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卫星通信技术未来发展领域

  卫星通信技术利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号,在两个或多个地面站之间进行通信。其特点是:通信距离远;通信容量大;不受大气层骚动的影响,通信可靠。所属学科:船舶工程(一级学科);船舶通信导航(二级学科)定义2:在两个或多个卫星地面站之间利用人造地球卫星转发或反射信号的无线电通信方式。所属学科:电力(一级学科);调度与通信、电力市场(二级学科)定义3:以人造地球卫星作为空间中继站,转发无线电信号,在两个或多个地球站之间进行的通信。所属学科:航空科技(一级学科);航空电子与机载计算机系统(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片卫星通信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。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)

 

  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36000km,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IntelsatI-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564)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110GHz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,12GHz,14GHz,20GHz30GHz

 

  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、印度洋区和太平洋区,第四代Inmarsat4卫星,已于20053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64E53W,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。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。20056月底铱星用户达127万户,在卡特里娜飓风灾害时,“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)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1389km,倾角为52度。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36MHz72MHz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。

 

  近年来卫星通信新技术的发展层出不穷。例如甚小口径天线地球站(VSAT)系统,中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点,1972年在我国首次应用,并迅速发展,与光纤通信、数字微波通信一起,成为我国当代远距离通信的支柱。卫星通信由于它不受地理条件的限制,具有灵活的可移动性,所以仍依它的优势创新发展。但亦受到迅速发展的光纤通信的挑战,它比卫星通信的容量大,传输速率高,有很多越洋通信被海底光缆所替代,陆地干线亦有类似情况。20世纪90年代中后期卫星电视直播、卫星声音广播、卫星移动通信以及卫星宽带多媒体通信成为新的四大发展潮流。