衛(wèi)星通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢

1、衛(wèi)星通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢衛(wèi)星通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢 1 引言引言 2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成 3衛(wèi)星通信中的主要技術(shù)衛(wèi)星通信中的主要技術(shù) 4衛(wèi)星通信的發(fā)展概況衛(wèi)星通信的發(fā)展概況 5星通信的發(fā)展趨勢星通信的發(fā)展趨勢 6衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合 7衛(wèi)星通信寬帶化衛(wèi)星通信寬帶化 8衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信 9 總結(jié)總結(jié)1 引言引言 衛(wèi)星通信，簡單的說就是地球上（包括地面、衛(wèi)星通信，簡單的說就是地球上（包括地面、水面和低層大氣中）的無線電通信站之間利用人水面和低層大氣中）的無線電通信站之間利用人造衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線波以此來實現(xiàn)造衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反

2、射無線波以此來實現(xiàn)兩個或多個地球站之間通信的一種通信方式。它兩個或多個地球站之間通信的一種通信方式。它是一種無線通信方式，可以承載多種通信業(yè)務(wù)，是一種無線通信方式，可以承載多種通信業(yè)務(wù)，是當(dāng)今社會重要的通信手段之一是當(dāng)今社會重要的通信手段之一 利用靜止衛(wèi)星建立全球通信示意圖2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作用，即把地球站發(fā)上來的電磁波放大后再返送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，地面用戶通過地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。由于靜止衛(wèi)星在赤道上空3600Km，它繞地球一周時間恰好與地球自轉(zhuǎn)一周(23小時56分

3、4秒)一致，從地面看上去如同靜止不動一般。三顆相距120的衛(wèi)生就能覆蓋正個赤道圓周。故衛(wèi)星通信易于實現(xiàn)越洋和洲際通信。最適合衛(wèi)星通信的頻率是110GHz頻段。為了滿足越來越多的需求，已開始研究應(yīng)用新的頻如12GHz，14GHz，20GHz及30GHz。3 衛(wèi)星通信中的主要技術(shù)衛(wèi)星通信中的主要技術(shù)1）CDMA技術(shù)技術(shù)CDMA(碼分多址)系統(tǒng)通過采用話音激活技術(shù)、前向糾錯（FEC）技術(shù)、功率控制技術(shù)、頻率復(fù)用技術(shù)、扇區(qū)技術(shù)等技術(shù)手段，可使CDMA系統(tǒng)容量大幅擴大，同時，它還具有抗多徑干擾能力、更好的話音質(zhì)量和更低的功耗以及軟區(qū)切換等優(yōu)點。CDMA以其本身所具有的特點及優(yōu)越性而廣泛應(yīng)用于數(shù)字衛(wèi)星通信

4、系統(tǒng)中。特別是近年來，小衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展為實現(xiàn)全球移動通信和衛(wèi)星通信提供了條件，利用分布在中、低軌道的許多小衛(wèi)星實現(xiàn)全球個人通信，已在國際上逐漸形成完善的體系。2）抗干擾技術(shù)）抗干擾技術(shù)現(xiàn)代軍事斗爭中，敵我雙方對衛(wèi)星通信干擾與抗干擾技術(shù)對抗越來越激烈。未來戰(zhàn)爭中電磁環(huán)境將變得越來越復(fù)雜，衛(wèi)星通信因其固有的特點而面臨極大的威脅。由于通信衛(wèi)星始終暴露在太空中，且信道是開放的，易于受對方攻擊。因此，軍事衛(wèi)星通信中干擾和抗干擾是斗爭雙方關(guān)注的焦點，研究在復(fù)雜電磁環(huán)境下衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)體制已成為提高軍事通信裝備生存能力、確保軍事指揮順暢的關(guān)鍵。4衛(wèi)星通信的發(fā)展概況衛(wèi)星通信的發(fā)展概況19451945年五月

5、英國人阿瑟克拉克提出關(guān)于靜止衛(wèi)星的設(shè)想。年五月英國人阿瑟克拉克提出關(guān)于靜止衛(wèi)星的設(shè)想。1954-1964 1954-1964 衛(wèi)星通信試驗，衛(wèi)星通信試驗，19571957年年1010月月4 4日蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆日蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星，人造衛(wèi)星，19631963年年7 7月美國發(fā)射了第一顆地球同步衛(wèi)星，他們月美國發(fā)射了第一顆地球同步衛(wèi)星，他們都進(jìn)行了衛(wèi)星通信試驗。都進(jìn)行了衛(wèi)星通信試驗。19651965年國際通信衛(wèi)星組織的年國際通信衛(wèi)星組織的IS-1IS-1（國（國際通信衛(wèi)星）發(fā)射，衛(wèi)星通信進(jìn)入實用階段。際通信衛(wèi)星）發(fā)射，衛(wèi)星通信進(jìn)入實用階段。我國于我國于19701970年年4 4月月2424

6、日，成功地發(fā)射了自行研制的東方紅一號日，成功地發(fā)射了自行研制的東方紅一號衛(wèi)星，衛(wèi)星，19841984年年4 4月發(fā)射了我國第一顆同步通信衛(wèi)星東方紅二號，月發(fā)射了我國第一顆同步通信衛(wèi)星東方紅二號，19971997年年5 5月月1212日月發(fā)射了我國第一顆三軸穩(wěn)定的同步通信衛(wèi)星日月發(fā)射了我國第一顆三軸穩(wěn)定的同步通信衛(wèi)星東方紅三號。東方紅三號。 我國自我國自19721972年開始運行衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，目前全球共有地球年開始運行衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)，目前全球共有地球同步靜止軌道衛(wèi)星約同步靜止軌道衛(wèi)星約210210顆。中國的衛(wèi)星通信經(jīng)過近三十年的顆。中國的衛(wèi)星通信經(jīng)過近三十年的發(fā)展，從無到有，已經(jīng)初具規(guī)模，但是發(fā)展

7、速度仍比較緩慢。發(fā)展，從無到有，已經(jīng)初具規(guī)模，但是發(fā)展速度仍比較緩慢。注冊的衛(wèi)星運營公司已有中國通信廣播衛(wèi)星公司、中國東方通注冊的衛(wèi)星運營公司已有中國通信廣播衛(wèi)星公司、中國東方通信衛(wèi)星有限責(zé)任公司、鑫諾衛(wèi)星通信有限公司、亞洲衛(wèi)星通信信衛(wèi)星有限責(zé)任公司、鑫諾衛(wèi)星通信有限公司、亞洲衛(wèi)星通信有限公司、亞太衛(wèi)星控股有限公司五家（在大陸注冊三家），有限公司、亞太衛(wèi)星控股有限公司五家（在大陸注冊三家），共擁有共擁有1010顆衛(wèi)星顆衛(wèi)星, 342, 342個轉(zhuǎn)發(fā)器單元（個轉(zhuǎn)發(fā)器單元（C C波段波段236236個、個、KuKu波段波段106106個，均已折合至每轉(zhuǎn)發(fā)器個，均已折合至每轉(zhuǎn)發(fā)器36MHz36MHz

8、帶寬）。其業(yè)務(wù)已覆蓋到亞洲帶寬）。其業(yè)務(wù)已覆蓋到亞洲大部分地區(qū)和歐洲部分地區(qū)大部分地區(qū)和歐洲部分地區(qū)。 現(xiàn)代衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢之一就是衛(wèi)星星體本身正在向大型化和現(xiàn)代衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢之一就是衛(wèi)星星體本身正在向大型化和微型化兩個方向發(fā)展。一方面，各國為了提高衛(wèi)星的靈敏度和星微型化兩個方向發(fā)展。一方面，各國為了提高衛(wèi)星的靈敏度和星上處理能力，以及實現(xiàn)衛(wèi)星的一星多能，把衛(wèi)星星體造得越來越上處理能力，以及實現(xiàn)衛(wèi)星的一星多能，把衛(wèi)星星體造得越來越大，重量也越來越重。衛(wèi)星大了也有弱點，易受電磁干擾和敵方大，重量也越來越重。衛(wèi)星大了也有弱點，易受電磁干擾和敵方反衛(wèi)星武器的破壞，而小衛(wèi)星、微小衛(wèi)星卻能克服這種

9、弱點。如反衛(wèi)星武器的破壞，而小衛(wèi)星、微小衛(wèi)星卻能克服這種弱點。如果用多顆小衛(wèi)星組網(wǎng)來代替單顆大衛(wèi)星，就可以提高衛(wèi)星系統(tǒng)的果用多顆小衛(wèi)星組網(wǎng)來代替單顆大衛(wèi)星，就可以提高衛(wèi)星系統(tǒng)的生存能力。生存能力。5 5星通信的發(fā)展趨勢星通信的發(fā)展趨勢-衛(wèi)星向大、小兩衛(wèi)星向大、小兩極發(fā)展極發(fā)展衛(wèi)星通信和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)生了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。目前衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的連接方式主要有兩種：一種是利用寬帶衛(wèi)星的雙向傳輸；另一種則是利用衛(wèi)星的高速下載和地面網(wǎng)絡(luò)反饋的外交互通信方式，即將衛(wèi)星鏈路作為下行數(shù)據(jù)鏈路，而將電話撥號、局域網(wǎng)等其他通信鏈路作為上行數(shù)據(jù)鏈路，這種方式是基于當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)信息流量的非對稱性提出來的，它是衛(wèi)星通

10、信的一個熱點。6 6衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合為了滿足衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶對帶寬的需求，為了滿足衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶對帶寬的需求，衛(wèi)星通信技術(shù)已向衛(wèi)星通信技術(shù)已向Ka、Q等波段發(fā)展。一等波段發(fā)展。一些國家衛(wèi)星系統(tǒng)已拓展直些國家衛(wèi)星系統(tǒng)已拓展直EHF頻段。采用頻段。采用EHF頻段有很多現(xiàn)有其他頻段無可比擬的頻段有很多現(xiàn)有其他頻段無可比擬的優(yōu)點，一是擴大優(yōu)點，一是擴大EHF頻段的容量，大大減頻段的容量，大大減輕現(xiàn)有頻譜擁擠現(xiàn)象；二是輕現(xiàn)有頻譜擁擠現(xiàn)象；二是EHF的波束窄，的波束窄，可減少受核爆炸影響出現(xiàn)的信號閃爍和衰可減少受核爆炸影響出現(xiàn)的信號閃爍和衰落，抗干擾和抗截收能力強。三

11、是落，抗干擾和抗截收能力強。三是EHF 頻頻段系統(tǒng)使用的部件尺寸和重量都可大大縮段系統(tǒng)使用的部件尺寸和重量都可大大縮小和減輕。小和減輕。7 7衛(wèi)星通信寬帶化衛(wèi)星通信寬帶化8衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信 衛(wèi)星光通信就是用激光進(jìn)行衛(wèi)星間通信，衛(wèi)星光通信就是用激光進(jìn)行衛(wèi)星間通信，使衛(wèi)星間通信容量大為增加，而衛(wèi)星通信使衛(wèi)星間通信容量大為增加，而衛(wèi)星通信設(shè)備的體積和重量卻大大減小，同時也增設(shè)備的體積和重量卻大大減小，同時也增加了衛(wèi)星通信的保密性。衛(wèi)星光通信系統(tǒng)加了衛(wèi)星通信的保密性。衛(wèi)星光通信系統(tǒng)主要由以下幾個子系統(tǒng)組成：光源子系統(tǒng)，主要由以下幾個子系統(tǒng)組成：光源子系統(tǒng)，發(fā)射、接收子系統(tǒng)以及瞄準(zhǔn)、捕獲、跟蹤發(fā)射、接收子系統(tǒng)以及瞄