卫星通信课件

卫星通信的发展动态

——国内动态【卫星通信简介】

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。它是微波通信和航天技术基础上发展起来的一门新兴的无线通信技术,所使用的无线电波频率为微波频段(300MHz~300GHz,即波段1m~1mm)。这种利用人造地球卫星在地球站之间进行通信的通信系统,则称为卫星通信系统。把用于现实通信目的的人造卫星称为通信卫星,其作用相当于离地面很高的中继站,因此,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、现状、趋势等方面对我国卫星通信进行概括和综述。一：我国卫星通信的发展简史

我国卫星的研究和使用始于20世纪70年代初。（1）：1970年，我国用自制“长征1号”运载火箭，于酒泉卫星发射中心成功地发射了第一颗人造地球卫星——“东方红1号”。自此我国开始规划和部署卫星通信工程。（2）：1972年我国邮电部租用国际第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。（3）1984年4月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

赤道上空，共有两个转发器，输出功率为8W，EIRP为23.4dBW，工作在C波段（6/4GHz).通过这颗卫星，开通了北京至乌鲁木齐、昆明、拉萨三个方向的数字电话。

（4）1988年3月7日，我国发射又一颗实用通信卫星(东方红—Ⅱ甲)，3月22日定点在东经87.5度赤道上空。星上有4个转发器，工作于C波段，等效全向辐射功率(EIRPs)达到35dBW。目前中央台一套及二套电视节目传送使用A、B两个转发器；新疆、云南、贵州分别占用D转发器，传送自治区及省内电视节目；C转发器作数据通信及西藏自治区传送卫星电视。（5）1988年12月22日，我国又发射1颗实用通信卫星(东方红Ⅱ甲)，12月30日定点在东经110.5度赤道上空，作为前一颗“东方红—Ⅱ甲”的后继星。（6）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度赤道上空,同年春又将亚洲一号卫星(24个转发器)送入了预定轨道。

（7）1994年12月1日，我国发射成功由空间技术研究院研制，达到国际80年代水平的“东方红Ⅲ“实用广播通信卫星。星上装有24个C波段转发器，其中6个中功率(EIRPs不少于37dBW)转发器用于电视传输，18个低功率EIRP不少于24dBW)用于电话、电报、传真、数据传输等通信业务。卫星设计寿命不低于8年，定点于东经125度赤道上空，卫星波束可覆盖90%以上的国土。（8）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。二：我国卫星通信的发展现状

随着科学技术的不断进步，卫星通信得到了快速发展。卫星通信根据不同业务可将其划分为卫星固定通信、卫星

移动通信和卫星直接广播等，主要通过这三个方面的阐述来体现卫星通信发展现状。

2.1：卫星固定通信现状

截至2005年底,全国建有国际、国内通信广播地球站80多座,连接世界180多个国家和地区的国际卫星通信话路达2.7万多条。中国已建成国内卫星公众通信网,国内卫星通信话路达7万多条,初步解决了边远地区的通信问题。已建立了100多个卫星通信公用网和专用网。各类甚小口径终端站达5万多个，

其中包括金融、气象、交通、石油、水利、民航、电力、卫生和新闻等部门的专用通信网80多个,经营甚小口径终端通信业务的公用网约30个。

地球站

2.2：卫星移动通信现状

卫星移动通信是传统的卫星固定通信与地面移动通信交叉结合的产物。它主要被用来满足位于地面移动区域以外用户的移动手段，以及农村和边远地区的基本通信需求，在特殊情况下可作为一种有效地应急通信手段。从表现形式来看,它既是一个提供移动业务的卫星通信系统,又是一个采用卫星作中继站的移动通信系统,所利用的卫星既可以是对地静止轨道(GSO)卫星,也可以是非静止轨道(NGSO)卫星。

静止轨道卫星移动通信中,有"国际海事卫星"

(Inmarsat)系统、移动卫星-2(MSAT-2)系统、亚

洲蜂窝卫星(ACeS)系统、瑟拉亚卫星(Thuraya)系

统等。上述系统中波束覆盖包含中国的有"国际海事卫星"系统和亚洲蜂窝卫星系统。

"国际海事卫星"系统是由国际移动卫星公司经营的全球卫星移动通信系统。自1982年开始经营以来,该系统卫星已发展到第4代。第4代卫星有2颗,第一颗Inmarsat-4F1于2005年3月发射成功,卫星总重5959kg。该星采用了一副能产生多波束的9m直径的L频段大天线和一台具有信道选择和波束成形功能的透明弯管式数字信号处理器(DSP),共有200个窄点波束、19个宽点波束和1个全球波束。inmarsat-picture

其点波束提供用户终端的卫星等效全向辐射功率强度高达67dBW,它的应用将使用户终端进一步小型化,实现手持式用户终端电话通信,并使通信数据速率进一步提高,实现432kbit/s高清晰视频直播移动通信。Inmarsat-4卫星支持所有Inmar-sat业务和宽带全球区域网(BGAN)新业务。后者包含因特网、内部网、视频点播视频会议等接入业务。

亚洲蜂窝卫星(ACeS)系统是由印度尼西亚等国家建立起来的区域性个人卫星移动通信系统。该星于2000年2月发射成功,卫星重4500kg,功率为14kW,服务区覆盖整个亚洲。星上装有两副12m直径的L频段收发大天线,共有140个点波束,覆盖我国约为45个点波束,其等效全向辐射功率强度高达73dBW。该星可支持2万条话音信道及200万用户。地面用户终端有固定式、移动式、便携式和手持式，可向用户提供双模的话音、传真、低速数据以

及区域性漫游等项业务。

2.3卫星直接广播现状

卫星直接广播分为电视直接广播(简称电视直播)和声音直接广播(简称声音直播)。

在卫星电视广播业务方面,中国已建成覆盖全球的卫星电视广播系统和覆盖全国的卫星电视教育系统。全国共有卫星广播电视上行站34座,卫星电视广播接收站超过20万座。中国从1985年开始利用卫星传送广播电视节目,目前已形成了占用33个通信卫星转发器的卫星传输覆盖网,负责传送中央、地方电视节目和教育电视节目共计47套,以及中央32路对内、对外广播节目和近40套地方广播节目。卫星广播电视业务的开展与应用提高了全国广播电视,特别是广大农村地区广播电视的有效覆盖范围和覆盖质量,卫星通信广播技术在"村村通广播电视"和"村村通电话"工程中发挥了不可替代的作用。卫星远程教育宽带网和卫星远程医疗网初具规模。

2007年12月25日,由中国卫星通信集团公司和中国航天科技集团公司共同发起并投资组建的中国直播卫星有限公司在北京隆重揭牌。该公司拥有中卫1号、鑫诺1号、鑫诺3号、中星6B等地球同步轨道卫星,同时正在建设的中星9号、鑫诺4号和鑫诺6号卫星也按计划有序展开,初步形成了规模化发展格局。2008年6月9日,"中星9号"直播卫星发射升空。该卫星可满足广播电视客户的多层次的需求,在2008北京奥运会期间成功为广大观众传输数量丰富、清晰可靠的广播电视节目。中星9号三：卫星通信发展问题和难点

3.1高速数据业务需求

随着数字化进程和分组交换技术的快速发展，传输高速数据业务的需求越来越高，传统的基于频分多址和码分多址的卫星通信已经难以满足其要求。由于卫星通信长时延的存在，在WAN和LAN中基于竞争的多址方式及差错控制协议均不再适用，因此，位于远地点的LAN利用卫星通信网络进行互联必须要有快速有效的转换协议，还需将时延对实时通信的影响得以减少。

3.2卫星通信应用宽带IP

目前，基于ATM的传输技术是宽带IP卫星系统所普遍采用的技术。对于ITU-TG.826和I.356的性能指标要求，ATM性能都能满足，这个结论是通过欧美等对卫星ATM层和物理层性能研究测试所的。如果卫星链路要想达到准光纤链路质量，需要系统采用RS块状编码、FEC技术等，并且ATM也可作为卫星系统的数据传输技术。但是事实上，卫星ATM实现起来是比较困难且复杂的，其与现存的卫星传输技术相差较大。四：我国卫星通信的发展趋势4.1我国卫星固定通信的发展趋势

未来卫星固定通信发展的趋势是:为实现国际卫星固定通信的重大变革并为适应高清电视传输和因特网接入需求,卫星宽带通信业务已成为卫星固定通信业务的主要发展方向。使用宽带网用户只需安装一个终端,既可收看高清电视,也可接入宽带因特网上网操作。（1）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;

（2）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;（3）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;

（4）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。4.2我国卫星移动通信的发展趋势

未来卫星移动通信发展的总趋势是:从便携式用户终端向手持式用户终端扩展;从单一的话音业务向多种业务发展;从窄带业务向宽带业务发展;从单独组网到多网互连发展。这里的多网互连即借助地面通信网的优势,实现与地面通信网的互连互通和在多制式网络中的相互漫游。最后与地面通信网络组成无缝隙覆盖全球的个人通信系统。

（1）管好、用好现有卫星移动通信系统,大力开发新业务、新市场;（2）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;（3）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。4.3我国卫星直接广播的发展趋势

未来卫星直播通信发展的总趋势是:DBS业务与DTH业务融合,信源编码和信道传输调制采用新技术和新体制,以改善系统的传输性能,提高卫星转发器带宽和功率利用率。在标清数字电视基础上,发展高清数字电视直播业务;建立太空电影院,直播数字电影,促进电影业发展。

为扩大容量更好地为高清电视服务,由使用频率较低的S、C频段和较高的Ku频段已发展到使用频率更高的Ka频段。利用大波束播放全国性节目或其它节目,点波束播放地方节目。采用多颗卫星异频段和同频段于同一轨位工作,以扩大空间段容量和提高为用户服务的可能性。同一幅用户站接收天线,在不改变指向下接收来自多个轨位上卫星的电视节目。用户终端由单向接收式发展为双向交互式,以提供用户点播等服务。随着卫星电视直播和声音直播移动接收方式发展,它标志着卫星直播业务已从固定接收方式扩大为移动接收方式。从而使其用户主要为企、事业单位和家庭扩大为个人和各种移动载体(汽车、船舶等交通工具)。

（1）利用现有"亚洲之星",开通和发展L频段声音直播业务;（2）利用现有通信卫星,继续发展Ku频段DTH电视直播业务;（3）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;2015年前发射1至2颗改进型L频段声音直播卫星；发展以我为主的用户终端。（4）自主建设并运营我国的Ku-BSS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3000万用户。

4.4全球无缝覆盖天地一体化综合信息网

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特