對衛星通信技術(shù)的新發(fā)展分析論文
自20世紀90年代以來(lái)，衛星移動(dòng)通信的迅速發(fā)展促進(jìn)了天線(xiàn)技術(shù)的進(jìn)步，衛星通信以其通信容量大、覆蓋范圍廣以及組網(wǎng)方便迅速等多種優(yōu)勢成為建立全球個(gè)人通信必不可少的關(guān)鍵。在這篇文章中，主要通過(guò)對衛星通信技術(shù)的新發(fā)展進(jìn)行分析并闡述。
1 衛星通信的定義
衛星通信系統是由通信衛星以及經(jīng)該衛星連通的地球站這兩個(gè)主要部分組成。目前全球衛星系統中最常用的形體就是靜止通信衛星，這種衛星是通過(guò)把通信衛星發(fā)射到赤道上空35860km的高度上，使衛星的運轉方向與地球的自轉方向保持一致，同時(shí)使衛星的運轉周期能夠與地球的自轉時(shí)間相等，這樣就可以保持同步運行的狀態(tài)。衛星通信系統還可以說(shuō)成是把衛星作為信號的中繼站來(lái)接收并轉發(fā)多個(gè)地面站間的微波信號的通信系統。用戶(hù)端、地面端以及衛星端三者組成了一個(gè)完整的衛星通信系統。這三者中，衛星端在微波通信的傳遞過(guò)程中所起的作用就是充當中轉站，主要包括衛星母體的衛星星體以及星載設備在空中所接收到的來(lái)自地面站的電磁波，通過(guò)放大再發(fā)送到另外一個(gè)地面站。因此人們通過(guò)連接網(wǎng)絡(luò )的用戶(hù)端從地面站傳送出入衛星系統的微波信號，從而形成了一種寬泛而且復雜的通信鏈接。除此之外，衛星通信系統的覆蓋范圍也是非常廣的，我們在衛星信號覆蓋區域內的任何地點(diǎn)都可以順利進(jìn)行通信，而且還不會(huì )因為距離的遠近而影響通信信號。其中衛星通信的電磁波主要是在大氣層以外的區域內進(jìn)行傳播，因為微波傳遞的性質(zhì)比較穩定，也就使得衛星通信的通信質(zhì)量非常好，而且工作頻帶寬。盡管在大氣層內部傳播的電波會(huì )受到天氣的影響，但還是可以保持信號的穩定和通信的可靠性。但是我們需要十分注意的`是，在衛星運行到高空軌道上進(jìn)行雙向傳輸時(shí)，其傳遞速率就會(huì )推遲到秒級，因此電磁波的精確度就會(huì )下降。比較明顯的體現方式是，我們在進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)時(shí)會(huì )出現明顯的中斷現象。因為衛星在高空上的位置是按照已經(jīng)預定好的軌跡運行的，所以，衛星一直處在運動(dòng)狀態(tài)。衛星通信系統中的線(xiàn)路連接都采用無(wú)線(xiàn)鏈路，由于系統內容復雜而不好操作。
2 衛星通信的優(yōu)點(diǎn)
衛星通信的優(yōu)點(diǎn)是非常多的，主要有：①通信容量大，傳輸頻帶寬。衛星通信有非常寬的頻率范圍，一般情況下使用的是1～10kMHZ的微波波段，能夠實(shí)現在兩點(diǎn)間提供幾百甚至幾千上萬(wàn)條的話(huà)路，提供每秒幾十兆比特甚至高達每秒一百多兆比特的中高速數據通道，還可以傳輸好幾路電視。②電波覆蓋面積大，能夠實(shí)現多址通信。在衛星波束覆蓋區內的通信距離一般最遠為18000km，在覆蓋區內的用戶(hù)都能夠通過(guò)通信衛星實(shí)現多址聯(lián)接，進(jìn)行即時(shí)通信。③通信質(zhì)量高而且穩定性好。主要因為衛星鏈路大部分都是在大氣層以下的宇宙空間，屬于恒參信道，傳輸損耗小而且電波傳播穩定，一般情況下不會(huì )受到通信兩點(diǎn)間的各種自然環(huán)境以及一些人為因素的影響。而且在發(fā)生核爆甚至磁暴的情況下，還可以維持正常的通信，這就是它運用廣泛的一個(gè)重要因素。
3 通信衛星的新技術(shù)
衛星通信技術(shù)的發(fā)展是隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷前進(jìn)的，目前，從通信衛星的發(fā)展情況來(lái)看，靜止衛星通信系統仍然占據主流地位，同時(shí)各種軌道上的中、小衛星也在不斷地發(fā)展。衛星資源的使用具有更大的靈活性，同時(shí)還促進(jìn)了寬帶多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，還能夠與地面網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行有機地融合。技術(shù)革新主要有衛星的有效載荷技術(shù)。通信衛星的有效載荷是天線(xiàn)和轉發(fā)器。衛星通信空間段的主力仍然是微、小衛星，因為它們的主要優(yōu)勢就是單顆星座或者是衛星在運作時(shí)都有非常強的靈活性。而且這種衛星的生產(chǎn)周期是非�？斓�，一般從設計到最終發(fā)射只需半年到一年。而且最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是它的費用，一般中小規模的運營(yíng)商都是有支付能力的。不僅如此，這些衛星還可以執行各種任務(wù)，有非常多的功能。因此衛星有效載荷是實(shí)現智能化和數字化的關(guān)鍵技術(shù)[1]，把軟件定義無(wú)線(xiàn)電SDR技術(shù)運用到微小衛星載荷中，是比較有效的一個(gè)辦法。SDR體系結構的基本特征有以下幾點(diǎn)。第一，靈活性。它的靈活性主要體現在可以支持類(lèi)似橋接以及組播和路由選擇的多信道互操作性。第二，支持第三方應用開(kāi)發(fā)。主要表現方式是不需要軟件的升級就可以開(kāi)通各種新的業(yè)務(wù)。第三，消耗少。在經(jīng)濟上可以接受所引進(jìn)的工業(yè)計算機的軟硬件產(chǎn)品以及組件標準等。第四，功能強大。其模塊化設計以及擴展性和可伸縮性都能夠保證在超過(guò)規定的工作時(shí)間后還可以進(jìn)行工作。第五，支持新的應用安裝。它所具有的可編程性使其能夠支持配置、重新編程以及控制和實(shí)現新應用的安裝操作。因此，從SDR的結構特征中我們可以看出，它在物理層的所有功能基本上都是借助軟件進(jìn)行的，也可以說(shuō)，無(wú)線(xiàn)電是通過(guò)軟件可重構平臺來(lái)實(shí)現的，并且可以支持各種信號波形和功能。需要注意的一點(diǎn)是，可重構是實(shí)現SDR的一個(gè)關(guān)鍵部件，可重構的特點(diǎn)就是通過(guò)利用相同的硬件來(lái)加載不同的應用軟件完成所分配的任務(wù)，而且各個(gè)系統的軟件也可以存儲在寄存器中，實(shí)現同時(shí)運作。這種軟件的更新費用也不是很高，可確保衛星系統正常運行。
4 利用SDR大型通信衛星的有效載荷設計
SDR的最大特點(diǎn)就是可以使無(wú)線(xiàn)電系統變得更加靈活，但是并不是所有的無(wú)線(xiàn)設備都適用，所以我們應該有所改變，開(kāi)發(fā)新的技術(shù)。當SDR系統處于一個(gè)非常理想化的狀態(tài)時(shí)，通信衛星信號的處理都是在中頻上進(jìn)行處理的，這會(huì )加快信號的傳輸速度，因此我們需要在這方面大量投入人力和物力，使SDR系統能夠達到一個(gè)理想的狀態(tài)。
5 結束語(yǔ)
在衛星通信的新技術(shù)進(jìn)行分析以后，我們可以看出空間通信的發(fā)展前景是十分廣闊的。因為人們對信息的需求是與日俱增的，所以我們一定要注意不斷開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，促進(jìn)通信衛星的有效載荷，對通信行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生積極的影響。
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