衛(wèi)星通信的主要缺點精選(九篇)

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第1篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

[關(guān)鍵詞]寬帶；移動衛(wèi)星；通信信道

中圖分類號：TN927.23 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）23-0382-01

衛(wèi)星移動通信信道的傳輸特性的研究是通信系統(tǒng)的研究、開發(fā)等過程中最為重要的一個方面。為了向用戶提供優(yōu)質(zhì)的、可靠的移動通信服務(wù)，必須要充分考慮通信信道的傳播特性，進(jìn)行合理的鏈路預(yù)算、選擇有效的調(diào)制方式和信道編碼方式。因為移動衛(wèi)星信道本身具有無線通信信道所固有的復(fù)雜性，其次是多徑衰落效應(yīng)和陰影效應(yīng)，所以應(yīng)用中還需要一些功率放大器，對傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行放大和轉(zhuǎn)發(fā)，提高通信的可靠性。

1 移動衛(wèi)星通信概念

為轉(zhuǎn)發(fā)無線電的信號從而實現(xiàn)在兩個或者多個地球站間進(jìn)行通信，需要利用人造地球衛(wèi)星作為空間中繼站，這種宇宙通信形式就叫做衛(wèi)星通信。這種衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)不受地理條件的限制、不受距離的限制，能夠傳輸很遠(yuǎn)的距離、覆蓋較大的面積，且其自身具有寬通信頻帶、大傳輸容量的特征，適用于多種業(yè)務(wù)間的傳輸。它已經(jīng)不僅僅是為固定通信終端服務(wù)了，還運用到車載、船載、個人移動通信終端等方面。目前移動衛(wèi)星通信已經(jīng)成為通信領(lǐng)域中發(fā)展最迅速的方式，也成為了現(xiàn)代通信系統(tǒng)中強有力的手段。

2 移動衛(wèi)星通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 系統(tǒng)技術(shù)

通信體制、系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)、移動載體的管理等都是系統(tǒng)技術(shù)的重要組成部分。對于通信體制的設(shè)計，需要考慮的是選用傳統(tǒng)的TDMA方式和現(xiàn)常用的CDMA方式，綜合兩者的優(yōu)缺點，也可以進(jìn)行技術(shù)整合，即采用兩者混合體制的方式，更好的發(fā)揮各自的長處。

對于體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計，需要考慮的問題是地球外傳輸數(shù)據(jù)在地面的實現(xiàn)以及管理的相關(guān)問題，還會涉及到滿足用戶對于系統(tǒng)所提出的需求問題。整體系統(tǒng)的設(shè)計，采用分布式的管理還是集中式的管理，是在確定了空間衛(wèi)星問題之后需要考慮的。同時還需要根據(jù)用戶的要求，考慮使用多少種終端類型，系統(tǒng)的模型是采用單模還是多模，以及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)和地面網(wǎng)絡(luò)的兼容性和成本問題。

對于移動載體的管理，移動載體的動態(tài)特性、終端設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性都是考慮的重點。而且因為在長期的發(fā)展趨勢中，波束寬度呈現(xiàn)出越來越窄的態(tài)勢，導(dǎo)致移動載體的管理和設(shè)計也需要加強嚴(yán)格性和有效性。

2.2 衛(wèi)星技術(shù)

衛(wèi)星載荷技術(shù)與衛(wèi)星與地面移動通信系統(tǒng)的融合設(shè)計，是移動通信衛(wèi)星技術(shù)的關(guān)鍵。因為通信需要實現(xiàn)的需求是波束多點覆蓋、用戶間的多網(wǎng)通信，所以需要設(shè)備可以展開天線，進(jìn)行星上處理和交換以及處理星間鏈路等。

全透明轉(zhuǎn)發(fā)、全處理和透明處理轉(zhuǎn)發(fā)的模式是星上處理和交換技術(shù)的組成元素。全透明轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)的風(fēng)險較小，適應(yīng)性也很強，但通信服務(wù)的實時性較差。而全處理則一般是通過數(shù)字方式實現(xiàn)，達(dá)到強抗干擾性、良好的服務(wù)實施性等優(yōu)點。但實際運用中，全處理技術(shù)的適應(yīng)性較弱，極易受到空間輻射的影響。結(jié)合二者的優(yōu)缺點，開發(fā)了透明處理轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，是目前較為常用的一種衛(wèi)星技術(shù)。

微波和激光兩種方式是星間鏈路的實現(xiàn)方式。微波通信技術(shù)容易受到頻帶寬度、功耗、體積等方面的限制，不能夠無限制的提高傳輸速率和容量。而激光通信在傳輸數(shù)據(jù)的實現(xiàn)方面的優(yōu)勢很明顯，但實施這種通信的技術(shù)難度較大。

2.3 終端技術(shù)

移動衛(wèi)星通信終端設(shè)備的小型化是通信技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。而且終端的運用正向多媒體、寬帶化、嵌入式的方向發(fā)展。目前，VSAT系統(tǒng)因為其可靠性高、靈活性強等優(yōu)勢得到了廣泛運用，它的功能實現(xiàn)主要是因為采用了極小口徑的衛(wèi)星終端站。使用VSAT系統(tǒng)，數(shù)據(jù)終端可以直接與計算機聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)圖像的傳輸、數(shù)據(jù)的傳輸和文件交換等。正在研發(fā)的新技術(shù)還涉及到天線、射頻模塊小型化等技術(shù)的創(chuàng)新。

3 移動衛(wèi)星通信信道

由于衛(wèi)星和通信終端之間的相對運動，通信信道為時變信道。本文主要通過模型的建立對移動衛(wèi)星通信信道的傳播過程進(jìn)行理解，簡化分析過程，明確物理意義，實現(xiàn)簡單仿真。

3.1 主要信道概率模型

主要采用的概率分布模型有：Rcian分布函數(shù)，Rayleigh分布函數(shù)和Lognormal分布函數(shù)。

3.1.1 Rcian分布

服從Rcian分布的主要是因為建筑物、樹木以及其他反射物造成的反射波形成的多徑信號分量以及直射波信號分量所合成的接受信號包絡(luò)。概率函數(shù)為：

其中：r是接收信號的包絡(luò)；z是直射波信號的幅度；σ2是平均多徑功率；I是第一類零階修正貝塞爾函數(shù)。

接受信號包絡(luò)r的n階原點矩是：

其中：k=是Rician因子；Γ（）是Gamma函數(shù)；F（）是合流超幾何函數(shù)。Rce因子K為LOS功率和平均多徑功率的比值，K值越大，多徑功率相對于LOS功率較低。

3.1.2 Rayleigh分布

Rayleigh分布是Rcian分布的特殊情況，即當(dāng)沒有直射分量時，接受信號全部是多徑信號。

3.1.3 Lognormal分布

直射分量的信號強度服從Lognormal分布時，說明衛(wèi)星和地面站之間的直射信號全部被樹木、電線桿等障礙物吸收或者屏蔽。概率密度函數(shù)為：

其中，μ和d0分別是lnZ的均值和方差。

3.1.4仿真實現(xiàn)

實現(xiàn)對實際衛(wèi)星信道的仿真，需要在建模過程中，采用服從不同概率分布的各種分量組合。實現(xiàn)移動衛(wèi)星通信信道建模的基礎(chǔ)便是對色高斯過程的仿真實現(xiàn)。色高斯過程通?？梢詫崿F(xiàn)常用概率密度函數(shù)，比如說直射分量服從對數(shù)正態(tài)分布的移動衛(wèi)星通信信道是由三個色高斯隨機過程實現(xiàn)的。

利用低通濾波器對白高斯噪聲進(jìn)行濾波和以萊斯正弦和為基礎(chǔ)用有限個正弦函數(shù)加權(quán)和來實現(xiàn)高斯過程。

3.2UHF頻段移動衛(wèi)星通信信道建模

Cloo模型、Corazza模型、Lutz模型，是常用的信道傳播特性的概率分布模型。這幾種模型都是對L波段的衛(wèi)星移動通信信道的特性建模的，主要是根據(jù)信號在傳播路徑上受到的遮蔽情況為基礎(chǔ)的。Cloo模型的假設(shè)是接收到的信號是由受到陰影作用的直射信號分量和不受陰影作用的純多徑信號分量組成。

3.3行波管非線性模型

當(dāng)行波管TWT工作在飽和點附近時，將會有幅值轉(zhuǎn)換和幅值-相位轉(zhuǎn)換效應(yīng)。在衛(wèi)星通信的仿真中，常用的TWT非線性模型是Saleh提出的二參數(shù)模型（如圖1）：

圖1 非線性的正交模型

4 結(jié)語

本文對移動衛(wèi)星通信進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，對通信信道的建模也進(jìn)行了一定的仿真實現(xiàn)探究。未來，隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的快速發(fā)展、業(yè)務(wù)領(lǐng)域的不斷拓展和對其需求的不斷增長，移動衛(wèi)星通信技術(shù)將會在各個領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]呂芝輝.寬帶衛(wèi)星通信數(shù)字信道化技術(shù)研究[J].網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2013，（7）：82-83.

第2篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

關(guān)鍵詞：海洋石油；海陸；通信

中圖分類號：TN91　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A　文章編號：1674－6708(2010)29－0233－02

隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人類對能源的依賴日趨加強。能源公司在開采陸地油氣的同時，也將鉆采設(shè)備開到了海上。海上油氣的鉆探、生產(chǎn)和運輸?shù)倪^程中，與陸地的通信是必然的。海陸通信鏈路為信息的有效傳遞提供了保證。下面針對海洋石油常用的幾種通信方式，分析一下各種通信方式的適用環(huán)境及優(yōu)缺點。

1、光纖通信

目前，海底光纜在海洋石油平臺已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，用于傳輸海陸及各海上平臺之間的生產(chǎn)及辦公數(shù)據(jù)。海洋石油行業(yè)海底光纜大多數(shù)應(yīng)用模式是復(fù)合海底動地電纜內(nèi)部這樣既可以依托海底動地電纜增加光纜強度，同時也可以節(jié)省單獨鋪設(shè)海底光纜的高昂費用。光纜的成本很低，對海底動地電纜的成本影響微乎其微。但光纖通信的優(yōu)勢很大。

1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn)。目前海洋石油所用光纖基本為百兆光纖，這樣的傳輸速率對于海洋石油的數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)綽綽有余了。一根光纖的潛在帶寬可達(dá)20THz。光纖的損耗極低，光纖比目前任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低。在無中繼傳輸?shù)那闆r下傳輸距離可達(dá)幾十、甚至上百公里；

2)信號串?dāng)_小、保密性能；

3)抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳，電通信不能解決各種電磁干擾問題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾；

4)光纖尺寸小、重量輕、適應(yīng)性強、壽命長；

5)成本低，光纜的成本相比電纜要低很多。

光纖雖有上述諸多優(yōu)點，但在海洋石油這種特殊環(huán)境下，各種外界因索對于光纖通信的影響也不容忽視，這些因素嚴(yán)重影響了光纖通信的海洋石油行業(yè)的普及程度。

1)單獨敷設(shè)光纜成本較高。目前海洋石油的海底光纜多與動力電纜復(fù)合，單獨敷設(shè)海底光纜的案例很少，因為單獨敷設(shè)光纜不但要考慮光纜的防腐保護(hù)、配重(防止密度低出現(xiàn)漂浮)等問題，而且考慮海底地貌，海底挖、填纜溝及光纜敷設(shè)的船舶及機具費用是相當(dāng)昂貴的。

2)易受外力破壞。除了潮汐因素對光纜的沖擊影響外，近幾年特別是在渤海等水深較淺的海域和近海海域，過往船舶拋錨及船體掛斷海底光纜的情況時有發(fā)生。這種情況在水深較深的南海深?；静粫l(fā)生。

3)維修困難。海底光纜一旦被掛斷，破損地點的診斷比較困難，且海底光纜的修復(fù)要借助船舶及潛水員將光纜從海底撈起，進(jìn)行修復(fù)，在進(jìn)行保護(hù)、配重等，重新沉人海底。

光纖通信以其優(yōu)點受到海洋石油行業(yè)的歡迎，人們也在研究各項措施，減少外界因素對光纖通信的影響。

2、衛(wèi)星通信

衛(wèi)星通信以其傳輸距離遠(yuǎn)、覆蓋面廣、不受地理條件限制、穩(wěn)定性好、通信頻帶寬和業(yè)務(wù)豐富等優(yōu)勢，在海洋石油通信中得到廣泛應(yīng)用。目前海洋石油每個油田群基本都配備一個或幾個與陸地通信的地面衛(wèi)星站，好多海洋石油的移動船舶上除了配備海事衛(wèi)星外也配備了Ku波段的自動跟蹤衛(wèi)星系統(tǒng)。衛(wèi)星通信在當(dāng)今海洋石油行業(yè)已經(jīng)成為主要的海陸通信手段，平臺及船舶上的話音、數(shù)據(jù)信息通過衛(wèi)星信道實現(xiàn)與陸地的互通。衛(wèi)星通信的在海洋石油行業(yè)的優(yōu)點有以下幾方面：

1)傳輸距離遠(yuǎn)，基本可實現(xiàn)全球覆蓋。適合海洋石油深海作業(yè)及移動船舶作業(yè)的特點。

2)不受地域限制，建站即可進(jìn)行通信。海洋石油行業(yè)由于工作地點處在海上。使用無線通信比有線通信更具靈活性，可根據(jù)需要建立、拆除鏈路，其建設(shè)難度相比敷設(shè)海底電纜要小很多。

3)穩(wěn)定性好，帶寬高，業(yè)務(wù)豐富。由于使用高頻傳輸，人為干擾相對較少，且可以根據(jù)需要調(diào)整帶寬，目前海油平臺的語音、郵件、互聯(lián)網(wǎng)均可通過衛(wèi)星傳輸。

衛(wèi)星通信目前已是海陸通信的最主要鏈路，但衛(wèi)星通信也有他的劣勢：

1)鏈路租金較高。使用衛(wèi)星鏈路要向衛(wèi)星公司繳納使用租金，相對電纜傳輸?shù)囊淮谓ㄔO(shè)終身免費的情況，衛(wèi)星鏈路的租金是一筆不小的支出，系統(tǒng)的運營成本是使用即發(fā)生的。目前每個海洋石油平臺鑒于費用原因向衛(wèi)星公司租用的帶寬基本是512k－2M不等。

2)干擾相對較多。衛(wèi)星屬無線傳輸，存在來自各方面的干擾，有地球站設(shè)備的雜波干擾、電磁干擾、互調(diào)干擾、交叉極化干擾等

3)受自然因素影響。除了來自各方面的干擾外，當(dāng)雨雪天氣還會出現(xiàn)雨衰，影響系統(tǒng)工作。每年春分和秋分前后，衛(wèi)星地球站天線在對準(zhǔn)衛(wèi)星的同時也對準(zhǔn)太陽，太陽產(chǎn)生的強大的電磁波干擾系統(tǒng)工作，即日凌。

3微波通信

點對點的微波通信從九十開始在海洋石油行業(yè)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。微波通信目前在海上已經(jīng)形成了微波網(wǎng)，用于填補海洋石油平臺衛(wèi)星帶寬較窄的現(xiàn)狀。微波通信有優(yōu)勢也有缺點，但優(yōu)勢大約缺點，因此得到了海洋石油行業(yè)的認(rèn)可，首先說一下微波通信的優(yōu)勢：

1)具有衛(wèi)星通信建設(shè)、拆除鏈路靈活的特點。微波建站非常靈活且建站成本很低，即使在陸地建立微波鏈路有時比建立光纖鏈路的成本都要低，加上海上沒有任何高大建筑遮擋，更為微波應(yīng)用提供了良好的條件。

2)具備光纖通信的大帶寬及一次建設(shè)終身免費的特點。微波通信一般使用4MH200－900MHz或5.8GI-Iz的免費頻段，即使申請頻率也只需要很少的費用即可，鏈路建成后即可免費使用，不會有任何租金等費用發(fā)生。

微波通信由于點對點的無線通信原理限制也有一定的局限性，如下：

1)傳輸距離較短。由于是點對點通信微波通信的傳輸距離基本為視距，因此決定了其傳輸距離有一定局限，海上點對點距離的傳輸極限基本為20km，而海陸微波如將陸地一端天線掛高升高

(架設(shè)于高山或高塔上)可以達(dá)到40km。但微波聯(lián)網(wǎng)可解決距離局限。

2)干擾嚴(yán)重。由于是免費頻段，使用者較多，因此互相干擾現(xiàn)象頻繁發(fā)生，但微波可以調(diào)整參數(shù)，避開干擾。

3)受自然因素影響較大。除了受天氣影響外，平靜海洋的鏡面反射也會對微波產(chǎn)生影響。

第3篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

[關(guān)鍵詞]雨衰；Ku波段；功率控制；通信質(zhì)量：空間分集

中圖分類號：V443.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）47-0362-01

使用Ku頻段進(jìn)行衛(wèi)星通信可以在發(fā)揮衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域廣，機動性強等優(yōu)勢的基礎(chǔ)上增強通信信號的功率，降低地面微波對通信信號的影響。但是Ku頻段無線通信的一個重要缺點是該頻段信號在穿越密集雨區(qū)時會受到嚴(yán)重的干擾，即會出現(xiàn)雨衰現(xiàn)象，使得通信可靠性與有效性大大降低。為增強Ku波段的衛(wèi)星通信質(zhì)量就必須對雨衰問題進(jìn)行研究，并根據(jù)雨衰的成因和特點制定適當(dāng)?shù)目褂晁ゴ胧?，降低雨衰對通信信號的影響?/p>

1 雨衰的形成機理及對Ku頻段衛(wèi)星通信的影響

1.1 雨衰的形成機理

當(dāng)電波穿過降雨的區(qū)域時，雨不僅吸收電波能量，而且對電波產(chǎn)生散射。這種吸收和散射共同形成電波衰減，散射還能導(dǎo)致大范圍無線電干擾，并對電波存在去極化效應(yīng)，我們稱這些衰減和干擾為雨衰。這種衰減呈現(xiàn)非選擇性能和緩慢的時變特性，是導(dǎo)致信號劣化，影響系統(tǒng)可用性的主要因素，因此雨衰問題也就成為系統(tǒng)設(shè)計過程中必須考慮的重要問題。雨衰的大小與雨滴直徑與波長的比值有著密切的關(guān)系，當(dāng)信號的波長比雨滴大時，散射衰減起決定作用，當(dāng)電磁波的波長比雨滴小時，吸收損耗起決定作用，無論是吸收或散射作用，其效果都使電波在傳播方向遭受衰減；當(dāng)電磁波的波長和雨滴直徑越接近時衰減越大，一般情況下（比如中短波）電磁波的波長遠(yuǎn)大于雨滴直徑，故衰減很小，C波段信號受雨衰的影響也可以忽略。對于10GHz以上的電磁波，雨衰的影響就非常明顯了，在鏈路計算中必須考慮雨衰的影響。頻率越高雨衰的影響越大，大雨和暴雨的對電磁波的衰減要比小雨大得多。

理論分析和實踐研究表明，在Ku波段的無線信號穿越中雨以上的降雨區(qū)域所出現(xiàn)的衰耗會非常明顯，當(dāng)穿越度為10Km時，衰耗可達(dá)2 dB。當(dāng)降雨區(qū)域為暴雨時，Ku波段無線信號的雨衰可達(dá)10 dB，降雨強度與雨衰幅度成正比關(guān)系。

1.2 去極化現(xiàn)象

降雨不僅會使電波衰減，還會產(chǎn)生去極化作用，所以降雨對電波的吸收和散射特性也與人射波的極化波面有關(guān)。由于空氣阻力使雨滴變成略微扁平的形狀，在雨滴的兩個軸向引起的衰減稱為微分衰減，相位移稱為微分相移。這種現(xiàn)象對單極化傳輸系統(tǒng)影響并不大，但對于正交極化復(fù)用的雙極化傳輸系統(tǒng)，會造成極化隔離度降低，導(dǎo)致正交極化的信號互相干擾加大。這種降雨引起的去極化現(xiàn)象，對線極化和圓極化都有影響。我們常使用交叉極化鑒別度來表示極化純度，一般情況下，當(dāng)天線仰角大于15度時，交叉極化鑒別度在超過年平均時間的0.1%時可望達(dá)到27dB，0.01%時為20dB，0.001%時為15dB。暴雨區(qū)Ku波段的微分衰減可達(dá)2dB左右（雨區(qū)高度按2km計算）。對于正交極化復(fù)用的衛(wèi)星系統(tǒng)，降雨引起的去極化作用會使極化隔離度降低，產(chǎn)生極化誤差，導(dǎo)致干擾增加。

2 抗雨衰相關(guān)措施分析

2.1 增大鏈路備余量

預(yù)留一定的備余量是無線通信系統(tǒng)鏈路設(shè)計中的一種常見方法，Ku頻段的衛(wèi)星通信鏈路中的預(yù)留備余量通常為6dB左右。對于降雨較少區(qū)域，該余量完全能夠滿足抗雨衰要求，但是在某些降雨較多區(qū)域，則無法完全依靠該方法實現(xiàn)衛(wèi)星通信的抗雨衰。增大余量的最大不足之處在于會占用過多的衛(wèi)星通信資源，且在無降雨時會出現(xiàn)資源的浪費。

2.2 功率控制

依照通信系統(tǒng)特性為Ku頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)配置上行鏈路自適應(yīng)功率控制或自動功率控制等功能可以有效降低雨衰對衛(wèi)星通信系統(tǒng)帶的影響。

自適應(yīng)的上行鏈路功率控制實現(xiàn)原理為：地球站對衛(wèi)星信號強度進(jìn)行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果計算出通信鏈路中的降雨損耗，依照該計算結(jié)果對地球站的發(fā)射功率進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，從而達(dá)到雨衰補償?shù)哪康?。該方法不僅能夠提升系統(tǒng)的通信容量，還能夠有效提升衛(wèi)星通信信號的可靠性。具體的，上行功率控制又可以分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。開環(huán)功率控制是利用地面站所接收到的Ku頻段無線信號的電平變化量來對下行鏈路的雨衰值進(jìn)行測量，進(jìn)而控制上行發(fā)送信號的衰減值，實現(xiàn)上行功率控制。該功率控制方法實現(xiàn)簡單，但是控制精度有限。閉環(huán)功率控制是地面站接收到Ku頻段無線信號后將該信號與參考信道信號的S/N的值進(jìn)行比較，然后實現(xiàn)上行發(fā)送信號的功率控制。該功率控制方法控制精度較高，但是實現(xiàn)成本也比較高。

自動功率控制的實現(xiàn)原理為：以衛(wèi)星通信的網(wǎng)管系統(tǒng)為參考基準(zhǔn)，對地球站的接收電平值進(jìn)行實測量，并將測量值與參考點評進(jìn)行比較，然后將比較結(jié)果返回給地球站，控制地球站更改發(fā)送信號的輸出功率。這種方法不僅能夠有效提升衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還能夠在一定程度上節(jié)約無線資源，是一種高效的抗雨衰方式。

2.3 采用編碼及降速率技術(shù)

在雨衰較大時，可以采用前向糾錯編碼技術(shù)（FEC）來減小傳輸?shù)恼`碼率。通過減小編碼率來獲得編碼增益的提高，如編碼率為1/ 2的卷積碼，當(dāng)采用維特比譯碼時其編碼增益可達(dá)5dB。當(dāng)然減小編碼率也必須有個限度，一方而當(dāng)編碼率減小到一定程度時，若再進(jìn)一步減小編碼率，多獲得的編碼增益將改善很??；另一方面減小編碼率會導(dǎo)致系統(tǒng)容量的減小。此外，還可以通過自適應(yīng)速率降低技術(shù)（ ARP）來克服雨衰的影響，通過減少衰減信道的數(shù)據(jù)速率來增加信道容量，降低速率所帶來的增益與速率減少成正比，例如速率減少4倍時增益為5dB。使用糾錯編碼和降速率技術(shù)，可以補償不同程度的雨衰，但隨著深度的增加，有效可用容量減少。

2.4 空間分集技術(shù)

空間分集技術(shù)是近幾十年來所提出的一類重點技術(shù)，該技術(shù)的實現(xiàn)原理為相隔一定距離部署多個地球站，這些地球站既可以對信號進(jìn)行單鏈路接收也可以進(jìn)行分集接收，在雨衰較為嚴(yán)重時采用分集接收可有效提升衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗雨衰效果。需要說明的是，該技術(shù)的實現(xiàn)成本較高，需要較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。

2.5 極化方式與天線選擇

由于Ku波段信號穿越雨區(qū)時會出現(xiàn)去極化現(xiàn)象，故為提升衛(wèi)星通信系統(tǒng)的抗雨衰性能，還可以從信號極化方式和接收天線選擇方向進(jìn)行考慮。理論分析可知，隨著雨滴體積的增大，雨滴對水平極化波的衰減更大，故對于通信頻段高于10GHz的無線信號而言，可以通過垂直極化的方式獲得更好的抗雨衰性能。同時，接收天線的增益與其口徑大小之間也存在著一定的聯(lián)系，即大口徑的接收天線可以茯得更高的接收增益，在雨衰較為嚴(yán)重的地區(qū)可以通過適當(dāng)增大接收天線口徑的方式提升Ku波段通信鏈路的抗雨衰性能。

3 總結(jié)

Ku波段為我國衛(wèi)星通信所采用的主要頻段之一，但是該頻段通信信號易受到降雨的影響出現(xiàn)衰減，甚至?xí)斐赏ㄐ胖袛唷１疚纳闲姓?、信道傳輸以及下行站等三個方面對Ku波段衛(wèi)星通信的抗雨衰補償措施進(jìn)行了分析，綜合應(yīng)用上述措施可以有效提升衛(wèi)星通信的通信質(zhì)量和傳輸可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊運年.降雨對Ku波段衛(wèi)星通信系統(tǒng)的影響及其對抗措施. 通訊世界.

[2] 楊書奎，仇愛軍，湯軍. Ku波段衛(wèi)星移動通信的關(guān)鍵技術(shù)分析[J].通信與廣播電視，2007（9）.

第4篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

關(guān)鍵詞：機載衛(wèi)星通信系統(tǒng)；海事衛(wèi)星系統(tǒng)；銥星系統(tǒng)；海事系統(tǒng)；甚高頻；點波束；Inmarsat；ACARS

中圖分類號：TN927

文獻(xiàn)標(biāo)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(tǒng)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(nèi)，通信距離受到很大限制，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足大型客機遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)男枰?/p>

（2）高頻通信雖然可以做到超視距傳輸，但是受電離層不穩(wěn)定因素影響很大，不能提供穩(wěn)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(wèi)星通信系統(tǒng)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(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，可增強空中通信和航空管制能力。總體來說，衛(wèi)星通信系統(tǒng)有如下的優(yōu)勢：

（1）通信距離遠(yuǎn)，覆蓋面廣，不受山區(qū)、沙漠和海洋等地理因素的限制，具有其他常規(guī)通信手段無法替代的作用，衛(wèi)星通信在世界上絕大多數(shù)地區(qū)內(nèi)可用于空中交通服務(wù)、航務(wù)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(shù)據(jù)傳輸速率。

（3）可快速部署，建設(shè)周期短。

（4）符合未來新航行系統(tǒng)的發(fā)展方向（星基的通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通管理）。

因此，衛(wèi)星通信系統(tǒng)以其覆蓋范圍廣、通信距離遠(yuǎn)、通信容量大、傳輸質(zhì)量高、機動性好等其他通信系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點而成為各型大型客機進(jìn)行遠(yuǎn)程信息傳輸?shù)淖罴咽侄巍?/p>

2　海事衛(wèi)星系統(tǒng)介紹

海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)是用于海上救援的無線電聯(lián)絡(luò)通信衛(wèi)星。隨著第四代海事衛(wèi)星發(fā)展，其技術(shù)能力有了顯著提高，業(yè)務(wù)范圍也不斷擴大，目前已成為集全球海上常規(guī)通訊、陸地應(yīng)急遇險、航空安全通信、特殊與戰(zhàn)備通信一體的高科技通信衛(wèi)星系統(tǒng)。第四代海事衛(wèi)星系統(tǒng)由亞太區(qū)域衛(wèi)星、歐非區(qū)域衛(wèi)星和美洲區(qū)域衛(wèi)星三顆星組成，位于赤道上空36000公里的靜止同步軌道衛(wèi)星，實現(xiàn)了全球覆蓋（南北兩極除外）的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。

3　海事衛(wèi)星系統(tǒng)構(gòu)成

海事衛(wèi)星系統(tǒng)由船站、岸站、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站和衛(wèi)星組成。下面簡要介紹各部分的工作特點：

（1）衛(wèi)星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3顆衛(wèi)星覆蓋了幾乎整個地球，并使三大洋的任何點都能接入衛(wèi)星，岸站的工作仰角在5°以上。

（2）岸站（CES）是指設(shè)在海岸附近的地球站，歸各國主管部門所有，并歸他們經(jīng)營。它既是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的接口，又是一個控制和接入中心。

（3）網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站（NCS）是整個系統(tǒng)的一個組成部分。每一個海域設(shè)一個網(wǎng)路協(xié)調(diào)站，它也是雙頻段工作。

（4）船站（SES）是設(shè)在船上的地球站。在海事衛(wèi)星系統(tǒng)中它必須滿足：一是船站天線滿足穩(wěn)定度的要求，它必須排除船身移位以及船身的側(cè)滾、縱滾和偏航的影響而跟蹤衛(wèi)星；二是船站必須設(shè)計得小而輕，使其不至于影響船的穩(wěn)定性，同時又要設(shè)計得有足夠帶寬，能提供各種通信業(yè)務(wù)。

4　銥星系統(tǒng)介紹

銥星系統(tǒng)由79顆低軌道衛(wèi)星組成（其中13顆為備份用星），66顆低軌衛(wèi)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(wèi)星，就像電話網(wǎng)絡(luò)中的各個節(jié)點一樣，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。備用星隨時待命，準(zhǔn)備替換由于各種原因不能工作的衛(wèi)星，保證每個平面至少有1顆衛(wèi)星覆蓋地球。衛(wèi)星在780公里的高空以27000公里/

小時的速度繞地球旋轉(zhuǎn)，100分鐘左右繞地球一圈。每顆衛(wèi)星與其他4顆衛(wèi)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(tǒng)構(gòu)成

銥星系統(tǒng)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(qū)，且系統(tǒng)不依賴于任何其他的通信系統(tǒng)進(jìn)行話音通信服務(wù)，而僅通過星星、星地間的信息傳輸實現(xiàn)端到端的話音通信，是目前唯一真正實現(xiàn)全球通信覆蓋的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

銥星電話全球衛(wèi)星服務(wù)使您無論在偏遠(yuǎn)地區(qū)或地面有線、無線網(wǎng)絡(luò)受限制的地區(qū)都可以進(jìn)行通話。

銥星系統(tǒng)的地面網(wǎng)絡(luò)包括：系統(tǒng)控制部分和關(guān)口站。系統(tǒng)控制部分是銥星系統(tǒng)管理中心，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)的運營、業(yè)務(wù)的提供，并將衛(wèi)星的運動軌跡數(shù)據(jù)提供給關(guān)口站。系統(tǒng)控制部分包括4個自動跟蹤遙感裝置和控制節(jié)點、通信網(wǎng)絡(luò)控制、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)控制中心。關(guān)口站的作用是連接地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與銥星系統(tǒng)，并對銥星系統(tǒng)的業(yè)務(wù)進(jìn)行管理。

6　銥星系統(tǒng)和海事衛(wèi)星系統(tǒng)的比較

銥星系統(tǒng)和海事衛(wèi)星系統(tǒng)的比較結(jié)果見表1：

表1 銥星系統(tǒng)和海事衛(wèi)星系統(tǒng)的比較結(jié)果

銥星 海事衛(wèi)星

數(shù)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(nèi)

頻率 1616～1626MHz 1525～1660MHz

話音質(zhì)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(shè)備重量 7kg 20kg

機載設(shè)備投資 約120萬人民幣 約300萬人民幣

設(shè)備供貨周期 1～2個月 8個月（波音參考）

數(shù)據(jù)帶寬 2.4K 2.4K

國內(nèi)頻率許可 航空頻率 應(yīng)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(yōu)勢

通過以上比較，我們可以得知銥星系統(tǒng)有如下

優(yōu)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(jīng)過兩極，因此越靠近兩極，信號越強，通話質(zhì)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(wèi)星、ACARS在極地不覆蓋無法通信的不足，是海事衛(wèi)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(fā)展的趨勢。

參考文獻(xiàn)

[1]　孫沫，李興林．滿足信息化需求的Inmarsat移動衛(wèi)星通信技術(shù)[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(tǒng)介紹

[J]．航天，1998，（3）.

[3]　羅利春，王越，陶然．銥星系統(tǒng)的競爭優(yōu)勢與四維空間特點[J]．電信科學(xué)，1999，（1）．

第5篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

1Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)特點

Ka頻段衛(wèi)星是當(dāng)前比較先進(jìn)的衛(wèi)星系統(tǒng)，能夠?qū)VB/IP進(jìn)行支持，從而實現(xiàn)衛(wèi)星電視與高速網(wǎng)絡(luò)之間的相互結(jié)合，為用戶提出更加直接的寬帶與窄帶業(yè)務(wù)，具有很多應(yīng)用優(yōu)勢。但與此同時，Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)也有一些不足之處，因為頻率相對較高，會造成其降雨衰減較大，與傳統(tǒng)的C頻段與Ku頻段相比，Ka頻段會受到更大的噪聲、去極化以及雨衰等因素的影響，且對相關(guān)器件與工藝的要求也相對較高。在運用Ka頻段衛(wèi)星進(jìn)行通信的過程中，大氣層中含有的水汽、氧氣等因素會使得衛(wèi)星信號產(chǎn)生正常耗損以外的衰減，如果這些問題產(chǎn)生作用，就會對信號的幅度、極化等方面造成變化，進(jìn)而使信號的錯誤率提升，影響信號質(zhì)量。運用Ka頻段進(jìn)行衛(wèi)星通信的過程中，需要解決以下3方面的問題：（1）解決信號雨衰；（2）研制相應(yīng)的星上處理器；（3）確保數(shù)據(jù)不發(fā)生過度延遲。而在降雨環(huán)境下，雨衰與信道編碼會對Ka頻段衛(wèi)星信號系統(tǒng)的性能產(chǎn)生影響。

2降雨環(huán)境下雨衰對系統(tǒng)的影響

2.1雨衰影響在降雨環(huán)境下，電波如果通過降雨區(qū)域，會被雨區(qū)中的水滴散射與吸收，從而使電波產(chǎn)生衰減。在這個過程中，雨滴的大小與波長會在很大程度上對雨衰值產(chǎn)生影響，而降雨率則是影響雨滴大小的主要因素。因影響雨滴模型的因素較多，世界各地各不相同，因此，雨衰值在估算過程中也會受到很多因素的制約，工作內(nèi)容十分復(fù)雜。相較于C頻段，Ku與Ka頻段中的雨衰主要會對衛(wèi)星電視廣播產(chǎn)生很大程度上的影響。根據(jù)實際調(diào)查，Ka頻段在很短的時間內(nèi)，其衰減數(shù)值非常高，這種衰減會造成廣播線路暫時性的中斷，所以，在對Ka頻段進(jìn)行設(shè)計的過程中，需要對雨衰影響進(jìn)行優(yōu)先考慮。

2.2雨衰特性從Ka頻段中雨衰預(yù)測與雨衰等值等相關(guān)數(shù)據(jù)中，可以分析出我國雨衰的相關(guān)特性，具體有以下3個主要方面。

2.2.1降雨強度影響降雨的強度是對雨衰值產(chǎn)生影響的最主要因素，我國幅員遼闊，氣候多樣，每一個氣候區(qū)中的降雨強度都有所不同，因此，雨衰值根據(jù)地域的不同，有著鮮明的地域分布，由此可見，降雨強度對雨衰值的作用不容忽視。

2.2.2地球站天線仰角影響在地球站中，其天線的仰角在很大程度上左右著電波斜路徑長度，決定天線仰角的因素主要有衛(wèi)星位置與地球站位置兩方面。對雨衰來說，衛(wèi)星仰角的影響主要體現(xiàn)在以下2方面：（1）如果地球站海拔高度大體相同，則仰角與斜路徑長度呈現(xiàn)反比例關(guān)系，即仰角越大，斜路徑長度越短，從而導(dǎo)致雨衰減??；仰角越大，斜路徑長度越長，雨衰增大。（2）如果地球站經(jīng)緯度大體相同，則仰角與斜路徑長度呈現(xiàn)正比例關(guān)系，即仰角越大，斜路徑長度越長，雨衰增大；仰角越小，斜路徑長度越短，雨衰減小。

2.2.3頻率影響該影響主要出現(xiàn)在ITU-R預(yù)報模式中，在該模式下，頻率與雨衰值呈現(xiàn)正比例關(guān)系。其原因在于頻率的不斷增高使其與雨滴的大小愈加接近，在很大程度上提升了雨滴吸收與散射電磁波的程度，從而使降雨衰減增大。

2.3補償方法當(dāng)前，主要的雨衰減補償方法有以下幾種：（1）位置分集。雨衰較大的地區(qū)主要存在于天線仰角低或降雨較多的地方，而空間分集是相對有效的補償方法。這種方法通過在特定位置設(shè)置地球站的方式，將雨衰較大的地區(qū)切換到雨衰較小的地球站完成通信。（2）頻率分集。由上文可知，頻率與雨衰值呈現(xiàn)正比例關(guān)系，而頻率分集便是利用這一特點進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)模\用高波段實現(xiàn)絕大多數(shù)業(yè)務(wù)的傳輸，低頻段則進(jìn)行輔助傳輸，解決受雨衰影響且在一定門限之上的鏈路。（3）UPC。該方式主要通過上層鏈路的雨衰情況對地球站發(fā)生電平進(jìn)行有針對性的調(diào)整，從而降低降雨所消耗的電波信號，確保衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器所接收到的信號與晴天時大致相同[3]。從當(dāng)前情況來看，UPC是現(xiàn)階段最為經(jīng)濟(jì)的抗雨衰方式。（4）自適應(yīng)編碼。在該系統(tǒng)中，信號發(fā)射裝置主要由信道編碼器與速率調(diào)節(jié)器兩部分構(gòu)成，需要注意的是，這2部分都是可調(diào)的。通過該技術(shù)，能夠在很大程度上改善Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)在降雨環(huán)境下所產(chǎn)生的鏈路性能惡化。

3降雨環(huán)境下信道編碼對系統(tǒng)的影響

在Ka頻段進(jìn)行數(shù)字信號傳輸?shù)倪^程中，會因為信道傳輸不好或雨衰等因素的影響，使其受到的信號發(fā)生錯誤。為了提升其通信可靠性，最大程度上降低信道中產(chǎn)生的干擾和噪聲，需要以一定的規(guī)律為基礎(chǔ)，在將要發(fā)送的信息中適當(dāng)?shù)募尤胍恍┍O(jiān)督碼元，在接收過程中，可以通過這些監(jiān)督碼元之間存在的規(guī)律，對信號傳輸中的差錯進(jìn)行及時有效的發(fā)現(xiàn)與糾正，從而達(dá)到提升信息傳輸?shù)目煽啃缘哪康?。對于?shù)字通信系統(tǒng)來說，其編碼技術(shù)主要有信源與信道兩種編碼技術(shù)，其中，前者能夠提升信息傳輸過程中的有效性，而后者能夠提升信息傳輸過程中的可靠性。信道編碼有被稱為差錯控制編碼，能夠通過一定規(guī)律，在一定程度上提升信號冗余度，從而讓信號具備一些錯誤檢測與糾正能力。當(dāng)前主要的信道編碼技術(shù)有以下3種。

3.1檢錯重發(fā)接收端在接收信號的過程中，一旦檢測出信號碼元中存在錯誤碼，就會對發(fā)送端發(fā)出信號，讓其重新發(fā)送，直到準(zhǔn)確接收為止。而對出錯碼的檢測，主要指的是已經(jīng)明確在所有的接收碼元中，存在若干個錯誤碼元，但其具置無法確定。需要注意的是，運用這種方法需要具有雙向信道，接收端與發(fā)送端都能夠得到消息。

3.2向前糾錯信號接收端不僅需要及時發(fā)現(xiàn)接收信碼中的錯誤碼，還需要對錯誤碼進(jìn)行及時糾正。在二進(jìn)制系統(tǒng)中，一旦確定了錯誤碼的位置，就可以對其進(jìn)行糾正。該方法與檢錯重發(fā)法不同，不需要具備反向信道，也避免了重復(fù)發(fā)送所造成的時間延誤，具有很好的實時性。但其缺點在于設(shè)備相對復(fù)雜。

3.3反饋校驗在接收到信號以后，還要將信碼重新返回發(fā)送端進(jìn)行校驗，比較源信碼，如果在這個過程中發(fā)現(xiàn)差異，則需要重新發(fā)送。該方法無論從原理方面看，還是從設(shè)備方面看，都相對簡單，但與檢錯重發(fā)法一樣，都需要具有雙向信道。由于該方法每一個信碼都需要進(jìn)行2次傳送，因此與向前糾錯法相比，傳輸效率相對較低。無論哪一種信道上，都會不同程度上存在各種各樣的干擾，這些干擾會使信號在傳輸中出現(xiàn)誤碼，進(jìn)而影響數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能，想要對這些誤碼進(jìn)行檢測與糾正，就需要運用信道編碼。在Ka頻段信道中，不僅存在加性干擾，還存在乘性干擾，前者是通過白噪聲引起的，后者是通過衰落引起的。白噪聲會使傳輸信號產(chǎn)生隨機性錯誤，衰落會使傳輸信號產(chǎn)生突發(fā)性錯誤。所以在Ka頻段系統(tǒng)中，通過信道編碼對傳輸信號進(jìn)行差錯控制是很有必要的。

4結(jié)語

第6篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

關(guān)鍵詞：航空互聯(lián)網(wǎng)；客艙WiFi；接入技術(shù)；空地互聯(lián)

據(jù)2014年調(diào)查顯示，民用航班平均每天飛行2.5h，航空產(chǎn)業(yè)的旅客主要以中年和青年為主，他們本身對互聯(lián)網(wǎng)有著高度依賴的心理[1]。因此，在這樣一個封閉空間里，無法使用電子設(shè)備，無法與外界溝通，機上旅途對旅客來說是痛苦的。而據(jù)2017年09月18日報道，民航局將從10月開始制定新的機上電子設(shè)備管理和使用政策，也就是說，到時候旅客在飛機上是否能使用隨身攜帶的手機、電腦、平板等，將是由所乘坐的航空公司來決定。這也就要求航司對自己進(jìn)行一個嚴(yán)格、完善的評估，在保證安全的前提下放寬機上設(shè)備的使用政策。當(dāng)然，航司的自我評估也必須在民航局的協(xié)同及監(jiān)督下完成。國家將機上移動設(shè)備的使用“審批權(quán)”下放給各航空公司，從國家層面上已經(jīng)不再嚴(yán)格禁止。這一解禁，不僅對航司也對國內(nèi)很多從事航空互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的民有企業(yè)來說，是一次全新的機會，目前國內(nèi)比較有名的企業(yè)，如世紀(jì)空聯(lián)、多尼卡、飛天聯(lián)合等，相信對他們來說這也是一次改變行業(yè)不盈利現(xiàn)狀的關(guān)鍵契機。而在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代，互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)也變成了企業(yè)、航司之間競爭的一個重要因素。互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)總的來說歸為以下幾點：讓人們的生活更加便捷；增加航司的創(chuàng)造力和活力；全面提升航空在同企業(yè)間的核心競爭力；將是對傳統(tǒng)航空行業(yè)的一次徹底的結(jié)構(gòu)性改造[2]。航空產(chǎn)業(yè)擁有其日益增多的客流量，再加上空地互聯(lián)（AirToGround，ATG）網(wǎng)絡(luò)，機上旅途也將變成人們生活的互聯(lián)網(wǎng)平臺，而不僅只是人們空間位置轉(zhuǎn)移的交通工具。

1航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi發(fā)展現(xiàn)狀

1.1國外發(fā)展現(xiàn)狀。就目前互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)來看，隨著智能手機、平板、電腦等移動設(shè)備的普及，航空互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求也呈增長態(tài)勢。國內(nèi)、國外都在迅速發(fā)展航空領(lǐng)域業(yè)務(wù)。早先，國內(nèi)的一些航司采用ATG系統(tǒng)來支撐機上WiFi環(huán)境，而ATG由于需要在地面搭建基站，這很難保證國際航班在飛經(jīng)大洋上空時能獲取持續(xù)的WiFi信號。而衛(wèi)星通信的主要限制為其帶寬，其業(yè)務(wù)內(nèi)的Ka波段和Ku波段的帶寬也不相同。據(jù)可靠數(shù)據(jù)，Ku的帶寬比Ka窄，在東方航空的60架跨洋國際航線上采用的是Ku頻段，但其實際飛行數(shù)據(jù)以及旅客上網(wǎng)反饋顯示，其帶寬非常低。美國Gogo公司最開始的主要業(yè)務(wù)為以ATG為主要技術(shù)的航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi業(yè)務(wù)，2012年后，Gogo公司開始通過租用國際通信衛(wèi)星（Intelsat）公司和SES公司的衛(wèi)星容量，采用Ku頻段衛(wèi)星提供航空客艙WiFi業(yè)務(wù)。松下航空公司的“eX連接”也采用Ku頻段衛(wèi)星，在提供航空客艙WiFi的同時還附帶了航空客艙電視業(yè)務(wù)。1.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀。國內(nèi)在航空客艙互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)起步較晚，研究也比較少，可檢索出的大多是新聞類的文獻(xiàn)，只研究了航空互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用現(xiàn)狀。2013年7月，中國國際航空公司也在國內(nèi)某條航線上推出了客艙互聯(lián)網(wǎng)機上娛樂服務(wù)，旅客乘坐飛機可以即時與地面溝通，國航也成了中國首家提供該服務(wù)的航空公司。在新聞文獻(xiàn)“空中寬帶無線通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展”上介紹了國際上具有代表性的研究和應(yīng)用項目，以及我國航空互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的發(fā)展情況。由王莉莉等研究了航空互聯(lián)網(wǎng)客艙WiFi系統(tǒng)的無線信號覆蓋問題，總結(jié)了地面基站信號覆蓋、高空平臺通信系統(tǒng)覆蓋和衛(wèi)星中繼信號覆蓋3種無線信號覆蓋模型，并從技術(shù)難度、建設(shè)成本和覆蓋效果等方面分析了3種模型的優(yōu)缺點。之前國內(nèi)有采用過中國衛(wèi)通機載衛(wèi)星來解決航空客艙WiFi的服務(wù)提供方案，中國電信相關(guān)人士早前提出了一種基于正交頻分復(fù)用技術(shù)（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）寬帶無線空對地方式的航空移動通信系統(tǒng)，這種技術(shù)不僅能提供更高的數(shù)據(jù)效率和容量，而且能大大減低運營成本；華為公司的eWBBLTE寬帶無線通信系統(tǒng)基于通用移動通信技術(shù)的長期演進(jìn)（LongTermEvolution，LTE）技術(shù)，由機載移動臺、地面基站和核心網(wǎng)路3部分組成，具有超遠(yuǎn)覆蓋、高速覆蓋的特點，可以滿足大流量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求[2-3]。

2航空客艙WiFi接入技術(shù)

2.1高空上網(wǎng)原理。在2005年，歐洲空中客車的全球首個客艙“無線（WiFi）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”宣布問世，它借助于“全球星”衛(wèi)星通信系統(tǒng)，實現(xiàn)了高空上網(wǎng)。而到了2007年，全球首個基于碼分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）技術(shù)的地空寬帶系統(tǒng)也隨之問世，它借助于在地面搭建基站的方式來覆蓋在高空的航線，從而給飛行中的飛機提供CDMAEVDO無線接入數(shù)據(jù)帶寬，以實現(xiàn)高空上網(wǎng)[3]。發(fā)展到現(xiàn)在，ATG技術(shù)處于瓶頸期，它由于難以給跨洋飛機提供持續(xù)性的無線數(shù)據(jù)寬帶，而衛(wèi)星通信則是當(dāng)前實現(xiàn)高空上網(wǎng)的主流方式。2.2ATG技術(shù)。在ATG誕生之時，3G技術(shù)也已經(jīng)問世，ATG上行和下行寬帶分別可達(dá)到1.8Mbps和3.6Mbps，在當(dāng)時ATG的寬帶是比衛(wèi)星通信要流暢的。ATG主要采用LTE接入技術(shù)，采用定制的無線收發(fā)設(shè)備，電信運營商沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站，向高空進(jìn)行覆蓋，可以為不同高度層航線的飛機提供最高100Mbps以上的無線數(shù)據(jù)帶寬，從而使機艙內(nèi)的乘客可以訪問外部互聯(lián)網(wǎng)[4]。國航的全球首個基于4G技術(shù)的地空寬帶就是采用特定的LTE無線收發(fā)設(shè)備，沿飛行航路或特定空域架設(shè)地面基站向高空進(jìn)行覆蓋，可以為不同高度層航線的飛機提供最高30~60Mbps以上的無線數(shù)據(jù)帶寬。簡單來說，機上用戶通過WiFi來連接ATG設(shè)備向乘客提供無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)；而機艙外，則采用LTE技術(shù)實現(xiàn)地面基站與機載ATG設(shè)備建立數(shù)據(jù)鏈路。通過這樣一種方式，乘客可以成功連接上互聯(lián)網(wǎng)并實現(xiàn)上網(wǎng)服務(wù)。LTE技術(shù)發(fā)展歷程：GSM->GPRS->EDGE->WCDMA->HSDPA/HSUP->HSDPA+HSUP->FDD-LTE/TDD-LTELTE技術(shù)主要分為頻分雙工（FrequencyDivisionDuplexing，F(xiàn)DD）和時分雙工（TimeDivisionDuplexing，TDD），它們的區(qū)別在于物理層，比如幀結(jié)構(gòu)、時分設(shè)計、同步等。FDD的上行數(shù)據(jù)鏈與下行數(shù)據(jù)鏈采用成對的頻段用于收發(fā)，而TDD的上行數(shù)據(jù)鏈和下行數(shù)據(jù)鏈則采用相同的頻段在不同的時隙上收發(fā)數(shù)據(jù)。TDD用時間來分離收發(fā)信道的，在TDD工作模式下運行的通信網(wǎng)絡(luò)，其接收和發(fā)送數(shù)據(jù)都使用同一頻段但時隙不同。與FDD相反，TDD在進(jìn)行非對稱業(yè)務(wù)時的效率會較高。FDD和TDD的區(qū)別如圖1所示。2.3基于衛(wèi)星的互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)。衛(wèi)星通信就是利用衛(wèi)星、飛機、衛(wèi)星地面站三者進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，比起ATG，衛(wèi)星通信的優(yōu)勢就是其通信范圍廣泛，不受地域洋流等位置限制，可實現(xiàn)國際漫游。但是，考慮到國際航班上各個國家的頻率有所不同，所以這也會造成在跨國切換信號時，機上的WiFi信號會出現(xiàn)中斷或延遲的情況。而其缺點在本文上一章也提到過，其帶寬低，傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信只能提供窄帶服務(wù)，通信帶寬僅有864kbps，通常在飛機上僅能提供收發(fā)郵件、網(wǎng)頁瀏覽等簡單上網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)。不過美國的航空公司正在與衛(wèi)星巨擘Inmarsat展開進(jìn)一步的合作，計劃推出全球高速（GX）航空網(wǎng)絡(luò)，將有望實現(xiàn)網(wǎng)速達(dá)50Mbps的寬帶通信。基于衛(wèi)星的機上無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由旅客移動終端、機上無線設(shè)備、機上衛(wèi)星系統(tǒng)、同步衛(wèi)星系統(tǒng)以及衛(wèi)星地面基站和地面服務(wù)器組成，其使用的是現(xiàn)有的同步衛(wèi)星數(shù)據(jù)交互技術(shù)，利用現(xiàn)有在軌Ku/Ka波段衛(wèi)星，建設(shè)可為機載無線網(wǎng)絡(luò)作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的中轉(zhuǎn)站，基于衛(wèi)星的無線網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)，是將成熟的衛(wèi)星通信技術(shù)與無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)按照飛機技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、運行要求以及客戶需求進(jìn)行改裝，而太空空間的同步衛(wèi)星除了可以繼續(xù)使用現(xiàn)有的在軌衛(wèi)星外，還將不斷發(fā)射更為先進(jìn)、支持更大寬帶的吞吐量的衛(wèi)星。就此業(yè)內(nèi)很多人士分析，傳統(tǒng)Ku波段的帶寬低或許不能滿足長久穩(wěn)健的發(fā)展。因而，高通量的Ku和Ka波段將是今后發(fā)展機載WiFi業(yè)務(wù)的主要技術(shù)支撐。相比Ku波段，Ka波段衛(wèi)星通信采用高階調(diào)制技術(shù)，基于Ka波段的衛(wèi)星系統(tǒng)一般使用QPSK，8PSK，16APSK，32APSK等高階調(diào)制技術(shù)，該技術(shù)有高頻利用率以及高傳輸速率的特點。

3結(jié)語

從目前發(fā)展態(tài)勢來看，衛(wèi)星通信已成為主流的航空客艙WiFi接入技術(shù)，不敢說ATG將被完全淘汰，但是其利用率肯定會越來越低。而衛(wèi)星通信的Ka波段從帶寬上看也是優(yōu)于Ku波段的，目前中國上空的中星16號擁有著最大的Ka衛(wèi)星容量，相信在不久的將來，高通量Ka將會滿足中國區(qū)域內(nèi)的民航需求。

作者:謝鷗 單位:成都理工大學(xué)

[參考文獻(xiàn)]

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第7篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

【關(guān)鍵詞】 電網(wǎng) 冰災(zāi) 應(yīng)急通信

1 引言

冰雪災(zāi)害對電網(wǎng)有嚴(yán)重的危害，2005年春節(jié)期問，湖南、湖北以及重慶地區(qū)，由于連續(xù)大范圍的降雨降雪，出現(xiàn)了50年罕見的最為嚴(yán)重的冰災(zāi)，多條供電線路近乎癱瘓，影響生產(chǎn)和生活長達(dá)一個多月；2008年初南方大范圍的冰災(zāi)，全國500kV變電站停運15座，占受災(zāi)區(qū)域500kV變電站總數(shù)的7.54%；220kV變電站停運86座，占受災(zāi)區(qū)域220kV變電站總數(shù)的5.97%；500kV電力線路停運119條，占受災(zāi)區(qū)域的19.01%；220kV電力線路停運343條，占受災(zāi)區(qū)域的9.38%；500kV桿塔倒塌678基，受損285基，占受災(zāi)區(qū)域桿塔總基數(shù)的0.742%；220kV桿塔倒塌1432基，受損586基，占受災(zāi)區(qū)域桿塔總基數(shù)的 0.697%，多條供電線路近乎癱瘓，影響生產(chǎn)和生活長達(dá)一個多月[1]。冰災(zāi)應(yīng)急通信可以通過對溫度、濕度、雨量、覆冰厚度等數(shù)據(jù)的整合分析，采取針對于冰災(zāi)現(xiàn)場環(huán)境的合理高效的通信方式進(jìn)行通信，保障電網(wǎng)安全生產(chǎn)，在關(guān)鍵時刻發(fā)揮著重要作用。

2 應(yīng)急通信的分類

2.1 有線通信方面技術(shù)

整個有線通信技術(shù)包含常規(guī)使用的電話網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)等，這里面的有限公共電信網(wǎng)，它是全國現(xiàn)今分布最為廣泛的關(guān)于信息交換的網(wǎng)絡(luò)，這個有線通信技術(shù)本身具有覆蓋的面積廣泛，在適應(yīng)性方面很強，實際需要的成本低等顯著特點，是在自然災(zāi)害相關(guān)的應(yīng)急中較為常見的一種通信方面的技術(shù)。

2.2 移動通信相關(guān)技術(shù)

移動通信的技術(shù)本身具有個人通信方面的特點，這樣的關(guān)于移動定位技術(shù)就可以提高幫助受災(zāi)獲救方面的可能性。一些方面的移動接入技術(shù)，就可以通過一些相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行快速的恢復(fù)，在災(zāi)害發(fā)生地區(qū)有關(guān)的通信方面，它在這樣的應(yīng)急通信中占據(jù)著重要的位置[2]。

2.3 衛(wèi)星通信方面的技術(shù)

衛(wèi)星通信技術(shù)已然成為現(xiàn)今應(yīng)用最為廣泛的一種應(yīng)急通信方面的技術(shù)，關(guān)于衛(wèi)星通信技術(shù)通常不會受到一些緊急事件方面的影響，而且我們從衛(wèi)星通信技術(shù)方面的通信網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行觀看，其在實際覆蓋的區(qū)域內(nèi)較為廣泛，這樣就可以較好滿足關(guān)于應(yīng)急通信在廣度方面的需求，這其中的衛(wèi)星通信方面的技術(shù)主要的不足就是在實際通信方面的容量是有限的，需要的成本很高。

2.4 專用數(shù)字集群網(wǎng)方面的技術(shù)

這個技術(shù)和衛(wèi)星通信方面的技術(shù)一樣，一些專用數(shù)字集群網(wǎng)技術(shù)實際的通信容量不大。一些專用數(shù)字集群網(wǎng)絡(luò)基本都是獨立進(jìn)行指揮的網(wǎng)絡(luò)，它們擁有其他相關(guān)的應(yīng)急通信技術(shù)本身不會具備的一些優(yōu)勢，比如在實際響應(yīng)的速度方面和群組指揮相關(guān)方面等。

3 應(yīng)急通信指揮車

應(yīng)急指揮車是固定應(yīng)急指揮中心指揮調(diào)度工作的必要延伸和補充，是可移動的分指揮中心，負(fù)責(zé)現(xiàn)場指揮工作，并與應(yīng)急指揮中心保持實時的通信聯(lián)絡(luò)和信息傳遞，具備的功能有調(diào)度通信（VOIP/GSM/CDMA/衛(wèi)星電話）、數(shù)據(jù)采集和傳輸、指揮車之間協(xié)同工作、現(xiàn)場圖像接入和上傳、圖片抓拍、GPS定位、文字交互、文件傳輸、視頻會議等。

應(yīng)急移動通信車配備的車載應(yīng)急通信系統(tǒng)，利用多種通信（有線無線方式并用）方式冗余備份，將視頻會議、數(shù)據(jù)交換、局域網(wǎng)絡(luò)等多種現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行有機整合，能夠?qū)崿F(xiàn)點對多點的視頻、數(shù)據(jù)、語音的實時傳輸，具有靈活機動、性能穩(wěn)定的可靠性能，配置現(xiàn)代化辦公設(shè)施，搭建現(xiàn)場指揮完整的辦公環(huán)境[3]。

4 衛(wèi)星通信

與地面通信相比，衛(wèi)星通信具有通信范圍大、不易受陸地災(zāi)宮影響、建設(shè)速度快、易于實現(xiàn)廣播和多址通信、電路和話務(wù).可靈活調(diào)整等優(yōu)點，可同時傳播語音、數(shù)據(jù)、圖象等數(shù)據(jù)?？山⒕C合通信系統(tǒng)，實現(xiàn)目前固定通信的所有業(yè)務(wù)，特別是移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有移動靈活、建立通信鏈路快捷等優(yōu)點，可以實現(xiàn)重心下移、終端前移，所有這一切使衛(wèi)星通信系統(tǒng)成為應(yīng)急保障通信的主要通信手段。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)的優(yōu)點：衛(wèi)星通信是真正的全球通信，硯蓋面廣、容量巨大，通信基本不受地理環(huán)境和氣候條件的限制；通信質(zhì)量好，可靠性高。鏈路環(huán)節(jié)少，故障率低，通信暢通率高，適于多種業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)率；直接面向用戶，方便、快捷、機動性強，特別適用于用戶分散、稀路由和業(yè)務(wù)量小的專用通信網(wǎng)。因此衛(wèi)星通信系統(tǒng)是構(gòu)建應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的最佳方案[4]。

5 WiMAX

在眾多的無線家族成員中WiMAX 以IEEE 802.16系列寬頻無線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。支持的常用接入距離為7-10千米，最大可達(dá)50千米。此后相繼推出了802.16d和802.16e等一系列標(biāo)準(zhǔn)，重點是增強設(shè)備的互操作性和終端的移動能力[5]。WiMAX技術(shù)具有以下優(yōu)點：

（1）傳輸距離遠(yuǎn)、速度快。WiMAX基站可以提供最高每扇區(qū)75Mbit/s的吞吐量。每個基站的覆蓋范圍最大可達(dá)50km，典型的基站覆蓋范圍為6-10km。

（2）Qos機制完善。為了提高通信服務(wù)質(zhì)量IEEE 802.16對MAC層進(jìn)行了諸多改進(jìn)，引入了TDMA（Time Division Multiple Access，時分多碼）上行/下行協(xié)議，可以對用戶接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能控制，不但改善了系統(tǒng)的時延特性，提高了服務(wù)的可靠性，還可以提供優(yōu)質(zhì)的語音和圖像服務(wù)。

（3）高度的數(shù)據(jù)安全性。WiMAX提供了完善的加密機制，它在介質(zhì)訪問層（MAC）中定義了一個加密子層，支持128位、192位及256位加密系統(tǒng)，通過使用數(shù)字證書的認(rèn)證方式，確保了無線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸?shù)男畔⒌玫酵晟频陌踩Ｗo(hù)。

（4）系統(tǒng)容量的可升級性。新增扇區(qū)簡易、靈活的信道規(guī)劃使容量達(dá)到最大化，并且允許運營商根據(jù)用戶的發(fā)展來逐漸升級擴大網(wǎng)絡(luò)。靈活的信道帶寬規(guī)劃適用于多種頻率分配情況。從單個用戶到數(shù)以百計的用戶，MAC層協(xié)議可以保持高效的分配機制。

6 應(yīng)急通信系統(tǒng)的組成

應(yīng)急通信系統(tǒng)設(shè)計包括應(yīng)急指揮中心、應(yīng)急衛(wèi)星通信車和應(yīng)急會議車。應(yīng)急通信車和會議車構(gòu)建電力應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)的現(xiàn)場指揮中心，通過衛(wèi)星，移動網(wǎng)絡(luò)等方式，與電網(wǎng)應(yīng)急指揮中心組成前方、后方應(yīng)急指揮通信網(wǎng)。結(jié)構(gòu)設(shè)計見圖1。

應(yīng)急通信系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計滿足突發(fā)災(zāi)害地點與調(diào)度應(yīng)急中心的音視頻通訊、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅惩?，由于突發(fā)災(zāi)害極可能同時對公眾通信網(wǎng)絡(luò)造成致命破壞，應(yīng)急通信系統(tǒng)需要專用網(wǎng)絡(luò)（采用衛(wèi)星應(yīng)急通信）；同時在道路不通的山區(qū)，現(xiàn)場不易到達(dá)的情況下，采用WiMAX技術(shù)；另外還必須在任何需要的時候都能做到立即出發(fā)、盡快到達(dá)，能滿足電力調(diào)度應(yīng)急指揮要求，通信、辦公設(shè)備應(yīng)配置到車上；系統(tǒng)架設(shè)要求簡單快捷可靠，尤其是在嚴(yán)重自然災(zāi)害和突發(fā)事件情況下，現(xiàn)場與指揮中心之間和各級指揮中心之間的應(yīng)急通信聯(lián)絡(luò)順暢極為重要，早期黃金時間內(nèi)要使險情報告、搶險指揮、資源緊急調(diào)度能在短時間內(nèi)實現(xiàn)。

三者結(jié)合應(yīng)急通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)視頻會議、辦公網(wǎng)絡(luò)及無線集群的通話功能，可以隨時與現(xiàn)場和重要場所建立通信聯(lián)絡(luò)，獲取突發(fā)事件現(xiàn)場的重要視頻、數(shù)據(jù)和信息，實現(xiàn)對突發(fā)事件的預(yù)防、預(yù)警、處置、恢復(fù)等各環(huán)節(jié)的有效管理，及時了解突發(fā)事件的進(jìn)展和狀態(tài)，保證了及時組織、指揮應(yīng)急處置的效率和能力。

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第8篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

關(guān)鍵詞 衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車；應(yīng)急通信；C波段；KU波段；SCPC；MCPC

中圖分類號：TN927 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）12-0089-02

中國電信上海公司應(yīng)急通信局成立于1993年11月18日，是中國電信上海公司的直屬單位，是中國電信旗下一支執(zhí)行應(yīng)急通信任務(wù)的專業(yè)保障隊伍，是工業(yè)和信息化部定義的一類應(yīng)急通信保障隊伍。上海應(yīng)急通信局擁有4輛C頻段和3輛KU頻段衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播車，這些衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車除了承擔(dān)全國應(yīng)急通信保障、搶險救災(zāi)、應(yīng)對突發(fā)事件等應(yīng)急通信任務(wù)外，還面向社會為國內(nèi)、國際重大體育活動、大型會議活動提供電視直播視頻傳送服務(wù)。

衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播車，是指把衛(wèi)星通信設(shè)備加載在移動車輛上，臨時傳電視信號的設(shè)備。通過衛(wèi)星電視轉(zhuǎn)播車傳送電視信號，受地域環(huán)境限制少，整個鏈路簡單，快捷靈活。

1 衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車相關(guān)技術(shù)

1.1 衛(wèi)星車備份方案

衛(wèi)星車系統(tǒng)設(shè)計一般采用兩種方式，一種是采用完全備份方式，即除衛(wèi)星天線外其它設(shè)備均采用1：1備份方式；另一種方案是易損壞的部分進(jìn)行備份，這種方案成本較低，很多衛(wèi)星車采用這種備份方式。為滿足直播需求，保證可靠性，上海應(yīng)急通信局的衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車采用完全主備方式，上海應(yīng)急通信局自成立以來，沒有一次直播失敗，和采用這種完全備份方案有很大的關(guān)系。

1.2 衛(wèi)星車工作波段和衛(wèi)星天線的選擇

上海應(yīng)急通信局衛(wèi)星車的工作波段是C波段和KU波段。C波段衛(wèi)星車?yán)?.7-4.2GHz下行和5.925-6.425GHz上行，C波段的缺點是受地面無線干擾較多，優(yōu)點是受雨衰的影響小，一般來說，雨衰不超過2DB。

Ku波段是指頻率在12-48GHz的電波。國際電信聯(lián)盟將下行11.7-12.2GHz和上行14-14.5GHZ的頻率范圍優(yōu)先劃分給衛(wèi)星電視廣播專用，KU波段的缺點是受雨衰的影響非常大，一旦下暴雨時，雨衰能達(dá)到十幾甚至二十幾DB，優(yōu)點是受地面無線電干擾小，在相同天線口徑下，KU波段的增益比C波段大得多，上海應(yīng)急通信局的C波段衛(wèi)星車天線都是4.5米，KU波段都是2.4米，但在天氣晴朗的條件下，上行一個同樣的信號，C波段衛(wèi)星車要比KU波段衛(wèi)星車反而要多發(fā)3至5個DB的功率。

從轉(zhuǎn)播安全角度講，使用C波段衛(wèi)星車比KU波段更穩(wěn)定，受雨衰的影響小，很多重大體育活動和大型會議用戶多會選擇用C波段衛(wèi)星車上行，但C波段衛(wèi)星車開通較KU波段衛(wèi)星車復(fù)雜，上行功率較大。

1.3 載波方式

衛(wèi)星車上行傳輸系統(tǒng)的工作方式主要為單路單載波傳輸（SCPC）和多路單載波傳輸（MCPC）方式。單路單載波（SCPC）就是指在一個載波上傳輸?shù)氖且宦沸盘?，多路單載波（MCPC）是指在一個載波上傳輸?shù)氖嵌嗦沸盘枴Ｉ闲袀鬏斚到y(tǒng)的另一個工作方式是多載波工作方式，就是一輛衛(wèi)星車上行傳輸系統(tǒng)同時上行兩個以上載波。

1.4 編碼器

現(xiàn)在衛(wèi)星車上使用的主流編碼器是MPEG-2編碼器和H.264編碼器。

通常MPEG-2編碼器有兩種方式：4：2：2Studio profile 和4：2：0 main Profile。傳輸同一個畫面，4：2：2 Studio profile碼流要比4：2：0 main Profile多，所以可以提供更好的畫面質(zhì)量。大多數(shù)用戶采用同時支持MPEG-2 4：2：0 MP@ML及4：2：2P@ML的編碼器，為防止其他用戶非法采集電視信號，還應(yīng)考慮加密加擾功能，現(xiàn)在主流編碼器均內(nèi)置有BISS或RAS加密加擾功能?，F(xiàn)在國際上使用的主流MPEG-2編碼器有TANDBERG E5740和E5788編碼器。

隨著通信技術(shù)的發(fā)展，H.264編碼器的應(yīng)用也逐漸增多，H.264同以往的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)相比，壓縮率顯著提高，另外在視頻的清晰度上也相應(yīng)增加。H.264編碼標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢主要有以下幾點：1）碼率低：和MPEG-2等壓縮技術(shù)相比，在同等圖像質(zhì)量下，再用H.264技術(shù)壓縮后數(shù)據(jù)量只有MPEG-2的1/2～1/3。顯然，H.264壓縮技術(shù)的采用將大大降低衛(wèi)星的帶寬。2）圖像質(zhì)量高：H.264能提供連續(xù)、通暢的高質(zhì)量圖像。現(xiàn)在上海應(yīng)急通信局使用的H.264編碼器是愛立信CE H.264編碼器。

2 上海應(yīng)急通信局衛(wèi)星車系統(tǒng)

2.1 上海應(yīng)急通信局衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車上行系統(tǒng)

衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車系統(tǒng)上行鏈路由編碼器、上變頻器、高功率放大器、天線等設(shè)備組成，如圖1所示；其中編碼器2臺互為備份，特殊情況下可以通過中頻信號合路器把兩臺編碼器信號合成可以同時上行兩路載波，或者編碼器輸出ASI信號，通過復(fù)用器，再調(diào)制，可以上行MCPC信號；高功率放大器、上變頻器關(guān)鍵點互為備份。上行設(shè)備編碼器、上變頻器和高功放都可以設(shè)置為自動倒換或手動倒換狀態(tài)，任意一臺設(shè)備如果發(fā)生故障都可以迅速切換到另一臺備份設(shè)備，保證轉(zhuǎn)播順利進(jìn)行。上海應(yīng)急通信局衛(wèi)星車編碼器采用TANDBERG E5788編碼調(diào)制一體機，該編碼器為高清編碼器，可以向下兼容標(biāo)清和模擬信號，支持統(tǒng)計復(fù)用和BISS加密功能，碼率在1.5～50Mb/s可調(diào)。如果用戶要求上行H.264信號，可以用愛立信 CE H.264編碼器替代 TANDBERG E5788編碼器。

2.2 上海應(yīng)急通信局衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車下行系統(tǒng)

下行鏈路由LNB、功率分配器、解碼器、頻譜分析儀等組成，如圖2所示，微弱的衛(wèi)星信號通過衛(wèi)星天線、LNB放大，然后通過功率分配器分成若干相同的信號，用兩路接入解碼器解出清晰的視音頻信號，一路信號接入頻譜儀，通過頻譜儀監(jiān)測衛(wèi)星信號的質(zhì)量。

3 衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車的應(yīng)用

隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和綜合國力的增強，通信事業(yè)也得到了飛速發(fā)展，國內(nèi)、國際重大體育活動和大型會議活動有日益增多，衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車的應(yīng)用也越來越廣泛，近年來為2008年北京奧運會、上海世博會開幕式、11年上海世界游泳錦標(biāo)賽、15周年、上海F1汽車大獎賽、中華龍舟大賽、上海國際車展等提供現(xiàn)場電視直播視頻傳送服務(wù)，均圓滿的完成了任務(wù)，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]孫學(xué)康.微波與衛(wèi)星通信[M].北京：人民郵電出版社，2007.

第9篇：衛(wèi)星通信的主要缺點范文

關(guān)鍵詞：北斗衛(wèi)星 水文遙測 通信 應(yīng)用

中圖分類號：P332 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）012-162-02

北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是由中國國內(nèi)自主研發(fā)的用于地面定位的可為全國提供范圍內(nèi)的民用定位和數(shù)據(jù)通信的系統(tǒng)，本系統(tǒng)主要由空間衛(wèi)星，用戶終端，地面站三個部分組成，與居民生活息息相關(guān)，是我國水文遙測建設(shè)中一個不容小覷的環(huán)節(jié)和重要方面。

1 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)介紹

1.1 空間衛(wèi)星

空間衛(wèi)星中的每顆衛(wèi)星的主要載荷都是變頻轉(zhuǎn)發(fā)器和覆蓋在定位通信區(qū)域點的波束天線，這些波束天線通過衛(wèi)星覆蓋在全球方位內(nèi)。此外，值得提到的是，空間衛(wèi)星的組成只需要2顆或者3顆這樣的衛(wèi)星，因為這些衛(wèi)星也是地球同步衛(wèi)星，覆蓋面是十分廣的，每顆衛(wèi)星的波束都定位在太平洋和印度洋的上空中，它們負(fù)責(zé)著地面的中心站和用戶終端之間的中繼聯(lián)系，即為雙向無線電信號的中繼任務(wù)。 所有的衛(wèi)星都安裝了變頻轉(zhuǎn)發(fā)儀和作用強大的波束天線?？臻g衛(wèi)星中兩顆衛(wèi)星就可以覆蓋中國全境。

1.2 用戶終端

北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)的用戶終端還有另外兩個名稱：一個是定位終端；一個是移動終端，之所以取這兩個名字跟該終端的特性是密不可分的。除此之外，該用戶終端一共分為普通型和指揮型，它們能夠?qū)崿F(xiàn)用戶終端與空間衛(wèi)星之間數(shù)據(jù)的處理，用于發(fā)送用戶的業(yè)務(wù)請求，接受用戶數(shù)據(jù)。目前，按照北斗衛(wèi)星測報系統(tǒng)，有很多廠家制定了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的移動終端，具備通用的RS232C數(shù)據(jù)接口，經(jīng)過設(shè)備入網(wǎng)后便可把產(chǎn)品向客戶和用戶推銷及出售，根據(jù)市場實際情況勘測，多數(shù)客戶都已購置了衛(wèi)星終端設(shè)備并辦理了入網(wǎng)手續(xù)，這給人們生活帶來了一定的改善，讓這項技術(shù)的投入與使用走向了居民生活。

1.3 地面站

地面站就是一個中轉(zhuǎn)站，在水文測報里，北斗衛(wèi)星通信就是各個終端之間相互通信的站點，位于北京，專門建設(shè)了一個北京神州天鴻站為人民提供通信服務(wù)以及定位服務(wù)。在人們生活中，通過衛(wèi)星間數(shù)據(jù)的處理傳達(dá)完成所有用戶的數(shù)據(jù)交換工作，對各類業(yè)務(wù)請求和響應(yīng)進(jìn)行處理。并且，計算機交換所有通信內(nèi)容后，還可對第一發(fā)送方和個發(fā)送方進(jìn)行回執(zhí)確認(rèn)通知，另外該中心還負(fù)責(zé)用戶的注冊管理和業(yè)務(wù)開通，可以說，該地面站也與人們的生活有密不可分的聯(lián)系，十分重要。

2 北斗衛(wèi)星通信現(xiàn)狀分析

回顧到上世紀(jì)70年代至今的這些年，水文測報技術(shù)變化和進(jìn)步非?？?，當(dāng)前采用的是先進(jìn)的衛(wèi)星設(shè)備，其他技術(shù)和裝備也改善很大，我國國內(nèi)應(yīng)用的主要是北斗衛(wèi)星和海事衛(wèi)星。中國自改革開放以來的進(jìn)步與成長值得我們關(guān)注，關(guān)于衛(wèi)星通信的應(yīng)用問題也是值得我們追求更大成長和成功的一方面。不過，根據(jù)目前情況來看，雖然衛(wèi)星通信的水文自動測報系統(tǒng)上升很大，肯定還是一并存在著一些問題的，任何東西都有優(yōu)缺點、兩面性，該系統(tǒng)也不例外。例如海事衛(wèi)星方面，它雖然終端小巧，易于操作，具備很高的可靠性，但是高昂的設(shè)備價格以及較長的收集數(shù)據(jù)時間不利于其廣泛的應(yīng)用到實際社會和生活中去。而相對于海事衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星綜合的服務(wù)系統(tǒng)解決了這些問題，在各領(lǐng)域發(fā)揮得更為出色，它快捷方便的信息接收保證了水文測報數(shù)據(jù)收發(fā)成功率的有效提高，但是北斗衛(wèi)星水文測報綜合服務(wù)也同樣還是存在問題的，它的體積相對較大，還沒有小型的產(chǎn)品應(yīng)用。

3 北斗衛(wèi)星的信道容量與工作方式

北斗衛(wèi)星測報站的終端是在后端設(shè)備的指令下工作和完成數(shù)據(jù)報告的發(fā)送的，是在收到后端指令之后直接向衛(wèi)星發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，其中，通過信道編碼和調(diào)制方式為CDMA方式并利用編碼的方法按照水文數(shù)據(jù)信息的整點報時的要求收集全部站點數(shù)據(jù)，可以由此看出北斗衛(wèi)星測報站的信道容量是非常大的。當(dāng)然，針對目前其僅僅存在的少量用戶數(shù)量，信道的擁堵問題暫時不予考慮。另一方面，神州天鴻系統(tǒng)民用服務(wù)中心提供了精確的授時功能，用戶通過該系統(tǒng)的服務(wù)系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星地面站發(fā)送數(shù)據(jù)到用戶中心站接受數(shù)據(jù)只需要幾秒鐘的時間，一般為3-5秒，最長也只要10秒鐘，所以說，該系統(tǒng)的時效是相對非常快的，神州天海系統(tǒng)保證著整個測報系統(tǒng)時鐘的同步，是相當(dāng)重要的一個環(huán)節(jié)。

北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是數(shù)據(jù)報告的方式，具有點對點的雙向數(shù)據(jù)傳輸功能，其主要的工作方式是通過測站終端采用碼多分址直接發(fā)送擴頻序列調(diào)制，周期偽隨機序列發(fā)送L頻率的波段后通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)換為C波段，再被地面的接受站接收并再度經(jīng)過中心站處理后發(fā)到衛(wèi)星，最后經(jīng)S波段發(fā)送到各個終端完成通信。實則就是點對點的運功過程，正反相同。但是，其中測站型終端是鎖定在一個波束上的，而且只能鎖定在一個上面，指揮型終端則與它不同，指揮型終端可以在鎖定一個波束的同時鎖定其他所有的波束。除此之外，還有這另外一種通播方式，就是在任意某個用戶群中將主站終端號碼寫入該群的其他終端設(shè)備映像地址中，當(dāng)中心站通播發(fā)送時該群中所有同一波束的測站都同時受到信息。由上得知，如果通過指揮型終端則可一次在全部波速上發(fā)送和接受回執(zhí)，這個功能目前作為系統(tǒng)的廣播回執(zhí)，有效地通暢了系統(tǒng)并減少了系統(tǒng)中心站的發(fā)送次數(shù)，給北斗衛(wèi)星通信方面帶來了極大的便利。

4 北斗衛(wèi)星通信在水文自動測報系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用

北斗衛(wèi)星通信的水文自動測報系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要由水位，水文數(shù)據(jù)接收中心站，雨量遙測站，神州天鴻中心站和地面中心站構(gòu)成，遙測終端是遙測站的核心。遙測站的最大作用就是采集水情信息，并有利于儲存和控制北斗衛(wèi)星終端的指令接收和信息發(fā)送。我國廣泛的使用該系統(tǒng)，建起了近800個運行測站，并同時保證著系統(tǒng)98%的通暢率，快捷方便地處理信息。水文自動測報系統(tǒng)的工作體制是定時召測和定時自報，以及增量加報，水文自動測報站中北斗衛(wèi)星通信為主信道，各維護(hù)分中心通過主信道以一發(fā)多收的方式對遙測站信息進(jìn)行處理接收，各中心站和分中心站也能同時接受信息，同時由中心站確認(rèn)后發(fā)出定時自報，并經(jīng)遙測站核對后及時采納處理。

拿金沙江的梯級電站水文自動測報應(yīng)用來說吧，該系統(tǒng)中的主信道為北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)，采用定時自報，增量自報和定時召測的工作體制通過145個遙測站和9個維護(hù)中心以及4個中心站一發(fā)多收地接受所管轄的遙測站的信息，又通過中心站的定時自報確認(rèn)和核對信息，針對不同情況進(jìn)行相應(yīng)的處理?？傊?，北斗衛(wèi)星的水文測報系統(tǒng)按照相應(yīng)的流程進(jìn)行著，目前已經(jīng)有了一個完整有序的步驟，相對完善的體系，它在生活中的應(yīng)用大大改善了生活的多方面，意義重大。

隨著科技的不斷發(fā)展，通過信系統(tǒng)的也不短進(jìn)步，北斗衛(wèi)星系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的先進(jìn)新型技術(shù)，安全性也好，更有方便快捷的數(shù)據(jù)化特點，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到我國水情自動測報領(lǐng)域去，是我國水文測報方向的巨大成功以及動力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉堯成，華小軍，韓友平.北斗衛(wèi)星通信在水文測報數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用[J].人民長江，2007（10）.