試論衛(wèi)星通信發(fā)展論文
摘 要：本文主要對(duì)衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀、衛(wèi)星通信發(fā)展問(wèn)題和難點(diǎn)、衛(wèi)星通信關(guān)鍵技術(shù)以及衛(wèi)星通信發(fā)展方向進(jìn)行了分析。清楚地認(rèn)識(shí)到衛(wèi)星通信發(fā)展所存在的困境，以及今后衛(wèi)星通信發(fā)展的方向。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星通信； 現(xiàn)狀； 問(wèn)題； 發(fā)展
1衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，衛(wèi)星通信得到了快速發(fā)展。衛(wèi)星通信根據(jù)不同業(yè)務(wù)可將其劃分為衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信和衛(wèi)星直接廣播等，本文主要通過(guò)這三個(gè)方面的闡述來(lái)體現(xiàn)衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀。
1.1衛(wèi)星固定通信現(xiàn)狀
全球衛(wèi)星固定通信要占全球衛(wèi)星數(shù)的一半以上。針對(duì)中國(guó)而言，中國(guó)在2005年時(shí)就已經(jīng)建有國(guó)際、國(guó)內(nèi)通信廣播地球站80多座，中國(guó)已經(jīng)建成國(guó)內(nèi)衛(wèi)星公眾通信網(wǎng)，使中國(guó)邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信問(wèn)題得以解決。
1.2衛(wèi)星移動(dòng)通信現(xiàn)狀
衛(wèi)星移動(dòng)通信是傳統(tǒng)的衛(wèi)星固定通信與地面移動(dòng)通信交叉結(jié)合的產(chǎn)物。衛(wèi)星移動(dòng)通信所利用的衛(wèi)星既可以是靜止軌道衛(wèi)星，也可以是非靜止軌道衛(wèi)星�！皣�(guó)際海事衛(wèi)星”系統(tǒng)是由國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星公司經(jīng)營(yíng)的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)自1982年使用以來(lái)經(jīng)歷了四代。此系統(tǒng)的應(yīng)用將用戶終端進(jìn)一步小型化，進(jìn)一步提高通信數(shù)據(jù)速率，實(shí)現(xiàn)了高清視頻直播移動(dòng)通信。作為國(guó)際海事衛(wèi)星組織的成員之一的中國(guó)，其已經(jīng)建成覆蓋全球的海事衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，跨入了國(guó)際移動(dòng)衛(wèi)星通信應(yīng)用領(lǐng)域的先進(jìn)行列。
1.3衛(wèi)星直接廣播現(xiàn)狀
衛(wèi)星直接廣播分為電視直接廣播和聲音直接廣播。在衛(wèi)星電視廣播業(yè)務(wù)中，中國(guó)已經(jīng)堅(jiān)持覆蓋全球的衛(wèi)星電視廣播系統(tǒng)和覆蓋全國(guó)的衛(wèi)星電視教育系統(tǒng)，全國(guó)共有34座衛(wèi)星廣播電視上行站，衛(wèi)星電視廣播接收站已經(jīng)超過(guò)20萬(wàn)座。中國(guó)利用衛(wèi)星傳送廣播電視節(jié)目是從1985年開(kāi)始，目前已經(jīng)有占用33個(gè)通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星傳輸覆蓋網(wǎng)形成，其主要對(duì)總共47套的中央、地方電視節(jié)目和教育電視節(jié)目負(fù)責(zé)。衛(wèi)星廣播電視業(yè)務(wù)的開(kāi)展，擴(kuò)大了農(nóng)村地區(qū)廣播電視的有效覆蓋范圍。2008年6月9日， “中星9號(hào)”直播衛(wèi)星發(fā)射升空。該衛(wèi)星可滿足廣播電視客戶的多層次的需求，在2008北京奧運(yùn)會(huì)期間成功為廣大觀眾傳輸數(shù)量豐富、清晰可靠的廣播電視節(jié)目。
2衛(wèi)星通信發(fā)展問(wèn)題和難點(diǎn)
2.1高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求
隨著數(shù)字化進(jìn)程和分組交換技術(shù)的快速發(fā)展，傳輸高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的基于頻分多址和碼分多址的衛(wèi)星通信已經(jīng)難以滿足其要求。由于衛(wèi)星通信長(zhǎng)時(shí)延的存在，在WAN和LAN中基于競(jìng)爭(zhēng)的多址方式及差錯(cuò)控制協(xié)議均不再適用，因此，位于遠(yuǎn)地點(diǎn)的LAN利用衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行互聯(lián)必須要有快速有效的轉(zhuǎn)換協(xié)議，還需將時(shí)延對(duì)實(shí)時(shí)通信的影響得以減少。
2.2衛(wèi)星通信用用寬帶IP
目前，基于ATM的`傳輸技術(shù)是寬帶IP衛(wèi)星系統(tǒng)所普遍采用的技術(shù)。對(duì)于ITU-TG.826和I.356的性能指標(biāo)要求，ATM性能都能滿足，這個(gè)結(jié)論是通過(guò)歐美等對(duì)衛(wèi)星ATM層和物理層性能研究測(cè)試所的。如果衛(wèi)星鏈路要想達(dá)到準(zhǔn)光纖鏈路質(zhì)量，需要系統(tǒng)采用RS塊狀編碼、FEC技術(shù)等，并且ATM也可作為衛(wèi)星系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。但是事實(shí)上，衛(wèi)星ATM實(shí)現(xiàn)起來(lái)是比較困難且復(fù)雜的，其與現(xiàn)存的衛(wèi)星傳輸技術(shù)相差較大。
3衛(wèi)星通信關(guān)鍵技術(shù)
3.1數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)
目前，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)已經(jīng)在數(shù)據(jù)處理中運(yùn)用地非常成熟。數(shù)據(jù)壓縮可分為靜態(tài)數(shù)據(jù)壓縮和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)壓縮，無(wú)論是哪種數(shù)據(jù)壓縮，其在時(shí)間、頻帶、能量上給通信系統(tǒng)帶了比較高的效率。MPEG62設(shè)計(jì)采用了面向?qū)ο蟮姆椒�，目前已被多媒體衛(wèi)星通信系統(tǒng)普遍應(yīng)用。
3.2智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)
通常情況下，根據(jù)需要要求通信系統(tǒng)的帶寬在2500MHz以上，因此，Ku甚至Q和V波段都被多媒體通信系統(tǒng)的使用。但是，雨衰比較嚴(yán)重的就是K以上波段，此時(shí)衛(wèi)星功率受到限制。因此，對(duì)智能高性能天線的研究是非常重要的，采用多波束快速跳變系統(tǒng)，能夠構(gòu)成較大范圍的多波束覆蓋。蜂窩式天線覆蓋圖可在低軌道系統(tǒng)中地面接收天線做同頻再用使用，并且具有跟蹤功能。同步軌道系統(tǒng)形成蜂窩式覆蓋圖可用多饋源或相控陣天線類(lèi)進(jìn)行。
3.3衛(wèi)星激光通信技術(shù)
未來(lái)對(duì)衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率要求較高，要求其達(dá)到數(shù)百或數(shù)千Mbit/s，因此，激光通信技術(shù)在此時(shí)是非常重要的。激光通信技術(shù)主要在衛(wèi)星網(wǎng)星際互聯(lián)中應(yīng)用。由于星際通信工作是在外層空間，可以將其激光的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)，星際通信是不受大氣層影響。全球衛(wèi)星通信中“雙跳”法能夠帶來(lái)信號(hào)長(zhǎng)時(shí)延，為了減少這一狀況，采用“星際激光鏈路”技術(shù)。衛(wèi)星激光通信技術(shù)將為未來(lái)的衛(wèi)星帶來(lái)較快的發(fā)展。
4衛(wèi)星通信發(fā)展方向
4.1未來(lái)衛(wèi)星固定通信發(fā)展的趨勢(shì)
為實(shí)現(xiàn)國(guó)際衛(wèi)星固定通信的重大變革并為適應(yīng)高清電視傳輸和因特網(wǎng)接入需求，衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務(wù)已成為衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)的主要發(fā)展方向。使用寬帶網(wǎng)用戶只需安裝一個(gè)終端，既可收看高清電視，也可接入寬帶因特網(wǎng)上網(wǎng)操作。當(dāng)前，國(guó)際上衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務(wù)發(fā)展主要表現(xiàn)在兩方面：一方面是在傳統(tǒng)的VSAT技術(shù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品并利用現(xiàn)有的C頻段和Ku頻段衛(wèi)星資源，快速地建立起寬帶通信系統(tǒng)，以滿足用戶急需，并與快速發(fā)展的地面寬帶通信業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)取生存空間;另一方面是發(fā)展頻率更高的Ka等頻段新型衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)，以適應(yīng)新業(yè)務(wù)的需求，并力爭(zhēng)與發(fā)展中的地面寬帶通信系統(tǒng)相適應(yīng)，起到應(yīng)有的補(bǔ)充和延伸作用。
4.2未來(lái)衛(wèi)星移動(dòng)通信發(fā)展的總趨勢(shì)
從便攜式用戶終端向手持式用戶終端擴(kuò)展；從單一的話音業(yè)務(wù)向多種業(yè)務(wù)發(fā)展；從窄帶業(yè)務(wù)向?qū)拵I(yè)務(wù)發(fā)展；從單獨(dú)組網(wǎng)到多網(wǎng)互連發(fā)展。這里的多網(wǎng)互連即借助地面通信網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)與地面通信網(wǎng)的互連互通和在多制式網(wǎng)絡(luò)中的相互漫游。最后與地面通信網(wǎng)絡(luò)組成無(wú)縫隙覆蓋全球的個(gè)人通信系統(tǒng)。
4.3未來(lái)衛(wèi)星直播通信發(fā)展的總趨勢(shì)
DBS業(yè)務(wù)與DTH業(yè)務(wù)融合，信源編碼和信道傳輸調(diào)制采用新技術(shù)和新體制，以改善系統(tǒng)的傳輸性能，提高衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬和功率利用率。在標(biāo)清數(shù)字電視基礎(chǔ)上，發(fā)展高清數(shù)字電視直播業(yè)務(wù);建立太空電影院，直播數(shù)字電影，促進(jìn)電影業(yè)發(fā)展。為擴(kuò)大容量更好地為高清電視服務(wù)，由使用頻率較低的S、C頻段和較高的Ku頻段已發(fā)展到使用頻率更高的Ka頻段。利用大波束播放全國(guó)性節(jié)目或其它節(jié)目，點(diǎn)波束播放地方節(jié)目。采用多顆衛(wèi)星異頻段和同頻段于同一軌位工作，以擴(kuò)大空間段容量和提高為用戶服務(wù)的可能性。同一幅用戶站接收天線，在不改變指向下接收來(lái)自多個(gè)軌位上衛(wèi)星的電視節(jié)目。用戶終端由單向接收式發(fā)展為雙向交互式，以提供用戶點(diǎn)播等服務(wù)。隨著衛(wèi)星電視直播和聲音直播移動(dòng)接收方式發(fā)展，它標(biāo)志著衛(wèi)星直播業(yè)務(wù)已從固定接收方式擴(kuò)大為移動(dòng)接收方式。從而使其用戶主要為企、事業(yè)單位和家庭擴(kuò)大為個(gè)人和各種移動(dòng)載體。
隨著衛(wèi)星固定通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信、衛(wèi)星直接廣播三種通信方式融合，地面電信網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)融合，各種衛(wèi)星通信網(wǎng)與各種地面通信網(wǎng)互連互通，未來(lái)的通信網(wǎng)，必將是一個(gè)包括地下的光纜，地面的微波和蜂窩移動(dòng)通信，低軌道、中軌道以及靜止軌道的通信衛(wèi)星系統(tǒng)組成的服務(wù)于全球的混合通信網(wǎng)。它們之間既可以單獨(dú)組成通信系統(tǒng)，又可以在不同系統(tǒng)間互連互通，真正構(gòu)成全球無(wú)縫隙覆蓋的天地一體化的海、陸、空、天共用的能夠提供各種帶寬和多種業(yè)務(wù)的綜合通信網(wǎng)。在此種綜合通信網(wǎng)中，任何個(gè)人可在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、與任何對(duì)象互通任何信息，它將標(biāo)志著真正個(gè)人通信時(shí)代的到來(lái)。
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