卫星通信的主要缺点

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卫星通信的主要缺点范文第1篇

 

1引言

 

自1965年美国发射第一颗商用通信卫星以来，卫星通信技术及其应用取得了令人瞩目的巨大成就。它实现了覆盖全球丰富多彩的通信服务，不仅在军事中发挥了关键性作用，也对人类的生产、生活方式产生了巨大影响。与微波中继通信及其他通信方式相比，卫星通信主要具有以下特点。

 

通信覆盖区域大，通信距离远：地球同步轨道(GEO)卫星距地面高度35 860 km，只需一个卫星中继转发，就能实现1万多公里的远距离通信;每一颗卫星可覆盖全球表面的42.4%，用3颗GEO卫星就可以覆盖除两极纬度76°以上地区以外的全球表面及临地空间;

 

可将其广播性与各种多址连接技术相结合构成庞大的通信网：在一颗卫星所覆盖的区域内，不必依赖显式的交换，只需利用卫星中继传输和多址/复用技术就能构成拥有许多地面用户的大型通信网。

 

机动灵活：卫星通信的建立不受地理条件的限制，无论是大城市还是边远山区、岛屿，随地可建;通信终端也可由飞机、汽车、舰船搭载，甚至个人随身携带;建站迅速，组网灵活。

 

通信频带宽、通信容量大：卫星通信信道处于微波频率范围，频率资源相当丰富，并可不断发展。

 

信道质量好、传输性能稳定：卫星通信链路一般都是自由空间传播的视距通信，传输损耗很稳定而可准确预算，多径效应一般都可忽略不计，除非是采用很低增益天线的移动通信或个人通信终端。

 

通信设备的成本不随通信距离增加而增加，因而特别适于远距离以及人类活动稀少地区的通信。卫星通信也存在一些缺点和一些应该而且可以逐步改进的方面主要有卫星发射和星上通信载荷的成本高;卫星链路传输衰减很大;卫星链路传输时延大。

 

基于卫星通信的特点及其重要作用，本文将从卫星通信的可用频率资源、卫星平台、主要关键技术、典型的卫星通信系统、卫星通信应用和产业化发展等方面进行介绍，综述发展现状，展望发展前景。

 

2通信卫星平台与信道资源的发展

 

2.1卫星通信的频率资源

 

早期GEO卫星转发器主要是C和Ku频段，各有500 MHz带宽，其上行分别位于6 GHz、14 GHz附近，下行分别位于4 GHz、12 GHz附近;每个转发器的带宽有33 MHz、36 MHz、54 MHz等;Ku后来扩展到800 MHz。采用天线正交极化、多波束卫星天线、低轨道卫星群等技术，可使上述频率重复使用许多次，可用频率资源扩大许多倍。此外采用空间激光通信技术扩展信道资源，特别是星际激光通信链路，其容量可与光纤通信相比拟，而抗干扰抗截获能力更强。

 

2.2通信卫星平台的发展

 

卫星平台技术是推动卫星通信应用和增强市场竞争力的重要因素。目前，世界上最大的通信卫星平台重达7吨、太阳能电池功率达30 kW。

 

3卫星通信相关技术及其发展现状与前景

 

3.1调制解调技术

 

卫星通信中最常用的调制方式是QPSK、OQPSK和π/4DQPSK等，近年来，高速数据传输的需求与转发器资源紧缺推动了8PSK、16APSK、16QAM等高阶调制方式的研究与应用。其中APSK调制因其星座中所含幅度和相位信息是变量可分离的，可以采用简单的预失真法进行幅度非线性矫正而不影响相位特性，使之在透明转发这种高阶调制信号时的功率效率不明显降低。因此，APSK调制在卫星电视广播中得到应用，在卫星宽带移动通信中也有很好的应用前景。

 

3.2扩频通信技术

 

卫星通信信道开放性的特点带来的隐蔽性差、抗干扰能力弱等缺点，可采用扩频技术克服，因此扩频通信主要用于隐蔽通信和抗干扰军事通信。扩频主要有直接序列扩频、跳变频率、跳变时间和线性调频等4种基本工作方式。

 

3.3多址和复用技术

 

所谓多址(multiple access)是指某个站从它接收到的多路信号中区分各路信号来自哪个站点，并根据需要选择其中一路或几路进行接收处理;也可以是某一站以某种信道复用方式广播地发送多路信号，让其他各站能按需选择其中一路或几路信号进行接收处理。所谓复用即多路复用，是指多个数据流的数字调制信号共享一条信道进行传输时的信道共享方法。

 

3.4星上信号处理和交换技术

 

3.4.1星上信号处理

 

早期基于GEO卫星的通信都是采用透明转发器实现中继传输，这样提供的信道资源应用灵活性最大，转发器可以分频带出租给各个用户随意应用。

 

3.4.2星上交换

 

OBP最重要的作用在于支持星上交换。再生式OBP可在星上获得各路信号所传输的数据流，因此能支持任何方式的交换，如ATM交换、IP交换或程控电路交换等。若在星上实现了IP交换，则卫星网与地面因特网的互联就变得非常简单而方便。

 

3.5空间激光通信技术

 

空间激光通信技术是指用激光束作为信息载体在自由空间进行通信，既可作为卫星间的高速传输链路，也可作为卫星与地面站之间的通信链路。不过后者可传输的信息速率不太高，而且当存在较浓的云雾或降雨时无法通信。携带信息的电信号调制到光束上发送，通信的双端通过初定位和调整再经过光束的捕获、瞄准和跟踪建立起光链路进行信息传输。

 

4卫星通信的前景展望

 

有线电信网、计算机局域网和有线电视网已实现三网融合并入骨干网，地面移动通信蜂窝网通过其无线核心网与骨干网互联，卫星通信网也应该是通过其无线核心网与骨干网互联。随着卫星通信的IP化，各种不同性质和不同业务的卫星通信终端，都将变成类似的因特网接入设备，可见IP化确实是大势所趋。但是此处IP化不等于卫星通信网内部的传输与交换全部IP化，保留部分特别的传输和交换方式，有利于发挥卫星通信的特点而获得更高的卫星资源利用率和达到更高的业务质量。由于基于Ka频段的LEO卫星群蜂窝网的发展，不仅使可用频率资源和通信容量大幅度增长，而且使用户终端的成本大大降低，卫星通信无缝覆盖的优势凸现，在国际民用通信市场中确实可以占据一个不小比例。但是我国的情况略有不同。由于基于4G的地面蜂窝网在我国民用通信市场中占有比例明显高于国外大多数国家，而卫星通信接入因特网的竞争力还远不如4G，目前卫星通信可实现的可用频率资源的地域覆盖密度，比4G的覆盖密度低几个数量级。

卫星通信的主要缺点范文第2篇

[关键词]应急通信 卫星通信 集群通信 短波通信 微波通信

[中图分类号]TM73[文献标识码]A[文章编号]1007-9416(2010)03-0102-02

近年来,在世界各地,出现过多次不同种类的紧急事件,如“911”事件、“5・12”汶川大地震、印度洋海啸及伦敦地铁爆炸等,既考验了各国政府的应急响应能力,也考验了通信网络的应急通信保障能力。从这些事件中,各国逐步意识到必须具有很完善的应急通信体系,才能在发生重大事件时,保障政府、企业和个人之间的通信,提高各级政府处置突发公共事件的能力,减少人民生命和财产的损失。

1 应急通信的特点分析

应急通信是指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时,综合利用各种通信资源,保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法,是一种具有暂时性的特殊通信机制。应急通信应具有随机性、不确定性、紧急性、灵活性、安全性等特点。

1.1 应急通信的时间、地点不确定

大多数紧急事件都是突发的,时间、地点不可预知或者只可在有限时间内预知但是来不及做准备,这就要求必须有技术上的措施可以建立临时的通信网络来实现应急通信。

1.2 应急通信的容量需求不确

紧急事件发生期间,即使通信网络完好,可肯能因为局部出现的大通信流量会造成网络拥塞瘫痪。如“911”事件发生后,在纽约移动电话的拨打量平均增加了400%。

1.3 应急通信的时效性要求很高

及时的通信保障是实施救援、有效指挥和提高应急处理能力的先决条件,同时应急通信发生的地点多数没有可用的网络,而且多数情况下地形复杂多变,这就需要在较短时间内建设起灵活易用的通信网络。

2 四种常见的应急通信手段的优缺点

目前主要的应急通信手段主要有卫星通信、集群移动通信、短波无线电通信、微波接力通信方式。这四种方式都具有采用无线通信方式、机动性好、通信设备开通巡视等特点,非常适合在紧急情况下的应急通信保障。

2.1 卫星通信

卫星通信不受一般紧急事件的影响,具有覆盖面大、无缝隙覆盖、在卫星覆盖区域内无通信盲区、与地形和距离不敏感、不受地理环境、气候条件和时间限制等优势,能够覆盖到大范围没有地面通信网络覆盖的地域,是组成无缝隙覆盖信息网不可缺少的组成部分,非常适合应急通信广度的需求。缺点是卫星通信容量有限,使用成本高。

2.2 集群移动通信系统

集群通信是多个用户共用一组无线电信道的专用移动通信系统的技术,群组内用户共享前向信道,支持群组呼叫,它采用PTT 方式,呼叫接续快,被叫不需摘机,适合调度类业务和专用系统。其基本系统可为单基地台或多基地台,基本结构可分为单交换中心的单基地台网络结构和单交换中心的多基地台网络结构,组网方式便捷、灵活,非常适用于应急现场指挥专网应用。缺点是其覆盖范围有限。

2.3短波无线电通信

短波通信具有通信距离远、抗毁能力和自主通信能力强、运行成本低等特点,采用地波传播和电离层传播,能满足中、长距离的通信要求。同时短波电台实现了数字化和小型化,体积小、重量轻,便于机动。缺点是频率资源有限、受地形、地物、天气影响较大,同时通信质量很难得到保障。

2.4微波接力通信

微波接力通信具有通信容量大、通信质量稳定、可跨越高山、水域快速组建链路、抗灾害性强、能够提供多种业务等优点。但是微波接力通信绕射能力差,微波接力站站与站之间必须直视,频率较高在自由空间传输损耗较大等缺点。

四种通信系统都具有各自的缺点和优点,为了保障应急通信系统的建立,应该结合各通信系统的特点来组织实施。

3 四种应急通信系统组织运用方法

根据四种通信系统的优缺点可以看到,卫星通信适合远距离通信保障,但由于数量有限,可主要作为应急抢险救援指挥部门与上级部门或重要的抢险救援分队的应急通信保障手段;集群移动通信系统具有很强的调度功能,但覆盖范围有限,可作为一定区域内抢险救援部门的调度通信手段;短波无线电台通信距离远,设备简单,可作为抢险指挥部门对外界联系的最主要的通信手段;微波接力通信通信容量大、可快速组网,因此可以作为干线网络来连接固定各区域的其它通信系统,基本组织结构如图1。

3.1 采用卫星通信保障抢险救援指挥部与上级指挥机关或重点救援分队之间的通信联系

卫星通信由于终端设备较贵,通信费用高,在发生重大灾害或突发事件时,不可能保证每个部门或个人都能通过卫星电话来通信联络,应该优先保障指挥部门的指挥与决策。同时,宽带卫星通信系统可以传输大容量的视频信号,也可以在第一时间把时间事发当地的情况的图文、视频资料传送出去,为决策层提供最直接的情报。

3.2 采用集群通信保障抢险救援指挥部门对下级各个救援分队之间的调度指挥

救援行动的顺利实施,必须要有高效的指挥调度系统,可以开设集群基站来提高调度通信能力。如“5.12”地震中,重灾区重庆梁平县,重庆铁通公司利用数字集群的应急联动功能,展开应急抢险工作。在4小时内完成了通信基站架设、长途链路和终端调试、开通等工作,并将集群手机分发到梁平县医院应急医疗救助中心以及梁平移动分公司应急通信中心等单位,保障了在梁平县范围内有效的通信指挥。同时集群通信网还可以通过微波接力通信系统来实现多基站联网,扩大通信调度范围。

3.3 短波无线电台是保障指挥部与外界的通信联络的最主要通信手段

目前国内卫星通信系统相对薄弱,在救灾抢险过程中,不可能保证全部通信联络都采用卫星通信系统。在远距离通信方式中,短波无线电台是最经济,开通最简单的手段,各类设备兼容性也比较好,不同厂家,不同型号电台都可以进行通信。同时各地还有大量的无线电爱好者存在,可以在紧急情况下征用私人电台,来满足通信需求。因此,当灾害或重大事件发生后第一时间开设短波无线电台通信联络,可以保障整个救援地域与外界的联系。

3.4 采用微波接力设备恢复固定通信网线路

当重大灾害或事件发生后,可能造成两种情况:一是光缆受损,事件发生地与外界通信中断,这时再铺设光缆或抢修时间很长,可通过架设微波中继设备来替代受损光缆,使内部为受损的移动通信网和固定通信网与外界移动通信网或固定通信网相连;二是设备为毁坏但是由于业务务量激增,造成通信网络瘫痪,可采用微波接力设备扩大干线通信容量。同时还可以把受灾区域内的其它通信系统通过微波通信网相连,来组成综合的通信保障平台。

适合应急通信的手段较多,如何充分运用各种通信手段,不仅仅是在技术上实现的问题,更重要的是在平时要有完善的应急预案和充分训练演练,才能真正到突发灾害事件发生时,顺利的保障政府和人民群众的通信需求。

[参考文献]

[1] 应急无线通信体系架构浅析.王太军,李旭光,何华锋.民营科技,2008(11).

卫星通信的主要缺点范文第3篇

关键词 雨衰；Ku波段；卫星通信；通信质量

中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）24-0063-01

使用Ku频段进行卫星通信可以在发挥卫星通信覆盖区域广，机动性强等优势的基础上增强通信信号的功率，降低地面微波对通信信号的影响。但是Ku频段无线通信的一个重要缺点是该频段信号在穿越密集雨区时会受到严重的干扰，即会出现雨衰现象，使得通信可靠性与有效性大大降低。为增强Ku波段的卫星通信质量就必须对雨衰问题进行研究，并根据雨衰的成因和特点制定适当的抗雨衰措施，降低雨衰对通信信号的影响。

1 雨衰的形成机理及其对Ku频段卫星通信的影响

1.1 雨衰的形成机理

Ku频段无线信号穿越雨区时，密集的雨滴会吸收一部分无线信号的能量，还会对无线信号产生散射，散射后的无线信号进而会导致大面积的无线电干扰，使得无线电波出现去极化效应，这一现象即为雨衰。

Ku频段信号在穿越雨区中的衰减具有非选择性和缓慢的时变特性，雨衰由雨滴直径与无线信号的波长的比值决定，当无线信号波长大于雨滴直径时，雨衰主要体现为散射，当无线信号波长小于雨滴直径时，雨衰主要体现为吸收损耗。无论雨衰体现为哪种特性，都会影响无线信号在传播方向的传输特性。

理论分析和实践研究表明，在Ku波段的无线信号穿越中雨以上的降雨区域时所出现的衰耗会非常明显，当穿越长度为10 km时，衰耗可达2dB。当降雨区域为暴雨时，Ku波段无线信号的雨衰可达10dB，降雨强度与雨衰幅度成正比关系。

1.2 去极化现象

降雨除会对Ku波段信号产生衰减外，还会使得信号出现去极化现象，若无线信号为单极化传输系统，该现象的影响并不明显，但是对于采用正交极化复用的双极化传输系统而言，该现象会大大增强正交极化信号间的相互干扰。

相关资料表明，Ku波段无线信号穿越暴雨区（雨区高度为2 km）时所出现的微分衰减可达2dB，正交极化系统受其影响会出现极化隔离度降低等情况，进而使得信号间出现极化误差，干扰增加。

2 抗雨衰相关措施分析

2.1 增大链路备余量

预留一定的备余量是无线通信系统链路设计中的一种常见方法，Ku频段的卫星通信链路中的预留备余量通常为6dB左右。对于降雨较少区域，该余量完全能够满足抗雨衰要求，但是在某些降雨较多区域，则无法完全依靠该方法实现卫星通信的抗雨衰。增大余量的最大不足之处在于会占用过多的卫星通信资源，且在无降雨时会出现资源的浪费。

2.2 功率控制

依照通信系统特性为Ku频段卫星通信系统配置上行链路自适应功率控制或自动功率控制等功能可以有效降低雨衰对卫星通信系统带来的影响。

自适应的上行链路功率控制实现原理为：地球站对卫星信号强度进行监测，并根据监测结果计算出通信链路中的降雨损耗，依照该计算结果对地球站的发射功率进行动态调整，从而达到雨衰补偿的目的。该方法不仅能够提升系统的通信容量，还能够有效提升卫星通信信号的可靠性。具体的，上行功率控制又可以分为开环和闭环两种。开环功率控制是利用地面站所接收到的Ku频段无线信号的电平变化量来对下行链路的雨衰值进行测量，进而控制上行发送信号的衰减值，实现上行功率控制。该功率控制方法实现简单，但是控制精度有限。闭环功率控制是地面站接收到Ku频段无线信号后将该信号与参考信道信号的S/N的值进行比较，然后实现上行发送信号的功率控制。该功率控制方法控制精度较高，但是实现成本也比较高。

自动功率控制的实现原理为：以卫星通信的网管系统为参考基准，对地球站的接收电平值进行实时测量，并将测量值与参考点评进行比较，然后将比较结果返回给地球站，控制地球站更改发送信号的输出功率。这种方法不仅能够有效提升卫星通信系统的稳定性和可靠性，还能够在一定程度上节约无线资源，是一种高效的抗雨衰方式。

2.3 信道编码与传输速率控制

对信号进行编码能够有效降低无线信号在高衰减信道中的传输误码率。降低编码率还能够提升编码增益，但是编码率的降低是有一定限度的，超出该限度，即便再降低编码率也不会使得卫星系统出现大幅度的增益改善，反而会使得系统容量减小，影响通信效果和数据传输速率。传输速率自适应控制也是一类有效的抗雨衰措施，降低传输速率可等效为提升信道容量，实现Ku频段信号的抗雨衰。但是该方法同样存在一定的适用范围，不能无限制增强抗雨衰效果。

2.4 空间分集技术

空间分集技术是近几十年来所提出的一类重点技术，该技术的实现原理为相隔一定距离部署多个地球站，这些地球站既可以对信号进行单链路接收也可以进行分集接收，在雨衰较为严重时采用分集接收可有效提升卫星通信系统的抗雨衰效果。需要说明的是，该技术的实现成本较高，需要较为复杂的网络控制技术。

2.5 极化方式与天线选择

由于Ku波段信号穿越雨区时会出现去极化现象，故为提升卫星通信系统的抗雨衰性能，还可以从信号极化方式和接收天线选择方向进行考虑。理论分析可知，随着雨滴体积的增大，雨滴对水平极化波的衰减更大，故对于通信频段高于10GHz的无线信号而言，可以通过垂直极化的方式获得更好的抗雨衰性能。同时，接收天线的增益与其口径大小之间也存在着一定的联系，即大口径的接收天线可以获得更高的接收增益，在雨衰较为严重的地区可以通过适当增大接收天线口径的方式提升Ku波段通信链路的抗雨衰性能。

3 总结

Ku波段为我国卫星通信所采用的主要频段之一，但是该频段通信信号易受到降雨的影响出现衰减，甚至会造成通信中断。本文上行站、信道传输以及下行站等三个方面对Ku波段卫星通信的抗雨衰补偿措施进行了分析，综合应用上述措施可以有效提升卫星通信的通信质量和传输可靠性。

参考文献

[1]庞宗山，路平.Ku波段卫星通信雨衰分析及对抗措施[J].科学技术与工程，2007（9）.

卫星通信的主要缺点范文第4篇

关键词：卫星通信；长北项目组；RIG1；VSAT

前言

长北天然气开发项目是由中国石油与天然气股份有限公司和壳牌中国勘探与生产有限公司联合组成工作组并进行开发管理的一个中外合作项目。由于钻井施工场所处于边远地区，公众通信基础设施相当薄弱，这使数据和信息的传递遇到很大困难，也给壳牌的现代化的办公带来很大挑战。例如人员之间的交流，以及数据的传递，工作效率难以得到大幅度的提高。如何能够高效、低成本的实现钻井现场与控制中心的多业务通讯（包括通话、实时监测数据传输、及其它数据传送等），便成为迫切需要解决的问题。

由于钻井现场初期要求尽快实现语音及数据的通信，使得IT部门没有充足的时间规划实施光纤和微波等通讯方案，加之现有地面通信条件的限制，就近的供应基地（Supply Base）无法及时提供网络及语音的通信，因此项目初期决定采用卫星接入的解决方案。

一、卫星通信技术简介

卫星通信传输技术是利用卫星通信的多址传输方式，为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的电视和数据广播、定点式数据通信、以及漫游和机动灵活的移动通信服务，是陆基通信系统的扩展和延伸，在边远地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只和远航飞机等应用场所更具独特的优越性。按照系统采用的技术，卫星通信系统可分为静止轨道卫星系统、中轨道卫星系统和低轨道卫星系统。静止轨道卫星系统技术成熟，成本相对较低；低轨道卫星系统具有传输延时短、路径损耗小、易实现全球覆盖和避免了静止轨道的拥挤等优点；而中轨道卫星系统则兼有上述两种系统的优缺点。近年来随着Internet的迅速发展，网络上出现了大量多媒体信息，使得原来本已拥挤的通信线路更加紧张。在现实条件下，Internet在现有的覆盖全球的电信网络之上实现完全陆基连接方式是不可能的。因此，许多跨国公司把解决方案寄托在卫星通信网上。

和地面通信网络相比，卫星通信网络有着许多独特的优点。首先，极高的工作频率为高带宽的数据传输提供了可能，其Ku波段工作11-18GHz，Ka波段工作在18-31GHz，很容易实现上百兆的传输能力；另外，卫星覆盖面广，采用地球同步静止轨道卫星，运行在36000公里的高空，只需三颗卫星就能覆盖到地球的每一个角落。但是由于36000公里的高空距离所造成的240毫秒的空间延时，无法实现实时信息传输。低轨道卫星通信网络可以减少无线空间传输时延，但需要发射更多的卫星才能覆盖全球，如Motorola公司的卫星系统由66颗卫星组成。

二、长北项目卫星通信目标

（一）实现RIG1与项目组北京及其他外地办公室的语音和传真互通

RIG1钻井现场缺乏地面通讯基础设施，工作人员无法长时间使用移动电话作为工作交流和通信，首先需要解决的就是语音的交流问题。因此卫星通信的首要目标是：钻井现场办公室通过普通的电话等自备通信设施，实现与北京办公室各个部门之间稳定可靠、清晰的语音通话和传真互通，进而实现与成都，西安，盘锦，Miri（马来西亚）等地项目组成员的语音交流和传真互通。

（二）实现RIG1与项目组北京办公室Shell专网的数据互通

项目组北京办公室使用的是Shell的专网，有专线连接到外部公网Internet，公网用户可通过VPN拨号方式进入到公司专网，这在一定程度上和长庆油田公司的网络是同一性质。由于Shell在网络建设上有比较严格的要求，项目组成员基本都使用Shell的GI系统计算机。因此在网络建设时必须要符合Shell的安全性，可靠性等要求。

因此，综合各种因素，最终决定在RIG1和北京办公室间架设专线接入到Shell专网。具体实施方式是榆林通过卫星网络落地到北京，然后在落地点租用专线接入到北京办公室专网。此种方式下，服务质量和安全问题皆有比较大的改进。

三、卫星通信接入后网络现状

（一）北京办公室

配置NetPerformer SDM-9230一台，连接租用专线，以E1/G.703接口连接网通北京地球站，通过V.35接口连接Cisco路由器（该路由器为Cisco7206，与后来连接榆林基地Supply Base的路由器为同一台）。

（二）RIG1井场办公室

为RIG1配置中国网通 VSAT小站系统一套，NetPerformer SDM-9230一台，配置4口FXS模块2个，可连接8部电话/传真机。SDM9230具有2个10/100Mb接口，连接VSAT小站，V.35连接Cisco路由器。

（三）语音及数据传输描述

RIG1办公室计算机用户经过交换机，路由器连接到NetPerformer，然后经过卫星通道后连接到北京办公室专网。其专用应用、文件下载、Email传输等与在北京总部的使用方式完全相同。

（四）网管系统

在长北项目中仅有北京办公室和RIG1办公室2个点，由于网络规模比较小，采用手工的Console、TELNET、FTP等手段已基本可满足管理需求，加之NetPerform没有IP配置，仅作为透传配置，整个通讯通道主要还是靠路由器实现数据的传输，而语音传输更多的是依赖卫星通道的质量。因此，没有安装网管工具。

（五）安全保证

从RIG1到北京办公室全程租用中国网通专用线路，其间不经过公网，安全性得以大大提高。

四、长北项目卫星通信中的故障案例与不足

（一）有较大的延迟

经过实际使用测试，长北项目中的卫星通信延迟平均为700ms左右，造成用户使用中，特别是email和网页浏览速度很慢。当然这和壳牌计算机及网络使用中的一些实际问题是相关的，比如邮件服务器，打印服务器，网络硬盘存储服务器等都位于北京机房，当用户有邮件和打印请求时就会由于卫星延迟而造成用户视觉上的“慢” 。

（二）通信对卫星及地面线路的通道质量依赖性强

从前面描述的故障中可以看出，当线路出现误码或丢包时， 通信因为硬件端口的不稳定而几乎不可用。

五、对RIG1与北京办公室卫星通信网络的几点建议

卫星通信的主要缺点范文第5篇

【关键词】卫星移动通信系统；静止轨道；低轨道；地面移动通信技术

1引言

社会的发展大大推动了移动通信业务的发展，人们对移动通信服务的依赖程度越来越高，同时要求也越来越高。单纯依靠地面移动通信系统已然无法满足需求，发展卫星移动通信事业非常有必要。卫星有着巨大的覆盖面积，仅仅需要3颗同步卫星便可以完成除北极之外所有地区的通信服务，可以满足人们近距离和洲际通信的需求[1]。就目前的卫星移动通信系统来说，若是按照轨道来划分，可以分为3种，即静止轨道（GEO）、低轨道（LEO）、中轨道（MEO）。以其中的LEO系统为例来说，其拥有传输延时的特性，且路径损耗小，更易实现全球覆盖。在技术应用方面，目前所使用的技术以星上处理技术、天线技术、星间链路为主，有很好的应用优势。为更好地促进卫星移动通信系统的发展，进一步明确和掌握卫星移动通信系统关键技术的应用要点尤为关键，要给予高度的重视。

2卫星移动通信系统介绍

按照卫星运行轨道的不同，目前实现卫星移动通信服务的技术主要有两种，一种是借助LEO来实现全球性的移动通信，最为典型的系统有两种，即全球星（Globalstar）和铱星（Iridium）；另外一种是借助GEO和大型可展开多波束天线技术来实现全球性的移动通信，最为典型的系统有两种，即澳大利亚卫星移动通信系统Mobilesat系统、北美卫星移动系统MSAT。GEO与LEO两种系统因为轨道高度有所不同，且卫星数量与质量方面也存在较大的差异，因而两种系统有着较为显著的风格特点，集中体现在传输性能、系统性能、卫星性能和成本经费。在传输性能上，GEO的传输延时可以达到半毫秒量级，实时性较差，且传输过程中的损耗会很大，而LEO的传输延时可以达到10毫秒量级，有很好的实时性能力，且传输过程所产生的能耗小。在系统性能上，GEO的系统建设相对来说较为简单，与地面对星容易，不需要一些复杂性的跟踪控制系统。更为重要的一点是，借助单颗卫星便可以有效开展业务。而LEO系统整体有着较高的复杂性，且难度大，需要完美的跟踪控制系统。另外，只有当所有的卫星在轨道内运行时，才可以实现提供全球移动通信服务的目的。在成本费用方面，GEO的使用寿命较长，日常维护费用较低，有很高的性价比。而LEO无论是卫星研制还是维护费用均有一定的复杂性，且所花费的费用高于GEO。总的来说，两种卫星移动通信系统有着各自显著的优势与不足，在使用时需要充分考虑这些因素，若是要实现人口密集区域的移动通信服务，则可以优先考虑使用GEO系统，若是要建立无缝覆盖的移动通信系统，则可以优先考虑使用LEO系统。

3卫星移动通信系统关键技术的应用要点

3.1星上处理技术

对于移动通信系统来说，所存在的传输延时、传输质量不佳和系统容量低的问题往往会导致移动通信质量受限，为很好地解决这一类问题，要求卫星必须拥有星上交换、调制解调、波束成型等诸多的星上处理能力。目前来看，卫星移动通信系统中的星上处理技术主要有3种，即星上处理交换、全透明转发、部分处理交换。星上处理技术可以通过数字的方式来实现，其显著优势在于有很高的资源利用率，且通信服务的实时性显著，但也存在着一些突出的缺点，比如当前的技术体制还不够成熟，导致实际应用时的适应性不足，且极易受到空间辐射的影响，导致稳定性和可靠性较差[2]。结合当前阶段我国的卫星事业发展情况来看，星上处理技术应用在GEO卫星系统上还无法有效实现，但要想解决卫星通信传输延时这一不足，必须发展好星上处理技术。对于LEO卫星系统来说，因为无法在全球范围内建立信关站，因而必须使用星上处理技术，以此来实现全球范围内的移动通信。

3.2天线技术

通信卫星天线的发展经历了很长的时间，在此过程中出现了很多形式的天线，包括标准圆的简单天线、反射器赋形的天线与多馈源波束赋形的天线、多波束成型大天线。以多波束成型大天线为例来说，当前有较为广泛的应用，尤其是在GEO系统中应用效果良好，比如Thuraya系统的12.25m口径天线，可以产生250～300个波束，再比如InmarsatⅣ系统也采用了多波束天线。对于LEO卫星系统来说，其天线设计主要有4种形式，即双栅、但馈源、正交、反射器赋形，比如Globalstar系统采用了S波段的有源相控阵天线。就目前天线技术的应用与发展来看，可以有效提升频谱利用率的途径主要有3种，一种是利用天线的波束成形，一种是多点波束蜂窝结构，另一种是智能天线技术。3种途径均可以很好地实现频率再利用的目标。若是选择将天线技术与多址技术有机结合起来，势必可以很好地提升卫星通信上行与下行的通信能力，尤其是可以提升卫星通信下行的通信能力。

3.3星间链路技术

星间链路技术可以很好地连接相邻卫星，属于一种通信链路，其优势在于可以将星座中的各个卫星连接成为一体，由此可以确保系统内用户的通信链路不再需要地面通信网的支撑。通过应用星间链路技术，可以大大提升整个移动通信系统的抗干扰能力和抗摧毁能力，能够由此扩大系统的覆盖范围[3]。就LEO卫星系统来说，其因为覆盖范围很小，通常情况下是无法有效设置固定地球站的，而选择使用星间链路技术时，可以此来对卫星加以控制，移动用户可以通过星间链路接入到地面通信网络中去。目前来看，使用星间链路技术的只有一种系统，即LEO卫星的Iridium系统。就星间链路技术的应用形式来说，其主要有两种形式，即激光通信和微波通信，以微波通信技术的应用最为常见。微波通信技术虽然有着较为广泛的应用，但实际应用时也存在着一些较为明显的不足，比如应用过程中极易受到频带宽度、体积、价格等多方面因素的影响，因而无法大限度地去提升传输速率。对于激光通信来说，其也有显著的应用优势，所拥有的宽广频谱带宽可以很好地提升卫星通信的潜在容量，在减少卫星载荷体积和重量中发挥着重要的作用[4]。更为重要的一点是，目前所使用的激光通信技术可以实现广域大跨越的单跳连接，能够减小通信延时。但激光通信技术在应用时的缺点也是十分显著的，比如若是选用激光星间链路技术，则要求有着十分良好的卫星姿态控制能力，尤其是要确保卫星姿态始终处于稳定状态，原因在于卫星姿态一旦不稳定则极易导致移动通信发生中断。

4卫星移动通信系统的未来发展

对于一个国家来说，卫星移动通信系统属于国家通信和航天领域高度发展的重要标志，同时也是一个国家通信基础设施建设的补充手段，是必须拥有的尖端技术。目前来看，虽然近些年来我国在卫星移动通信系统事业上取得了很好的成效，但与发达国家相比还存在着很大的差距，且星上数字处理技术被一些国家所垄断。总的来说，我国目前还没有建设出自主研发的卫星移动通信系统，可以覆盖到我国的GEO卫星有Aces和Inmarsat系统，但是因为卫星的用户链路多采用L/S波段，如何抢占有限的空间资源与业务尤为关键。因此，必须进一步加大卫星移动通信系统的自主研发力度，建设属于自己的卫星移动通信系统。结合我国当前在卫星移动通信系统建设中的诸多因素，今后卫星移动通信系统建设应该有一个明确的方向。在卫星移动通信系统建设思路上，要将区域覆盖作为重点，将兼顾全球作为辅，将宽带业务作为重点发展业务，并综合利用LEO和GEO卫星，更好地支持小型的手持终端，确保可以实现实时语音服务。另外，要将满足军事通信作为卫星移动通信系统建设与发展的重要目标之一，前期的投资可以依靠军队，后续的发展可以通过商用来实现。按照当前我国在卫星移动通信系统建设上所取得的成就来说，卫星移动通信系统的发展是有着很好的技术支撑和资金支撑的，提供服务的能力也大大增强。今后要将卫星移动通信系统的建设工作放在4个点上：（1）促进卫星系统独立建网；（2）促进卫星移动通信系统可以与地面网络有更好的融合；（3）拓宽业务；（4）发展好个人移动卫星通信。在卫星系统独立建网上，今后要降低对地面电信网的依赖程度，并最终不去依赖地面电信网，确保可以直接向公众提供通信服务。在多业务开发上，目前卫星通信业务已然呈现出多元化的特点，兼容多种服务的综合卫星业务可以为人们提供更多的优质服务，在地面业务传输网中发挥着重要的作用。更为重要的一点是，将卫星移动通信系统与地面通信网联合使用时，可以打造一种覆盖全球的海陆空立体通信网络体系。在个人移动卫星通信发展上，要发挥好卫星移动通信系统覆盖范围广泛、可靠性强、传输效率高的优势，进一步发展好移动通信业务，更好地保证个人移动卫星通信的安全性与稳定性。就当前阶段个人移动卫星通信的发展情况来说，在民用领域已经得到了十分广泛的应用，尤其是在远洋运输、航海、石油天然气勘探、远程教育、科学考察、林业病虫害监测中的应用十分普遍和有效。

5结语

卫星移动通信系统对于一个国家的发展尤为重要，必须积极做好卫星移动通信系统的建设工作。随着5G技术的发展，其大大提升了卫星移动通信系统的实用性和应用效率，对推动卫星移动通信系统发展有重要的意义。今后要认清楚卫星移动通信系统发展的机遇与挑战，进一步加大对卫星移动通信系统的研究力度，以此发挥好卫星移动通信系统的诸多优势。

【参考文献】

[1]吴承洲，苏泳涛，刘剑锋，等.面向卫星移动通信的系统级仿真平台设计与实现[J].通信技术，2020，53(4)：890-897.

[2]李殷乔，熊玮，孙治国.中国高轨移动通信卫星系统发展的机遇与挑战[J].国际太空，2020(4)：36-41.

[3]杨廷卿，林善亮.卫星移动通信系统组成及应用的探讨[J].通讯世界，2020，27(1)：120-121.