卫星通信发展综述
孙鹤，2011292037
（工程硕士班）
摘要：本文对卫星通信的发展情况进行了综述，重点对卫星通信的发展历史和现状进行了介绍，并展望了卫星通信的发展趋势。
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（300MHz～300GHz，即波段1m～1mm）。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，而把用于实现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。
卫星通信具有以下特点：（1）通信距离远，且费用与通信距离无关；（2）覆盖面积大，可进行多址通信；（3）通信频带宽，传输容量大；（4）机动灵活，可用于车载、船载、机载等移动通信；（5）通信链路稳定可靠，传输质量高。
同样，其局限性包括：（1）通信卫星使用寿命短；（2）存在日凌中断和星蚀现象；（3）电波的传输时延较大且存在回波干扰；（4）卫星通信系统技术复杂；（5）静止卫星通信在地球高纬度地区通信效果不好，并且两极地区为通信盲区。
2 发展简史
2.1国际卫星通信发展简史
（1）20世纪40年代是卫星通信的构想和探索阶段。1945年10月，英国科学家阿瑟·克拉克发表文章《空间信息中继》，提出了利用3颗同步轨道卫星进行全球无线电通信的科学设想。
（2）20世纪50年代卫星通信转入了试验阶段。1957年10月，前苏联发射了第一颗人造地球卫星。此后，陆续进行了一系列有源、无源及各种轨道的卫星试验。如美国宇航局1958年发射的“斯科尔”（SCORE）有源广播试验卫星，进行了磁带录音信号的传输试验；1960年发射的“回声”（ECHO）无源反射卫星，进行了调频电话和电视的转播；美国国防部1960年发射的“信使”（COURIER）卫星，完成了有源延迟中继通信；1962年，美国电话电报公司发射的“电星1号”（TELESTAR-1）通信卫星，奠定了商用卫星通信的技术基础；1964年8月美国宇航局发射的“辛康3号”（SYNCOM-Ⅲ）同步轨道试验卫星，成功转播了东京奥运会实况。
（3）20世纪60年代中期，卫星通信进入实用阶段。美国发射的一颗国际通信卫星“晨鸟”（Early Bird）和苏联发射的“闪电”（MOLNIYA）同步卫星，标志着卫星通信开始了国际通信业务。同时期，国际卫星通信组织成立。
（4）20世纪70年代初，卫星通信用于国内通信。1972年加拿大首次发射国内通信卫星ANIK，率先开展了国内卫星通信业务。
（5）20世纪80年代，VAST（Very Small Aperture Terminal，甚小口径终端）卫星通信问世，开拓了卫星通信应用发展的新局面。
（6）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业务的新纪元，大大加速了社会信息化的进程。
2.2国内卫星通信发展简史
1970年4月，我国成功发射“东方红1号”（DFH-1）试验卫星，开创了中国卫星研制的新纪元，成为继苏、美、法、日之后世界第五个独立研制并发射人造地球卫星的国家。1984年4月，发射了第一颗试验通信卫星“STW-1”，它定点于东经125°赤道上空，共有两个转发器，输出功率8W，EIRP为23.4dBW，工作在C频段，实现了北京至乌鲁木齐、昆明、拉萨三个方向的数字电话，中央人民广播电台和中央电视台对新疆、西藏、云南等边远地区传输了广播和电视节目，从而揭开了我国卫星通信发展史上崭新的一页。1988年，我国又相继发射了两颗实用通信卫星，分别定点于东经87.5°和东经110.5°赤道上空，转发器增至4个，输出功率提高到10W，EIRP提高到36dBW，它们的定点精度、通信容量和工作寿命都有明显提高，在我国电视传输、卫星通信及对外广播中发挥了巨大作用。1997年5月，“东方红三号”（DFH-3）新一代通信卫星，正式开始商用服务，主要用于电话、传真、数据传输、VAST网、电视等业务，已经具有国际同类中型容量卫星的先进水平。
3 发展现状
3.1卫星固定通信
至2010年底，全球经营卫星固定通信业务的前25强公司，共拥有240多颗在轨静止卫星。其中,国际通信卫星公司拥有54颗，年收入超过25亿美元，居首位；SES全球公司拥有45颗，年收入超过23亿美元，居次席；拥有27颗，收入近15亿美元的欧洲通信卫星公司排名三；我国的卫星通信集团有限公司拥有“中星”等6颗卫星，年收入估算为1.55亿美元，排在第十三位。
众多卫星分布于各自轨道位置，以多种频段（C、Ku和Ka）、极化（圆和线）和波束（全球、半球、区域、点波束）分别覆盖地球赤道南北各个服务区。服务区内用户根据各种业务（音频、视频、数据、多媒体）需要，组成各种通信网络，使用各种体制和标准的地球站通过以上卫星进行通信。
最先进的卫星当属2010年12月欧洲通信卫星公司发射的“KA-SAT”卫星。该卫星采用“欧洲卫星E3000型”卫星平台，定位于东经9°，用于向欧洲及地中海地区的用户提供高速宽带上网服务，在轨寿命15年。该卫星采用迄今为止世界上最先进的Ka波段点波束设计，用82个点波束连接10个关口站的有效负载，这种配置可使频率复用达到20次，系统的数据吞吐总量可达70GB/s。KA-SAT的地面网络使用美国卫讯公司的SurfBeam2技术，卫讯公司类似的宽带连接解决方案已经在北美地区广泛使用，用户多达50万。KA-SAT的超大容量和SurfBeam2技术的完美结合，可为超过一百万个家庭提供互联网连接，而且速度可以和ADSL媲美。
3.2卫星移动通信
从目前卫星移动通信市场发展情况看，卫星移动通信业务保持稳定增长，其中静止轨道卫星移动通信发展最好，许多系统已经支持手持机通信，而非静止轨道卫星移动通信发展不景气。
3.2.1对地静止轨道（GSO）卫星移动通信系统
提供全球覆盖的卫星移动通信系统有国际移动卫星（Inmarsat）系统；提供区域覆盖的卫星移动通信系统有北美移动卫星（MSAT）系统、亚洲蜂窝卫星（ACeS）系统、瑟拉亚卫星（Thuraya）系统；提供国内覆盖的卫星移动通信系统有日本卫星（N-STAR）系统和澳大利亚卫星（Optus）系统等。其中波束覆盖我国的系统有Inmarsat、ACeS和Thuraya。
以国际移动卫星系统为例，它是由国际移动卫星公司经营的全球卫星移动通信系统，已发展到第四代。第四代卫星包括1个全球波束、19个宽波束和228个点波束，提供用户终端的卫星等效全向辐射功率强度为67dBW（点波束），其IP 业务最高速率可达432kbit/s，可应用于互联网、移动多媒体、电视会议等多种业务。
3.2.2非静止轨道（NGSO）卫星移动通信系统
提出的方案很多，真正发射组网进行运营的只有3个：铱（Iridium）、全球星（Globalstar）和轨道通信（Orbcomm）系统。
铱系统是由美国Motorola公司提出的世界上第一个低轨道全球卫星移动通信系统，其基本目标是向携带有手持式移动电话的铱用户提供全球个人通信能力。铱系统卫星星座由66颗低轨道卫星组成，轨道高度780km，提供话音、数据、传真和寻呼等业务，用户终端有单模手机、双模手机和寻呼机。在1997年5月到2002年6月期间共发射了95颗卫星，其中11颗失效，4颗陨落，66颗工作，14颗在轨备份，能够连续工作到2014年而无需发送额外的卫星。
全球星系统是由48颗低轨卫星组成的全球卫星移动通信系统，1999年开始商业运营。卫星采用透明转发器，多波束天线，用户链路和馈线链路同为VHF频段，向用户提供寻呼、传真、短数据和定位等业务。用户终端有手机、车载、机载、船载等移动终端，以及半固定和固定终端。
轨道通信系统是由36～48颗低轨卫星组成的全球卫星移动通信系统，1997年开始商业运营。卫星采用处理转发器、单波束天线，终端为单模手机和寻呼机。
3.3卫星直接广播
1963年，国际电联将卫星直接广播业务与卫星固定通信进行了区分，定义为从中心终端设备向相对较小尺寸的社区或家庭接收终端进行传输的卫星通信，主要特点就是“直播”，分为电视直接广播（简称电视直播）和声音直接广播（简称声音直播）。
3.3.1卫星电视直播
卫星电视直播是卫星广播业务发展的主流。从1993年美国发射第一颗直播卫星至今，已有30多个国家和地区开展了卫星电视直播业务，卫星电视频道总数达到11700多个。
在美国，卫星电视直播业务主要工作于两种频段：一种为C频段中功率卫星转发器，另一种为Ku 频段高功率卫星转发器。此外，2005年已发射的Spaceway21卫星上使用了Ka频段转发器。C频段卫星系统现有20多颗卫星提供约250多套电视频道节目和70多个音频节目。地面可用2m口径接收天线从上述卫星中直接接收电视信号。DirecTV和Echostar为美国数字卫星电视直播业务主要经营商，通过自有和租借的23颗直播卫星（DirecTV9颗，Echostar14颗），为用户提供千余套数字电视节目。截至2006年9月，DirecTV和EchoStar分别有签约用户1568万和1276万，合计2844万，基本已经占到美国电视用户总数的25.3%。
欧洲地区的卫星电视直播业务空间段运营商主要为SES全球公司和欧洲通信卫星公司。SES全球公司在欧洲的ASTRA卫星系列和欧洲通信卫星公司的Hot Bird等卫星系列都担负着欧洲地区卫星电视直播和宽带通信等任务。这两个卫星系列很注重以多星共位方式来扩展频谱资源利用，其中共位数最大的是ASTRA系列用7颗卫星共位，集成后的综合效果使其拥有频谱资源达2GHz宽度的Ku频段及500MHz 宽度的Ka频段，使其120台Ku频段转发器同时工作，任一转发器既有同星备份又有异星备份，用户从一个轨位可接收到120台转发器提供的600套节目中的任一套节目。
在亚太地区的卫星直播业务发展比较好的是日本。日本的Sky PerfecTV到2006年11月底已经有用户412.67万。2008年推出10个采用H.264编码的、包括点播和高级频道业务在内的高清频道，在2009年秋天将高清频道数增加到30个。
我国于2008年6月9日在西昌卫星发射中心成功发射“中星9号”直播卫星，标志着中国正式进入了直播卫星时代。“中星9号”直播卫星定点于东经 92.2°赤道上空，发射重量4.5吨，装载有22个Ku转发器，总功率约11KW，设计寿命15年。其下行波束采用单体成型的大波束，覆盖我国大陆及港澳台地区。波形采用圆极化，上行波束采用特殊赋形波束，有效的避免了各种干扰，特别是提高了抗恶意干扰能力。
3.3.2卫星声音直播
目前，卫星声音直播的技术成熟、多样，但市场运营普遍不太成功。比较典型的例子是世广集团（Worldspace）L频段的声音数字广播。
世广集团公司使用两颗卫星AfriStar和AsiaStar进行数字声音广播。AfriStar和AsiaStar分别于1998年10月和2000年3月发射，定点于东经21°和东经105°。采用频率为1467-1492MHz。每颗卫星有三个波束，可传送80多个频道。世广公司2008年申请了破产保护，使卫星声音广播业务的应用进一步面临挑战。
此外，还有美国S频段的同步和非同步轨道的卫星声音广播，以及2004年1月韩国和日本联合发射的S频段的多媒体广播卫星，这些卫星特点是下行波束EIRP甚大，可直接向便携式个体接收机传送高质量的声音、数据和图像等多媒体信息。
4 发展趋势
4.1 向宽带化发展
为满足大量的数据传输和英特网的接入，卫星宽带通信将成为卫星通信发展的主流。一方面，利用现有的C频段和Ku频段卫星通信资源，快速建立起宽带通信系统。另一方面，发展频率更高的Ka、EHF等频段新型宽带通信卫星，以适应新业务的需要，如国际卫星移动通信第四代系统就在其卫星通信系统的基础上提供了宽带全球域网络服务。
4.2 向小型化发展
空间段，微小卫星和纳卫星由于不易受电磁干扰和敌方反卫星武器的破坏，所以，通过多颗小卫星组网来代替单颗大卫星，就可以提高卫星系统的生存能力。地面段，随着技术的发展，卫星的功能逐渐增强，许多原来由地球站执行的功能被转移到卫星上去完成，从而使地面设备变得越来越简单，天线尺寸也随之大幅度减小。除了小型卫星通信地面站（VSAT）得到广泛应用外，卫星移动通信的终端设备也变得越来越小，用手持机可实现在任何地点、任何时间与世界任何地方接入卫星移动通信网的用户进行双向通信。
4.3 向综合化发展
卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直接广播三种通信方式逐渐融合, 并与各种地面通信网互连互通。那么，未来的通信网，必将是一个包括地下的光缆，地面的微波和蜂窝移动通信，低轨道、中轨道以及静止轨道的通信卫星系统组成的服务于全球的混合通信网，而传输的数据也将成为话音、数据、图文、电视兼容的综合数据，真正实现任何人在任何地点、任何时间、与任何对象（人或计算机）互通任何信息（语言、图像、文字和数据等）。
5 结束语
本文综述了卫星通信的发展历史和发展现状，并在此基础上，展望了卫星通信的发展趋势。可以预见，随着新技术的发展，如频谱扩展、数字无线接入、智能网络技术、光信息处理，以及新的发射工具和新的轨道技术的实现，将使卫星通信得到进一步的发展。同时，卫星通信作为全球信息化网络设施的重要组成部分，将对世界经济、社会、军事的发展产生重大的促进作用。
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问题： 5、降雨损耗及链路可用度 6、饱和通量密度 7、转发器的增益 8、连路计算 9、系统容量估算 5、降雨损耗及链路可用度： ①降雨对链路的影响：降雨会导致电磁波的散射并且会吸收无线电波的能量；降雨的衰减量随着频率的升高而增加，因此Ku波段的降雨衰减要比C波段严重；水平极化的降雨衰减要比垂直极化的降雨衰减要大；雨衰会产生噪声，衰减和噪声对卫星链路性能的影响在上、下行链路的雨衰余量中考虑。 降雨对天线罩的影响：对半球形的天线罩，降雨会产生一个厚度不均匀的水层，水层将导致吸收损耗和反射损耗（1mm厚的水层所产生的损耗是14dB）。 降雨会导致信号的去极化：雨滴通过大气层时略带椭圆形，主轴方向对电场分量的影响不同于次轴方向对电场分量的影响，其结果就是使电波变成了椭圆极化波；对圆极化波的影响大于线性极化波，为了弥补降雨引起的去极化，需要安装去极化装备。 ②链路可用度： 定义：在一年中% p的时间内，链路的误比特率不超过一个给定的门限值 p的概率，称为链路可用度。因此链路可用度表示含义是：一 b
年中经过该链路传输的误比特率性能优于门限b p 的时间百分比。为了使链路可用度达到要求，定义一个门限载噪比C/N []th 和余量[M]，余量[M]包括雨衰余量、系统余量以及设备余量等，因此设计系统应该达到的载噪比为：[][M](dB)[]C C N N th =+。 6、饱和通量密度： 卫星转发器的行波管放大器（TWTA ）存在输出功率饱和现象，由此定义：使TWTA 达到饱和时接收天线所要求的通量密度为饱和通量密度，用s ψ表示。卫星转发器的饱和通量密度也称为卫星转发器的灵敏度。 如果用[]EIRP S 表示能使卫星接收天线达到饱和通量密度所要求的地球站的有效全向辐射功率，则有： 2 4[][][]10lg( )s s s LOSS EIRP π ψλ =-+ 显然，2 4[][][]10lg( )s s s LOSS EIRP π ψλ =+-，这样，如果知道卫星接收系统 的设计参数s ψ以及系统的工作频率、各种传输损耗，就可以计算单一载波时地球站的[]EIRP S 。 7、转发器的增益： 卫星转发器的三个主要参数为[]G T 、S ψ与EIRP 。[]G T 和S ψ（饱和通量密度）反映卫星接收系统在其服务区内的性能，它们与卫星接收天线的增益分布线性相关。EIRP 反映转发器的下行功率，它与卫星发送天线的增益分布线性相关。
卫星通信基站选址及勘察 一、简介 （一）项目建设基本流程 （二）无线设计基本流程 一般来说，一个完整得项目应该包括:项目启动、选址、勘察、设计、出版归档、会审等五个阶段（过程）,如果会审得结果需要进行修正设计，则还包含设计修正阶段(过程） （三)规划、可研报告编制流程 (四)选址及勘察工作内容
１、选址 工程阶段：可研、规划阶段;初步设计(两阶段设计);施工图设计(一阶段设计）。 工作内容:根据网络规划方案或现有网络布局情况,对新增或搬迁站点得建设位置进行选定。 选址就是网络建设从规划走向实施得第一步,实际网络就是否基本符合规划设想,选址得恰当至关重要 选址就是网络建设得奠基石，优质得网络建立在科学得选址上２、勘察 工程阶段：初步设计或施工图设计 工作内容：在移动站点建设现场收集设计工作得必备数据,就是着手进行设计得前提.勘察得输出主要有:勘察资料(勘察表、勘察草图、照片等）、勘察数据。这些资料、数据就是后续设计阶段得重要基础,必须保证其正确性与完整性。 二、流程及方法 （一）选址流程及方法 1、工作流程
2、选址方法 1)选址前准备 ●计划 时间、地点、人、工作量、车、钱 ●沟通 领导、甲方、相关人员、司机 ●资料 电子地图(纸质地图）、规划方案(建设原则、建设思路、布点图）、通信录 当地基本情况(话务、覆盖、城市规划) ●工具 包、勘察夹、勘察表、勘察纸、四色笔、
相机、手提电脑、指北针、测距仪、GPS、望远镜、皮尺、卷尺……… 测试软件、测试设备、车载电源? 2)选址 ●了解环境 明确周围基站位置 核实规划目标 ●确定目标 基本要求:位置、高度、机房、天面、承重、业主、电、传输; 安全性要求:洪涝区、高压电站、加油站、滑坡山体、航空管制区、易燃易爆区、粉尘区…… 业主要求、市政规划情况； 备选点 ●记录资料 周围环境:描述、拍照(30/12）、建筑物外观(物业用） 基本信息：位置（GPS，地址)、高度、机房条件、天面条件、承重、业主联系方式、特殊要求 填表(选址记录表） 3)选址后工作 ●当天 整理选址数据：照片、记录表、选址明细表、布点图 汇总讨论，确定明天选址目标 ●回单位前
卫星通信地球站 科技名词定义 中文名称：卫星通信地球站 英文名称：satellite communication earth station;earth station of satellite communications 其他名称：卫星通信地面站 定义1：设置在地球表面，对通信卫星发射信号的设备。 应用学科：航空科技（一级学科）；航空电子与机载计算机系统（二级学科） 定义2：在地球的陆上、水上、空中设置的能通过通信卫星传输信息的微波站。 应用学科：通信科技（一级学科）；卫星通信（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片 卫星通信地球站，satellite communications earth station，卫星通信系统中设置在地球上（包括大气层中）的通信终端站。用户通过卫星通信地球站接入卫星通信线，进行相互间的通信。主要业务为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。20世纪60年代中期，为使卫星通信进入实用阶段，主要使用地球同步轨道通信卫星。卫星通信使用微波频段。由于卫星距地球3万多千米，电波路径损失很大，地球站需要采用大口径天线、大功率发射机和高灵敏度低噪声的接收系统。 目录 类型
卫星通信地球站 卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、车载、飞机载)；按通信性能分为标准站和非标准站。在标准站中又分为A、B、C、D 4种类型。A、B、D3种站的天线口径分别为29～32米、11米和4.5～5米，用于6吉赫(上行)和4吉赫(下行)通信频段的系统；C型站天线口径为16～20米，用于14吉赫(上行)和11吉赫（下行）通信频段的系统。典型的卫星通信地球站的基本组成包括：天线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系统、监控系统。为实现用户间通信，还需有地面接口系统、信息传输系统和信息交换中心。随着对卫星通信需求的日益增长和通信卫星技术的迅速发展，卫星通信地球站的种类日益增多，数量巨大。近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球站，发展了一种非常小口径通信终端(VSAT)地球站，具有广阔的应用前景。 工作过程 卫星通信地球站的工作过程与微波接力通信终端站类似。发信时,每站的用户信号(电话、电报、图像、数据等)经基带处理、调制、上变频、功率放大,变换成适于卫星信道传输的形式，由天线对准卫星发送，卫星则将 卫星通信地球站 收到的信号经转发器变频、放大及其他处理后发回地面。各地球站天线接收到卫星转来的全部信号，经过与发射相应的反变换和处理，从中选出属于本站的信号分送给有关用户。为克服电波远程传播的巨大损耗、时延和噪声干扰的影响并有效地利用卫星
中国卫星系列介绍及应用 中国自一九七0年四月二十四日成功研制并发射第一颗人造卫星“东方红一号”至今，已在民用领域初步形成了遥感、通信广播、气象、科学探测与技术实验、地球资源和导航定位等六大卫星系列。 中国卫星研制工作开始于二十世纪五十年代末期，是在基础工业比较薄弱、科技水平相对落后、国家财力有限的条件下发展起来的，目前，各系列卫星已广泛应用于经济、科技、文化和国防等各个方面，取得了显著的社会效益与经济效益。 1.民用领域卫星系列 （1）“东方红”通信广播卫星系列。此系列包括三种不同类型的静止轨道通信卫星，即“东方红二号”、“东方红二号甲”试验通信卫星和“东方红三号”通信广播卫星。中国这一系列至今共发射了十颗卫星，为通信、广播、水利、交通、教育等部门提供了各种服务。其中东方红一号是新中国历史上第一颗人造卫星，具有里程碑式的意义。1970年4月24日，中国成功的发射了自己的第一颗人造卫星，卫星轨道的近地点高度是436KM，远地点高度为2384km，轨道平面与地球赤道的平面夹角为68.5°，绕地球一圈需要114min。卫星质量为173kg，用20.009MHz的频率播放“东方红”乐曲。“东方红一号”卫星升空后，星上各种仪器实际工作的时间远远超过了设计要求，“东方红”乐音装置和短波发射机连续工作了28天，取得了大量工程遥测参数，为后来卫星设计和研制工作提供了宝贵的依据和经验。“东方红一号”的发射成功，为中国航天技术的发展打下了极为坚实的根基，带动了中国航天工业的兴起，使中国的航天技术与世界航天技术前沿保持同步，标志着中国进入了航天时代。 到2000年为止，中国共发射了三代通信卫星。第一代通信卫星是1984年发射的2颗通信卫星和1986年2月1日发射的东方红二号实用型通信广播卫星。第二代通信卫星是1988年3月7日、1988年12月22日、1990年2月4日和1991年11月28日发射的载有4台C波段转发器的东方红二号甲通信卫星。第三代通信卫星是1997年5月12日发射的东方红三号地球静止轨道通信卫星。 现今，中国实验性的发射了“鑫诺”及“亚太”系列通信卫星，成为下一代中国通信卫星主力军。 （2）“风云”气象卫星系列。该系列包括“风云一号”太阳同步轨道气象卫星和“风云二号”地球静止轨道气象卫星两类，太阳同步轨道气象卫星又称极轨气象卫星。“风云一号”、“风云二号”此前已分别发射了三颗和两颗卫星，在中国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。风云一号和风云二号分别进行过4次和3次发射，在中国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。 1988年9月7日，中国第一颗气象卫星风云一号由长征四号火箭发射升空。 中国在1997年6月10日发射第一颗地球静止轨道气象卫星风云二号甲，并于1997年12月1日正式交付用户使用。2000年6月25日又发射了风云二号乙。2004年10月19日又发射了一颗风云二号气象卫星。 （3）“实践”科学探测与技术试验卫星系列。这一系列形成时间较长，包括六颗卫星，分别是：一九七一年三月发射的“实践一号”；一九八一年九月用一枚运载火箭同时发射的“实践二号”、“实践二号甲”、“实践二号乙”；一九九四年二月发射的“实践四号”；一九九九年五月发射的“实践五号”。
常用卫星通信天线简介 天线是卫星通信系统的重要组成部分，是地球站射频信号的输入和输出通道，天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远，为保证信号的有效传输，大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好，增益高，便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多，按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线；按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线；按频段可分为单频段天线和多频段天线；按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线 作简单介绍。 1．抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线，利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面，将馈源置于抛物面的焦点F上，馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列，如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射，经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上，电波经抛物面反射后，沿抛物面法向平行辐射。接收时，经反射面反射后，电波汇聚到馈源，馈源可接收到最大信号能量。 图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单，较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高；由于采用前馈，会对信号造成一定的遮挡；使用大功率功放时，功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2．卡塞格伦天线
卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个发射面和一个馈源组成，如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上，抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合，即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说，副反射面的存在遮挡了一部分能量，使得天线的效率降低，能量分布不均匀，必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后，天线效率可提高到0.7—0.75，而且能量分布均匀。目前，大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。 卡塞格伦天线的优点是天线的效率高，噪声温度低，馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里，这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。 图2 卡塞格伦天线 3．格里高利天线 格里高利天线也是一种双反射面天线，也由主反射面、副反射面及馈源组成，如图3所示。与卡塞格伦天线不同的是，它的副反射面是一个椭球面。馈源置于椭球面的一个焦点F1上，椭球面的另一个焦点F2与主反射面的焦点重
中国卫星通信现状和展望 闵士权 一、卫星通信基本情况 我国卫星通信21世纪初发展基本情况如下： （1）卫星固定通信：空间段建设大发展；相应的卫星公用通信网、卫星专用通信网和卫星广播电视传输网得到较好的发展。 （2）卫星移动通信：静止轨道的便携式用户终端的全球卫星移动通信系统运营良好；中低轨道的手持式用户终端的各种全球卫星移动通信系统运营不佳。 （3）卫星直接广播：国外卫星声音直播系统正在进入中国市场；国内卫星电视直播系统已纳入国家重点建设项目，前期建设准备工作已开始。 （4）卫星宽带通信：积极发展卫星宽带通信业务；密切跟踪新型卫星宽带通信系统动态。 二、卫星固定通信情况 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。 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
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/b93264584.html, 便携式卫星通信站设计与实现 作者：高伟陈志汪梦 来源：《中国新通信》2013年第22期 【摘要】本文论述了一种新型便携式卫星通信站，对便携站的主要功能、基本原理、实 现方法做了详细的分析和介绍。通过对卫星天线单元、终端单元和结构设计等方面的阐述可知，我司设计、生产的便携式卫星通信站具有安装简单，对星快速，性能稳定的优点，可以在较短时间内为用户提供一个高品质的卫星通信网络，具有非常广阔的应用前景。 【关键词】便携式卫星通信站卫星天线终端单元卫星通信网络 一、引言 随着应急通信指挥系统的应用领域逐渐扩大，便携式卫星通信站已成为应急通信的一种重要通信组成部分。便携式卫星通信站通过与地球同步轨道卫星组网形成卫星通信网络，可以实现话音、数据、音视频和广域网接入功能的多媒体通信业务，实现如电话、传真、电传、电报、图像、可视电话、话带数据、计算机数据、复用数据、电话会议等功能，广泛应用于交通运输、抢险救灾、新闻采访、科考探险、公安、军事等应急和特殊通信领域。 二、技术方案 2.1 系统组成及功能 便携式卫星通信站主要由便携式卫星天线单元（含天线、伺服、BUC、LNB）和终端单元（含卫星调制解调器、交换机、视频会议终端、VOIP、矩阵、显示器、3G图传、单兵图传接收机等）组成。整套系统可由2人完成操作使用，总质量不大于60Kg。便携式卫星通信站基于VSAT卫星通信网，通过便携天线，可与后方指挥中心建立基于IP的透明链路。主要特点是简单、方便，易于运输，适应应急性指挥通信的要求，能够在较短时间内迅速搭建一个卫星通信平台，并建立起与主站的通信连接。便携式卫星通信站原理框图如图1所示，该系统具备卫星通信、视频会议、VOIP语音通话等功能。在执行任务时，通过单兵式微波图像传输系统将野外现场的声音、图像等相关资料实时传输到便携站，再通过VSAT卫星系统和专业视频会议系统将其传送到国家、省、市级指挥中心，为领导总揽全局，果断决策，正确指挥提供直接的现场信息。本文设计的便携式卫星站具备“一键式”对星功能，同时采用双跟踪寻星模式，寻星时间小于3分钟，跟踪精度小于0.2度。为满足不同场合不同业务量的需求，天线单元可选用等效口径1m或1.2m天线面，功放选用20W～40W功率功放，组合配置，用于提供传输不低于2Mbps的通信业务。 2.2 便携式卫星天线单元
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
卫星通信系统建设招标文件 技 术 规 范 书 2013年4月
目录 1概述 (1) 1.1总体需求 (1) 1.2技术要求 (1) 1.3设计原则 (2) 2系统组成 (4) 3卫星通信设计 (5) 3.1卫星通信体制选择 (5) 3.2卫星链路计算 (5) 4X移动卫星通信站系统设计方案 (6) 4.1X移动卫星通信站功能 (7) 4.2卫星通信子系统 (7) 4.2.1x天线伺服控制系统 (7) 4.2.1.1x天线组成 (8) 4.2.1.2x天线系统设计要求 (8) 4.2.1.3x天线系统功能要求 (9) 4.2.1.4x天线系统技术指标 (9) 4.2.2卫星功放 (11) 4.2.3卫星调制解调器 (12) 4.2.3.1卫星调制解调器（网管） (12) 4.2.3.2卫星调制解调器（业务） (13) 4.2.4频谱仪 (14) 4.2.4.1便携式频谱仪 (14) 4.2.4.2机架式频谱仪 (15) 4.3视音频处理子系统 (17) 4.3.1图像采集 (18) 4.3.1.1单兵无线图像传输设备 (18) 4.3.1.2便携式摄像机 (20) 4.3.1.3装载平台室外云台摄像机 (21) 4.3.1.4装载平台室内云台摄像机 (23) 4.3.1.5装载平台两侧及后部摄像机 (24) 4.3.2图像处理与显示 (25) 4.3.2.1视频编解码器 (25) 4.3.2.2高清视频矩阵 (26) 4.3.2.3高标清转换器 (27) 4.3.2.4四联监视器技术要求： (28) 4.3.2.59寸头枕监视器技术要求： (29) 4.3.3音频系统 (30) 4.3.3.1数字调音台 (30) 4.3.3.2无线话筒 (30) 4.3.4VOIP语音网关 (33)
卫星通信地球站设备 一、地球站的分类及组成 1.1地球站的各类 1.1.1卫星通信地球站 可以按安装方式、传输信号特征、天线口径尺寸、设备规模及用途来分类： 1、按安装方式： ●固定站 ●可搬运站 ●移动站 2、按传输信号特征： ●模拟站 ●数字站 3、按业务性质： ●遥测、遥控、跟踪站 ●通信业务站 4、按用途分： ●民用通信站：公用站 专用站 ●军用通信站：战略通信站 战术通信站
●卫星广播业务 ●气象卫星 ●航空、航海、导航 ●科学实验 另外还可以按工作频段、通信卫星类型、多址方式、天线口径等分类。 目前国际上，通常地球站天线口径尺寸及G/T值的大小将地球站分为A、B、C、D、E、F、G、Z等各种类型见下表1： 表1：各类地球站的天线尺寸及性能指标 ●其中A、B、C型站称为标准站，用于国际通信；
E和F又分为E－1、E－2、E－3和F－1、F－2、F－3等类型，主要用于国内通信。 其中E－2、E－3和F－2、F－3又称为中型站。E－1、F－1称为小型站。 1.1.2VSAT地球站的分类 1、按安装方式――固定、可搬、车载、机载、船载、背负式、手提式等 站。 2、按网络结构――星状、网状、星状网状混合结构。 3、按收发方式――单收站、单发站、双向站。 4、按业务性质――固定业务和移动业务。 5、按支持的主要业务类型分――话音VSAT站、数据VSAT站、综合VSAT 站。 其它的还有按工作频段分（L波段、C波段、Ku波段等）、多址方式（FDMA、TDMA、CDMA、SDMA等）。 1.2地球站的组成 一般的卫星通信地球站，尽管对于不同的通信体制，地球站的组成不尽相同。但其基本组成一般包括： 天线分系统、发射分系统、接收分系统、信道终端设备、遥测跟踪、监控分系统、伺服跟踪分系统和电源分系统。 1.2.1VSAT地球站设备组成 VSAT卫星通信网由卫星转发器、主站（中心站）和远端小站三部分
（二零一二年十二月） 2020-2025年中国低轨卫星通信行业高端市场开拓策略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……
报告目录 第一章企业高端市场开拓策略概述 (5) 第一节研究报告简介 (5) 第二节研究原则与方法 (5) 一、研究原则 (5) 二、研究方法 (6) 第三节研究高端市场开拓策略的重要性及意义 (8) 一、重要性 (8) 二、研究意义 (8) 第二章市场调研：2019-2020年中国低轨卫星通信行业市场深度调研 (9) 第一节卫星通信系统简介 (9) 一、卫星通信系统的基本概念 (9) 二、低轨卫星通信系统的特点与优势 (13) 三、低轨卫星通信系统的商业价值和战略意义 (16) 第二节卫星通信市场发展现状与趋势 (18) 一、轨卫星通信产业发展环境 (18) 二、卫星通信市场发展现状与趋势 (19) 第三节国内中外低轨卫星通信系统发展现状 (22) 一、国外中低轨卫星通信系统发展 (24) （一）第一代低轨卫星通信系统 (24) （二）国外典型中低轨宽带星座建设计划 (27) 二、国内主要中低轨卫星通信系统 (29) （一）航天科技集团“鸿雁”星座 (30) （二）航天科工集团“虹云”工程 (31) （三）中国电科集团天地一体化信息网络 (32) （四）银河航天“银河Galaxy”5G 星座 (32) （五）国电高科天启物联网星座 (33) 第四节2019-2020年低轨通信卫星产业正在兴起 (33) 一、卫星按用途分类，通信类占比最大 (33) 二、我国新发卫星通信类占比快速提升 (35) 三、美国在轨卫星远多于其他国家 (36) 四、卫星按轨道分类——低轨正在兴起 (37) 五、低轨卫星系统具有成本低效率高的优点 (39) 六、新发卫星中低轨占比逐渐提升 (39) 七、2020年预计我国低轨卫星市场空间达4000亿元 (40) 第五节美国优先布局，中国也已起步 (42) 一、美国低轨卫星系统：已规划上万颗卫星 (42) 二、相比美国，中国低轨卫星产业起步晚、规模小 (47) 三、我国起步晚于美国，竞争已全面展开 (51) 第六节卫星星座产业链分析 (52) 一、低轨卫星通信产业链 (52) 二、当前地面设备和服务价值占比最大 (53)
车载卫星通信设备及操作简介 3.1 卫星通信系统开通前应该注意的事项： 3.1.1 环境勘察 1）选择停放场所 ★选择较为平坦、坚实的空地作为停车场地。确保对卫星信号收发、微波信号收发不形成遮挡。 ★车辆上方应无遮挡物，以免阻碍天线桅杆正常升起。 ★应尽量避开高大的障碍物（陡坡、高大建筑、高大树木等），确保对卫星通信、微波通信、无线网桥通信的信号收发不形成遮挡。 ★如果采用市电则车辆停放地距最近的有效市电电源应在60M以内，且能打地桩以接地或能接入其他的接地系统。 ★车辆停放地还要考虑整车噪声对居民或环境的影响。 2）选择市电电源 ★车载系统原则上应尽量考虑采用目的现场的有效市电电源。 ★在车载系统到达现场前，应与提供电源的单位或供电部门做好协商。 3）确定传输方式 ★同相关单位协商拟采用的传输方式，传输方式应遵循方便接入的原则结合停放场所条件综合考虑。若距机房较近，可采用光纤直接连接的方式；否则可采用微波或者无线网桥传输方式；特殊情况可采用卫星传输方式。 ★采用微波或者无线网桥传输方式时，要预先选定好对端微波架设的位置，以最近的机房和视距传输来综合考虑。原则上在车载系统达到目的现场 前，应架设好对端微波天线，以尽量缩短系统开通的时间。 ★采用卫星传输方式时，应根据使用的卫星经度考虑对应方位无遮挡，且 避免使车头朝向卫星方位停放，以方便卫星天线接收。 ★车载卫星系统通过自动对星需要获取的信息：（1）GPS、（2）电子罗盘、（3）AGC（信标机电压）。
3.1.2 数据准备 确定BTS的相关数据 ★根据网络规划，确定车载BTS相关数据，如频点、邻区切换等，必要时，到目的现场测试移动网络的数据，了解频率干扰情况、话务量分配、切换等情况。同时与传输室确认应急车传输的接入基站，并在基站端对通传输电路，同BSC 核对每套应急传输电路所对应小区的关系、核对小区定义的设备数量、设备类型和软件版本等信息，确保BSC的数据定义与应急车安装的硬件完全对应； ★根据现场的网络状况，确定基站天线的覆盖范围和方向。 ★根据网络规划，确定车载BTS系统接入PLMN网的BTS的相关数据。 3.1.3 带卫星的小C车规范开通流程 1、停车、拉手刹 2、打地桩、接工作地、保护地 3、放支撑脚、启动联合供电 4、挂CDMA天线、升天线桅杆、接馈线 5、对星、核对工作频率、极化、标定功率、载波上星 6、开基站、数据下载 7、开通测试、网络优化 3.2 卫星系统概述 3.2.1卫星系统业务需求简介 卫星传输作为小型应急通信车三种传输方式（微波传输、光纤传输、卫星传输）之一的传输手段解决从车载BTS到各省BSC的Abis接口的传输，实现1x 语音数据及EVDO数据业务的传输。 3.2.2卫星系统组成 根据系统设备配置和改装要求，小型应急通信车包括移动通信系统（不同厂商BTS和BSC设备）、传输系统（SDH、PDH、50M无线以太网桥、车载卫星）及天馈线系统（卫星天线、微波天线基站天线、桅杆等），其中卫星子系统主要由以下几种设备组成： 车载卫星天线、GPS天线、天线控制系统、信标接收机、MODEM、LNB、固态高功放。
卫星通信基础知识 一、电磁波 振动的电场和磁场在空间的传播叫做电磁波。 由收音机收到的无线电广播信号，由电视机收到的高频 电视信号，医院里物理治疗用的红外线，消毒和杀菌用的紫外线，透视照相用的X射线，以及各种可见光，都属于电磁波。 二、电磁波的频率、波长 人们用频率、波长和波速来描述电磁波的性质。 频率是指在单位时间内电场强度矢量E（或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。波长是指在波的传播方向上相邻两个振动完全相同点之间的距离，通常用λ表示。波速是指电磁波在单位时间内传播的距离，通常用v 表示。频率f，波长λ，和波速v之间满足如下关系： v=λf 如果一电磁波在一秒内振动一次，该电磁波的频率就是1Hz ，在国际单位制中，波速的单位是m/s(米/秒) ，波长的单位是m(米) ，频率的单位是Hz. 对于无线电信号，它属于电磁波，它的传播速度为光速，即每秒约前进30万公里。 例如：对于一个频率为98MHz的调频广播节目，其波长为300,000,000米除98,000,000Hz，等于3.06米。 不同的频率的（或不同波长）电磁波具有不同的性质用途。人们按照其频率或波长的不同把电磁波分为不同的种类，频率在300GHz(1GHz=109Hz)以下的波称为无线电波，主要用于广播，电视或其他通讯。频率在3×1011Hz-4×1014Hz 之间的波称为红外线，它的显著特点是给人以“热”的感觉，常用于医学上的物理治疗或红外线加热，探测等，频率在3.84×1014HZ-7.69×1014Hz之间的波为可见光，它能引起人们的视觉，频率在8×1014Hz-3×1017Hz之间的波称为紫外线，具有较强的杀菌能力，常用于杀菌，消毒，频率在3×1017 Hz-5×1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线）它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等，
我国卫星通信的现状及发展趋势 (2011-01-28 14:47:01) 转载▼ 标签： 分类：我国卫星通信 科技 中国 卫星通信 卫星应用 应急通信 it 我国独资和中外合资经营卫星的公司有4家，内地2家，香港2家。4家公司现有8颗通信卫星在轨运行提供业务，这些卫星是亚星-2、亚星-3S，亚星-4、亚太-v、亚太-1A、亚太-2R，中卫-1和鑫诺-1。以上卫星共有329个转发器 单元。其中C频段218个，Ku频段111个。上述卫星覆 盖了中国本土及其周边国家以及亚太等部分地区。据初步 统计8颗卫星的转发器出租率为40%左右。此外，为开展 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，有国际通信卫星、泛美通信卫星、银河-3R及热鸟- 3通信卫星。 把卫星通信业务市场按应用领域分为公众通信应用领域、专用及增值业务应用领域、广播电视应用领域及应急
通信应用领域。 据不完全统计，截止到2003年底，全国批准建立的卫星通信网有179个，各类双向通信地球站1万多座，单收站4万多个。整个广播电视传输系统现有广播电视地球上行站34个，全国卫星电视接收站约有60多万个。40余家VSAT业务提供商的VSAT小站达3万多个。此外有数十辆具有C/Ku频段的应急通信车辆；国际移动卫星通信系统提供服务的全球星卫星电话2929套，Inmarsat移动台数百个。 近年来随着光纤技术的发展，各个运营公司投入大量的资金铺设陆地和海底光缆，其容量之大和价格之低廉，卫星通信面临巨大的挑战。卫星通信必须利用自身优势寻找新的发展机会。 1实现直接到户是卫星业务市场增长的最大推动力。 其中面向消费用户的视频直播业务、宽带移动无线接
全球高通量卫星发展概况 及应用前景 Prepared on 22 November 2020
全球高通量卫星发展概况及应用前景 多媒体化、泛在 化、宽带化是信息网 络发展的基本趋势。 为了适应宽带化发展 的时代要求.光纤通信 出现了密集波分复用 {DWDM)、光传送网 络(OTN)、无源光纤 网络(PON(技术，地 面移动通信出现了3G 系统长期演进(LTE)和 4G， 5G进步，而卫星通信则出现了高通量卫星(HTS )。 宽带已经成为与水电路同等重要的基础设施.是各国优先发展的国家战略，我国也于2013年开始实施“宽带中国”计划。卫星通信在信息网络中举足轻重，为此.我国正在研制中星一16高通量卫星。与发达国家相比，我国卫星通信仍然落后。所以，跟踪研究全球高通量卫星的发展情况、探索国内的应用前景.应该成为我国宽带发展过程中的重要议题。 1全球高通量卫星的发展情况
开发利用新频率资源、提高频率使用效率是任何通信系统扩展带宽容量的从本方式。与C， Ku频段相比，Ka 频段频率资源更加丰富，而多点波束则可以数十倍地提高了频率利用效率，两者结合使得高通量卫星容量得以百倍地增加。 基于高通量卫星、新一代甚小孔径终端 (VSAT)和IP 技术的宽带卫星通信系统传输能力接近4G水平，体系结构方面与地面互联网高度兼容，在宽带接入、基站中继、机载/船载/车载移动通信、企业联网、视频分发与采集等方面得到广泛应用。 市场规模显着增长，收入比重并不对称 欧洲咨询公司(Euroconsult)预测，2013年高通量卫星占全球总卫星带宽容量需求的17%，到2023年占比将增长到将近50%。北方天空研究公司(NSR)预计，到2022年全球高通量卫星总供应容量将超过s，总需求容量超过 1Tbit/s。其中，静止轨道高通量卫星超过900Gbit/s， O3b等中轨道高通量卫星将达到100Gbit/s。在这1Tbit/s 以上的高通量卫星总容量需求中，宽带接人占73%，基站中继、IP中继、VSAT联网为168Gbit/s，各类移动应用为140Gbit/s。 到2023年，虽然高通量卫星总带宽需求将与一般通信卫星平分秋色，但在188亿美元的总收入中仅占32%。这
未来5年中国卫星互联网产业的预测分析 1.1卫星互联网的特点 根据中投产业研究院发布的《2021-2025年中国卫星互联网产业深度调研及投资前景预测报告》，卫星互联网是基于卫星通信的互联网，通过发射一定数量的卫星形成规模组网，从而辐射全球，构建具备实时信息处理的大卫星系统，是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络，具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。 广覆盖：实现全球宽带无缝通信，作为地面网络的补充和延伸，实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖，有效解决通信基础设施匮乏地区互联网接入问题。 低延时：实现延时与地面网络相当，卫星网络布置于近地轨道，数据信号在卫星与地面终端往返传输延时被大大降低，达到几十毫秒级别的较低延时。 宽带化：高通量卫星技术日渐成熟，高频段、多点波束和频率复用等技术的使用显著提升了通信能力，降低了单位宽带成本，能满足高信息速率业务的需求，极大的拓展了应用场景。 低成本：建设成本低于地面通信设施，与地面5G基站和海底光纤光缆等通信基础设施相比，具有显著成本优势。现代小卫星研发制造成本低，软件定义技术又可以进一步延长在轨卫星使用寿命。 1.2中国卫星通信市场规模 根据中投产业研究院发布的《2021-2025年中国卫星互联网产业深度调研及投资前景预测报告》，随着我国商业航天市场的逐步开放，卫星国家队和许多民营企业纷纷布局卫星互联网星座产业，将带动通信小卫星研制、火箭发射、卫星通信系统终端设备与软件应用市场爆发式发展。2018年，我国卫星通信市场规模达到607亿元。2019年中国卫星通信市场规模为682亿元，同比增长12.4%，2020年我国卫星通信市场规模将达723亿元。
国外卫星通信产业发展研究 卫星通信产业链涵盖卫星制造、发射服务、地面设备制造、运营与服务等环节。2018年，全球航天产业规模达到4000亿美元，其中卫星产业规模超过3000亿美元，卫星通信产业市场规模约为1200亿美元。美国、中国和欧洲国家的传统航天企业借助云平台、大数据、天地一体化、物联网、5G等新技术快速发展精细化、个性化的卫星通信服务；一大批新兴商业航天企业及服务也迅速涌现。 未来，全球卫星通信系统商业化程度将不断提高，卫星通信系统向微小化趋势发展，卫星通信仍以卫星广播和固定类业务为主，卫星移动和宽带类业务将增长迅速。 预计2020年，全球卫星转发器出租容量将达到700GHz；全球微小卫星市场规模将达到60亿美元，2025年全球微小卫星数量市场规模可达200亿美元。
国际卫星通信发展新特点 近年来，随着卫星宽带成本的下降和卫星通信技术的进步，在高通量卫星带宽巨大需求的刺激下，国内外掀起了卫星互联网星座发展的热潮，卫星通信进入到一个新的发展阶段，呈现出以下特点： 一是各国纷纷将卫星互联网建设上升为国家战略。美国政府提出了加快陆地移动通信与卫星通信无缝衔接，推动空天地一体化通信网络建设的构想，并于2016年宣布投资5000万美元的创新基金用于推动小卫星发展。澳大利亚于2016年12月发布“超高速宽带基础设施”立法草案，明确提出要为卫星宽带网络提供长期资金支持。英国于2017年初发布《卫星和空间科学领域空间频谱战略报告》， 计划进一步放宽非同步轨道卫星的频谱使用。俄罗斯、新西兰、智利等国陆续发布向国内偏远地区、远离陆地的岛屿提供卫星互联网覆盖的计划。 二是卫星互联网投入成本随着技术进步明显下降。小卫星通常指重量在500kg以下的卫星。与大卫星相比，小卫星具有明显的成本低、研发期短、风险小、发射快、延时低、技术新等优点。近几年，小卫星在技术和商业模式创新的双重推动下，呈现快速发展趋势，面向大众的消费级应用市场逐渐成为新的增长方式。据测算，到2021年全球纳米卫星市场将达635亿美元。One Web、Space X、Facebook、波音等巨头的卫星互联网计划都是以小卫星为载体，选择距离地球数百公里至2000公里以内的低轨道。 三是频率和轨道资源的国际争夺战愈演愈烈。在美、俄等航天强国的推动下，国际规则中卫星频率和轨道资源的主要分配形式为“先申报就可优先使用”的抢占方式，日益增长的需求使得卫星频率轨道资源争夺白热化。轨道资源方面，地球同步轨道有效轨位资源非常紧张，各国纷纷将目标瞄准低轨道，预计该轨道内卫星数量会快速增长；频率资源方面，C频段和Ku频段资源紧张，通信卫星向高频段发展的趋势明显，目前Ka频段是国际上大多数高通量卫星的首选，而Q/V频段同样有巨头提前布局。
国内卫星通信业务的进展与考虑 一、卫星通信业务及要紧运营商 目前，国内经营卫星移动通信业务的电信运营商要紧有中国卫星集团公司的子公司中宇卫星移动通信有限责任公司和交通部中国交通通信中心的下属公司北京船舶通信导航公司。近年来，国内要紧经营或正在试验的卫星移动通信业务包括：海事卫星(Inmarsat)、铱星(Iridium)、全球星（Globalstar）和亚洲蜂窝卫星（AceS）等卫星移动通信业务。 近年来开展卫星国际专线业务的电信运营公司要紧有中国卫星集团公司的子公司中国广播卫星通信公司等单位。由于历史的缘故，有的基础电信运营商也在依照电信业务开展的实际需要经营着此类电信业务，如中国电信上海卫星通信公司和南方卫星通信公司等。 目前，卫星转发器出租、出售业务要紧的国内经营者有：中国卫星集团公司下属子公司中国东方通信卫星有限责任公司和
中国航天科技集团公司的子公司鑫诺卫星通信有限公司。 国内VSAT通信业务是一种按照增值电信业务治理的基础电信业务。因此，从事此类电信业务的运营企业在数量上就比前几种卫星通信业务要多一些。2005年度持有此类电信业务经营许可证的企业有39家，其中开通业务的约有33-35家。2004年的统计数据显示，从事此类电信业务的民营企业数量已达到总数的50%以上，其总部和主站要紧设立在北京、上海、广州、深圳、南京、成都和昆明等都市。 二、国内卫星通信业务进展概况 由于地面通信技术的飞速进展，光纤网络和移动网络资源的日益丰富，成本降低，资费下降，近几年来，国内卫星通信业务的进展面临着来自地面通信业务强有力的竞争和挑战。 1．卫星转发器出租出售业务 目前我国民用通信卫星资源十分有限，国内商用通信卫星转发器资源，不管在规模、性能、容量上与境外商用通信卫星相比都有较大的差距。
卫星通信 卫星通信：是指利用人造地球卫星作为终极辗转发或发射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。（特点：它覆盖面积大、不受地理条件的限制、通信频带宽、容量大、机动灵活，因而在国际和国内通信领域中，成为不可缺少的通信手段） 卫星通信系统：由空间分系统、通信地球站、跟踪遥测及指令分系统、监控管理分系统四大功能部分组成。（①跟踪遥测及指令系统对卫星进行跟踪测量控制其准确进入静止轨道上的指定位置，并对在轨卫星的轨道位置及姿态进行监视和校正。②监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开通前的监测和业务开通后的例行监测和控制，以便保证通信卫星的正常运行和工作。③空间分系统指通信卫星） 卫星转发器：装在卫星上的收、发系统称为转发器，作用是接受由各地面站发来的信号，经变换频率和放大后，再发给各收端站。它主要是由天线、接收设备、发射设备和双工器组成。（主要的功能收到地面发来的信号（上行信号）后，进行低噪声发大，然后混频，混频后的信号再进行功率放大，然后发射回地面（下行信号）。上行信号和下行信号的频率是不同的，这是为了避免在卫星天线中产生同频率信号干扰） 卫星通信频率选择中考虑的损耗(电波传播的特点) 工作频段的选择主要考虑电离层的反射、吸收；对流层的吸收、散射损耗等因数与频率的关系。常用波段：L波段（1.6/1.5GHz）C波段（6.0/4.0GHz ）Ku波段（14.0/12.0GHz 14.0/11.0GHz）Ka波段30/20GHz）一般工作频率选择在1-10GHz，最理想为4-6GHz。 考虑的传播损耗：1.自由空间的传播损耗。2.大气损耗（对流层的影响和电离层的影响） 3.移动卫星通信电波的衰落现象（多径传播和多径衰落） 4.多普勒频移（由于通信双方相对位置在移动时，由多普勒效应引起的附加频移） 同步卫星：如果卫星的轨道是圆形且在赤道轨道上，卫星离地面约35860km时，其飞行的方向与地球自转的方向相同，则从地面上任何一点看去，卫星都是相对静止的，这种对地静止的同步卫星简称为静止卫星。（利用静止卫星作为中继站的通信系统，称为静止卫星通信系统。） 信道：目前常用的多址方式有FDMA/TDMA/CDMA/SDMA在信道分配技术中，信道的含义，在FDMA中是指各地球站占用的频段；在TDMA中指各地球站占用的时隙；在CDMA中是指各地球站使用的码型。 信道利用率问题 编码方式选择的原则：①保证话音质量-数码率越高越好②有较高的信道利用率-数码率越低越好 两类编码技术：①波形编码（将时域信号直接编为数字代码如PCM、ADPCM等。）②参量编码（抽取频域特征参量或其它参量进行数字编码的方式，如线性预测声编码器 LPC 等。一般常用 ADPCM 方式） 卫星通信中的差错控制与扰码 差错控制 （1）前向纠错（FEC）码是一种无反馈的差错控制方式，依靠在编码过程中选用适当的纠错码，在接收端进行识别纠错。特点：不需要重发，适合于传输时延大的白噪声信道。 前向纠错码（FEC）分为分组码和卷积码两大类。①分组码主要采用：循环冗长校验（CRC）码和循环（BCH）码②卷积码主要采用：代数译码和概率译码两种方法。 （2）重传技术 是一种反馈差错控制方式，采用双向信道，当接收端收到信号被判有误时，反NAK信号要求重发，直到信号被确认，反馈ACK(acknowledge)信号时，再发送下一组信号。 特点：由于卫星信道时延太长（单边时延为0.27秒），重传方式适合于非实时的数据信息传输。重传技术（ARQ）分三种类型（停止与等待ARQ/连续ARQ/有选择的ARQ） 信道的分配方式：①预分配方式（PA）②按需分配方式（DAMA）③随机分配方式（RA） 多径传播和多径衰落：①高频电波在传播过程中，往往经过了反射、散射、绕射等途径，最后以合成波的形式到达接收天线，这种传输方式称为多径传播。 ②在多径传播的过程中，由于传播途径变化引起的衰落现象称为多径衰落。 信道的预分配方式（PA）：每个地球站预先分配一个专用的上行和下行载波频率，其他地球站要接收某一地球站信号时，必须具备接收该站频率的条件。 优点：技术成熟、工作可靠等，适合用于站少而容量大的场合。 缺点：转发器同时放大多个载波，存在互调干扰。①采用最多的方式：模拟制—频分多路复用—调频—频分多址—预分配（FDM/FM/FDMA/PA）②当前发展最快的一种方式为：数字制—时分多路复用—数字调相—频分多址—预分配（TDM/PSK/FDMA/PA） 卫星通信体制：是指卫星通信系统的工作方式（即采用的信号传输方式，信号处理方式和信号交换方式等）指以下两方面内容：①卫星通信采用的信号传输方式-多路复用方式②信号处理和交换方式（调制方式/编码方式/多址连接方式） 卫星通信采用的多路复用和调制方式 广泛采用的多路复用方式为频分多路(FDM)和时分多路(TDM)两种。 调制方式：由于不同的数字调制方式具有不同的功率利用率和频带利用率，综合两方面考虑，现在主要采用二相移相键控和四相移相键控调制方式。随着转发器线性技术的发展，也有采用正交调幅QAM方式，以提高频率利用率。 互调干扰：由于放大器存在非线性，在放大过程中不可避免地要产生谐波，而FDMA方式卫星转发器要同时