時間：2022-04-01 13:35:57
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇衛(wèi)星通信，希望這些內容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.1衛(wèi)星通信CDMA技術衛(wèi)星通信CDMA技術是根據(jù)用戶需要和衛(wèi)星的特點，用功率控制的手段實現(xiàn)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(wèi)星通信CDMA技術可利用多個衛(wèi)星分集接收信息實現(xiàn)網(wǎng)絡傳遞，大大降低了系統(tǒng)內耗和干擾的出現(xiàn)，改善了上星通信信息傳輸?shù)目煽啃浴Ｐl(wèi)星通信CDMA技術具有優(yōu)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(wèi)星通信中關鍵的技術核心。
1.2衛(wèi)星通信MPLS網(wǎng)絡體系MPLS網(wǎng)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(wǎng)絡通信技術之一。衛(wèi)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(wèi)星手持移動終端、小型專用局域網(wǎng)用戶、其他網(wǎng)絡用戶等。各結構和網(wǎng)絡體系將信息有效綁定、標注和轉發(fā)，實現(xiàn)衛(wèi)星的通信功能。
1.3衛(wèi)星通信的抗干擾技術衛(wèi)星運行在外太空，電磁環(huán)境復雜，統(tǒng)一受到太陽風、強磁暴等空間環(huán)境影響，導致出現(xiàn)信息干擾和信息失真，衛(wèi)星通信的抗干擾技術主要依靠衛(wèi)星傳輸鏈路中不同的抗干擾設備和系統(tǒng)完成其功能，抗干擾設備和系統(tǒng)主要有DS/FH混合擴頻、自適應頻域濾波、猝發(fā)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(xiàn)程序監(jiān)視等功能。
2衛(wèi)星通信技術的發(fā)展趨勢
2.1通信衛(wèi)星體積的發(fā)展趨勢通信衛(wèi)星體積正在向大型化和微型化兩個方向發(fā)展。其一，各國把通信衛(wèi)星體積建造得越來越大，以便實現(xiàn)高靈敏和強處理能力。其二，各國推出小型通信衛(wèi)星，用多顆小衛(wèi)星組網(wǎng)構成衛(wèi)星通信網(wǎng)絡代替單顆大衛(wèi)星，具有方便發(fā)射和成本低廉等優(yōu)點。
2.2衛(wèi)星移動通信技術方興未艾衛(wèi)星移動通信是指利用衛(wèi)星實現(xiàn)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(shù)字無線接入、智能網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，衛(wèi)星移動通信在向衛(wèi)星個人通信方向演進，用手持機可實現(xiàn)方便接入衛(wèi)星移動通信網(wǎng)，進行衛(wèi)星移動通信。
2.3衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術興起將衛(wèi)星通信網(wǎng)絡轉化為互聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)上下交換的鏈路，可將電話撥號、局域網(wǎng)等其他通信鏈路作為上行數(shù)據(jù)鏈路，還可以將下載和傳輸作為下行數(shù)據(jù)鏈路，利用衛(wèi)星的特點實現(xiàn)地面隨時連接互聯(lián)網(wǎng)絡。
2.4衛(wèi)星通信向寬帶化發(fā)展為了滿足衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶對大數(shù)據(jù)量和高負荷的需求，衛(wèi)星通信技術已向拓展直EHF頻段發(fā)展，擴大頻段的容量，大大減輕現(xiàn)有頻譜擁擠現(xiàn)象，減少受電磁現(xiàn)象影響引發(fā)的信號閃爍和衰落，提高了衛(wèi)星的抗干擾能力。使衛(wèi)星通信部件尺寸和重量大大縮小和減輕，方便衛(wèi)星搭載更多的通信設備。
2.5衛(wèi)星通信光通信化發(fā)展衛(wèi)星光通信是利用激光進行衛(wèi)星間通信，達到降低衛(wèi)星通信系統(tǒng)設備質量和體積，提高衛(wèi)星通信保密性等目的。
3結語
曾經(jīng)輝煌過
南京同創(chuàng)信息產(chǎn)業(yè)集團有限公司（同創(chuàng)）闖入衛(wèi)星通信領域，讓不少人感到意外，畢竟同創(chuàng)出身計算機、也發(fā)家于計算機。從計算機到衛(wèi)星通信領域，同創(chuàng)走出了一條衛(wèi)星通信與計算機技術相融合的自主創(chuàng)新之路。
同創(chuàng)曾在上世紀90年代末創(chuàng)造了計算機行業(yè)內“北有聯(lián)想，南有同創(chuàng)”的輝煌。創(chuàng)立于1991年的同創(chuàng)集團擁有濃厚的軍工背景。1995年8月，敏感的同創(chuàng)借助英特爾奔騰處理器上市的機會，在國內領先一步推出奔騰電腦，開創(chuàng)了國內計算機的“奔騰”時代，造就了中國IT業(yè)最快的發(fā)展速度，也推動了中國計算機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。據(jù)稱，1998年，同創(chuàng)電腦以20萬臺的佳績躍居國產(chǎn)品牌電腦第二位，其市場占有率僅次于聯(lián)想，并迅速建立起包括廣東江門、貴州貴陽、云南昆明、黑龍江大慶在內的五大生產(chǎn)基地，率先在國內建成了百萬級計算機產(chǎn)業(yè)群。
利用電腦一炮打響后的同創(chuàng)曾一度陷入了沉寂。
蟄伏后的同創(chuàng)
幾年后，同創(chuàng)不可避免地走上整合重組的道路。同創(chuàng)集團總裁王巧木梁認為，這是自主創(chuàng)新必須付出的代價。創(chuàng)新之路艱苦曲折，但只有掌握了核心技術，才有優(yōu)勢利潤。“單純的跟風和模仿是不夠的，國內企業(yè)必須在自主創(chuàng)新方面下功夫，可能會遇到很多挫折，但應百折不撓。”
王巧木梁 這樣定義了同創(chuàng)曾經(jīng)有過的輝煌：盡管同創(chuàng)在國內開創(chuàng)了“奔騰”時代，但那個時代實際上屬于英特爾而不是同創(chuàng)，因為國內的計算機更多的是組裝品而已，同創(chuàng)也不例外。王巧木梁 說，“興民族產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)自主品牌，這是同創(chuàng)永遠不變的目標。”同創(chuàng)要走自己的路，要做出自主創(chuàng)新、有核心知識產(chǎn)權的產(chǎn)品。
也就是這個時候，同創(chuàng)選擇了向網(wǎng)絡和衛(wèi)星通信的全面轉型，向新同創(chuàng)的全面轉型。
新同創(chuàng)整合了原來同創(chuàng)電腦的所有核心資源和業(yè)務，并融合了計算機技術與衛(wèi)星通信技術。新同創(chuàng)除擁有同創(chuàng)電腦生產(chǎn)、出口許可證之外，還擁有國內一流的計算機生產(chǎn)線，在全國12個地區(qū)擁有銷售分公司。可以說，轉型后的新同創(chuàng)，厚實的家底還在。
闖入通信領域
同創(chuàng)認為，與傳統(tǒng)的通信和傳輸方式相比，衛(wèi)星通信在技術和成本上具有高可用性和高性價比的優(yōu)勢。它可確保在任何情況下，甚至在地面網(wǎng)絡無法覆蓋或遭到破壞的情況下，都能夠及時、快速、可靠、穩(wěn)定地提供寬帶多媒體通信服務，真正做到廣域無縫隙覆蓋。而此前國內把衛(wèi)星通信過分高科技化了，其應用也大多限于軍事等特定領域，而且在很多用戶看來，衛(wèi)星通信價格昂貴，不可能普及。隨著衛(wèi)星通信技術的不斷發(fā)展，衛(wèi)星應用的成本已大幅度降低，利用衛(wèi)星，對一般行業(yè)用戶來講，其價格都可以承受。衛(wèi)星通信已經(jīng)進入了一個規(guī)模商業(yè)應用的時代。
1999年12月，經(jīng)國家計委批準，同創(chuàng)集團下屬公司―――南京同創(chuàng)天地環(huán)網(wǎng)有限公司作為唯一一家項目承接單位，承接了國家計委天地環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡示范工程項目，該項目共計投資1.94億元。2001年7月3日，天地環(huán)網(wǎng)有限公司獲得了信息產(chǎn)業(yè)部電信管理局頒發(fā)的《中華人民共和國電信與信息服務業(yè)務經(jīng)營許可證》，同創(chuàng)正式進入了衛(wèi)星通信領域。11月12日，天地環(huán)網(wǎng)微機衛(wèi)星接收系統(tǒng)核心部件產(chǎn)業(yè)化示范工程項目正式開工。2002 年，一期工程的微機衛(wèi)星接收系統(tǒng)核心部件產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線竣工投產(chǎn)。2003年，天地環(huán)網(wǎng)二期工程衛(wèi)星地球站開工，同創(chuàng)引進了法國阿爾卡特VSAT衛(wèi)星網(wǎng)絡主站系統(tǒng)，并在國內首次實際應用歐洲DVB-RCS標準構架衛(wèi)星寬帶通信平臺，針對我國寬帶通信的現(xiàn)狀，提出了衛(wèi)星寬帶應用方案，并進行系統(tǒng)設計和研制生產(chǎn)。
2004年，項目進入了關鍵階段。同創(chuàng)根據(jù)當時的情況，集中精力進行了資源整合，把重點放在了衛(wèi)星主站的建設上，并設置了以衛(wèi)星主站為核心的天地環(huán)網(wǎng)衛(wèi)星營運中心。同創(chuàng)還及時向阿爾卡特公司提出了明確的建設要求，順利解決了衛(wèi)星主站系統(tǒng)向小站回傳的問題。同創(chuàng)在項目實施過程中，不斷提升對衛(wèi)星主站有效價值的開發(fā)，積極尋找適合的衛(wèi)星應用方案，以保證同創(chuàng)能夠順利地切入國內VSAT市場。
同創(chuàng)對衛(wèi)星通信車的自主研發(fā)使其在衛(wèi)星通信領域站得更穩(wěn)。據(jù)稱，同創(chuàng)衛(wèi)星通信車集衛(wèi)星通信、微波傳輸、超短波通信、無線局域網(wǎng)、地面互聯(lián)網(wǎng)、移動公網(wǎng)及視音頻壓縮傳輸?shù)燃夹g于一體，可以在到達任務現(xiàn)場后3-5分鐘內快速建立起雙向衛(wèi)星通信網(wǎng)絡，并提供一體化的衛(wèi)星應急通信解決方案，真正實現(xiàn)對現(xiàn)場實時圖像、聲音、數(shù)據(jù)等多媒體信息的采集與傳輸，保障指揮中心對事發(fā)現(xiàn)場的遠程監(jiān)控與雙向互動。
據(jù)王巧木梁 介紹，衛(wèi)星通信車可廣泛應用于應急指揮、消防、氣象、地震、公安、水利、林業(yè)、石油勘探等行業(yè)，可以有效預防風險，并能實施快速救援應急指揮，對于保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全、創(chuàng)建和諧社會具有現(xiàn)實意義。同創(chuàng)的衛(wèi)星通信車，被業(yè)內認定為“填補了國內同類產(chǎn)品的空白”。
王巧木梁說，“我們在衛(wèi)星通信和計算機融合這一新興產(chǎn)業(yè)中占據(jù)了制高點，推出衛(wèi)星機動通信車這一拳頭產(chǎn)品，對同創(chuàng)來說，應該是水到渠成。”
創(chuàng)新應該是同創(chuàng)幾年來發(fā)展的根本。雖然創(chuàng)新要承擔風險，但同創(chuàng)創(chuàng)新的腳步從來就沒有停止過。王巧木梁這樣評價自己的企業(yè)：“同創(chuàng)的10年，是探索的10年、創(chuàng)新的10年。”
關于同創(chuàng)―――
1.1應急通信的定義
應急通信是指在出現(xiàn)自然或人為的突發(fā)性緊急情況時，綜合利用各種通信資源，保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法，實現(xiàn)通信的機制。應急通信并不是獨立存在的一種全新的新技術，而是各種通信技術、通信手段在緊急情況下的綜合運用，其核心就是緊急情況下的通信。應急通信不僅是單純的技術問題，還涉及管理方面。應急通信由于其不確定性，對通信網(wǎng)絡和設備提出了一些特殊要求，這些網(wǎng)絡和設備從技術方面提供了通信技術手段的保障。但在管理方面，還需要建立完善的應急通信管理體系，針對不同場景建立快速響應機制，協(xié)調調度最合適的通信資源，提供最及時有效的通信保障。應急通信網(wǎng)（EmergencyCommunicationNetwork,ECN）是指為應對突發(fā)性大型自然災害或公共事件而快速建立的臨時性通信網(wǎng)絡，為救災組織及人員保證通信暢通，最大限度地降低災難損失、維護社會安全和穩(wěn)定。ECN主要用于遭受地震、臺風等重大自然災害以及發(fā)生突發(fā)事件或恐怖襲擊事件中[2]。
1.2研究應急通信的目的及意義
中國是一個災難多發(fā)、頻發(fā)的國家，特別是自然災害時有發(fā)生，給國民經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)造成了很大的損失。汶川地震、舟曲泥石流等，這些災難，既考驗了通信部門的應急響應能力，也考驗了通信網(wǎng)絡的應急通信保障能力。從這些經(jīng)驗教訓中，我們逐步意識到只有在平時完善應急通信體系，達到應急通信保障的要求，才能在緊急關頭發(fā)揮它的作用，減少人民生命和財產(chǎn)的損失。應急通信系統(tǒng)是為滿足各類緊急情況下的通信需求而產(chǎn)生的，而自然災害、衛(wèi)生事件、尤其是社會事件等突發(fā)公共安全事件發(fā)生的地點和規(guī)模都無法提前預知和準備，各類緊急情況具有如下共同特點：需要應急通信的時間一般不確定，人們無法進行事先準備，如地震、海嘯、火災、臺風、泥石流等突發(fā)事件；需要應急通信的地點不確定；進行應急通信時，需要什么類型的網(wǎng)絡不確定[3]。
1.3應急通信的發(fā)展趨勢及前景
近年來，恐怖襲擊事件時有發(fā)生，給相關國家公共安全造成了嚴重威脅，然而應急通信涵蓋的應用面相當廣泛，除了公眾安全、搶險救災之外，還有戰(zhàn)備通信等。在戰(zhàn)爭中，占領或摧毀敵方的通信設施是獲取勝利的重要環(huán)節(jié)這一，這也就從根本上決定了我國的應急通信要使用自己的應急通信技術。尤其是無線電應急通信技術，是應急通信的主體和核心，積極吸取國外先進的技術為我所用，并根據(jù)我國應急通信的實際情況，發(fā)展我國的應急通信技術。
2衛(wèi)星通信概述
2．1基本概念及原理
衛(wèi)星通信是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉發(fā)或反射無線電信號，在兩個或多個地球站之間進行的通信。地球站是指設在地球表面（包括地面、海洋和大氣中）的無線電通信站[1]。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由空間部分（通信衛(wèi)星）和地面部分（通信地面站）兩大部分構成的。通信衛(wèi)星實際上就是一個懸掛在空中的通信中繼站[2]。它居高臨下，視野開闊，只要在它的覆蓋照射區(qū)以內，不論距離遠近都可以通信，通過它轉發(fā)和反射電報、電視、廣播和數(shù)據(jù)等無線信號。靜止衛(wèi)星與地球相對位置的示意圖如圖1-1所示。圖1-1靜止衛(wèi)星配置的幾何關系從衛(wèi)星向地球引兩條切線，切線夾角為17.34°，兩切點間弧線距離為18101km，在這個衛(wèi)星電波波束覆蓋區(qū)內的地球站均可通過該衛(wèi)星來實現(xiàn)通信。若以120°的等間隔在靜止軌道上配置三顆衛(wèi)星，則地球表面除了兩極未被衛(wèi)星波束覆蓋外，其他區(qū)域均在覆蓋范圍內，而且其中部分區(qū)域為兩個靜止衛(wèi)星波束的重疊地區(qū)，因此，借助于在重疊區(qū)內的地球的中繼，可以實現(xiàn)在不同衛(wèi)星覆蓋區(qū)內地球站之間的通信[3]。由此可見，只要用三顆等間隔配置的靜止衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通信，這一特點是任何其他通信方式不具備的。
2．2主要特點
衛(wèi)星通信具有以下優(yōu)點：通信距離遠，且費用與通信距離無關；覆蓋面積大，可進行多址通信；通信頻帶寬，傳輸容量大，適于多種業(yè)務傳輸；通信線路穩(wěn)定可靠，通信質量高；通信電路靈活；機動性好；可以自發(fā)自收進行監(jiān)測。同時也存在如下缺點：通信具有廣播特性，較易被竊聽；通信時延較長；通信鏈路易受外部條件影響；存在日凌中斷和星蝕現(xiàn)象等[4]。
2.3應急衛(wèi)星通信網(wǎng)
衛(wèi)星通信是地球站之間通過通信衛(wèi)星轉發(fā)器所進行的微波通信。面對地震、臺風等自然災害，衛(wèi)星通信發(fā)揮著無可替代的重要作用。其受自然條件的影響極小，衛(wèi)星電話等通信手段可以作為搶險救災臨時通信的主要設備。在陸地等常規(guī)通信傳輸系統(tǒng)中斷或其他通信線纜未鋪設到之處，它能夠幫助人們實現(xiàn)信息傳遞。我國幅員遼闊、經(jīng)濟相對落后，若與發(fā)達國家交戰(zhàn)，恐怕難以掌握制電磁權與制空權。從這些實際情況出發(fā)，應急衛(wèi)星通信網(wǎng)成為比較適合我國國情的應急通信系統(tǒng)。在汶川地區(qū)發(fā)生的特大地震，地面通信設施遭到嚴重破壞，成為信息孤島，而衛(wèi)星通信在這次的救災工作中發(fā)揮了重大作用。災區(qū)與外界的首次通信聯(lián)絡靠的是衛(wèi)星電話，地面移動通信網(wǎng)的恢復靠的是衛(wèi)星基站，現(xiàn)場采訪、直播報道靠的是通信衛(wèi)星和移動轉播車，現(xiàn)場指揮靠的是衛(wèi)星電話、應急通信車、背負式衛(wèi)星通信小站，堰塞湖無人視頻監(jiān)測、災區(qū)可視電話開通靠的是寬帶衛(wèi)星數(shù)據(jù)采集終端。[5]針對應急通信的需求，應急衛(wèi)星通信網(wǎng)采用VSAT衛(wèi)星通信、海事衛(wèi)星等遠程接入方式，結合集群通信、北斗衛(wèi)星、視頻會議等多種業(yè)務接入手段，提高應急通信能力。
2.4衛(wèi)星通信技術在汶川地震中的應用
汶川地震嚴重破壞了地面公用電信網(wǎng)，造成大面積通信網(wǎng)絡的全面中斷，該區(qū)域內原有的有線、無線等各種通信聯(lián)絡方式都無效，災區(qū)的指揮調度和救援工作受到很大影響，在這種情況下，衛(wèi)星通信在汶川地震救援工作中，發(fā)揮了巨大的作用。各種衛(wèi)星通信車輛、VAST終端站、衛(wèi)星手機等源源不斷地進入災區(qū)，為前線救災構建起了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡，實現(xiàn)災后通信“四個第一”：即利用衛(wèi)星寬帶系統(tǒng)送出重災區(qū)映秀鎮(zhèn)的第一段視頻，利用海事衛(wèi)星從震區(qū)打出第一個電話，利用衛(wèi)星傳輸鏈路，開通震后的第一個移動基站，利用衛(wèi)星應急通信指揮車和海事衛(wèi)星電話，協(xié)助建立起第一個臨時應急通信指揮系統(tǒng)。[6]在汶川地震中，海事衛(wèi)星和北斗一號衛(wèi)星通信系統(tǒng)得到了比較多的應用。國家抗震救災總指揮部、各級政府和相關救援部門使用各類海事衛(wèi)星近438臺，同時，還有一些相關應急通信隊伍手中也擁有大量海事衛(wèi)星終端。據(jù)估計，大約有2000部海事衛(wèi)星設備為汶川地震救災現(xiàn)場提供服務。目前，海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有全球覆蓋、全天候、可移動、全方位、帶寬大等特點，主要業(yè)務種類有語音、數(shù)據(jù)、傳真、視頻傳輸?shù)取５卣鸢l(fā)生后，中國交通通信中心與國際海事衛(wèi)星組織緊急溝通，為中國震區(qū)爭取到了兩倍于之前的信道資源，保證了災區(qū)海事衛(wèi)星設備和通信能力[7]。除海事衛(wèi)星和北斗一號衛(wèi)星通信系統(tǒng)外，鑫諾、全球星、銥星、中星等衛(wèi)星通信系統(tǒng)也在汶川地震中發(fā)揮了重要作用，可以毫不夸張地說，在汶川地震搶險救災工作中發(fā)揮巨大作用是我國絕大多數(shù)可以調用的、集中在災區(qū)的衛(wèi)星通信設備。這次抗震救災活動證明了，衛(wèi)星通信具有地面網(wǎng)絡所不具備的備份性、廣泛覆蓋性和靈活性，不依賴地面通信條件，不受距離和地形的限制，不需要布設通信基站，在地面通信網(wǎng)絡遭受破壞時，或在沒有光纖、沒有無線通信條件下，衛(wèi)星通信仍然可以進行語音、數(shù)據(jù)和視頻等通信服務，甚至在不具有電力條件的地方，也可保障應急通信的暢通。
由于環(huán)境破壞和企業(yè)過度發(fā)展，自然災害頻繁發(fā)生，對電力應急通信系統(tǒng)產(chǎn)生了較大的影響。在這種情況下，應急保護與處理中的通信暢通、預警及時、災中通信正常以及災后恢復工作等問題成為電力通信企業(yè)迫切需要解決的關鍵問題。然而，目前的通信技術大多依靠基礎設施來完成信息的相互傳遞。災后信息是否有效，充滿了不確定性，而且不能解決當前電力通信企業(yè)面臨的問題。此外，傳統(tǒng)通信的傳輸效率低，延時長，將導致災難的進一步擴大。
1.完善應急處置體系
自然災害的頻繁發(fā)生對電力應急通信系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響，在電力通信企業(yè)的發(fā)展過程中，衛(wèi)星通信技術的合理應用對電力應急通信的發(fā)展非常重要。因此，在分析衛(wèi)星通信技術在電力應急通信中的應用思路時，電力通信企業(yè)首先要奮起拼搏。應用前，電力通信企業(yè)應合理完善自身應急能力體系和人員管理體系。電力通信企業(yè)在實際運行過程中，首先要完善自身應急處理體系，完善和規(guī)范應急通信技術，通過培訓示范和運行標準制定，提高電力通信的質量和效率；其次，合理設計管理系統(tǒng)，以當前電力應急通信系統(tǒng)中存在的熱點和難點問題為出發(fā)點，完善電力應急系統(tǒng)中的不足之處，從而促進電力應急行業(yè)的發(fā)展；最后，在電力應急通信人員管理制度方面，針對目前電力應急通信人員缺乏組織性和紀律性的現(xiàn)狀，可以加強電力應急通信人員管理制度的約束力。通過制定批評教育、罰款、警告、解雇等懲罰制度，對表現(xiàn)較好的人員給予獎勵，充分發(fā)揮表率作用，提高員工工作積極性。
2.選擇合適的衛(wèi)星通信技術
我們都知道，衛(wèi)星通信技術有很多種，包括VSAT衛(wèi)星通信傳輸技術、MFTDMA衛(wèi)星通信傳輸技術和SCPC/DAMA衛(wèi)星通信傳輸技術，每一種都有自己的優(yōu)缺點。因此，在分析衛(wèi)星通信技術在電力應急通信中的應用思路時，除了完善自身應急處理體系外，選擇合適的衛(wèi)星通信技術，從而提高電力應急衛(wèi)星技術應用的合理性，促進電力應急通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，在分析衛(wèi)星通信技術在電力應急通信中的應用思路時，可以通過選擇合適的衛(wèi)星通信技術來增強應用方案的科學合理性，從而提高電力應急通信系統(tǒng)的水平和能力。在選擇合適的衛(wèi)星通信技術時，要分析衛(wèi)星通信技術在電力應急通信中的應用思路，首先要了解目前廣泛應用的衛(wèi)星通信傳輸技術。在了解的時候，不僅要了解衛(wèi)星通信技術的參數(shù)，還要全面、仔細地了解和梳理其成本投入、靈活性、工作性能和可擴展性；其次，結合電力應急通信的具體需求，通過比較和討論，選擇合適的衛(wèi)星通信技術，如SCPC/DAMA，其使用成本低，擴展性強，發(fā)展前景好，靈活性高。在保證電力應急通信正常進行的基礎上，降低了成本投入，增強了電力應急衛(wèi)星通信技術的擴展性和靈活性。
3.科學設計應用方案
在分析電力應急通信中的應用思路時，科學合理地設計應用方案非常重要。在完善應急處理體系，選擇適合自身的衛(wèi)星通信技術后，有必要根據(jù)本地區(qū)的特點和實際情況，分析衛(wèi)星通信技術的應用方案，從而提高應用方案的科學合理性。例如，在應用衛(wèi)星通信技術時，電力應急通信企業(yè)可以利用物聯(lián)網(wǎng)與下級任何站進行連接。電力應急通信企業(yè)在設置上下級分布時，應參考區(qū)域內地形、災害發(fā)生情況、人口密度等信息進行合理分布。例如，在人口密集的地區(qū)，較低的站之間差距可以稍微加大。在保證信息準確分布的同時，可以減少低層站的數(shù)量。在災害易發(fā)地區(qū)，可作為主站，與主站建立相互通道。加強對災害易發(fā)地區(qū)的監(jiān)測，避免更大的損失。此外，在應用方案設計中，應根據(jù)不同的需求和業(yè)務內容，合理設置衛(wèi)星信息頻道的鏈路權限。例如，主站具有一級權限，包括通信斷開和鏈接、頻繁查看通信內容等最高權限，而主站和下級站具有二級權限，主要包括信息傳輸、信息查看、信息錄入等。在長期的發(fā)展過程中，我國的衛(wèi)星通信技術不僅取得了很大的進步，而且在整個通信領域中也變得越來越重要。衛(wèi)星通信技術自身特性使其流暢性和穩(wěn)定性不受通信位置和環(huán)境的影響，因此，將衛(wèi)星通信技術合理應用于電力應急通信中，不僅可以有效解決目前電力通信企業(yè)面臨的問題，還可以提高電力應急通信的穩(wěn)定性和實時性。
作者:王喜 湯善東 單位:南京控維通信科技有限公司
當今世界，隨著大規(guī)模集成電路和光導纖維的應用，各種現(xiàn)代化的通信系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展，由于衛(wèi)星通信傳播速率較高，而且組網(wǎng)靈活，不僅能對地面網(wǎng)絡起到補充和完善的作用，而且可以自成一體，構成天基網(wǎng)絡，它在國際通信、國內通信、國防通信、移動通信和廣播電視等領域得到了廣泛應用。本文首先論述了衛(wèi)星通信技術的相關概念及其系統(tǒng)組成，在此基礎上探討了通信產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
關鍵詞：
衛(wèi)星通信；移動通信；通信技術；中繼站；測控系統(tǒng)
1引言
衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉發(fā)無線電波，是在微波通信和航天技術基礎上發(fā)展起來的一門無線通信技術，在現(xiàn)代通信中占有重要的地位，信息技術的發(fā)展與它密切相關。衛(wèi)星通信可以無縫覆蓋三維空間，適合多個固定或移動用戶及固定與移動用戶之間信息的傳遞，因此廣泛應用于國內，國際通信，軍事通信，電視廣播等領域。
2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作原理及基本組成
衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成，分別為測控系統(tǒng)，通信衛(wèi)星，監(jiān)管系統(tǒng)及地球站，其中測控系統(tǒng)負責測量和控制通信衛(wèi)星的運行軌跡，起著中繼站作用的通信衛(wèi)星，接收所有地面站發(fā)來的射頻信號，然后經(jīng)過放大和變頻處理，將信息傳送到地球站，地球站的功能是將要傳送的基帶信號經(jīng)過處理變?yōu)樯漕l信號，發(fā)送給通信衛(wèi)星，接收衛(wèi)星信號并解調出對應傳送的基帶信號，并將該信號通過地面網(wǎng)絡傳給用戶，監(jiān)管的職責是確保整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，對應的組成框圖如圖1。
3衛(wèi)星通信的特點
（1）優(yōu)點：通信距離遠，覆蓋區(qū)域大，頻帶寬，容量大，成本與通信距離無關，且作為傳送信號的衛(wèi)星，由于遠離地面，浮于太空，受自然環(huán)境和人為因素的影響相對較小，因此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可信度高，此外它還不受時空限制，因此靈活性更高。
（2）缺點：長距離傳輸會產(chǎn)生相應的延遲，10G以上的信號會受到降雨的影響，而出現(xiàn)失真，伴隨太陽劇烈運動產(chǎn)生的噪聲會與有效信號疊加，出現(xiàn)信息受損甚至無法傳送。
4衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類及應用
按照運動狀態(tài)的不同，可以分為同步和運動通信系統(tǒng)，依據(jù)覆蓋范圍標準分為國際衛(wèi)星，國內衛(wèi)星和區(qū)域衛(wèi)星系統(tǒng)三種，按所用頻段劃分為特高頻，超高頻，極高頻和激光衛(wèi)星通信系統(tǒng)，按基帶信號體制分為模擬和數(shù)字通信系統(tǒng)，按衛(wèi)星轉發(fā)能力分為無源和有源系統(tǒng)，由此可以看出衛(wèi)星通信在很多方面發(fā)揮著重要作用，前景廣闊。下面重點敘述衛(wèi)星通信在軍事和商業(yè)方面的應用：
（1）衛(wèi)星通信在軍事領域內的應用
衛(wèi)星通信技術在軍事領域的應用集中表現(xiàn)在擁有高端科技實力的各國相繼秘密發(fā)射各種用途的軍事衛(wèi)星，以完成偵察，導航，測地，攔截的功能，美國的DSCS-Ⅲ衛(wèi)星就是典型的軍用通信衛(wèi)星，DSCS-Ⅲ衛(wèi)星呈立方體形，三軸穩(wěn)定，重量約為1042kg，擁有一副指向太陽的帆板，衛(wèi)星上裝有多波束天線，以接收不同波段的信號。新近研究的軍用衛(wèi)星對應的攻擊，毀傷，抗干擾及生存能力等參數(shù)指標隨著科技的發(fā)展進一步提高，以此實現(xiàn)擴大用途，全天候、全天時實時傳輸信號的目的。
（2）衛(wèi)星通信在商業(yè)領域內的應用
越來越多的衛(wèi)星通信技術隨著商業(yè)化而進入日常的生活，許多發(fā)達國家相繼發(fā)射了數(shù)以百計的高質量，大功率，長壽命的商用衛(wèi)星，廣泛應用于電信服務、廣播電視、內部專網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集等領域，以滿足經(jīng)濟的增長和科教的發(fā)展。
5衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢
當前，國際上衛(wèi)星通信業(yè)務主要朝兩方面發(fā)展：一方面是在傳統(tǒng)的VSAT基礎上開發(fā)新產(chǎn)品，其次是研制更高頻段的新型衛(wèi)星通信系統(tǒng)，并力爭對現(xiàn)有系統(tǒng)進行相應的改善，以滿足寬帶性能的提升及手持終端的擴展，從單獨組網(wǎng)到多網(wǎng)互連是未來衛(wèi)星通信發(fā)展的總趨勢。固定通信，直接廣播，移動通信的彼此互融及電信與有線電視網(wǎng)的相互滲透，未來的衛(wèi)星通信必將是包含眾多系統(tǒng)的混合網(wǎng)絡，伴隨光信息處理，智能化星上網(wǎng)控，新發(fā)射工具和新軌道技術的實現(xiàn)，真正具有天，地一體化全球無縫覆蓋的功能，同時眾多優(yōu)秀的產(chǎn)品和服務將繼續(xù)對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著引領和促進作用。
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1引言
自1965年美國發(fā)射第一顆商用通信衛(wèi)星以來，衛(wèi)星通信技術及其應用取得了令人矚目的巨大成就。它實現(xiàn)了覆蓋全球豐富多彩的通信服務，不僅在軍事中發(fā)揮了關鍵性作用，也對人類的生產(chǎn)、生活方式產(chǎn)生了巨大影響。與微波中繼通信及其他通信方式相比，衛(wèi)星通信主要具有以下特點。
通信覆蓋區(qū)域大，通信距離遠：地球同步軌道(GEO)衛(wèi)星距地面高度35 860 km，只需一個衛(wèi)星中繼轉發(fā)，就能實現(xiàn)1萬多公里的遠距離通信;每一顆衛(wèi)星可覆蓋全球表面的42.4%，用3顆GEO衛(wèi)星就可以覆蓋除兩極緯度76°以上地區(qū)以外的全球表面及臨地空間;
可將其廣播性與各種多址連接技術相結合構成龐大的通信網(wǎng)：在一顆衛(wèi)星所覆蓋的區(qū)域內，不必依賴顯式的交換，只需利用衛(wèi)星中繼傳輸和多址/復用技術就能構成擁有許多地面用戶的大型通信網(wǎng)。
機動靈活：衛(wèi)星通信的建立不受地理條件的限制，無論是大城市還是邊遠山區(qū)、島嶼，隨地可建;通信終端也可由飛機、汽車、艦船搭載，甚至個人隨身攜帶;建站迅速，組網(wǎng)靈活。
通信頻帶寬、通信容量大：衛(wèi)星通信信道處于微波頻率范圍，頻率資源相當豐富，并可不斷發(fā)展。
信道質量好、傳輸性能穩(wěn)定：衛(wèi)星通信鏈路一般都是自由空間傳播的視距通信，傳輸損耗很穩(wěn)定而可準確預算，多徑效應一般都可忽略不計，除非是采用很低增益天線的移動通信或個人通信終端。
通信設備的成本不隨通信距離增加而增加，因而特別適于遠距離以及人類活動稀少地區(qū)的通信。衛(wèi)星通信也存在一些缺點和一些應該而且可以逐步改進的方面主要有衛(wèi)星發(fā)射和星上通信載荷的成本高;衛(wèi)星鏈路傳輸衰減很大;衛(wèi)星鏈路傳輸時延大。
基于衛(wèi)星通信的特點及其重要作用，本文將從衛(wèi)星通信的可用頻率資源、衛(wèi)星平臺、主要關鍵技術、典型的衛(wèi)星通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展等方面進行介紹，綜述發(fā)展現(xiàn)狀，展望發(fā)展前景。
2通信衛(wèi)星平臺與信道資源的發(fā)展
2.1衛(wèi)星通信的頻率資源
早期GEO衛(wèi)星轉發(fā)器主要是C和Ku頻段，各有500 MHz帶寬，其上行分別位于6 GHz、14 GHz附近，下行分別位于4 GHz、12 GHz附近;每個轉發(fā)器的帶寬有33 MHz、36 MHz、54 MHz等;Ku后來擴展到800 MHz。采用天線正交極化、多波束衛(wèi)星天線、低軌道衛(wèi)星群等技術，可使上述頻率重復使用許多次，可用頻率資源擴大許多倍。此外采用空間激光通信技術擴展信道資源，特別是星際激光通信鏈路，其容量可與光纖通信相比擬，而抗干擾抗截獲能力更強。
2.2通信衛(wèi)星平臺的發(fā)展
衛(wèi)星平臺技術是推動衛(wèi)星通信應用和增強市場競爭力的重要因素。目前，世界上最大的通信衛(wèi)星平臺重達7噸、太陽能電池功率達30 kW。
3衛(wèi)星通信相關技術及其發(fā)展現(xiàn)狀與前景
3.1調制解調技術
衛(wèi)星通信中最常用的調制方式是QPSK、OQPSK和π/4DQPSK等，近年來，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笈c轉發(fā)器資源緊缺推動了8PSK、16APSK、16QAM等高階調制方式的研究與應用。其中APSK調制因其星座中所含幅度和相位信息是變量可分離的，可以采用簡單的預失真法進行幅度非線性矯正而不影響相位特性，使之在透明轉發(fā)這種高階調制信號時的功率效率不明顯降低。因此，APSK調制在衛(wèi)星電視廣播中得到應用，在衛(wèi)星寬帶移動通信中也有很好的應用前景。
3.2擴頻通信技術
衛(wèi)星通信信道開放性的特點帶來的隱蔽性差、抗干擾能力弱等缺點，可采用擴頻技術克服，因此擴頻通信主要用于隱蔽通信和抗干擾軍事通信。擴頻主要有直接序列擴頻、跳變頻率、跳變時間和線性調頻等4種基本工作方式。
3.3多址和復用技術
所謂多址(multiple access)是指某個站從它接收到的多路信號中區(qū)分各路信號來自哪個站點，并根據(jù)需要選擇其中一路或幾路進行接收處理;也可以是某一站以某種信道復用方式廣播地發(fā)送多路信號，讓其他各站能按需選擇其中一路或幾路信號進行接收處理。所謂復用即多路復用，是指多個數(shù)據(jù)流的數(shù)字調制信號共享一條信道進行傳輸時的信道共享方法。
3.4星上信號處理和交換技術
3.4.1星上信號處理
早期基于GEO衛(wèi)星的通信都是采用透明轉發(fā)器實現(xiàn)中繼傳輸，這樣提供的信道資源應用靈活性最大，轉發(fā)器可以分頻帶出租給各個用戶隨意應用。
3.4.2星上交換
OBP最重要的作用在于支持星上交換。再生式OBP可在星上獲得各路信號所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流，因此能支持任何方式的交換，如ATM交換、IP交換或程控電路交換等。若在星上實現(xiàn)了IP交換，則衛(wèi)星網(wǎng)與地面因特網(wǎng)的互聯(lián)就變得非常簡單而方便。
3.5空間激光通信技術
空間激光通信技術是指用激光束作為信息載體在自由空間進行通信，既可作為衛(wèi)星間的高速傳輸鏈路，也可作為衛(wèi)星與地面站之間的通信鏈路。不過后者可傳輸?shù)男畔⑺俾什惶撸耶敶嬖谳^濃的云霧或降雨時無法通信。攜帶信息的電信號調制到光束上發(fā)送，通信的雙端通過初定位和調整再經(jīng)過光束的捕獲、瞄準和跟蹤建立起光鏈路進行信息傳輸。
4衛(wèi)星通信的前景展望
有線電信網(wǎng)、計算機局域網(wǎng)和有線電視網(wǎng)已實現(xiàn)三網(wǎng)融合并入骨干網(wǎng)，地面移動通信蜂窩網(wǎng)通過其無線核心網(wǎng)與骨干網(wǎng)互聯(lián)，衛(wèi)星通信網(wǎng)也應該是通過其無線核心網(wǎng)與骨干網(wǎng)互聯(lián)。隨著衛(wèi)星通信的IP化，各種不同性質和不同業(yè)務的衛(wèi)星通信終端，都將變成類似的因特網(wǎng)接入設備，可見IP化確實是大勢所趨。但是此處IP化不等于衛(wèi)星通信網(wǎng)內部的傳輸與交換全部IP化，保留部分特別的傳輸和交換方式，有利于發(fā)揮衛(wèi)星通信的特點而獲得更高的衛(wèi)星資源利用率和達到更高的業(yè)務質量。由于基于Ka頻段的LEO衛(wèi)星群蜂窩網(wǎng)的發(fā)展，不僅使可用頻率資源和通信容量大幅度增長，而且使用戶終端的成本大大降低，衛(wèi)星通信無縫覆蓋的優(yōu)勢凸現(xiàn)，在國際民用通信市場中確實可以占據(jù)一個不小比例。但是我國的情況略有不同。由于基于4G的地面蜂窩網(wǎng)在我國民用通信市場中占有比例明顯高于國外大多數(shù)國家，而衛(wèi)星通信接入因特網(wǎng)的競爭力還遠不如4G，目前衛(wèi)星通信可實現(xiàn)的可用頻率資源的地域覆蓋密度，比4G的覆蓋密度低幾個數(shù)量級。
關鍵詞 移動衛(wèi)星通信；系統(tǒng)技術；衛(wèi)星技術；終端技術
中圖分類號TN91 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）122-0223-02
0 引言
移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的最大特點是通過衛(wèi)星通信的多址傳輸方式，可以向全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離的漫游和機動、靈活的移動通信服務。
1 移動衛(wèi)星通信的特點
1.1衛(wèi)星通信
衛(wèi)星通信[1]，是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)無線電波而進行的兩個或多個地球站之間的通信方式，具有覆蓋范圍廣、建站成本和通信成本與距離無關、站點開通時間短等優(yōu)點，特別適合廣播通信業(yè)務以及難以敷設有線通信設施地區(qū)的通信需求。
1.2 移動衛(wèi)星通信
移動衛(wèi)星通信是指依靠衛(wèi)星通信的特點，在移動載體上集成了衛(wèi)星通信系統(tǒng)或者衛(wèi)星通信終端設備，從而可以實現(xiàn)載體在移動中不間斷的衛(wèi)星通信。根據(jù)衛(wèi)星通信環(huán)境和系統(tǒng)功能的要求，移動載體既可以是飛行器和地面移動裝備，還可以是海上移動載體和移動單兵，這就大大擴展了衛(wèi)星通信的使用范圍和環(huán)境適應性。
當前，移動衛(wèi)星通信的發(fā)展呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢，但移動終端小型化和通信業(yè)務寬帶化的是其比較顯著的特點。
2 移動衛(wèi)星通信的關鍵技術
早期和當代相比，移動衛(wèi)星通信的發(fā)展呈現(xiàn)出移動終端小型化和通信業(yè)務寬帶化兩個特點。其中，移動終端小型化是指移動衛(wèi)星通信的各種終端設備的逐步小型化。通信業(yè)務寬帶化是指移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)能夠提供傳統(tǒng)的窄帶話音服務和流暢的視頻服務以及高速的數(shù)據(jù)業(yè)務等多種服務。
一般來說，和固定衛(wèi)星通信相比，移動衛(wèi)星通信具有以下幾個技術特點：
1）天線低增益與衛(wèi)星功率的有限性之間存在突出矛盾；
2）低增益天線存在多徑效應和多普勒頻移等傳播信道問題；
3）眾多終端用戶共享有限的功率資源和衛(wèi)星頻率；
4）機動性、小型化和漫游管理等要求。
根據(jù)移動衛(wèi)星通信今后的發(fā)展趨勢，可以將移動衛(wèi)星通信的關鍵技術分為系統(tǒng)技術、衛(wèi)星技術和地面技術三個方面。下面將從這三個方面分別進行論述。
2.1系統(tǒng)技術
移動衛(wèi)星通信最重要的是系統(tǒng)技術，主要包括系統(tǒng)的體系結構和通信體制，以及移動載體的管理和網(wǎng)絡之間的互聯(lián)互通。
移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)在進行體系結構設計的時候，需要考慮地面實現(xiàn)與管理的問題和用戶對系統(tǒng)的要求和使用問題。其中，地面實現(xiàn)與管理問題是指在系統(tǒng)設計時，在確定了空間衛(wèi)星問題的同時，需要綜合考慮是采用分布式管理還是集中管理的問題；用戶對系統(tǒng)的要求和使用問題是指在進行移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)設計時，要綜合考慮使用多少種終端類型以及系統(tǒng)的模型采用單模還是多模以及衛(wèi)星網(wǎng)絡和地面網(wǎng)絡的兼容和融合成本問題。
移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)在進行通信體制設計的時候，既可以選用傳統(tǒng)的TDMA方式，也可以選用目前較為常用的CDMA方式，還可以選用上行為CDMA和下行為TDMA的混合體制方式。
移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)在進行移動載體的管理設計的時候，主要需要考慮移動載體的動態(tài)特性和終端設備的環(huán)境適應性，同時，由于移動通信衛(wèi)星發(fā)展的趨勢是波束寬度越來越窄，因此，要求移動載體的管理設計更加嚴格和有效。
移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)在進行網(wǎng)絡互聯(lián)互通設計的時候，不但要考慮現(xiàn)有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的體系結構和通信體制等，還要保證現(xiàn)有的網(wǎng)絡結構和新設計的網(wǎng)絡結構可以實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)互通。
2.2衛(wèi)星技術
移動通信衛(wèi)星技術的關鍵技術主要集中衛(wèi)星載荷技術和衛(wèi)星與地面移動通信系統(tǒng)的融合設計[2]等方面。
2.2.1衛(wèi)星載荷技術
移動衛(wèi)星通信需要滿足的條件是波束多點覆蓋、用戶間的單跳/雙跳通信以及多星組網(wǎng)通信等業(yè)務需求，重點是星載大型可展開天線、星上處理與交換以及星間鏈路等。
為了有效支持地面的移動終端并克服由于傳播距離長而導致的信號衰減、衛(wèi)星上的發(fā)射功率有限等問題，移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)需要借助大型星載天線技術以及多波束技術來有效的提高波束的有效全向輻射功率。
一般來說，星上處理與交換技術主要包括全透明轉發(fā)、全處理和透明處理轉發(fā)三種模式。全透明轉發(fā)的特點是技術體制適應性強，風險較小，但雙跳通信的服務實時性比較差；全處理的特點是一般通過數(shù)字方式實現(xiàn)，其優(yōu)點是服務實施性好且抗干擾能力強，但其技術體制適應性較弱且容易受空間輻射的影響。透明處理轉發(fā)特點是折中了二者優(yōu)缺點。
星間鏈路主要由微波和激光兩種實現(xiàn)方式。目前，主要采用微波通信技術，但由于受到頻帶寬度、體積、重量、功耗等方面的限制，不可能無限制的提高傳輸速率和容量；激光通信方式在優(yōu)勢明顯，但技術實現(xiàn)難度較大。
2.2.2衛(wèi)星與地面移動通信系統(tǒng)的融合設計
衛(wèi)星通信移動網(wǎng)絡與地面移動通信網(wǎng)絡作為對等的網(wǎng)絡，需要進行融合設計[3]，實現(xiàn)用戶網(wǎng)絡之間的漫游和互通。
2.3終端技術
隨著衛(wèi)星通信技術的發(fā)展進步，衛(wèi)星通信終端將來的發(fā)展趨勢為小型化和手持化。
當前，以甚小口徑衛(wèi)星終端站（VSAT）為代表的衛(wèi)星通信終端得到了廣泛的應用[4]。VSAT 系統(tǒng)在衛(wèi)星通信中的特點是可靠性高、靈活性強和使用方便，因此，對VSAT用戶來說，數(shù)據(jù)終端可以直接和計算機聯(lián)網(wǎng)，從而完成圖像傳輸、數(shù)據(jù)傳遞和文件交換等通信任務。
同VSAT系統(tǒng)等小型化的衛(wèi)星通信終端一樣，衛(wèi)星通信終端的應用正在向多媒體、寬帶化和嵌入式方向發(fā)展，主要涉及的技術有天線和射頻模塊小型化技術以及通信體制的革新。
3 結論
未來，隨著衛(wèi)星通信技術的快速發(fā)展、業(yè)務領域的不斷拓展和用戶需求的不斷增長，移動衛(wèi)星通信技術將會在各個應用領域得到更廣泛的應用。
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關鍵詞：衛(wèi)星通信；搜救；馬航
中圖分類號：TN927.2
1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本概念
衛(wèi)星通信系統(tǒng)是衛(wèi)星通信是地球上多個地球站（包括陸地、水面和大氣層）利用空中人造通信衛(wèi)星作為中繼站而進行的無線電通信。人造衛(wèi)星按軌道可分為三種類型：低軌道衛(wèi)星（
2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點
20世紀90年代中后期，在數(shù)字技術發(fā)展的推動下，衛(wèi)星通信技術也得到了迅速的發(fā)展。與其他通信技術相比，衛(wèi)星通信有著與眾不同的特點：
2.1 通信距離遠，切通信費與距離無關
衛(wèi)星就是利用距地球三萬六千公里的高空的人造衛(wèi)星作為中繼站的一種通信形式。由此可知，衛(wèi)星的通信的距離很遠，但是其總通信成本卻相對低廉，所耗資金少，并且隨著衛(wèi)星通信技術的設計和工藝的發(fā)展，成本將會進一步降低。
2.2 覆蓋面積巨大
一顆同步衛(wèi)星就能覆蓋約地球面積的三分之一，三顆同步衛(wèi)星就能將除南北極以外的地區(qū)全部覆蓋到，覆蓋面積相當于三百多個微波中繼站，在海、陸、空三個領域的車、船、飛機等移動通信中也在逐步發(fā)展，并且將是我們今后研究的方向。中低軌道通信衛(wèi)星的系統(tǒng)解決了個人手機移動通信，較著名的“依星”系統(tǒng)、“全球星系統(tǒng)”等。這些系統(tǒng)用十幾顆中低軌道衛(wèi)星把整個地球表面覆蓋起來，就像是掛在天上的蜂窩移動通信系統(tǒng)，但是每顆衛(wèi)星的覆蓋面積要比地面蜂窩移動通信小區(qū)系統(tǒng)的一個基站要大的多，并且無論是人煙稀少的山區(qū)、海洋或是沙漠、海島，都能覆蓋到，這一特點使衛(wèi)星成為海上搜救必不可少的方法。
2.3 通信頻道寬，傳輸容量大
衛(wèi)星通信工作再微波頻段，可利用的頻率帶寬達到500MHZ以上。一顆人造衛(wèi)星，可攜帶幾個到十個轉發(fā)器可供幾路電視如果用上頻分多址、時分多址以及碼分多址等接入方式，就能達到成千上萬路電話的使用。一顆人造衛(wèi)星，可攜帶幾個到十個轉發(fā)器可供幾路電視。
2.4 機動靈活，適應性強
地球站的建立很靈活，在各種環(huán)境的條件下都能建立。衛(wèi)星的數(shù)據(jù)傳輸同樣也很靈活，它既可以實現(xiàn)陸地上兩點間的通信，也能實現(xiàn)船與船、船與陸地、空中與陸地之間的通信，由此形成了一個多點、多方向的立體通信網(wǎng)絡。
2.5 通信質量好、可靠性高
衛(wèi)星通信電磁波的傳播主要在接近真空的外層空間傳輸，并且轉發(fā)數(shù)量少，因此噪聲影響小。對于極其惡劣的天氣狀況例如暴雨、冰雹、暴雪等，現(xiàn)階段的衛(wèi)星通信使用了KU波段和高功率衛(wèi)星進行傳輸，相較于傳統(tǒng)的C波段，這種技術使其抗天氣干擾能力大大的提升了，這樣就保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性。
3 衛(wèi)星通信在馬航搜救中的具體應用及成效
首先了解一下一般民用飛機的通信手段。一般的飛機上都裝有三部甚高頻（VHF）電臺、兩步高頻（HF）電臺、和一部衛(wèi)星通信系統(tǒng)（SATCOM）。甚高頻VHF的頻段為118至135.975MHZ，間隔25KHZ，視距：
無線電波發(fā)射到地面接收機，為近距離通信。
高頻通信的頻段為3至30MHZ，間隔1KHZ，傳播方式為空間波和地面波。通過飛機上的發(fā)射機將無線電波發(fā)射到電離層再反射到地面接收機。由于HF通信質量較低等缺陷，僅作為輔助。
在飛機的飛行過程中，飛機通信尋址與報告系統(tǒng)（ACARS）通過VHF以報文的形式發(fā)送給地面工作站，在傳送到地面指定的數(shù)據(jù)控制中心（CPS），由CPS將數(shù)據(jù)傳送至指定航空公司或ACARS地面工作站，地面工作站同時也可以向飛機發(fā)信號和數(shù)據(jù)。ACARS的主要功能之一就是在飛機移動過程中進行鏈路建立、維護和斷鏈。因此在飛機上VHF電臺超出與地面工作站通信距離或者出現(xiàn)故障時，ACARS的數(shù)據(jù)就會自動通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸。因此，即使飛機上種種通訊設備都停止工作了，衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈接仍然存在。飛機會自動發(fā)出信號，但不攜帶ACARS的數(shù)據(jù)，只是發(fā)出ping信號，即所謂脈沖信號。英國衛(wèi)星公司Inmarsat就是基于這一數(shù)據(jù)進行分析從而得出的猜想。
衛(wèi)星接收到從飛機上每隔一小時發(fā)來的脈沖信號（ping），依據(jù)這些信號從飛機傳回衛(wèi)星的仰角和時間，我們可以大致推知飛機飛行的時間和軌跡。飛機上天線的仰角，即為在接收點處，接收點與衛(wèi)星之間的連線和水平面的夾角。天線仰角計算公式：
式中，θ為接收點地理緯度，φ為接收點地理經(jīng)度，φ*為星下點的地理經(jīng)度，R為地球半徑，h為衛(wèi)星高度。由其公式可知，在已知衛(wèi)星同步軌道半徑與天線仰角的條件下，我們就可以推出接收點（發(fā)送點）的地理的經(jīng)緯度。但如果接收或發(fā)射點的波源變成運動的物體，這個公式算出來的答案就不正確了。由于移動衛(wèi)星通信的信道是時變信道，其特性相對復雜、不易分析，存在多徑衰落、多普勒效應等干擾。然而國際海事衛(wèi)星組織就是通過分析多普勒效應來估測馬航的航線和方向的。多普勒效應是波源和觀察者有相對運動時，觀察者接受到波的頻率與波源發(fā)出的頻率并不相同的現(xiàn)象，即當波源背離觀察者遠去時，接收到的波頻率小于波源實際頻率，當波源朝著觀察者運動時，接收到的波頻率大于波源實際頻率。多普勒的頻移可按如下公式計算：
式中，f0是實際工作頻率，v是波源與觀察者的相對速度，c為光速3×108m/s。由于衛(wèi)星和飛機之間存在相對運動，衛(wèi)星接收的脈沖信號由于多普勒效應產(chǎn)生了微小變化，是我們分析飛機去向的關鍵。若飛機沿著某一方向（假設不折返）先是離衛(wèi)星越來越近，然后離衛(wèi)星越來越遠，這樣就導致接受的信號先朝著高頻移動然后向低頻，這也叫信號的擴張和壓縮，通過飛機距離衛(wèi)星所處64.5度的緯度位置的遠近，來獲知在十億分之一秒單位下，信號是被壓縮，還是擴張了。衛(wèi)星每收到一次ping，就需要對其進行一次計算，由此判斷飛機方向和飛行時間。
4 結束語
盡管衛(wèi)星通信在馬航的搜救過程中仍然有一些不足，例如由于馬航未購買ACARS系統(tǒng)，因此衛(wèi)星無法獲知飛機具體的飛行狀態(tài)；對衛(wèi)星通信獲得的數(shù)據(jù)分析還不夠成熟等，但是我們不得不承認，衛(wèi)星通信在搜尋馬航過程中不可代替的作用。隨著民航航空越來越普及，航空通信系統(tǒng)與衛(wèi)星通信的數(shù)據(jù)鏈路應用將會越來越廣泛，人們對衛(wèi)星通信的期望也會越來越高。我國民用飛機的自助研制剛剛起步，這一塊相對薄弱。因此在我國大力研發(fā)民用航空的背景下，深入研究衛(wèi)星通信技術在航空通信系統(tǒng)中的應用對我國民用航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著重大的意義。
參考文獻：
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“實踐是檢驗真理的唯一標準”，同理，只有在實際運用中，人的能力才可以得到真正的提高。到目前為止，我國發(fā)生了很多的突發(fā)性的災難以及危機，這使得我國的應急救援機制必須要構建起來，應對各種災難的能力要真正的提升上來。本文主要介紹了應急系統(tǒng)的一些構成以及它們的主要功能，并通過再現(xiàn)指揮中心對事故現(xiàn)場的掌握以及指令的實現(xiàn)方式向人們具體的介紹應急通信系統(tǒng)。重點就是衛(wèi)星通信在跨區(qū)域應急救援中的應用。
【關鍵詞】
應急救援機制；應急通信系統(tǒng)；衛(wèi)星通信；跨區(qū)域應急救援
1系統(tǒng)工作機理衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成
在了解應用之前，要先對跨區(qū)域衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成有一定的了解：由中心站以及事故現(xiàn)場設備組成，中心站以及事故現(xiàn)場設備之間還可以通過衛(wèi)星進行聯(lián)系的。中心站以及事故現(xiàn)場設備的具體關系如圖1所示。
2指令實現(xiàn)的方式
應急指揮通信系統(tǒng)的應用范圍是非常的廣的，它在任何惡劣的環(huán)境之下，都可以發(fā)揮作用。在應急通信的系統(tǒng)中，保證指揮部的指令能夠快速、安全的到達現(xiàn)場是非常的重要的。下面主要介紹語音、視頻以及數(shù)據(jù)業(yè)務等三種指令實現(xiàn)的方式。
2.1語音指令的實現(xiàn)在事故的現(xiàn)場，語音可以說是最基本的需求。它主要包括兩個方面的內容：現(xiàn)場工作人員之間的交流、現(xiàn)場人員與指揮人員的溝通問題。VSAT衛(wèi)星通道的語音以及海事衛(wèi)星的語音功能都是可以幫助解決事故現(xiàn)場人員之間以及與外界的語音通話的。
2.2視頻指令的實現(xiàn)視頻業(yè)務的實現(xiàn)是可以使現(xiàn)場的搶救人員與后方的指揮人員“面對面”的對事故現(xiàn)場的問題進行溝通。主要是利用VSAT衛(wèi)星的通信通道、通過無線圖像傳輸設備來實現(xiàn)。將主站的MCU接入應急救災指揮中心的電視系統(tǒng)，實時的利用視頻回傳以及及時的參加電視會議。
2.3數(shù)據(jù)業(yè)務的實現(xiàn)事故現(xiàn)場的數(shù)據(jù)業(yè)務主要是指：現(xiàn)場災難數(shù)據(jù)、現(xiàn)場指揮辦公的文件、接受外網(wǎng)的郵件等等。在事故的搶救現(xiàn)場是需要網(wǎng)絡的支持的，所以在通信車的附近，現(xiàn)場辦公人員是利用無線網(wǎng)來實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)的接入的。數(shù)據(jù)的接入原則上是比較簡單的，可以通過連接指揮中心的路由器以及衛(wèi)星設備來實現(xiàn)。
3衛(wèi)星通信在應急救援中的作用
3.1衛(wèi)星網(wǎng)技術在事故救援中，衛(wèi)星網(wǎng)主要采用的是FDMA\DSCPC衛(wèi)星技術。這些衛(wèi)星技術都是基于一定的通信標準進行通信的，所 有的業(yè)務都是必須嚴格的按照這樣的標準進行的。當然，衛(wèi)星通信系統(tǒng)是可以根據(jù)不同的需求來組合不同的衛(wèi)星或者混合成不同的組網(wǎng)模式，信息的匯集中心就是中心站。中心站的作用是不言而喻的：控制指令、對業(yè)務的數(shù)據(jù)進行分析等。
3.2衛(wèi)星電話衛(wèi)星電話在普通的通信手段被限制之后的應急手段。現(xiàn)在各個部門配置的都是海事衛(wèi)星，在大規(guī)模的災難來臨的時候多個單位之間的相互合作是非常的重要的，所以在各個部門同意衛(wèi)星電話的類型也是非常的有意義的。圖2是衛(wèi)星電話同網(wǎng)之間進行通信的路線圖。
4結語
衛(wèi)星通信之所以會得到廣泛的應用，是因為衛(wèi)星通信具有著很多優(yōu)點：受外界因素、特別是自然災害的影響較小；通信的距離遠并且通信的覆蓋的范圍比較大；終端設備的結構是非常的緊湊的，這樣在移動的時候，就不用顧慮太多的外部因素；安裝是非常的方便的。當然，最重要的一點就是衛(wèi)星通信系統(tǒng)是不受地面一些基礎設施的影響的，這一點就突出了衛(wèi)星通信系統(tǒng)在事故的救援中所占據(jù)的重要地位，在跨區(qū)域應急救援指揮通信系統(tǒng)中發(fā)揮著至關重要的作用。
參考文獻
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[關鍵詞]寬帶衛(wèi)星 通信系統(tǒng) 關鍵技術
中圖分類號：F840.61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）40-0308-01
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，科學技術也火力全開的發(fā)展著，因此，技術研發(fā)和人們日常生活對通信技術的要求也變得越來越高。因為很多通信的項目，都需要質量的保證，因此，對衛(wèi)星通信的系統(tǒng)的依賴便越來越強。近年來，寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)由于自身重量輕，信號覆蓋面積廣，性能穩(wěn)定，以及研制和發(fā)射費用都較低的獨特優(yōu)勢，在全世界內得到了廣泛的研究和應用，逐漸成為現(xiàn)代信息傳播的重要手段。為促進衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展，對其關鍵技術的探討也是必不可少的。
1 寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)
1.1概念
衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)，俗稱衛(wèi)星寬帶或衛(wèi)星上網(wǎng)，就是衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)相結合的產(chǎn)物，具體來說指的是通過衛(wèi)星進行語音、數(shù)據(jù)、圖像和視像的處理和傳送。通過同步軌道衛(wèi)星、非靜止軌道衛(wèi)星或兩者的混合衛(wèi)星群系統(tǒng)提供多媒體交互式業(yè)務和廣播業(yè)務。常見的寬帶衛(wèi)星業(yè)務基本是使用Ku頻段和C頻段，但Ku頻段的應用已經(jīng)非常擁擠，故計劃中的寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)基本是采用Ka頻段。
1.2 寬帶通信衛(wèi)星星座系統(tǒng)
由于軌道低，每一顆衛(wèi)星所能覆蓋的通信范圍相對較小，如果要使全球都能被覆蓋上通信信號，那么需要把幾十顆衛(wèi)星按照一定的形狀進行編隊，從而組建成一個全球系統(tǒng)，形成衛(wèi)星星座。目前國際上已發(fā)射或者是即將發(fā)射的系統(tǒng)有十幾個，這些系統(tǒng)采用的技術手段也是多種多樣。
1.2.1靜止軌道
在赤道的平面上運行的衛(wèi)星一般是靜止軌道的通信衛(wèi)星星座系統(tǒng)，因為它實現(xiàn)覆蓋全球的功能只需要使用三顆衛(wèi)星，目前已經(jīng)存在的是美國的ASTROLINK系統(tǒng)、日本的WINDS系統(tǒng)、歐洲的EUROSKYWAY系統(tǒng)等。但就實際情況而言，因為衛(wèi)星的軌道高度相對較高，傳播路徑的損耗較大，使得傳播的信號會有一段較長時間的延遲，大概是250-280ms，而且音頻和視頻的傳輸質量也不太令人滿意。
1.2.2中低軌道
可以在任意兩個用戶之間建立實時通訊、完成實時交互式的業(yè)務，是中軌道和低軌道通信衛(wèi)星系統(tǒng)能滿足的，因為他們的傳播信號延時情況只有110-130ms、20-23ms。而且系統(tǒng)中的衛(wèi)星都是可以進行批量化生產(chǎn)，形成規(guī)模經(jīng)濟，從而降低每一顆衛(wèi)星的造價和發(fā)射費用。但不足之處是這些系統(tǒng)中的衛(wèi)星會帶來一個較為復雜和系統(tǒng)控制和網(wǎng)絡管理問題；除此之外，中軌道和低軌道的衛(wèi)星通信系統(tǒng)需要很多數(shù)量的衛(wèi)星，才能完成覆蓋全球的功能。比如說：美國的TELEDESIC衛(wèi)星系統(tǒng)最初使用了840顆衛(wèi)星，歐洲的SKYBRIDGE由最初的64顆增加到80顆。
1.2.3靜止軌道和非靜止軌道衛(wèi)星的混合
靜止軌道的衛(wèi)星在語音和交互式視頻業(yè)務方面，因為延時的長度太長而不如非靜止的衛(wèi)星，但就使用的衛(wèi)星數(shù)量和發(fā)射費用而言，靜止軌道又比非靜止的衛(wèi)星造價更低。因此，如果建立靜止軌道和非靜止軌道衛(wèi)星的混合星座系統(tǒng)，可以更廣范圍的進行覆蓋，更短延時的進行信號傳播，比較適合一些組播和廣播等項目，比如說，美國的CYBERSTAR和歐洲的SKYBRIDGE就組成了一個混合系統(tǒng)，形成戰(zhàn)略聯(lián)盟進而輕松的開拓衛(wèi)星市場的相關業(yè)務。
2 現(xiàn)代寬帶衛(wèi)星所面臨的問題
2.1 延時太長和時延抖動
傳輸過程的時延、星上交換和處理的時延、上下行鏈路傳播的時延等基本構成了寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)在傳輸信號和數(shù)據(jù)時所經(jīng)歷的各種時延，這些時延的長度也就組成了總時延的長度。因為靜止衛(wèi)星系統(tǒng)一般情況下是固定的，相對于地面而言，所以在信號傳播的過程中基本上沒有切換，因此擁有相對固定的時延。非靜止衛(wèi)星系統(tǒng)雖然時延比靜止系統(tǒng)短小，但因為其會隨著衛(wèi)星的移動、切換等狀態(tài)而發(fā)生變化，出現(xiàn)一些細小的時延。
2.2 功率的管理繁忙
C頻段是經(jīng)常會發(fā)生擁擠現(xiàn)象的一個頻段，主要是因為運作大型業(yè)務的通信衛(wèi)星常常運行在4-6GHz的C頻段，擁擠發(fā)生后又會導致信號的堵塞、時延的加長，造成信號傳播的不暢。為了改善這一現(xiàn)象，運營商多開始使用11-14GHz的Ku頻段，一般是采用兩者結合的方式進行保守的發(fā)展。一旦Ku頻段也發(fā)生擁擠現(xiàn)象時，則運營商會繼續(xù)投入到全Ka頻段的通信競爭中。
3 寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術
3.1 衛(wèi)星ATM網(wǎng)絡
基于ATM技術發(fā)展的復雜的星上交換、星上處理、星上路由等技術可以直接將信息從上行鏈路傳遞到指定的下行鏈路點波束上，這種方式能夠在一定程度上減短信號傳播的時間。多頻時多分址接入技術、時分復用技術的采用，對于在Ka頻段工作的靜止軌道系統(tǒng)而言，能夠在不同地區(qū)、但在同一點波束內的用戶接入其中，從而實現(xiàn)語音、視頻和數(shù)據(jù)的傳播，實現(xiàn)用戶之間的資源共享。
3.2 星上處理技術
衛(wèi)星、用戶站和網(wǎng)絡主控制站組成了一個傳統(tǒng)意義上的彎管模式衛(wèi)星系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)內的用戶必須建立TDMA同步和時隙同步。當結成同步狀態(tài)后，用戶把關于目的地、吞吐量等請求發(fā)送至網(wǎng)絡主控制站，然后主控制站開始檢查衛(wèi)星的相關資源，比如說：頻道是否可用、發(fā)射功率是否在標準范圍內等。當這些檢查都通過以后，主控制站即接受連接的請求并為客戶分配信道，然后進行數(shù)據(jù)的傳輸。
3.3 星間鏈路
衛(wèi)星之間的通信鏈路就是星間鏈路，即是指在空間內建立一個通信子網(wǎng)，利用衛(wèi)星之間的可靠性和高容量性進行通信，盡可能的節(jié)約地面的資源。星間鏈路既可以存在于同一軌道的衛(wèi)星之間，也可以存在于異軌道中，且都會產(chǎn)生一部分傳播時延。非靜止衛(wèi)星系統(tǒng)會因為衛(wèi)星的移動狀態(tài)和自適應路由技術而不間斷的改變星間鏈路，而靜止衛(wèi)星系統(tǒng)中的星間鏈路時延是不會改變的。
3.4 波束成形技術
通信天線是寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)中常用的天線，主要包括全球波束、區(qū)域波束、點波束天線等。全球波束天線的半功率角寬度恰好覆蓋衛(wèi)星對地球的整個視區(qū)。而區(qū)域波束和點波束天線則擁有較小的半功率角寬度，能夠集中的滿足某一特殊地區(qū)的通信要求。
4 結語
對于寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)的研究已經(jīng)進入第四代了，這種結合了IP、ATM和相關的衛(wèi)星技術的通信網(wǎng)絡具有眾多的優(yōu)點：高利用率的帶寬、覆蓋地面廣等。但在實際的運用過程中，人們要求的通信質量問題還存在一定的缺陷，因此在這一方面還需要有關研究人員深入探索，積極研發(fā)，發(fā)展更高級的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡，提高通信系統(tǒng)的使用質量。
參考文獻：
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【關鍵詞】衛(wèi)星通信技術；應用體會；發(fā)展趨勢；主要特點
近年來，隨著移動通信技術發(fā)展，一些新的通信技術不斷涌現(xiàn)，如WiMAX、LTE等，顯示出了當前我國移動通信業(yè)技術水平及實力。衛(wèi)星通信技術于20世紀發(fā)展并興起，與新通信技術相比，雖然不是新發(fā)展起來的，依然具備系統(tǒng)容量大、通信距離遠等技術優(yōu)勢，應用價值很大。為了進一步了解衛(wèi)星通信技術，有必要分析衛(wèi)星通信技術應用，加深對衛(wèi)星通信技術應用的體會，為未來技術研究與發(fā)展提供有益見解。
1衛(wèi)星通信技術
衛(wèi)星通信技術，是一種利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)無線電波的通信系統(tǒng)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)結構如圖1所示。衛(wèi)星通信技術具備覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質量好、組網(wǎng)方便迅速、便于實現(xiàn)全球無縫鏈接等優(yōu)點，但是也有缺點，主要是傳輸時延大，通信傳輸及時性較低。從過去應用現(xiàn)狀看，衛(wèi)星通信技術主要應用于衛(wèi)星移動、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星廣播、衛(wèi)星固定通訊及飛機等領域。隨著智能手機發(fā)展，衛(wèi)星通信技術在智能手機操作系統(tǒng)中有了應用，形成了以衛(wèi)星通信技術為基礎的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，實現(xiàn)定位、導航、測距、測速等功能，提高了智能手機操作水平。
2衛(wèi)星通信技術應用體會
2.1主要困境
2.1.1傳輸時延大衛(wèi)星通信技術的優(yōu)勢突出，但有一個很大的缺陷，即傳輸時延大，特別是在寬帶通信方面。在寬帶上，衛(wèi)星通信及時性不能與光纖通信技術相比；在移動特性上，衛(wèi)星通信不能與地面蜂窩移動系統(tǒng)相比。由于以上缺陷存在，受寬帶限制，衛(wèi)星通信技術已經(jīng)難以滿足高速數(shù)據(jù)業(yè)務需求，光纖通信技術漸漸取代衛(wèi)星通信技術，這是現(xiàn)階段衛(wèi)星通信技術應用面臨的主要困境。如，基于衛(wèi)星通信技術建立起來的ATM網(wǎng)絡，由于有較大的時延性，要求通信互聯(lián)時能快速有效的進行轉換協(xié)議，減少傳輸時延帶來的影響。2.1.2很難保證協(xié)議轉換方式最佳在衛(wèi)星通信中采用寬帶IP技術，應用難度是較大的，主要在于對不同的協(xié)議，衛(wèi)星通信技術很難保證提供的所有轉換方式都最佳。目前，寬帶系統(tǒng)傳輸技術基本以ATM技術為基礎，但是ATM技術難以適應衛(wèi)星通信要求，不能確保準光線質量。特別是ATM技術不同于衛(wèi)星通信技術，所以想要基于ATM技術建立衛(wèi)星ATM通信網(wǎng)絡難度是較大的，需要對協(xié)議及轉換進行修改。2.1.3傳輸安全上的問題衛(wèi)星通信技術發(fā)展時間不長，雖然在覆蓋面、傳輸量等方面有較大的優(yōu)勢，但是與光纖通信技術等相比，其不僅有傳輸時延大等缺陷，在技術水平上也有一定差異，一定程度上影響了衛(wèi)星傳輸安全。為此，應當考慮如何進一步提高衛(wèi)星傳輸?shù)陌踩浴?/p>
2.2改進對策
針對衛(wèi)星通信技術應用中表現(xiàn)出來的問題，提出采用以下技術加以改進與調整，完善衛(wèi)星通信技術。2.2.1數(shù)據(jù)壓縮技術由于衛(wèi)星通信技術有傳輸時延大缺點，為實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，可以采用數(shù)據(jù)壓縮技術。數(shù)據(jù)壓縮技術是一種數(shù)據(jù)處理激激技術，可以對數(shù)據(jù)進行動態(tài)、靜態(tài)壓縮，無論采用哪一種壓縮方式，都能提高通信系統(tǒng)傳輸效率。移動通信領域，數(shù)據(jù)壓縮公認標準有兩個：①CCⅡT的H.26；②ISO中的靜態(tài)圖像壓縮編碼標準，可根據(jù)實際情況采用適合的數(shù)據(jù)壓縮標準。2.2.2信息同步技術信息同步主要分為兩大類：①連續(xù)同步；②時間驅動同步。衛(wèi)星通信技術應用中，想要實現(xiàn)信息同步，可以采用以上兩種信息同步技術，具體方法有反饋法、時間截法等。然后，按照以上方法建立協(xié)議轉換方式，發(fā)展多信息流會話協(xié)議等，與當前最常用的分布式協(xié)議相適應。2.2.3智能衛(wèi)星天線技術移動通信采用衛(wèi)星通信技術時，需要利用衛(wèi)星通信技術傳輸大量的多媒體信息，但是受寬帶限制，傳輸效率不高。出于通信傳輸考慮，要求傳輸效率最低為2500MHz，一般選擇Ku、Q等波段。雖然這些波段可以滿足傳輸效率要求，然而實際傳輸中存在一定的雨衰現(xiàn)象，影響衛(wèi)星功率。為改進這一問題，需要研究智能衛(wèi)星天線技術，擴大波束覆蓋面，利用多波束快速跳變降低雨衰現(xiàn)象，保證衛(wèi)星功率。2.2.4寬帶衛(wèi)星通信技術為使寬帶在衛(wèi)星通信中得到很好的應用，應當積極發(fā)展寬帶IP衛(wèi)星通信技術。技術研究方向主要包括兩個方面：①繼續(xù)使用ATM協(xié)議；②完全摒棄掉ATM協(xié)議，發(fā)展新的協(xié)議。在繼續(xù)使用ATM協(xié)議情況下，需對ATM協(xié)議進行改進。如，將信元和VC級業(yè)務量管理結合起來，建立可以控制各種擁塞問題的機制，加快協(xié)議轉換。在完全摒棄掉ATM協(xié)議情況下，可以基于寬帶IP建立新的協(xié)議，如IP保密安全協(xié)議等，建立新型的協(xié)議。2.2.5空間激光通信技術空間激光通信技術是一種以激光光波為載波的光通信技術，它以大氣作為傳輸介質，通信傳輸?shù)母咝浴⒓皶r性可以光纖通信技術相媲美，且寬帶、功率等方面都有極大的技術優(yōu)勢。此外，空間激光通信技術的波段窄、波速小，很難被截獲，一定程度上提高了通信傳輸安全性。所以，如果將空間激光通信技術應用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，可以確保衛(wèi)星通信安全可靠。
3衛(wèi)星通信技術發(fā)展趨勢
隨著科學技術發(fā)展，衛(wèi)星通信技術也在不斷進步，衛(wèi)星通信系統(tǒng)功能能力得到了大幅度提升。監(jiān)管如此，與光纖通信技術等相比，技術先進性依然存在一定差異，還需持續(xù)加大技術研究投入。衛(wèi)星通信技術研究有一定的風險，但是不能退縮、膽怯，要勇于科研、敢于探索，促進衛(wèi)星通信技術發(fā)展。從當前及未來衛(wèi)星通信技術應用需求看，今后工作中可以加大以下幾個方面研究：（1）建立獨立的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，不需要通過地面電信網(wǎng)，直接利用自身的獨立通信網(wǎng)服務于民，減少對地面電信設施的依賴，可提高衛(wèi)星通信傳輸效率。（2）加大衛(wèi)星通信技術與其他行業(yè)的融合研究，擴大衛(wèi)星通信技術的應用范圍，充分利用衛(wèi)星通信技術帶動社會建設。（3）綜合衛(wèi)星業(yè)務。衛(wèi)星通信技術廣泛應用于衛(wèi)星移動、衛(wèi)星遙感、衛(wèi)星廣播等領域，這些業(yè)務系統(tǒng)是相互獨立的，可以考慮建立綜合衛(wèi)星業(yè)務，并構建與之相適應的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡。（4）移動衛(wèi)星通信方面，將其與第四代移動通信技術融合應用，建立更高效、高速的的個人通信網(wǎng)，提高衛(wèi)星通信技術在移動通信上的服務能力。
4結論
綜上所述，衛(wèi)星通信技術在社會生產(chǎn)很多領域有著應用，如衛(wèi)星移動、衛(wèi)星遙感、航空航海、救災等，極大促進了社會建設與發(fā)展。面臨衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸延時大等問題，可以采用數(shù)據(jù)壓縮技術、信息同步技術、智能衛(wèi)星天線技術等，解決當前衛(wèi)星通信系統(tǒng)應用中的難題，從根本上提高衛(wèi)星通信技術水平，擴大微信通信技術應用范圍。
參考文獻
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[2]黃睿.衛(wèi)星通信技術的應用體會及未來趨勢展望[J].科技創(chuàng)新與應用，2013（20）：81.
[3]付強.衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術應用現(xiàn)狀分析及其發(fā)展趨勢[J].工程技術：文摘版，2016（10）：00286.
[4]徐明月.衛(wèi)星通信技術的發(fā)展和應用[J].工程技術：引文版，2016（11）：00017.
【關鍵詞】 衛(wèi)星通信 MF-TDMA 信道 時隙
一、引言
衛(wèi)星通信系統(tǒng)的多址方式有頻分多址（FDMA） 、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等，隨著技術的發(fā)展，各種不同的多址方式相互結合，形成混合多址調制方式，其中最具有代表性的是跳頻時分多址MF-TDMA （Multi-Frequency Time-Division Multiple Address） [1]，此系統(tǒng)很好的將FDMA和TDMA合二為一，從頻域和時域二維空間對衛(wèi)星資源進行分配，首先采用FDMA方式將信道分割成頻率不同的若干路載波，然后再在每一路載波上使用TDMA的方式分割成若干時隙，以便用戶可以在指定的時隙內使用指定的載波頻率進行數(shù)據(jù)的傳送，這就為組網(wǎng)通信帶來了極大的便利，很容易組建星狀網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)，實現(xiàn)一點對多點或多點對多點的組網(wǎng)通信，可廣泛應用于軍事、氣象、電信、教育、人防、交通、廣電等行業(yè)。
二、系統(tǒng)組成
MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)由主站（含備份主站）和分布在各地的若干遠端站構成，他們之間通過不同的載波和時隙實現(xiàn)業(yè)務、控制等信息的交互。
2.1主站
主要設備包括衛(wèi)星天線、ODU、TDMA 主控終端、網(wǎng)管。主站負責發(fā)送TDMA 時鐘參考信號和幀計劃，是全網(wǎng)的時鐘參考基準和衛(wèi)星資源分配中心。網(wǎng)管負責整個衛(wèi)星通信系統(tǒng)運行的集中控制管理，主要完成網(wǎng)絡管理、資源分配、流量統(tǒng)計等功能。實際組網(wǎng)應用中可根據(jù)實際情況配置兩臺TDMA主控終端，互為備份，以提高整個衛(wèi)星通信系統(tǒng)的可靠性。
2.2備份主站
設備配置與主站相同，主要作用是在主站出現(xiàn)故障時承擔主站的工作，主備站之間實行自動切換，且在切換過程中系統(tǒng)仍能正常工作。
2.3遠端站
遠端站主要設備包括衛(wèi)星天線、ODU、TDMA 業(yè)務終端。遠端站以主站為參考，按照主站下發(fā)的幀計劃在所分配的時隙內傳送突發(fā)信息。當然遠端站也可配置幀計劃產(chǎn)生單元，以便于當主站和備份主站雙雙發(fā)生故障時，能將該遠端站配置為主站，以增強系統(tǒng)的抗毀性。
三、組網(wǎng)工作原理
MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)擴大了衛(wèi)星信道的應用規(guī)模，支持同一時刻處理多路載波，支持多路載波間的頻率跳變，支持載波速率變化。
在多個載波信道中，有一個稱為主載波信道，這個主載波信道由參考突發(fā)時隙、測距時隙、申請時隙和數(shù)據(jù)時隙構成。一個遠端站開機進入運行狀態(tài)后，首先接收主載波信道，解析參考突發(fā)，獲取幀計劃；然后通過測距時隙，進行測距，完成主站與遠端站之間的時鐘同步；同步后，當時間到達該站突發(fā)時隙時傳送突發(fā)信息。
各站接入的話音、數(shù)據(jù)、視頻綜合業(yè)務等首先要進行分段、打包處理，處理后獲得的分組加入目的站址、數(shù)據(jù)保護等信息，然后通過申請時隙向主站發(fā)送業(yè)務時隙請求，主站收到請求后，從時隙池中選擇空閑時隙分配給該站，并按照時隙分配表在指定載波和時隙位置上發(fā)送。在遠端站接收端，進行解調和過濾，若目的站址不是本站則丟棄，若是則進行解封裝處理。
MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)組網(wǎng)時每個載波可根據(jù)站型能力配置載波速率，對業(yè)務量大的站點配用高速載波、對業(yè)務量小的站點配用低速載波。通過載波跳變頻、變速率，不僅提高了系統(tǒng)網(wǎng)絡的容量，而且信道分配更加靈活，可實現(xiàn)不同大小站型、多種業(yè)務類型的遠端站靈活組網(wǎng)。但隨著業(yè)務量的增多，現(xiàn)有衛(wèi)星資源就顯得捉襟見肘，那么如何來提高現(xiàn)有衛(wèi)星的資源利用率呢？這時信道資源分配就顯得更加重要。
四、MF-TDMA信道分配研究
MF-TDMA 系統(tǒng)的衛(wèi)星信道資源是根據(jù)業(yè)務量的大小動態(tài)申請、分配的，具有突發(fā)性。傳統(tǒng)的“FIFO”傳輸策略將不同類型的業(yè)務混雜在一起分享帶寬資源，對實時性要求不高的文件傳輸業(yè)務影響不大，但對實時性要求極高的話音和視頻等流類型業(yè)務來說影響會相當明顯，如出現(xiàn)因帶寬受限導致的話音或視頻傳輸抖動、斷續(xù)等現(xiàn)象。因此，業(yè)務在MF-TDMA衛(wèi)星網(wǎng)絡中傳輸使用時，必須設計合理的QoS保證機制，實行合理的信道分配算法。
4.1時隙申請與分配
當遠端站與主站時鐘同步后，則開始進行業(yè)務數(shù)據(jù)的突發(fā)傳輸。在信道分配集中控制方式下，信道的時隙分配由中心站完成。主站根據(jù)遠端站的能力及申請的時隙數(shù)、服務質量保證等在載波組內為其分配載波和時隙信道。遠端站再通過解析分配結果獲得時隙的使用權限，在分配的時隙內進行發(fā)送突發(fā)數(shù)據(jù)。時隙分配表中包含著每個時隙的使用規(guī)劃，由若干個分配單元組成，每個分配單元描述了一個時隙的類型和使用者[2]。
具體時隙申請和分配具體過程為：
1）每個遠端站根據(jù)其業(yè)務的特性向主站發(fā)送申請信息；
2）主站的時隙分配表生成單元根據(jù)收到的每個遠端站申請信息進行時隙分配表生成計算，得到時隙分配表后通過參考突發(fā)下發(fā)至全網(wǎng)各遠端站；
3） 每個遠端站接收到參考突發(fā)后，對時隙分配表進行解析，獲得本地球站的數(shù)據(jù)時隙分配情況；
4）在分配的數(shù)據(jù)時隙內，各遠端站發(fā)送業(yè)務數(shù)據(jù)。
由實際工程經(jīng)驗可知，幀中的數(shù)據(jù)時隙有四種使用方式：預分配使用方式、保證使用方式、按需分配使用方式和自由使用方式[3]：
1）預分配使用方式：指把載波上的某些時隙指定分配給某站發(fā)送業(yè)務，類型可以是實時的也可以是非實時的，為“不占用也滿足”的分配方案，主要用于隨時需要帶寬保證的業(yè)務。
2）保證使用方式：指某站配置了保證時隙，系統(tǒng)必須給以分配保證，為“需要必滿足”的分配方案。不同于預分配方式自始至終占用部分時隙，對于具有保證使用時隙的遠端站，當業(yè)務所占帶寬沒有達到相應的保證量時，剩余的時隙可以分配給其它站使用，而一旦本站需要，系統(tǒng)將會對此站的業(yè)務予以優(yōu)先滿足。保證使用方式適用于那些帶寬變化比較大，實時性要求不高，而且需要一定帶寬保證的業(yè)務（如IP數(shù)據(jù)業(yè)務）。
3）按需分配使用方式：指按照帶寬的申請量進行時隙的動態(tài)分配。
4）自由使用方式：主要為突發(fā)性的非實時業(yè)務所提供的時隙使用方式。
時隙分配要考慮時隙利用率、業(yè)務服務質量、時隙分配的公平性等，采用“實時業(yè)務時隙位置相對固定，非實時業(yè)務時隙重分配”的原則進行計算。
4.2跳頻工作方式
跳頻工作方式只要包括：發(fā)跳收不跳MF-TDMA、收跳發(fā)不跳MF-TDMA和收發(fā)都跳MF-TDMA三種組網(wǎng)系統(tǒng)，敘述如下：
1）發(fā)跳收不跳MF-TDMA組網(wǎng)系統(tǒng)
目前的MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)大都采用發(fā)跳收不跳方式，發(fā)送載波的時隙可以在不同頻點上跳變，接收載波固定在不同的頻點上。設計時將所有遠端站進行分組，一組由多個站構成，并為每個組分配一個固定的接收載波，稱為值守載波。各站間進行通信時，接收站在值守信道上接收其它站發(fā)送給自己的信息，發(fā)送站將突發(fā)信號發(fā)送到接收站值守載波上，并根據(jù)所處的值守載波不同而在不同的載波上逐時隙跳變發(fā)送信號。
2）收跳發(fā)不跳MF-TDMA組網(wǎng)系統(tǒng)
組網(wǎng)設計時同樣將所有地球站進行分組，并為每組站分配一個固定的發(fā)送載波。與其他站通信時，發(fā)送方在自己固定載波的指定時隙位置發(fā)送，接收方根據(jù)發(fā)送方的載波不同而逐時隙跳變接收。
多類站型混合組網(wǎng)通信時，大口徑站配置的固定發(fā)送載波最高速率取決于所發(fā)送的小口徑站的接收能力，而小口徑站配置的載波最高速率則取決于小口徑站本身的自發(fā)自收能力。與發(fā)跳收不跳組網(wǎng)方式相比，收跳發(fā)不跳系統(tǒng)大口徑站的最高發(fā)送載波速率高于發(fā)跳收不跳系統(tǒng)大口徑站的最高接收載波速率，而小口徑站的發(fā)送和接收載波最高速率相同。因此從多類站型混合組網(wǎng)的系統(tǒng)容量方面比較，收跳發(fā)不跳MF-TDMA系統(tǒng)優(yōu)于發(fā)跳收不跳MF-TDMA系統(tǒng)。
3）收發(fā)都跳MF-TDMA組網(wǎng)系統(tǒng)
此系統(tǒng)各站發(fā)送和接收突發(fā)信號都可根據(jù)所處載波的不同而跳變。不同于發(fā)跳收不跳和收跳發(fā)不跳系統(tǒng)，各站間不再進行分組。站間分配載波和時隙基于雙方收發(fā)能力進行，即根據(jù)其不對稱傳輸能力而分配不同載波上的時隙。因此，多類站型混合組網(wǎng)時，載波速率的配置取決于大口徑站本身收發(fā)能力和小口徑站本身收發(fā)能力。收發(fā)都跳MF-TDMA系統(tǒng)的多類站型組網(wǎng)能力優(yōu)于收跳發(fā)不跳MF-TDMA系統(tǒng)和發(fā)跳收不跳MF-TDMA系統(tǒng)。
3種組網(wǎng)系統(tǒng)實現(xiàn)方式在支持多類站型混合組網(wǎng)的能力方面，收發(fā)都跳系統(tǒng)MF-TDMA最強，發(fā)跳收不跳MFTDMA系統(tǒng)最弱。在實際的應用過程中，發(fā)跳收不跳MFTDMA系統(tǒng)能夠構建基于分組交換的網(wǎng)絡，而收發(fā)都跳MFTDMA系統(tǒng)和收跳發(fā)不跳MF-TDMA系統(tǒng)只能構建基于時隙的電路交換網(wǎng)絡。另外，在技術實現(xiàn)復雜度方面，發(fā)跳收不跳MF-TDMA系統(tǒng)最為簡單。基于各自的綜合優(yōu)勢和實際的應用需求，發(fā)跳收不跳MF-TDMA 系統(tǒng)得到了廣泛應用并成了發(fā)展主流，但是如何彌補其支持多類站型混合組網(wǎng)能力的不足還值得研究，目前相關研究人員提出了一種雙值守載波MF-TDMA解決方案來解決此問題，我們將在以后的應用中去檢驗。
五、結束語
隨著各行各業(yè)信息化建設進程的加快，對中高速靈活組網(wǎng)衛(wèi)星通信的需求越來越迫切。目前，MF-TDMA網(wǎng)是唯一支持中高速綜合業(yè)務組網(wǎng)，也支持小系統(tǒng)獨立組網(wǎng)應用的網(wǎng)絡體系。
要想使 MF-TDMA系統(tǒng)能夠發(fā)揮最大作用，實際使用時必須對其進行深入研究和規(guī)劃，在保障任務需求和服務質量的前提下，給出幀效率較高、轉發(fā)器資源利用率較高和站型配置合理的系統(tǒng)方案。相比其它體制衛(wèi)星通信系統(tǒng)，MFTDMA 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應用前景將非常廣闊。
參 考 文 獻
[1]郝學坤，孫晨華，李文鐸.MF―TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術體制研究[J].無線電通信技術.2006，32（5）.P1-3.
