衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

徐 磊

（中國交通通信信息中心，北京 100011）

隨著科技的發(fā)展，各種通信技術(shù)日益發(fā)達(dá)，作為通信技術(shù)中重要組成部分的衛(wèi)星通信技術(shù)，應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛。衛(wèi)星通信技術(shù)，主要是通過人造地球衛(wèi)星作為中繼站，以無線電波的形式來傳遞不同地球站之間的信息的通信方式，其主要組成包括人造地球衛(wèi)星和地球基站兩個(gè)部分。我國的衛(wèi)星通信技術(shù)起步較晚，雖然發(fā)展極為迅速，但是與西方發(fā)達(dá)國家之間仍然存在一定的差距。快速提高我國衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展水平，縮小與發(fā)達(dá)國家的差距，是急需解決的問題。

1 衛(wèi)星通信的特點(diǎn)

（1）覆蓋范圍廣。地球同步衛(wèi)星軌道與地表的距離大約為35860千米，在這個(gè)距離上，一顆地球衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)超過10000千米的遠(yuǎn)距離通信。因此，只要有3顆同步衛(wèi)星，就基本能覆蓋緯度在76°以下地區(qū)。因此，衛(wèi)星通信的覆蓋范圍極廣。

（2）適用范圍廣。由于衛(wèi)星通信是通過人造衛(wèi)星作為中繼站，原則上在覆蓋范圍內(nèi)的任意兩點(diǎn)之間均可通信，不會受到地面地理?xiàng)l件等因素的影響，可靠性高，適用范圍廣，在一些其他通信方式的覆蓋范圍之外，也能很好的發(fā)揮作用。

（3）傳輸性能穩(wěn)定。傳輸性能的穩(wěn)定性與無線電波在傳輸中的損耗密切相關(guān)。而衛(wèi)星通信鏈路在傳輸過程中的損耗相對穩(wěn)定，并且這種損耗可以進(jìn)行相對準(zhǔn)確的計(jì)算，并據(jù)此進(jìn)行補(bǔ)充，從而保證了其傳輸性能的穩(wěn)定。

2 衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展

（1）設(shè)計(jì)的發(fā)展。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)過了幾個(gè)階段：第一階段是點(diǎn)對點(diǎn)的應(yīng)用；第二階段是單一性的組網(wǎng)應(yīng)用；第三階段也就是現(xiàn)階段的復(fù)雜性通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。在這一發(fā)展過程中，最關(guān)鍵的是系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念從最初的純粹技術(shù)的角度到當(dāng)前的通信工作運(yùn)營的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變使得整個(gè)衛(wèi)星通信體系變得復(fù)雜，但是應(yīng)用過程卻更加的簡單。

（2）平臺的發(fā)展。隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信平臺也處于不斷的發(fā)展當(dāng)中。當(dāng)前通信衛(wèi)星平臺主要包括大平臺和小平臺兩種，它們的發(fā)展趨勢也有區(qū)別。大衛(wèi)星平臺的規(guī)模不斷擴(kuò)大，軌道壽命變得更加持久，工作效率及載荷也在不斷增加；而小衛(wèi)星平臺則向更加小型化發(fā)展，以達(dá)到降低成本以及一箭多星發(fā)射的目的。平臺的發(fā)展為衛(wèi)星通信的發(fā)展帶來了較大的發(fā)展機(jī)遇，一方面提高了衛(wèi)星的有效載荷能力，另一方面提高了衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理和交換的能力，從而促進(jìn)了衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展。

（3）新技術(shù)的應(yīng)用。雖然衛(wèi)星通信受到的影響較少，但是仍然會受到一定的影響，如受到地面網(wǎng)絡(luò)的擠壓作用等。但是在衛(wèi)星通信技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，研究者也吸取了一定的經(jīng)驗(yàn)，提高了衛(wèi)星通信對這些影響的抗性。如對衛(wèi)星進(jìn)行了點(diǎn)波束技術(shù)覆蓋，將單顆衛(wèi)星的波束數(shù)量從過去的幾十個(gè)提高到當(dāng)前的幾百個(gè)。通過點(diǎn)波束間頻率的復(fù)用，可以有效提升衛(wèi)星通信系統(tǒng)的帶寬質(zhì)量。通過對上一代通信衛(wèi)星帶寬性能的充分?jǐn)U容，當(dāng)前一個(gè)新型通信衛(wèi)星的帶寬質(zhì)量約相當(dāng)于過去的10～15顆，大大降低了通信衛(wèi)星的運(yùn)營成本和用戶使用成本。

3 衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用

（1）寬帶衛(wèi)星通信的應(yīng)用。寬帶衛(wèi)星通信是當(dāng)前最重要的通信方式之一，通過通信衛(wèi)星作為中繼站，地面上的任何兩個(gè)甚至多個(gè)地球站之間就可實(shí)現(xiàn)高速通信。將寬帶衛(wèi)星通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，可以將衛(wèi)星廣播、互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字多媒體技術(shù)等融合在一起，從而在滿足消費(fèi)者對大流量需求的前提下，大幅度降低通信成本。隨著科技的發(fā)展，寬帶是信息技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，而衛(wèi)星通信是也是衛(wèi)星技術(shù)的重要應(yīng)用領(lǐng)域，將二者結(jié)合起來，具有廣泛的應(yīng)用前景。

（2）衛(wèi)星固定通信的應(yīng)用。衛(wèi)星固定通信是衛(wèi)星通信技術(shù)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域，經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)日益成熟，當(dāng)前國際通信組織的Intelsat系列已經(jīng)發(fā)展到了第九代，在電信業(yè)務(wù)、廣播電視業(yè)務(wù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。近些年來，隨著通信技術(shù)的發(fā)展，人們對于通信技術(shù)的開發(fā)越來越深入，對于各種智能終端的使用越來越成熟。因此，在遠(yuǎn)程教育的推廣、視頻會議的普及等方面，衛(wèi)星固定通信應(yīng)用發(fā)揮了重要的作用。另外，衛(wèi)星固定通信的還在信息的發(fā)布及傳播、村村通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面有著廣泛的應(yīng)用。這雖然是一種傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信技術(shù)，但是其應(yīng)用前景依然廣闊。

（3）衛(wèi)星移動(dòng)通信的應(yīng)用。衛(wèi)星移動(dòng)通信是為各移動(dòng)用戶提供通信服務(wù)的一種通信形式。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面推廣，5G通信技術(shù)也日益成熟，為人們的日常通信提供了極大的便利。另外，智能移動(dòng)終端的不斷更新?lián)Q代、視頻電話、手機(jī)辦公軟件、GPS定位及導(dǎo)航等技術(shù)已經(jīng)普及使用。因此，衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)將成為衛(wèi)星通信技術(shù)的主要發(fā)展方向。

4 結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展，人們對于通信提出了越來越高的要求。為了滿足人們的使用需求，通信技術(shù)必須不斷快速發(fā)展。衛(wèi)星通信有著其他通信方式無可比擬的優(yōu)勢，但是當(dāng)前技術(shù)不夠成熟，還有較大的發(fā)展空間，以進(jìn)一步降低成本，提高穩(wěn)定性，擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域，在人們的生活中發(fā)揮越來越大的作用。