發(fā)布時(shí)間：2022-07-18 04:13:25
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的淺談衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
摘要：本文介紹了衛(wèi)星通信的基本概念、分類、特點(diǎn)以及應(yīng)用，并在梳理國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果及文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行了成果展示，以期對(duì)以后衛(wèi)星通信的研究提供一些思路和借鑒。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；發(fā)展現(xiàn)狀；概述
一、衛(wèi)星通信概述
衛(wèi)星通信是一種微波中繼通信，作為中繼站，與發(fā)、收信地球站共同組成衛(wèi)星通信鏈路。
目前的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，主要有固定業(yè)務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)(FSS)，移動(dòng)業(yè)務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)(MSS)，和廣播業(yè)務(wù)的衛(wèi)星系統(tǒng)(BSS)，它們的組成部分不全都是相同的。一般的衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由空間階段和地面階段兩個(gè)范圍組成的，其中控制和管理衛(wèi)星的檢測(cè)站包含在空間段部分內(nèi)。
衛(wèi)星通信是指航天器與地球站之間或者地球站相互之間借助通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器而進(jìn)行傳輸?shù)臒o(wú)線電通信,它主要涵蓋衛(wèi)星移動(dòng)通信、衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星中繼通信和衛(wèi)星直接廣播等四大領(lǐng)域。衛(wèi)星通信技術(shù)是現(xiàn)代通信技術(shù)不斷發(fā)展的重要成就,也是航空航天技術(shù)運(yùn)用到實(shí)踐中的重要方面。它具有容量大、覆蓋面廣、頻帶寬、穩(wěn)定性靈活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。四十多年以來(lái),它在國(guó)際國(guó)內(nèi)通信、軍事民用通信等領(lǐng)域得到了比較廣泛的應(yīng)用。
衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)是指通過(guò)人造地球衛(wèi)星作為傳播無(wú)線電波的中繼站，從而達(dá)到兩個(gè)及其以上的地面站之間進(jìn)行相互通信的網(wǎng)絡(luò)。其中，地面站也稱為地球站，是指設(shè)置在在地球表面上的通信站點(diǎn)。通信衛(wèi)星起到了一個(gè)傳輸無(wú)線電波的作用。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)按照轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間的長(zhǎng)短，可分為立即轉(zhuǎn)發(fā)式通信網(wǎng)絡(luò)和延遲轉(zhuǎn)發(fā)式通信網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)衛(wèi)星的運(yùn)行軌道處在低軌道運(yùn)行時(shí)，相對(duì)地面站來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離的實(shí)時(shí)的通信，這時(shí)除了采用延遲轉(zhuǎn)發(fā)方式之外，同時(shí)也可以利用多顆低軌道運(yùn)行的衛(wèi)星進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，這種網(wǎng)絡(luò)就是一般所指的低軌道移動(dòng)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。
二、國(guó)外衛(wèi)星通訊技術(shù)發(fā)展概述
近年來(lái)，國(guó)外的衛(wèi)星通信技術(shù)無(wú)論是在軍事還是商業(yè)領(lǐng)域都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，有新型質(zhì)量高、功率大、壽命長(zhǎng)的衛(wèi)星不斷發(fā)射升空。目前世界最先進(jìn)的衛(wèi)星通信技術(shù)仍然被包括波音、勞拉、洛馬、阿爾卡特以及休斯等美國(guó)和歐洲的幾大實(shí)力雄厚的衛(wèi)星制造商所掌握。歐洲為了縮短與美國(guó)的差距，正在努力研制新一代的大型通信衛(wèi)星平臺(tái)阿爾法艙。俄羅斯則是通過(guò)與歐洲和日本的國(guó)際合作的方式來(lái)大力推進(jìn)本國(guó)衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展。
毋庸置疑，美國(guó)是目前世界上通信衛(wèi)星技術(shù)水平最發(fā)達(dá)的國(guó)家，其通信衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展計(jì)劃已經(jīng)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間，并且在軍事、商業(yè)等領(lǐng)域都已經(jīng)形成了系列化的技術(shù)先進(jìn)的衛(wèi)星產(chǎn)品。目前其通信衛(wèi)星計(jì)劃主要包括美國(guó)國(guó)防部的轉(zhuǎn)型衛(wèi)星通信系統(tǒng)(TSAT)計(jì)劃、空軍寬帶填隙衛(wèi)星(WGS)計(jì)劃和先進(jìn)極高頻(AEHF)衛(wèi)星計(jì)劃以及海軍移動(dòng)用戶目標(biāo)系統(tǒng)(MUOS)計(jì)劃等。
在歐空局公布的未來(lái)通信衛(wèi)星發(fā)展計(jì)劃中，計(jì)劃在2001-2010年間將逐步提高16-30kw的衛(wèi)星比例，計(jì)劃達(dá)到30%，而8-16kw的衛(wèi)星比重達(dá)到40%，這些成果目前已經(jīng)基本完成，這標(biāo)志著歐洲通信衛(wèi)星向著超大功率的方向不斷發(fā)展。
俄羅斯于2006年公布了《俄聯(lián)邦2006-2015年航天規(guī)劃》，計(jì)劃在這10年中，俄羅斯計(jì)劃將與歐洲和日本聯(lián)合建設(shè)并發(fā)射13顆通信衛(wèi)星，其中的8顆則是屬于快訊系列衛(wèi)星。
在俄羅斯公布的一份關(guān)于俄羅斯通信業(yè)發(fā)展的報(bào)告中，俄羅斯的航天局對(duì)其未來(lái)10年（2010-2020年）通信衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)。其內(nèi)容大致包括以下：要掌握微波波段和光學(xué)波段技術(shù)進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目；構(gòu)建小型和中型衛(wèi)星的低速率網(wǎng)絡(luò)；寬帶衛(wèi)星通信利用大型衛(wèi)星；在通信衛(wèi)星上進(jìn)行全部的信號(hào)處理；大力提高太陽(yáng)電池的轉(zhuǎn)化率。
三、國(guó)內(nèi)衛(wèi)星通訊技術(shù)發(fā)展概述
近些年來(lái)隨著科技技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代小衛(wèi)星技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，這對(duì)我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展和衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用提出了更高的要求，國(guó)內(nèi)的一些科技公司如中科院下屬的所和廠、中國(guó)航天科技集團(tuán)以及國(guó)內(nèi)的許多大專院校如清華大學(xué)、北京大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、成都電子科技大學(xué)等研究人員都對(duì)航天編隊(duì)飛行星座系統(tǒng)的項(xiàng)目進(jìn)行了大量的研究，其中有的對(duì)航天編隊(duì)飛行星座系統(tǒng)提出了初步設(shè)想，并進(jìn)入了專題項(xiàng)目的研究階段，有的已經(jīng)取得了明顯的成果，如編隊(duì)衛(wèi)星的跟蹤切換技術(shù)，激光終端機(jī)、單片微波集成接收機(jī)等問(wèn)題已在實(shí)驗(yàn)室中得到很好的解決了，但這些與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、俄羅斯的星間通信技術(shù)相比，仍有不小的差距。
目前國(guó)內(nèi)在這方面取得的比較明顯的成果主要有以下幾個(gè)方面：2004年4月19日，由哈工大牽頭研制的“試驗(yàn)衛(wèi)星一號(hào)”成功發(fā)射，并搭載了一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)小衛(wèi)星“納星一號(hào)”?！霸囼?yàn)衛(wèi)星一號(hào)”主要用于資源測(cè)量和環(huán)境監(jiān)控，它是我國(guó)成果研制的第一顆傳輸性立體的測(cè)繪小衛(wèi)星。而“納星一號(hào)”是我國(guó)研制的首顆納型衛(wèi)星主要用于研究開發(fā)納型平臺(tái)測(cè)試和進(jìn)行航空航天的高技術(shù)演示。
由中科院上海小衛(wèi)星工程部進(jìn)行的“創(chuàng)新一號(hào)”衛(wèi)星研究項(xiàng)目中，以星上計(jì)算機(jī)一體化設(shè)計(jì)、低軌小衛(wèi)星擴(kuò)頻通信等關(guān)鍵問(wèn)題的解決為重點(diǎn)，并進(jìn)行低軌道小衛(wèi)星之間數(shù)據(jù)通訊的關(guān)實(shí)驗(yàn)，以解決存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)通信的問(wèn)題。
哈爾濱工業(yè)大學(xué)以解決星間激光通信和衛(wèi)星編隊(duì)飛行而進(jìn)行的雙星編隊(duì)飛行項(xiàng)目也取得了很大進(jìn)展。
摘 要：本文介紹了衛(wèi)星通信的基本概念及相關(guān)技術(shù)，重點(diǎn)介紹衛(wèi)星通信技術(shù)在中海油應(yīng)用領(lǐng)域上的發(fā)展以及小站衛(wèi)星通信方式的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信；海上石油衛(wèi)星；VSAT；自動(dòng)跟蹤
0 引言
20世紀(jì)90年代初，從中海油開始建立第一個(gè)衛(wèi)星端站至今，已經(jīng)有超過(guò)20年的衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用。目前，已經(jīng)形成了以湛江、天津、深圳、上海這4個(gè)中心站點(diǎn)為核心的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，且已經(jīng)具備了鏈路相互備份功能。
1 衛(wèi)星通信在中海油的發(fā)展
1.1 TES衛(wèi)星系統(tǒng)
TES（TelephonyEarthStation）是基于衛(wèi)星的全數(shù)字話音和數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)狀網(wǎng)，它在多個(gè)地球站之間提供網(wǎng)狀連接，支持系統(tǒng)內(nèi)任意地點(diǎn)遠(yuǎn)端站之間的電話、同步、異步數(shù)據(jù)通信，TES系統(tǒng)在中海油的應(yīng)用主要用于話音與數(shù)據(jù)傳輸。運(yùn)用的是C波段衛(wèi)星的頻分多址方式FDMA實(shí)現(xiàn)與地面站間的通信，使用四相相移鍵控QPSK或二相相移鍵控BPSK調(diào)制方式，信道編碼采用編碼效率為1/2或3/4的前向糾錯(cuò)FEC。TES是中海油海上平臺(tái)初期使用的一種主要的衛(wèi)星通信方式，主要承載的業(yè)務(wù)為話音業(yè)務(wù)，所使用的衛(wèi)星資源前期以亞洲3號(hào)衛(wèi)星為主，后來(lái)轉(zhuǎn)至鑫諾1號(hào)衛(wèi)星。
1.2 VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)
VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)的地面部分由中樞站、遠(yuǎn)端站和網(wǎng)絡(luò)控制單元組成，中樞站的作用是匯集衛(wèi)星來(lái)的數(shù)據(jù)然后向各個(gè)遠(yuǎn)端站分發(fā)數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)端站是衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的主體，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)就是由許多的遠(yuǎn)端站組成的，一般遠(yuǎn)端站直接安裝于用戶處，與用戶的終端設(shè)備連接。VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)是中海油海上平臺(tái)主要的衛(wèi)星通信應(yīng)用方式。此系統(tǒng)的特點(diǎn)是天線口徑小、靈活性強(qiáng)、可靠性高、使用方便及小站可直接裝在用戶端等特點(diǎn)，利用VSAT用戶數(shù)據(jù)終端搭配復(fù)用器使用，可同時(shí)承載話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。VSAT衛(wèi)星系統(tǒng)主要配合Netperformer系列復(fù)用器使用，Netperformer系列復(fù)用器使用了信元中繼cellrelay技術(shù)，將語(yǔ)音流和數(shù)據(jù)流分割為特定的信元cells，然后將不同業(yè)務(wù)類型的信元cells復(fù)用到單一的物理或邏輯鏈接上，根據(jù)對(duì)時(shí)延的敏感程度不同對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分類，并賦予不同的傳輸優(yōu)先級(jí)，能有效保證話音業(yè)務(wù)質(zhì)量，為中海油的海上平臺(tái)及移動(dòng)船舶提供穩(wěn)定的話音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。目前中海油主要使用的是中星10號(hào)的衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)承載衛(wèi)星話音及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
1.3 STARWIRE衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)
STARWIRE系統(tǒng)在網(wǎng)管NCS的支持下可提供PAMA，DAMA等業(yè)務(wù)，使用了先進(jìn)的PCMA載波疊加專利技術(shù)，能有效地節(jié)省衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬。主要由NCS網(wǎng)管系統(tǒng)、ST用戶終端、衛(wèi)星三部分組成。STARWIRE衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)是第三代按需分配的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，終端設(shè)備內(nèi)置路由功能，直接支持先進(jìn)的IP網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)業(yè)務(wù)。NCS網(wǎng)管通過(guò)控制信道監(jiān)控ST的工作，ST之間通過(guò)控制信道FOW/ROW建立業(yè)務(wù)信道。中海油下屬的4個(gè)中心站點(diǎn)通過(guò)STARWIRE網(wǎng)管系統(tǒng)能夠有效管理所屬轄區(qū)內(nèi)的衛(wèi)星小站。相對(duì)于早期衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用，NCS系統(tǒng)能夠更加有效地對(duì)小站進(jìn)行管理，節(jié)省衛(wèi)星資源帶寬。
1.4 SKYEDGEⅡ衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)
SKYEDGEⅡ衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)是一個(gè)雙向衛(wèi)星通信系統(tǒng)，由兩個(gè)方向的傳輸構(gòu)成：入境基于DVB-RCS標(biāo)準(zhǔn)，采用MF-TDMA技術(shù)對(duì)資源進(jìn)行預(yù)約分配減少數(shù)據(jù)碰撞；出境基于DVB-S2標(biāo)準(zhǔn)，支持CCM及ACM工作模式，可用于單播和組播數(shù)據(jù)、VoIP、ABIS等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)主要由衛(wèi)星主站、衛(wèi)星/轉(zhuǎn)發(fā)器、遠(yuǎn)端站三部分組成。SKYEDGEⅡ支持三種基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型、網(wǎng)狀、多星狀。SKYEDGEⅡ衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)是目前中海油主要使用的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，利用此網(wǎng)管系統(tǒng)，將中海油的4個(gè)海上衛(wèi)星中心站進(jìn)行整合，形成了統(tǒng)一的大網(wǎng)管系統(tǒng)，對(duì)各中心站點(diǎn)進(jìn)行鏈路互備，形成一個(gè)完整的多功能衛(wèi)星網(wǎng)管系統(tǒng)。
2 衛(wèi)星通信技術(shù)在中海油的應(yīng)用形式
2.1 海事衛(wèi)星A/C/F站的應(yīng)用
海事衛(wèi)星共有4顆衛(wèi)星覆蓋全球海洋，它們分別是大西洋西區(qū)、大西洋東區(qū)、印度洋區(qū)、太平洋區(qū)。海事衛(wèi)星A站于2007年底正式停止運(yùn)營(yíng)，中海油海上船舶與移動(dòng)式鉆井平臺(tái)目前以C站、F站為主要的應(yīng)用。
2.2 固定天線式的衛(wèi)星通信應(yīng)用
固定天線式衛(wèi)星通信主要應(yīng)用在中海油海上固定式采油平臺(tái)、自升式鉆井平臺(tái)以及陸地端站上，是一種常規(guī)的衛(wèi)星通信應(yīng)用。固定式采油平臺(tái)及自升式鉆井平臺(tái)主要以3.7米C波段的衛(wèi)星天線為主，Ku波段衛(wèi)星天線為輔。衛(wèi)星中心站使用的是大口徑衛(wèi)星天線來(lái)承載衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。固定天線式在中海油是最早的衛(wèi)星通信應(yīng)用，也是中海油目前最成熟的衛(wèi)星通信應(yīng)用，中海油內(nèi)曾使用直徑為12米的衛(wèi)星天線作為衛(wèi)星的主站使用。
2.3 半自動(dòng)跟蹤天線式的衛(wèi)星通信應(yīng)用
半自動(dòng)跟蹤天線主要應(yīng)用于中海油自升式鉆井平臺(tái)，天線以C波段的半自動(dòng)跟蹤天線為主。由于工作環(huán)境需求，自升式鉆井平臺(tái)需要經(jīng)常更換鉆井位置，期間鉆井平臺(tái)需要拖航至新的目的地，使用固定式衛(wèi)星天線則需要經(jīng)常性地對(duì)天線的方位及俯仰進(jìn)行調(diào)整，且拖航期間無(wú)法使用。采用半自動(dòng)跟蹤天線可以在拖航期間自動(dòng)尋星，主要缺點(diǎn)是無(wú)法360度旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)不了全自動(dòng)跟蹤，有時(shí)需要人工進(jìn)行干預(yù)。
2.4 自動(dòng)跟蹤天線式的衛(wèi)星通信應(yīng)用
自動(dòng)跟蹤天線C波段主要以美國(guó)的SEATEL的97型全自動(dòng)跟蹤天線以及西安盤古通信技術(shù)有限公司的全自動(dòng)跟蹤天線為主；Ku波段主要以SEATEL的4006自動(dòng)跟蹤天線以及國(guó)內(nèi)的一些動(dòng)中通天線為主。中海油海上半潛式鉆井平臺(tái)一般以C波段的自動(dòng)跟蹤為主要的衛(wèi)星通信，南海9號(hào)鉆井平臺(tái)所使用的自動(dòng)跟蹤天線衛(wèi)星系統(tǒng)經(jīng)過(guò)測(cè)試能夠提供4Mb/s以上的鏈路帶寬。Ku波段的自動(dòng)跟蹤天線主要應(yīng)用與海上的移動(dòng)船舶，包括拖輪及勘探船，這些移動(dòng)船舶受限于天線的安裝場(chǎng)地要求，而且對(duì)鏈路帶寬要求不大，Ku波段的自動(dòng)跟蹤天線的應(yīng)用非常適合在這類環(huán)境使用。
3 結(jié)語(yǔ)
衛(wèi)星通信技術(shù)在中海油海上平臺(tái)及移動(dòng)船舶上有著超過(guò)20年的應(yīng)用，從早期的TES小站的話音應(yīng)用，到現(xiàn)在的多功能SKYEDGEⅡ網(wǎng)管系統(tǒng)的多業(yè)務(wù)綜合應(yīng)用，中海油在衛(wèi)星通信應(yīng)用方面已經(jīng)覆蓋了C、L、Ku等波段。隨著中海油向深海發(fā)展，衛(wèi)星通信技術(shù)將在中海油海上勘探、開發(fā)、生產(chǎn)方面發(fā)揮著重要的作用。
摘要：
隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信系統(tǒng)不僅為航天技術(shù)提供了強(qiáng)有力的科學(xué)支持，還因其具有頻帶寬、覆蓋面大、容量大等優(yōu)勢(shì)，還被應(yīng)用到了很多其他的領(lǐng)域之中，并起到了非常好的效果。所以文章對(duì)衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程和應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行分析和研究，希望衛(wèi)星通信技術(shù)未來(lái)能得到更大的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：
衛(wèi)星信息技術(shù)；發(fā)展趨向；應(yīng)用研究
0引言
衛(wèi)星通信系統(tǒng)是地球站與航天器之間或者地球站與地球站之間所建立的，通過(guò)信號(hào)的轉(zhuǎn)發(fā)而進(jìn)行的無(wú)線電通信方式，一般情況下包括衛(wèi)星移動(dòng)通信、衛(wèi)星中繼通信、衛(wèi)星固定通信與衛(wèi)星直接廣播四個(gè)方式。
1衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展
1.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展
衛(wèi)星通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)是由網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行服務(wù)的，它在現(xiàn)代的發(fā)展中一般可以分為兩類，第一類的組成方式是多星形式的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)；第二類的組成方式是單星形式的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。其中衛(wèi)星通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展十分迅速，因此以單星的組成方式為例，來(lái)對(duì)具體的發(fā)展情況進(jìn)行介紹。通過(guò)結(jié)構(gòu)圖我們可以發(fā)現(xiàn)，最早使用的結(jié)構(gòu)為星狀網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，然后經(jīng)過(guò)了網(wǎng)狀網(wǎng)、網(wǎng)狀與形狀混合網(wǎng)、地面通信鏈路與衛(wèi)星通信鏈路的混合網(wǎng)，由此可以看出，在單星組成的衛(wèi)星通信網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)得到了很大的進(jìn)步[1]。多星組成衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)可以提供國(guó)際移動(dòng)式通信的業(yè)務(wù)的海事衛(wèi)星系統(tǒng)和國(guó)際固定通信業(yè)務(wù)中的國(guó)際衛(wèi)星系統(tǒng)兩種。這兩種系統(tǒng)分布在全球所有的輔助地面線路和地球站之中，這些系統(tǒng)之間還建立了比較全面的星間鏈路。
1.2衛(wèi)星通信線路頻段的發(fā)展
衛(wèi)星通信線路頻段的發(fā)展中最早所利用的商用通信衛(wèi)星通信頻段就是C頻段，通過(guò)技術(shù)的發(fā)展，向上擴(kuò)展到Ku、X和Ka頻段之后，又向下擴(kuò)展到L、S、VHF和UHF頻段[2]。在以后的發(fā)展中還會(huì)拓寬到V頻段或者其他更高的頻段，另外，還有可能會(huì)利用激光的形式。衛(wèi)星通信饋電線路是指衛(wèi)星間通信線路、上行站、關(guān)口站與中心站。由此可見，當(dāng)線路的頻率提升的時(shí)候，可用帶寬就會(huì)變大，傳輸容量會(huì)隨之提高，這一方式比較容易適用在多媒體通信進(jìn)而高速率數(shù)據(jù)傳輸之中，如果頻率增加，波束寬度不變，天線尺寸如果變小，那么它的重量也會(huì)越輕。通過(guò)銥星衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)就，能夠?qū)⒌厍蛏系娜我鈨牲c(diǎn)形成同心，實(shí)現(xiàn)的方式是利用星間的線路。
1.3衛(wèi)星通信體制的發(fā)展
衛(wèi)星的通信體制在近年來(lái)也得到了比較快速的發(fā)展。體制的改變就是衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作方式發(fā)生了一定程度的進(jìn)步和改變。例如衛(wèi)星通信中所使用的信源編碼方式、信號(hào)傳輸方式、信號(hào)交換方式、基帶信號(hào)傳輸方式、基帶信號(hào)多路復(fù)用方式、信號(hào)調(diào)制方式、差錯(cuò)控制的方式、多址方式、交換方式、信道方式和信號(hào)處理方式等等，這個(gè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)一種比較復(fù)雜的模式，所以用戶會(huì)有很多種的選擇方式。基帶信號(hào)多路復(fù)用方式中分為：時(shí)分多路復(fù)用和頻分多路復(fù)用兩種方式，基帶信號(hào)傳輸方式中分為：多路單載波與多路單載波。通過(guò)對(duì)衛(wèi)星通信體制工作方式的具體介紹，可以分析出衛(wèi)星通信體制具有很強(qiáng)的先進(jìn)性，它在進(jìn)行通信的過(guò)程中可以有效的節(jié)省射頻信號(hào)的功率和帶寬，還能夠有效的提升信號(hào)傳輸?shù)目煽啃院唾|(zhì)量。所以經(jīng)過(guò)不斷的更新和變化，如今的衛(wèi)星通信體制的標(biāo)準(zhǔn)主要是產(chǎn)品的生產(chǎn)商和衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商所指定的具體標(biāo)準(zhǔn)，而行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)還比較模糊，在生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)上沒有一個(gè)完全統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以在這種情況下，可以對(duì)國(guó)外比較先進(jìn)的調(diào)制和編碼技術(shù)進(jìn)行借鑒，有效的改善編碼的調(diào)制，讓微信通信的技術(shù)適應(yīng)更多種的實(shí)際工作模式。在這一目標(biāo)上，近年來(lái)的嘗試也得到了一定的發(fā)展成果，例如互聯(lián)網(wǎng)的接入、交互電視、VoIP業(yè)務(wù)和高清晰度電視等等，其中DVB-S2通信體制的結(jié)構(gòu)就有效地使用了比較先進(jìn)的編碼等技術(shù)方式。
1.4衛(wèi)星通信中星座和軌道的發(fā)展
在衛(wèi)星通信軌道的發(fā)展中最早是使用單星的靜止軌道進(jìn)行工作的，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，微信通信的軌道已經(jīng)從靜止的軌道變?yōu)槎喾N軌道的衛(wèi)星工作，并在工作中組成星座的形式。所以在目前的衛(wèi)星通信軌道為大橢圓軌道、靜止軌道和低軌道三種并存。其中大橢圓軌道在組網(wǎng)的過(guò)程中的衛(wèi)星系統(tǒng)主要是由三顆天狼星組成，并對(duì)全時(shí)區(qū)域進(jìn)行了覆蓋。這一組網(wǎng)的軌道形成了美國(guó)移動(dòng)的廣播系統(tǒng)。而靜止軌道分為三類，分別為多星共位組網(wǎng)區(qū)域覆蓋工作、單行獨(dú)立組網(wǎng)區(qū)域覆蓋工作和多星異位組網(wǎng)全球覆蓋工作。
1.5衛(wèi)星通信中的衛(wèi)星天線波束的覆蓋發(fā)展
在衛(wèi)星天線波束的覆蓋發(fā)展上，最早是使用靜止的衛(wèi)星通信電線，后來(lái)經(jīng)過(guò)發(fā)展而變?yōu)閱沃仡l率復(fù)用單橢圓波束覆蓋、多重頻率復(fù)用單橢圓波束覆蓋、多橢圓波束覆蓋，截止到現(xiàn)階段，已經(jīng)發(fā)展為更加多重的覆蓋方式。一般情況下，會(huì)按照不同的實(shí)際情況使用波束的覆蓋方式，最近出現(xiàn)一種新型的覆蓋方式為蜂窩狀多點(diǎn)波束覆蓋方式，這種方式可以有效的利用波點(diǎn)來(lái)對(duì)天線增益進(jìn)行提高，用戶所使用的終端也更小了，從而達(dá)到了多次使用的目的。
2衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用
2.1衛(wèi)星通信技術(shù)中轉(zhuǎn)發(fā)器的應(yīng)用
衛(wèi)星通信技術(shù)中轉(zhuǎn)發(fā)器的使用可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的變頻和放大。最早在衛(wèi)星通信中的轉(zhuǎn)發(fā)器是透明的，包括一次變頻和兩次變頻的轉(zhuǎn)發(fā)器。這種透明的轉(zhuǎn)發(fā)器具有很強(qiáng)的實(shí)用性，所以在目前依然使用。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，有一部分的衛(wèi)星通信使用了處理轉(zhuǎn)發(fā)器的設(shè)備，從而對(duì)衛(wèi)星收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)制與調(diào)制等步驟，還將其進(jìn)行進(jìn)一步的加工和處理，就能夠讓衛(wèi)星通信的過(guò)程更加順暢。處理轉(zhuǎn)發(fā)器還分為空間交換轉(zhuǎn)發(fā)器和信息處理成轉(zhuǎn)發(fā)器，同時(shí)還有兩種轉(zhuǎn)發(fā)器相結(jié)合的處理轉(zhuǎn)發(fā)器。在這之中，空間交換轉(zhuǎn)發(fā)器在應(yīng)用的時(shí)候是將接收到的多波束信號(hào)進(jìn)行交換處理的方式，處理的時(shí)候一般都使用基帶交換矩陣網(wǎng)絡(luò)的方式和微波交換矩陣的網(wǎng)絡(luò)。另外，信息處理轉(zhuǎn)發(fā)器應(yīng)用的時(shí)候，首先要將上行頻率信號(hào)進(jìn)行接收，再將接收到的進(jìn)行解調(diào)，對(duì)處理后的信號(hào)進(jìn)行編碼識(shí)別、再生、幀結(jié)構(gòu)重新排列等工作，處理完成之后再將這些信號(hào)傳輸?shù)降厍蛘井?dāng)中。轉(zhuǎn)發(fā)器在衛(wèi)星通信中應(yīng)用的功能很多，例如對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生與解調(diào)就能夠有效的減少信號(hào)中的噪音，從而有效的提升衛(wèi)星通信信號(hào)傳輸中的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)轉(zhuǎn)發(fā)器的上下鏈路分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的工作，就能夠讓上下鏈路具有不一樣的多址方式和調(diào)制體制，從而有效的減少了地面設(shè)備的復(fù)雜性和傳輸?shù)囊?；在轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行信號(hào)的處理的時(shí)候，通過(guò)星上處理方式就可以實(shí)現(xiàn)用戶線路的頻率、信道、功率與波束的動(dòng)態(tài)分配，才能夠更有效的利用衛(wèi)星的資源。
2.2衛(wèi)星通信平臺(tái)的應(yīng)用
衛(wèi)星通信平臺(tái)是衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用中的重要形式，它在運(yùn)行的時(shí)候一般時(shí)通過(guò)靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)和低軌道衛(wèi)星平臺(tái)兩種，其中靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)要比低軌道衛(wèi)星平臺(tái)更大。近年來(lái)衛(wèi)星的發(fā)射質(zhì)量越來(lái)越趨于穩(wěn)定，其發(fā)展趨勢(shì)正在朝著高處理技術(shù)、大容量和高G/T的方向發(fā)展。靜止軌道衛(wèi)星平臺(tái)也在技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中越來(lái)越趨于穩(wěn)定，例如羅拉公司所開發(fā)的LS衛(wèi)星平臺(tái)。
2.3通信地球站的運(yùn)行
通信地球站已經(jīng)開始越來(lái)越趨向于便攜式的發(fā)展方式了，最早的地球站是重量大尺寸大的固定區(qū)域，但是經(jīng)過(guò)技術(shù)的發(fā)展，重量和尺寸都逐漸的減小，如今最小的地球站已經(jīng)變?yōu)橐环N手持終端的形式，所以衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)在智能化、人性化的優(yōu)勢(shì)上取得了非常多的成果。
2.4衛(wèi)星通信技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用趨勢(shì)
除了用戶終端的變化，衛(wèi)星通信技術(shù)的其他方面也得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。電視節(jié)目的直播就可以不通過(guò)地面中轉(zhuǎn)的方式，進(jìn)行實(shí)時(shí)的傳輸。廣播電視業(yè)務(wù)也已經(jīng)實(shí)習(xí)前了單向到雙向的轉(zhuǎn)變，衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)雙向通信與衛(wèi)星直接廣播業(yè)務(wù)單項(xiàng)通信之間的特性區(qū)別已經(jīng)越來(lái)越迷糊，而且技術(shù)的發(fā)展也讓衛(wèi)星移動(dòng)通信、衛(wèi)星直接廣播和衛(wèi)星固定通信等業(yè)務(wù)都向著更加多元化的方向不斷發(fā)展。
3結(jié)語(yǔ)
綜上所述，隨著衛(wèi)星技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，未來(lái)會(huì)利用其的功能會(huì)越來(lái)越多，其發(fā)展的功能也會(huì)越來(lái)越趨于完備化。目前衛(wèi)星通信的發(fā)展空間還很大，需要相關(guān)的人員對(duì)技術(shù)進(jìn)行不斷的優(yōu)化和完善，讓衛(wèi)星通信技術(shù)為人類的生活提供更多的便捷。
作者：李會(huì)青 單位：國(guó)家新聞出版廣電總局四九一臺(tái)