卫星通信在大数据时代的应用简析

移动终端组成广域甚至全球的数据采集与监测系统，从而为物联网提供丰富的地理与空间环境信 息；同时，大数据挖掘与处理分析技术可以给包括卫星遥测、卫星导航以及卫星设备实时数据监 控等海量数据信息提供高效解决方案，优化资源利用率。近年来，利用大数据技术解决卫星通信 过程中产生的数据采集与处理问题已有先例。文献［３］中提到，监测卫星设备运行中产生的大量
及相关互联网技术，简要分析卫星通信在新时代的应用发展。
关键词：大数据，云计算、融合应用
１引言
卫星通信利用人造地球卫星做中继站转发无线电信号，实现空间站与地球站、空间站与空间 站以及地球站与地球站等这三种方式通信［１］。卫星通信的主要优势包括：①通信距离远，覆盖 范围广，不受地理条件限制，因此能够提供较大范围的无缝连续覆盖；②通信系统与地面通信基 础设施相互独立，网络路由相比地面网络简洁易维护，因此可靠性以及抗破坏性较强：⑨建设速 度快，周期短，成本低。相比地面移动通信网络而言，卫星通信也有其劣势，主要包括：①可利 用带宽有限，信道利用率低，通信容量小；②通信时延大，信号强度弱，存在多径干扰问题，从 而对技术以及设备提出较高的要求；③抗干扰能力较弱。 卫星通信技术无论在军事还是民用领域，包括在全球现代化区域战争和军事演习中，在地震、 海啸等特大自然救灾中的应急救生中，在海洋石油勘探和山地森林地区的保障通信中，以及在地 面通信网无法到达的边远地区宽带多媒体接入中都一直发挥着重要作用。同时，随着新兴技术的 产生以及带动的相关产业的发展，卫星通信技术与云计算、大数据以及移动互联技术相结合，势 必给卫星通信产业市场带来新的发展需求的同时，让卫星通信技术更广泛的融入到现代化移动互
效能和作战能力；在民用领域，宽带卫星通信网络为宽带通信接入、远程教育、远程医疗、视频 会议、行业应用等提供多媒体传输与数据投递。
３．２宽带卫星通信应用互联网技术 事实上早在２０１０年，美军就准备将互联网技术应用于转型通信军事卫星通信。将国防部的 宽带及受保护的通信卫星体系结构并入同一网络，通过ＴＣＰ／ＩＰ技术将无人机、有人驾驶飞机、 地面、空中、海上或者空间的机动作战人员、传感器、武器以及通信指挥与控制节点进行组网［６］。 对于网内军用专线通过ＴＣＰ／ＩＰ进行保密通信，抗干扰的同时防止不受黑客的攻击。在宽带卫星
动其技术革新的日新月异。 宽带移动卫星通信在应急救援通信领域一直扮演着不可替代的角色，在出现重大自然灾害、 地面通信遭到破坏而无法运行的时候，通信应急通信车载宽带移动卫星通信终端与卫星及中央站 建立通信链路，将灾区现场的视频、话音、数据实时回传给救灾指挥决策部门，为抢险救灾提供 指挥调度和通信保障；在实时作战指挥方面，宽带移动卫星通信系统能够实时传送前线战场实况 并同时接受指挥部的指挥，建立高效、实时、不间断的双向卫星通信指挥系统，增强部队的指挥
３卫星通信与互联网技术的融合应用
近年来，互联网的飞速发展正深刻影响和改变着人们的生活方式，互联网技术和思想渗透到 各行各业，不断推动新的价值链与利息分享机制形成，对于通信产业而言既是机遇又是挑战，而 对于宽带卫星的发展来说，互联网的出现带来了巨大的市场空间。 ３．１宽带卫星通信系统发展
从传统Ｃ、Ｋｕ频段和通用卫星ＶＳＡＴ网络到运行于Ｋａ频段以及专用卫星的高通量卫星系统， 宽带卫星通信就已经开始了其宽带化之路并日趋走向成熟，而宽带卫星通信的广泛应用也不断推
［４］谭鉴荣，吕雪芹等．基于卫星通信的海洋气象数据采集系统设计［Ｊ］．气象科技，
２０１３，２，４１（１）：５卜５２
［５］刘镇，王译等．基于云计算的卫星定位误差补偿方法的Байду номын сангаас究［Ｊ］．计算机仿真，
２０１３，１１，３０（１１）：３７—３８
［６］吕子平，邓中亮．物联网及云计算时代的卫星通信［Ｊ］．ｓｐａｃｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ／国际太空，
联领域中去。本文将针对卫星通信的技术特点，对其在大数据以及移动互联网时代的发展以及应
用前景做简要分析
２卫星通信在大数据时代的应用
随着大数据时代的到来，数据科学正成为一门新兴的学科。数据处理与分析融入云计算以及 移动互联网等新一代信息通信技术，正逐步改变着传统通信产业，各产业链主体面临着业务转型
［２］。可以说，通信产业正进入大数据背景下的移动互联网时代。
２０１３．１：３３—３７
［７］志英．互联网技术将成为未来军事卫星通信的赋能技术［Ｊ］．ＳＡＴＡＬＬＩＴＥ＆ＮＥＴｗ０ＲＫ，
２０１０，（６）：４４—４５
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卫星通信在大数据时代的应用简析
肖跃刘凡
南京熊猫汉达科技有限公司 国家移动卫星通信工程技术研究中心
摘要：大数据时代的到来伴随着物联网、云计算等新兴的技术进步，给各行各业带来机遇的同 时，对传统业务流程以及组织决策提出新的挑战。对于通信行业，数据作为基础性资源，如何更 好的利用与管理成为行业内普遍关注的话题。本文针对卫星通信的传统业务类型，结合大数据以
数据存储与处理运作方式。
借鉴云计算的分布式计算架构体系，文献［６］中提出整合卫星云各种可用的卫星资源形成资 源池，在满足系统多功能大覆盖的同时，最大限度发挥每个系统单独的性能，提高利用率。不过
就目前各卫星系统设计以及通信体制来说，由于存在缺乏统一的标准，暂时还不能满足云计算的 需求。对于多系统资源调度以及不同机制的协调还有待改进。
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数据信息，采用ＦＰ—Ｔｒｅｅ算法应用于卫星群组数据分析领域，通过实现关联规则挖掘算法发现卫 星数据中的频繁模式，以提高对卫星不同设备间的内部联系判断，为地面监控预测提供支持。另 一方面，由卫星通信网络提供的实时广域信息数据，例如在海洋气象数据采集系统中，为气象监 测预警提供科学数据，为实现海洋观测数据实时收集发挥着不可替代的作用［４］。 ２．２卫星通信与云计算 云计算技术用于满足今后卫星应用领域新需求，提高空间信息数据存储、管理和应用能力， 整合数据资源与建设卫星应用共享体系有着非常重大的意义。云计算技术在卫星通信，尤其是卫
星导航方面的成功应用已成为无线通信领域近两年来的热点。基于云计算的ＡＧＰＳ（Ａｓｓｉｓｔｅｄ
Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）是这方面的成功应用之一。由用户手机提供的ＧＰＳ相关位置信息， Ｓｅｒｖｉｃｅｓ）。另文献［５］中提到一种基
利用远端“云”高速处理能力，评估实时交通状况信息并共享给网络中的任意用户，用户与“云” 端输入输出交换数据得到实时准确的ＬＢＳ（Ｌｏｃａｔｉｏｎ
Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｍｕｌｔｉｃａｓｔ
ｓｅｒｖｉｃｅ）技术、面
向移动视频内容的分发将是宽带卫星通信系统的重要应用方向。作为卫星通信主流技术之一的
ＶｓＡＴ（ｖｅｒｙ
ｓｍａｌｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ
ＴｅｒⅢｉｎａｌ）通信系统，近年来通过不断吸收包括ＩＰ组播技术、数字
广播技术、ＰｕＳＨ技术等信息技术，把卫星高速宽带广播的特点扩展到网络应用，为众多新应用提 供有效的解决方案，ＶＳＡＴ已成为当今世界上高速发展的数据业务，成为互联网业务重要的一部分。
卫星通信目前正朝着实现全面数字化、宽带化方向演进。从广泛意义上说，卫星通信、卫星 广播、卫星中继、卫星导航、卫星遥感等通过高效整合现有各类卫星资源，实现集通信、导航、 广播、遥感等于一体的卫星云服务将成为可能。 ２．１卫星通信与大数据技术
利用卫星通信传输距离远、观测区域广、覆盖面积大的技术特点，卫星通信接入网可以结合
参考文献 ［１］甘仲民，张更新．卫星通信技术的新发展［Ｄ］．通信学报，２００６．８：２７（８）：２—３ ［２］张平，崔琪楣．大数据驱动的绿色网络通信［Ｄ］．深圳大学报．２０１３，３０（６）：５５７—５５８ ［３］谢路路．大数据技术在卫星设备实时监测软件中的研究与应用［Ｍ］．天津工业大学，
２０１３：Ｖ４４６．４
Ｂａｓｅｄ
于云计算的卫星误差补偿方法，即通过云计算平台，用户可访问系统唯独、用户终端维度、时间 维度、地点维度的数据并利用云存储、处理以及共享技术手段为用户提供定位误差补偿服务。在 航天航空方面，ＮＡＳＡ在２０１０年４月提出“星云（Ｎｅｂｕｌａ）”计划，将原先Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ转向云计算 平台。基于开源和资源共享，云计算为ＮＡｓＡ这样的数据驱动机构提供简洁、高效、低成本的大
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通信方面，美空军在２００７年授予波音公司３０００万合同，为其提供互联网通信和直播卫星电视的 服务。 带宽需求的不断增长是移动互联网应用发展的必然结果，也是卫星通信宽带化发展的主要驱
动因素。随着地面网４Ｇ技术的演进与推广，发展拥有全ＩＰ网络和强大的视频传输能力的４Ｇ基 站中继应用将会为宽带卫星通信带来重要的支撑作用。文献［７］中提到，未来４Ｇ基站中继可能产 生数Ｇｂｉｔｓ／ｓ的卫星容量需求，基于皿ＭＳ（Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ