亚太5号卫星通信链路技术

亚太5号卫星通信链路技术

通过卫星直接将电视信号传送到地面上的每家每户，用户用小型天线或简单的接收设备就能方便地接收到电视节目信号，此类方式称为直播卫星电视系统，又可称（DTH即直播到户）。我国中星9号直播卫星就属于这一类，简称直播星。这一类中采用的卫星可以是广播电视直播卫星，如中星9号卫星，也可以采用大功率、高容量的通信卫星。如亚太5号通信卫星。亚太5号卫星承担着若干个卫星电视系统的传送任务,在卫星覆盖区内, 大部分地区的用户使用0.6m的小型抛物面天线及相应的接收设备就可以很方便地接收到它的信号。

隶属于亚太通信卫星有限公司和美国劳拉天网公司（两家公司各投资一半）的亚太5号通信卫星，是2004年6月29日美国海上发射公司在太平洋海域的奥得赛发射平台上用俄罗斯与乌克兰共同开发的顶峰3SL型(Zenit-3SL)火箭发射升空的。虽然火箭在发射过程中曾出现过短暂的故障，但经过卫星的调整，最终进入预定的138°E地球同步静止轨位。鉴于亚太5号卫星隶属于两家公司故又称为Telstar 18卫星。

亚太5号卫星是一颗高功率大容量通信卫星, 采用的是美国劳拉空间系统公司的FS1300型卫星平台，发射质量4640kg,在轨设计年限超过13年。该星工作在C,Ku 波段，具有38个C波段转发器（其中亚太公司拥有20个转发器,劳拉公司拥有18个转发器）和16个Ku波段转发器（其中亚太公司拥有9个转发器，劳拉公司拥有7个转发器）。亚太5号卫星C波段采用3.4~4.2GHz的下行频率、33~41dBw的等效全向辐射功率,覆盖亚洲、澳洲、太平洋群岛和夏威夷等地区。亚太5号卫星Ku波段采用采用12.25~12.75GHz的下行频率、45~59dBw的等效全向辐射功率的两个波束分别覆盖中国、朝鲜半岛和南亚等地区,为亚太地区提供直播电视DTH、互联网、VSAT及洲际、全球通信与广播服务。

目前亚太5号通信卫星的Ku波段承担着长城(亚洲)卫星电视平台、香港有线电视卫星台、香港艺华卫星电视平台、数码天空卫星电视平台的传送任务，C波段还传送世华卫星电视平台及其他的卫星电视信号。

亚太地区，中国和印度等国家率先通过租用国际卫星组织（INTELSAT的卫星转发器，对偏远地区提供可靠的通信连接。亚太地区还是首先拥有国内卫星系统的地区之一。如印度尼西亚的“帕拉帕”系统于1976年投入使用，它也是发展中国家的第1个国内卫星系统。现在，中国、澳大利亚、印度、印度尼西

亚、日本、韩国、马来西亚、菲律宾、泰国、新加坡／中国台湾省，都已使用国内卫星系统。为乡村和偏远地区服务是这些通信业务的主要推动力。容量更高的后几代卫星已在上述大多数国家中投入使用，这表明卫星通信的高增长率。像帕拉帕、亚星、国际通信卫星和泛美卫星这样采用覆盖亚太地区的同步轨道卫星的几个区域性和国际卫星系统已投入使用。许多国家租用这些系统中的转发器。国际海事卫星（INMARSAT）除提供全球海上移动卫星通信业务外，还提供陆地移动卫星通信业务。

包含“全球星”的全球移动个人卫星通信（GMPCS）系统已开始投入运行。ICO、ACeS（亚洲蜂窝卫星系统）、Thuraya、ASC（Agrani）和Teledesic卫星系统可能在不久的将来投入使用。像日本和韩国这样的国家在Ku波段／Ka波段投入使用的Internet和多媒体业务非常发达。许多其他国家正计划实现这些业务。但是，这一地区的很多地方仍然没有这些业务。

1990年开始运作的亚州卫星（Asiasat）公司是在亚太地区提供固定和广播卫星通信业务的第一家私营合资企业。通过抛物面天线直接从卫星接收的并通过有线电视接入的电视节目爆炸性增长，并送入上千万户家庭。大量的电视频道主要用于收视娱乐和新闻、体育和教育节目。卫星通信技术特点卫星通信技术包括卫星系统和数字通信两个方面的技术。随着电子技术的迅速发展，这些卫星技术得到显著提高。

卫星通信在60年代初用于点到点国际中继电话，在70年代用于国内通信，在80年代用于商业通信。随着时间的推移，发射能力更强的运载火箭的开发成功促进了卫星通信的快速发展。卫星发射功率、天线尺寸、转发器的数量、主太阳能电池板功率的显著增加使卫星信道容量增大了很多，并使每信道成本显著减少。随着卫星复杂性和尺寸的增加，地面终端的复杂性、尺寸和成本能够减少。因此，为商业通信或乡村和偏远地区通信部署大量的终端在技术和经济上都是可行的。地面终端的大规模生产可使其成本进一步减少。在90年代，采用16米天线的更大的卫星发射成功，星上有效发射功率的增大允许使用手持式移动终端。这种终端的成本已降到3000美元以下。这些终端已用于个人通信。其通信方式是双模式：即可以进行地面蜂窝通信，又可进行卫星通信。单片微波冥成电路（MMIC）使射频（RF）分系统的尺寸和成本得以减少。由于卫星功率更高，地面站的尺寸和成本进一步减少。利用频率更高的波段，如Ku波段和Ka波段提供

更大的带宽，减少干扰，使终端更小，业务容量更大。使用超大规模多波束天线将增强卫星的发射功率，并可大量重复使用频率。具有电子跟踪能力的相控阵大线和智能手持式收发两用机将提高地面站的通信效能。甚小口径终端（VSAT）将向超小口径终端（USAT）发展。星上数字信号处理和再生将增加吞吐量，减少噪声、降低干扰和雨衰。卫星交换TDMA与窄波束相结合将通过较高的卫星等效全问辐射功率（EIRP）显著增加业务容量。在Ka波段可以利用的功率更高的卫星，将对远地点开辟宽带多媒体业务。使用再生转发器将把卜行和下行链略性能衰变隔离开来，并可进一步增强信号质量。星际链路（ISL）将扩大卫星系统的能力和覆盖范围。

按照摩尔定律的预测，以每个集成芯片的晶体管的数量计，半导体的功率每18～24个月翻一番。超超大规模集成电路（VVLSI）的开发证明了这种预测到现在为止的30年内是非常精确的。鉴于集成电路尺寸的缩小，数字信号处理的功耗和成本也已减少，而性能却显著提高。数字卫星通信技术在以下几个方面取得了极大进展：

话音编码：话言编码的比特率从普遍的脉冲编码调制（PCM）64kbps减少到8kbPS以下，接近长话质量。卫星功率和带宽需求量几乎呈数量级减少。视频编码立体声质量的电视信号可能要求216Mbps的比特率。数字视频压缩技术使比特率要求呈数量级减少。像MPEG－2和DVB－S这样的视频压缩标准已经制定出来，并已用于卫星传输，从而使卫星传输功率和带宽要求显著减少。

前向纠措编码：运用纠错编码技术使比特设码率性能得到了非常显著的改善。例如，运用前向纠错码可使载波功率减少4～5dB。

加密：数字信号能够轻而易举地按照所需的保密等级加密。

调制：能够运用较高水准的移相键控技术减少带宽要求。

包交换：诸如话音、数据、视频和图形多种信号的组合，能够实现包化、多路复用和更有效的传输。

多址：能够使用频谱效率更高的时分多址和码分多址接入技术。

数字语音插值（DSI）能利用话音信道的闲置期，使信道容量增加2.5倍。数字线路倍增设备（DCME）利用DSI和低比特率编码，使信道容量比普通的64kbPS PCM恬音信道增加10倍多。

按需分配多址（DAMA）该技术通过高效共享转发器的容量而减少成本。

总之，数字信号处理、多路复用、调制和多址接入技术的结合可以减少功率