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1、卫星通信的原理摘要：卫星通信是地球上的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。由卫星和地球站组成。特点是通信范围大，可靠性高，开通电路迅速，多只特点，多址连接。近年来卫星通信技术越来越成熟，而我国的北斗卫星系统更是达到了世界顶尖水平。关键词：卫星，通信，系统卫星通信的概念卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点1、市场发展潜力大卫星通信作为重要通信手段，已在我国得到广泛应用，而利用卫星通信技术来组织因特网，在我国是近几年的事。但是其发展速度却很快，以卫星因特网为例，我国国际互联网的总
2、带宽已达 700MHZ，其中利用卫星传送的带宽已达 208MHZ。2、使用数据包分发技术来提高传输速度卫星通信的数据包分发服务可以让内容提供商能够以高达 3Mbps 的速度（相当于普通Modem 的 100 倍）向任意的远端接收站发送数字、音频、视频及文本文件，如软件、电子文档、远程教学教材等，卫星通信的条件接入机制确保数据只被授权用户接收。数据包分发服务主要利用卫星信道天然的广播优势，能够以非常低廉的价格实现广大区域内大数据量的分发。信息以组播方式推送给一组卫星通信用户，这些用户无须任何操作，只需打开计算机即可接受信息，实现我们通常提到的“信息推送”服务。3、总通信成本低廉卫星通信作为一种新
3、发展起来的卫星通信业务，在卫星因特网业务方面得到了迅速发展。4、发展需求大由于通信、媒体、因特网及娱乐等得到迅速发展，对带宽的需求增加很快，其中也包括对卫星空间容量更大的需求。根据国际卫星商业委员会（ISBC）的一份报告称，全球因特网使用的卫星空间段容量已达 15Gbps，今后四年将增加五倍，达到 64Gbps。5、具有先进的技术优势网络设计、系统构成、星间协调、星星处理等充分利用现代通信智能化、数字化及多媒体化的最新技术，以技术优势换取市场竞争的性价比上的优势。6、能提供 ip 视频流多点传送卫星业务已在直播卫星电视市场起步，卫星通信将提供高清晰度电视业务。通过卫星传输 INTERNET 电
4、视，能为用户提供视频点播，针对用户需求双向传送广告，有选择地观看经过定制处理的更加丰富的电视内容。而 IP 视频流多点传送是又一种新的应用业务。这一应用是依靠卫星技术所具有的广播和覆盖范围宽的特点，对众多的用户提供视频服务。 7、高速接入卫星通信技术给因特网接入速度提高了一个层次，它将用户的上行数据和下行数据分离，相对较少的上行数据（如对网站的信息请求）可以通过现有的 Modem 和 ISDN 等任何方式传输，而大量的下行数据（如图片、动态图像）则通过 54M 宽带卫星转发器直接发送到用户端。用户可以享受高达 400kbps 的浏览和下载速度，这一速度是标准 ISDN 的 3 倍多，是 28.
5、8k Modem 的 14 倍，它支持标准的 TCP/IP 网络协议及 WWW、E-mail、Newsgroup、Telnet 等应用。同时，它不像 ISDN 和小范围内应用的 ADSL 及 Cable Modem 技术，DirecPC 拥有可以立即为全球任何角落提供服务的成熟技术。8、数据传输性能稳定传统的卫星通信可能会受恶劣天气如特大暴雨、大冰雹、暴雪和日凌等现象影响，经过不断发展和成熟，现阶段的卫星通信使用了 KU 波段和高功率卫星，相对传统的 C 波段卫星对天气和日凌的抗干扰能力已经大大提高了，目前用于因特网接入的卫星通信可以确保数据信息在传输的时候有较强的稳定性。其他特点卫星通信除了
6、上面一些特点外，其实还有很多比较显著的特点，例如可以用低成本的价格提供较宽的带宽；可实现同时传播；通信业务多样化、综合化；能对终端用户实现地址化管理，从而可以实现即时提供所需信息；具有全球区域覆盖能力，以适应未来个人化业务连接需要。卫星通信的原理（技术）和系统构成静止地球轨道(GEO)卫星全球覆盖的固定卫星通信业务静止地球轨道(GEO)卫星，轨道高度大约为 36 000km，成圆形轨道，只要三颗相隔 120 的均匀分布卫星，就可以覆盖全球。国际卫星通信组织的 Intelsat I-IX 代卫星是全球覆盖的最好例子，目前已发展到第九代。卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再反
7、送回另一地球站。地球站则是卫星系统形成的链路。由于静止卫星在赤道上空 36000 千米,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23 小时 56 分 4 秒)一致,从地面看上去如同静止不动一样。三颗相距 120 度的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是 1 一10GHz 频段,即微波频段、为了满足越来越多的需求,已开始研究应用新的频段,如12GHz,14GHz,20GHz 及 30GHz。移动卫星通信全球覆盖的移动卫星通信海事卫星通信系统 Inmarsat 是全球覆盖的移动卫星通信，目前工作的为第三代海事通信卫星，它们分布在大西洋东区和西区、印度洋区和
8、太平洋区，第四代 Inmarsat-4 卫星，已于 2005 年 3 月发射了第一颗卫星，另一颗卫星亦准备发射，它们分别定点在 64E 和 53W，具有一个全球波束，l9 个宽点波束，228 个窄点波束，采用数字信号处理器，并且有信道选择和波束成形功能。 全球覆盖的低轨道移动通信卫星有“铱星”(Iridium)和全球星(G10balstar)， “铱星”系统有 66 颗星，分成 6 个轨道，每个轨道有 11 颗卫星，轨道高度为 765km，卫星之间、卫星与网关和系统控制中心之间的链路采用 ka 波段，卫星与用户间链路采用 L 波段。2005年 6 月底铱星用户达 127 万户，在卡特里娜飓风灾
9、害时， “铱”星业务流量增加 30 倍，卫星电话通信量增加 5 倍。 全球星(Globalstar)有 48 颗卫星组成，分布在 8 个圆形倾斜轨道平面内，轨道高度为 1 389km，倾角为 52。用户数逐年稳定增长，成本下降，2005年比 2004 年话音用户增长。多址联接方式多址联接的意思是同一个卫星转发器可以联接多个地球站，多址技术是根据信号的特征来分割信号和识别信号，信号通常具有频率、时间、空间等特征。卫星通信常用的多址联接方式有频分多址联接(FDMA)、时分多址联接(TDMA)、码分多址联接(CDMA)和空分多址联接(SDMA)，另外频率再用技术亦是一种多址方式。 在微波频带,整个通
10、信卫星的工作频带约有 500MHz 宽度,为了便于放大和发射及减少变调干扰,一般在卫星上设置若干个转发器。每个转发器的工作频带宽度为 36MHz 或 72MHz。目前的卫星通信多采用频分多址技术,不同的地球站占用不同的频率,即采用不同的载波。它对于点对点大容量的通信比较适合。近年来,已逐渐采用时分多址技术,即每一地球站占用同一频带,但占用不同的时隙,它比频分多址有一系列优点,如不会产生互调干扰,不需用上下变频把各地球站信号分开,适合数字通信,可根据业务量的变化按需分配,可采用数字话音插空等新技术,使容量增加 5 倍。另一种多址技术使码分多址(CDMA),即不同的地球站占用同一频率和同一时间,但
11、有不同的随机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱通信技术,具有抗干扰能力强,有较好的保密通信能力,可灵活调度话路等优点。其缺点使频谱利用率较低。它比较适合于容量小,分布广,有一定保密要求的系统使用。卫星通信系统卫星通信系统实际上也是一种微波通信，它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信，卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖，由于卫星工作于几百、几千、甚至上万公里的轨道上，因此覆盖范围远大于一般的移动通信系统。但卫星通信要求地面设备具有较大的发射功率，因此不易普及使用。卫星通信系统的现实应用：铱星（Iridium）系统铱星系统属于低轨道卫星移动通信系统，由 Motorola
12、 提出并主导建设，由分布在 6 个轨道平面上的 66 颗卫星组成，这些卫星均匀的分布在 6 个轨道面上，轨道高度为 780 km。主要为个人用户提供全球范围内的移动通信，采用地面集中控制方式，具有星际链路、星上处理和星上交换功能。铱星系统除了提供电话业务外，还提供传真、全球定位(GPS)、无线电定位以及全球寻呼业务。从技术上来说，这一系统是极为先进的，但从商业上来说，它是极为失败的，存在着目标用户不明确、成本高昂等缺点。目前该系统基本上已复活，由新的铱星公司代替旧铱星公司，重新定位，再次引领卫星通信的新时代。卫星通信系统由于具有三维无缝覆盖能力、独特灵活的普遍服务能力、覆盖区域的可移动性、广域
13、复杂网络构成能力、广域 Internet 交互连接能力，以及特有的广域广播与多播能力，对应急救灾的快速灵活与安全可靠的支持能力等特点，已经成为实现全球通信不可或缺的通信手段之一。我们还需要进一步学习卫星通信系统的相关技术，包括基本概念、卫星轨道的空间参数、卫星通信电波传播特性、卫星天线、卫星系统构成、卫星通信体制、卫星链路特性、移动卫星组网设计等内容。此外，我们还需要对卫星通信的新技术应用进行分析和探讨，才能更好的理解卫星通信抗干扰技术、卫星数字广播系统、卫星互联网技术，以及卫星通信业务和卫星通信系统的应用。我国已经建成了一个资源较丰富的空间段，它由覆盖国内外地区的多卫星和多频段组成。这使我们
14、摆脱了 80 年代末、90 年代初转发器对国内用户供不应求的现象。我国已经建立去一定规模的卫星公用通信网，从而起到了地面系统的补充、延伸和应急备份作用。我国已经建立起各种用途和不同规模的卫星专用通信网。它作为公用通信网的补充，较好地为各种用户提供通信服务。它为扩大我国广播电视覆盖率作出了重要贡献。广播电视节目传输已实现了 Ku 频段与 C 频段并用、数字制与模拟制并用、卫星直播与卫星转播并用。这些成就为我国使用属广播卫星业务（BSS）的 Ku 频段直播卫星进一步发展卫星广播电视业务提供了条件。然而我国的卫星通信同样存在着问题和隐患。我国国产卫星和国产地球站与国外同类产品相比，存在性能差、占有率
15、低等差距。现有空间段商用通信卫星除中星6 为国产卫星外，其余皆为外购卫星。现用地球站除部分天线和某些设备为国内产品外，其余皆为外购产品。因此，自主研制卫星和地球站，尽快提高技术水平和竞争能力，逐步增加国产设备比例，以适应市场需要，这是我们一项重大的战略任务，也是我们长远的奋斗目标。我国国内 VSAT 专网存在网数多，站数少，资源浪费大，经济效益差的不足。但是经过我们国家科研工作者的不断努力和奋斗，我们研制出一套拥有自主知识产权的北斗卫星通信系统。北斗卫星是我国自主发射的地球同步卫星,可以用于定位、导航、通信。利用北斗卫星进行通信,具有安装与维护方便、功耗低、畅通率高、抗雨衰、防雷击、抗干扰、保密性强等特点。这让我感到非常的自豪和骄傲，只有不断创新和研究开发自主知识产权的产品，我们才能摆脱国外的恶意封锁和压制，才能更好的发展国防事业。六参考文献 1 王秉钧 王少勇 田宝玉现代卫星通信系统电子工业出版社 2 王丽娜 王兵卫星通信系统国防工业出版社 3 罗先明卫星通信人民邮电出版社
