卫星通信技术的发展及应用

2018-03-21徐磊

数字通信世界 2018年10期

徐磊

（中国交通通信信息中心，北京 100011）

随着科技的发展，各种通信技术日益发达，作为通信技术中重要组成部分的卫星通信技术，应用领域也越来越广泛。卫星通信技术，主要是通过人造地球卫星作为中继站，以无线电波的形式来传递不同地球站之间的信息的通信方式，其主要组成包括人造地球卫星和地球基站两个部分。我国的卫星通信技术起步较晚，虽然发展极为迅速，但是与西方发达国家之间仍然存在一定的差距。快速提高我国卫星通信技术发展水平，缩小与发达国家的差距，是急需解决的问题。

1 卫星通信的特点

（1）覆盖范围广。地球同步卫星轨道与地表的距离大约为35860千米，在这个距离上，一颗地球卫星就能实现超过10000千米的远距离通信。因此，只要有3颗同步卫星，就基本能覆盖纬度在76°以下地区。因此，卫星通信的覆盖范围极广。

（2）适用范围广。由于卫星通信是通过人造卫星作为中继站，原则上在覆盖范围内的任意两点之间均可通信，不会受到地面地理条件等因素的影响，可靠性高，适用范围广，在一些其他通信方式的覆盖范围之外，也能很好的发挥作用。

（3）传输性能稳定。传输性能的稳定性与无线电波在传输中的损耗密切相关。而卫星通信链路在传输过程中的损耗相对稳定，并且这种损耗可以进行相对准确的计算，并据此进行补充，从而保证了其传输性能的稳定。

2 卫星通信技术的发展

（1）设计的发展。卫星通信系统的发展经过了几个阶段：第一阶段是点对点的应用；第二阶段是单一性的组网应用；第三阶段也就是现阶段的复杂性通信网络的应用。在这一发展过程中，最关键的是系统设计理念从最初的纯粹技术的角度到当前的通信工作运营的转变，这种转变使得整个卫星通信体系变得复杂，但是应用过程却更加的简单。

（2）平台的发展。随着卫星通信技术的发展，卫星通信平台也处于不断的发展当中。当前通信卫星平台主要包括大平台和小平台两种，它们的发展趋势也有区别。大卫星平台的规模不断扩大，轨道寿命变得更加持久，工作效率及载荷也在不断增加；而小卫星平台则向更加小型化发展，以达到降低成本以及一箭多星发射的目的。平台的发展为卫星通信的发展带来了较大的发展机遇，一方面提高了卫星的有效载荷能力，另一方面提高了卫星数据处理和交换的能力，从而促进了卫星通信技术的发展。

（3）新技术的应用。虽然卫星通信受到的影响较少，但是仍然会受到一定的影响，如受到地面网络的挤压作用等。但是在卫星通信技术不断发展的过程中，研究者也吸取了一定的经验，提高了卫星通信对这些影响的抗性。如对卫星进行了点波束技术覆盖，将单颗卫星的波束数量从过去的几十个提高到当前的几百个。通过点波束间频率的复用，可以有效提升卫星通信系统的带宽质量。通过对上一代通信卫星带宽性能的充分扩容，当前一个新型通信卫星的带宽质量约相当于过去的10～15颗，大大降低了通信卫星的运营成本和用户使用成本。

3 卫星通信技术的应用

（1）宽带卫星通信的应用。宽带卫星通信是当前最重要的通信方式之一，通过通信卫星作为中继站，地面上的任何两个甚至多个地球站之间就可实现高速通信。将宽带卫星通信技术与互联网技术结合，可以将卫星广播、互联网、数字多媒体技术等融合在一起，从而在满足消费者对大流量需求的前提下，大幅度降低通信成本。随着科技的发展，宽带是信息技术发展的重要方向之一，而卫星通信是也是卫星技术的重要应用领域，将二者结合起来，具有广泛的应用前景。

（2）卫星固定通信的应用。卫星固定通信是卫星通信技术的传统应用领域，经过多年的发展，已经日益成熟，当前国际通信组织的Intelsat系列已经发展到了第九代，在电信业务、广播电视业务等领域有着广泛的应用。近些年来，随着通信技术的发展，人们对于通信技术的开发越来越深入，对于各种智能终端的使用越来越成熟。因此，在远程教育的推广、视频会议的普及等方面，卫星固定通信应用发挥了重要的作用。另外，卫星固定通信的还在信息的发布及传播、村村通基础设施建设等方面有着广泛的应用。这虽然是一种传统的卫星通信技术，但是其应用前景依然广阔。

（3）卫星移动通信的应用。卫星移动通信是为各移动用户提供通信服务的一种通信形式。随着网络技术的发展，4G网络已经全面推广，5G通信技术也日益成熟，为人们的日常通信提供了极大的便利。另外，智能移动终端的不断更新换代、视频电话、手机办公软件、GPS定位及导航等技术已经普及使用。因此，卫星移动通信技术将成为卫星通信技术的主要发展方向。