卫星通信技术及其应用探讨

[摘 要]卫星通信技术是以卫星作为中继的一种通信技术，具有通信距离远、覆盖范围广、不受地面条件的约束、建站成本与通信距离无关、灵活机动、能多址连接且通信容量大等优点。本文以我国为例，主要从卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直播以及卫星宽带通信四个方面探讨了卫星通信技术的发展与应用。

[关键词]卫星固定通信 卫星移动通信 卫星直播 卫星宽带通信

中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0201-01

一、卫星通信技术概述

1.卫星通信的概念

卫星通信是指利用人造卫星做中继站转发无线电信号，在多个地球站之间进行通信。卫星通信是地面微波接力通信的继承和发扬，是微波接力的一种特殊形式。

2.卫星通信系统的组成

卫星通信系统由空间段和地面段两部分组成。

（1）空间段。以卫星为主体，并包括地面卫星控制中心（SCC）、跟踪、遥测和指令站。卫星星载的通信分系统主要是转发器，现代的星载转发器不仅能提供足够增益，而且具有处理和交换功能。

（2）地面段。地面段包括了支持用户访问卫星转发器，并实现户间通信的所有地面措施。卫星地球站是地面段的主体，它提供与卫星的连接链路，其硬件设备与相关协议均适合卫星信道的传输。如图1

二、卫星通信中的主要技术

1.CDMA技术。CDMA（码分多址）系统通过采用话音激活技术、前向纠错（FEC）技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段，可使CDMA系统容量大幅扩大，同时，它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来，小卫星技术的发展为实现全球移动通信和卫星通信提供了条件，利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信，已在国际上逐渐形成完善的体系。

CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制， 减少用户对星上功率的要求从而增加系统的容量，减少多址干扰；CDMA移动卫星通信系统可利用多个卫星分集接收，大大降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。此外，由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点，决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。

2.抗干扰技术。卫星通信抗干扰主要通过传输链路抗干扰、软硬件设备抗干扰以及建立综合智能抗干扰体系等措施实现。

传输链路抗干扰主要有DS/FH混合扩频、自适应选频、自适应频域滤波、猝发通信、时域适应干扰消除、基于多用户检测的抗干扰、跳时（TH）、自适应信号功率管理、自适应调零天线、多波束天线、星上SmartAGC、分集抗干扰、变换域干扰消除、纠错编码和交织编码抗干扰技术等。

3.基于MPLS的移动卫星通信网络体系构架。MPLS（多协议标签交换）技术由于可将IP路由的控制和第二层交换无缝地集成起来，具有IP的许多优点，又可很好地支持QoS和流量工程，是目前最有前途的网络通信技术之一。近年来，在地面固定网MPLS技术逐渐成熟后，该技术已向光通信、无线通信和卫星通信等领域扩展。现有的宽带卫星系统设计主要采用卫星ATM 技术，研究表明该技术可给不同的业务提供很好的QoS保证，并可利用面向连接的虚通路设计以及流量分类等方法为网络提供有效的流量工程设计。

卫星MPLS体系结构分为用户层、接入层、核心层三部分，其中，用户层包括卫星手持移动终端（直接接入移动卫星网）、小型专用局域网用户（通过小型地面移动终端接入卫星网）、其他网络用户（通过地面网关站接入卫星网络）等。接入层由标签边缘交换路由器（LER）组成，完成卫星MPLS网同其他网络以及卫星手持移动终端的连接，其主要功能包括实现对业务的分类、建立FEC和标签之间的绑定、约束LSP的计算、分发标签、剥去标签以及用户QoS接纳管理和相应的接入流量工程控制等。核心层由标签交换路由器（LSR）组成，完成信息按MPLS标签进行交换转发，其上主要运行MPLS控制协议和第三层路由协议，并负责与其他标签交换路由器交换路由信息来建立路由表、分发标签绑定信息、建立和维护标签转发表等工作。如图2

三、卫星通信技术的应用

1.卫星通信技术在广播电视领域中的应用。我国是一个人口众多的国家，由于人口的基数较大，这就导致我国电视机拥有量达到3.5亿台，并且我国还有数千家各种各样的电视媒体机构，有线电视的用户量也已经达到9000万户。我国的电视节目虽然数量众多，但是规模偏小，是处于发展的前期，潜力巨大。我国各类电视数目虽然较多，但是供于村村通的节目也就44套，和美国相比，虽然他们人口基数只有两亿但是人家的有线电视用户量已经达到了6000万户，卫星电视直播的用户也有近2000万。虽然我国现在处于发展阶段，和一些发达国家相比有很大的差距，但是随着我国发展的不断深入，我国一定也会达到、甚至超过这样的水平，所以我国卫星通信技术在电视广播领域中的应用的前景是巨大的。目前，我国政府以及一些电视领域中的专家普遍表示我国发展卫星电视直播的业务已经成熟，我国已经获得了发展DBs的轨位和频道，而且我国在发展村村通的时候又有了一定的卫星广播的经验，并且得到了广大人民的支持，现在我国自行研制的RD已经进入市场。如图3

2.卫星通信技术在计算机网络领域中的应用。卫星通讯技术在计算机网络中的应用主要就是提供宽带网络。而提供网络宽带属于卫星固定通信业务。目前国际上卫星宽带业务发展主要体现在两个方面，第一就是在原有的VSAT技术的基础上研发新的产品并利用现有的频段卫星资源，快速的建立起宽带连接，以满足用户的需求，这一种是在和地面宽带业务的竞争中来获得自己的生存空间；而另外一种是积极的发展高频段的新型卫星宽带通信系统，来适应新业务的要求，这一种是和地面相辅相成的。我国目前的状况，就是首先要积极的发展卫星宽带通信业务，国内的电信经营商应该根据不同客户的需求提供不同的业务；其次就是跟踪国外再见的新型的卫星宽带通信系统；最后建立起自己的卫星宽带通信系统。

结束语

卫星通信已经成为世界电信结构众多的重要组成部分，并一直在为全球几十亿人提供电话、数据和视频业务。尽管具有更高容量、更低比特费用的光纤系统仍在不断发展，但卫星通信仍然生存了下来，并随着它的新应用、新业务的形成，而为人们带来更大的财富和便利。

参考文献

[1]熊群力，姜康林.航天编队飞行星座的星间通信[J].无线电通信技术.2012.（01）.

[2]林来兴.发展我国小卫星星座和测控技术.飞行器测控学报[J].才智.2011（10）.