通信工程师传输与接入卫星通信的特点

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　　1.卫星通信的特点

卫星通信在无线通信的历史上写下了崭新的一页，成为现代化的通信手段之一。与其他通信方式相比，卫星通信有其独到之处。

(1)通信距离远，舰成本与通信距离无关。利用静止卫星’最大的通信距离可达18000km左右。实际上，卫星视区（从卫星可以“看到”的地球区域）可达全球奏面积的42.4%。原则上，只需三颗卫星适当配置，就可建立除地球两极附近地区以外的全球不间断通信。

一个卫星通信系统中的各地球站之间，是靠卫星连接的。在卫星的视界内，所有地球站到卫星的距离，约40000km左右。只要这些地球站与卫星间的信号传输满足技术要求，通信质量便有了保证，地球站的建设经费不因通信站之间的距离远近、两通信站之间地面上的自然条件恶劣程度而变化。这在远距离通信上，比微波接力、电缆、光缆、短波通信有明显的优势。除了国际通信外，在国内或区域通信中，尤其对边远的城市、农村和交通、经济不发达的地区，卫星通信是极其有效的。

(2)以广播方式工作，便于实现多址联接。通常，微波接力、散射、地下电缆等，都是“干线”或“点对点”通信。以微波接力为例，北京到武汉之间的通信线路，南京是不能直接利用的，除非增加北京到南京，或武汉到南京的微波接力线路。而卫星通信系统则类似于一个多发射台的广播系统，每个有发射机的地球站，都是一座广播发射台，在卫星天线波束的覆盖区域内，无论什么地方，都可以收到所有的广播，而我们可以通过接收机选出所需要的某一个或某几个发射台的信号。既然地球站有发射机，也装有接收机，只要架设起来，相互间都可以同时通信，这种能同时实现多方向、多地点通信的能力，称为“多址联接”。应该说，这个特点是卫星通信系统突出的优点，它为通信网络的组成，提供了高效率和灵活性。

(3)通信容量大，能传送的业务类型多。由于射频采用微波波段，可供使用的频带很宽，加上星上能源（太阳能电池）和卫星转发器功率保证越来越充分，随着新体制、新技术的不断发展，卫星通信容量越来越大，传输的业务类型越来越多样化。IS-V的容量己达12000路双向电话加上两路彩电，而美国的COMSTAR己达到14400路双向电话。除光缆、毫米波通信外，还没有其他通信手段能提供这样大容量的通信。

(4)可以自发自收进行监测。由于地球站以卫星为中继站，卫星将系统内所有地球站发来的信号转发回地面，因此进入地球站接收机的信号中，一般包含有本站发出的信号，从而可以监视本站所发消息是否正确传输，以及传输质量的优劣。

卫星通信具有以上的特点，在具体实施中也给技术上带来了以下一些难点。

(1)需要先进的空间技术和电子技术。由于卫星与地面相距数万公里，电磁波在自由空间传播时损耗很大，加上空间环境复杂多变，要把卫星发射到静止轨道上精确定点，并经常保持较小的漂移，难度是很高的。就通信来说，为了保证质量，需要采用高增益的天线、大功率发射机、低噪声接收设备和高灵敏度的调制解调器等一系列技术。正是这种需要，促进了微波、信号检测等理论与技术的迅速发展。近年来，随着空间技术、电子技术和计算机技术的进步，通信卫星越来越庞大复杂，地面设备越来越小型且智能化。

(2)要解决信号传播时延带来的影响。我们知道，电磁波以约等于光的速度（即3xl08米/秒）在自由空间传播，在静止卫星通信系统中，卫星与地球站之间相距约4万公里，这样，从地球站到卫星，再从卫星到地球站，传播时间约为0.27秒。因为两个站的用户信号都必须经过卫星，因此打电话者要得到对方的回话，必须额外等候0.54秒，给人以不习惯的感觉。如果不采取特殊的措施，再加上混合线圈不平衡等因素还会产生“回波效应”，即发话者在0.54秒后会听到反射回来的本人讲话的回声，成为一种干扰。这是静止卫星通信的明显缺点。为了消除或抑制回波干扰，地球站要增加一些设备。

(3)要圆满实现“多址联接”。通信卫星的广播式工作，为“多址联接”提供了可能性，但是，要将可能性变为现实，必须解决“多址技术”的问题，即接收站如何识别和选出发给自己的信号。这要求发射站发射的信号或传输手段必须具有区别于其他站的某种特征。

(4)要保证卫星能高度稳定、可靠地工作。静止卫星处于离地球数万公里之外，作为中继站，既无人值守，更无人维修。卫星上组装有成千上万个电子和机械元器件，若其中一个发生故障或损坏，就可能引起通信卫星的失效，导致整个卫星通信系统的瘫痪。因此，在卫星上使用的都是经过精选的可靠性高、寿命长的元器件。它们需要进行大量的寿命与可靠性试验。

此外，还要解决星蚀、地面微波系统与卫星通信系统之间的相互干扰等问题，这些对卫星通信的正常运转，都是不容忽视的。

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