衛星通信技術的發展及其應用研究

陳致健

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衛星通信技術的發展及其應用研究

陳致健

廣東海格怡創科技有限公司，廣東 廣州 510000

自從20世紀60年代，我國成功發射了自主研究的第一顆人造通信衛星開始，衛星通信技術實現了飛速發展，并大規模運用，取得了非常巨大的成就，為人們的生產、生活及其他方面帶來了巨大的便利。衛星通信覆蓋面積大并可實現擁有眾多地面用戶的大型通信網絡，其不受地理條件的約束、通信容量大，信號穩定，且通信成本不會隨著距離的增加而增加，是未來通信行業發展的主要載體。隨著衛星通信技術的進一步發展和運用，不僅影響著我國的民用通信市場，在軍事、科研、天文等領域也有著重要的實用價值。而隨著衛星通信的進一步運用，其在廣泛運用中所存在的問題也需要進一步加強改進，比如整體成本較高、鏈路傳輸衰減大，鏈路傳輸時延長等。

衛星通信技術；發展；應用

1 衛星通信系統的工作原理及基本組成

衛星通信系統主要由以下幾個部分組成，分別為測控系統，通信衛星，監管系統及地球站。其中測控系統負責測量和控制通信衛星的運行軌跡，起著中繼站作用的通信衛星，接收所有地面站發來的射頻信號，然后經過放大和變頻處理，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過處理變為射頻信號，發送給通信衛星，接收衛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絡傳給用戶，監管的職責是確保整個系統的安全性和穩定性[1]。

2 衛星通信技術的發展現狀

當前，衛星通信技術主要有以下七大核心技術：調制解調技術、糾錯編碼技術、擴頻通信技術、陣列天線與衛星蜂窩網技術、多址和復用技術、星上信號處理和交換技術、空間激光通信技術。這些核心的衛星通信運用技術，使用的領域十分廣泛，其中海事衛星通信系統、銥星移動通信系統、全球衛星移動通信系統以及其他的衛星移動通信系統，均展現了衛星通信的廣泛市場空間與廣闊的發展前景。特別是星際激光通信鏈路，其容量可與光纖想媲美，且抗干擾截獲能力有著其他通信方式無法比例的優勢，具有很好的保密和安全效應[2]。

衛星通信系統不僅在軍事上的運用優勢十分顯著，其在民用通信以及衛星通信的社會標準化和產業化方面，也擁有強大優勢[2]。發達國家衛星通信已經實現了產業化發展，一些國家的軍用衛星通信系統就是在市場化環境下運行的，來自市場的競爭力同時推動著衛星通信行業的迅速發展。一些著名的衛星通信系統就是源自市場競爭的成果，如：ACeS（Asiacellularsatel lite）系統，國際電聯（ITU）、O3b網絡等，均是在市場競爭中涌現的杰出代表[3]。

我國的衛星通信是由軍用衛星帶動起來的，目前產業鏈上下游已有上百個企業參與，其中涵蓋了各個部件和系統的開發、生產、設計、安裝及維護等。然而與當前我國電信行業的發展相比，我國的衛星通信行業還缺乏像中國電信這樣比較大的、具有國際領先技術水平和競爭力的企業，可見，我國的衛星通信行業在市場競爭方面還存在著很大的短板，要在國際競爭中立于不敗之地，還需要研發出更多的核心專利技術。當前，我國民用通信中的寬帶衛星發展勢頭十分迅猛。可見未來一段時間，將衛星通信全面引入市場競爭的可行性十分巨大。我國需要實現衛星通信產業的巨大飛躍，必須要突破眾多的束縛，才能使得我國的衛星通信市場不完全被國外公司占領。若是我國的衛星通信技術無法在核心技術領域取得重大的進步，與國際衛星通信行業的差距，會直接給國內衛星通信企業帶來非常嚴重的危機[4]。

3 衛星通信系統的分類及應用

按照運動狀態的不同，可以分為同步和運動通信系統，依據覆蓋范圍標準分為國際衛星，國內衛星和區域衛星系統三種，按所用頻段劃分為特高頻，超高頻，極高頻和激光衛星通信系統，按基帶信號體制分為模擬和數字通信系統，按衛星轉發能力分為無源和有源系統，由此可以看出衛星通信在很多方面發揮著重要作用，前景廣闊。下面重點敘述衛星通信在軍事和商業方面的應用[5]：

3.1 衛星通信在軍事領域內的應用

衛星通信技術在軍事領域的應用集中表現在擁有高端科技實力的各國相繼秘密發射各種用途的軍事衛星，以完成偵察，導航，測地，攔截的功能，美國的DSCS-Ⅲ衛星就是典型的軍用通信衛星，DSCS-Ⅲ衛星呈立方體形，三軸穩定，重量約為1042?kg，擁有一副指向太陽的帆板，衛星上裝有多波束天線，以接收不同波段的信號。新近研究的軍用衛星對應的攻擊，毀傷，抗干擾及生存能力等參數指標隨著科技的發展進一步提高，以此實現擴大用途，全天候、全天時實時傳輸信號的目的[6]。

3.2 衛星通信在商業領域內的應用

越來越多的衛星通信技術隨著商業化而進入日常的生活，許多發達國家相繼發射了數以百計的高質量，大功率，長壽命的商用衛星，廣泛應用于電信服務、廣播電視、內部專網、數據采集等領域，以滿足經濟的增長和科教的發展[7]。

4 衛星通信的發展趨勢

當前，國際上衛星通信業務主要朝兩方面發展：一方面是在傳統的VSAT基礎上開發新產品，其次是研制更高頻段的新型衛星通信系統，并力爭對現有系統進行相應的改善，以滿足寬帶性能的提升及手持終端的擴展，從單獨組網到多網互連是未來衛星通信發展的總趨勢[8]。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的相互滲透，未來的衛星通信必將是包含眾多系統的混合網絡，伴隨光信息處理，智能化星上網控，新發射工具和新軌道技術的實現，真正具有天，地一體化全球無縫覆蓋的功能，同時眾多優秀的產品和服務將繼續對產業的發展起著引領和促進作用[9]。

5 結論

衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站轉發無線電波，是在微波通信和航天技術基礎上發展起來的一門無線通信技術，在現代通信中占有重要的地位，信息技術的發展與它密切相關。衛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[10]。

[1]侯慶香.衛星通信技術的新趨勢[J].新媒體研究，2016（2）：17-18.

[2]李會青.衛星通信技術的發展及其應用研究[J].信息通信，2016（1）：278-280.

[3]董恩奇，劉珍寶，胡俊煒.衛星通信技術發展應用[J].藝術科技，2016（9）：299.

[4]沈濤.衛星通信技術創新[J].通信對抗，2016（2）：63.

[5]楊茂強，郭道省，魯璐.衛星通信在全球信息柵格中的應用研究[J].數字通信世界，2012，21（1）：44-47.

[6]韓磊，趙尚弘，李勇軍，等.空間通信協議及其在衛星光網絡中的應用研究[J].光通信技術，2012，36（11）：15-18.

[7]劉興佳.衛星通信技術發展概述[J].消費電子，2012（9）：249.

[8]黃睿.衛星通信技術的應用體會及未來趨勢展望[J].科技創新與應用，2013（20）：81.

[9]韋鵬寬.衛星通信系統關鍵技術及其發展趨向分析[J].自然科學：全文版，2016（10）：46.

[10]陳亮.美國軍事衛星通信系統發展研究[J].通信技術，2014（4）：354-358.

Development and application of satellite communication technology

Chenzhijian

Guangdong Haige iscreate Technology Co. Ltd, Guangdong Guangzhou 510000

since 1960s, China's first man-made satellite successfully launched independent research, satellite communication technology to achieve rapid development, and large-scale application, has made very great achievement, bring great convenience to people's production, life and other aspects. Satellite communication covers a large area and can realize the large-scale communication network has many ground users, it is not affected by geographical conditions, large communication capacity, stable signal, and the communication cost is not increased with the increase of the distance, is the main carrier of the future development of the communications industry. With the further development and application of satellite communication technology, it not only affects the civil communication market in our country, but also has important practical value in military, scientific research and astronomical fields. With the further application of satellite communication, the problems in its extensive application also need to be further improved, such as higher overall cost, greater attenuation of link transmission and longer extension of link transmission.

satellite communication technology; development; application

TN927.2

A

1009-6434（2017）04-0055-02