卫星通信系统发展简史和未来展望

卫星通信系统发展简史和未来展望

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班级：通信081

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本文主要介绍卫星通信系统的发展简史和未来发展方向。主要内容有：什么是卫星通信、卫星通信中的主要技术、卫星通信在国际上和我国的发展历程、卫星通信的发展趋势和我国卫星通信发展展望。

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1、卫星通信概述

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lm～

1min)。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，而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、趋势等方面对卫星通信进行概括和综述。

2. 卫星通信中的主要技术

2.1 CDMA技术

CDMA(码分多址)系统通过采用话音激活技术、前向纠错（FEC）技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段，可使CDMA系统容量大幅扩大，同时，它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来，小卫星技术的发展为实现全球移动通信和卫星通信提供了条件，利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信，已在国际上逐渐形成完善的体系。

CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制, 减少用户对星

上功率的要求从而增加系统的容量，减少多址干扰；CDMA移动卫星通信系统可

利用多个卫星分集接收，大大降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。此外，由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点，决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。

2.2 抗干扰技术

现代军事斗争中，敌我双方对卫星通信干扰与抗干扰技术对抗越来越激烈。未来战争中电磁环境将变得越来越复杂，卫星通信因其固有的特点而面临极大的威胁。由于通信卫星始终暴露在太空中，且信道是开放的，易于受对方攻击。因此，军事卫星通信中干扰和抗干扰是斗争双方关注的焦点，研究在复杂电磁环境下卫星通信抗干扰技术体制已成为提高军事通信装备生存能力、确保军事指挥顺畅的关键。

卫星通信抗干扰主要通过传输链路抗干扰、软硬件设备抗干扰以及建立综合智能抗干扰体系等措施实现。

传输链路抗干扰主要有DS/FH混合扩频、自适应选频、自适应频域滤波、猝发通信、时域适应干扰消除、基于多用户检测的抗干扰、跳时(TH)、自适应信号功率管理、自适应调零天线、多波束天线、星上SmartAGC、分集抗干扰、变换域干扰消除、纠错编码和交织编码抗干扰技术等。软硬件设备抗干扰主要有光电隔离、硬件滤波、屏蔽、数字滤波、指令冗余、程序运行监视等技术。建立综合智能抗干扰体系可以通过建立软件化抗干扰硬件平台、建立智能化抗干扰软件应用系统，如：智能抗干扰系统、网络监测控制系统、专家策略支持系统等措施实现。

特别值得一提的一种抗干扰、抗搜索、抗截获的技术是跳频通信技术，它是在现代信息对抗日益激烈的形势下迅速发展起来的。各国军方对这一先进技术的发展和应用十分重视，不断加强对跳频抗干扰通信的研究和推广应用。目前，跳频技术装备正朝着宽频带、高速率、数字化、低功耗的方向快速发展，其信息战潜力巨大。

3、卫星通信的发展简史

3.1 卫星通信的理论提出和早期试验

1945年1O月，英国科学家阿瑟·克拉克发表文章，提出利用同步卫星进行全球无线电通信的科学设想。20年后这一设想才变成了现实。通过不断研究和试验，1964年8月美国发射的第三颗”新康姆”卫星定位于东经155°的赤道上空，通过它成功地进行了电话、电视和传真的传输试验，并于1964 年秋用它向美国转播了在日本东京举行的奥林匹克运动会实况。至此，卫星通信的早期试验阶段基本结束。

3.2 第一代卫星通信--模拟信号阶段

1976年，由3颗静止卫星构成的MARISAT系统成为第1个提供海事移动通信服务的卫星系统（舰载地球站40W发射功率，天线直径1.2米）

1982年，Inmarsat-A成为第1个海事卫星移动电话系统

20世纪60年代中期，卫星通信进入实用阶段。1965年4月，西方国家财团组成的”国际卫星通信组织”将第1代”国际通信卫星”(IN—TELSAT—I，简记IS —I，原名晨鸟)射入西经35°w 的大西洋上空的静止同步轨道，正式承担欧美大陆之间商业通信和国际通信业务。两周后，原苏联也成功地发射了第一颗非同步通信卫星”闪电一1”进入倾角为65°、远地点为40000km、近地点为500km的准同步轨道(运行周期12h)，对其北方、西伯利亚、中亚地区提供电视、广播、传真和一些电话业务。这标志着卫星通信开始了国际通信业务。20世纪7O年代初期，卫星通信进入国内通信。1972年，加拿大首次发射了国内通信卫星”ANIK”，率先开展了国内卫星通信业务，获得了明显的规模经济效益。地球站开始采用21m、18m、10m等较小口径天线，用几百瓦级行波管发射级、常温参量放大器接收机等使地球站向小型化迈进，成本也大为下降。此间还出现了海事卫星通信系统，通过大型岸上地球站转接，为海运船只提供通信服务。

3.3 第二代卫星通信--数字信号阶段

1988年，Inmarsat-C成为第1个陆地卫星移动数据通信系统

1993年，Inmarsat-M和澳大利亚的Mobilesat成为第1个数字陆地卫星移动电话系统支持公文包大小的终端

1996年，Inmarsat-3可支持便携式的膝上型电话终端

20世纪80年代，VSAT(Very Small Aperture Terminal，甚小口径终端)卫星通信系统问世，卫星通信进入突破性的发展阶段。VSAT是集通信、电子计算机技术为一体的固态化、智能化的小型无人值守地球站。VSAT技术的发展，为大量专业卫星通信网的发展创造了条件，开拓了卫星通信应用发展的新局面。20世纪90年代，中、低轨道移动卫星通信的出现和发展开辟了全球个人通信的新纪元，大大加速了社会信息化的进程。

3.4 第三代卫星通信--手持终端

1998年，铱（Iridium）系统成为首个支持手持终端的全球低轨卫星移动通信系统

2003年以后，集成了卫星通信子系统的全球移动通信系统（UMTS/IMT-2000）

4.我国的卫星通信发展历程

我国卫星的研究和使用始于20世纪70年代初。1972年我国租用国际第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。1984年4月8日，我国成功地发射了第一颗试验通信卫星(STW一1)，它定点于东经125。赤道上空。1988年3月7日和12月22日，我国又相继成功发射了2颗经过改进的实用通信卫星，分别定点于东经87.5°、110.50°赤道上空。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°赤道