衛星通信技術的發展及其應用研究

黃立昌

（中國交通通信信息中心，北京 100011）

隨著科技的發展，衛星通信技術日益完善，通信能力及其應用范圍也在不斷擴大。在多個領域都體現出重大的作用和價值，已經成為了我們生活中不可或缺的一部分。但是，與一些西方發達國家相比，我國的衛星通信技術及其應用還存在的一定的差距。分析衛星通信技術的發展現狀，并對其應用進行研究，是促進我國衛星通信技術的發展及其應用領域的擴大的基礎。

1 衛星通信技術的發展

在國家的大力支持下，衛星通信技術發展極為迅速，為其應用提供了較好的基礎。衛星通信技術的發展，主要體現在以下幾個方面：

（1）網絡的發展。網絡是衛星通信的基礎。因此，可以說網絡技術的發展是衛星通信技術發展的基礎?，F代的衛星通信網絡主要有兩種，一種是多星形式的衛星通信網絡；另一種是單星形式的通信網絡。近些年發展比較迅速的是衛星通信網拓撲結構。如單星形式的衛星通信網絡，在早期是星狀結構，后來發展成網狀，當前已經發展成面通信鏈路與衛星通信鏈路的混合網了。在拓撲結構方面的進步非常明顯。而多星形式的衛星通信網絡可以提供國際移動通信業務的海事衛星系統和國際固定通信業務中的國際衛星系統。當前已經遍布個地球站，而且不同的星路之間也形成了較為完善的鏈路。

（2）線路頻段的發展。衛星通信的線路頻段對于衛星通信有著較大的影響，其發展也較為迅速。頻段的提升，最主要的是可以提高帶寬及傳輸容量。在當今對于通信帶寬的要求不斷提高的情況下，線路頻段的提升顯得尤為必要和必需。而如果在線路頻段提升之后不提高帶寬，則可以縮短通信衛星天線的長度，從而減小衛星重量，降低成本。最開始的衛星通信線路頻段以C頻段為主，后來通過發展，逐步得到了擴展。如向上擴展到Ku、X和Ka頻段，之后又向下擴展到L、S、VHF和UHF頻段。當然，頻段的擴展仍在繼續，以后可能會向上擴展到V頻段甚至更高。

（3）星座和軌道的發展。衛星通信軌道也是衛星通信技術發展的一個重要方面。在衛星通信發展的早期，以單星的精致軌道為主。隨著衛星通信技術的不斷發展，當前已經發展到大橢圓軌道、靜止軌道和低軌道并存的形式。其中靜止軌道主要由多星共位組網區域覆蓋工作、單行獨立組網區域覆蓋工作和多星異位組網全球覆蓋工作三類組成。其中大橢圓軌道在組網的過程中的衛星系統主要是由三顆天狼星組成，并對全時區域進行了覆蓋。這一組網的軌道形成了美國移動的廣播系統。另外，多種衛星通信軌道之間還組成了星座的形式。

（4）衛星天線波束覆蓋的發展。衛星天線波束覆蓋是影響衛星通信效率的重要因素，也一直處于快速的發展當中。在衛星通信發展的初期，使用的是靜止的衛星通信電線，后來經過不斷發展，依次升級成單重頻率復用單橢圓波束覆蓋、多重頻率復用單橢圓波束覆蓋、多橢圓波束覆蓋。當前已經發展到多重覆蓋的方式。覆蓋方式一般會根據實際的使用情況來選定。近幾年還出現了一種蜂窩狀多點波束覆蓋，該方式能夠利用波點有效提高天線增益，減小了用戶使用的終端。

2 衛星通信技術的應用

隨著衛星通信技術發展，其覆蓋面積和通信效率大大提高，通信成本也在不斷降低，應用領域逐步擴大。衛星通信技術的應用主要包括以下幾個方面：

（1）通信平臺的應用。衛星通信平臺是衛星通信技術的重要應用方式之一。衛星通信平臺注意通過兩種渠道進行運行，一是靜止軌道衛星平臺；二是低軌道衛星平臺。其中前者更大，應為范圍也稍廣。而且隨著衛星發射技術的發展，發射質量日益先進，已經在向著高處理技術、大容量和高G/T方向發展。而靜止衛星平臺也隨著技術的發展而日益穩定。

（2）通信地球站的運行。通信地球站是衛星通信的重要組成部分，在衛星通信技術發展的早期由于技術限制，其尺寸和重量都較大，并且一般都是固定在某一區域內。但是隨著技術的發展，地球站的體積越來越小，質量越來越輕，并且在向著便攜式發展了。當前最小的地球站已經成為了一種手持式的終端設備，在向著智能化和人性化的方向發展。

（3）轉發器的應用。轉發器是衛星通信技術中的重要組成部分，使用后可以實現信號的變頻和放大。衛星通信轉發器在許多方面發揮著重要的作用，如在轉發的過程中對衛星信號進行再生及調解，可以有效降低信號傳輸過程中的噪音，提高信號傳輸質量；分別設計轉發器的上下鏈路，對其接收到的信號進行調解，使上下鏈路通過不一樣的方式進行調制，降低了對地面設備的要求。另外，通過轉發器對信號進行星上處理，可以對用戶線路的頻率、信道、功率等動態分配，從而提高微信通信資源的利用效率。

3 結束語

當前衛星通信技術的發展還有著較大的空間，隨著人們的重視以及國家的大力支持，衛星通信技術也會不斷取得突破性進展，可以利用的功能也會越來越多，從而在人們的生活中發揮越來越大的作用。