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1、卫星通信课程论文中国卫星通信发展动态李斌，20082334917南京信息工程大学滨江学院通信工程专业，南京 210044摘要：本文主要围绕卫星通信展开一系列介绍，根据卫星通信的发展简史，阐述了卫星通信中卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直接广播的发展现状及趋势，进一步分析了卫星通信的发展趋势以及我国卫星通信的发展目标。关键词：卫星通信；卫星固定通信；卫星移动通信；卫星直接广播1、概述卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。它是微波通信和航天技术基础上发展起来的一门新兴的无线通信技术，所使用的无线电波频率为微波频段(300MHz300GHz，即波段lm
2、1min)。这种利用人造地球卫星在地球站之间进行通信的通信系统，则称为卫星通信系统，而把用于现实通信目的的人造卫星称为通信卫星，其作用相当于离地面很高的中继站，因此，可以认为卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波接力通向太空的延伸。卫星通信是空间通信的一种形式，它主要包括卫星固定通信、卫星移动通信和卫星直接广播三大领域。由于卫星通信具有覆盖面大、频带宽、容量大、适用于多种业务、性能稳定可靠、机动灵活、不受地理条件限制、成本与通信距离无关等优点。多年来，它在国际通信、国内通信、军事通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用。下面我们就从卫星通信的发展简史、现状、趋势等方面对卫星通信进行
3、概括和综述。2、卫星通信的发展简史1945年1O月，英国科学家阿瑟克拉克发表文章，提出利用同步卫星进行全球无线电通信的科学设想。20年后这一设想才变成了现实。通过不断研究和试验，1964年8月美国发射的第三颗”新康姆”卫星定位于东经155的赤道上空，通过它成功地进行了电话、电视和传真的传输试验，并于1964 年秋用它向美国转播了在日本东京举行的奥林匹克运动会实况。至此，卫星通信的早期试验阶段基本结束。20世纪60年代中期，卫星通信进入实用阶段。1965年4月，西方国家财团组成的”国际卫星通信组织”将第1代”国际通信卫星”(INTELSATI，简记ISI，原名晨鸟)射入西经35w 的大西洋上空的
4、静止同步轨道，正式承担欧美大陆之间商业通信和国际通信业务。两周后，原苏联也成功地发射了第一颗非同步通信卫星”闪电一1”进入倾角为65、远地点为40000km、近地点为500km的准同步轨道(运行周期12h)，对其北方、西伯利亚、中亚地区提供电视、广播、传真和一些电话业务。这标志着卫星通信开始了国际通信业务。20世纪7O年代初期，卫星通信进入国内通信。1972年，加拿大首次发射了国内通信卫星”ANIK”，率先开展了国内卫星通信业务，获得了明显的规模经济效益。地球站开始采用21m、18m、10m等较小口径天线，用几百瓦级行波管发射级、常温参量放大器接收机等使地球站向小型化迈进，成本也大为下降。此间
5、还出现了海事卫星通信系统，通过大型岸上地球站转接，为海运船只提供通信服务。20世纪80年代，VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口径终端)卫星通信系统问世，卫星通信进入突破性的发展阶段。VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的固态化、智能化的小型无人值守地球站。VSAT技术的发展，为大量专业卫星通信网的发展创造了条件，开拓了卫星通信应用发展的新局面。20世纪90年代，中、低轨道移动卫星通信的出现和发展开辟了全球个人通信的新纪元，大大加速了社会信息化的进程 。我国卫星的研究和使用始于20世纪70年代初。1972年我国租用国际第4代卫星(ISIV)，引进国外设备
6、，在北京和上海建立了4座大型地球站，首次开展了商业性的国际卫星通信业务。1984年4月8日，我国成功地发射了第一颗试验通信卫星(STW一1)，它定点于东经125。赤道上空。1988年3月7日和12月22日，我国又相继成功发射了2颗经过改进的实用通信卫星，分别定点于东经87.5、110.50赤道上空。1990年2月4日，我国成功地发射了第5颗卫星，定点于东经98赤道上空，同年春又将亚洲一号卫星(24个转发器)送入了预定轨道。1997年5月12日，中国成功发射了第3代通信卫星”东方红三号(DFH一3)”卫星，主要用于电视传输、电话、电报、传真、广播和数据传输等业务4。目前，全国已有近400个市、县
7、通过卫星可与180多个国家和地区进行远地通信。每个省级电视台都有12套卫星电视节目。今后还将发射具有更多转发器的卫星，以使我国卫星通信的水平进入一个新的阶段。3、中国卫星通信的现状3.1、卫星固定通信现状3.1.1、空间段中国独资或中外合资经营卫星的公司有5家：中国通信广播卫星公司、亚洲通信卫星有限公司、亚太通信卫星有限公司、鑫诺卫星通信有限公司和中国东方通信卫星有限责任公司。5家公司现有9颗静止通信卫星在轨运行提供业务，这些卫星是中星6（东三）、亚洲1、亚洲2、亚洲3S、亚太1、亚太1A、亚太2R、中卫1和鑫诺1。以上卫星共有346个转发器单元，其中C频段213个，Ku频段133个。它们共覆
8、盖了中国本土及其周边国家以及亚、太、非等部分地区。此外还有待发射的中星8卫星，其转发器单元C频段38个，Ku频段22个。以上卫星主要为中国国内用户服务，也为覆盖区内其它国家和地区的用户服务。为了开展国际业务需要，有关单位还租用了国外多颗通信卫星的转发器。这些卫星有国际通信卫星和泛美卫星，还有银河3R和热鸟3通信卫星。3.1.2、地面段（1）公用通信国内业务：主要由中国电信、联通、网通和吉通诸公司经营。其中中国电信为最早和最大经营者。中国电信公网共用中星6和中卫1卫星约44个C频段转发器于全国干线通信和部分省内通信，另用2个Ku频段转发器于电信试验和应急通信。现有C频段大中型地球站37个、Ku频
9、段地球站4个和车载移动地球站30个。此外，还有分布于全国边远地区的数百个VSAT（甚小口径终端）用户站。整个通信线路已全部实现数字化，共开通约3万多条双向电路。 （2）公用通信国际业务：由中国电信经营管理，现有通信地球站16个。这些地球站通过北京、上海和广州3个出口局利用太平洋和印度洋上空的国际通信卫星与国外近70个国家和地区的地球站进行通信联系，共开通约1万多条双向电路。主要业务为话路、数据、因特网接入和电视等。 （3）专用通信国内业务：专用通信网是公用通信网的补充。专用通信网用户站除了某些单位早期使用较大天线口径地球站外，现都用VSAT。我国银行、证券、期货、石油、水利、电力、煤炭、气象、
10、海关、铁路、交通、航天、民航、新闻、计委、地震局、烟草和卫生等各部门都建有专用通信网。以上各专网根据设备和用途不同可传输话音、数据和图像等单一或综合信息。现经注册的专用通信网约有120个，至2000年底，这些专用通信网中获准经营国内VSAT通信业务的单位有34家（至2001年底有41家）。这34家专用通信网主要使用亚太1A、亚太2R、亚洲2、亚洲3S、鑫诺1和中星6等卫星的转发器,2000年底共租用转发器带宽约490MHz。拥有用户站约24300个，其中话音小站约360个，双向数据小站约7060个，单向数据小站约16880个。 （4）专用通信国际业务：为了满足一些跨国用户的通信需求，还建有VS
11、AT国际专线业务。广州南方卫星通信公司和中国通信广播卫星公司都可为跨国用户提供国际专线业务服务，至2000年底共开通了约150条专线。2001年底中国通信广播卫星公司开通国际专线用户达48家，业务连通美国、菲律宾、印度、德国等国家以及中国的香港和台湾地区。 （5）广播电视传输国内业务：主要利用亚太1A、亚太2R、亚洲2、亚洲3S、鑫诺1卫星传送中央台、地方台的电视节目和教育台电视节目，并传送声音广播节目。此外，还辅以传送数据信息。现共传输了47套电视节目(中央台9套，地方台35套，教育台3套)，并传输中央声音广播节目32套和地方声音广播节目40多套。 （6）广播电视传输国际业务：主要通过租用分
12、布于全球的国外通信卫星泛美2、泛美3、泛美4、泛美5、银河3R和热鸟3向世界五大洲传送中央电视台的9套电视节目和国际广播台的32套声音广播节目。 以上国内外广播电视传输业务共用了国内外11颗卫星的34个转发器。大部分电视节目传送采用了数字频带压缩技术，节省了转发器带宽，使一个转发器可同时传送多套电视节目。整个广播电视传输系统现有广播电视地球上行站31个，全国卫星接收站约有20万个。1999年底全国广播电视覆盖率已达90以上。3.1.3、取得的成绩（1）我国已经建成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。此空间段由我国独资或中外合资的5家经营通信卫星租赁业务的卫星公司形成
13、。他们共拥有的转发器容量和波束覆盖区，已较好地满足了我国国内各种卫星通信用户的需求，并可为国外部分用户提供通信服务。它完全改变了80年代末、90年代初我国转发器对国内用户供不应求现象。 （2）我国已经建立起一定规模的卫星公用通信网。此网由多颗卫星和各种地球站组成。它较好地起到地面通信网的补充、延伸和应急备份作用。 （3）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。 （4）我国已经建立起较大规模的广播电视卫星传输网。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
14、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。3.2、卫星移动通信现状中国尚无自建的国内商用卫星移动通信系统，现使用的或准备使用的都是外商建设的卫星移动通信系统，包括国际移动卫星系统、亚洲蜂窝卫星（ACeS）系统、铱星系统、全球星系统、轨道通信系统和ICO系统等。3.2.1、国际移动卫星系统国际移动卫星系统是由国际移动卫星组织倡导建立起来的一个全球卫星移动通信系统。该系统卫星已经历了三代,使用的都是对地静止轨道卫星。笫三代全系统由4颗静止轨道卫星组成,每颗卫星有1个全球波束和5个点波束，卫星采用透明转发器。它提供电话、传真、数据和多
15、媒体等业务。它的用户终端有国际移动卫星A、B/M、C、D/D、E、MiNiM、M4及Aero航空系统，并将推出国际移动卫星F。其中M4为最新的多媒体移动通信终端。该系统1982年开始海事通信，1985年增加航空通信，1989年又将业务扩展到陆地。该系统在中国地区业务由交通部通信中心（北京船舶通信导航公司）经营管理。全球使用该系统的国家已超过160个，用户已有16万多。中国用户有6000多。中国几乎所有的远洋船舶都安装了该系统的卫星设备。3.2.2、亚洲蜂窝卫星系统 亚洲蜂窝卫星系统是由亚洲蜂窝卫星公司建立起来的一个服务于亚洲地区的区域性卫星移动通信系统，可向手持机等用户终端提供话音、传真、数据
16、和因特网等通信业务。卫星采用处理转发器和多波束天线，星上两副直径为12米的天线可产生多达140个覆盖亚洲地区的点波束。第一颗卫星（鹰1）于2000年2月定点于东经123度。该系统自2000年9月投入商用后已拥有9000多用户。中国地区约占ACeS系统卫星服务区的1/3,是该系统最大的潜在市场。亚洲蜂窝卫星公司曾与中国多家卫星公司接触，商讨合作事宜。目前与中国通信广播卫星公司合作正在积极推进中。3.2.3、铱系统铱系统是美国摩托罗拉公司等倡导发展的系统。它是由66颗低轨卫星组成的全球卫星移动通信系统。星上转发器采用先进的处理和交换技术，多波束天线，且有星际链路。它提供电话、传真、数据和寻呼等业务。它的用户终端有双模手机、单模手机和寻呼机。该系统中国地区业务由中宇卫星移动通信有
