衛星通信缺點
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衛星通信缺點范文第1篇
【關鍵詞】衛星通信技術；應用體會；發展趨勢；主要特點
近年來，隨著移動通信技術發展，一些新的通信技術不斷涌現，如WiMAX、LTE等，顯示出了當前我國移動通信業技術水平及實力。衛星通信技術于20世紀發展并興起，與新通信技術相比，雖然不是新發展起來的，依然具備系統容量大、通信距離遠等技術優勢，應用價值很大。為了進一步了解衛星通信技術，有必要分析衛星通信技術應用，加深對衛星通信技術應用的體會，為未來技術研究與發展提供有益見解。
1衛星通信技術
衛星通信技術，是一種利用人造地球衛星作為中繼站來轉發無線電波的通信系統。衛星通信系統結構如圖1所示。衛星通信技術具備覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質量好、組網方便迅速、便于實現全球無縫鏈接等優點，但是也有缺點，主要是傳輸時延大，通信傳輸及時性較低。從過去應用現狀看，衛星通信技術主要應用于衛星移動、衛星遙感、衛星廣播、衛星固定通訊及飛機等領域。隨著智能手機發展，衛星通信技術在智能手機操作系統中有了應用，形成了以衛星通信技術為基礎的衛星定位系統，實現定位、導航、測距、測速等功能，提高了智能手機操作水平。
2衛星通信技術應用體會
2.1主要困境
2.1.1傳輸時延大衛星通信技術的優勢突出，但有一個很大的缺陷，即傳輸時延大，特別是在寬帶通信方面。在寬帶上，衛星通信及時性不能與光纖通信技術相比；在移動特性上，衛星通信不能與地面蜂窩移動系統相比。由于以上缺陷存在，受寬帶限制，衛星通信技術已經難以滿足高速數據業務需求，光纖通信技術漸漸取代衛星通信技術，這是現階段衛星通信技術應用面臨的主要困境。如，基于衛星通信技術建立起來的ATM網絡，由于有較大的時延性，要求通信互聯時能快速有效的進行轉換協議，減少傳輸時延帶來的影響。2.1.2很難保證協議轉換方式最佳在衛星通信中采用寬帶IP技術，應用難度是較大的，主要在于對不同的協議，衛星通信技術很難保證提供的所有轉換方式都最佳。目前，寬帶系統傳輸技術基本以ATM技術為基礎，但是ATM技術難以適應衛星通信要求，不能確保準光線質量。特別是ATM技術不同于衛星通信技術，所以想要基于ATM技術建立衛星ATM通信網絡難度是較大的，需要對協議及轉換進行修改。2.1.3傳輸安全上的問題衛星通信技術發展時間不長，雖然在覆蓋面、傳輸量等方面有較大的優勢，但是與光纖通信技術等相比，其不僅有傳輸時延大等缺陷，在技術水平上也有一定差異，一定程度上影響了衛星傳輸安全。為此，應當考慮如何進一步提高衛星傳輸的安全性。
2.2改進對策
針對衛星通信技術應用中表現出來的問題，提出采用以下技術加以改進與調整，完善衛星通信技術。2.2.1數據壓縮技術由于衛星通信技術有傳輸時延大缺點，為實現高速數據傳輸業務，可以采用數據壓縮技術。數據壓縮技術是一種數據處理激激技術，可以對數據進行動態、靜態壓縮，無論采用哪一種壓縮方式，都能提高通信系統傳輸效率。移動通信領域，數據壓縮公認標準有兩個：①CCⅡT的H.26；②ISO中的靜態圖像壓縮編碼標準，可根據實際情況采用適合的數據壓縮標準。2.2.2信息同步技術信息同步主要分為兩大類：①連續同步；②時間驅動同步。衛星通信技術應用中，想要實現信息同步，可以采用以上兩種信息同步技術，具體方法有反饋法、時間截法等。然后，按照以上方法建立協議轉換方式，發展多信息流會話協議等，與當前最常用的分布式協議相適應。2.2.3智能衛星天線技術移動通信采用衛星通信技術時，需要利用衛星通信技術傳輸大量的多媒體信息，但是受寬帶限制，傳輸效率不高。出于通信傳輸考慮，要求傳輸效率最低為2500MHz，一般選擇Ku、Q等波段。雖然這些波段可以滿足傳輸效率要求，然而實際傳輸中存在一定的雨衰現象，影響衛星功率。為改進這一問題，需要研究智能衛星天線技術，擴大波束覆蓋面，利用多波束快速跳變降低雨衰現象，保證衛星功率。2.2.4寬帶衛星通信技術為使寬帶在衛星通信中得到很好的應用，應當積極發展寬帶IP衛星通信技術。技術研究方向主要包括兩個方面：①繼續使用ATM協議；②完全摒棄掉ATM協議，發展新的協議。在繼續使用ATM協議情況下，需對ATM協議進行改進。如，將信元和VC級業務量管理結合起來，建立可以控制各種擁塞問題的機制，加快協議轉換。在完全摒棄掉ATM協議情況下，可以基于寬帶IP建立新的協議，如IP保密安全協議等，建立新型的協議。2.2.5空間激光通信技術空間激光通信技術是一種以激光光波為載波的光通信技術，它以大氣作為傳輸介質，通信傳輸的高效性、及時性可以光纖通信技術相媲美，且寬帶、功率等方面都有極大的技術優勢。此外，空間激光通信技術的波段窄、波速小，很難被截獲，一定程度上提高了通信傳輸安全性。所以，如果將空間激光通信技術應用于衛星通信系統中，可以確保衛星通信安全可靠。
3衛星通信技術發展趨勢
隨著科學技術發展，衛星通信技術也在不斷進步，衛星通信系統功能能力得到了大幅度提升。監管如此，與光纖通信技術等相比，技術先進性依然存在一定差異，還需持續加大技術研究投入。衛星通信技術研究有一定的風險，但是不能退縮、膽怯，要勇于科研、敢于探索，促進衛星通信技術發展。從當前及未來衛星通信技術應用需求看，今后工作中可以加大以下幾個方面研究：（1）建立獨立的衛星通信系統，不需要通過地面電信網，直接利用自身的獨立通信網服務于民，減少對地面電信設施的依賴，可提高衛星通信傳輸效率。（2）加大衛星通信技術與其他行業的融合研究，擴大衛星通信技術的應用范圍，充分利用衛星通信技術帶動社會建設。（3）綜合衛星業務。衛星通信技術廣泛應用于衛星移動、衛星遙感、衛星廣播等領域，這些業務系統是相互獨立的，可以考慮建立綜合衛星業務，并構建與之相適應的衛星通信網絡。（4）移動衛星通信方面，將其與第四代移動通信技術融合應用，建立更高效、高速的的個人通信網，提高衛星通信技術在移動通信上的服務能力。
4結論
綜上所述，衛星通信技術在社會生產很多領域有著應用，如衛星移動、衛星遙感、航空航海、救災等，極大促進了社會建設與發展。面臨衛星通信系統傳輸延時大等問題，可以采用數據壓縮技術、信息同步技術、智能衛星天線技術等，解決當前衛星通信系統應用中的難題，從根本上提高衛星通信技術水平，擴大微信通信技術應用范圍。
參考文獻
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[4]徐明月.衛星通信技術的發展和應用[J].工程技術：引文版，2016（11）：00017.
衛星通信缺點范文第2篇
1.完善應急處置體系
自然災害的頻繁發生對電力應急通信系統產生了很大的影響，在電力通信企業的發展過程中，衛星通信技術的合理應用對電力應急通信的發展非常重要。因此，在分析衛星通信技術在電力應急通信中的應用思路時，電力通信企業首先要奮起拼搏。應用前，電力通信企業應合理完善自身應急能力體系和人員管理體系。電力通信企業在實際運行過程中，首先要完善自身應急處理體系，完善和規范應急通信技術，通過培訓示范和運行標準制定，提高電力通信的質量和效率；其次，合理設計管理系統，以當前電力應急通信系統中存在的熱點和難點問題為出發點，完善電力應急系統中的不足之處，從而促進電力應急行業的發展；最后，在電力應急通信人員管理制度方面，針對目前電力應急通信人員缺乏組織性和紀律性的現狀，可以加強電力應急通信人員管理制度的約束力。通過制定批評教育、罰款、警告、解雇等懲罰制度，對表現較好的人員給予獎勵，充分發揮表率作用，提高員工工作積極性。
2.選擇合適的衛星通信技術
我們都知道，衛星通信技術有很多種，包括VSAT衛星通信傳輸技術、MFTDMA衛星通信傳輸技術和SCPC/DAMA衛星通信傳輸技術，每一種都有自己的優缺點。因此，在分析衛星通信技術在電力應急通信中的應用思路時，除了完善自身應急處理體系外，選擇合適的衛星通信技術，從而提高電力應急衛星技術應用的合理性，促進電力應急通信產業的發展。例如，在分析衛星通信技術在電力應急通信中的應用思路時，可以通過選擇合適的衛星通信技術來增強應用方案的科學合理性，從而提高電力應急通信系統的水平和能力。在選擇合適的衛星通信技術時，要分析衛星通信技術在電力應急通信中的應用思路，首先要了解目前廣泛應用的衛星通信傳輸技術。在了解的時候，不僅要了解衛星通信技術的參數，還要全面、仔細地了解和梳理其成本投入、靈活性、工作性能和可擴展性；其次，結合電力應急通信的具體需求，通過比較和討論，選擇合適的衛星通信技術，如SCPC/DAMA，其使用成本低，擴展性強，發展前景好，靈活性高。在保證電力應急通信正常進行的基礎上，降低了成本投入，增強了電力應急衛星通信技術的擴展性和靈活性。
3.科學設計應用方案
衛星通信缺點范文第3篇
1)通信覆蓋區域大，通信距離遠：地球同步軌道(GEO)衛星距地面高度35860km，只需一個衛星中繼轉發，就能實現1萬多公里的遠距離通信;每一顆衛星可覆蓋全球表面的42.4%，用3顆GEO衛星就可以覆蓋除兩極祎度76°以上地區以外的全球表面及臨地空間。
2)可將其廣播性與各種多址連接技術相結合構成龐大的通信網：在一顆衛星所覆蓋的區域內，不必依賴顯式的交換，只需利用衛星中繼傳輸和多址/復用技術就能構成擁有許多地面用戶的大型通信網。
3)機動靈活：衛星通信的建立不受地理條件的限制，無論是大城市還是邊遠山區、島嶼，隨地可建;通信終端也可由飛機、汽車、艦船搭載，甚至個人隨身攜帶;建站迅速，組網靈活。
4)通信頻帶寬、通信容量大：衛星通信信道處于微波頻率范圍，頻率資源相當豐富，并可不斷發展。
5)信道質量好、傳輸性能穩定：衛星通信鏈路一般都是自由空間傳播的視距通信，傳輸損耗很穩定而可準確預算，多徑效應一般都可忽略不計，除非是采用很低増益天線的移動通信或個人通信終端。
6)通信設備的成本不隨通信距離増加而増加，因而特別適于遠距離以及人類活動稀少地區的通信。
衛星通信也存在一些缺點和一些應該而且可以逐步改進的方面，這主要有以下幾點。
1)衛星發射和星上通信載荷的成本高：星上元器件必須采用抗強輻射的宇航級器件，而且LEO、GEO衛星的壽命一般分別只有8年、15年左右。
2)衛星鏈路傳輸衰減很大：這就要求地面和星上的通信設備具有大功率發射機、高靈敏度接收機和高増益天線。
3)衛星鏈路傳輸時延大：GEO衛星與地面之間往返傳輸時間為239~278ms;在基于中心站的星形網系統中，小站之間進行話音通信必須經雙跳鏈路，那么傳輸時延達到0.5s,對話過程就會感到不順暢，而且如果沒有良好的回音抑制措施，就會因二-四線制轉換引起的回波干擾而使話音質量顯著下降。
基于衛星通信的特點及其重要作用，本文將從衛星通信的可用頻率資源、衛星平臺、主要關鍵技術、典型的衛星通信系統、衛星通信應用和產業化發展等方面進行介紹，綜述發展現狀，展望發展前景。
2通信衛星平臺與信道資源的發展
2.1衛星通信的頻率資源
早期GEO衛星轉發器主要是C和Ku頻段，各有500MHz帶寬，其上行分別位于6GHz、14GHz附近，下行分別位于4GHz、12GHz附近;每個轉發器的帶寬有33MHz、36MHz、54MHz等;Ku后來擴展到800MHz。最近十幾年Ka頻段2GHz帶寬得到了廣泛應用，上行、下行分別位于20GHz、30GHz附近。此外還有UHF、L和S頻段各有15?30MHz的帶寬可用于衛星移動通信，分別位于0.4GHz、1.6GHz、
2GHz左右。目前，正在開發40~60GHz的EHF頻段。各頻段的可用頻帶不一定連成一片，具體的頻帶劃分參見文獻[4]。采用天線正交極化、多波束衛星天線、低軌道衛星群等技術，可使上述頻率重復使用許多次，可用頻率資源擴大許多倍。此外采用空間激光通信技術擴展信道資源，特別是星際激光通信鏈路，其容量可與光纖通信相比擬，而抗干擾抗截獲能力更強。
2.2通信衛星平臺的發展
衛星平臺技術是推動衛星通信應用和増強市場競爭力的重要因素。目前，世界上最大的通信衛星平臺重達7噸、太陽能電池功率達30kW，例如美國Loral公司LS20.20衛星平臺，發射質量5?7噸，電源功率17?30kW，可支持150個轉發器，2012年發射SES-4衛星所用該公司LS-1300平臺，功率達20kW。我國自主研制的最大平臺是東方紅4號平臺，重5150kg、太陽能電池功率為10.5kW，處于實驗階段的東5平臺規模更大，但與當前國際先進水平仍存在差距。
3衛星通信相關技術及其發展現狀與前景3.1調制解調技術衛星通信中最常用的調制方式是QPSK、OQPSK和n/4DQPSK等，近年來，高速數據傳輸的需求與轉發器資源緊缺推動了8PSK、16APSK、16QAM等高階調制方式的研究與應用。其中APSK調制因其星座中所含幅度和相位信息是變量可分離的，可以采用簡單的預失真法進行幅度非線性矯正而不影響相位特性，使之在透明轉發這種高階調制信號時的功率效率不明顯降低[5,6]。因此，APSK調制在衛星電視廣播中得到應用，在衛星寬帶移動通信中也有很好的應用前景。
格形編碼調制(TCM,trelliscodingmodulation)在原理上是一種很好的體制[5];它將信道編碼與調制融合在一起，因而幾乎不付出頻帶效率和功率效率降低的代價，就能獲得5dB左右的編碼増益。TCM調制用于衛星通信的國際標準早己經形成，但因其譯碼復雜度較高，而且不大便于再級聯外碼以進一步降低誤碼率[7,8]，因此應用并不廣泛。
遙感數據傳輸和大容量寬帶衛星通信中對于高速調制解調技術有迫切需求，目前我國基于FPGA并行實現的高速調制解調己達到1.5Gbit/s，己接近國際先進水平[9]。這個速率基本上能滿足通信衛星饋送鏈路高速數據傳輸的要求。正交頻分復用(OFDM)技術作為一種多載波調制方式，由于其抗多徑衰落能力強而在地面蜂窩網第四代(4G)、第五代(5G)移動通信中成為不可或缺的技術[10]，因此人們一直想將其廣泛應用于衛星移動通信中。值得注意的是，OFDM本來是不大適于衛星下行鏈路這種功率嚴重受限的場合，因為其峰平功率比(PAPR)高，在功放非線性條件下容易產生多載波互調干擾而使鏈路特性變差。雖己研究出多種方法來克服這個缺點，但沒有一種辦法是不需付出巨大代價就能完全解決這個問題的[11,12]，不是頻帶效率顯著降低，就是計算復雜度很高。
但是，確有一些衛星通信或廣播系統的下行鏈路采用了OFDM體制。IPSTAR-I在60MHz帶寬下行鏈路中采用層疊在OFDM上的TDM技術[13]，其目的是為了擴大復接信號的路數，而非抗多徑衰落;因為其Ku頻段小站天線口徑為0.75?1.8m，波束主瓣只有1。?2.3。，周圍環境的反射波很難進入天線主瓣，因而多徑效應可忽略不計。我們應當看到如此應用OFDM技術，會使其鏈路信噪比產生明顯損失。
對于基于多波束天線的GEO或LEO衛星寬帶移動通信或廣播系統而言，因其多徑衰落非常嚴重，目前下行鏈路不得不采用OFDM體制。其移動式終端的天線増益很低，例如，L或S頻段天線的増益一般只有2?3dB，這種半球波束天線可接收到的多徑信號分量多，多徑衰落非常嚴重，采用OFDM技術有其合理性。事實上在衛星與地面基站相結合的移動數字電視廣播系統中己成功應用OFDM[14]，并己形成了國際標準和我國國家標準[15,16]。
然而衛星下行鏈路功率受限問題遠比地面移動通信基站嚴重，驅動多波束衛星天線的功放非線性問題更加嚴重。加之OFDM系統抗多徑衰落效益的發揮有賴于信道信息反饋，而衛星鏈路時延大，不能及時利用信道信息反饋對各子信道的信息速率和發射功率進行自適應調整。總之，衛星下行鏈路采用OFDM體制只是當前的無奈之舉，而非理想的選擇，我們很有必要探索出一種新的傳輸方式來取代它，因為其中約有30%左右的頻帶效率和10dB左右的鏈路信噪比増益的潛力是有可能挖掘出來的。
3.2糾錯編碼技術
各種通信業務信息傳輸的誤比特率(BER,biterrorrate)都有最高限度要求，例如：聲碼話BER為10—3,視頻通信BER為10—4,一般數據通信BER為10—6或10—7，無特殊措施的ATM(asyschronioustransfermode)或IP(Internetprotocol)數據傳輸BER為10—10,深空通信中某些數據傳輸BER為10—14。當然一般系統不會設計為在傳輸和解調后所得數據的BER就能達到上述要求，因為這需要很高的鏈路信噪比，嚴重浪費發射功率。而采用糾錯編碼(即信道編碼)技術與調制相結合，只需付出很小的頻帶效率代價就能使BER降低若干個數量級。相應地達到指定BER要求的鏈路信噪比就可降低幾dB，甚至十幾dB，也就是可獲得相應的編碼増益。
在衛星通信的前期發展中，使用最為廣泛的信道編碼是由卷積碼作為內碼、RS碼作為外碼的串行級聯碼。這是因為卷積碼實現簡單、譯碼門限較低，而RS碼的譯碼復雜度低，在輸入信息誤碼率較高時能獲得較高的編碼増益，例如，3/4卷積碼與RS編碼級聯情況下在達到&E^=10—7時可獲得5.2dB編碼増益。
并行級聯形式的Turbo碼[17]和低密度奇偶效驗碼(LDPC)[18]是目前2種最先進的信道編碼算法，自90年展起來并推廣應用之后，很快在地面移動通信等場合得到了很好應用。兩者均有2個突出特點：一是都結合了比特交織技術，能有效地糾正突發錯誤，而多徑衰落信道等場合正是容易出現突發性錯誤;其二是它們的譯碼門限比卷積碼更低，而且能在較高的碼率下獲得較大的編碼増益。這就是說，它們能使整個系統的傳輸特性以較高的頻帶效率和功率效率逼近香農容量限。例如，對于QPSK調制采用碼率為0.793的Turbo碼在BER達到10—7時，比采用RS、卷積碼串行級聯碼的編碼増益高1.6dB?IPSTAR-1系統的前向鏈路采用Turbo碼Inmarsat系統也將Turbo碼作為高速數據傳輸系統的核心技術。
與Turbo碼相比，LDPC碼具有編解碼簡單、碼長可以較短、編譯碼效果更易逼近香農限，因而已成為當前衛星通信中信道編碼的首選，特別是寬帶移動通信。例如，對于BPSK調制采用1/2碼率、107塊長的LDPC碼在BER達到10—6時所需私/外值為0.04dB，己非常逼近頻帶效率為1bit/s/Hz時的香農限0dB[20]。目前，己用FPGA實現的LDPC編譯碼器，最高信息速率可達到10Gbit/s[2U2]，可滿足高速調制解調的需求。
對于大尺度衰落信道，例如，存在降雨衰落情況下的Ka頻段信道，采用自適應編碼調制(ACM,adaptivecodingmodulation)可使信道傳輸效率最大化[23,24]。發送端在保持發送的符號速率和功率不變的情況下，根據接收方反饋回來的私/_隊估值，自動選擇最佳的調制方式和編碼碼率進行發送，可以高效地將鏈路余量，例如，Ka頻段的雨衰余量，轉化為數據傳輸吞吐量，同時也可避免了偶然出現的干擾對鏈路造成的絕對中斷。目前市場上己有支持ACM功能的產品。
3.3擴頻通信技術
衛星通信信道開放性的特點帶來的隱蔽性差、抗干擾能力弱等缺點，可采用擴頻技術克服，因此擴頻通信主要用于隱蔽通信和抗干擾軍事通信。擴頻主要有直接序列擴頻(DSSS，directsequencespectrumpreading)、跳變頻率(FH,frequencyhopping)、跳變時間和線性調頻等4種基本工作方式。這里主要介紹DSSS和FH。
DSSS系統中每個符號用一個長度為#的偽隨機序列表示，可使其信號的頻帶擴展#倍，接收端采用同樣的序列進行相關接收解擴，因而可使解擴之后的信噪比提高到解擴之前的#倍，即可獲得#倍的解擴處理増益。#可以很大，例如，GPS中P碼信號的擴頻倍數#=204600，即具有53dB的處理増益。因此它可以在接收信號信干噪比很低的條件下進行通信，可使通信信號具有很強的隱蔽性，并使系統具有很高的干擾容限，例如，允許信干比達50dB。如果在接收端解擴之前配合某種自適應信號處理算法，例如，自適應陷波、幅度非線性處理或自適應空間陷波等，還可使系統的干擾容限再提升30?40dB。
基于DSSS利用GEO衛星透明轉發器可構成隱蔽性很強的重疊通信系統[26]，將功率譜密度極低的DSSS信號重疊在其他正在進行通信的強信號之上進行較低比特率的通信，則信號具有高度的隱蔽性。
跳頻(FH)通信中，發送端將調制信號的載波頻率在很寬的頻率范圍中按照某種秘密約定的跳頻圖案進行跳變，接收端采用同樣跳變的本地振蕩進行正交下變頻，變回為零中頻信號再進行基帶解調、符號判決和譯碼。因此FH比DSSS更容易將信號頻譜擴展到更寬的頻率范圍，可獲得更高的處理増益。只要跳頻范圍足夠寬、跳速足夠快，再配合衛星多波束天線技術從空間躲避可能的干擾，通信的安全性就有充分的保障。我國已實現的FH系統跳頻范圍可達2GHz，跳速達上萬跳/秒[27]，接近國際先進水平。總之，目前衛星通信抗干擾技術已比較成熟，在軍事通信中發揮了重要作用。當然，通信對抗雙方沒有絕對的贏家，只是在一定的條件下有一方取勝。
3.4陣列天線技術與衛星蜂窩網技術
1)陣列天線技術
由于衛星鏈路傳播衰減很大，例如，GEO衛星C、Ku、Ka頻段鏈路的衰減都在200dB左右，需要采用高増益天線，因而天線的尺寸和成本往往成為推廣應用的重要障礙。早期是采用VSAT(verysmallapertureterminal)技術來緩解這個問題，即由一個大型中心站與大量的小口徑天線終端站一起構成一個星形網。利用中心站天線増益很高、EIRP(equivalentisotropicradiatedpower)值很大的優勢，來彌補小站因天線口徑小、増益低而使鏈路預算不足的弱點。后來通過開發更高頻段的轉發器、増大轉發器的發射功率以及采用多波束衛星天線技術提高星上轉發器的接收靈敏度和EIRP，更加有效地實現了終端的小型化，天線的尺寸和成本似乎不再是明顯的障礙，VSAT的概念也逐漸淡化了。但目前基于GEO衛星Ku頻段透明轉發器的寬帶移動通信，其“動中通”天線的成本仍然很高，相當于通信終端其余部分總成本的6?10倍。這種天線通常都是采用線陣形式多個陣元實現水平方向跟蹤，而采用機械裝置實現垂直方向的跟蹤。星上采用陣列天線技術形成點波束天線或蜂窩狀的多波束天線(MBA,multiplebeamantenna)，可大大提高天線的増益，還實現了頻率多次重復利用。衛星MBA主要有3種實現方式，即反射面式、透射式和相控陣形式。
反射面MBA由一個或2個反射面和幾個獨立饋源組成，通過饋源照射到反射面形成多波束。反射面MBA具有結構簡單、質量輕和可靠性高等優點而最先得到廣泛應用，如Odyssey衛星[28]和日本的ETS-VI衛星[29]。ETS-VI衛星的MBA有2種鏡面，20GHz的Ka頻段和S頻段共用3.5m直徑反射鏡，30GHz的Ka頻段和C頻段共用2.5m直徑反射鏡，實現了13個Ka頻段波束覆蓋日本大地、C頻段單波束覆蓋日本中部和5個S頻段的波束覆蓋200海里海域。
相控陣MBA由天線陣、饋電網絡及波束形成控制器等組成，通過相移網絡調節陣元的激勵幅度、相位實現輻射波束指向的改變。相控陣MBA具有損耗低、動態掃描角度大的優點，便于形成蜂窩狀MBA。透射式MBA通過網絡對輻射陣移相，在覆蓋區形成相對固定的波束，波束對輻射陣不掃描但可校正及微調，更適于星體體積和質量較小場合的應用。例如全球星(Globalstar)系統和銥(Iridium)系統
中MBA就是采用直接輻射陣列形式、基于模擬射頻移相法形成多波束，不同的是前者使用功分器[30]，后者使用Butler矩陣。
衛星通信缺點范文第4篇
【關鍵詞】 衛星通信 應急保障 系統組網 業務應用
一、引言
電力是直接關系國計民生的重要基礎行業，電力通信網承載著電網調度自動化、市場化運營、信息化管理等多種重要業務，對電網發展有著重要作用。隨著地球環境變化和電網規模擴大，遇到突況如地震、冰凍、洪澇等重大自然災害時，電力設施、通信網絡往往遭受到嚴重破壞甚至毀壞，致使電力生產癱瘓。這時需要建立一種應急通信平臺，實時傳遞現場信息，為后方指揮調度提供安全、可靠、準確的通信保障，從而快速恢復電力生產業務，保證生活、生產上用電。
衛星通信對外部環境依賴性小，具有覆蓋面積廣、通信距離遠、部署機動靈活、不易受地質災害影響等特點，特別適合于應急、救援通信，成為電力系統應急保障的首要選擇。
二、應急衛星通信系統
衛星通信是以人造地球衛星為中繼站，使地球上各個通信站之間實現通信，可實現點對點、點對多點（星狀網）、多點對多點（網狀網）通信。
針對應急事件的突發性、影響程度不確定性等情況，衛星通信由于自身特點，作為應急保障使用在消除通信孤島方面有著重要的作用。
（1）系統結構靈活，反應迅速。僅需通過衛星建立鏈路，即可在覆蓋區實現任意兩點間通信，且滿足各種裝載平臺（船載、車載、單兵背負）的快速部署，自身保障能力強。
（2）獨立成網，穩定可靠。衛星通信傳輸環節少，能在各種惡劣環境下高效運行工作，獲得高質量的通信信號。
（3）支持多種業務傳輸，包括話音、數據、圖像等，滿足指揮調度、數據及視頻采集、信息等各環節的需求。
根據應急通信的特點，一套完備的衛星應急通信系統應具有語音通信、數據通信、圖像通信、圖像采編及顯示、電視會議、網絡監控與管理等功能，圖1為典型的衛星應急通信系統示意圖。
在圖1中，系統由一個地面站（主站）、一輛靜中通、二輛動中通、兩套便攜站（包括單兵系統）、一輛指揮車組成。通過衛星鏈路傳輸平臺，可快速實現現場災情的應急保障，系統主要實現功能如下：（1）應急通信指揮車是一個功能完備的移動指揮中心，能夠實現通信保障、指揮調度，圖像采集傳輸等功能，在緊急突發事件現場保障通信指揮任務。（2）小型應急通信車應用于突發事件的應急處理、重大活動的通信保障、施工現場的通信支持。（3）便攜站與單兵背負系統之間可實現單向視頻、雙向語音傳輸。單兵圖傳、數字集群等多種通信手段優勢互補，使得以通信車為現場指揮中心的有效通信覆蓋面積大幅增加。（4）采用動中通衛星通信天線，滿足車輛無論在行駛中還是到達應急現場的任何時刻都能保持與后方指揮中心的通信暢通。（5）采用基于衛星通信的視頻會議系統，通信車隨時隨地都可以和前方、后方建立視頻會議，便于即時指揮。（6）基于北斗導航、定位、短報文功能的人員、車輛定位跟蹤監控系統，使指揮人員隨時掌握動態車輛位置和搶險人員分布情況。
目前普遍采用的VSAT衛星通信系統由主站、小站和衛星組成，主站使用大型天線，常用的Ku波段天線直徑為1.2-8m，小站如便攜站天線直徑為0.3-2.4m。VSAT系統可以支持星狀、網狀等靈活組網，支持點對點或點對多點的通信功能，能夠實現語音、視頻、數據的雙向傳輸。
三、應急通信在新疆電力中的應用
3.1 新疆電力應急通信組網需求
隨著電網的發展，新疆電力通信網承載的業務逐年增多，目前已形成南、北疆分地域組網，衛星通信作為電力通信網的一部分，在新疆特殊的環境下，應急組網有著特別的需求：
（1）應急反應速度快。新疆地域遼闊，疆內各變電站通信站多處于戈壁或是自然環惡劣的地理位置，且相距較遠，一旦發生嚴重的自然災害（比如暴風雪、狂風沙等），有線電力通信網絡中斷或通信設備損害，災區在一定程度上屬于孤城的狀態。所以建立快速的應急反應系統，在最短的時間對現場信息的實時采集、發送、反饋給指揮中心，將損失降到最低。（2）組網規模大，系統兼容性好。新疆地廣人稀，為滿足覆蓋公司本部、13個地州及全疆各縣級供電公司的應急需求，一次性建成應急網絡不僅成本高，而且對運維人員要求高，難以實現。所以采取分階段建設，優先對城區、重點區域進行覆蓋，滿足應急需求；后期系統擴容需考慮設備的兼容性和系統的統一管理，保證在現有網絡基礎上易于升級改造，做到維護簡單，節約成本。（3）應急保障可靠性高。新疆地處高緯度，遠離海洋，氣溫變化大，特別是冬、夏的極端天氣不斷地考驗著新疆電力通信網的承載能力，對通信設備在惡劣天氣下的可靠工作要求高。
3.2 應急通信業務應用
目前，新疆電力應急通信已完成主站系統建設，并配置1輛靜中通通信車和2套便攜站，通過亞洲四號衛星建立通道，鏈路租用帶寬為2Mb/s、上下行共享。實際業務應用如下：（1）電話業務。車載站與便攜站均配備有IAD設備，該設備提供了4個FXO接口以及4個FXS接口，可以通過交換機-FXO-FXS-電話機的方式進行用戶線路的延伸，將遠端應急現場的話機連接到公司總部行政交換機。在圖2中，將車載站上電話機連接到其IAD設備的FXS口，并將便攜站的IAD設備FXO用電纜連接本部大樓的行政交換機音頻配線架上，并對兩站的IAD設備做相應的配置，使相應的FXO、FXS之間一一對應（熱線模式），這樣相當與將遠端電話直接接入了公司的電話交換機，可以直撥系統內電話，其原理類似于通過PCM設備所做的調度電話遠程接入。（2）數據業務。將便攜站的交換機和路由器通過網線與大樓內的樓層交換機進行連接，當兩站之間建立起衛星信道后，車載站的數據終端通過主站交換機和路由器等設備接入公司的信息內網。同時，管理人員需要對車載站的數據網絡地址進行統一規劃，針對衛星網絡與公司內網數據通信需要進行隔離，需在無線機房相應的路由器側增加保密設備即可接入公司內網。（3）電視會議業務。車載站、衛星主站均需配置高清晰的H.323的視頻會議終端和攝像頭、MIC等設備，在IP網絡連接已經建立的條件下，可以與其他H.323標準的MCU或視頻會議終端建立連接，舉行電視會議。在公司的應急指揮中心內配置相應的H.323 MCU和視頻會議終端設備，即可實現與應急現場的視頻會議通信。
3.3現有系統存在的問題及解決方案
新疆電力應急通信系統租用2M衛星鏈路，上、下行分配帶寬各為1M，車載站采用的視頻會議終端為Polytom 550，受于設備性能和帶寬限制，車載系統與主站之間只能傳輸1路圖像，遠不能滿足應急需求。鑒于后期擴容要求同時傳輸多路圖像，解決方案有三種：
（1）方案一：增加前端圖像合成設備
①方案優點：能將多路圖像合成到一個畫面中，在指揮中心大屏上可以同時顯現。②方案缺點：圖像解調只能是多路圖像在一個畫面中，不能夠分離出單路圖像。
（2）方案二：增加視頻會議終端數量
①方案優點：在保證衛星上行帶寬夠用的情況下，增加視頻會議終端數量，可以獨立的將視頻畫面回傳至主站。②方案缺點：增加視頻會議終端需要增加相應配套的設備，如視頻切換矩陣等。
（3）方案三：替換現有視頻會議終端，改用多路視頻編解碼服務器，這樣主站也需要配套更換設備。
（4）方案比較：為了全方位、多方面了解現場災情，現場應急保障配置需要多個不同的信號源接入，方案三替換現有設備，后期接入與原系統設備不兼容，維護成本較高，不建議采用；方案一只需增加合成設備，對現有車載系統改造影響小，且投資成本低，能夠滿足基本需求，建議選擇；但在考慮到成本資金充裕、擴容升級簡單方便的情況下建議選擇方案二。
四、結束語
衛星通信具有組網靈活快捷、無縫隙覆蓋能力強、對距離不敏感等特點，其在抵抗地震、洪水等自然災害方面比光纜、微波等具有更高的可靠性；未來隨著電力通信業務需求增大，基于衛星通信寬帶化、與其他通信網絡（如信息內網、互聯網）互聯互通，實現業務綜合化、接入手段多元化，建立多模式的通信保障指揮系統成為發展趨勢。
參 考 文 獻
[1]陳兆海.應急通信系統[M].電子工業出版社，2012.
衛星通信缺點范文第5篇
關鍵詞：機載衛星通信系統；海事衛星系統；銥星系統；海事系統；甚高頻；點波束；Inmarsat；ACARS
中圖分類號：TN927
文獻標識碼：A
文章編號：1009-2374（2012）23-0014-02
1 概述
目前的航空通信系統主要依賴高頻與甚高頻，其通信手段存在以下主要問題：
（1）甚高頻通信主要是視距傳播，通信范圍只限于視距范圍之內，通信距離受到很大限制，遠遠不能滿足大型客機遠程信息傳輸的需要。
（2）高頻通信雖然可以做到超視距傳輸，但是受電離層不穩定因素影響很大，不能提供穩定的通信鏈路，可靠性差。
（3）高頻和甚高頻的頻譜資源限制性較大，影響無線通信能力的增強。
利用衛星通信系統可克服以上缺點，在飛機與地面之間為機組人員和乘客提供話音和數據通信業務，可增強空中通信和航空管制能力。總體來說，衛星通信系統有如下的優勢：
（1）通信距離遠，覆蓋面廣，不受山區、沙漠和海洋等地理因素的限制，具有其他常規通信手段無法替代的作用，衛星通信在世界上絕大多數地區內可用于空中交通服務、航務管理、航空公司行政管理和航空旅客通信等。
（2）可以提供較高的數據傳輸速率。
（3）可快速部署，建設周期短。
（4）符合未來新航行系統的發展方向（星基的通信、導航、監視/空中交通管理）。
因此，衛星通信系統以其覆蓋范圍廣、通信距離遠、通信容量大、傳輸質量高、機動性好等其他通信系統無法比擬的優點而成為各型大型客機進行遠程信息傳輸的最佳手段。
2 海事衛星系統介紹
海事衛星通信系統是用于海上救援的無線電聯絡通信衛星。隨著第四代海事衛星發展，其技術能力有了顯著提高，業務范圍也不斷擴大，目前已成為集全球海上常規通訊、陸地應急遇險、航空安全通信、特殊與戰備通信一體的高科技通信衛星系統。第四代海事衛星系統由亞太區域衛星、歐非區域衛星和美洲區域衛星三顆星組成，位于赤道上空36000公里的靜止同步軌道衛星，實現了全球覆蓋（南北兩極除外）的衛星網絡。
3 海事衛星系統構成
海事衛星系統由船站、岸站、網絡協調站和衛星組成。下面簡要介紹各部分的工作特點：
（1）衛星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3顆衛星覆蓋了幾乎整個地球，并使三大洋的任何點都能接入衛星，岸站的工作仰角在5°以上。
（2）岸站（CES）是指設在海岸附近的地球站，歸各國主管部門所有，并歸他們經營。它既是衛星系統與地面系統的接口，又是一個控制和接入中心。
（3）網絡協調站（NCS）是整個系統的一個組成部分。每一個海域設一個網路協調站，它也是雙頻段工作。
（4）船站（SES）是設在船上的地球站。在海事衛星系統中它必須滿足：一是船站天線滿足穩定度的要求，它必須排除船身移位以及船身的側滾、縱滾和偏航的影響而跟蹤衛星；二是船站必須設計得小而輕，使其不至于影響船的穩定性，同時又要設計得有足夠帶寬，能提供各種通信業務。
4 銥星系統介紹
銥星系統由79顆低軌道衛星組成（其中13顆為備份用星），66顆低軌衛星分布在6個極平面上，每個平面分別有1個在軌備用星。在極平面上的11顆工作衛星，就像電話網絡中的各個節點一樣，進行數據交換。備用星隨時待命，準備替換由于各種原因不能工作的衛星，保證每個平面至少有1顆衛星覆蓋地球。衛星在780公里的高空以27000公里/
小時的速度繞地球旋轉，100分鐘左右繞地球一圈。每顆衛星與其他4顆衛星交叉鏈接，2個在同一個軌道面，2個在臨近的軌道面。
5 銥星系統構成
銥星系統的通信傳播方式首先是空中星與星之間的傳播，之后是空地和陸地的傳播，所以不存在覆蓋盲區，且系統不依賴于任何其他的通信系統進行話音通信服務，而僅通過星星、星地間的信息傳輸實現端到端的話音通信，是目前唯一真正實現全球通信覆蓋的衛星通信系統。
銥星電話全球衛星服務使您無論在偏遠地區或地面有線、無線網絡受限制的地區都可以進行通話。
銥星系統的地面網絡包括：系統控制部分和關口站。系統控制部分是銥星系統管理中心，它負責系統的運營、業務的提供，并將衛星的運動軌跡數據提供給關口站。系統控制部分包括4個自動跟蹤遙感裝置和控制節點、通信網絡控制、衛星網絡控制中心。關口站的作用是連接地面網絡系統與銥星系統，并對銥星系統的業務進行管理。
6 銥星系統和海事衛星系統的比較
銥星系統和海事衛星系統的比較結果見表1：
表1 銥星系統和海事衛星系統的比較結果
銥星 海事衛星
數量 66顆（外加13顆備用） 14～15顆
軌道 縱向低軌（770公里） 同步高軌
覆蓋 全球無縫隙（極對極） 南北緯80度以內
頻率 1616～1626MHz 1525～1660MHz
話音質量 接近于有線電話 延時較大
陸地基站 不依賴于陸基的星際傳播 依賴陸基
通話資費 20～25人民幣/分鐘 約7美元/分鐘
接通率 97.70% 92%
機載設備重量 7kg 20kg
機載設備投資 約120萬人民幣 約300萬人民幣
設備供貨周期 1～2個月 8個月（波音參考）
數據帶寬 2.4K 2.4K
國內頻率許可 航空頻率 應急頻率
適航取證 VSTC、SB覆蓋多機型 無VSTC
另外，銥星通信鏈路不依賴地面基站的星星傳輸：銥星特有的星際傳播，使其在通信上完全擺脫了對地面基站的依賴。而海事通信鏈路則依賴地面基站的暢通。
7 銥星的優勢
通過以上比較，我們可以得知銥星系統有如下
優勢：
（1）6個縱向軌道決定了極地信號的充分覆蓋；由于每顆銥星都經過兩極，因此越靠近兩極，信號越強，通話質量越好；極地通信接通率99.95%，掉線率0.01%。
（2）充分解決了海事衛星、ACARS在極地不覆蓋無法通信的不足，是海事衛星及ACARS通信的完美補充。
所以，綜上所述，銥星通信將會是未來機載通信發展的趨勢。
參考文獻
[1] 孫沫，李興林．滿足信息化需求的Inmarsat移動衛星通信技術[J]．通信世界，2005，（28）.
[2] 劉念．太空信息高速公路——銥星移動通信系統介紹
[J]．航天，1998，（3）.
