初探衛星通信的發展及其關鍵技術

王立娟

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初探衛星通信的發展及其關鍵技術

王立娟

國家新聞出版廣電總局五四二臺，北京 102445

隨著科學技術的不斷發展，衛星通信業產生了日新月異的變化。目前衛星通信技術中的星上處理以及異步傳輸技術是未來通信方面的發展方向，而且目前的衛星通信還實現了對地球表面進行一個全方位的無縫隙覆蓋。在此，主要通過對衛星通信的發展現狀以及它在發展過程中所用到的關鍵技術進行分析，以供大家參考。

衛星通信；關鍵技術；技術發展

目前,我們已經進入了多媒體個性化以及高速傳播的信息化時代，因此衛星通信就成為無線通信中一種非常特殊的通信方式，對未來通信行業的發展將會產生十分巨大的影響。

1 衛星通信系統的定義

衛星通信系統是一種將衛星作為信號的中繼站來接收并且轉發多個地面站之間微波信號的通信系統。衛星端、用戶端以及地面端這三個方面組成了一個完整的衛星通信系統。其中衛星端在微波通信的傳遞過程中所起到的主要作用就是充當中轉站，包括衛星母體的衛星星體以及星載設備在空中所接收到的來自地面站的電磁波，將其進行放大后再發送到另外一個地面站。所以人們通過連接網絡的用戶端從地面站傳送出入衛星系統的微波信號，從而形成了一種復雜而且寬泛的通信鏈接。衛星通信系統的覆蓋范圍是非常廣的，而且我們可以在衛星信號覆蓋區域內的任何地點都可以順利進行通信，它還不會因為距離的遠近而影響通訊信號。其中衛星通信的電磁波主要是在大氣層以外的區域進行傳播，由于微波傳遞的性質較為穩定。也就使得衛星通信的通信質量好，工作頻帶寬。在大氣層內部傳播的電波盡管會受到天氣的影響，但仍然可以保持信號的穩定以及通訊可靠性高的一種衛星通信系統。但我們需要注意的是，當衛星運行在高空軌道上進行雙向傳輸的時候，其傳遞速率就會推遲到秒級，這時電磁波的精確度也會下降。我們在進行語音通話時也會出現明顯的中斷現象。因為衛星在高空上的位置都是按照已經預定軌跡進行運行的，所以，衛星會一直處于一種運動狀態，而且衛星通信系統中的線路連接采用的都是無線鏈路，系統復雜不易操作。

2 衛星通信的發展情況

衛星通信在通信領域的意義十分重大，在不斷發展的過程中也出現了種種問題。主要表現為：（1）寬帶IP的傳輸以及實現問題。目前中國的寬帶IP衛星系統一般采用的是ATM的傳輸技術。主要是因為這種技術的性能可以支持與衛星通信系統相關的指標要求，盡管大部分的要求都十分符合，但在實際的操作過程中還是遇到了很多問題。需要我們可以實現在衛星 ATM 分層，但是由于包含ATM交換機的子網移動性管理的步驟過于繁雜，所以如何實現成了亟待解決的問題。（2）數據的傳輸速度和效率。我們目前正處于信息化的時代，在這個時代我們的信息傳輸速度是非常快的。原來傳統的數據傳輸方式是以頻分復用和碼分復用技術這兩種技術作為制成的，但是發展到現在已經無法滿足衛星通信日益增長的用戶需求了。因此我們還是需要在長距離傳輸延時的問題上多下工夫，盡量避免傳輸延時對實時數據產生的影響。（3）成本與需求不成正比。當前現代的大眾通信方式主要表現為移動通信和寬帶互聯網。在寬帶領域中，衛星通信是沒有光纖寬帶更加方便快捷的，而且在移動通信中也比地面蜂窩移動系統的性價比低。所以造成的結果是盡管移動的長途通信費已經大幅度下降，但衛星長途通信的轉發器費用并沒有發生任何變化，這就在無形中提高了衛星通信系統的運行成本。因此我們需要多加努力解決這種不成正比的現象。

3 衛星通信的關鍵技術

（1）衛星激光通信技術。衛星通信對速率的要求是非常高的，所以我們可以采用激光進行通信。衛星通信采用激光的好處是不僅可以提高衛星的保密性和通信量，還能夠減輕衛星的大小和重量。當它在大氣層外進行通信時，就不會受到大氣的干擾，使通信變得更加準確，與此同時還降低了誤碼率。除此之外，我們通過運用激光還能夠提高數據的傳輸速率和通信系統的可靠性[1]，這就可以做到衛星通信互相不干擾，最重要的是，采用激光通信還能夠最大限度地降低延時，這樣就可以讓信息獲得及時的傳輸，因此我們可以看出激光技術運用到衛星通信中將是很有前途的，而且還能夠推動通信行業的發展。

（2）智能天線系統。衛星本身會存在各種限制以及隨機錯誤，而且在遇到降雨和大地對電磁波的吸收這種情況時，就會導致高頻段的衛星 ATM 網絡突然發生錯誤，此時，就需要我們利用智能天線的多波束使覆蓋范圍變得更廣。在使用過程中，我們可以采用它的多波束快速跳變系統，與此同時還可以在低軌道系統中使用蜂窩式天線來實現同頻復用以及跟蹤功能，還會用到相控陣列天線，這樣就能夠避免自然原因所帶來的影響。

（3）數據壓縮技術。數據壓縮技術的好處是數據壓縮不但能節約存儲空間以及傳輸時間，同時還能提升頻帶的利用率以及通信的快捷性。目前數據壓縮技術在處理數據的專業領域內應用十分廣泛。所以無論是動態的數據壓縮或者是靜態的數據壓縮都能夠給衛星通信系統在頻帶、時間以及能量上帶來相對比較高的傳輸效率。

（4）多媒體準信息同步技術。在衛星通信系統傳輸過程中所用到的多媒體準信息同步技術一般分為時間驅動同步和連續同步這兩種類型。而且在衛星的多媒體通信中，我們還可以選擇反饋法、緩沖法以及時間戳法等多種方式來實現多媒體準信息的精確同步。從目前開發出來的同步技術來看，大多都是建立在近似同步時鐘基礎上的以時間因果同步為特色和“多業務流同步協議”，并且可以支持分布式協議的“多信息流會話協議”，應用范圍較廣。

（5）移動性管理技術。移動通信系統必須解決的問題就是移動性管理。主要包括的是切換管理以及位置管理。因為即使用戶在使用過程中不發生任何移動，切換也是時常發生的。還需要注意的是，信關站和衛星之間是沒有固定的連接關系的，所以對交換能力以及星上處理和系統容量等都需要采用合適的移動性管理策略。在減少移動性管理開銷的同時實現衛星之間的正確切換。

4 結語

衛星的技術隨著科學技術的發展而不斷完善，功能也在不斷地擴大，因此它的應用范圍也將變得越來越大，衛星通信技術在整個行業的地位也變得越來越重要，擁有非常廣闊的發展前景。

[1]羅文.衛星通信系統的發展及其關鍵技術[J].信息通信，2013（1）：157-158.

TN927.2

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1009-6434（2016）03-0003-01