)來提供區域性寬帶衛星通信業務。圖1給出了IPSTAR-1衛星的波束覆蓋圖，表1給出了該衛星及系統的主要技術特性[2]。從圖1和表1看到，該系統是一個區域性寬帶衛星通信系統，能夠解決亞太地區用戶通過衛星實現寬帶接入的問題，當然其商業運作能否成功還有待時間的檢驗。
寬帶衛星通信系統的典型應用包括：娛樂(如視頻點播、電視分發、交互式游戲、音樂應用、流媒體等)、因特網接入(如高速因特網接入、多媒體應用、遠程教學、遠程醫療等)、商業(如視頻會議、企業對企業的電子商務等)、話音和數據中繼(如IP話音、文件傳輸等)等。
有關統計分析指出，全球目前在衛星固定通信的4200多個標準轉發器中，視頻業務約占62%，數據業務占24%，話音業務下降到14%;而在業務收入方面，視頻業務占總收入的70%以上。因此可以認為，衛星視頻業務在今后一段時間內仍將是衛星通信的主要應用領域和發展方向，衛星寬帶通信尚處在發展的培育期。
2.3寬帶衛星通信系統需解決的主要技術問題[3~7]
衛星通信內在的大覆蓋范圍、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連接和多媒體遠距離傳輸。但要發揮這些優勢，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、增大衛星功率和帶寬、使用更高效的星上電源系統、采用更先進的高效調制和編碼技術等常規措施外，還有下列一些技術問題需要解決：
1)寬帶衛星通信系統空中接口的標準化為了推廣應用、降低成本，采用標準接口是發展趨勢。目前美國電信工業協會(TIA)和歐洲電信標準學會(ETSI)分別對此規定了幾個標準的接口，表2給出了其中3個空中接口標準主要技術特性的比較。
2)星上處理及交換技術
為滿足用戶對傳輸時延、終端小型化、誤碼率等方面的要求，寬帶通信衛星采用星上處理和交換技術是一種比較好的解決辦法。傳統的通信衛星一般采用彎管式轉發器，衛星只是完成變頻、放大等基本功能，對信號不進行任何處理。為實現波束間交換，可采用載波處理轉發器，衛星是以信號載波為單位在射頻或中頻上對信號進行交換，但對信息內容不進行處理。最適合寬帶衛星通信業務的是全處理轉發器，衛星不僅需要完成信號的解調、譯碼，還需要一定的信令處理和路由選擇能力，能實現信息的星上交換(比如星載ATM交換機)。
3)衛星IP(IPoS)技術
由于衛星信道具有較大的并且可能是可變的分組往返時延(RTT)、大的時延帶寬積、前/反向信道不對稱使用、較高的信道誤碼率及信號衰落等。把為地面網絡設計的TCP/IP直接應用于衛星通信會導致其工作效率低下，需采取一些措施予以解決，比如，在協議上進行改進或對鏈路進行分段，文獻[7]對此給予了詳細描述，并給出了許多試驗結果。
4)服務質量(QoS)
保證用戶得到所需要的QoS是寬帶衛星通信業務成功的關鍵，包括以下幾個方面：
時延：把分組從發送方傳輸到接收方所需的時間;
時延抖動：端一端傳輸時延的變化程度;吞吐量：2個端點之間能夠維持的最大數據傳輸速率;
丟包率：未成功傳輸分組數與總傳輸分組數的比例;
可靠性：網絡可用度的百分比，主要決定如降雨和大氣這樣的環境參數。
5降雨損耗
目前，寬帶衛星通信系統主要采用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。根據實驗和實際應用的結果，采用上行鏈路功率控制(UPC)和自適應編碼調制可以基本解決這個問題。比如NASA的ACTS衛星采用了RS碼和卷積碼級聯，晴朗天氣情況下，其誤比特率可達到10—12,有雨衰的情況下，至少99%的時間可以達到。
3衛星移動通信系統的發展現狀及關鍵技術
3.1衛星移動通信的基本概念
衛星移動通信是指利用通信衛星作中繼站實現移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間相互通信的一種通信方式。它是傳統的衛星固定通信與地面移動通信交叉結合的產物。從表現形式來看，它既是一個提供移動業務的衛星通信系統，又是一個采用衛星作中繼站的移動通信系統，所利用的衛星既可以是GSO衛星，也可以是NGSO衛星，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)衛星等。
雖然世界上地面通信網絡已趨于完善，但受地理條件和經濟因素的限制，地面蜂窩系統不可能達到全球無縫覆蓋。以我國為例，在偏遠地區，地面網絡的廣泛覆蓋仍然遙遙無期;在沿海島嶼眾多的地方，建設地面網絡非常困難;在發達地區的某些偏遠地方同樣沒有地面蜂窩網的覆蓋;野外勘探，飛機，遠洋運輸船只，遠離城市的旅游探險者，以及緊急搜索、救援人員等都需要一種不受地域、天氣限制的移動通信手段;西部地區疆域廣闊，但多為荒漠和戈壁，人煙稀少，衛星移動通信將顯示出獨具的優勢;尤其是發生重大毀滅性自然災害的地區，地面網絡多數會遭到破壞，而衛星移動通信可能是惟一幸存的通信手段。所以，衛星移動通信是一種大有可為的通信方式，具有廣闊的應用前景。
需要指出的是，衛星移動通信系統是作為地面蜂窩系統的補充而存在的，主要用于滿足低業務密度的應用環境。衛星波束如同能覆蓋許多個不同類型蜂窩小區的“傘”，可用來覆蓋相鄰地面蜂窩網之間的縫隙、地面蜂窩網不能覆蓋的區域、為暫時過載的小區提供補充通信業務等。
3.2國內外發展概況
至今我國尚無自建的民用衛星移動通信系統，國際上目前可以使用的衛星移動通信系統主要包括：
1)對地靜止軌道(GS0)衛星移動通信系統
提供全球覆蓋的衛星移動通信系統有國際海事衛星(Inmarsat)系統;提供區域覆蓋的衛星移動通信系統有北美移動衛星(MSAT)系統、亞洲蜂窩衛星(ACeS)系統、瑟拉亞衛星(Thuraya)系統;提供國內覆蓋的衛星移動通信系統有日本衛星(N-STAR)系統和澳大利亞衛星(Optus)系統等。其中波束覆蓋我國的系統有Inmarsat和ACeS。
國際海事衛星(Inmarsat)系統是由國際海事組織經營的全球衛星移動通信系統。自1982年開始經營以來，全球使用該系統的國家已超過160個，用戶從初期的900多個海上用戶已發展到今天包括陸地和航空在內的29萬多個用戶。為了滿足不斷增長業務的需要，已開始發射第四代海事衛星。第四代衛星為1個全球波束、19個寬波束和228個點波束。提供用戶終端的衛星等效全向輻射功率強度為67dBW(點波束)，其IP業務最高速率可達432kbit/s，可應用于互聯網、移動多媒體、電視會議等多種業務。
2)非靜止軌道(NGSO)衛星移動通信系統
