卫星通信技术的发展及其应用研究

陈致健



卫星通信技术的发展及其应用研究

陈致健

广东海格怡创科技有限公司，广东 广州 510000

自从20世纪60年代，我国成功发射了自主研究的第一颗人造通信卫星开始，卫星通信技术实现了飞速发展，并大规模运用，取得了非常巨大的成就，为人们的生产、生活及其他方面带来了巨大的便利。卫星通信覆盖面积大并可实现拥有众多地面用户的大型通信网络，其不受地理条件的约束、通信容量大，信号稳定，且通信成本不会随着距离的增加而增加，是未来通信行业发展的主要载体。随着卫星通信技术的进一步发展和运用，不仅影响着我国的民用通信市场，在军事、科研、天文等领域也有着重要的实用价值。而随着卫星通信的进一步运用，其在广泛运用中所存在的问题也需要进一步加强改进，比如整体成本较高、链路传输衰减大，链路传输时延长等。

卫星通信技术；发展；应用

1 卫星通信系统的工作原理及基本组成

卫星通信系统主要由以下几个部分组成，分别为测控系统，通信卫星，监管系统及地球站。其中测控系统负责测量和控制通信卫星的运行轨迹，起着中继站作用的通信卫星，接收所有地面站发来的射频信号，然后经过放大和变频处理，将信息传送到地球站，地球站的功能是将要传送的基带信号经过处理变为射频信号，发送给通信卫星，接收卫星信号并解调出对应传送的基带信号，并将该信号通过地面网络传给用户，监管的职责是确保整个系统的安全性和稳定性[1]。

2 卫星通信技术的发展现状

当前，卫星通信技术主要有以下七大核心技术：调制解调技术、纠错编码技术、扩频通信技术、阵列天线与卫星蜂窝网技术、多址和复用技术、星上信号处理和交换技术、空间激光通信技术。这些核心的卫星通信运用技术，使用的领域十分广泛，其中海事卫星通信系统、铱星移动通信系统、全球卫星移动通信系统以及其他的卫星移动通信系统，均展现了卫星通信的广泛市场空间与广阔的发展前景。特别是星际激光通信链路，其容量可与光纤想媲美，且抗干扰截获能力有着其他通信方式无法比例的优势，具有很好的保密和安全效应[2]。

卫星通信系统不仅在军事上的运用优势十分显著，其在民用通信以及卫星通信的社会标准化和产业化方面，也拥有强大优势[2]。发达国家卫星通信已经实现了产业化发展，一些国家的军用卫星通信系统就是在市场化环境下运行的，来自市场的竞争力同时推动着卫星通信行业的迅速发展。一些著名的卫星通信系统就是源自市场竞争的成果，如：ACeS（Asiacellularsatel lite）系统，国际电联（ITU）、O3b网络等，均是在市场竞争中涌现的杰出代表[3]。

我国的卫星通信是由军用卫星带动起来的，目前产业链上下游已有上百个企业参与，其中涵盖了各个部件和系统的开发、生产、设计、安装及维护等。然而与当前我国电信行业的发展相比，我国的卫星通信行业还缺乏像中国电信这样比较大的、具有国际领先技术水平和竞争力的企业，可见，我国的卫星通信行业在市场竞争方面还存在着很大的短板，要在国际竞争中立于不败之地，还需要研发出更多的核心专利技术。当前，我国民用通信中的宽带卫星发展势头十分迅猛。可见未来一段时间，将卫星通信全面引入市场竞争的可行性十分巨大。我国需要实现卫星通信产业的巨大飞跃，必须要突破众多的束缚，才能使得我国的卫星通信市场不完全被国外公司占领。若是我国的卫星通信技术无法在核心技术领域取得重大的进步，与国际卫星通信行业的差距，会直接给国内卫星通信企业带来非常严重的危机[4]。

3 卫星通信系统的分类及应用

按照运动状态的不同，可以分为同步和运动通信系统，依据覆盖范围标准分为国际卫星，国内卫星和区域卫星系统三种，按所用频段划分为特高频，超高频，极高频和激光卫星通信系统，按基带信号体制分为模拟和数字通信系统，按卫星转发能力分为无源和有源系统，由此可以看出卫星通信在很多方面发挥着重要作用，前景广阔。下面重点叙述卫星通信在军事和商业方面的应用[5]：

3.1 卫星通信在军事领域内的应用

卫星通信技术在军事领域的应用集中表现在拥有高端科技实力的各国相继秘密发射各种用途的军事卫星，以完成侦察，导航，测地，拦截的功能，美国的DSCS-Ⅲ卫星就是典型的军用通信卫星，DSCS-Ⅲ卫星呈立方体形，三轴稳定，重量约为1042 kg，拥有一副指向太阳的帆板，卫星上装有多波束天线，以接收不同波段的信号。新近研究的军用卫星对应的攻击，毁伤，抗干扰及生存能力等参数指标随着科技的发展进一步提高，以此实现扩大用途，全天候、全天时实时传输信号的目的[6]。

3.2 卫星通信在商业领域内的应用

越来越多的卫星通信技术随着商业化而进入日常的生活，许多发达国家相继发射了数以百计的高质量，大功率，长寿命的商用卫星，广泛应用于电信服务、广播电视、内部专网、数据采集等领域，以满足经济的增长和科教的发展[7]。

4 卫星通信的发展趋势

当前，国际上卫星通信业务主要朝两方面发展：一方面是在传统的VSAT基础上开发新产品，其次是研制更高频段的新型卫星通信系统，并力争对现有系统进行相应的改善，以满足宽带性能的提升及手持终端的扩展，从单独组网到多网互连是未来卫星通信发展的总趋势[8]。固定通信，直接广播，移动通信的彼此互融及电信与有线电视网的相互渗透，未来的卫星通信必将是包含众多系统的混合网络，伴随光信息处理，智能化星上网控，新发射工具和新轨道技术的实现，真正具有天，地一体化全球无缝覆盖的功能，同时众多优秀的产品和服务将继续对产业的发展起着引领和促进作用[9]。

5 结论

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，是在微波通信和航天技术基础上发展起来的一门无线通信技术，在现代通信中占有重要的地位，信息技术的发展与它密切相关。卫星通信可以无缝覆盖三维空间，适合多个固定或移动用户及固定与移动用户之间信息的传递，因此广泛应用于国内，国际通信，军事通信，电视广播等领域[10]。

[1]侯庆香.卫星通信技术的新趋势[J].新媒体研究，2016（2）：17-18.

[2]李会青.卫星通信技术的发展及其应用研究[J].信息通信，2016（1）：278-280.

[3]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（9）：299.

[4]沈涛.卫星通信技术创新[J].通信对抗，2016（2）：63.

[5]杨茂强，郭道省，鲁璐.卫星通信在全球信息栅格中的应用研究[J].数字通信世界，2012，21（1）：44-47.

[6]韩磊，赵尚弘，李勇军，等.空间通信协议及其在卫星光网络中的应用研究[J].光通信技术，2012，36（11）：15-18.

[7]刘兴佳.卫星通信技术发展概述[J].消费电子，2012（9）：249.

[8]黄睿.卫星通信技术的应用体会及未来趋势展望[J].科技创新与应用，2013（20）：81.

[9]韦鹏宽.卫星通信系统关键技术及其发展趋向分析[J].自然科学：全文版，2016（10）：46.

[10]陈亮.美国军事卫星通信系统发展研究[J].通信技术，2014（4）：354-358.

Development and application of satellite communication technology

Chenzhijian

Guangdong Haige iscreate Technology Co. Ltd, Guangdong Guangzhou 510000

since 1960s, China's first man-made satellite successfully launched independent research, satellite communication technology to achieve rapid development, and large-scale application, has made very great achievement, bring great convenience to people's production, life and other aspects. Satellite communication covers a large area and can realize the large-scale communication network has many ground users, it is not affected by geographical conditions, large communication capacity, stable signal, and the communication cost is not increased with the increase of the distance, is the main carrier of the future development of the communications industry. With the further development and application of satellite communication technology, it not only affects the civil communication market in our country, but also has important practical value in military, scientific research and astronomical fields. With the further application of satellite communication, the problems in its extensive application also need to be further improved, such as higher overall cost, greater attenuation of link transmission and longer extension of link transmission.

satellite communication technology; development; application

TN927.2

A

1009-6434（2017）04-0055-02