卫星通信范例

卫星通信

卫星通信范文1

 

将IP技术应用到卫星通信中,能发挥二者的优势,应用前景非常广阔,特别适应于军事通信、民用船只和飞机等移动通信、远程医疗、远程教育和应急通信等场合。近年来IP和多媒体技术在卫星通信中的应用已成为一个新的研究热点。   1宽带IP卫星通信技术发展的原因   随着全球因特网业务的蓬勃发展,特别是人们对集数据、话音和视频等于一体的多媒体业务的需求迅速增长,导致基于IP协议的业务需求量急剧上升。尽管地面通信网络正在迅速发展,但卫星通信网具有地面通信网络不可比拟的一些优势。例如:卫星通信系统所特有的大区域内广播的特点是其他通信系统所没有的;在某些特殊领域,如船只和飞机等移动通信、偏远地区和地面设施不发达地区的通信,以及军事通信等,卫星通信系统具有明显的优势。在这些场合利用卫星建成宽带多媒体业务接入系统被认为是切合实际的方案。宽带IP卫星通信技术的出现正是这种背景下的必然产物。   2宽带IP卫星通信技术发展现状   宽带IP卫星技术就是将卫星业务搭载在IP网络层上运营的技术,是运行TCP/IP协议簇的卫星通信网。目前提出的宽带IP卫星系统都采用基于ATM的传输技术[2],在卫星ATM的分层实现上,存在两种不同的思路:一种是将ATM协议放在非ATM的卫星协议平台上而不改变现有卫星协议的结构。其优点是保持现行的卫星标准,卫星平台对不同用户终端的协议标准是透明的,卫星访问协议不会为外界网看到,但很难为各种不同的协议都提供最好的性能。   另一种是卫星网完全采用ATM结构。其优点是适用于一个高度集成的星地ATM环境,缺点是需要修改现有的各种卫星协议和网间接口协议。   1996年,美国NASA的ACTS卫星进行了622Mbit/s的ATM试验,验证了TCP/IP协议在卫星ATM平台上的可行性。1999年欧洲也发射了基于ATM的传输技术的ASTRA卫星,组成宽带、面向大众的“空中因特网”卫星系统。但是这些早期的应用离未来宽带卫星系统的要求还有一些距离,有待进一步的发展。   近几年国际上出现了各大公司向有关组织申报宽带卫星通信系统的建设牌照的热潮。这些公司包括传统的卫星制造商、电信服务商以及新兴的ISP(InternetServiceProvider)公司。在这些已经申报的宽带卫星系统中有相当一部分是以支持IP业务为主要特征的宽带卫星IP系统。   目前驻伊美军已经装备了美国Tachyon网络股份有限公司生产的使用IP技术的高带宽链路的便携式卫星通信设备[1]。这种新型技术将使空间网成为地面网的扩展,更加突出了卫星通信在未来战争中的地位。   3宽带IP卫星网络的关键技术   由于众所周知的原因,卫星通信系统在链路特点、卫星移动性、全球可见性、路由和寻址等方面将赋予卫星IP技术不同于传统IP技术的新特征,包括物理层、数据链路层、网络层和传输层等各个OSI参考模型层面上的差异。   3.1物理层   相对于地面光纤链路而言,卫星链路的误码率较高,宽带IP卫星系统要求在较高的信道误码率情况下传输高速数据,这就要求有高效率的信道编解码技术,满足各类多媒体业务QoS的要求。宽带多媒体业务质量要求的不同,使信道编码需要采用速率可变的差错控制编码,利用源和信道的联合编码可以提高系统整体性能。为提高宽带卫星通信系统的容量和业务质量,还必须采用新的传输技术和调制技术,近几年来CDMA多址方式和OFDM多载波调制方式的发展受到了广泛的重视。   3.2数据链路层   数据链路层研究的重要内容是提高带宽的有效利用率。卫星通信信道特性易受到天气的影响,特别是Ka以上的频段,而信道特性又对无线资源管理有一定的影响。目前在地面移动多媒体通信中,开展了各种拥塞控制和资源分配的策略研究,这些研究成果对卫星通信领域有一定的借鉴意义。无线资源管理的目的是使受保证的业务的呼叫拥塞概率降低到给定门限之下,使异步业务的丢包率尽可能小。   就接入方式来看,卫星通信的业务信道是非对称性的。多媒体卫星通信系统一般需要充分利用其广播的优点,所以无线资源管理的重点是用户终端的上行信道,其中自适应带宽分配算法是目前研究的重点。   3.3网络层   网络层技术包括与星座有关的路由问题和异构网络互联等问题。   3.3.1与星座有关的路由问题。卫星之间的星际链路增加了卫星网络拓扑的复杂性。路由算法决定了穿越该卫星网的最佳路径,应该采用基于分组的灵活的路由策略而不是基于电路的静态路由,这有利于利用星座系统的冗余路由。   另外,卫星的高速对地运动造成了频繁的切换。路由信息因为拓扑的高度变化和切换的频繁不可能做到快速的更新,所以卫星不同于常规的因特网路由器。但星座系统的拓扑结构有其自身的特点和规律,我们可以利用星座系统的拓扑结构的可预言性、周期变化规律、卫星网络节点的数目固定等特点,采用动态虚拟拓扑路由、虚拟节点以及基于拓扑变化的策略等,将卫星的移动性屏蔽起来,使全网可以使用标准的面向连接的网络协议。   3.3.2异构网络互联。支持IP路由的系统不一定可以很好支持像ATM分组和帧中继分组这样的非IP业务,如果在卫星ATM网络中需要传送大量的IP业务,那么就需要ATM可以提供低层的协议来支持IP分组,采用隧道技术可以使分组路由通过异种网络传送到接收方。IP和ATM异种网络的互联产生了一系列问题,特别是在IP组播路由和QoS管理方面。   解决在ATM中进行IP组播的一个方案是采用组播地址解析服务器(MARS),MARS将IP组播地址映射成ATM服务器地址,但是MARS系列方案并不支持移动性管理,因此很难把IP组播中的参数完全映射到ATM路由表中。#p#分页标题#e#   虽然ATM有完善的QoS管理机制,但是要将IPQoS直接用在ATM中是相当困难的,因为很难准确地将IPQoS映射到合适的ATM业务类型。最理想的宽带卫星通信系统应该是可以无缝接入基于IP或ATM的地面网络。这样可以利用卫星和地面网络各自的优点来更好地在多点之间实现大的多媒体文件的传送。   3.4传输层   尽管TCP提供了一个很好的流控机制,但是TCP并不是针对多媒体流的协议。多媒体流对实时性的要求高于对可靠传输的要求,而且压缩机制限制了数据率可变的能力。所以多媒体应用需要使用基于用户数据包协议(UDP)的流控方式。因为UDP提供不可靠的分组业务,所以需采用前向纠错(FEC)技术来克服传输差错。   因特网是一种革命化的信息工具,它使更多的人在更广的范围内更加方便地获取信息。卫星通信的发展必须满足这种市场的需要。卫星作为一个信息传播媒介相对于其他信息传播媒介而言具有一些明显优势,但是只有和新技术相结合,才能使这些优势真正发挥效益。宽带卫星IP网络正是这样的一种产物,必将具有广阔的应用前景。

卫星通信范文2

关键词:窄带;通信技术;卫星

1国内外无线通信技术发展现状

无线通信技术是21世纪最具代表性的标志之一,对社会发展起到了极大的帮助作用,可用于各行各业,现如今已渗透到各个领域,如教育、商业、医疗、服务等。同时也是衡量一个国家综合实力评价标准之一,促使世界各国也在不断的加强研究。根据目前国际上的通信研究来看,信道编码技术和数字调制技术是主要方向,例如如何提高频谱利用率、使用频率资源有限的系统和缓解频谱资源紧张的问题,为了实现这一目的,许多国家开始研究新的方法,例如恒包络数字调制技术,该技术不仅具有包络起伏较小得特点,最重要的是信号所占用带宽较窄,可以有效得解决上述资源问题。根据对窄带卫星系统的历史研究来看,最早在19世纪80年代中期,就已经出现了雏形。之后经过了约一个多世纪,美国航空和宇宙航空局率先提高了信息得传输量,目前则已经超过1024Mbps。在2002年,由NASA-Glenn研究中心完成了4路DFDM数字调制器,使得数据传输可以大大提高,同时还可以提高宽带的利用率。对此,窄带多通道卫星通信技术在现代通信发展中有着重要意义,还需有关学者不断的对其做出进一步的研究。

2窄带多通道卫星通信技术理论

2.1信道编码。信道编码中主要具有两大内容,即循环编码和卷积编码。(1)循环编码循环编码方式较为常用,可以通过特定的公式对数据通信进行差错校验,主要由信息字段和校验字段组成。在工作中发送端在发送数据时会出现一个校验码,即循环冗余校验码,也可称为循环码,用来检错、纠错,与数据信息一起发送到接收端。接收端收到后,会将循环编码中的信息根据原始编码算法进行检查校验。由此,可以引出BCH码,BCH码是一类纠错能力较强的编码,在通信技术中,可以在短时间内完成较长编码的纠错,且纠错准确性较强,实际的应用较为简单,但代数结构较为严谨。进行纠错工作时,将用户的信息根据固定位数进行划分,对较长的编码进行分级,然后再将每个信息组成独立变换成大于固定位数的二进制数字组,也可称为码字,这一过程被称为编码,逆过程称为译码,而BCH的价值就在于对这一过程进行循环的错误校正。除此之外,还可以应用到中短码的纠错中。另外,RS也可以编码也可以被应用到卫星通信中,具有很强的适用性,与上述两种编码不同的是,RS编码属于向前纠错编码,且采用多种进制的编码方式,通常来说用于衰落信道编码中,有效的避免实发性错误,同时还可以与编码调制处理等领域相结合。(2)卷积编码卷积编码是信道编码的一种,性能较高。在应用过程中会对所输信息进行分组编码,还与前面时刻的其它分组的信息比特有关,译码过程中,不仅从当前收到分组中破译译码信息,还会从与其相关联的前后组中提取信息。简单来说,在分组编码器输入n个码元,其中这n个码元每一个都与k个信息有关,而卷积码则是则是在任意给定时间单元内,编码器输出的n个码元中,如此以来每一个码元既可以和k个信息有联系,还与过去时间段中的L个分组的k个输入信息码元有关,故此卷积码也被写为(n,k)。通过这样简单的举例可以得知,卷积码要优于分组编码,可以有效的实现向前纠错。具体原理如图1所示。

2.2基带信号调制方式。基带信号调制方式中包括2PSK、MPSK、QPSK。(1)2PSK又被称为相移键控,其原理主要是利用载波振荡相位的变化来传送数字。该信号主要产生于二进制的数字调节中,当二进制数字基带信号离散变化时,正弦载波也会随之发生变化,2PSK信号随之产生。通常用相位0和TT来分别表示0或是-1。2PSK已调信号的时域表达方式为:(2)PSK的基带信号调式方式是在0相位和180相位变换,以携带数字信号进而变换载波相位携带信息的调制方式。MPSK是基于二进制数字调试的基础上延伸的,是一种多进制数字相位调制,其原理是将信号附加在多个载波上,通过多个载波相位的变换来携带基带调制信息的调制方式。表示为:3)QPSk在实际中通常被广泛使用,同时又被称为正交相移键控,其工作原理则是通过载波相位的变化体现数字信号逻辑,通过四个不同相位的载波变换来表示逻辑信息,归属于MPSk。其表达方式为:(4)OQPSK又被称为偏倚正交相移键控,该方式基于正交相移键控变化而来,且两者具有相同的相位关系。操作也较为便捷,只需要在编辑中输入码元序列,将其分成同相或是正交两种,然后进行正交调制。两者间的不同之处是,正交支路和同相支路的码流的出现相差半个码元周期。其表达式如下:

2.3数字成型滤波器。码元又可称为数字代码、字面代码。码元信号设计中如果呈0和1的逻辑电平时,即被称为最理想的码元信号,处于这种状态时,频谱为无限宽。但是还需要保证码元信号在时域上的扩展较小,且处于最小的扩展状态,才能避免波形不失真,使得频谱利用率得到提高。一般来说,实现这种理想状态时具有困难的,因为信号的时域宽度和它与之相对应的频域宽度不可能同时被限制在有效的任意小的范围。对此,在进行设计时,为了最大程度的避免信号不失真,同时又能消除码间干扰时,相关设计者则需要全面的考虑之间的平衡关系。通常情况下,为了达到这种目的,会对码元波形进行滤波月形,在这种滤波器的应用时还应采用成型滤波器。主要因成型滤波器可以消除干扰,还能提高外频率速度。

2.4频道分割调试方式。实现频道分割调试,需要以15MHz恒温晶振作为输出频率参考信号,通常是集合主控单元控制产生,401.009875~401.399125MHz的载波信号,可任意设置载频间隔750Hz,并由混合单元、频率综合1单元、频率综合2单元组成。如果是单片机,通常是由SPI总线频率综合2单元组成,能够对HMC830芯片中的寄存器进行读写,通过对分频系数选择配置,就可以达到预期效果,通过这种方式可以使得频谱的利用率大大提高,传输率也可以得到提高,同时信息传输的安全性也能大大提高。在传输过程中可编程相环HMC830芯片,将其分为N个信道,如果间隔为100Hz,那么可以在该频段画出100个通道。具体原理如图2所示。图2其中恒温晶振震荡信号从XREEP管脚进入参考支路,将输入信号经过R分频器后将信号输入到鉴相器(PD)中,鉴相器输出值经过电荷泵(CP),再从CP输出,然后再借助外部低通滤波器,再从VTUNE(VCOVaractodrtuningPortinput0)管脚进入到VCO压控振荡器,然后再利用所组成的分屏器,反馈到鉴相器形成的锁相环路。除此之外,再借助N分屏器上的−∑调制器提供小数分屏功能,最后VCO通过CAI模块浇筑和编程分屏器将需要的频率管脚RE-P和PF-N为差分输出,实现预期的输出频率。

3结论

上述对窄带多通道卫星通信技术进行了分析,以期推动我国通信行业的进步,进而提高我国的综合实力和国际竞争。

参考文献

卫星通信范文3

【关键词】电力应急通信抢修;卫星通信技术;应用

引言

电力通信网络稳定性会受到各种因素的影响,例如自然灾害等,轻则造成通信暂时性中断,严重情况下会使得电力通信网络瘫痪,无法确保其安全运行。而卫星通信技术能够有效解决这方面问题,可以有效及时维修电力应急通信,使其恢复正常运行。但是传统卫星通信技术的传输时延较长、传输的速率较小,并且地面站的建设时间相对较长,在很大程度上影响了在电力系统中的大面积应用。随着光纤通信技术的逐渐成熟,卫星通信技术也取得了一定的进步与发展,在电力应急通信抢修工作中得到了广泛的应用,也具有非常现实的作用和意义。

1卫星应急通信建设的必要性分析

(1)一旦某区域受到非常大自然灾害的影响,常常会造成电力系统的瘫痪,不能开展通信数据以及图像有效传输,这不但会影响到灾区的有效救援,同时也会因为灾区不能与外界取得联系而引起人员恐慌,这也是电力企业亟待解决的一个重要问题。将卫星通信技术应用于电力应急通信中能够充分发挥其优势所在,不容易受地点、时间或环境等因素的限制。卫星通信技术的组网方式更为灵活多变、能够传输到较远的距离,能够把不同的地址连接起来。一旦发生自然灾害就会在第一时间将灾区的情况传输到外界当中,同时能够确保信息准确性以及实效性,为进行灾区救援提供必要的信息基础。(2)较为常见的卫星通信技术主要包括几方面具体内容:①卫星地面站。其属于救灾指挥中心,覆盖面相对广泛,对于所覆盖的范围能够指挥以及通信。但是其无法有效移动,这是最主要的限制问题。②应急通信车。其具有能够移动、机动性强等特点,主要是在车内集成超短波电台、短波、集群、数字图传系统等等,其在覆盖范围内的通信可以通过卫星链路来实现。正是由于其具有移动的性质,所以在一定程度上会受到路面平整度的影响。③机动便携站。主要起到应急通信车的作用,能够降低对路面的依赖可以直接进入到灾区进行工作,可以利用卫星链路对灾区情况进行实时转播,但容易受重量或体积等因素的影响。④卫星电话。主要作用是互通信息。如果发生了灾情,电力应急通信可以在第一时间启动卫星通信技术,通过对不同通信系统的结合来进行优势互补,同时发挥作用,为灾区提供一系列的救助服务。

2卫星通信技术的特点分析

电力应急通信网络最主要的方式就是VSAT卫星通信,主要类型有TDM/TDMA、MF-TDMA以及SCPC/DAMA。(1)TDM/TDMA。其主要是星状,一般是通过远端站来接收中心站的TDM载波,并将不同的信息发送出去以建立出境信道;入境信道主要是远端站发送竞争形式的TDMA载波来形成的,而通信更多是利用信道建立碰撞重发来实现的。此种方式的特点为:此种方式的通信会受到使用场合方面的限制,更多应用在通信效率较高、系统通信时间较短、对于实效性要求较低的场合。一旦远端站的数量有所增加时,卫星通信系统通过此种方式能够有效提升信道带宽利用率,但通信质量得不到有效的保障,在小规模网络中或传输短信息时更为适用。(2)MF-TDMA。这种传输体制的工作原理是:所有的网络站点能够根据不同的通信要求来对原有系统中的高速TDMA载波进行选择,并将载波分解成速率较小的TDMA载波来进行通信。此种方式的特点为:信息处理更加方便灵活,由于这种方式是以分多址方式为基础而建立的,因此系统可以对频率和传输速度进行有效调节。在单一平台的基础上还可以组建成全星状拓扑结构、全网状拓扑结构或混合状的拓扑结构等,更适合应用在星状以及全网状业务方面。TDMA的载波速率和帧的效率成正相关性,但是纯的TDMA体制价格相对较昂贵而无法大范围应用。(3)SCPC/DAMA。这一传输方式是以FDMA为基础而构建的,能够利用载波的不同方式,根据不同信道的占用需求在两个节点间进行通信。远端站点一般是通过SCPC方式在两点之间进行数据通信,并且能够支持DAMA根据具体需求实施分配,并实现信息回传。此种方式的特点为:相对于TDMA来说,由于其对信息的处理采取的是频分多址的方式,所以此种方式的通信效率更高。此种方式支持DAMA按照具体需要实施分配,实现信息的反向回传,以此来提升空间信道资源的有效利用率。除此之外,这一载波是采用连续的方式,因此在载波中断之后能够快速恢复。此种方式的成本相对较低,能够自动申请分配信道,网络传输可以采取星型或者多级星型。(4)三种方式的比较分析对于此三种方式进行综合性的比较分析(主要包括了扩展卫星通信网络、拓扑建设能力以及网络应对业务能力等因素)可以得知,SCPC/DAMA系统的扩展性能强、灵活性好,所以在电力应急通信抢修中得到了广泛的应用。

3卫星通信技术在电力应急通信抢修中的应用分析

3.1建立卫星通信组网

对电力应急通信而言,卫星通信技术的主要作用就是进行双向传输,不同层级区域采取的通信组网方案是不同的。对于县级区域来说,其VSAT网络方案更多用在业务量较少、实效较低、有限数量较少的站间,在进行组网时,一般是采用远端小站、变电站和调度部门双跳的方式来连接通信系统;对于地级区域来说,其VSAT网络方案更多应用在规模相对较大、数量较多的站点之间进行通信,在进行组网时通常是使用单跳的方式来连接系统;对省级区域而言,VSAT网络方案一般是在全省范围内的系统性站点通信的建立过程中应用,在组网的过程中更多采取的是单跳方式实施系统连接。

3.2能够实现卫星应急通信网系统

从上述分析中能够得知,SCPC/DAMA系统由于具有非常好的扩展性以及灵活性,在电力应急通信系统中得到了广泛的应用。将这一技术应用于电力系统中可以保证各站点与上级节点站点之间的有效通信,卫星信道可以按照业务需要的具体情况实施自动的连接以及断开,同时卫星宽带能够按照业务需要的具体情况进行自动的传输量调整。在站点之间主要是通过SCPC载波的发射来进行双向通信。在制定电力应急通信方案时,应该在电网调度中心构建一个中心站点,中心站点的功用在于“一发射和六十接收”,其他不同电厂站点则是利用“一发射、两接收”的远程端点来进行数据通信,远程端点站在现有实施系统的基础上进行处理,以此来实现其余远端站点实施双向自由通信的目的,一般是利用系统临时对子载波进行分配来实现数据通信。

4结束语

综上所述,卫星通信技术具有通信效率较高、系统通信时间较短和传输距离较长等特点,因而在电力应急通信系统中得到了广泛应用。同时其能够通过双向的图文传输来和外界保持非常好的联络,不但能够为救灾人员提供有效的帮助,同时也能够有效缓解受灾人员的紧张情绪。卫星通信技术在电力应急通信中能够充分发挥其重要作用,迅速恢复电力通信系统,保证其正常运作,进而为电力通信系统的正常工作提供了技术保障。本文首先介绍了卫星应急通信建设的必要性分析,同时分析了卫星通信技术及相应特点,在此基础上阐述了电力应急通信抢修中卫星通信技术的应用内容。通过本文的介绍能够对电力应急通信抢修中卫星通信技术的应用提供一定参考和帮助。

参考文献

[1]王广德,詹建华.卫星通信技术在电力应急通信中的应用[J].中文信息,2016(3):20.

[2]谷坊祝.卫星通信技术在电力应急通信中的应用[J].电力系统通信,2009(06):18~19.

[3]张永锋.卫星通信技术在电力应急通信中的应用[J].数字通信世界,2017(07):88~91.

卫星通信范文4

关键词:低截获卫星;抗侦测性能;卫星通信技术

卫星是一种现代侦测手段,可以为我国的国防以及其他领域提供比较充足的信息,比如气象信息、定位信息等。并且,卫星通信具备区域广、传输效率高、实时性强的特点,因此具有比较广泛的应用前景。低截获卫星是一种应用比较广泛的通信卫星,在军事领域发挥着重要的作用并且具备重大的应用价值,因此对于低截获卫星通信技术及其抗侦测性能进行深入的研究具有重要的现实意义。

1研究的背景以及意义

卫星通信是一种基于现代化技术的发展衍生而出的全新技术,具有覆盖区域广、传输效率高、实时性强等应用优势,可以在海上指挥通信、协同通信、广播通信、应急救生通信等领域具有比较广泛的应用,也是在当前技术手段下抗截获性能最好的远距离运输方式。比较典型的就是美国海军使用的军事卫星系统。该系统主要由军事卫星通信系统和先进极高频卫星系统、国防卫星通信系统和宽带填隙系统、舰队通信卫星以及特高频装置组成,这些系统可以适应各种主要频段,覆盖全球,具备极强的通信能力。低截获卫星通信技术出现的主要原因是为了满足规避敌人定位己方的需要,从而可以在最大程度上降低通信平台被攻击的概率。海上的低截获卫星系统主要由岸基、舰载、机载、星集中系统等组成,其中,同步轨道电子侦察卫星系统具有覆盖范围和时间广、天线增益高等优势,但是却存在定位误差大的缺点,低轨道电子侦察卫星测向定位精度比较高,但是存在天线增益小、过顶时间短等缺陷,并且电子侦察飞机的侦察范围存在比较明显的限制,受到其活动区域和出动频次的影响。而水面舰艇侦察海上卫星的信号会受到视距的影响,导致侦测距离十分的有限,通过对上述的实际情况进行深入的分析,可以发现海上卫星系统的构建需要以电子侦察卫星为主,同步轨道电子侦察卫星、同轨道电子侦察卫星、电子侦察飞机、水声侦察以及雷达侦察等配合使用,从而可以实现海上卫星通信的实际需求。另外,在低截获卫星通信技术应用的过程中,为了减少通信信号的暴露,可以选择极高频等更高频段,从而可以实现扩频处理增益的最大化,符号数的最小化,进而可以全方面的提升低截获海上卫星系统的抗截获性能,此外,还可以通过加载卫星通信载荷的方式提升整个海上通讯信号的隐蔽性[1]。通过对上述的具体情况进行深入的分析可以发现,在具体进行应用的时候,需要对低截获卫星通信的关键技术进行深入的研究,并且对其抗侦测性能进行深入的分析,从而可以满足新时期实际需求,优化具体应用效果,推进整个卫星通信产业的发展以及提升其安全性。

2低截获卫星通信的关键技术分析

低截获卫星通信系统构建的核心思路是满足信号隐蔽条件,这就需要尽可能降低海上平台辐射卫通信号的功率谱密度,并且结合卫星天线的方向性使得其优势可以得到有效的发挥,因此在具体进行研究的时候需要对低截获卫星通信的关键技术进行深入的分析,从而可以降低电子侦察卫星截获海上卫星通讯信号强度,增强其抗截获性能,增大其收益,从而可以使得整个系统可以顺利运行。

2.1增大扩频增益

通过对卫星系统的具体运行情况以及技术进行深入的分析,可以发现直接序列扩频通信的信号屏蔽性比较好,信号可以在比较宽的频带上扩展,进而可以降低信号功率谱密度,将信号隐藏在白噪音之中,使得在不知道扩频编码的情况下无法发现信号的存在。利用低截获卫星系统的增大扩频增益的功能可以最大程度上提升通信的性能,从而可以减小信息带宽,进而可以降低侦测方的接收信噪比,进而可以提升卫星信号的隐蔽性能,当扩频码的运行速率在100MHz以上的时候,就无法选择单一增加直接序列扩频带宽的方式,可以采取直接序列扩频/调频的方式保证整个系统的顺利运行,比较典型的例子就是国外发展了一种名为SuperHighFrequency的频段在500MHz带宽的卫星扩频通信技术,使得其作用可以得到有效的发挥,进而可以优化具体应用的效果[2]。

2.2增大通信卫星的接收天线增益

通过对整个卫星系统的具体运行情况进行深入的分析可以发现在工作频率不发生变化的前提下,增大通信卫星接收天线收益可以换取海上平台卫星信号的有效辐射强度,进而可以提高具体的截获性能,其中GsT的具体表达式为:𝐺=𝜇=(10.47fd)2𝜇通过对该计算式进行深入的分析,其中字母d的意义是卫星的天线直径,f是频率,𝜇指的是天线运行的具体效率取值范围在0.5~0.75的范围之内,通过对表达式进行深入的分析可以发现,当卫星通信工作频率的取值为14GHz,并且天线卫星口径会随之增加,可以发现天线增益取得了显著的增加,通过计算的结果可知海上卫星通信站有效全向辐射功率可以得到显著的降低,进而可以全方面的提升卫星通信信号的被截获性能。

2.3选择较高的工作频段

卫星通信系统在运行的时候,处在高分段进行工作可以有效地扩大扩频增益,并且得到相应的天线增益,进而可以实现综合增益。在这种模式下,可以为整个系统的运行提供显著的增益优势,从而可以全方面提升海上卫星通信抗截获性能,优化具体应用的效果。

3对抗电子侦察卫星截获性能的深入分析

通过对整个低截获卫星系统的实际情况进行深入的分析,可以发现电子侦察卫星具有比较显著的应用优势。这种技术在应用的时候具有范围广、速度快、效率高、并且不会受到国际线和天气条件等的限制,是海上通信信号侦察的主要手段,本文则将具体分析的重点放在低截获卫星通信抗电子侦察卫星截获性能。

3.1电子侦察卫星截获卫星通信信号分析模型

利用对电子侦察截获卫星通信信号的实际情况进行深入的分析,可以发现在整个卫星系统内部的海上平台、通信卫星、电子侦察卫星等具有不同的天线波速指向,为了对整个具体应用的实际情况进行深入的分析,可以假定卫星在运行的时候可以满足以下的条件:(1)同步轨道电子侦察卫星的接收信号来自海上卫通发射天线的低旁瓣,并且处在天线主波束内部。(2)低轨道电子卫星的信号依旧来自海上卫通发射天线的低旁瓣,并且低轨电子侦察卫星的侦察天线属于偏置安装的方式,并且将俯仰方向设置在45度角,侦察天线的侦察距离在初始距离的1.4倍左右,信号在不受到限制的前提下衰减为3dB,波束宽度需要设置在直径0.6层面左右的抛物面天线。(3)利用检测概率和虚警概率确定信号可拦截距离。(4)通信卫星的技术是星上信号处理技术。通过对上述的实际情况进行深入的分析可以构建相应的数学模型,进而可以为优化整个通讯系统的设计提供有效的模拟参考。

3.2抗电子侦察卫星截获的具体情况

研究低轨道电子侦察卫星的轨道高度比较低,一般高度设置在300~1100km之内,倾角的角度则需要设置在大于50度,才可以获得比较准确的辐射源位置信息,从而可以实现对舰载雷达或者通信信号的侦察和定位。这种卫星的定位方式相比较地球同步轨道而言具有比较显著的高度优势,从而可以构建出一个全新的模拟模型,从而可以对自由空间传播损耗的具体情况进行直观的演示,而具体的计算公式为:L=32.4+20lgf+20lgd其中f为卫星通信频率,d是海上通信平台到电子侦察卫星的距离。通过对计算式以及模型进行具体的深化分析可以发现该公式的计算结果同辐射源的距离呈现出反比例的关系,因此当低轨道电子侦察卫星接受星下点位置的辐射信号的时候,可以显著的增加轨道降低到来的信噪影响[3]。通过对公式上的各个元素的具体情况进行深入的分析,可以发现在侦察卫星接收机端的有效后检测信噪比的典型值为9dB的时候,在高度600km的侦察卫星可以对预设条件下的卫通信号进行实时的侦测,这个时候如果将天线口径调整到原来的五倍,会导致卫星信号的可截获高度要远远低于低轨电子侦察卫星高度,进而可以有效增强通信天线增益,有效的抵消了信噪比增益的影响,从而可以在最大程度上降低对于信号的影响。

3.3抗同步轨道电子侦察卫星截获情况

通过对上文的模型和技术的实际情况进行分析,可以发现由于同步轨道电子侦察卫星轨道的高度比较高,地面覆盖率高,具有比较优质的时效性,可以为特定区域的信息进行连续性的电子侦察,对比低轨道电子侦察卫星,可以采取增加天线口径面积的方式提高天线的增益,从而可以在最大程度上降低信噪比。比较典型的例子就是美军的门特系列卫星,这种卫星的大型抛物面最大直径为152.5m,可以截获在1000MHz~20GHz频段之间的所有信号,可以接受的最小地面信号的强度是低轨道卫星的五千分之一,进而可以有效提升卫星系统的整体灵敏度。因此在进行研究的时候需要充分考虑系统侦测范围和卫星系统的灵敏度估计范围对侦测天线的具体收益进项税深入的分析,从而可以测量出该系统在截获14GHz的信号时该卫星系统的侦测灵敏度在-160dBW/m3以上,并且天线的增益在85dB以内,进而可以优化具体的应用效果。通过对实际情况进行模拟分析可以发现通信天线增益增加部分可以抵消同步轨道电子侦察卫星的高增益天线优势,从而可以形成有效对抗,保证数据的可靠性。

4总结

随着我国经济的发展以及技术水平的提升,通信卫星在我国的经济发展中占据着更加重要的地位。为了优化其具体应用的效果,需要对低截获卫星通信技术及其抗侦测性能进行研究与提升。通过构建模型的方式对低截获卫星的具体运行情况进行深入分析,可以优化其在远程通信、信号拦截等方面的具体效果,保证这种技术可以得到有效的实践应用。

参考文献

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[2]邱雨.跨越“红海”,寻找频谱资源使用的“蓝海”——访国际电信联盟(ITU)秘书长赵厚麟[J].中国无线电,2019(11):11-12+18.

卫星通信范文5

随着卫星通信技术的不断发展,卫星通信系统不仅为航天技术提供了强有力的科学支持,还因其具有频带宽、覆盖面大、容量大等优势,还被应用到了很多其他的领域之中,并起到了非常好的效果。所以文章对卫星通信技术的发展进程和应用实例进行分析和研究,希望卫星通信技术未来能得到更大的发展。

关键词:

卫星信息技术;发展趋向;应用研究

0引言

卫星通信系统是地球站与航天器之间或者地球站与地球站之间所建立的,通过信号的转发而进行的无线电通信方式,一般情况下包括卫星移动通信、卫星中继通信、卫星固定通信与卫星直接广播四个方式。

1卫星通信技术的发展

1.1卫星通信系统的网络发展

卫星通信系统的实现是由网络的形式进行服务的,它在现代的发展中一般可以分为两类,第一类的组成方式是多星形式的卫星通信网络;第二类的组成方式是单星形式的卫星通信网络。其中卫星通信网拓扑结构的发展十分迅速,因此以单星的组成方式为例,来对具体的发展情况进行介绍。通过结构图我们可以发现,最早使用的结构为星状网的结构,然后经过了网状网、网状与形状混合网、地面通信链路与卫星通信链路的混合网,由此可以看出,在单星组成的卫星通信网拓扑结构已经得到了很大的进步[1]。多星组成卫星通信网络可以提供国际移动式通信的业务的海事卫星系统和国际固定通信业务中的国际卫星系统两种。这两种系统分布在全球所有的辅助地面线路和地球站之中,这些系统之间还建立了比较全面的星间链路。

1.2卫星通信线路频段的发展

卫星通信线路频段的发展中最早所利用的商用通信卫星通信频段就是C频段,通过技术的发展,向上扩展到Ku、X和Ka频段之后,又向下扩展到L、S、VHF和UHF频段[2]。在以后的发展中还会拓宽到V频段或者其他更高的频段,另外,还有可能会利用激光的形式。卫星通信馈电线路是指卫星间通信线路、上行站、关口站与中心站。由此可见,当线路的频率提升的时候,可用带宽就会变大,传输容量会随之提高,这一方式比较容易适用在多媒体通信进而高速率数据传输之中,如果频率增加,波束宽度不变,天线尺寸如果变小,那么它的重量也会越轻。通过铱星卫星移动通信系统就,能够将地球上的任意两点形成同心,实现的方式是利用星间的线路。

1.3卫星通信体制的发展

卫星的通信体制在近年来也得到了比较快速的发展。体制的改变就是卫星通信系统的工作方式发生了一定程度的进步和改变。例如卫星通信中所使用的信源编码方式、信号传输方式、信号交换方式、基带信号传输方式、基带信号多路复用方式、信号调制方式、差错控制的方式、多址方式、交换方式、信道方式和信号处理方式等等,这个结构呈现一种比较复杂的模式,所以用户会有很多种的选择方式。基带信号多路复用方式中分为:时分多路复用和频分多路复用两种方式,基带信号传输方式中分为:多路单载波与多路单载波。通过对卫星通信体制工作方式的具体介绍,可以分析出卫星通信体制具有很强的先进性,它在进行通信的过程中可以有效的节省射频信号的功率和带宽,还能够有效的提升信号传输的可靠性和质量。所以经过不断的更新和变化,如今的卫星通信体制的标准主要是产品的生产商和卫星运营商所指定的具体标准,而行业标准与国家标准还比较模糊,在生产的标准上没有一个完全统一的标准,所以在这种情况下,可以对国外比较先进的调制和编码技术进行借鉴,有效的改善编码的调制,让微信通信的技术适应更多种的实际工作模式。在这一目标上,近年来的尝试也得到了一定的发展成果,例如互联网的接入、交互电视、VoIP业务和高清晰度电视等等,其中DVB-S2通信体制的结构就有效地使用了比较先进的编码等技术方式。

1.4卫星通信中星座和轨道的发展

在卫星通信轨道的发展中最早是使用单星的静止轨道进行工作的,随着技术的不断发展,微信通信的轨道已经从静止的轨道变为多种轨道的卫星工作,并在工作中组成星座的形式。所以在目前的卫星通信轨道为大椭圆轨道、静止轨道和低轨道三种并存。其中大椭圆轨道在组网的过程中的卫星系统主要是由三颗天狼星组成,并对全时区域进行了覆盖。这一组网的轨道形成了美国移动的广播系统。而静止轨道分为三类,分别为多星共位组网区域覆盖工作、单行独立组网区域覆盖工作和多星异位组网全球覆盖工作。

1.5卫星通信中的卫星天线波束的覆盖发展

在卫星天线波束的覆盖发展上,最早是使用静止的卫星通信电线,后来经过发展而变为单重频率复用单椭圆波束覆盖、多重频率复用单椭圆波束覆盖、多椭圆波束覆盖,截止到现阶段,已经发展为更加多重的覆盖方式。一般情况下,会按照不同的实际情况使用波束的覆盖方式,最近出现一种新型的覆盖方式为蜂窝状多点波束覆盖方式,这种方式可以有效的利用波点来对天线增益进行提高,用户所使用的终端也更小了,从而达到了多次使用的目的。

2卫星通信技术的应用

2.1卫星通信技术中转发器的应用

卫星通信技术中转发器的使用可以实现信号的变频和放大。最早在卫星通信中的转发器是透明的,包括一次变频和两次变频的转发器。这种透明的转发器具有很强的实用性,所以在目前依然使用。经过一段时间的发展,有一部分的卫星通信使用了处理转发器的设备,从而对卫星收到的信号进行解调制与调制等步骤,还将其进行进一步的加工和处理,就能够让卫星通信的过程更加顺畅。处理转发器还分为空间交换转发器和信息处理成转发器,同时还有两种转发器相结合的处理转发器。在这之中,空间交换转发器在应用的时候是将接收到的多波束信号进行交换处理的方式,处理的时候一般都使用基带交换矩阵网络的方式和微波交换矩阵的网络。另外,信息处理转发器应用的时候,首先要将上行频率信号进行接收,再将接收到的进行解调,对处理后的信号进行编码识别、再生、帧结构重新排列等工作,处理完成之后再将这些信号传输到地球站当中。转发器在卫星通信中应用的功能很多,例如对信号进行再生与解调就能够有效的减少信号中的噪音,从而有效的提升卫星通信信号传输中的质量标准;对转发器的上下链路分别进行设计,并对接收到的信号进行解调的工作,就能够让上下链路具有不一样的多址方式和调制体制,从而有效的减少了地面设备的复杂性和传输的要求;在转发器进行信号的处理的时候,通过星上处理方式就可以实现用户线路的频率、信道、功率与波束的动态分配,才能够更有效的利用卫星的资源。

2.2卫星通信平台的应用

卫星通信平台是卫星通信技术应用中的重要形式,它在运行的时候一般时通过静止轨道卫星平台和低轨道卫星平台两种,其中静止轨道卫星平台要比低轨道卫星平台更大。近年来卫星的发射质量越来越趋于稳定,其发展趋势正在朝着高处理技术、大容量和高G/T的方向发展。静止轨道卫星平台也在技术的发展过程中越来越趋于稳定,例如罗拉公司所开发的LS卫星平台。

2.3通信地球站的运行

通信地球站已经开始越来越趋向于便携式的发展方式了,最早的地球站是重量大尺寸大的固定区域,但是经过技术的发展,重量和尺寸都逐渐的减小,如今最小的地球站已经变为一种手持终端的形式,所以卫星通信技术的应用已经在智能化、人性化的优势上取得了非常多的成果。

2.4卫星通信技术未来的应用趋势

除了用户终端的变化,卫星通信技术的其他方面也得到了长足的发展。电视节目的直播就可以不通过地面中转的方式,进行实时的传输。广播电视业务也已经实习前了单向到双向的转变,卫星固定通信业务双向通信与卫星直接广播业务单项通信之间的特性区别已经越来越迷糊,而且技术的发展也让卫星移动通信、卫星直接广播和卫星固定通信等业务都向着更加多元化的方向不断发展。

3结语

综上所述,随着卫星技术的不断发展和进步,未来会利用其的功能会越来越多,其发展的功能也会越来越趋于完备化。目前卫星通信的发展空间还很大,需要相关的人员对技术进行不断的优化和完善,让卫星通信技术为人类的生活提供更多的便捷。

作者:李会青 单位:国家新闻出版广电总局四九一台

参考文献:

[1]尹志忠,陈静毅,周贤伟.美军卫星通信系统的发展及其技术研究[J].通信技术,2009(11):55-58

卫星通信范文6

本文介绍了卫星通信的基本概念及相关技术,重点介绍卫星通信技术在中海油应用领域上的发展以及小站卫星通信方式的应用。

关键词:

卫星通信;海上石油卫星;VSAT;自动跟踪

1引言

20世纪90年代初,从中海油开始建立第一个卫星端站至今,已经有超过20年的卫星通信技术应用。目前,已经形成了以湛江、天津、深圳、上海这4个中心站点为核心的网状网络,且已经具备了链路相互备份功能。

2卫星通信在中海油的发展

2.1TES卫星系统

TES(TelephonyEarthStation)是基于卫星的全数字话音和数据通信的网状网,它在多个地球站之间提供网状连接,支持系统内任意地点远端站之间的电话、同步、异步数据通信,TES系统在中海油的应用主要用于话音与数据传输。运用的是C波段卫星的频分多址方式FDMA实现与地面站间的通信,使用四相相移键控QPSK或二相相移键控BPSK调制方式,信道编码采用编码效率为1/2或3/4的前向纠错FEC。TES是中海油海上平台初期使用的一种主要的卫星通信方式,主要承载的业务为话音业务,所使用的卫星资源前期以亚洲3号卫星为主,后来转至鑫诺1号卫星。

2.2VSAT卫星系统

VSAT卫星通信系统的地面部分由中枢站、远端站和网络控制单元组成,中枢站的作用是汇集卫星来的数据然后向各个远端站分发数据,远端站是卫星通信网络的主体,VSAT卫星通信网就是由许多的远端站组成的,一般远端站直接安装于用户处,与用户的终端设备连接。VSAT卫星通信系统是中海油海上平台主要的卫星通信应用方式。此系统的特点是天线口径小、灵活性强、可靠性高、使用方便及小站可直接装在用户端等特点,利用VSAT用户数据终端搭配复用器使用,可同时承载话音业务和数据业务。VSAT卫星系统主要配合Netperformer系列复用器使用,Netperformer系列复用器使用了信元中继cellrelay技术,将语音流和数据流分割为特定的信元cells,然后将不同业务类型的信元cells复用到单一的物理或逻辑链接上,根据对时延的敏感程度不同对业务进行分类,并赋予不同的传输优先级,能有效保证话音业务质量,为中海油的海上平台及移动船舶提供稳定的话音及数据业务。目前中海油主要使用的是中星10号的卫星的转发器来承载卫星话音及数据业务。

2.3STARWIRE卫星网管系统

STARWIRE系统在网管NCS的支持下可提供PAMA,DAMA等业务,使用了先进的PCMA载波叠加专利技术,能有效的节省卫星转发器带宽。主要由NCS网管系统、ST用户终端、卫星三部分组成。STARWIRE卫星网管系统是第三代按需分配的卫星通信系统,终端设备内置路由功能,直接支持先进的IP网络互联业务。NCS网管通过控制信道监控ST的工作,ST之间通过控制信道FOW/ROW建立业务信道。中海油下属的4个中心站点通过STARWIRE网管系统能够有效管理所属辖区内的卫星小站。相对于早期卫星通信技术应用,NCS系统能够更加有效的对小站进行管理,节省卫星资源带宽。

2.4SKYEDGEⅡ卫星网管系统

SKYEDGEⅡ卫星网管系统是一个双向卫星通信系统,由两个方向的传输构成:入境基于DVB-RCS标准,采用MF-TDMA技术对资源进行预约分配减少数据碰撞;出境基于DVB-S2标准,支持CCM及ACM工作模式,可用于单播和组播数据、VoIP、ABIS等业务数据。系统主要由卫星主站、卫星/转发器、远端站三部分组成。SKYEDGEⅡ支持三种基本网络拓扑结构星型、网状、多星状。SKYEDGEⅡ卫星网管系统是目前中海油主要使用的卫星通信系统,利用此网管系统,将中海油的4个海上卫星中心站进行整合,形成了统一的大网管系统,对各中心站点进行链路互备,形成一个完整的多功能卫星网管系统。

3卫星通信技术在中海油的应用形式

3.1海事卫星A/C/F站的应用

海事卫星共有4颗卫星覆盖全球海洋,它们分别是大西洋西区、大西洋东区、印度洋区、太平洋区。海事卫星A站于2007年底正式停止运营,中海油海上船舶与移动式钻井平台目前以C站、F站为主要的应用。

3.2固定天线式的卫星通信应用

固定天线式卫星通信主要应用在中海油海上固定式采油平台、自升式钻井平台以及陆地端站上,是一种常规的卫星通信应用。固定式采油平台及自升式钻井平台主要以3.7米C波段的卫星天线为主,Ku波段卫星天线为辅。卫星中心站使用的是大口径卫星天线来承载卫星通信业务。固定天线式在中海油是最早的卫星通信应用,也是中海油目前最成熟的卫星通信应用,中海油内曾使用直径为12米的卫星天线作为卫星的主站使用。

3.3半自动跟踪天线式的卫星通信应用

半自动跟踪天线主要应用于中海油自升式钻井平台,天线以C波段的半自动跟踪天线为主。由于工作环境需求,自升式钻井平台需要经常更换钻井位置,期间钻井平台需要拖航至新的目的地,使用固定式卫星天线则需要经常性地对天线的方位及俯仰进行调整,且拖航期间无法使用。采用半自动跟踪天线可以在拖航期间自动寻星,主要缺点是无法360度旋转,实现不了全自动跟踪,有时需要人工进行干预。

3.4自动跟踪天线式的卫星通信应用

自动跟踪天线C波段主要以美国的SEATEL的97型全自动跟踪天线以及西安盘古通信技术有限公司的全自动跟踪天线为主;Ku波段主要以SEATEL的4006自动跟踪天线以及国内的一些动中通天线为主。中海油海上半潜式钻井平台一般以C波段的自动跟踪为主要的卫星通信,南海9号钻井平台所使用的自动跟踪天线卫星系统经过测试能够提供4Mb/s以上的链路带宽。Ku波段的自动跟踪天线主要应用与海上的移动船舶,包括拖轮及勘探船,这些移动船舶受限于天线的安装场地要求,而且对链路带宽要求不大,Ku波段的自动跟踪天线的应用非常适合在这类环境使用。

4结束语

卫星通信技术在中海油海上平台及移动船舶上有着超过20年的应用,从早期的TES小站的话音应用,到现在的多功能SKYEDGEⅡ网管系统的多业务综合应用,中海油在卫星通信应用方面已经覆盖了C,L,Ku等波段。随着中海油向深海发展,卫星通信技术将在中海油海上勘探、开发、生产方面发挥着重要的作用。

作者:施建衡 单位:中海油信息科技有限公司

参考文献

[1]徐建平.休斯网络系统公司VSAT卫星通信小站技术手册第二分册.北京:气象出版社,1996

卫星通信范文7

关键词:卫星通信;广播电视;优点;不足

1引言

利用对地静止同步轨道上的人造地球卫星作为中继站,在地球上建立地球站,进行地球上通信的设想是1945年英国物理学家ArtherC.Clarke在《无线电世界》杂志上发表“地球外的中继”一文中提出的,这是一个创新的思想,并在60年代成为现实。广播电视传输发射有很多种方式,从最初的地面无线传输、有线传输发展到利用宇宙空间的卫星通信,各种传输方式相互结合,让广播电视节目不仅可以在本市、本省、本国传播,甚至可以在全世界传播。卫星通信作为广播电视节目的重要传输方式,拥有很多优点,也是前景最好的传输方式,卫星通信的发展能够推动广播电视的发展,把电视节目传到各家各户。

2卫星通信介绍

卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站之间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统主要由卫星和地球站两部分组成,地球站是信号处理以及发射的主要部分。卫星通信使用的主要频段有1GHz左右频段(L波段),主要用于军事通信、移动通信和广播电视节目传输业务;2GHz频段(S波段),主要用于移动通信和广播卫星业务;4GHz~6GHz频段(C波段),主要用于国际和国内卫星通信,以及广播电视节目传输业务;11GHz~14GHz频段(Ku波段),主要用于通信和广播电视传输业务;20GHz~30GHz频段(Ka波段),主要用于高速卫星通信、VSAT业务、个人卫星通信等新业务。现在广电行业多用C波段与Ku波段,两者相比,Ku波段卫星不容易受地面微波等同频干扰,C波段卫星受到同频干扰比较严重;Ku波段卫星比C波段接收效率高,可以降低天线尺寸,降低接收成本,方便个体接受;Ku波段卫星比C波段卫星系统设备简单;Ku波段卫星受雨衰影响较大,远远大于C波段雨衰。通过比较发现Ku波段卫星优点明显,缺点可以弥补,因此Ku波段卫星是发展趋势和方向。

3卫星通信影响与比较

卫星通信是微波中继通信的一种特殊形式,地球地面的微波中继通信主要利用微波站作为中继,而卫星通信创新地利用人工发射到太空的卫星作为中继站进行微波通信,大大提高了通信效率和通信覆盖面,这个通信方式与其他传统传输方式较大的差异意味着它也会有较大的优点以及普通传统方式不会有的缺点,虽然卫星通信优点明显,但也不意味着它就可以替代其他传输方式,反而其他传输方式和卫星通信方式可以互补优缺点,多种传输方式灵活利用才能更好地为广播电视行业服务。

3.1优点。卫星通信与传统传输网络相比有更多的优点,将通信卫星作为中继站可以实现距离高达18100km的通信,虽然传统传输方式例如光缆、电缆、微波也可以实现较远距离的通信,但和卫星通信的距离是无法相比的;随着通信距离的增加和通信站之间的自然条件的不同,传统传输网络会需要较高的通信费用和建站费用,而卫星通信所需的费用并不随着通信距离远近等因素而变化,卫星通信的费用只有设计制造发射卫星以及建地球站的费用,而传统传输方式例如光缆,随着距离增加,每米光缆也都是增加的费用;卫星通信的方式很灵活,它是广播方式工作,通过多址连接方式可以实现多址通信,即一颗卫星可以连接其覆盖范围内的任意一个或者多个地球站,所连接的地球站也可以实现双边通信甚至多边通信,这与其他传统传输方式有很大的不同,传统传输方式一般为点对点的通信,因此卫星通信提供了一个通信网络,具有高效性和灵活性;卫星通信覆盖范围大、覆盖能力强,其能与卫星天线波束覆盖区域内任意一点进行通信,且不受自然环境条件和时间的限制;卫星通信的容量很大,其所用的频段带宽宽,能够容纳多种业务传输;卫星通信机动性比较好,传统传输方式在受到地面灾害时影响较大,例如当遇到毁灭性地震时,传统的传输方式会几乎完全失效,而卫星通信能够实现卫星移动通信和应急通信,并且在发生战争时可以利用应急车辆作为移动站进行卫星通信;卫星通信可靠性高,通信质量好,在海缆修复期,为了继续传输信号,卫星通信可作为支撑系统。

3.2不足。卫星通信有很多相较于传统传输方式较大的优点,但其也有很多不足。卫星通信的信号要传输相当远的距离,从地球表面到太空再从太空返回到地球表面,时延大,而且还有机器设备对数字信号的处理过程,延时还会增加;通信卫星3颗就可以覆盖整个地球,但高纬度地区无法覆盖,因此高纬度地区无法实现卫星通信,如图1所示;对地静止轨道上并非只要有空间就可以发射一个卫星的,为了避免卫星之间信号互相干扰,卫星之间应该保持一定的距离,因此对地静止轨道上能够存在的卫星数有限;在太空中因为太阳、地球和通信卫星之间的空间距离会产生不同的影响,在每年的春分和秋分前后,地球赤道与地球围绕太阳旋转运动的轨道面重合,在地球站当地中午前后的一段时间内,太阳、卫星和地球会处于一条直线,卫星位于太阳与地球的中间,地球站的天线在对准卫星的同时也就对准了太阳,而太阳是一个巨大的干扰源,卫星的输出信号会被太阳的辐射噪声覆盖,从而发生卫星通信中断,这种现象称为日凌现象,而在春分和秋分前后22天里,在地球站所处地区的午夜前后,太阳、地球和卫星位于同一条直线,地球位于太阳和卫星之间,此时卫星位于地球的阴影中,卫星上的太阳能电池无法使用,只能使用蓄电池进行供电,这种现象称为星蚀。日凌和星蚀是地球、卫星和太阳所处位置不同,每年都会发生的现象,如图2所示;一颗卫星可以服务一片区域,但一颗卫星的造价成本较高,虽然近年来发射卫星技术趋于成熟,但也会有一定概率发射失败,卫星设计也需要人力物力和时间的大量投入,而卫星的寿命不是很长,一般是几年到十几年,因此使用卫星通信需要承担发射失败的风险,以及需要做好替补寿命到期卫星提前设计制造的准备工作。

4结论

卫星通信是广播电视传输的一个重要且不可或缺的方式,它的很多特点以及优点在广播电视节目传输中不可替代。卫星通信是发展的趋势,同时发展卫星也是未来国际竞争的一个热点。未来卫星通信发展方向可以从以下4点入手:开发利用新的频段,高效利用现有频段;提高卫星通信网的网络安全;创新设计更高寿命的卫星;通过积极发射卫星抢占有限的静止轨道星位点资源。总之卫星通信的发展使广播电视行业发展,广播电视行业要求卫星通信继续发展创新。

参考文献:

[1]夏克文,张更新,甘仲民.卫星通信[M].西安电子科技大学出版社,2008.12.

卫星通信范文8

关键词:智慧体育,信息技术,一体化运转。

0引言

目前,在我国电视领域、广播领域、交通领域以及军事领域等方面,卫星通信技术均有着广泛的应用。但是,通信信号很容易受到各种不确定因素的干扰,通信质量下降、信号消失也是我国卫星通信过程中的常见问题。在这种情况下,必须要对卫星通信抗干扰技术进行详细的分析,从而充分发挥卫星通信的有效性与快速性优势,为我国卫星通信质量与通信安全提供保障。

1我国卫星通信技术的发展现状

宽带多媒体卫星通信.这是一种可以高速率传输媒体业务的卫星通信方式。这种卫星通信方式对于网络技术、数字多媒体技术以及卫星广播技术进行了综合性利用,不仅可以实现图像、声音以及视频等资源的深度融合,还可以降低用户使用成本,为用户提供大流量分组数据服务。目前,宽带多媒体卫星通信已经在卫星产业中得到广泛的应用。S频段同步轨道移动通信系统。由于我国卫星通信技术的起步较晚,所以即便是发展速度飞快,也还没有进行独立卫星移动通信系统的构建。资源的转发依然需要依赖国外的卫星。但是,S频段卫星移动通信系统的构建,对于我国卫星通信技术的发展具有十分重要的意义,不仅创造了更大的经济效益,还进一步加强了我国的信息基础建设。卫星通信干扰威胁。对天上的卫星加以利用,通过发射信号来实现地面通信,就是卫星通信技术的原理。由于卫星的运行有着特定的高度和轨道,其运行过程中也会受到各个方面的干扰。以链路的差异性为标准,可以将这些干扰分为以下三类:

(1)星间干扰,即以卫星的高度与轨道位置为依据,对下行链路进行干扰。

(2)上行干扰,即干扰方侦查到上行的信号,就会对下行进行干扰。(3)下行干扰,即当干扰方侦查到下行的信号,就对上行进行干扰。另外,卫星的运行还会受到各种因素的威胁,尤其是电磁干扰,对于通信上行链路与下行链路的影响最大。这些电磁干扰源有的来自军用飞机,有的来自其他卫星。一旦通信过程受到干扰,其通信质量就会降低。电磁干扰可以细分为以下三种:(1)压制式干扰;(2)欺骗式干扰;

(3)灵巧干扰。针对干扰源的消除,主要包含两种情况。首先,如果干扰源对卫星的下行链路产生干扰,由于其实际覆盖面积十分有限,所以可以忽略干扰信号功率与距离的影响,只需要在地面进行抗干扰装置的安装,就可以有效消除干扰源。如果是卫星上行链路受到干扰,在消除干扰源方面的难度就会非常大。目前,世界各国都在大力研究如何才能消除卫星上行链路通信干扰[1]。

2几种常用的卫星通信抗干扰技术

(1)天线抗干扰技术。由于我国的卫星通信覆盖面积非常大,所以也容易受到敌方干扰源的干扰。为了降低或者消除敌方干扰源的干扰,我国对于天线抗干扰技术的应用予以了高度的关注。因为天线抗干扰技术可以灵活调整卫星的覆盖范围,提升卫星信号的接收程度,从而即便是卫星通信过程中受到干扰源的干扰,也可以通过大频率的信号传输来为信号接收的有效性与稳定性提供保障。天线抗干扰技术的应用,还可以对以下三种天线技术进行综合,发挥强强联合的作用:第一多波束天线技术、第二智能天线技术、第三自适应调零天线技术等。其中,多波束天线技术的主要作用就是对卫星发射天线进行控制,对卫星天线方向进行调节,进而大幅度提升卫星抗干扰能力。而自适应调零天线技术的主要作用就是对天线阵元进行自适应加强,确保信号干扰调零,进而保证干扰性能的抑制效果。智能天线技术的应用需要将智能天线设计到卫星信号入口[2]。

(2)扩展频谱抗干扰技术。扩展频谱抗干扰技术已经成为最有效的、专门抵御各类军事目的的人为干扰的方法,主要由以下两部分组成:第一直接序列扩频技术,第二跳频技术。①直接序列扩频技术可以通过解扩的方式将卫星信号先转化成窄带信号,再变成宽带信号。与此同时,还可以有效过滤窄带滤波器信号,保护卫星信号不受干扰源的干扰。②跳频技术的应用也发挥着十分关键的作用,可以在不同的载波频率之间自由切换,实现卫星通信抗干扰能力的大幅度提升,且提升方式非常随机。在带宽相对较宽的条件下,与直接序列扩频技术相比,跳频技术的实用性更强。

(3)星上处理抗干扰技术。对于卫星通信来说,透明转发器是最容易受到干扰的部位。如果地方采取了专门针对透明转发器的干扰措施,那么将会引起非常严重的损失。在这种情况下,就可以采取星上处理抗干扰技术,通过这一技术的应用最大限度避免转发器受到干扰。而且,星上处理抗干扰技术的应用,还可以对卫星的上行链路与下行链路实施去耦操作,去掉其关联性,从而即便是受到外界因素的干扰,透明转发器也可以达到饱和状态,其受干扰程度也可以被最大限度地削弱。所以,与其他抗干扰技术一样,星上处理抗干扰技术的应用也十分广泛,在未来一段时间内,其发展前景也十分广阔[3]。

(4)自适应编码调制技术。这一技术有着其他抗干扰技术所不具有的优势,即通信自适应能力强。也正是因为这一应用优势,其已经在无线信道通信传输技术中得到普及。要想有效应用这一技术,充分发挥其通信自适应能力强的优势,就必须要对信号的具体情况有一个全面的了解,可以通过回传信号将信号的基本情况相发送端传输,然后再根据信噪比的差异进行编码与调制的自适应调整。在这一过程中,信噪比与所使用的信息速率之间存在着正比例关系,即信噪比偏低,那么信息速率也应该偏低。这样一来,才能够顺利地对信道利用率进行提升,为信道传输的可靠性与稳定性提供保证,实现信道整体性能的优化。

(5)限幅技术。限幅技术是以星上处理抗干扰技术为基础发展起来的抗干扰技术,可以对转发器中的功率放大器进行保护,使其可以保持正常的运行状态,而不会受到通信上行干扰的影响。与其他抗干扰技术相比,限幅技术的使用范围最广泛。限幅技术的应用主要分为两种:一种是软限幅转发器,主要在限幅区和线性区应用,可以对较大信号进行压缩;另一种是硬限幅转发器,除了对较大信号进行压缩外,还可以形成非线性工作状态。限幅技术的应用,可以明显降低扩频信号的抗干扰性,并使转发器功率的现行面筋进一步扩大,进而实现通信干扰能力。

3卫星通信抗干扰的发展趋势

目前,我国针对卫星通信技术,在逐渐加大全新卫星通信抗干扰技术研究力度的基础上,也加大了对更多科学性通信体制与通信手段等方面的研究,期望可以设计出一套顺应时展的卫星通信技术,使其不仅具有较强的预测能力,还具备最低限度保障,可以通过各种抗干扰基础来对各种形式的干扰进行有效抵触。在未来的一段时间内,针对卫星通信系统的抗干扰技术研究,可以将研究重点集中到以下三方面。首先,要加大智能天线技术的研究力度,并将天线反射面特殊形态的设计纳入其中,确保可以获得相对理想的波束。与此同时,还要加大对微带平面天线的研究力度。其次,研究人员可以进一步研究混沌序列,探索密码序列设计的基本原理,并以此为基础对性能更加强大的跳扩频码进行搜集和整理。最后,加强多制式、多数据率调制解调器的研究。随着时间的推移,相信我国的卫星通信抗干扰能力将会越来越强,我国的卫星通信发展速度也会始终处于较高的层次。

4结语

虽然我国的卫星通信抗干扰技术在不断的发展过程中实现了种类的丰富与数量的增多。但是,我们绝不能满足与现状,而是要更加深入地投入到卫星通信抗干扰技术的研究当中,不断地通过先进的技术来提升我国的卫星抗干扰能力,将卫星通信系统的作用进行充分的发挥。

参考文献

[1]王新怀.卫星导航抗干扰接收系统技术研究[D].陕西:西安电子科技大学,2010.