通信工程師傳輸與接入衛(wèi)星通信的特點

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　　1.衛(wèi)星通信的特點

衛(wèi)星通信在無線通信的歷史上寫下了嶄新的一頁，成為現(xiàn)代化的通信手段之一。與其他通信方式相比，衛(wèi)星通信有其獨到之處。

(1)通信距離遠，艦成本與通信距離無關。利用靜止衛(wèi)星’最大的通信距離可達18000km左右。實際上，衛(wèi)星視區(qū)（從衛(wèi)星可以“看到”的地球區(qū)域）可達全球奏面積的42.4%。原則上，只需三顆衛(wèi)星適當配置，就可建立除地球兩極附近地區(qū)以外的全球不間斷通信。

一個衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的各地球站之間，是靠衛(wèi)星連接的。在衛(wèi)星的視界內，所有地球站到衛(wèi)星的距離，約40000km左右。只要這些地球站與衛(wèi)星間的信號傳輸滿足技術要求，通信質量便有了保證，地球站的建設經(jīng)費不因通信站之間的距離遠近、兩通信站之間地面上的自然條件惡劣程度而變化。這在遠距離通信上，比微波接力、電纜、光纜、短波通信有明顯的優(yōu)勢。除了國際通信外，在國內或區(qū)域通信中，尤其對邊遠的城市、農村和交通、經(jīng)濟不發(fā)達的地區(qū)，衛(wèi)星通信是極其有效的。

(2)以廣播方式工作，便于實現(xiàn)多址聯(lián)接。通常，微波接力、散射、地下電纜等，都是“干線”或“點對點”通信。以微波接力為例，北京到武漢之間的通信線路，南京是不能直接利用的，除非增加北京到南京，或武漢到南京的微波接力線路。而衛(wèi)星通信系統(tǒng)則類似于一個多發(fā)射臺的廣播系統(tǒng)，每個有發(fā)射機的地球站，都是一座廣播發(fā)射臺，在衛(wèi)星天線波束的覆蓋區(qū)域內，無論什么地方，都可以收到所有的廣播，而我們可以通過接收機選出所需要的某一個或某幾個發(fā)射臺的信號。既然地球站有發(fā)射機，也裝有接收機，只要架設起來，相互間都可以同時通信，這種能同時實現(xiàn)多方向、多地點通信的能力，稱為“多址聯(lián)接”。應該說，這個特點是衛(wèi)星通信系統(tǒng)突出的優(yōu)點，它為通信網(wǎng)絡的組成，提供了高效率和靈活性。

(3)通信容量大，能傳送的業(yè)務類型多。由于射頻采用微波波段，可供使用的頻帶很寬，加上星上能源（太陽能電池）和衛(wèi)星轉發(fā)器功率保證越來越充分，隨著新體制、新技術的不斷發(fā)展，衛(wèi)星通信容量越來越大，傳輸?shù)臉I(yè)務類型越來越多樣化。IS-V的容量己達12000路雙向電話加上兩路彩電，而美國的COMSTAR己達到14400路雙向電話。除光纜、毫米波通信外，還沒有其他通信手段能提供這樣大容量的通信。

(4)可以自發(fā)自收進行監(jiān)測。由于地球站以衛(wèi)星為中繼站，衛(wèi)星將系統(tǒng)內所有地球站發(fā)來的信號轉發(fā)回地面，因此進入地球站接收機的信號中，一般包含有本站發(fā)出的信號，從而可以監(jiān)視本站所發(fā)消息是否正確傳輸，以及傳輸質量的優(yōu)劣。

衛(wèi)星通信具有以上的特點，在具體實施中也給技術上帶來了以下一些難點。

(1)需要先進的空間技術和電子技術。由于衛(wèi)星與地面相距數(shù)萬公里，電磁波在自由空間傳播時損耗很大，加上空間環(huán)境復雜多變，要把衛(wèi)星發(fā)射到靜止軌道上精確定點，并經(jīng)常保持較小的漂移，難度是很高的。就通信來說，為了保證質量，需要采用高增益的天線、大功率發(fā)射機、低噪聲接收設備和高靈敏度的調制解調器等一系列技術。正是這種需要，促進了微波、信號檢測等理論與技術的迅速發(fā)展。近年來，隨著空間技術、電子技術和計算機技術的進步，通信衛(wèi)星越來越龐大復雜，地面設備越來越小型且智能化。

(2)要解決信號傳播時延帶來的影響。我們知道，電磁波以約等于光的速度（即3xl08米/秒）在自由空間傳播，在靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，衛(wèi)星與地球站之間相距約4萬公里，這樣，從地球站到衛(wèi)星，再從衛(wèi)星到地球站，傳播時間約為0.27秒。因為兩個站的用戶信號都必須經(jīng)過衛(wèi)星，因此打電話者要得到對方的回話，必須額外等候0.54秒，給人以不習慣的感覺。如果不采取特殊的措施，再加上混合線圈不平衡等因素還會產(chǎn)生“回波效應”，即發(fā)話者在0.54秒后會聽到反射回來的本人講話的回聲，成為一種干擾。這是靜止衛(wèi)星通信的明顯缺點。為了消除或抑制回波干擾，地球站要增加一些設備。

(3)要圓滿實現(xiàn)“多址聯(lián)接”。通信衛(wèi)星的廣播式工作，為“多址聯(lián)接”提供了可能性，但是，要將可能性變?yōu)楝F(xiàn)實，必須解決“多址技術”的問題，即接收站如何識別和選出發(fā)給自己的信號。這要求發(fā)射站發(fā)射的信號或傳輸手段必須具有區(qū)別于其他站的某種特征。

(4)要保證衛(wèi)星能高度穩(wěn)定、可靠地工作。靜止衛(wèi)星處于離地球數(shù)萬公里之外，作為中繼站，既無人值守，更無人維修。衛(wèi)星上組裝有成千上萬個電子和機械元器件，若其中一個發(fā)生故障或損壞，就可能引起通信衛(wèi)星的失效，導致整個衛(wèi)星通信系統(tǒng)的癱瘓。因此，在衛(wèi)星上使用的都是經(jīng)過精選的可靠性高、壽命長的元器件。它們需要進行大量的壽命與可靠性試驗。

此外，還要解決星蝕、地面微波系統(tǒng)與衛(wèi)星通信系統(tǒng)之間的相互干擾等問題，這些對衛(wèi)星通信的正常運轉，都是不容忽視的。

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