微波通信和卫星通信的异同点及发展比较

高亚哲

北京信息科技大学 100085

进入21世纪以来，无线通信技术获得了飞速的发展，在未来的一段时期内电信技术的发展空间将会更大。随着信息化社会的到来和IP技术的不断进步，电信网络的面貌及未来技术发展的走向也日趋明朗。作为无线电通信系统的重要组成部分，微波通信和卫星通信给人们的生活带来了巨大的便利，成为促进经济社会发展的重要技术手段。

1 微波通信的定义和特点

微波的频率很高，一般为300 MHz～300 GHz，波长很短，通常为长度在1 m～1mm之间的电磁波。由于微波频段的频率很高，点拨绕射能力较弱，因此信号传输主要是视距传播，即利用微波在视线距离内的直线传播。与短波相比，微波虽然具有传播稳定、不易受受外界干扰等特点，但在电波传播的过程中，还是会受到地物、地形以及气候状况的影响而产生散射、折射、反射和吸收现象，从而导致传播衰落以及失真。

微波通信产生于20个世纪50年代，由于其具有通信容量大、抗灾能力强、成本低以及建设速度快等优点而获得了快速的发展。经过三十多年的发展，一整套高速多状态的信号处理及信号检测技术与自适应编码调制解调技术获得了快速的发展，对如今的移动通信、卫星通信、全数字HDTV传输，通用高速有线／无线的接人以及高质量的磁性记录等很多领域的信号设计和信号的处理应用起到了非常重要的作用。与发展中国家相比，国外发达国家的长途通信网中微波中继通信的比例占到50%以上。据统计资料显示，美国的比例为70%，日本为55%，法国为52%。因此，随着通信技术的不断发展，微波通信将会成为最有发展前景的通信手段之一。

2 卫星通信的定义和特点

2.1 卫星通信的定义

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。宇宙通信包括三种形式：第一，地球站和宇宙站之间的通信；第二，宇宙站之间的通信；第三，通过宇宙站的转发或反射进行地球站之间的通信。第三种形式通常被称为卫星通信，而将实现通信目的的人造卫星称之为通信卫星。

2.2 卫星通信的特点

卫星通信是一种现代化的通信手段，在无线电通信的发展历程中写下了光辉灿烂的一笔。卫星通信与其他通信方式相比具有很多独特的优点：第一，通信距离比较远，而距离的长短与建站成本没有直接的关系。通常情况下，卫星通信系统中的各地球站之间是靠卫星联接的。只要信号传输满足相应的技术要求，就能保证通信的质量，建设经费也不受通信站之间的距离远近以及自然条件的恶劣程度影响。第二，以广播方式开展工作，易于进行多址联接。卫星通信系统与一个具有发射台的广播系统类似，每一个拥有发射机的地球站，都类似于一座广播发射台，在有效的覆盖范围内，无论在哪里，都可以收到广播。而卫星通信系统也可以利用发射机和接收机实现通信，这种可以同时实现多地点、多方面的通信能力，称之为“多址联接”。第三，通信容量很大，适宜传送的业务类型也很多。由于卫星通信的覆盖面积很大，费用与通信距离无直接的关系，因此可以实现除地球两极之外的全球通信。卫星通信目前是远距离越洋通信的主要手段之一。第四，卫星通信的传输容量很大，频带较宽。第五，通信的可靠性高，而且质量也很好。通信电磁波传播主要在外层空间传输，而且只经过一次转发，具有噪声小，稳定性高、通信质量好的优点。

3 微波通信和卫星通信异同点及发展比较

3.1 微波通信与卫星通信的异同点

相同点：卫星通信也是一种微波通信，二者都具有微波通信的特点。二者的不同点主要表现在以下几个方面：第一，卫星通信是一种较为理想的自由空间微波传输方式，但地面微波通信受很多因素的干扰，最为常见的有地形、地貌等；第二，如果将微波中继站放置到卫星上，就形成了卫星通信，传输距离不受地球表面的遮挡限制，尤其是同步轨道卫星可以将1/3的地球表面完全覆盖，而地面微波站是万万做不到的；第三，卫星通信的通信距离与建设成本无关，只要在卫星的覆盖范围之内，任意站点之间都可以通过卫星进行连接。而地面微波通信离不开中继传输，而且对微波中继站的距离还有限制，一般都在50公里以内；第四，在时延方面，同步轨道距地面约为36000公里，单跳（甲站-卫星-乙站）电波时延约为0.27秒，双跳约为0.54秒；第五、接受信号的差距较为明显，卫星通信接收信号能力不强，相比之下，地面微波通信却要强的多。主要是因为电源的限制、卫星载荷以及长距离衰减等因素造成的，因此，地球站接收到卫星信号之后一般都需要使用低噪声放大器将其放大；第六，与地面微波通信相比，卫星通信可实现自发自收，多址方式也较为灵活同时还可以进行自由组合。第七，在顽存性方面，卫星通信的顽存性较差，定轨性容易受到攻击，而地面站的顽存性很好；第八，在抗截获性方面，卫星通信因为星上转发器电波开放，抗截获性差，而微波通信辅以较强的抗干扰措施同时还可借助天线的方向性，抗截获能力强；第九，卫星通信的物理目标大，而微波通信的物理目标较小；第十，卫星通信的发射功率大，而微波通信的发射功率较小。

此外，在实际使用方面，卫星通信需要星上资源，而地面微波通信则要求视距无阻挡；在抗干扰难点方面，卫星通信主要是星上抗干扰，而微波通信是高传输速率上的高抗干扰增益；在费用方面，卫星通信一般比较昂贵，而微波通信则较低。

3.2 发展趋势比较

1）微波通信的发展趋势

随着通信技术的不断发展，微波通信的应用范围也会进一步扩大，现简单介绍如下：第一，微波通信可以作为干线光纤传输的备份和补充，采用PDH微波以及点对点的SDlH微波等。第二，可用于海岛、农村等边远地区以及专用通信网中为用户提供基本业务的场合，这时候可以使用微波点对点、点对多点系统。第三，用于城市的短距离支线连接，比如移动通信基站之间、基站与基站控制器之间的连接、局域网之间的无线联网等方面。

2）卫星通信的发展趋势

在未来的发展过程中，卫星通信将在以下几个方面获得较大的发展：第一，地球同步轨道通信卫星向大容量、多波束、智能化等方面发展；第二，低轨卫星群将会与蜂窝通信技术进行结合，从而实现全球个人通信；第三，小型卫星通信地面站的应用范围将会进一步扩大等。

总结

综上所述，随着无线通信技术的进一步发展，微波通信和卫星通信的应用范围也会越来越广，将会在人们的生产和生活中扮演着越来越重要的角色。微波通信具有受外界干扰小、传播比较稳定等优点，而卫星通信具有通信距离远、容量大、便于实现多址联接等优点，在实际应用过程中要深入了解微波通信和卫星通信的特点和不同之处，充分发挥二者在经济社会中的作用。

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