西安航空学院
毕业(课程)设计说明书 设计题目: 卫星通信技术的发展前景 专业:
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共 页 2013/1/9
中国卫星通信现状和展望
一、卫星通信基本情况 1 卫星通信网络的定义
卫星通信网络是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波,从而实现两个或多个地面站之间通信的网络。其中,地面站是指设在地球表面(包括地面、水面和大气层)的通信站,也称为地球站。通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站。卫星通信网络分为延迟转发式通信网络和立即转发式通信网络。
当卫星的运行轨道属于低轨道时,对于相对较远的地面站而言,要进行远距离实时通信,除采用延迟转发方式(利用一颗卫星)外,也可以利用多颗低轨道卫星进行转发,这种网络就是通常所说的低轨道移动卫星通信网络。
分类:(1)卫星固定通信:空间段建设大发展;相应的卫星公用通信网、卫星专用通信网和卫星广播电视传输网得到较好的发展。
(2)卫星移动通信:静止轨道的便携式用户终端的全球卫星移动通信系统运营良好;中低轨道的手持式用户终端的各种全球卫星移动通信系统运营不佳。
(3)卫星直接广播:国外卫星声音直播系统正在进入中国市场;国内卫星电视直播系统已纳入国家重点建设项目,前期建设准备工作已开始。
(4)卫星宽带通信:积极发展卫星宽带通信业务;密切跟踪新型卫星宽带通信系统动态。
二、卫星固定通信情况
1. 空间段
中国独资或中外合资经营卫星的公司有5家:中国通信广播卫星公司、亚洲通信卫星有限公司、亚太通信卫星有限公司、鑫诺卫星通信有限公司和中国东方通信卫星有限责任公司。5
家公司现有9颗静止通信卫星在轨运行提供业务,这些卫星是中星-6(东三)、亚洲-1、亚洲-2、亚洲-3S、亚太-1、亚太-1A、亚太-2R、中卫-1和鑫诺-1。以上卫星共有346个转发器单元,其中C频段213个,Ku频段133个。它们共覆盖了中国本土及其周边国家以及亚、太、非等部分地区。此外还有待发射的中星-8卫星,其转发器单元C频段38个,Ku频段22个。以上卫星主要为中国国内用户服务,也为覆盖区内其它国家和地区的用户服务。
为了开展国际业务需要,有关单位还租用了国外多颗通信卫星的转发器。这些卫星有国际通信卫星和泛美卫星,还有银河-3R和热鸟-3通信卫星。
2.地面段
(1)公用通信国内业务:主要由中国电信、联通、网通和吉通诸公司经营。其中中国电信为最早和最大经营者。中国电信公网共用中星-6和中卫-1卫星约44个C频段转发器于全国干线通信和部分省内通信,另用2个Ku频段转发器于电信试验和应急通信。现有C频段大中型地球站37个、Ku频段地球站4个和车载移动地球站30个。此外,还有分布于全国边远地区的数百个VSAT(甚小口径终端)用户站。整个通信线路已全部实现数字化,共开通约3万多条双向电路。
(2)公用通信国际业务:由中国电信经营管理,现有通信地球站16个。这些地球站通过北京、上海和广州3个出口局利用太平洋和印度洋上空的国际通信卫星与国外近70个国家和地区的地球站进行通信联系,共开通约1万多条双向电路。主要业务为话路、数据、因特网接入和电视等。
(3)专用通信国内业务:专用通信网是公用通信网的补充。专用通信网用户站除了某些单位早期使用较大天线口径地球站外,现都用VSAT。我国银行、证券、期货、石油、水利、电力、煤炭、气象、海关、铁路、交通、航天、民航、新闻、计委、地震局、烟草和卫生等各部门都建有专用通信网。以上各专网根据设备和用途不同可传输话音、数据和图像等单一或综合信息。现经注册的专用通信网约有120个,至2000年底,这些专用通信网中获准经营国内
VSAT通信业务的单位有34家(至2001年底有41家)。这34家专用通信网主要使用亚太-1A、亚太-2R、亚洲-2、亚洲-3S、鑫诺-1和中星-6等卫星的转发器,2000年底共租用转发器带宽约490MHz。拥有用户站约24300个,其中话音小站约360个,双向数据小站约7060个,单向数据小站约16880个。
(4)专用通信国际业务:为了满足一些跨国用户的通信需求,还建有VSAT国际专线业务。广州南方卫星通信公司和中国通信广播卫星公司都可为跨国用户提供国际专线业务服务,至2000年底共开通了约150条专线。2001年底中国通信广播卫星公司开通国际专线用户达48家,业务连通美国、菲律宾、印度、德国等国家以及中国的香港和台湾地区。
(5)广播电视传输国内业务:主要利用亚太-1A、亚太-2R、亚洲-2、亚洲-3S、鑫诺-1卫星传送中央台、地方台的电视节目和教育台电视节目,并传送声音广播节目。此外,还辅以传送数据信息。现共传输了47套电视节目(中央台9套,地方台35套,教育台3套),并传输中央声音广播节目32套和地方声音广播节目40多套。
(6)广播电视传输国际业务:主要通过租用分布于全球的国外通信卫星泛美-2、泛美-3、泛美-4、泛美-5、银河-3R和热鸟-3向世界五大洲传送中央电视台的9套电视节目和国际广播台的32套声音广播节目。
以上国内外广播电视传输业务共用了国内外11颗卫星的34个转发器。大部分电视节目传送采用了数字频带压缩技术,节省了转发器带宽,使一个转发器可同时传送多套电视节目。整个广播电视传输系统现有广播电视地球上行站31个,全国卫星接收站约有20万个。1999年底全国广播电视覆盖率已达90%以上。
3.取得成绩
(1)我国已经建成一个资源较丰富的空间段。它由覆盖国内外地区的多卫星和多频段组成。此空间段由我国独资或中外合资的5家经营通信卫星租赁业务的卫星公司形成。他们共拥有的转发器容量和波束覆盖区,已较好地满足了我国国内各种卫星通信用户的需求,并可为国
外部分用户提供通信服务。它完全改变了80年代末、90年代初我国转发器对国内用户供不应求现象。
(2)我国已经建立起一定规模的卫星公用通信网。此网由多颗卫星和各种地球站组成。它较好地起到地面通信网的补充、延伸和应急备份作用。
(3)我国已经建立起各种用途和不同规模的卫星专用通信网。它作为公用通信网的补充,较好地为各种用户提供通信服务。
(4)我国已经建立起较大规模的广播电视卫星传输网。它为扩大我国广播电视覆盖率作出了重要贡献。广播电视节目传输已实现了Ku频段与C频段并用、数字制与模拟制并用、卫星直播与卫星转播并用。这些成就为我国使用属广播卫星业务(BSS)的Ku频段直播卫星进一步发展卫星广播电视业务提供了条件。
2 卫星通信中的主要技术 2.1 CDMA技术
CDMA(码分多址)系统通过采用话音激活技术、前向纠错(FEC)技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段,可使CDMA系统容量大幅扩大,同时,它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来,小卫星技术的发展为实现全球移动通信和卫星通信提供了条件,利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信,已在国际上逐渐形成完善的体系。
CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制, 减少用户对星上功率的要求从而增加系统的容量,减少多址干扰;CDMA移动卫星通信系统可利用多个卫星分集接收,大大降低多径衰落的影响,改善传输的可靠性。此外,由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点,决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。
2.2 抗干扰技术
现代军事斗争中,敌我双方对卫星通信干扰与抗干扰技术对抗越来越激烈。未来战争中电磁环境将变得越来越复杂,卫星通信因其固有的特点而面临极大的威胁。由于通信卫星始终暴