卫星通信技术的应用体会及未来趋势展望

卫星通信技术的应用体会及未来趋势展望

在当前信息化时代，科技日益更新，给现代通信技术提供了一个发展的良机，且其必将在今后的通信中做出巨大貢献。文章首先论述了卫星通信的应用现状，并谈了现代卫星通信技术的发展研究，最后对其趋势也做了分析。

标签：卫星通信技术；应用体会；未来趋势

卫星通信不但通信容量大、通信距离远，而且组网灵活，线路质量安全可靠，具有许多其他通信手段无法比拟的优点。全球信息化的速度越来越快，信息朝着复杂化、多样化的方向发展着，通信也进入到一个快带、高速、可移动、多媒体的时代。卫星通信虽有诸多优势，却也存在一定的不足，如抗干扰能力差、运营成本高、通信时延长且测控技术复杂，尽管如此，但其是以无线电波通信系统为基础的，且随着进一步的研究，卫星通信技术的开发和应用都有新的突破。

1 卫星通信的现状及问题

1.1 高速数据业务需求的瓶颈

现代通信的主要特征就是移动通信和互联网的应用，在宽带上，卫星通信没法和光纤相比；在移动特性上，卫星通信也比不过地面蜂窝移动系统的性价比。卫星通信在过去的骨干网中发挥着相当重要的作用，由于带宽限制，被光纤通信逐步代替。分组交换技术已得到成功应用，而传统的卫星通信主要是以频分、码分多址为基础的，满足不了高速数据业务的需求。例如，作为ATM网络的重要参数，时间透明和语义透明在卫星通信系统中极差。由于存在长时延，导致LAN 中差错控制协议难以再满足要求。因此，对于地点比较远的LAN，在借助卫星通信实现互联时，转换协议必须快速有效，且需降低时延带来的影响。

1.2 卫星通信应用宽带IP的难度

当前，宽带IP系统的传输技术大都是以ATM技术为基础的，据有关研究数据表明：ATM性能可达到ⅡU-T G.826和Ⅰ356的要求。系统如果采用FEC技术、RS块状编码等技术，可保证卫星链路满足准光线的质量。

由于与当前的卫星传输技术存在很大差异，卫星ATM的实施相当复杂。以其分层实现为例，对此有两种不同观点：一是将ATM协议和非ATM协议叠加起来，并不改变目前的协议结构；二是完全采用ATM结构。

就前者而言，其优势在于，卫星平台的协议标准是透明的，且访问协议不会被外网看到，在关口站就停止了，因此也无需对现有的标准做任何修改。其不足之处在于，对不同的协议，很难做到为全部提供的转换方式都为最佳。有此分层结构的ATM称之为非ATM的ATM封装。就后者而言，其优势在于，在一个高度集成的星地ATM环境比较适用，不足之处是协议过于复杂，需要做大量修改。

2 现代现代卫星通信的关键技术

2.1 数据压缩技术

数据压缩技术得到广泛应用，尤其在数据处理领域，发挥的作用越来越大。不管是静态的压缩，还是动态的，在能量或时间上都能为通信系统带去高效率。当前的多媒体压缩有两个公认的标准，一是CCⅡT的H.26标准，二是ISO对静止图像压缩编码的标准。其中的MPEG62在设计上使用了面向对象的方式，将交互性以及多媒体同步、实时交换和最终形式等作为重点考虑对象，目前，多媒体卫星通信系统就使用的这一技术。

2.2 多媒体准信息同步技术

大致可将多媒体信息分作两类：一是连续同步，即媒体之间连续两个小时以上的视频或音频的同步；二是时间驱动的同步，即一个事件和因其导致的相应动作的同步。卫星多媒体通信要实现信息的同步，可通过反馈法、缓冲法以及时间戳法来完成。当前已开发出“多业务流同步协议”和“多信息流会话协议”，前者和同步时钟近似，后者主要支持分布式协议应用中的时间因果。

2.3 智能卫星天线系统

因为要传送多媒体信息，通信系统的宽带有了限制，最少得2500MHz，为此，多媒体通信系统选用了Ku甚至Q和V波段。但是K以上的波段具有相当严重的雨衰，卫星功率也受到了很大的限制。所以，智能高性能天线的研究工作已是一个重要问题。为使多波束具有更大的覆盖范围，可通过多波束快速跳变系统来实现；在低轨道系统中，地面的接受天线可借助蜂窝煤式的天线覆盖图做同频再用，且具备跟踪的功能；星上天线多使用相控天线；对同步轨道的系统来说，可使用多馈源或相控阵天线构成蜂窝式覆盖图。

2.4 宽带IP卫星通信技术

快带IP主要有两个方向：一是系统结构继续沿袭卫星ATM；二是完全放弃固有的ATM协议，建立一套新协议。

2.4.1 改进ATMA

在未来，宽带卫星网和地面ATM/BISDN一起构成宽带Internet 网。为了使Internet业务能够更好地被传送，必须强化其TCP的此乃功能。ATM信元的传输是依靠地面终端利用卫星上的交换机通过开设虚通道来实现的。为了能够有效地控制拥挤堵塞现象，VC管理和流量控是必须要采用的途径，此外，还需地面终端为控制ATM网和IP网间的拥挤堵塞提供相应的机制。对于卫星上的ATM交换机，则必须使用信元和VC级的业务量管理机制。TCP主机需要建立各种可靠的控制拥塞的机制，以便宽带利用能够有效地实现，不过就目前而言，算法还达

不到统一，还需要更深层的研究。

ATM与BISDN要想互联成功，必须对ATM网采用多媒体的业务管理。ATM 技术比较适合以固定的方式接入，在移动卫星通信中，当前移动管理的协议效率比较低，需要采取新的管理方案来解决这一问题。

2.4.2 建立新系统协议结构

这些年来，多媒体技术以及IP技术广泛运用于卫星研究中，已成为一个热点话题。在1999年举办的WP4B会议上，会议通过了二者应用于卫星的新课题提案，这十分利于宽带卫星通信的进步。

专业人士认为，在未来，IP极有可能代替ATM成为通信网络技术的主流，其关键技术有卫星IP网络结构、IP保密安全协议等。

2.4.5 空间激光通信技术

这是一种光通信技术，以激光光波为载波，以大气为传输介质。它同时具备微波和光纤通信的优势，在尺寸、宽带以及功率上都较有优势，且其波束小、波段窄，不易被截获，具有较高的安全性。

3 卫星通信的发展前景

卫星通信技术不断进步，系统能力也得到大幅度提升，尽管在开发时会出现一定的风险，但其发展的潜力巨大。首先，卫星通信系统能够独立成网，无需再通过地面的电信网，而直接服务于公众，这对那些缺乏地面通信设施但有通信需求的地区意义十分重大；其次，现在发展的卫星通信系统，其频段多、容量大，必将成为地面信息高速公路中不可或缺的部分；第三，在今后的卫星通信发展中，综合卫星业务将成为其主流方向，它进一步联通了地面的各种业务传输网，并与之一起建立起海陆空立体通信网。此外，在移动卫星通信方面，尤其是中低轨卫星通信，能够保证全球个人通信得以有效实现，第三代移动通信的发展，促使人们能够进入到真正的个人通信时代。

4 结束语

卫星高新技术层出不穷，其功能不断完善扩大，应用领域也必定越来越广。且在新时代，卫星通信潜力巨大，发展空间广阔，占据的地位相当重要，与光纤通信结合，为今后人类通信更好地服务。

参考文献

[1]王世强，侯妍.卫星通信系统技术研究及其未来发展[J].现代电子技术，2009，32（17）：213-215.