卫星通信

最新推荐文章于 2025-03-05 14:04:42 发布

SalaWang

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什么是卫星通信?

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)。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3600千米,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23小时56分4秒)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1一10GHz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,如12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。在微波频带,整个通信卫星的工作频带约有50OMHz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36MHz或72MHL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。

什么是卫星移动通信系统?

卫星移动通信系统,其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式,为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务,是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸,在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。卫星移动通信系统,按所用轨道分,可分为静止轨道(GEO)和中轨道(MEO)、低轨道(LEO)卫星移动通信系统。GEO系统技术成熟、成本相对较低,目前可提供业务的GEO系统有INMARSAT系统、北美卫星移动系统MSAT、澳大利亚卫星移动通信系统Mobilesat系统;LEO系统具有传输时延短、路径损耗小、易实现全球覆盖及避开了静止轨道的拥挤等优点,目前典型的系统有Iridium、Globalstar、Teldest等系统;MEO则兼有GEO、LEO两种系统的优缺点,典型的系统有Odyssey、AMSC、INMARSMT-P系统等。另外,还有区域性的卫星移动系统,如亚洲的AMPT、日本的N-STAR、巴西的ECO-8系统等。 目前,卫星移动通信主要采用TDMA和CDMA多址联接技术,不过CDMA技术被认为是更有发展前途的技术,只是还处于试验开发阶段。WARC-92为卫星移动业务划分了频率,其中空到地链路84.2MHz带宽(1525-1530MHz、2170-2200MHz、2483.5-2500MHz、2500-2520MHz、1613.8-1626.5MHz),地到空链路66.5MHz带宽(1610-1626.5MHz、1980一2010MHz、2670-2690MHz)。由于卫星移动通信系统繁多,相互竞争十分激烈,许多系统要到21世纪才能商用,而且我国最需要卫星移动通信的地区,往往是不发达地区,作为陆地蜂窝移动通信市场潜力巨大,但涉及我国频率使用权益、通信主权、经营管理等诸多方面问题,目前不能操之过急。国家无线电委员会已对我国的“无线电频率划分表”进行修改,相信对卫星移动业务的使用频率的规划和分配会有所考虑。非对地静止卫星的使用,增加了卫星间协调的难度,不仅非静止卫星之间需要进行频率协调,非静止卫星与静止卫星之间、与地面无线电业务之间都需要频率协调。卫星有着巨大的覆盖面积,一颗同步通信卫星就可以覆盖地球面积的1/3,只要有三颗同步卫星就可以实现全球除南北极之外地区的通信。这已成为世界上洲际以及远距离的重要通信方式,并且在部分地区的陆、海、空领域的车、船、飞机移动通信中也占有市场。但是同步通信卫星无法实现个人手机的移动通信。解决这个问题可以利用中低轨道的通信卫星。中低轨道卫星距离地面只有几百千米或几千千米,它在地球上空快速绕地球转动,因此叫做非同步地球卫星,或称移动通信卫星,这种卫星系统是以个人手机通信为目标而设计的。比较典型的有“依星”系统、“全球星系统”等。这些系统用几十颗中、低轨道小型卫星把整个地球表面覆盖起来,就好像把一个覆盖全球的蜂窝移动通信系统“倒过来”设置在天空上。每颗卫星可以覆盖直径为几百千米的面积,比地面蜂窝小区基站的覆盖面积大得多。卫星形成的覆盖站区在地球表面上是迅速移动的,大约两个小时就绕地球一周,因此对用户的手机来说,也有“过区切换”的问题。与地面蜂窝系统不同的是:地面蜂窝系统中是用户移动通过小区,而卫星移动通信系统则是小区移动通过用户,这种不同使卫星移动通信系统解决“过区切换”问题比地面蜂窝系统还要简单一些。卫星移动通信系统覆盖全球,能解决人口稀少、通信不发达地区的移动通信服务,是全球个人通信的重要组成部分。但是它的服务费用较高,目前还无法代替地面蜂窝移动通信系统。