卫星通信技术的新发展
第27卷第8期 2019年8月
通信学报
Journal on Communications
Vol.27 No.8 August 2019
卫星通信技术的新发展
甘仲民
江苏南京 210007)
摘
要展现状
研究了系统的特点及需要突破的关键技术
卫星通信
空间通信网
A 文章编号
然后
给出了网络组成及功能
介绍了宽带卫星通信系统的有关概念和发
Institute of Communication Engineering, PLAUST, Nanjing 210007, China ITU
的规定
简称为空间通信
(或称为宇宙通信)1
空间站之间的
通信通过空间站的转发或反射来进行的地球站相互间的通信
因为地球站与空间站
之间以及空间站之间的通信
并与地面基础设施相联
系前二者也
是一种广义的卫星通信
2019-07-10
基金项目
ía??á?[2019]383
60472049, 60472051, 60572095
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第8期
甘仲民等
将其宇航局
卫星通信迅速发展
70~80年
代达到了鼎盛时期
90
年代以后
国内长途通信和陆地移动通信业务已不再属于卫星通信的主要领地卫星通信扬长避短
卫星通信在美
年收入达900多亿
美元在军事应
用中
如海事
如视频和音频广播防灾
均大有作为
极大促进了卫星通信的发
展
在社会需求牵引和技术发展推动的双重
作用下
许多新技术或发展动向自然引起人们的关注
内容涉及宽带卫星通信系统的发展现状
与趋势
供有兴趣的读者参考
是宽带业务需
求与现代卫星通信技术相结合的产物
也称多媒体卫星
和G/T
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2.2 宽带卫星通信系统的发展现状及典型应用[1~4]
追溯卫星通信的发展史
无线电通信技术的应用现状与发展趋势 发表时间：2018-12-18T11:43:54.620Z 来源：《基层建设》2018年第31期作者：张斌 [导读] 摘要：随着经济社会的快速发展，加快了信息化的脚步，在社会的各个领域无线通信技术也被广泛的使用，它让人们的生活效率更高、质量更好、内容更充实。 陕西烽火电子股份有限公司陕西宝鸡 721006 摘要：随着经济社会的快速发展，加快了信息化的脚步，在社会的各个领域无线通信技术也被广泛的使用，它让人们的生活效率更高、质量更好、内容更充实。无线电通信技术和有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。现在人们生活的方方面面都离不开无线通信技术。无线电通信在高科技信息化时代拥有更大的发展机会。本文主要从无线电波的来源开始，对无线电通信技术目前的情况及其发展进行了论述。 关键词：无线电通信技术；应用；现状；趋势 随着当前无线电通信过程中的各个发展阶段，其在发展中的各种应用使得其成为当前信息技术发展过程中的主要手段和应用过程。随着当前人们对信息技术的要求不断增加，无线电通信技术的普及已成为社会发展的必然趋势，其在发展过程中的普及化只是一个时间问题。在通信方法随着当前科学技术不断的变化过程中，无线电通信技术愈来愈成为当前社会发展过程中的主要通信手段，拥有者广阔的市场。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这就使得我们在研究和开发的过程中对其展开全方位的施工方式，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。 1．无线通信技术 无线通信技术包括无线基站、无线终端、应用管理服务器三部分组成，按照传输距离可以分为基于IEEE802.15 的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11 的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16 的无线城域网（WMAN）、基于IEEE802.20 的无线广域网（WWAN）等四类。无线通信技术按照不同的要求，可以划分为不同的类型。例如，按照移动性可以划分为移动接入式和固定接入式；按照带宽可以分为宽带无线接入和窄带无线接入；按照传输距离可以分为长距离无线接入和短距离无线接入等。 2.无线通信技术的历史 随着经济和社会的不断发展，对信息化技术的要求越来越高。无线通讯技术的创新不断涌现，并在社会中得到广泛应用。从而促进人们生活方式、工作方式、沟通方式、管理方式等发生重大改变，对人们生活质量的提高起到了很大的促进作用。通信技术从固定方式发展到移动方式，在移动通信发展过程中，大致经历了五个重要阶段： 第一阶段：20世纪20年代初至50年代初，移动通信技术主要应用于军用装备，这个阶段的移动通信设备是采用短波频及电子管技术，在50年代初，才出现了150MHZ VHF 单工汽车公用移动电话系统MTS。 第二阶段：20世纪50年代到60年代，这个时期的移动通信设备器件已开始向半导体过渡，频段扩展至UHF450MHZ，并形成了移动环境中的专用系统。同时，也很好的解决了移动通信网络与公用电话网的融合问题。 第三阶段：20世纪70年代初至80年代初，这个阶段提出了蜂窝移动通信系统，并在70年代末开始进行AMPS试验。频段扩展至800MHZ。 第四阶段：20世纪80年代初至90年代中，是第二代数字移动通信大发展时期，移动通信技术开始逐步向个人通信业务方向转变； 第五阶段：20世纪90年代中至今，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信技术开始兴起并应用，全球移动通信技术标准化工作加速推进，样机研制和现场试验蓬勃发展，第二代至第三代移动通信的平滑过渡，数据通信与多媒体业务需求不断增加。 3.无线电通信技术的发展现状 现今，无线通信产业两个重要特点是：1.大众移动通信发展十分强劲，新技术应用更新不断加快。但在一些国家和地区，存在发展不均衡问题。2.无线宽带通信技术的研究、应用不断发展。 全球移动市场呈总体增长，不均衡增长的趋势。北美、欧洲等发达国家的新增用户日益减少；而在亚洲、非洲等地区的发展中国家，用户数增长迅猛。从数据新业务市场的增长来看，韩国、日本呈现爆发态势，已成为全球移动通信发展的新热点。移动通信仍是发展最为迅速的领域，移动通信用户超过30亿人，四大3G标准（WCDMA、CDMA2000、TD - SCDMA、WiMAX）演进技术不断出现，商用进程加速，全球有10亿人被3G网络覆盖。光通信已成为电信业务传输的主要手段，近年来得到了高速发展。在超长距离传输方面，也已达到了4000km无中继的技术水平。源于移动电话对固定电话的巨大冲击，固网主导运营商开始寻求各种形式的FMC（Fixed Mobility Convergence，固定移动融合）整合服务。IMS（IP多媒体子系统）为网络融合提供了一个统一的结构，极大地促进了网络融合的进程，三网融合进程加速。 4 无线电通信技术的发展趋势 3.1 不同通信技术相互补充与融合 无线通信技术的种类使得他们在一些方面存在着很多的差异，主要表现在覆盖范围、使用领域、传输速率、技术水平等方面，但是也都有自身的优势和不足。因此，把不同的无线通信技术有机地融合起来，构成一体化的无线通信网络，达到优势互补的目的，从而提高无线通信技术的服务水平与服务领域，为人类社会带来更多的便捷。 3.2 无线通信技术和宽带无线接入技术有效结合 将这两个相结合，能够扩大无线通信技术的覆盖范围，并极大提高无线通信技术的数据传输速率。宽带无线接入技术基本应用于固定环境中的高速接入。要实现两种技术的融合，开发商应充分结合二者的技术特性以及应用范围，实现二者的有机结合，达到优势互补、资源整合的目的。 3.3 无线通信技术和网络NGN的有机融合 就NGN技术的发展趋势而言，固定网络会朝着信息化、高宽带化的信息通信方向发展。因此，基于这一发展背景，无线通信技术的相关传输方式便会得到广泛地应用，从而促进NGN技术的发展。实现系统化的技术整合，促进固定无线通信技术一体化的形成，充分发挥出不同无线通信技术的优势作用。不过，这个发展趋势要经历极为漫长的过程，需要在技术、资金、人力方面的投入。
论电力应急通信中卫星通信技术的应用 摘要：卫星通信具有对外部环境依赖性小、覆盖面广、可移动性好、部署快、 操作简易等优点，在应急通信保障中涵盖了通信、指挥调度、数据和视频采集、 信息发布、过程监督等各个环节。在特殊情况下，卫星通信有可能成为应急通信 的唯一技术手段，在消除通信孤岛方面起到了重要的作用。本文简单阐述了卫星 应急通信建设的必要性，同时对卫星应急通信系统的特点及应用进行了分析。 关键词：电力应急通信；卫星通信技术；应用 1卫星应急通信建设的必要性 在巨大的自然灾害影响下，灾区的电力系统往往处于瘫痪状态，无法进行通 信数据和图像的传输业务，给处于灾区中心的人造成无法与外界联系的恐慌心理，这成为电力企业需要研究并解决的问题。将卫星通信技术运用到电力通信应急中，有效发挥它的优良特性，比如不受环境、时间、地点限制，开通简单，组网方式 灵活方便，传输距离远，能同时连接多处网址，也能解決通信数据和图像业务的 双向传输需求，当灾害发生时，能第一时间开通，向人们传递灾区的外界人们测 不到的信息，并保持信息的准确性和实效性，使外界人们能及时根据灾情，作出 相应的救济措施，为解救灾区人们赢得第一时间。 常见的卫星通信系统有四种，其一，卫星地面站，是指挥救灾的中心部，覆 盖范围比较广，在覆盖范围内可以对灾区进行指挥和通信。其中的一个限制就是 不能移动。其二，应急通信车，可以作为车载指挥车，听其名字，就可知其可以 移动，机动能力强，无限集群、数字图传系统、超短波电台、短波都可以在车内 集成，覆盖范围内的通信能力也可以通过卫星链路实现。但是因为它是可以移动的，不可避免的受到路面平整度的限制。其三，机动便携站，具有应急通信车的 作用，打破路面限制，直接到达灾区，通过卫星链路进行灾情实况转播，但是它 有体积和重量方面的限制。其四，卫星电话，作为终端设备，是信息指令互通的 工具。灾情发生时，电力应急通信可以及时启用卫星通信技术，使几种通信系统 能结合彼此的优势、弥补自身的限制，共同作用，能为灾区救助提供第一服务。 2分析VSAT卫星通信传输技术的特点 2.1 TDM/AlohaTDMA 此种体制属于纯星状卫星通信，系统中心站应用一个出向广播的TDM载波，各个远端站均可接受，而且可从中选择发送信息，形成了处境信道；主站如境方 向的云端站应用Aloha机制，以竞争方式发送TDMA载波，一旦信道建立，可利 用碰撞维持通信，主要特点如下：该体制由多个远端经过竞争、碰撞后形成，不 能应用到通信时间较长、通信效率低下或实时性要求较高的场所。一般远端站数 量超过30个时，可应用此种传输机制的传统卫星通信系统。目前随着科学技术 的发展，人们已经对传统Aloha卫星通信系统进行了改变，提高了其宽带利用率，但延时情况依旧没有得到改善。Aloha有多种类型，显著差异是信道利用率、应 用场所及平均传输时延不同。该体制下，各个端站均占用带宽，主要目的是承载 入境通信时隙，要求降低通信服用下来。 同时远端接入网络或登入网络的时间较长，受业务量与网络规模影响，容易 降低通信质量。因此机制主要应用于传输突发分组数据、短消息等小规模或低速 网络。该体制下的卫星通信要求使用单一星形网络，要求建立庞大的中心站与广 播信道，保证所有小站均可接收广播。此种体制进行卫星通信时主要存在占用带 宽大、成本高等问题。
卫星通信技术的发展及应用 伴随时代的发展、科技的进步，卫星通讯技术逐渐应用于各个领域，卫星通信技术发展的迅猛让其成为众多专家学者探讨的热点话题。基于此，本文对当前的卫星通信技术及其发展轨迹、应用领域进行简单探索，希望能对今后相关的研究起到参考作用。 标签：卫星通信发展应用 社会的需求以及科技技术的推动，卫星通信技术的发展正不断向更高峰攀升，卫星通信技术下的新兴技术产业以及发展动向也受到大眾的关注，本文将对此进行概述，重点涉及卫星通信技术的发展现状、未来发展趋势以及应用效果等。 一、简介宽带卫星通信技术及其发展 1.宽带卫星通信发展及应用 所谓宽带卫星通信技术，就是将卫星作为中转站和地面的站点进行高速通信业务的传递，其作为宽带领域同现代卫星通信技术相结合的高科技产物，是卫星通信技术目前最主要的一项发展倾向。多媒体卫星即宽带卫星通信体系中转点的宽带卫星，其具有较宽的带宽，高值的EIRP以及品质含量，并且其在卫星上面的处理转移能力也没有明显的漏洞。可以凭借宽带卫星向USAT也就是较小口径的终端装置进行双向的网络及多媒体连接业务。但是需要强调的是卫星带宽的承受量要远远低于光线的线路容量。 宽带卫星通信体系主要的应用领域涉及娱乐，譬如交互双向游戏研发、远程教学视频、医疗教学、因特网媒体、电子商务以及数据中转站、文本传输等。据相关调查显示，当下全球卫星通信固有的近五千例常态转发装置里面，视频体系业务占据六成、数据占据两成、语音话务业务则仅一成。由此可见，接下来的几年，卫星通信技术的主要发展方向依然会以卫星视频为主导，卫星宽带通信技术仍需时间研讨。 2.宽带卫星通信体制亟待解决的技术难题 2.1空中接口常规标准化 运用常规标准化的接口是考虑到了应用的推广意义以及成本控制，集中迎合发展趋势。 2.2星上处理技术 为落实用户对于传输时间、终端标码以及误码率等方面的精细要求，宽带卫星采用星上处理的方式进行解决。传统通信卫星多运用弯道式转发技术，但是卫
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/919772921.html, 卫星通信技术及其优化 作者：刘亿民 来源：《中国科技博览》2013年第07期 [摘要]卫星移动通信是连接地面和太空之间的重要纽带，其发展的速度决定了一个国家在卫星技术方面的发展。卫星通信的发展空间无限大，需要在科技的不断创新中得到优化。尽量使全球的每个盲区都能得到信号，为人们的生活带来更多是便捷。文章主要介绍了卫星通信技术的现状，并结合现状提出了如何优化卫星通信技术的有效措施，最后对其发展前景进行了展望。 [关键词]优化卫星通信技术通信现状优化措施 中图分类号:TN927.23 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)07-0085-01 1.引言 从20世纪90年代至今，卫星通信技术方面的发展有着显著的提高，不断的推动着移动卫星的发展。卫星通信覆盖的范围极其广泛，通信包含的容量大，传输的效果极佳，抗干扰的能力也很强，基于这些普遍性的优点，卫星通信被人们普遍认为是通讯道路上不可缺少的技术之一，为人们的生活带来了方便。所谓卫星通信是人类利用人造卫星，以地球作为中继站，从外星转发大量的无线电波，进一步达到传递大量信息的目的。任何事物的产生都会伴随着其自身的优缺点，为了能够使卫星通信为我们的生活创造更多的便捷，需要了解其现有优缺点，对缺点进行改善和优化。 2.卫星通信技术的现状 我国现在在卫星通信技术方面取得了很大的成就，但是还有很大的进步和提升的空间，在半个世纪的发展中，我国的卫星事业取得的成绩硕果累累，卫星通信技术也广泛应用到各个行业中。 2.1 卫星通信的优点 卫星离地球表面的距离很远，但是通信的范围不管是海洋还是森林都可以接受到卫星发来的信号，只需安装接收装备。这点也能说明卫星通信优于其他通信的一点，同时其容量大，受用的范围极大，由于微波在太空中传播的效果稳定，信号质量优，不会受到其他介质和外界的干扰。因此，地球是否发生了变化对人们的通信都不受到直接影响。从成本的角度讲，卫星通信的成本不高，没有实质性的线路需要搭建，也无需维护，信号只是由相关设备发出微波进行接收进行通信。 2.2 卫星通信的缺点
无线通信系统的发展历程与趋势 现代无线通信系统中最重要的两项基础是多址接入（Multiple Access）和双工（Multiplexing）。从1G到4G的无线通信系统演进史基本上就是在这两项技术上进行不断改进。 多址接入技术为不同的用户同时接入无线通信网提供了可能性。给出了三种最典型的多址接入技术：FDMA、TDMA和CDMA的比较。 双工技术为用户同时接收和发送数据提供了可能性。两种最典型的双工技术：FDD模式和TDD模式。 中国无线通信科技发展史和未来走向范文 当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。 1 无线通信技术的发展历程 随着国民经济和社会发展的信息化，人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式，移动通信发展至今大约经历了五个阶段：第一阶段为20年代初至50年代初，主要用于舰船及军有，采用短
波频及电子管技术，至该阶段末期才出现150MHZ VHF单工汽车公用移动电话系统MTS。 第二阶段为50年代到60年代，此时频段扩展至UHF450MHZ，器件技术已向半导体过渡，大都为移动环境中的专用系统，并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。 第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ，美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。 第四阶段为80年代初至90年代中，为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段，并逐步向个人通信业务方向迈进；此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行。 第五阶段为90年代中至今，随着数据通信与多媒体业务需求的发展，适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起，其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进，包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。 2 第一代无线通信系统 采用频分多址（Frequency Division Multiple Access）技术组建的模拟蜂窝网也被称为第一代（First Generation，下称1G）无线通信系统。这些系统中，话务是主要的通信方式。由于采用模拟调制，这些
卫星通信技术在智能交通中的应用
卫星通信技术在智能交通中的应用 姓名：李泽宇学号：100740318 专业：交通3班 摘要：本文卫星通信系统的组成及功能以及其在智能交通中的应用，就卫星通信技术中的卫星定位系统在智能交通中的应用作简要分析，并简单介绍了现代卫星通信技术在智能交通中的应用案例，提出了个人对智能交通系统未来发展的建议和祝愿，希望智能交通为人民带来便捷的出行。 关键字：卫星通信系统；智能交通；应用 前言：卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。卫星通信技术服务于人类的各个角落，为人类的生活，交流带来了方便。现代卫星通信技术在智能交通中的应用涉及到了多个方面，如全球卫星定位系统GPS 及其在智能交通系统ITS 中的应用;基于卫星定位和无线通信技术的道路电子收费系统；卫星通信技术将在交通运输领域深入应用等。 正文：1 卫星通信系统 1.1 卫星系统的组成卫星通信系统是由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体，是将通信卫星发射到赤道上空35860 公里的高度上，使卫星运转方向与地球自转方向一致，并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期（24 小时），从而使卫星始终保持同步运行状态。故静止卫星也称为同步卫星。静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。因此，在静止轨道上，只要等间隔地放置三颗通信卫星，其天线波束就能基本上覆盖整个地球（除两极地区外），实现全球范围的通信。目前使用的国际通信卫星系统，就是按照上述原理建立起来的，三颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空。 1.2 卫星系统的功能 1.2.1 卫星系统功能方框图示于下图： 1.2.2 位置与姿态控制系统从理论上讲，静止卫星的位置相对于地球说是静止不动的，但是实际上它并不是经常能够保持这种相对静止的状态。这是因为地球并不是一个
认知无线电的发展历程与现状 认知无线电的发展历程与现状 摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互 信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知(Spectrum Sensing )和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配(DSA dynamic spectrum allocation )和频谱共享(Spectrum Shari ng )。本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Sha nnon理论。 美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz 左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 1. 认知无线电的发展历程
卫星通信技术及其发展趋势 朱军王培国 （成都军区） 摘要：综述了卫星通信网中使用的CDMA、抗干扰、MPLS等技术和卫星通信的发展趋势，并对我国卫星通信的发展进行了展望。 关键词：卫星通信CDMA 抗干扰MPLS 发展趋势 卫星通信是以卫星作为中继的一种通信方式，是在地面微波中继通信和空间电子技术的基础上发展起来的，具有通信距离远、覆盖范围广、不受地面条件的约束、建站成本与通信距离无关、灵活机动、能多址连接且通信容量较大等优点，在全球许多领域应用效果很好，尤其在军事上具有重要的应用价值。 1 卫星通信网络的定义 卫星通信网络是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，从而实现两个或多个地面站之间通信的网络。其中，地面站是指设在地球表面（包括地面、水面和大气层）的通信站，也称为地球站。通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站。卫星通信网络分为延迟转发式通信网络和立即转发式通信网络。 当卫星的运行轨道属于低轨道时，对于相对较远的地面站而言，要进行远距离实时通信，除采用延迟转发方式（利用一颗卫星）外，也可以利用多颗低轨道卫星进行转发，这种网络就是通常所说的低轨道移动卫星通信网络。 2 卫星通信中的主要技术 2.1 CDMA技术 CDMA(码分多址)系统通过采用话音激活技术、前向纠错（FEC）技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段，可使CDMA系统容量大幅扩大，同时，它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来，小卫星技术的发展为实现
全球移动通信和卫星通信提供了条件，利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信，已在国际上逐渐形成完善的体系。 CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制, 减少用户对星上功率的要求从而增加系统的容量，减少多址干扰；CDMA移动卫星通信系统可利用多个卫星分集接收，大大降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。此外，由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点，决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。 2.2 抗干扰技术 现代军事斗争中，敌我双方对卫星通信干扰与抗干扰技术对抗越来越激烈。未来战争中电磁环境将变得越来越复杂，卫星通信因其固有的特点而面临极大的威胁。由于通信卫星始终暴露在太空中，且信道是开放的，易于受对方攻击。因此，军事卫星通信中干扰和抗干扰是斗争双方关注的焦点，研究在复杂电磁环境下卫星通信抗干扰技术体制已成为提高军事通信装备生存能力、确保军事指挥顺畅的关键。 卫星通信抗干扰主要通过传输链路抗干扰、软硬件设备抗干扰以及建立综合智能抗干扰体系等措施实现。 传输链路抗干扰主要有DS/FH混合扩频、自适应选频、自适应频域滤波、猝发通信、时域适应干扰消除、基于多用户检测的抗干扰、跳时(TH)、自适应信号功率管理、自适应调零天线、多波束天线、星上SmartAGC、分集抗干扰、变换域干扰消除、纠错编码和交织编码抗干扰技术等。软硬件设备抗干扰主要有光电隔离、硬件滤波、屏蔽、数字滤波、指令冗余、程序运行监视等技术。建立综合智能抗干扰体系可以通过建立软件化抗干扰硬件平台、建立智能化抗干扰软件应用系统，如：智能抗干扰系统、网络监测控制系统、专家策略支持系统等措施实现。 特别值得一提的一种抗干扰、抗搜索、抗截获的技术是跳频通信技术，它是在现代信息对抗日益激烈的形势下迅速发展起来的。各国军方对这一先进技术的发展和应用十分重视，不断加强对跳频抗干扰通信的研究和推广应用。目前，跳频技术装备正朝着宽频带、高速率、数字化、低功耗的方向快速发展，其信息战潜力巨大。 2.3 基于MPLS的移动卫星通信网络体系构架 MPLS（多协议标签交换）技术由于可将IP路由的控制和第二层交换无缝地集成起来，具有IP的许多优点(如扩展性、兼容性好)，又可很好地支持QoS和流量工程，是目前最有前途的网络通信技术之一。近年来，在地面固定网MPLS技术逐渐成熟后，该技术已向光通信、无线通信和卫星通信等领域扩展。现有的宽带卫星系统设计主要采用卫星ATM 技术，研究表明该技术可给不同的业务提供很好的QoS保证，并可利用面向连接的虚通路设计以及流量分类等方法为网络提供有效的流量工程设计。
无线通信技术 1.传输介质 传输介质是连接通信设备，为通信设备之间提供信息传输的物理通道；是信息传输的实际载体。有线通信与无线通信中的信号传输，都是电磁波在不同介质中的传播过程，在这一过程中对电磁波频谱的使用从根本上决定了通信过程的信息传输能力。 传输介质可以分为三大类：①有线通信，②无线通信，③光纤通信。 对于不同的传输介质，适宜使用不同的频率。具体情况可见下表。 不同传输媒介可提供不同的通信的带宽。带宽即是可供使用的频谱宽度，高带宽传输介质可以承载较高的比特率。 2无线信道简介 信道又指“通路”，两点之间用于收发的单向或双向通路。可分为有线、无线两大类。
无线信道相对于有线信道通信质量差很多。有限信道典型的信噪比约为46dB，(信号电平比噪声电平高4万倍)。无限信道信噪比波动通常不超过2dB,同时有多重因素会导致信号衰落（骤然降低）。引起衰落的因素有环境有关。 2.1无线信道的传播机制 无线信道基本传播机制如下： ①直射：即无线信号在自由空间中的传播； ②反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，发生反射，反射一般在地球表面，建筑物、墙壁表面发生； ③绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的物体边缘阻挡时发生绕射； ④散射：当无线路径中存在小于波长的物体并且单位体积内这种障碍物体的数量较多的时候发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体上，一般树叶、灯柱等会引起散射。 2.2无线信道的指标 (1)传播损耗:包括以下三类。 ①路径损耗：电波弥散特性造成，反映在公里量级空间距离内，接收信号电平的衰减（也称为大尺度衰落）； ②阴影衰落：即慢衰落，是接收信号的场强在长时间内的缓慢变化，一般由于电波在传播路径上遇到由于障碍物的电磁场阴影区所引起的； ③多径衰落：即快衰落，是接收信号场强在整个波长内迅速的随机变化，一般主要由于多径效应引起的。 (2)传播时延：包括传播时延的平均值、传播时延的最大值和传播时延的统计特性等； (3)时延扩展：信号通过不同的路径沿不同的方向到达接收端会引起时延扩展，时延扩展是对信道色散效应的描述； (4)多普勒扩展：是一种由于多普勒频移现象引起的衰落过程的频率扩散，又称时间选择性衰落，是对信道时变效应的描述； (5)干扰：包括干扰的性质以及干扰的强度。 2.3无线信道模型 无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型，后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。 （1）室内传播模型：室内传播模型的主要特点是覆盖范围小、环境变动较大、不受气候影响，但受建筑材料影响大。典型模型包括：对数距离路径损耗模型、Ericsson多重断点模型等； （2）室外宏蜂窝模型：当基站天线架设较高、覆盖范围较大时所使用的一类模型。实际使用中一般是几种宏蜂窝模型结合使用来完成网络规划； （3）室外微蜂窝模型：当基站天线的架设高度在3~6m时，多使用室外微蜂窝模型；其描述的损耗可分为视距损耗与非视距损耗。
第50卷 第6期2017年6月 通信技术 Communications Technology Vol.50 No.6 Jun.2017 ·1093· doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2017.06.001 卫星移动通信系统发展及应用* 肖龙龙1，梁晓娟2，李 信1 （1.中国人民解放军装备学院 航天指挥系，北京 怀柔 101406；2.中国移动通信集团青海有限公司，青海 西宁 810008） 摘 要：卫星移动通信系统兼具卫星通信和移动通信的特点，使其优于其他通信手段，保证了实时、灵活、高效的通信质量,被广泛应用于各种通信领域。分析卫星移动通信的特点，根据移动通信卫星的轨道类型，分别介绍静止轨道卫星移动通信系统、中轨道卫星移动通信系统、低轨道卫星移动通信系统的发展现状，并详细阐述卫星移动通信在民用领域和军事领域的应用情况，最后总结归纳卫星移动通信的未来发展趋势。 关键词：卫星通信；通信领域；移动通信；轨道 中图分类号：TN927+.23 文献标志码：A 文章编号：1002-0802(2017)-06-1093-08 Development and Application of Satellite Mobile Communication System XIAO Long-long1, LIANG Xiao-juan2, LI Xin1 (1.Department of Space Command, PLA Academy of Equipment, Beijing 101416, China; 2.Qinghai Co. Ltd., China Mobile Communications Corporation, Xining Qinghai 810008, China) Abstract: Satellite mobile communication system has the characteristics of both satellite communication and mobile communication, and this makes it superior to other means of communication and be widely used in various fields of communication. The characteristics of satellite mobile communication are analyzed firstly, then according to the type of mobile communication satellite orbit, the development status of GEO satellite mobile communication systems, MEO satellite mobile communication systems and LEO satellite mobile communication systems is described. Secondly, the applications of satellite mobile communication in civil and military fields are discussed, and finally the future development trend of satellite mobile communication is summarized. Key words: satellite communication; communication field; mobile communication; orbit 0 引 言 卫星移动通信在通信业务领域占据了重要地位。相对于地面移动通信系统，它具有覆盖范围广、通信费用与距离无关、不受地理条件限制等优点，能够实现对海洋、山区和高原等地区近乎无缝的覆盖，可满足各类用户对移动通信覆盖性的需求。卫星移动通信依靠卫星通信的特点，在移动载体上集成了卫星通信系统或者卫星通信终端，从而实现载体在移动中的不间断通信。移动载体既可以是飞行器和地面移动装备，也可以是海上移动载体和移动单兵，大大扩展了移动卫星通信的使用范围和环境适应性，使其在民用和军事领域都得到了广泛应用[1]。本文从卫星移动通信的特点出发，介绍国内外主要卫星移动通信系统的发展现状，分析卫星移动通信在军民领域的应用情况，并展望其未来的发展趋势。 * 收稿日期：2017-02-22；修回日期：2017-05-20 Received date:2017-02-22;Revised date:2017-05-20
浅述卫星通信系统 当今世界已经进入了信息时代，信息技术改变着人们的生活和工作方式，作为信息传输基础的通信技术，越来越与人们的日常生活密切相关。21世纪通信的发展与多媒体、互联网络、个人通信等高科技产物融合在一起，成为信息产业中发展最为迅速，进步最快的行业。面对如此迅猛的发展，我们必须以新观念、新思路、新模式和新设计方法去适应未来信息化社会。 卫星通信指的是在两个以上的地球站之间利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波进行的通信，之前提到的地球站是设置在地球上（包括地面、水面和低层大气中）的无线电通信站。它将通信技术、计算机技术与航空航天技术相结合的一项重要成果，并且作为一种远距离通信方式从上世纪五十年代应用至今。 目前，卫星通信广泛应用于国际通信、国内通信、国防、移动通信和广播电视等诸多领域。较其他传统的通信方式而言，卫星通信具有极大优势，特别是在边远山区、人烟稀少地区、沙漠地区、江河湖泊地区以及海岛等通信不发达的地区，卫星通信具有其他通信手段不可替代的作用。鉴于卫星通信具有的上述优势，使得它自诞生之日起便迅速发展成为现如今通信领域中最为重要的一种通信方式。 一、卫星通信系统的起源于发展 1667年，著名物理学家牛顿在开普勒三定律的基础上，总结出了万有引力定律。万有引力定律的内容是：任何两个物体之间都存在着引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，而与两物体之间的距离平方成反比。卫星和地球也服从万有引力定律，这就使得牛顿发现的万有引力定律成为卫星诞生的理论基础。 1945年10月，就在第二次世界大战刚刚结束不久，当时的英国空军雷达军官阿瑟〃克拉克（Arthur C.Clark）在《无线电世界》杂志上发表了关于“地球外的中继站”（Extra-Terrestrial Relays）学术性文章。在
卫星通信抗干扰技术及其发展趋势概述 摘要现代通信的发展过程，卫星通信技术作为主要通信方式，在社会环境和自身条件等因素的干扰下，信号传输会随之受到直接影响，若要全面提升信息的传输效果，则应该加强卫星通信的抗干扰技术研究，同时对其发展趋势进行深入了解，以促进现代通信的发展。文章首先分析卫星通信抗干扰，其次进行抗干扰技术的阐述，最后研究其发展趋势。 关键词卫星通信；抗干扰技术；发展趋势 卫星通信技术是指：将人造卫星作为中继站，利用无线电波实现地球间的有效通信，以组成角度进行分析发现，系统主要包括：地球站和通信卫星。在我国科学技术持续发展下，卫星通信技术随之取得明显进步，除了可以弥补其他通信存在的问题，而且还能广泛应用音频广播和大众传媒等领域，与此同时，工作人员还应进行卫星通信抗干扰技术的优化和完善。 1 卫星通信抗干扰的浅析 对于卫星通信来讲，可能会对其造成干扰因素比较多样化，按照其来源进行划分发现，其主要包括以下几点内容：首先，通信系统干扰，卫星通信技术发展中，与以往技术相比较发现，其卫星间隔随之出现较大变化，即由5°转变为2.5°，在缩短卫星间隔的同时，使卫星间干扰明显增加。其次，卫星通信和地面系统之间存在干扰情况，其主要表现在无线通信方面，例如：调频广播或雷达系统等，同时还包括医院或工程等设备干扰[1]。最后，自然因素干扰，如雨衰等，在电波空中传输过程，在穿过雷电和雨水区域时，此区域内障碍物、雨滴的存在，均会对电波起到衰减作用，实际衰减情况和雨滴半径存在较大联系。与此同时，日凌和电离层的闪烁情况，均属于自然界常见干扰类型，如果电磁波出现在电离层中，往往会因为电离层缺少稳定特点，使其信号出现延迟突变等问题，最终造成电离层出现闪烁情况，需要工作人员予以重视。 2 卫星通信常见抗干扰技术 2.1 天线抗干扰技术 在卫星通信系统中，因其具有覆盖广的特点，使其经常面临不同干扰，在不同抗干扰技术在中，天线抗干扰属于比较常见技术，包括自适应调零技术等。对于智能天线应用，主要是按照无线信道变化进行天线图方向的调整，从而保证天线各项性能处于良好状态，以便于对不同干扰因素进行有效控制。在智能天线中，其构成部分包括：信号通道与天线阵列等，需要特别注意：短时间内对干扰方向予以判断，同时调至零标准尤为重要，要求人员对其予以重视[2]。 2.2 限幅技术
卫星通信技术的应用体会及未来趋势 摘要：在当前科学技术的不断发展下，信息传导逐渐成为了人们需要关注的问 题之一，尤其是科学技术与网络技术的发展推动了现代通信技术的发展，与此同时，也给卫星通信技术提出了新的发展机会，这是顺应时代发展要求的关键所在。在新时期需要对卫星通信技术的应用问题加以分析，然后从不同的角度出发，制 定完善的规划体系，真正发挥出卫星通信技术的作用与价值。 关键词：卫星通信技术；应用；趋势 从整体角度分析，卫星通信开创了现代化通信方式，与其它通信方式相比较，卫星通信具有众多的优势，比如覆盖面广阔、具有便捷性、灵活性等，能够带给 客户更加完美的通信体验，同时卫星通信技术的有效应用也在一定程度上促使传 输量更大，速度更快，社会也逐渐迈入了现代化时代。然而因为受到众多因素的 影响，在卫星通信技术发展中存在非常多的问题，如果不及时处理与解决，则会 制约其发展与进步，所以加强对卫星通信技术的研究具有重大现实意义。 1、卫星通信技术的基本概述 从理论上分析，卫星通信技术主要是指应用人造地球微信作为中继站转发无 线电波的通信系统，其优势众多，比如覆盖范围广泛、通信容量大、传输质量好、组网方便等，甚至还可以实现全球无缝连接。当然，卫星通信技术也具有缺点， 比如传输过程中时间延续比较长，且及时性比较低。另外，从整体发展趋势分析，卫星通信技术主要应用在卫星移动、卫星遥感、卫星广播、卫星固定等众多领域，且伴随着智能化的不断发展，现如今卫星通信技术在智能手机操作中也得到了广 泛的应用，并且逐渐形成了以卫星通信技术为主体的卫星定位系统，整体性能有 所提升。 2、卫星通信技术的主要应用体会 2.1所存在的困境 第一是传输时延长，这是卫星通信技术最为主要的缺陷，而在宽带通信方面 更为明显，一般而言，在宽带上卫星通信的及时性是无法与光纤通信技术相对比的，或者在移动特性上，也无法与地面蜂窝移动系统相比较，正因为受到以上的 影响因素，卫星通信技术目前已经无法从本质上满足高速数据业务的需求，并且 光纤通信技术也逐渐的取代了卫星通信技术。举例说明，虽然卫星通信技术构建 起了ATM网络，但是因为受到时延性的影响，所以通信互联的时候难以进行转换协议。第二是难以保证协议转换方式效果最佳，无论从宏观角度还是微观角度分析，均可以清楚的了解到宽带IP技术的有效应用下难度比较大，且主要是针对不 同的协议，并且卫星通信技术难以保证所有转换方式的最佳。从当前的发展趋势 分析，ATM技术是当前宽带系统传输技术的基础，但是因为ATM技术无法从本 质上满足卫星通信技术的要求，所以无法保证光线质量，还有便是要想构建ATM 通信网络难度比较大，需要对协议与转换进行修改。第三是在传输安全上存在问题，虽然卫星通信技术存在优势，但是无论从哪一个方面分析，仍旧存在缺陷， 而这在或多或少的影响了卫星传输的安全，在当前积极提高卫星传输安全性是值 得思考的问题之一。 2.2关键技术 第一是数据压缩技术，就目前而言，数据压缩技术得到了广泛的应用，数据 压缩技术在数据处理领域得到有效应用，当然不论是静态的压缩还是动态压缩， 在能量以及时间上均能够发挥出作用与价值。其中根据调查与分析，现阶段多媒
附件二： 卫星及应用产业发展专项重点领域指南 一、卫星通信应用 1.宽带多媒体通信卫星 针对宽带卫星通信在公共教育、专业培训、远程医疗等公共服务领域的应用需求，自主研制我国首颗Ka波段宽带多媒体通信卫星，推进宽带多媒体通信系统建设。 主要技术参数：采用东方红系列卫星平台；Ka波段转发器；系统容量不低于10Gbps；整星功率不低于4000瓦；卫星设计寿命大于12年。 2.卫星移动通信地面系统关键设备 针对我国首次发射的移动通信卫星，研制卫星移动通信系统的信关站、运行监测系统等地面设备，满足S波段卫星移动通信民用地面运营服务要求。 主要技术参数：信关站处理载波数10条；运行监测设备的监测带宽：≥30MHz（前向链路），≥600MHz（反向链路）。 3.运动平台卫星通信应用系统 利用通信卫星资源和高精度卫星跟踪技术，研制满足高速运动要求的卫星通信应用系统，为民航、高铁、舰船等运输系统提供语音、视频、数据等宽带多媒体通信服务，填补我国在该领域的应用空白。 主要技术参数：具备兼容FDMA、TDMA等多种通信体制的
统一网管平台；卫星通信天线对星精度优于0.1°，跟踪精度优于1/10θhp；通信带宽为2Mbps至20Mbps；可应用于高速复杂运动平台。 二、卫星导航应用 4.兼容型北斗导航终端及其组件 基于自主研制的北斗兼容型芯片、模块、高精度天线等核心组件，开发和推广应用北斗兼容型的导航型应用终端、高精度测量型终端、低成本组合导航终端、高精度授时终端，满足车载导航、高精度测量、高精度时间频率同步等典型领域应用需要。 主要技术参数：导航型应用终端：定位精度优于10m，测速精度优于0.2m/s，应用规模超过5万台；高精度测量型终端：RTK定位精度水平方向2cm±1ppm、高程方向3cm±1ppm；低成本组合导航终端：定位精度优于10m，测速精度优于0.2m/s；高精度授时终端：授时精度优于50ns；配套核心组件满足相应终端产品规模化应用需要。 5.智能位置服务应用 针对物流、智能交通、林业生态、城市管理、船舶安全、环境保护、减灾救灾等重点行业以及大众应用，研制基于北斗兼容系统的智能位置服务平台及其终端设备，具有导航定位应用系统标准化接入、自动数据交换、综合应用可视化显示和综合应用效能分析等功能系统，面向国内外市场开展应
卫星直播及其应用 姓名：何兆贤 学号：09274031 班级：思源0902
目录 卫星直播及其应用 (2) 1.引言： (2) (2) 2.卫星直播中的技术 (3) 3.DVB-S2技术主要表现 (4) 4.数字卫星直播平台的组成 (6) 5.卫星直播中的业务 (6) 7.结束语 (8) 8.参考文献 (9)
卫星直播及其应用 摘要：本文主要讲述了直播卫星的技术特点及现代基于直播卫星的应用领域。简述了DVB-S2的技术标准。 关键字：卫星直播DVB-S2 直播业务 1.引言： 卫星通信是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。直播卫星系统就是一种卫星通信。 其特点为： 覆盖面积广：一般不受地理障碍的影响。 传输能力强：采用数字压缩、统计复用技术。 信号质量高：数字直接到户，中间环节少。 接收简便：采用Ku频段大功率卫星，接收天线口径小，接收设备简单。 用户管理完善：采用有条件接收技术，实现对用户的实时、有效的管理和服务。 综合应用能力强：可提供高速数据、图文、交互式业务等综合服务。 卫星通信常用的多址联接方式有频分多址联接、时分多址联接、码分多址联接和空分多址联接，另外频率再用技术亦是一种多址方式。CDMA技术的原理是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽信息数据，用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制并发送出去。接收端使用完全相同的伪随机码，与接收的带宽信号作相关处理，把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩，以实现信息通信。 直播卫星系统
2.卫星直播中的技术 卫星直播系统中有关广播电视信号的传输和处理的标准是最为核心的技术。目前世界上卫星直播系统中信道传输主要采用DVB-S2标准。其为DVB-S的升级版。 由于MPEG-2的音视频节目广播，DVB-S仅支持MPEG-2传输流的输入信号，前向纠错编码则采用里德-所罗门码与卷积码的级联编码机制。这种通道编码技术在许多通信和广播系统中有着很多应用，具有较好的性能，且成本低，简单，安全。但是此技术也有缺点，首先是编码效率较低，其次是其载噪比门限距离理论上的极限还有较大的差距。同时DVB-S 采用QPSK单一信号调制，在相同载噪比的条件下，每个符号传输的信道编码的比特数仅为2，在卷积信道编码为1/2时，实际有效传输的有效载荷仅为每符号0.92比特，而且在DVB-S基带成型处理中升余弦滤波滚降因子固定为0.35，这些都限制了信号的传输。 在点波束卫星出现以后，第二代DVB-S2已经得到了广泛的应用。其在技术上较DVB-S 有了很大的改进 其主要有三个指标： 好的传输性能 总体的灵活性 有发的复杂程度 DVB-S2工作组对这三方面都做了量化的要求，并给出了相应的评估指标和计算工具。其主要优点如下： 1.涵盖了更大的信噪比范围。由于卫星平台，转发器及天线制造技术的进步，使得高载噪 比条件下，而相应的应用范围也在不断的扩展，DVB-S2共提供了从1/4到共11种前向纠错编码比率，与不同的调制方式共有28种不同的组合方式，涵盖的信噪比范围为-3.7db 到15.3db.广播机构可以根据不同信道条件和业务需要进行灵活选择。同时DVB-S2还提供了可编码调制和自适应编码调制工作模式，提高了系统的性能。 2.适应多种业务需求。DVB-S2除了提高系统的传输性能之外；还为不同的业务需求提供 了必要的技术手段，如提供灵活的数据接口匹配方式，可以接收包括MPEG-2传送流在内的各种格式的单或多数据流，这些数据流可以是离散的，也可以是连续的。同时DVB-S2还在物理层上引入帧结构，通过同频字、信令、导频等辅助接收机实现快速帧同步和载波恢复，并为不同的业务提供了不同的底层接口。 3.频谱效率大大提高。DVB-S2的向前纠错编码为外码采用BCH码，内码采用低密度奇偶