卫星移动通信与卫星宽带通信——发展及现状
国内外卫星移动通信系统发展现状综述
0引言1957年10月4日，苏联发射了人类历史上的第一颗人造卫星———Sputnik1，标志着人类从此进入了卫星时代。
随着世界新军事变革的不断发展，战争形态已由摩托化、机械化加速向信息化、智能化演变，尤其是太空和网络空间领域，已成为世界大国之间战略博弈的新焦点。
不论是局部战争，还是国际维和、抢险救灾、海上护航等，都离不开太空和网络空间的支援。
所以，构建天基通信系统和天地一体化网络，掌握制天权和制网权，是决定未来战争胜负的关键因素，也是一个国家在国际政治、经济、军事、科技乃至综合国力上的重要体现，影响着国家安全和发展大局。
卫星移动通信系统作为天基通信的重要手段，是国家重要的战略性信息基础设施，被越来越多的国家所重视。
1国外卫星移动通信系统发展现状继苏联发射第一颗人造卫星之后，美国于1958年1月31日发射第一颗人造卫星———探险者1号，后在1958年12月，美国又发射了第一颗试验通信卫星———斯科尔，正式拉开美苏太空通信领域的装备竞赛，英国、法国、北约等国家和组织也陆续加入到通信卫星的研发当中。
目前，全世界在轨通信卫星大约700余颗，其中地球静止轨道卫星200多颗。
绕地球运行的军事通信卫星约110颗，其中约一半的军事通信卫星为美国所拥有。
包括美国在内的大多数国家通信卫星均为军民合用。
卫星移动通信系统属于通信卫星的一种，它是传统的卫星固定通信与地面移动通信交叉结合的产物，主要以商业运营为主，战时卫星资源可被军方征用。
卫星移动通信系统是利用卫星作为中继器，实现移动用户之间、移动用户和地面固网、蜂窝网或其他专网用户之间通信的系统，是地面蜂窝移动通信的有效补充。
按照在轨高度，卫星移动通信系统分为GEO（静止轨道）卫星系统、MEO（中轨道）卫星系统和LEO（低轨道）卫星系统三种。
其中，GEO卫星系统运行在赤道上方高度35 800km的地球同步轨道，卫星一般采用大型多波束天线、高功率等成熟技术，投资少、技术复杂度低，但传播时延大，不能实现两极覆盖，典型代表是国际移动卫星公司经营的Inmarsat系统、阿联酋的Thuraya 系统。
中国低轨卫星通信行业发展现状及未来发展前景分析
中国低轨卫星通信行业发展现状及未来发展前景分析一、低轨通信卫星概述（一）卫星通信技术按照卫星轨道高度的不同，通信卫星可以分为低轨通信卫星（LEO）,中轨通信卫星（MEO）和高轨地球同步通信卫星（GEO）。
LEO卫星轨道高度500km-200Oknb MEO卫星轨道高度2000km-36000km, GEO卫星轨道高度为36000km o低轨道带来的好处是，一方面卫星的轨道高度低，使得传输延时短，路径损耗小，多个卫星组成的星座可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效；另一方面蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。
因此，LEO系统被认为是最有应用前景的卫星移动通信技术之一。
目前，国内卫星通信主要以C频段（4-8GHz）和Ku频段（12T8GHz）为主，少部分卫星采用Ka频段（27-40GHz）.频率的高低，决定了通信传输带宽的大小, 频率越高，单位时间传输的数据量上限也越高。
所以高通量卫星采用Ka频段为主。
但在发射功率给定的情况下，频率越高，传输距离则越小。
因此，高通量卫星运行轨道主要以低轨道为主。
（二）低轨卫星通信系统基本构成低轨卫星通信系统主要由空间段、用户段、地面段、公用及专用网络四部分等组成。
在若干个轨道平面上布置多颗卫星，由通信链路将多个轨道平面上的卫星联结起来。
整个星座如同结构上连成一体的大型平台，在地球表面形成蜂窝状服务小区，服务区内用户至少被一颗卫星覆盖，用户可以随时接入系统。
低轨卫星通信可以在用户段直接与单一地面终端连接，也可以通过地面关口站与地面公共网络连接。
（三）低轨卫星通信应用时机已经成熟1、低轨通信卫星固有特点决定其更适合现代通信地球同步轨道卫星在通信、电视转播等方面的应用已经趋于成熟，它的缺点越来越明显，如体积大、重量大，需要大型助推火箭，发射准备时间长，只有一个轨道面，可容纳卫星数量有限，不能覆盖极地地区，距离地球遥远，通信延迟长，波束覆盖区大，频谱利用率低，容量有限，终端发射功率大，不易小型化等。
卫星通信技术的最新发展与应用
卫星通信技术的最新发展与应用在当今这个信息爆炸的时代，通信技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从早期的电报、电话到现在的互联网、移动通信，人们对于通信的需求和期待也在不断提高。
然而，随着地面通信技术的日益饱和，人们开始将目光投向了天空——卫星通信技术。
卫星通信技术是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。
自20世纪60年代以来，卫星通信技术已经取得了显著的发展，为全球范围内的信息传输提供了强有力的支持。
近年来，随着科技的不断进步，卫星通信技术也迎来了新的发展机遇。
首先，低轨道卫星星座的建设成为了卫星通信技术的新趋势。
相比于传统的高轨道卫星，低轨道卫星具有更低的传输延迟、更高的信号质量以及更强的抗干扰能力。
目前，美国SpaceX公司的“星链”计划、亚马逊公司的“柯伊伯”计划等都在积极推进低轨道卫星星座的建设。
这些计划旨在通过数千颗甚至数万颗卫星组成的庞大网络，实现全球范围内的高速、低延迟的宽带接入。
其次，高频段通信技术的应用也为卫星通信带来了新的突破。
传统的卫星通信主要依赖于C、Ku等低频段，但随着频谱资源的日益紧张，高频段通信技术逐渐成为了研究的热点。
例如，Ka频段具有更宽的带宽、更高的数据传输速率以及更强的抗雨衰性能，可以满足未来高清视频、虚拟现实等高速率业务的需求。
此外，Q、V等更高频段的开发也在逐步推进，为卫星通信技术的发展提供了更多的可能性。
再次，激光通信技术的兴起为卫星通信带来了革命性的变革。
激光通信是一种利用激光束作为载波进行信息传输的技术，具有极高的传输速率、极强的抗干扰能力和极低的功耗。
近年来，随着激光器、光学天线等关键技术的突破，激光通信在卫星领域的应用逐渐成熟。
例如，欧洲航天局的EDRS系统、日本宇宙航空研究开发机构的LUCAS系统等都已经实现了卫星间的激光通信试验。
未来，随着技术的进一步发展，激光通信有望成为卫星通信的主流方式。
当然，卫星通信技术的发展也面临着一些挑战。
卫星通信移动互联天线的发展现状与趋势
卫星通信移动互联天线的发展现状与趋势+王海龙 赵阳 樊星（中国电子科技集团公司第二十九研究所）1.卫星通信的发展趋势近年来，随着信息化建设及天地一体化网络工程的推进，卫星通信迎来了新一轮的蓬勃发展时期。
卫星通信的应用范围更加广阔、诸如民航飞机、高铁、汽车及轮船等移动载体都可以通过加装卫星互联天线终端进行卫星网络接入，以满足用户通信及多媒体娱乐需求。
随着信息化时代的发展及卫星宽带业务的迅速扩张，用户对移动通信传输速率的需求也越来越高，这就要求卫星拥有更大的传输带宽及更强的覆盖能力。
传统频段的卫星带宽资源日益拥挤饱和，且使用资费相比于地面网络而言过于昂贵，无法满足日益增长的连接需求。
因此，卫星通信向着容量更大、成本更低的高通量卫星（HTS）、低轨（LEO）卫星发展。
高通量卫星、低轨卫星技术已经成为当今卫星通信的发展趋势。
1.1 高通量卫星在国外，高通量卫星已进入较为成熟的商用阶段。
高通量卫星在全球发射的地球同步轨道通信卫星中占比持续增大，在提升性能的同时，也将行业竞争推向新高点。
新兴应用领域诸如航空、高铁成为高通量卫星的重要关注点，引领运营商对该领域的深度布局。
在国内，高通量卫星产业刚刚起步。
2017年发射的我国首颗高通量卫星中星16号，下行和上行速率最高可达150Mbps和12Mbps，通信总容量达20Gbps，超过我国已研制发射的通信卫星容量总和。
中星16号卫星的成功发射，标志着我国进入Ka频段高通量卫星通信新时代，它将与即将发射的中星18号高通量卫星一起为中国疆域提供大容量宽带互联网接入服务。
高通量卫星通信及其应用成为未来卫星通信发展的必然趋势之一，市场需求迫在眉睫。
预计未来几年内，中国将迎来高通量卫星应用发展的最佳机遇期，我国将继续推进高通量卫星产业的发展，部署更多高通量卫星，形成覆盖中国全疆域及亚太地区的卫星通信网络，满足“一带一路”国家战略及“宽带中国”的通信需求。
1.2 低轨卫星在国外，截止到目前为止，共有轨道通信（Orbcomm）、铱星（Iridium）及全球星（Globalstar）三大LEO星座系统成功进行组网。
卫星通信技术的现状与未来
卫星通信技术的现状与未来卫星通信技术是指利用卫星作为媒介，通过卫星系统实现信息的传输、通信和导航等功能。
近年来，随着技术的不断发展和升级，卫星通信技术已成为现代通信技术的重要组成部分。
本文将从卫星通信技术的现状，技术的发展趋势，以及未来的应用前景等方面进行深入探究。
一、卫星通信技术的现状目前，卫星通信技术已经广泛应用于全球移动通信、天气预报、地球观测、导航和遥感等方面的领域。
其中，最为广泛应用的是全球移动通信。
随着智能手机的普及，人们对移动通信质量的要求越来越高。
卫星通信技术的应用使得人们可以随时随地进行通信，这对于现代社会来说是非常重要的。
在全球移动通信方面，目前应用最广泛的是L波段和Ku波段卫星通信。
L波段卫星通信主要用于军事通信、监测和观测等领域，而Ku波段卫星通信则主要用于商业通信领域。
目前，全球主要的卫星通信公司都在积极开展Ku波段卫星通信业务，如INTELSAT、SES、Eutelsat等。
在天气预报和地球观测领域，卫星通信技术也有着广泛的应用。
目前，欧洲气象卫星“METEOSAT”和美国高速气象卫星（GOES）等先进卫星系统广泛应用于全球气象监测和预报领域，提高了气象预报的精度和准确性。
此外，在导航和遥感领域，近年来卫星通信技术也得到了广泛的应用。
例如，GPS卫星系统已经成为全球最为广泛应用的导航系统，并已经应用于航空、航海、交通、地震预报和环境监测等领域。
而以遥感卫星系统为核心的地球观测技术，则能够通过卫星获取大量的环境信息，有助于保护环境和可持续发展。
二、卫星通信技术的发展趋势随着科学技术的不断进步和市场需求的不断变化，卫星通信技术也在不断发展和升级。
未来，卫星通信技术的发展趋势主要表现在以下几个方面：1.高速互联随着人们对网络通信的依赖以及数据计算和处理需求的不断增加，对网络速度的要求也将越来越高。
卫星通信技术因其覆盖范围广、传输速度快等特点，将能够为人们提供更加高速的网络通信服务。
通信卫星发展现状及趋势分析
是一个 ３ Ｐ包交换和 电路交换 的网络 ． ＧＰ 兼容第三代 （Ｇ） ３ 手机 系统 其所 有提供 的服务都 基于 Ｕ Ｓ技术。美 国 ＭＴ 的移动 卫星通信 提供 商 Ｓ ｙ ｅｒ （ ＭＳ ｋＴ ｒ 前 ａ Ｖ）移动 卫星通
信 系 统 移 动 终 端 的 射 频 部 分 在 Ｌ波 段 上 ，该 系 统 不 仅 集
天线 技术是卫星通信的关键 技术。 多波束天线 （ Ａ． ＭＢ
Ｍｕｔ ｌ Ｂ ａ Ａ ｔ ｎ ） 于 能 够 同 时 产 生 多个 子 波 束 （ ｌｐｅ ｅｍ ｎｅ ａ 由 ｉ ｎ 点
为了适应多媒体 业务的需求，人们把 目光放在 了更高 的波段。 目前已发射或计划发射的 Ｋ 波段通信卫星有 ： ａ 美 国的 国际通信卫星公 司 （ ｔｌｔ Ｉ ｅ ａ）的 Ｇ ８ （ ｎ ｓ ２ 原名 为 Ｉ ＿）； Ａ８
一
、
卫 星 通 信 频 段 不 断扩 展
呈 移动业务在更低频段发展 一
近 年 来 ， 卫 星 移 动 业 务 取 得 了 长 足 的 进 步 。 国 际 移
动 卫 星 公 司 （ ｍａｓｔ 、 铱 卫 星 公 司 （ ｉｉｍ ａｅｌｅ Ｉ ｒ ） ｎ ａ Ｉｄ ｒ ｕ Ｓｔｌｔ ｉ
国内卫星 ，如印度 越南 、 鲜，日本 、韩国 、马来西亚、 朝
印度尼 西亚 等 ，而且 日本 、韩 国 、印度尼西 亚 的移 动卫 星通信 系统 以及 日本 、泰 国的宽带卫 星通信 系统都 具有 技术领先优 势。 北 方研究 所 （ Ｒ）是一 家专 营于卫 星和 无线 技术 ＮＳ 应 用 的著 名 国际市场研 究和 咨询机 构 ，据其研 究报 告预
测 ２ ０ ０ ９年 至 ２ １ ０ ４年 间 的 Ｃ 频 段 和 Ｋｕ频 段 转 发 器 业
卫星移动通信与卫星宽带通信——发展及现状
铱星的技术概况
66颗星在6个轨道面上排列运行（原计划77颗星，有如元素 “铱”） 铱星系统的复杂、先进之处在于采用了星上处理和星间链路技术， 相当于把地面蜂窝网倒置在空中，使地面实现无缝隙通讯。 另外一个先进之处是铱星系统解决了卫星网与地面蜂窝网之间的 跨协议漫游。铱星系统由空间段和地面段组成：空间段即星座， 地面段包括系统控制中心、关口站和用户终端。 铱星系统开创了全球个人通信的新时代，被认为是现代通信的一 个里程碑，使人类在地球上任何"能见到 的地方"都可以相互联络。 其最大特点就是通信终端手持化，个人通信全球化，实现了5个 “任何”（5W），即任何人（Whoever）在任何地点 （Wherever）、任何时间（Whenever）与任何人（Whomever） 采取任何方式 （Whatever）进行通信。
2011-11
卫星通信的发展及现状
主要内容
卫星通信的基本概念 卫星通信系统的相关知识 VSAT系统 卫星移动通信系统 卫星宽带通信系统
定义
卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两 个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信工作在微波频段。
简史
1945年，英国《Extra-Terrestrial Relays》一文中提出利用3颗静止 卫星覆盖全球的设想。 1945年到1964年间，曾经先后利用月球、气球、铜针偶极子带作 为中继，进行电话电视传输试验 1957年，前苏联发射了第1颗LEO卫星－Sputnic（美苏太空竞赛 的导火索） 1962年，美国第1次发射了真正实用通信卫星（Telstar/MEO） 1965年，第1颗商业通信卫星（INTELSAT-1）进入静止轨道 1990-2000年，引入卫星直接广播语言（DAB）业务 2000-2005年，引入宽带个人通信；Ka频段系统得到迅速；多个 LEO和MEO卫星系统投入运行
国际卫星通信业务的发展现状及趋势
国际卫星通信业务发展现状及趋势2021年6月目录第一章概述 (1)1.1 卫星固定通信业务 (1)1.2 卫星移动通信业务 (2)1.3 卫星广播通信业务 (3)第二章卫星通信的应用 (5)2.1 数据传输业务中的应用 (5)2.2 移动通信系统中的应用 (6)2.3 视频广播业务传输中的应用 (7)2.4 电话等交互式业务传输中的应用 (7)第三章卫星通信产业模式 (9)3.1 国际卫星通信产业模式 (11)3.2 中国卫星通信产业模式 (13)第四章卫星通信未来发展趋势 (15)4.1 卫星通信直接面向用户提供服务 (15)4.2 卫星固定、移动和广播通信业务差异性减小 (15)4.3 卫星通信网与地面网络形成立体通信网 (16)4.4 卫星通信网与地面网络形成四网融合 (16)4.5 宽带多媒体卫星通信加速发展 (16)4.6 卫星通信成为个人通信重要部分 (16)第五章发展卫星通信产业的重要意义 (18)第一章概述卫星通信是地球站之间或航天器与地球站之间利用通信卫星转发信号的无线电通信，主要包括卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直接广播和卫星中继通信四大领域。
前三者是地球站之间利用通信卫星转发器转发信号的无线电通信，后者是航天器与地球站之间利用通信卫星转发器转发信号的无线电通信。
卫星通信是现代通信技术的重要成果，也是航天技术应用的重要领域。
它具有覆盖面大、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。
60多年来，它在国际通信、国内通信、国防通信、移动通信和广播电视等领城得到了广泛应用。
在经济、政治、文化领域中，卫星通信不仅有效地补充了其他通信手段的不足，更是在抢险、救灾、处理突发事件的应急通信中大有作为。
目前，世界上有实力的国家都在积极培育卫星通信应用的产业化和商业化进程。
卫星通信作为空间通信的一种重要形式，目前主要应用于卫星固定通信、卫星移动通信、卫星广播通信三大业务领域。
通信调研分析报告
通信调研分析报告在当今数字化飞速发展的时代，通信技术作为信息传递的关键支撑，其重要性日益凸显。
为了深入了解通信领域的现状和发展趋势，我们进行了一次全面的通信调研。
本次调研涵盖了通信技术的多个方面，包括移动通信、固定通信、卫星通信以及通信网络的基础设施建设等。
一、移动通信移动通信是当前通信领域中最为活跃和普及的部分。
随着智能手机的广泛应用，4G 网络已经全面覆盖，并且 5G 网络正在迅速推广。
5G 网络的出现带来了巨大的变革。
其高速率、低延迟和大容量连接的特点，为智能交通、工业互联网、远程医疗等领域的发展提供了强大的支持。
然而，5G 网络的建设和普及仍面临一些挑战。
比如，基站建设成本较高，覆盖范围有限，尤其是在一些偏远地区和室内环境中信号不稳定。
在用户需求方面，人们对于移动通信的速度和稳定性要求越来越高。
同时，对于流量套餐的价格和合理性也十分关注。
运营商们在不断推出新的套餐和服务，以满足用户多样化的需求。
但在实际使用中，仍存在一些套餐宣传与实际使用不符的情况，导致用户体验不佳。
二、固定通信固定通信在企业和家庭中仍然扮演着重要角色。
光纤通信技术的不断发展，使得宽带速度大幅提升。
目前，千兆宽带正在逐渐普及，为高清视频播放、在线游戏等提供了更好的体验。
然而，在一些老旧小区和农村地区，固定通信的基础设施建设相对滞后，宽带速度较慢，无法满足用户的需求。
此外，固定通信服务的价格竞争也较为激烈，运营商需要不断优化成本和服务质量，以吸引和留住用户。
三、卫星通信卫星通信具有覆盖范围广、不受地理条件限制等优点，在航海、航空、偏远地区通信等领域发挥着不可替代的作用。
随着卫星技术的不断进步，低轨卫星通信系统的发展成为热点。
但卫星通信的成本较高，终端设备价格昂贵，限制了其大规模的应用。
同时，卫星通信的带宽资源有限，信号传输容易受到天气等因素的影响。
四、通信网络基础设施建设通信网络的基础设施建设是保障通信服务质量的关键。
在城市地区，基站和光缆的铺设相对较为完善，但在农村和偏远地区，基础设施建设仍存在较大的缺口。
浅谈三种常见的通信技术及未来发展的创新点
光纤通信 ， 就是 以光波作为信息载体 ， 以光纤作 为传 输媒介 的一种通信方式 。 其基本构成要素为光源 、 光纤 、 光检测器。 特点： ①频带宽 ， 通信容量大 ； ②损耗低 ， 中继距 离长 ， 抗 电磁 干扰能力 强， 传输质量较高 ； ③无传 音干扰 ， 保密性好 ， 同时还具有成本低 、 稳定性好 、 寿命长等独特优点。 光纤通信 的发展历史不长 ， 只有短短 的一 二十年 ， 但 是其发
网络标准化方 向发展 。目前 ， 高速发展 的通信技术被广泛应用在 全世界的各个行业 ， 对全球 的政 治 、 经济 、 文 化和社 会生活方 面 的发 展 起 着 巨 大 的 推动 作 用 。
离远 ， 通信成本与通信距离无关 ； ② 以广播方式工作 ， 便于实现多 址 联接 ， 组 网方式灵 活 ； ③传输频带宽 ， 通信容量较大 ， 能应用 的 业 务种 类 多 。 自从 １ ９ ８ ６ 年 ７月 ８日我国国内卫 星通信 网建成 以来 ，卫星 通信成 为一种重要的通信手段 ， 改善了我国边远地区邮电通信的 落后状况 。 此后 ， 卫星通信技术不断推陈出新 ， 出现了如 Ｖ Ｓ Ａ Ｔ （ 甚 小 口径天线地球站 ） 系统 、 中低轨 道的移 动卫星通信 系统等新 技 术。但是 由于光通信技术 的迅猛发展 ， 卫星通信在传输网 中的地 位受到了挑战 ， 因此卫星通信开始与陆地通信进行融合 ， 发展 了 包括中、 低轨道全球卫星移动通信系统 与卫 星宽带多媒体通信系
又得到了更大的提高 。４ Ｇ集 ３ Ｇ与 ＷＬ Ａ Ｎ于一体 ， 可以高速传 输高质量的视 频图像等。现在 ， 广带无 线连接的要求 飞快增长 ， ４ Ｇ技 术为其提供 了技术上 的保证 ， 同时也为跨界 （ 此界线 指公
共与专用 、 室 内与室外 的网络界线 ） 的多种无线 系统提供无缝技 术服务。 目前 ， 中国对 ４ Ｇ通信技术 的研发 与应用都走在世界前 列， 我 国未来的移动通信 技术将会 向着通信 的数据化 、 高速化 、 宽带化 、 频 段 更 高化 方 向发 展 。
国内外卫星通信产业技术应用现状和发展趋势
（ 移动 卫 星通 信仍 然是 目前 卫 ４）
星通信发展 较快 的业务之一 。
（ ５）卫 星通信 在 军事 通信 、环 境 数据 采集和监 测 、国家 应急救援和 救灾
通信 等政府 、军用业务领 域 中的重要作
用在不 断加 强。
２卫星通信产业技 术发展现状
卫星通信 系统按其提供 的业务可 以 分为 宽带卫星通信 系统 、卫星 固定通 信 系统和卫星移动通信 系统。
墨
信 系统是 与互联 网技术相联 系的 ，运行 ＴＣＰ Ｉ 协议 族 的卫星 通信 系统 。它是 ／Ｐ
数 字多媒体 、卫 星广播 、互 联网 的有机
－ ５
结 合 ，为一 系列新 的应用提供 了统一 的 服 务平 台 ，是卫星 通信 宽带 化的一个方 向 。宽带 卫星通信 网络结构 是地面宽 带
图 １ 星广播 业务市场预测 卫
宽带 多媒体卫星通信 是上世纪９ 年代 中 Ｏ
期发 展起来 的一种新型 卫星通信 ，是商
用卫 星通信业 务的主要 发展方 向。随着
卫 星终端设备 费用 的不 断下 降 ，以及用
户对 高速 因特 网接入需 求的迅速增 长 ， 宽带卫 星通信 用户数量不断增长 。
卫 星通 信在卫星产业 中 占主导地位 ，因 音 和 宽带 数据 业务 ，兼 容 ３ Ｇ系统 ，可 的标准协议对 卫星通信领域 的适 应性研 此 ，宽带卫星通信对 卫星应用产业来讲 以为 全球 任 何 地 方 的用 户提 供 最 高 达 究也 在 成 为 热点 。例 如 适 合 多媒 体 不
Ｉ 技术在通信 领域 内的演变和 应用 ，是 Ｐ
§
适 应卫 星分 组业务 和降低系 统复杂性 的
一
卫星移动通信发展现状及趋势
卫星通信关键技术最新进展姓名：唐聪班级：1402015学号：14020150005摘要：随着经济全球化的发展，人们对于移动通信的需求增加，同时军队对于卫星通信的要求也越来越高。
为满足未来移动通讯的发展需要，新一代的卫星通信系统应该具备速率快、覆盖广等优点本文从分析目前卫星通信系统出发，简述卫星通信系统的关键技术及最新进展，并对未来卫星通信系统的发展进行展望，以作为相关人员的参考。
目录0引言 (3)1卫星通信 (3)2卫星通信系统的特点及面临的问题 (3)2.1卫星通信的特点 (3)2.2功能 (3)2.3卫星通信发展历程 (3)2.4卫星通信面临的问题 (4)3卫星通信系统体系结构 (4)3.1体系结构分类 (4)(1)交互式宽带卫星Internet接入系统结构； (4)(2)非对称宽带卫星接入系统结构； (4)(3)宽带卫星骨干传输系统结构。
(4)3.2应用方面 (4)4卫星通信关键技术及进展 (4)4.1随机接入技术 (4)4.2多波束天线 (4)4.3星上处理 (5)4.4星间链路 (5)4.5卫星频谱资源 (6)4.6星地融合通信 (6)4.7卫星宽带通信 (6)5卫星通信发展展望 (7)5.1通信卫星的发展趋势 (7)5.2卫星通信的演进 (7)5.3卫星通信的结合 (8)5.4卫星通信宽带化 (8)6结论 (8)7参考文献 (9)0引言通信卫星始于1964年，当年在美国成立了国际通信卫星组织INTELSAT。
1965年，美国发射了第一颗商用通信卫星晨鸟号（“Early Bird”）。
之后，卫星通信技术及其应用蓬勃发展，取得了巨大的成功。
除了在军事领域中发挥着关键性的作用以外，卫星通信还为人们提供丰富多彩的电视广播和语音广播，为地面蜂窝网络尚未部署的偏远地区、海上和空中提供必要的通信，为发生自然灾害的区域提供宝贵的应急通信，为欠发达或人口密度低的地区提供互联网接入等…但是卫星通信自身存在的弱点却使得它长期以来一直作为地面固定、无线或移动通信系统的一种补充通信方式。
宽带卫星网络的发展现状
宽带卫星网络的发展现状作者：刘新梅来源：《电子世界》2012年第02期【摘要】在卫星通信中，宽带卫星通信的主要目标是为多媒体和高数据速率的Internet应用提供一种无所不在的通信方式。
对于时延要求低以及具有广播/组播性质的高速数据业务(如大容量数据传输、多媒体广播、因特网宽带接入、卫星远程应用、多媒体双向互动等业务)来说，卫星具有极大的优越性。
宽带卫星网络也称下一代卫星通信网络。
宽带卫星通信网具有地面覆盖面广、承载业务种类多、可快速部署、带宽利用率较高、星上交换快捷、可提供一体化网络等特点，能满足不同用户的业务需求。
发展宽带卫星系统己成为当前通信的新热点之一。
本文在分析现有技术的基础上总结了现有宽带卫星网络的发展基础，发展中遇到的问题，以及发展前景。
【关键词】卫星通信；宽带；通信系统通信基础设施建设的日臻完善和Internet的商业化兴起，以及交互式多媒体业务的迅速增加，都推动了宽带卫星通信的发展。
目前，国际上许多国家都对宽带卫星通信技术进行了研究，并已着手设计和开发宽带卫星通信系统。
发展宽带卫星系统己成为当前通信的新热点之一。
宽带卫星通信系统既能够在远距离通信传输上充分发挥卫星通信的作用，又能够进一步向用户提供从话音到数据、从低速到高速、从单一通信到多媒体通信、从固定到移动等各种通信方式。
宽带卫星通信不仅要面向企业集团、多媒体提供商，也要在图像传输、卫星数字电视直播、多媒体信息广播、宽带接入、交互式远程教育、远程医疗等方面逐步向个人服务方面发展。
时至今日，卫星原有的许多优势己无法与地面光纤通信相比，卫星仅存的优势只剩下广播、建设周期短以及建设成本与通信距离无关的特性。
但在未来相当长的一段时间里，卫星在宽带业务上还将有所作为。
对于时延要求低以及具有广播/组播性质的高速数据业务(如大容量数据传输、多媒体广播、因特网宽带接入、卫星远程应用、多媒体双向互动等业务)来说，卫星具有极大的优越性。
上世纪90年代以来，商业网络逐渐向基于TCP/IP因特网协议的分组交换型网络发展。
宽带卫星网络的发展现状
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宽带 卫星 网络 的发展 现状
招远 广播 电视 台 刘新梅
【 摘要 】在卫星通信 中，宽带卫星通信的主要 目 标是为多媒体和高数据速率的Ｉｔ ｔ ｎｅ 应用提供一种无所不在的通信方 ｍｅ
式。对于 时延 要求低 以及具有广播／ 组播性质的高速数据 业务 （ 大容 量数据传输、 多媒体广播、 因特 网宽带接入 、卫星远程应 如 用、 多媒体 双 向互 动等业务） 说 ，卫 星具有 极大的优越 性。宽带卫 星网络也称 下一代 卫星通信 网络 。宽 带卫星通信 网具有 地 来 面覆盖面广、承载业务种类 多、可快速部署 、带宽利用率较高、星上交换快捷 、可提供 一体 化网络等特 点 ，能满足 不同用户的
卫 星 系统 己成 为当前通 信 的新热 点 使人 们开 始考 虑使用 卫星 传输 Ｉ 业 多信道广 播 、Ｉ ｔ ｒ ｅ 和 Ｉ ｔ ａ ｅ Ｐ ｎ ｅ ｎｔ ｎｒ ｎ ｔ
之 一 。 宽带卫星 通信 系统 既能够 在 务 的可 能性 。卫星 Ｉ 技 术就 是将卫 的远 程传送 以及 作为 地面 多媒体 通 Ｐ
Ｉ》 ． 探索 察………………………．
一
、
宽 带多媒体 卫星通信发
通 信 不仅要 面 向企业集 团、多媒 体 结构和长 期网络演进的研究 。Ｓ Ｂ Ｇ 将 展 的基础 提 供 商 ，也要在 图像传 输 、卫星 数 开 展有关 卫星 Ｉ 体 系 结构 的研 究 ， Ｐ
（ ）Ｉｔｒｅ迅速发展的需求 一 ｎｅｎｔ
字 电视 直播 、 多媒体信 息广播 、宽 第 一步研 究 的对象 是高 级卫 星体 系
卫星宽带与卫星移动
二、宽带卫星通信终端一、中星16宽带卫星通信系统三、天通一号卫星移动通信系统四、卫星移动通信终端五、卫星移动通信研究热点中星16卫星通信地面应用系统主要为个人用户和企业集团用户提供宽带互联网接入服务，并可支持传统的话音业务和线路租用业务；系统同时还可为机动用户终端提供通信服务，支持特殊场景下的应急通信；另外系统还可用于环境信息采集和减灾防灾信息分发。
1、系统应用背景（3）企业应用：集团用户或虚拟运营商利用卫星网络组建虚拟私有网络，并具有相应管理权限；（2）应急应用：作为地面网络的备份，为特定用户点对点通信提供保证性带宽；（1）个人应用：终端用户通过卫星网络接入互联网；用户可以局域网形式共享带宽；（4）行业应用：新闻采访、数据采集应用信关站Internet企业应用个人应用SOHO 行业应用：新闻采访应急应用2、系统应用场景2、系统应用场景我国具有自主知识产权的中星16 号Ka 宽带卫星具有26 个用户波束、3 个馈电波束，在北京、成都和喀什三地设置了三个关口站。
与目前国际先进的卫星相比，中星16 号Ka 宽带卫星的系统容量、区域覆盖等还相对有限，随后建设的中星18 号Ka 宽带卫星将对此进行全面的补充和完善。
届时，除了我国陆地、北海、东海、南海都可以全部覆盖之外，还有几个海洋移动波束可以用于机动应用。
这将为我国应急通信提供大范围、全时空的系统保障。
3、波束覆盖情况-中星16卫星配置26个用户波束及相应的3个信关波束，覆盖中国部分区域。
每用户波束覆盖区域约为20万平方公里。
右/左旋圆极化，八色复用，前向340MHz，返向120MHz。
3、波束覆盖情况-大平台设计容量大约在120G~150G，该指标与国际高端Ka多点波束卫星容量相当。
卫星通信的发展现状
卫星通信的发展现状
卫星通信是一种通过人造卫星传输信息的通信方式。
它具有全球覆盖、大容量传输和抗干扰能力强等特点，广泛应用于军事、航空航天、海洋、气象、广播电视以及远程教育、互联网和移动通信等领域。
目前，卫星通信正处于快速发展阶段。
一方面，卫星技术水平不断提升。
新一代高通量通信卫星，例如“我国广播电视卫星
五号”和“天津卫星地图重组实验卫星”，能够提供更高的数据
传输速率和更大的容量，满足用户对高清视频、超高清视频和虚拟现实等高带宽应用的需求。
此外，卫星技术还在不断创新，如通过激光和量子技术实现卫星间的安全通信等。
另一方面，卫星通信在应用领域逐渐拓展。
除了传统领域的应用外，卫星通信正逐渐涉足新兴领域。
例如，卫星通信已经广泛用于无人机通信和导航领域，为航空无人系统提供远程控制和指导。
此外，卫星通信还在农业、矿业、城市规划和灾害预警等方面发挥着重要作用。
然而，卫星通信也面临一些挑战。
首先，卫星通信成本较高，包括卫星的制造、发射和维护等费用。
其次，卫星信号传输存在一定的时延，不适合要求实时性较高的应用。
另外，大规模的卫星通信系统可能会导致频谱资源竞争和频段拥挤。
因此，如何提高卫星通信的效率、降低成本，以及充分利用频谱资源，是未来发展的重要课题。
总体而言，卫星通信正朝着更高速、更稳定和更智能的方向发
展。
在技术和应用推动下，相信卫星通信将继续发挥重要的作用，促进人类社会的进步与发展。
我国低轨卫星通信产业发展现状及趋势分析
我国低轨卫星通信产业发展现状及趋势分析文 | 赵鹏北大纵横管理咨询集团卫星通信是以空间卫星作为中继载体的一种通信方式，是在地面微波中继通信和空间电子技术的基础上发展起来的。
近年来，随着卫星通信技术的发展、商业航天成本的不断降低，以及互联网随时随地接入需求的增加，具有全球覆盖优点的低轨卫星通信网络被重新注入了新活力。
卫星通信产业属于高技术、高投入、高产出的战略新兴产业，由于涉及卫星制造、卫星发射、地面设备及卫星运营等领域起步较晚，但随着卫星互联网被纳入我国新基建发展规划，将会进一步促使行业发展提速。
一、卫星通信产业链分析卫星通信产业链（表1）分为卫星制造、卫星发射、地面设备制造和运营服务四大领域。
2019年，美国卫星产业协会（SIA）发布的关于卫星通信产业规模数据显示，卫星产业链中卫星制造、发射、图1 新基建内容图2020年我国全年卫星发射39次，仅次于美国的44次，位居全球第二。
但目前中国卫星发射主要围绕导航和遥感领域，通信卫星数量相对偏少。
伴随高通量卫星带动宽带卫星通信业务蓬勃发展，中国低轨通信卫星行业有望进入快车道，卫星发射数量上升空间巨大。
预计我国2022年共计在轨低轨卫星规模800余颗。
长期考虑，参考StarLink等星座计划，随着产业链各环节技术成熟及成本下降，2027年我国低轨卫星网络总规模有望达到3950颗，预计卫星制造、发射和地面设备总投资达1690亿元，卫星运营市场空间可达7000亿元。
参考文献[1]张明.低轨道卫星系统的发展及面临的挑战［J］.中国无线电.2019(3):56-57.[2] 陈山枝.关于低轨卫星通信的分析及我国的发展建议［J］.电信科学.2020（6）:1-13.[3] 吴奇龙.低轨卫星通信网络领域国际竞争: 态势、动因及参与策略［J］.世界科技研究与发展，2020（6）:587-597.[4] 李喆,孙冀伟,尚炜,等.国外主要低轨互联网卫星星座进展及启示[J].中国航天,2020(7):48-51.[5]卫星互联网纳入!国家发改委首次明确“新基建”范围［EB/OL］.(2020-04-21)［2020-06-23］.http://www．x inhuanet．com / tech/2020-04/21/c_1125884291．htm．[6]赵秋艳，胡朝斌，陈川，等．低轨大规模星座的机遇与挑战［J］．空间碎片研究，2020，20(1):2-8.。
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分类
静止轨道卫星（Geostationary Earth Orbit：GEO）： 与地球上某一点保持相对静止 赤道延伸平面：36000km
优点： 经济，三颗卫星，覆盖全球
缺点： 长距离造成大信号衰减和大传播时延（500ms以上）
分类
中轨道卫星（Medium Earth Orbit：MEO） 高度在5000－12000km左右 为了覆盖整个地球需要10颗左右卫星
2011-11
卫星通信的发展及现状
主要内容
卫星通信的基本概念 卫星通信系统的相关知识 VSAT系统 卫星移动通信系统 卫星宽带通信系统
定义
卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两 个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信工作在微波频段。
简史
1945年，英国《Extra-Terrestrial Relays》一文中提出利用3颗静止 卫星覆盖全球的设想。
最雄心勃勃的Teledesic系统
巨LEO卫星Teledesic系统
Teledesic系统是迄今为止最雄心勃勃的LEO星座系统，其卫星数 量之多，建造成本之高，都创下了星座系统之最，因此该计划一 出笼，立即引起世人关注。在系统设计上从最初的840颗星，分 布在21个轨道上，每个轨道48颗卫星，卫星高度700km，每颗卫 星由64个点波束形成64个直径为1500km的圆形覆盖区。又称为 “千星系统”，减至288颗星，后来又减至120颗星加6颗在轨备 份。卫星高度为700km，每颗卫星用64个点波束形成相应64个直 径为1500km的圆形覆盖区。它最初的目标是宽带互联网业务。
铱星系统开创了全球个人通信的新时代，被认为是现代通信的一 个里程碑，使人类在地球上任何"能见到 的地方"都可以相互联络。 其最大特点就是通信终端手持化，个人通信全球化，实现了5个 “任何”（5W），即任何人（Whoever）在任何地点 （Wherever）、任何时间（Whenever）与任何人（Whomever） 采取任何方式 （Whatever）进行通信。
铱星的后继者——全球星
全球星是由美国劳拉公司（Loral Cor－poration）和高通公司 （Qualcomm）倡导发起的卫星移动通信系统。
全球星系统用48颗绕地球运行的低轨道卫星在全球范围（不包 括南北极）向用户提供无缝隙覆盖的、低价的卫星移动通信业务， 业务包括话音、传真、数据、短信息、定位等。用户可使用双模 式手持机，双模式手持机既可工作在地面蜂窝通信模式（即目前 手持机的工作模式），也可工作在卫星通信模式（在地面蜂窝网 覆盖不到的地方）。
GPS：为美国空军系统运作，用作全球定位。 早期为12个卫星星座，在1978～1985年间发射; 新的GPS系统，在1989～1994年间发射；为24颗小卫星星
座系统,分6个轨道平面覆盖全球
分类
低轨道卫星（Low Earth Orbit：LEO） 高度在500－900km 提供全球移动电话和数据服务；也可用于地面摄影和侦察
G / Te
“贵族科技”。铱星手机价格每部高达3000美元，加上高昂的通 话费用。
NF KT Bn
铱星失败的原因——技术角度
铱星电话在建筑物内无法接收信号
铱星电话过于笨重，使用不方便
摩托罗拉公司的铱星双模式手机重约454克，京瓷公司的铱 星单模式和双模式手机均重400克，它们比重量不到100克的GSM 手机笨重得多，使用也不方便。
波） K频段——18-26.5 GHz（固定卫星、广播卫星、 LMDS ） Ka频段——26.5-40 GHz（固定卫星、星际链路、卫星成
像、LMDS）
主要内容
卫星通信的基本概念 卫星通信系统的相关知识 VSAT系统 卫星移动通信系统 卫星宽带通信系统
VSAT卫星通信
星系统的一主一备NCC自责管理全球星系统的地面接续，在中国0条，最
大为1000条；用户容量最小为1万，最大为10万，三个关口站最
终可容纳30万用户。
全球星系统的组成（二）
用户段 该段指的是使用全球星系统业务的用户终端设备，包括手持
式、车载式和固定式。手持式终端有三种模式：全球星单模，全 球星/GSM双模、全球星/CDMA/AMPS三模。手机尺寸略大于现有 地面蜂窝手机，通话时间和待机时间与现有地面蜂窝手机相当。
VSAT卫星通信
星上处理技术 随着卫星通信带宽不断增加，为降低地面设备的复杂度和用户终 端设备成本，把一些处理技术转移到卫星上进行，这是卫星通信 发展的方向。
比特再生：改善信道质量3-10db 多波束天线：提高EIRP，增加系统容量，简化终端 前向纠错：8db编码增益 功率放大器矩阵组：动态功率匹配，减少功率消耗 自主基带切换：增加系统灵活性，系统吞吐量提高3倍 自适应编译码：提高信道可靠性
VSAT卫星通信
VSAT通信业务的应用范围 语音通信 数据通信 高速互联网 广播电视 电子商务 证券交易
VSAT通信的应用技术
利用Ku波段，VSAT终端的数据传输速率达到2Mbps以上 Ka波段的开发，使VSAT带宽大大增加 数据通信协议逐渐规范，采用TCP/IP，与Internet互联 采用多波束天线，节省星上资源，增加下行功率 与 B-ISDN结合，实现卫星多媒体通信 采用VSAT实现移动通信业务
全球星系统采用低轨卫星通信技术和CDMA技术，能确保良好的 话音质量，增加通话的保密性和安全性，且用户感觉不到时延。
全球星系统没有星际链路，无需星上处理，从而大大降低了系统 投资费用，而且避免了许多技术风险。当然，星体设计的简单使 得系统必须建很多关口站，在全球需建100至150座。
全球星系统的组成（一）
优点： 信号衰减小，时延小 卫星重量轻，结构简单
缺点： 为了覆盖整个地球需要大量卫星，系统复杂！
主要应用领域
互接长途电话业务： ������ 国内公众卫星通信网的干线已有37个大型C波段地球站，运 行着3万5千条双向电路（占国内长途电路的5~6‰），另有 4个试验地球站和约30台移动卫星通信车载站工作在Ku波段 ������ 国际通信方面：中国电信运营15座国际通信卫星地球站， 开通了约1万3千条双向电路（占国际长途电路的26%） ������ 可以提供备份电路或传送峰值业务
铱星失败的原因——市场角度
摩托罗拉启动铱星计划的时候没有作过认真的市场分析。当绝大 部分城市、城市近郊的农村、交通干线、旅游胜地都被地面网络 覆盖，当移动电话的国际漫游成为可能，卫星移动电话的市场无 疑在被不断地压缩着，用户群的规模相应地不断减少。地面移动 电话网络在成本费用、手机轻便性等方面占了相当的优势。
LEO和MEO卫星系统投入运行
要求
卫星通信的普及要求： 低成本：通信费用和终端费用 方便：手持电话，漫游，切换 可靠：低掉线率，高连接率 高质量通信：可接受的时延，语音质量
主要内容
卫星通信的基本概念 卫星通信系统的相关知识 VSAT系统 卫星移动通信系统 卫星宽带通信系统
铱星系统是划时代的开路先锋
1996年，铱星获得联邦通讯委员会(Federal Communications Commission)的经营许可，一个国际范围的支持者队伍共融资20 亿美元给铱星公司
2000年3月18日， 铱星背负40多亿美元债务正式破产。昨夜星光 灿烂，而今化做一道美丽的流星。
VSAT卫星通信
多址接入方式 语音：TDMA FDMA CDMA SDMA:采用多波束天线，每个波束覆盖一定区域。空 分多址不单独采用，一般结合TDMA 数据：纯ALOHA 时隙ALOHA 预约ALOHA
主要内容
卫星通信的基本概念 卫星通信系统的相关知识 VSAT系统 卫星移动通信系统 卫星宽带通信系统
空间段
轨道高度约为1414km，传输时延和处理时延小于300ms，因 此，用户感觉不到时延。每颗卫星能够与用户保持17min的连通，
然后通过软切换转到另一颗卫星，用户感觉不到切换。卫星采用 码分多址方式（CDMA），码元带宽为1.23MHZ。卫星定位精度 最高可达300m。
地面段
该段包括全球星控制中心（NCC）和关口站（GW）。全球
卫星通信系统的组成
卫星通信系统主要由空间分系统、通信地球站分系统、跟踪遥测 及指令分系统和监控管理分系统四大功能部分组成。
卫星通信系统的组成
空间分系统是指通信卫星，主要由天线分系统、遥测与指令分系 统、控制分系统、通信分系统和电源分系统组成。
通信地球站由天线馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设 备等组成
主要应用领域
无线电和电视广播： ������
使用了11颗通信卫星（亚太1A、亚洲2号、亚洲3S、鑫诺1号、亚 太2R、泛美3R号、泛美8号、泛美9号、泛美3R号、泛美10号、银 河3R和热鸟3号）的32个转发器������
中央电视台的12套节目，中央人民广播电台和国际台的32路声音 广播节目，以及31个省、自治区、直辖市的广播电视节目均通过 卫星向全国传送 海上、地面和空中的移动通信： 基于TCP/IP的internet业务
铱星在2001年接受新注资后起死回生，美国军方是他主要客户。
铱星的技术概况
66颗星在6个轨道面上排列运行（原计划77颗星，有如元素 “铱”）
铱星系统的复杂、先进之处在于采用了星上处理和星间链路技术， 相当于把地面蜂窝网倒置在空中，使地面实现无缝隙通讯。
另外一个先进之处是铱星系统解决了卫星网与地面蜂窝网之间的 跨协议漫游。铱星系统由空间段和地面段组成：空间段即星座， 地面段包括系统控制中心、关口站和用户终端。
什么是VSAT卫星通信？ VSAT全称是Very Small Aperture Terminal，可以理解为小站。它的 特点就是一个小字。由于小站具有灵活、简单、方便、成本低等 特点，很多企业、政府部门把它作为系统内的专用通信网。现在 VSAT系统的传输速率较初期大为提高，除了数据外，还传输各 种多媒体信息。包括卫星电视接收小站在内，VAST应用得越来 越广泛。