通信与网络 卫星通信的发展与应用 郑莉中国移动通信集团设计院有限公司有线所 摘要：当今时代卫星通信的发展日新月异，本文从卫星通信的发展历史入手，概述了卫星通信现阶段的发展现状 和卫星通信平台的相关技术发展，针对卫星通信的特点，对其应用进行了详细介绍。 关键词：卫星通信 多波束天线蜂窝网卫星系统 １引言 人类历史上第一颗商用通信卫星来自于１９６５年，由美国发 射该卫星，让卫星通信在人们的生活、工作中的应用范围逐渐 扩大。卫星通信之所以能够对人类的生产生活方式产生这么大 的影响，主要是与其它通信方式相比有着显著的特点： （１）卫星通信覆盖面积大。目前的地球同步轨道卫星可以 达到全球面积的４２％范围覆盖，保守估计使用三颗卫星就能实 现对地球的全覆盖，如图１所示。 图１地球同步轨道卫墨覆盖示意图 （２）通信距离远。目前的卫星通信的发展，就地球同步轨 道卫星而言，其海拔高度为３５８６０千米，在这个高度下，一个 中继就能够实现一万多千米的通信距离。 （３）通信位置灵活。卫星通信的工作范围和覆盖方式决定 了其灵活的通信优势，只要能够覆盖到其位置就能实现通信数 据的传输，所以通信终端可以灵活组网、随身被人携带，由卫 星通信所建立的通信网络不受地理位置的限制。 （４）通信质量好。在通信学科中，能够体现通信质量好的 主要原因是通信网络的信道传输稳定、在通信链路上的损耗较 小。卫星通信的链路是视距通信链路，主要靠自由空间的传播 来维持通信过程。 （５）通信容量大。卫星通信的频率资源丰富，可容纳多用 户的同时通信需求。 ２卫星通信平台的发展现状 ２．１卫星通信平台的发展 卫星平台是实现卫星通信的基础建设，是实现卫星科技 不断进步的坚实后盾。当前，卫星平台已经实现了电池功率 ３０ｋＷ，总重达到７吨这样的数字，卫星平台的设施建设越 大，其所能包容的卫星通信应用范围越大。我国的自主研发的 最大的卫星通信平台是东方红４号，现已经达到了电池功率 １Ｏ．５ｋＷ的国际先进水平，东方红５号还在实验中，其规模比 东方红４号要大很多。 ２．２卫星通信系统的发展 自１９６５年的首发卫星之后，这几十年的时间内全球的移动 业务卫星通信系统迅速发展，发达国家和发展中国家相继开发 了提供陆地移动业务的卫星通信系统，有加拿大的ＭＳＡＴ、美 国的ＬＭｓｓ、欧洲的ＥＵＴＥＬＳＡＴ等等。为了实现对通信终端 数码世界Ｐ．１３８ 的随时通信链接的建立，要求轨道卫星不能静止，低轨卫星通 信系统的研发和建立，为手持型通信终端提供了更多的业务种 类，推动了卫星通信事业的发展。 ３卫星通信技术的发展现状 ５．１调制解调技术 卫星通信中需要用到调制解调技术对信号的收发进行相应 的处理，其中最常用的技术有ＱＰＳＫ、ＢＰＳＫ、ＡＰＳＫ等，但随 着发展的需要，通信对于数据的高速传输的要求越来越高，针 对高阶调制方式如８ＰＳＫ、１６ＡＰＳＫ、１６ＱＡＭ等的研究和应用 越来越多。ＡＰＳＫ调制是根据星座图中包含的相位、幅度信息 可分离的特性，对幅度进行调制，但不影响相位特征，一般应 用在卫星电视广播中。 ０ＦＤＭ正交频分复用技术采用多载波进行信号调制，在 ４Ｇ、５Ｇ移动通信中应用广泛，主要能够对抗多经衰落引起的 信号干扰。但ＯＦＤＭ在卫星移动通信中的应用有所受限，因 为卫星的下行链路有所要求，其功率限制范围较低，很难是 ０ＦＤＭ发挥出其主要的作用，导致多载波互调干扰产生。但现 在的卫星通信中也对ＯＦＤＭ有所应用，但一般不是牺牲频带效 率，就是牺牲计算复杂度。 ５．２纠错编码技术 在信息进行传输的过程中，误比特率需要降低才能保证信 息传输的正确性。在卫星通信系统中，要求数据传输的误比特 率为１０一 ，这需要高信噪比，导致对发射功率的消耗变大。 一般采用纠错编码与调制技术结合，有效的损失较小的频带效 率，从而实现误比特率的大幅度降低。 ５．３扩频通信技术 由于卫星通信的开放性，军事通信上往往采用扩频通信进 行隐蔽和抗干扰。扩频包括直接序列扩频、跳变频率、跳变时 间和线性调频这四种方式。直接序列扩频是使信号的频带扩展 Ｎ倍，对应接收端进行同样序列的解扩设置，能够提高Ｎ倍的 信噪比，并使系统的干扰容限提高。 ５．４多址和复用技术 多址接收是从通信节点所接收到的多路信号中分别进行 信号来源的准确区分，选择需要路径的信号进行处理，复用是 将多路数据流安排到一条共享信道上进行同时传输和通信。 ＦＤＭＡ（多址复用技术）在卫星通信中能够扩大系统的用户容 量。 ４总结 卫星通信网在已经将有线电信网、计算机局域网、有线电 视网融人到了骨干网中，实现其与无线核心网的互联，民用卫 星通信的规模将不断扩大。 参考文献 【ｌ】董恩奇，刘珍宝，胡俊炜．卫星通信技术发展应用［Ｊ］． 艺术科技，２０１６，２９（９） ［２】易克初，李怡，孙晨华，等．卫星通信的近期发展与前 景展望［Ｊ］．通信学报，２０１５，３６（６）：ｌ５７—１７２