1、卫星通信发展论文电信传输原理及应用课程论文论文题目：卫星通信发展动态学 院 名 称 ：学 生 姓 名 ：专 业 ：班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：摘 要卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信自1945年发展至今，大大加速了社会信息化的进程。我国卫星的研究和使用始于20世纪70年代初。卫星通信应用主要包括数据传输业务中的应用、移动通信系统中的应用、视频广播业务传输中的应用、电话等交互式业务传输中的应用。随着卫星通信技术的进步和卫星通信能力的提高，卫星通信应用范围愈来愈广泛，服务水平愈来愈提高。在当今地面通信飞速发展的情况下，卫星通信在
2、发展市场中虽然遇到很大的困难和风险，甚至遭受重大挫折，但由于它的不可替代的特点决定了它仍要发展和应用。因此，从全局和长远来看，未来卫星通信的发展前景仍是光明而美好的。我国卫星通信方面的发展目标：管好、用好现有卫星通信系统，积极发展新业务、新市场、新系统并坚持自主建设。【关键词】卫星通信 卫星数据传输 卫星移动通信 卫星视频广播 卫星电话交互 前 言卫星通信是航天技术和通信技术结合的，由计算机控制的先进通信方式。它是在微波通信基础上发展起来的一种特殊形式的微波通信。卫星通信是指利用人造地球卫星作为离地面很高的中继站，在两个或多个地球站之间转发无线电信号，从而实现它们相互之间的信息交换和信息传输的
3、通信方式。它所使用的无线电波频率为微波频段(300MHz300GHz)。可以认为卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波接力通向太空的延伸。卫星通信是空间通信的一种形式，它主要包括卫星固定通信、卫星移动通信和卫星直接广播三大领域。由于卫星通信具有覆盖面大、频带宽、容量大、适用于多种业务、性能稳定可靠、机动灵活、不受地理条件限制、成本与通信距离无关等优点。多年来，它在国际通信、国内通信、军事通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用。下面我们就从卫星通信的发展简史、应用、趋势等方面对卫星通信进行概括和综述。第一章 卫星通信发展简史1945年1O月，英国科学家阿瑟克拉克发表文章，提出利用同
4、步卫星进行全球无线电通信的科学设想。20年后这一设想才变成了现实。通过不断研究和试验，1964年8月美国发射的第三颗“新康姆”卫星定位于东经155的赤道上空，通过它成功地进行了电话、电视和传真的传输试验，并于1964 年秋用它向美国转播了在日本东京举行的奥林匹克运动会实况。至此，卫星通信的早期试验阶段基本结束。20世纪60年代中期，卫星通信进入实用阶段。1965年4月，西方国家财团组成的“国际卫星通信组织”将第1代“国际通信卫星”(IN-TELSAT-I，简记IS-I，原名晨鸟)射入西经35w 的大西洋上空的静止同步轨道，正式承担欧美大陆之间商业通信和国际通信业务。两周后，原苏联也成功地发射了
5、第一颗非同步通信卫星“闪电-1”进入倾角为65、远地点为40000km、近地点为500km的准同步轨道(运行周期12h)，对其北方、西伯利亚、中亚地区提供电视、广播、传真和一些电话业务。这标志着卫星通信开始了国际通信业务。20世纪7O年代初期，卫星通信进入国内通信。1972年，加拿大首次发射了国内通信卫星“ANIK”，率先开展了国内卫星通信业务，获得了明显的规模经济效益。地球站开始采用21m、18m、10m等较小口径天线，用几百瓦级行波管发射级、常温参量放大器接收机等使地球站向小型化迈进，成本也大为下降。此间还出现了海事卫星通信系统，通过大型岸上地球站转接，为海运船只提供通信服务。20世纪80
6、年代，VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口径终端)卫星通信系统问世，卫星通信进入突破性的发展阶段。VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的固态化、智能化的小型无人值守地球站。VSAT技术的发展，为大量专业卫星通信网的发展创造了条件，开拓了卫星通信应用发展的新局面。20世纪90年代，中、低轨道移动卫星通信的出现和发展开辟了全球个人通信的新纪元，大大加速了社会信息化的进程。我国卫星的研究和使用始于20世纪70年代初。1972年我国租用国际第4代卫星(IS-IV)，引进国外设备，在北京和上海建立了4座大型地球站，首次开展了商业性的国际卫星通信业务。1984年4月
7、8日，我国成功地发射了第一颗试验通信卫星(STW-1)，它定点于东经125。赤道上空。1988年3月7日和12月22日，我国又相继成功发射了2颗经过改进的实用通信卫星，分别定点于东经87.5、110.50赤道上空。1990年2月4日，我国成功地发射了第5颗卫星，定点于东经98赤道上空，同年春又将亚洲一号卫星(24个转发器)送入了预定轨道。1997年5月12日，中国成功发射了第3代通信卫星“东方红三号(DFH-3)”卫星，主要用于电视传输、电话、电报、传真、广播和数据传输等业务4。目前，全国已有近400个市、县通过卫星可与180多个国家和地区进行远地通信。每个省级电视台都有12套卫星电视节目。今
8、后还将发射具有更多转发器的卫星，以使我国卫星通信的水平进入一个新的阶段。第二章 卫星通信应用第一节 数据传输业务中的应用国外早期兴起的VSAT系统，主要用于在主站与各远端小站之间的数据通信。具体应用有两个方面：一是跨国公司或行业的专用数据网、用于总部与各连锁店（分支机构）之间的数据通信；二是分级管理的计算机网，用于主机与各分机（或个人计算机）之间的数据通信。VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的固态化、智能化的小型无人值守地球站，一般C频段VSAT站的天线口径越3m，Ku频段的天线口径为1.8m、1.2m或更小，可以把这种小站建在楼顶上或就近的地方而直接为用户服务。VSAT技术的发展，为大量
9、专业卫星通信网的发展创造了条件，开创了卫星通信应用发展的新局面。卫星系统还非常适合为不同地域的大计算机系统或计算机局域网之间提供互联链路，其数据传输速率一般为N*64kbit/s。第二节 移动通信系统中的应用进入20实际90年代以来，在通信、电子、航天等高技术发展的推动下，移动卫星通信的发展十分迅速。除INMARSAT系统以外，目前有几个系统以提供商用或近期即可提供商用。这些系统可分为三类：第一类是地轨道移动卫星通信系统，如美国Motorola公司提出的“铱”系统和美国Loral Qualcomm公司提出的“全球星”系统；第二类是中轨道移动卫星通信系统，如全球个人卫星通信公司提出的国际个人卫星
10、通信系统；第三类是静止轨道移动卫星通信系统，如加拿大TMI与美国AMSC合作开发的北美MSAT系统以及亚洲蜂窝系统。其中，中、低轨道移动卫星通信时延小，易于实现手机通信，可实现全球覆盖，但需要十几颗，几十颗，甚至数百颗卫星，故投资较大，主要用于全球移动卫星通信。目前典型的商用卫星通信系统有：静止轨道卫星通信系统、INMARST系统、中轨卫星移动通信系统ICO系统（国际海事卫星通信组织）、低轨卫星移动通信系统Iridium系统（美国Motorol公司）、GlobalStar系统（美国Loral和Qualcomm公司）。第三节 视频广播业务传输中的应用目前，世界上运行的GEO卫星转发器中，有三分之
11、二用于电视和视频广播。利用卫星广播系统传送数字化的视频信号的方式有以下3种形式。一是点对多点的TV节目分配：数字视频信号从演播室通过卫星系统传送到地区广播站或地区电缆TV系统接收站，从而完成节目的分配。通常所传送的信号是宽带的多路数据流。二是点到点的传输：用于数字视频信号从实况直播现场到演播室，或从一个演播室到另一个演播室的卫星传输。三是点对多点的直接到户广播方式：在卫星直播系统中，家庭用户接收机用0.5m左右的天线，可接受58路视频信号。此外，远程教育系统是交互式视频广播系统的重要分支。我国卫星广播电视节目是集体接受，卫星转发的电视节目通过上千个以城市为单位的有线电视台接受，再经由电缆或微波
12、进入家庭，在C频段中这种卫星电视接受的天线口径一般需要3m6m，在Ku频段接收天线科技需要2.4m4.2m，宾馆、饭店和有线电视网覆盖不到的地区可采用2.4m4.2m（C频段）或1.5m2.4m（Ku频段）天线集体接收入户。边远山区的个体用户也可用1.5m3m（C频段）或0.8m1.2m（Ku频段）天线接收。随着技术进步，全球正掀起一场卫星电视革命，主要是采用直播卫星电视和数字化频带压缩技术。例如：用户采用0.45m直径电线直接接收卫星转发的电视节目，一套电视节目只需占用卫星转发器贷款7MHZ，节省了转发器带宽和转播费用。第四节 电话等交互式业务传输中的应用电话业务是卫星通信系统支持的重要业务
13、之一，但与地面光缆支持的PSTN电话网相比较，其经济性是问题的关键。卫星信道容量小、成本高，只有在地面网无法覆盖（或建立相应的地面投资极高二效益甚低）的乡村地区的用户才使用卫星电话。GEO卫星离地面高，信号传输延时长（约250ms）。如果系统用来支持电话业务，会晤双方会有脱离接触的感觉。另外，卫星通信系统长的传播延时还会带来回波干扰的问题。随着用户对多种业务需要的增长，要求卫星通信系统具有支持宽带多媒体业务的能力，包括：具有支持高数据传输速率的能力（155Mbit/s，甚至更高）；具有多路电话信道；支持电视会议和可视电话业务；能传输高分辨率彩色图像；在Internet环境下，提供语音/数据/视
14、频综合业务。第三章 卫星通信的发展趋势及我国卫星通信的发展目标第一节 卫星通信的发展趋势随着卫星通信技术的进步和卫星通信能力的提高，卫星通信应用范围愈来愈广泛，服务水平愈来愈提高。在当今地面通信飞速发展的情况下，卫星通信在发展市场中虽然遇到很大的困难和风险，甚至遭受重大挫折，但由于它的不可替代的特点决定了它仍要发展和应用。因此，从全局和长远来看，未来卫星通信的发展前景仍是光明而美好的。地面电信网通常由交换网、传输网和接入网组成，现代卫星通信技术都可实现上述功能。技术上卫星通信系统已能做到不依赖地面电信网独立成网，直接向公众提供各种通信服务。这对有通信需求但无地面通信设施或建立地面通信设施不经济
15、的地区有重要意义。这些地区是发展卫星通信业务的主要市场。随着卫星固定通信业务和卫星直接广播业务用户终端进一步小型化和可移动性，与卫星移动通信业务用户终端的区别将减小；同样，随着卫星直接广播业务由单向电视和声音广播向双向多媒体通信业务发展，卫星直接广播业务与卫星固定通信业务的区别也将减小；此外，这三种业务都在往宽带多媒体通信业务发展。这三种业务同一性增加、互异性减小的趋势，体现了这三种业务正在往融合方向发展，这种发展将更妤地适应人们进行各种活动的需要。各种卫星通信网与多种地面业务传输网将进一步互连互通,成为地面业务传输网不可缺少的补充和延伸，并与地面通信网一起联合组成全球无缝隙覆盖的海陆空立体通
16、信网。地面电信网、计算机网和有线电视网将继续往三网融合方向发展。自然，作为地面三网补充和延伸的卫星通信网也参与了融合。其步骤是不同性能和用途的卫星通信网先分别接入各种地面通信网发挥它们的作用，然后随着地面三网融合很自然地成为四网融合。宽带多媒体卫星通信将会有重大发展，将成为地面信息高速公路的一个重要组成部分。它将为正在到来的信息化社会提供各种服务。卫星移动通信业务将会由小到大逐渐发展起来，将成为个人通信业务一个不可缺少的组成部分。在第二代地面移动通信业务基础上发展起来的第三代移动通信业务将包含卫星移动通信业务。第三代移动通信业务的开通和进一步发展将使人们进入真正的个人通信时代。第二节 我国卫星
17、通信的发展目标在卫星固定通信方面：管好、用好现有卫星通信系统，积极发展新业务、新市场、新系统；自主建设并运营以VSAT设备为主体覆盖全国的卫星公用通信网；大力发展国产卫星和地球站，逐步提高国产设备市场占有率；自主建设并运营星上处理的新一代区域性卫星宽带通信系统；2010年前适时发射国产星上处理卫星，初步建成新一代宽带卫星通信系统。在卫星移动通信方面：管好、用好现有卫星移动通信系统，大力开发新业务、新市场；自主建设并运营手持式用户终端为主的区域性卫星移动通信系统，2010年前适时发射首颗试验卫星，初步建成区域性卫星移动通信系统；积极参与国际性组织的全球覆盖卫星通信系统规划、设计、建设和经营活动。
18、在卫星视频广播方面：利用现有”亚洲之星”，开通和发展L频段声音直播业务；利用现有通信卫星，继续发展Ku频段DTH电视直播业务；自主建设并运营我国的L频段国内卫星数字声音直播系统；自主建设并运营我国的KuBSS频段国内广播电视卫星数字直播系统，发展以我为主的用户终端，2010年国产用户终端设备成为主导产品；做好直播卫星广播业务全面推广应用工作，争取2010年拥有3000页甩户。构建全球无缝覆盖天地一体化综合信息网：卫星通信具有覆盖面大、无缝隙覆盖、与地形和距离不敏感等特点，决定了它成为全球无缝覆盖综合信息网不可缺少的组成部分；地面通信网只有与卫星通信网联合起来，才能有效地形成全球无缝隙覆盖的海、
19、陆、空立体服务区。我国区域与全球其它区域建设和改造同步；卫星通信与地面通信建设和改造同步；预计2020年全网初具规模并发挥效益。天基综合信息网：天基综合信息网在一定意义上可看作卫星通信网的扩展和延伸。它本身还包含卫星通信系统和属卫星通信范畴的跟踪和数据中继卫星系统。在天基综合信息网的建设上，2010年前突破网络体系的关键技术，发射2颗跟踪和数据中继卫星，初步建立空间数据传输系统，为某些应用卫星提供试验性服务；2015年前发射改进型跟踪和数据中继卫星，提高空间数据传输系统性能；2020年初步建成天基综合信息网，为各种应用卫星和载人飞船等航天器提供长期稳定运行的天地一体化信息应用网络体系。结 论本
20、文综述了卫星通信的发展动态，并在此基础上，阐述了我国卫星通信的发展目标，可以预见，21世纪的卫星通信将获得重大发展，尤其是世界上新技术，如光开关、光信息处理、智能化星上网控、超导、新的发射工具和新的轨道技术的实现，将使卫星通信产生革命性的变化，卫星通信将对我国的国民经济发展，对产业信息化产生巨大的促进作用。参考文献1胡庆，田增山，姚玉坤电信传输原理及应用M北京：人民邮电出版社，20092王秉钧，王少勇，田宝玉等现代卫星通信系统M北京：电子工业出版社，20043郭庆，王振永，顾学迈等卫星通信系统M北京：电子工业出版社，20104张更新，李罡，于永全球星系统概况 J数字通信世界，2007，（12）：82-855赛迪顾问股份有限公司全球卫星通信发展状况 J数字通信世界，2005，（8）：44-46
