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第一篇：卫星通信论文范文
空军短波全球通信系统的卫星通信能力探讨
摘 要：短波是指频率范围在3MHz到30MHz的电磁波，短波通信就是利用电离层对无线电波的反射或者地面对无线电波的反射，实现通信的过程。短波通信可以相隔数千公里，且不需要中继就可实现远距离通信，因而应用短波通信这一技术，建立短波全球通信系统，对空军具有重要意义。本文简单介绍了空军短波全球通信系统及其技术特点，并分析应用该系统可以实现的卫星通信能力。
关键词：空军;短波全球通信系统;卫星通信能力
一、空军短波全球通信系统
(一)空军短波全球通信系统的简介
空军短波全球通信系统(HFGCS)最早作为美国空军、国防、太空司令部等部门的军事设备于2003年投入使用。近些年来，这一系统引起了我国学者、专家的注意。相对于以往的无线电通信、光线通信等通信方法，采用短波进行通信，不易受到环境状况影响，即使受到外界人为干扰，也容易及时修复。应用该技术打造的自动化的空军短波全球通信系统，可以提供作战飞机空中指挥、数据广播、加密指控命令、对空语音、数据通信等多种功能。
这一系统由地面多个短波台站连接，每个短波台站的语音通信范围可达3200千米，数据通信范围大约可以达到4000千米，可形成全球短波网络，覆盖了全球大部分的国家和地区。该系统由指挥中心，即中心台站进行控制，但随着科技的发展，这一系统正在往分布式工作模式发展，即短波通信将不用通过中心网络，也可以实现其功能。
(二)空军短波全球通信系统所应用的现代技术
IP网络技术。该技术将全球多个短波台站连接起来，也将中心台站和短波台站连接起来，中心台站可以利用该IP网络，对其他地面短波台站实施远程控制。
短波台站自动定位技术。短波台站可以实现语言的检测、有线电话转接等自动功能，一旦收到探测信号，短波台站可以发挥自动定位技术，自行实现频率与最佳台站的匹配。
AoIP传输技术。采用短波全球通信系统的音频信息均由该技术进行传输，这是一项使用RTP协议传输音频及控制数据的技术标准。
短波无线IP协议。空军短波全球通信系统覆盖范围广泛但信息仍可被迅速捕捉到，原因在于每一个短波台站被划分为若干个IP子网，其中每个台站和机动设备拥有自己的IP地址及路由，成为一个个独立的IP网络节点。应用短波无线IP协议，就可以实现这些独立台站和机动设备的管理。
二、空军短波全球通信系统的卫星通信能力
(一)信息传输能力
空军短波全球通信系统利用短波收发台、短波控制器，对短波IP化传输的处理方式，可以将短波信号标准化，并利用IP网络技术搭建起来的短波台站网络，实现有效的信息传输。比如，当机动设备发送信息时，短波收发台和控制器会将短波信号标准化。根据对不同信道的数据比较，最终选择最佳短波台站与最佳频率进行匹配，即双方根据信道的传输质量适应选择最好的传输速度。此时，以短波无线IP协议构建的地面支撑网络，就能够发挥其自动功能，在卫星通信的过程中，实现双方进行通信，完成信息的传递。
(二)信息承载能力
根据上文介绍的空军短波全球通信系统应用的技术，短波无线IP协议的应用可以将网络分为若干子网络，形成分块化的控制方式。短波信息经过短波调制调节器和短波无线IP协议，整合空军短波全球通信系统中的所有数据和方式，建立起分块化的通信子网络。这种利用短波无线IP协议管理信息并分类路由链接的方式，可以大大提高该系统在卫星通信方面的信息承载能力。在这一过程中，短波的特征，比如波长、延迟状态、宽窄程度等等，在某种程度上可以被控制和改变。标准化应用层数据将短波数据链路层与应用层数据紧密结合，采用标准化方式，实现应用层数据标准化，从而让载荷扩充。控制器对通信网络的控制，可以间接的优化载荷数量，也能实现动态的信道配备，从而对不同短波台站交叉组合。
(三)信息分发能力
上文在介绍技术中已经提到，空军短波全球通信系统采用IP网络技术，是一个全部IP化的网络系统，中心台站、短波台站、支撑网络、机动设备均靠IP网络技术相互联系，从而实现了数据的传输。由此可见，该系统在卫星通信方面具有信息分发的能力。该网络除了无线网络之外，还有一部分的有线网络。以目前的技术来看，无线短波网络虽然有诸多优势，也能实现地空通信，但因其需要依靠电离层和地面对短波进行反射，容易受到各种因素的影响，导致这种无线短波通信技术应用情况有限，而且无线网络的带宽不如有线带宽长，信道资源也受到了极大的限制，因而有线网络更为稳定。综合运用两种不同的网络方式，发挥两者的长处，极大的提升信息分發的速度和质量，实现更为稳定的短波通信。
在信息分发过程中，还存在信道资源分配的问题。因而对于不同的信息源，系统将按照其重要性进行分类，对极为重要且对实时性要求高的信息率先使用数据传输速度更高的信道资源，之后按照相关排序，依次运用该系统进行传输。比如，对于那些远距离的数据通信与实时的语音通话相比，后者就应当使用数据传输速度更快的信道资源，但前者可以使用更可靠的数据传输方式，以比较低的速度完成数据通信。
(四)信息保密能力
据调查，随着技术日新月异，空军短波全球通信系统将增加信息保密能力，目前该技术在紧张的研发之中。短波通信加密会使用多种加密方式，复杂的加密算法配合密码体制，将让短波通信中传输的数据成为“秘密”。这一能力对于卫星通讯来说十分重要，尤其是在战争中，如果应用空军短波全球通信系统传输的信息被公开，将成为严重的安全隐患。因此，必须要加紧开发信息保密功能，防范系统中的泄密风险。
三、结语
空军短波全球通信系统虽然是美军率先应用于军事之中，但对我军也有具有十分重要的作用。国内诸多专家学者正在研究该系统，不断提升点对点、点对多点和点对面的效率和利用率。本文在阐述了空军短波全球通信系统的内涵及其应用技术的基础上，围绕其卫星通信能力进行了探讨。鉴于该系统目前仍在发展之中，希望能够通过对世界先进技术的研究学习，逐步完善该系统，实现技术迭代，大幅度提升短波通信的性能。
参考文献
[1] 唐艳. 短波通信组网技术研究[J]. 中国无线电，2015(12)：49-51.
[2] 孙显卓. 短波地空通信相关技术研究及软件实现[D].西安电子科技大学，2016.
[3] 李青峰，时瑞，李铁生. 航空短波通信组网研究[J]. 黑龙江科技信息，2015(11)：177-178.
作者：谭禹 李丹
第二篇：全球卫星通信
低轨道通信卫星
为了克服静止轨道通信卫星的种种不足，各国发射了一些低轨道通信卫星。低轨道卫星离地球近、路径短，能克服地球静止轨道卫星存在的种种缺陷。由于低轨道卫星信号覆盖地面面积小，为了覆盖全球，需要用几十颗卫星组成星座和系统才能进行全球通信。
低轨道通信卫星主要用于移动通信，可为卫星电话、车载、船载、飞机等移动终端在任何时间、任何地点提供全球通信、无缝链接服务，十分方便，通信质量也好。它广泛应用于卫星通信、全球通信、远洋通信、抗灾救灾、搜索救援等。
1990年代，美国率先开展了低地球轨道通信卫星计划。20多年来，低轨道卫星系统几经起落，甚至差一点全军覆没。经过艰难发展，特别是手机技术、移动通信技术、互联网技术的迅猛发展，低轨道通信卫星系统死而复生。如今，卫星手机、移动电脑等移动终端可随时链接卫星通信，传输电话与数据，下载图片、视频和多媒体内容。
低轨道通信卫星系统有三大特点：低轨道、大星座、移动通信。低轨道通信卫星系统对其他卫星系统和各国卫星发展具有重要意义。著名的低轨道通信卫星系统有：“铱星”卫星通信系统、“全球星”卫星通信系统、“泰利迪斯”卫星通信系统等。
“铱星”卫星通信系统
“铱星”（Iridium）卫星通信系统是美国摩托罗拉公司设计的全球移动通信系统。铱星系统是1987年提出的第一代通信星座系统，1992年，“铱星”卫星开始研发。摩托罗拉公司制造卫星有效载荷，洛克希德·马丁公司负责“LM-700A”卫星平台。每颗“铱星”卫星质量689千克左右，功率为1200瓦，采取三轴稳定结构，设计寿命5～8年。
“铱星”系统的空间部分是运行在7条轨道上的卫星，每条轨道上均匀分布着11颗卫星，组成一个完整的星座。它们就像化学元素铱（Ir）原子核外的77个电子围绕原子核运转一样，因此被称为铱星。后来经过计算证实，6条轨道就够了，卫星总数也减少到66颗，但仍习惯称为铱星。
“铱星”系统最大特点是，通过卫星之间的链接实现全球通信，相当于把地面蜂窝移动电话系统搬到了天上。它与目前使用的静止轨道卫星通信系统比较有2大优势：1. “铱星”轨道低，传输速度快，信息损耗小，通信质量大大提高；2. “铱星”系统不需要专门的地面接受站，每部移动电话都可以与卫星联络。地球上人迹罕至的不毛之地，一望无际的远洋深海，没有人烟的南北极，通信设施落后的边远地区，自然灾害现场等都变得畅通无阻。“铱星”宣告：个人卫星通信的新时代到来！
“铱星”卫星通信系统有66颗卫星，分布在6条轨道上，轨道平面间隔30°，组成卫星星座。“铱星”运行在约781千米，倾角86.4°的低轨道，轨道速度大约27000千米/小时。“铱星”卫星通信系统信号覆盖全球，包括南北两极。
“铱星”每条轨道上部署11颗在轨卫星，备份1～2颗。备份卫星通常运行在666千米，倾角86.4°的轨道上。在某一颗卫星故障情况下，备份卫星将提高轨道到正确高度和投入服务。铱星公司破产后，新主人决定推出7颗新的备份卫星，保证每个轨道平面保持2颗备份卫星。如果需要的话，这些卫星可以被移动到一个不同的平面。这可能需要几个星期时间，消耗的燃料将缩短卫星的预期寿命。
“铱星”星座可以覆盖全球。用户用手持话机、集成收发器直接接通卫星进行通信，而无需几米直径的抛物面天线就可以进行全球范围内的通话。每颗“铱星”卫星可以支持多达1100个并行电话。目前，卫星转发器运行在1618.85MHz～1626.5MHz民用频率，1610.6MHz～1613.8 MHz的射电天文服务频率。
“铱星”通过星间链路与周边卫星进行Ka频段通信。每颗卫星可以有4条星间链路：在同一轨道平面前后的2颗“铱星”，在相邻平面两边的2颗“铱星”。卫星轨道从南极到北极大约运行100分钟。
“铱星”卫星的这种设计意味着优良的卫星可见性和在南北两极覆盖服务。由于“接缝”卫星按照极轨道设计，当卫星沿轨道方向的轨道平面运行，另一轨道平面的卫星在相反的方向行进。横向的星间链路会发生非常迅速切换，以应付多普勒频移；因此，“铱星”星间链路之间仅支持在同一方向轨道的卫星。
铱星公司选择在美国空军范登堡空军基地、苏联拜科努尔航天中心、中国太原卫星发射中心、俄罗斯普列谢茨克航天中心成组发射“铱星”卫星。1997年5月5日，第一批5颗“铱星”卫星在范登堡空军基地升空。到2002年6月2日，共计96颗“铱星”卫星发射升空，全部成功部署在轨道。
由于“铱星”卫星高反射天线造型独特，卫星将太阳光聚焦在一个小面积。这个效应称为“铱星闪光”。当“铱星”卫星飞越地球表面，暂时是夜空中最亮的天体，有时在白天也可见。“铱星”卫星系统被誉为卫星通信的里程碑。
时过境迁。铱星公司的卫星电话价格和费用极高，“贵族化”用户很少。地面上的无线通信技术和手机广泛普及，给铱星公司迎头打击。2000年3月18日，铱星公司以40多亿美元债务宣告破产。新老板以2500万美元极低价格买下铱星公司。铱星公司改换思路，走低价、普及、平民化的道路。
2008年8月，铱星公司选择了2家公司：洛克希德·马丁公司和阿莱尼亚宇航公司参加下一代卫星星座的竞标。2010年6月2日，铱星公司宣布获胜者为泰利斯·阿莱尼亚空间公司，研发、建造和发射的总合同金额为29亿美元。阿莱尼亚空间公司研发有效载荷，美国轨道科学公司提供卫星平台。
目前，铱星公司正在开发第二代“铱星”星座（Iridium-NEXT），共计81颗，预计在2015年初推出。现有的“铱星”卫星星座有望保持运行，直到第二代“铱星”全面运作，许多卫星将一直服役到2020年。新一代“铱星”卫星具有改进的带宽规划。该系统将向后兼容现有的系统。
第二代“铱星”包括66颗卫星在轨卫星，6～9颗备份卫星。卫星将包含附加载荷，如一些客户和合作伙伴的摄像头和传感器。“铱星”也可以被用来为太空中的其他卫星提供数据链接，无论地面站和网关的位置在哪里，都可命令与控制其他航天器。
第二代“铱星”重量约800千克，设计寿命10年，计划寿命15年。它将运行在高度780千米、倾角86.4°的低轨道。备份卫星运行在高度667千米、倾角86.4°的储备轨道上。
第二代“铱星”卫星提供L频段速度高达1.5 Mbit/s和Ka频段8 Mbit/s 的高速服务。它采用48个L频段相控阵阵列天线，覆盖地球表面直径4700千米，蜂窝模式卫星通信。Ka频段链接也提供了地面网关的通信和对相邻轨道卫星交联。在空间由66颗卫星组成交联星座，允许地球上任何位置的地面或空中的用户通信，组成几乎覆盖地球上任何地方的全球网络。
科技就是追求先进。第二代“铱星”内置一套“ADS-B”飞机自动监视接收机。它能为飞机提供完全的连续的天基监视与控制，甚至在海洋和偏远地区。目前，它是不可能的。美国哈里斯公司和前身为国际电话与电报公司的ITT公司提供技术支持。美国联邦航空管理局、加拿大空中交通机构享受新技术的成果。
全球控制：为空中交通管制员提供准确的全球实时、可见性的飞机和飞行。
全球覆盖：在没有雷达系统、地球上到处存在的远洋、极地、远程和广大欠发达地区，提供超出常规的航空控制能力。
全球安全：实时、准确地显示任何飞机和航线附近的空气流量，从而提高世界各地的安全性。
全球优化：提供一个低成本效益的解决方案，优化飞行轨迹和高度，提高效率和燃油经济性，并减少延迟和拥塞。
按照计划，2015年1月，俄罗斯首先从栋巴洲际导弹基地发射“第聂伯”火箭，将2颗“铱星”卫星送入轨道。2010年6月，铱星公司与美国太空探索公司签署最大的商业火箭发射协议，金额为4.92亿美元。在2015年～2017年间，美国太空探索公司从范登堡空军基地8次发射“猎鹰-9”号运载火箭，将79颗“铱星”卫星送入太空。预计到2017年8月，第二代“铱星”星座部署完毕。
“全球星”移动卫星通信系统
美国有一个世界著名卫星公司——全球星卫星通信公司，由劳拉公司等十多个空间、卫星和通信公司组成，宗旨是：贡献科技，共享文明。2000年前，人们盼望低轨道通信卫星诞生，给全球带来移动通信的好时光。这家初出茅庐的美国卫星通信公司将自己的移动通信卫星命名为——全球星。
当移动通信卫星、卫星移动通信真正来临，大多数老百姓却不愿使用和承担不起移动通信的费用，技术难题也让技术人员挠头抓腮。全球星卫星通信公司和铱星卫星通信公司等卫星移动通信公司陷入进退两难的地步，多个卫星移动通信公司陷入绝境而倒闭。
全球星卫星通信公司知道在太空挣钱比在地面挣钱的投资更大、周期更长、技术更难。既然选择了太空、卫星、移动通信等高科技，全球星卫星通信公司只能冒险前行。事实证明：办法总比困难多。全球星卫星通信公司成功了。
“全球星”（Globalstar）卫星系统已发展了2代。第一代“全球星”卫星由阿莱尼亚空间系统公司研制和集成，美国劳拉公司提供“LS-400”卫星平台，质量450千克，2片4联太阳能帆板，设计寿命7.5年，典型轨道为1410千米，倾角52°的圆轨道。
1998年2月14日，全球星卫星通信公司的首批卫星——“全球星-1” ～“全球星-4”在肯尼迪航天中心第17号发射台搭乘“德尔塔”运载火箭发射升空成功。到2007年5月29日，第一代“全球星”卫星共计发射72颗，其中60颗发射成功。
“全球星”系统的命运一直比较比较坎坷。1998年9月9日，俄罗斯在拜科努尔航天中心利用“天顶-2”运载火箭，计划1箭12星将12颗“全球星”卫星一次发射进入太空。俄罗斯本来希望这是一次壮观的商业发射，也是一次创造世界纪录的好机会。然而，命运总与理想开玩笑。“天顶-2”运载火箭发射，12颗“全球星”卫星命丧路途，成为太空垃圾。全球星卫星通信公司也无可奈何，领取一些保险金作为补偿。
美国第2代“全球星”卫星系统由阿尔卡特·阿莱尼亚空间公司研发，为全球企业、政府和个人用户提供卫星语音、数据的移动服务。“全球星”卫星重700千克，2片3联太阳能帆板，初始功率为2.2千瓦，末级功率为1.7千瓦，设计寿命15年。“全球星”卫星采用简单、高效、可靠性强的“弯管”式转发器设计，装载16 台C频段～S频段转发器，16 台L频段～C频段转发器。“全球星”卫星系统分为空间段、地面段和用户段。
“全球星”卫星通信系统空间段由48颗低轨道卫星分布在8个轨道平面上，每个轨道平面上有6颗卫星，备份一颗卫星，共同组成覆盖全球的星座，实现全球南北纬70°之间的全覆盖。“全球星”卫星典型轨道高度为1414千米，倾角52°；调相轨道高度为920千米，倾角52°。
“全球星”卫星通信系统地面段主要由关口站、卫星运行控制中心（SOCC）、地面运行控制中心（GOCC）和全球星数据网（GDN）组成。关口站把全球星卫星的无线网络与地面公网和移动网相连。每一个关口站同时与3颗卫星通信，并将来自不同卫星数据流的信号进行合成。全球星可以与固定网、移动网之间相互兼容。关口站的设计采用了灵活的模块式结构，可随着市场需求进行扩建。
“全球星”卫星系统除南北极在全球范围提供无缝隙覆盖，提供低价的卫星移动通信业务，包括话音、传真、数据、短信息、定位等。“全球星”可为几乎在全球范围内任何个人、任何地点、任何时间与任何人以任何方式通信，即所谓的全球个人通信。“全球星”号称一机在手，链接全球。
阿尔卡特·阿莱尼亚空间公司设计和供应卫星有效载荷、结构、热子系统以及完整的卫星集成。生产基地在法国、意大利、西班牙和比利时。第二代“全球星”卫星在意大利罗马组装和集成。有效载荷在法国图卢兹研发；结构以及热子系统在法国戛纳的科研单位提供研制和测试。阿尔卡特·阿莱尼亚空间公司还负责制造和安装地面站天线、各种移动终端。第
目前，第二代“全球星”共计48颗，2010年10月开始部署。全球星卫星通信公司选择俄罗斯作为商业发射伙伴。“全球星”在拜科努尔航天中心搭乘“联盟-2-1a”运载火箭发射，每一批发射5～6颗。2010年10月19日，第二代首批6颗编号为“全球星-73”～ “全球星-77”，以及“全球星-79”发射成功。2011年，全球星卫星通信公司又发射2批12颗“全球星”卫星，每次发射都成功。
2013年2月6日，新一批6颗卫星飞上太空，进入预定轨道。未来2年，“全球星”还有20多颗卫星将奔赴太空。目前，全球星卫星通信公司已经将庞大的卫星系统编号到“全球星-120”了。“全球星”卫星通信系统将增添新的卫星通信力量。
“泰利迪斯”移动卫星通信系统
1990年，泰利迪斯公司由微软公司的创始人比尔·盖茨和保罗·艾伦、蜂窝电话的先驱克雷格麦考、沙特王子阿尔瓦利德·本·塔拉勒的阿布扎比投资公司、摩托罗拉公司、波音飞机公司共同创建，总部设在美国华盛顿州西雅图的贝尔维市。
1995年，“泰利迪斯”通信卫星计划非常雄心勃勃，成本超过90亿美元，计划建造840颗卫星运行在700千米的低轨道。“泰利迪斯”通信卫星计划为全世界提供双向宽带电信服务，包括计算机网络，快速宽带互联网接入，交互式多媒体和高质量的语音技术。小天线能够提供多达100Mbit/s的上行链路和720Mbit/s的下行链路。“泰利迪斯”卫星通信系统，号称空中光纤网。
“泰利迪斯”（Teledesic）卫星通信系统为全世界提供宽带数字传输电信服务。“泰利迪斯”主要提供计算机网络、快速宽带互联网接入、交互式多媒体、高质量语音、视频会议和其他数字数据服务，实现全球性空中互联网。“泰利迪斯”网络的终端之间的卫星网、地面的最终用户、网络网关和运行与控制系统，实现网络管理功能。
“泰利迪斯”的空间部分可以提供通信联系和终端之间交换信息。它以卫星网络为基础，利用快速分组交换，提供无缝和全球覆盖。每颗卫星与其他同一和相邻轨道平面上的卫星，通过跨界通道建立快速分组交换网和沟通。
按照原有设计，“泰利迪斯”卫星通信系统由840颗均匀分布在空间的低轨卫星组成，这些卫星位于21个轨道平面上。每一轨道平面至少有40颗工作卫星，至多4颗备份星，相邻轨道面在赤道上相隔9.5°。卫星运行在高度为695～705千米，倾角98.2°的太阳同步轨道。
“泰利迪斯”系统有很大的覆盖余量，任何时候在地球的大多数地区至少有一颗接收仰角大于40°的卫星。如果有一颗卫星发生故障，“泰利迪斯”系统会在2小时内运行另一颗卫星，飞升到预定轨道值班。“泰利迪斯”系统将覆盖100%世界人口和95%地球表面面积。
因为能够处理多速率，协议和服务的优先级，“泰利迪斯”系统有足够的灵活性，以支持应用程序，包括互联网、企业内部网、范围很广的多媒体通信、局域网互连和无线回程。灵活性是关键。当然，因为拥有许多应用程序和协议，在未来服务中，“泰利迪斯”系统还可以设想更多的服务，前景广阔。
1997年，由于预计市场需求持续下降，“泰利迪斯”公司计划缩减卫星数量，提高轨道高度，减少复杂性、卫星数量和成本。“泰利迪斯”星座被缩减到288颗在轨卫星，运行在1400千米的高度。“泰利迪斯”系统的288颗卫星，分成12个轨道面，每面各有24颗卫星，另有36颗备份卫星。每枚火箭发射6～8颗卫星。如果一颗卫星被摧毁或损坏，“泰利迪斯”系统会从36颗备份卫星中补偿。
在任何辐射圆形区域内，“泰利迪斯”网络的用户终端可以支持多个500Mbps数据。它能够同时支持数百万用户，使用标准的用户设备。为大多数用户提供双向链接，下行链路64Mbps和上行链路2Mbps。速度更高的终端将提供双向64Mbps或更高通信。在需要的时候，网络支持对带宽的需求，允许用户请求和扩大能力。这意味着，用户只需支付实际使用的能力和网络可以支持更多的用户。
“泰利迪斯”卫星的Ka频段部分，相当于上行链路28.6 GHz～29.1GHz，下行链路18.8 GHz～19.3GHz。地球静止轨道必须经历漫长的信号延迟。由于采用了传统的低轨道卫星，它仅使用低功耗终端和天线。“泰利迪斯”卫星运行在1375千米的低轨道，比36000千米的地球静止轨道近约二十六分之一。由于低功耗终端和天线可连接到电脑或计算机内部的网络建设。
1998年2月25日，美国轨道科学公司的“占星师”飞机从范登堡空军基地起飞，在空中发射“飞马座-XL”运载火箭，将“泰利迪斯”系统的第一颗卫星——“泰利迪斯-T1”和美国宇航局的一颗大气卫星送入太空。120千克的“泰利迪斯-T1”卫星被放置在一个近地点535千米，远地点580千米，倾角97.7°的轨道上。
原计划：“泰利迪斯”卫星通信系统需要数百亿美元支持，2004年完成部署。2002年，电信业泡沫在美国乃是全球的破灭。由于美国铱星公司、全球星公司和其他系统的商业失败，申请破产保护，包括分别运行的66颗和48颗卫星。2002年10月1日，“泰利迪斯”公司正式宣布暂停卫星建造工作。“泰利迪斯”，这一疯狂的雄心勃勃的计划也被紧急叫停。
将来，“泰利迪斯”卫星通信系统是否能起死回生尚不可知。低轨道通信卫星系统给人们最好的教训是：逆水行舟，峰回路转；审时度势，急流勇退，都是企业经营的必由之路。成功就是胜利。无论怎样评价，低轨道通信卫星系统已经成为卫星移动通信的主力。
作者：刘进军
第三篇：现代卫星通信系统概述
摘要：随着卫星通信在全世界的普及，本文从基本理论角度概述现代卫星通信系统的特点及其前景。卫星通信由于具有覆盖面积大、不受地理条件限制等特性，在通信发展的过程中日益受到人们的重视。卫星系统作为一种新兴的技术与业务手段，无论从越洋通信至区域、国内乃至个人通信，还是从GEO/MEO/LEO的固定、半移动、移动通信，DBS/DHT/DAB广播，DVB-IP多媒体，GPS/RNSS/RDSS导航定位，直至GMDSS应急援救，RSS遥感乃至气象、地震预报、远程医疗、教育、空间探测，科学试验等各行各业的各类应用，21 世纪的卫星通信正在向一个新的水平攀升，宽带化、数字化、IP 化、个人化、服务综合化以及低成本化是卫星通信需要达到的理想目标。
关键词：卫星通信技术;GPS;传输;天线
一、卫星通信的发展
卫星通信的设想最早由Arthur C.Clarke于1945年在英国的无线电杂志Wireless World上发表的一篇文章提出。1965年世界上第一颗对地静止卫星“晨鸟”号开始提供跨大西洋的电话业务，实现了20年前Clarke的预言。此后卫星通信获得突飞猛进的发展。
20世纪70年代和80年代，提供越洋电话以及电视转播业务的卫星系统发展迅速。Intelsat巨大的商业成功使得许多国家开始投资建设自己的卫星系统。
20 世纪 90 年代以后，人们开始开发能够提供移动通信的卫星系统，主要实现方案有两类：一类是由单颗或多颗大功率、大增益天线的对地静止轨道卫星组成的卫星系统;另一类是由多颗低轨道或中轨道卫星组成的卫星系统。除此之外还有少数由椭圆轨道卫星组成的卫星系统。
二、卫星通信的特点
卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。
卫星通信是现代通信技术的重要成果，它是在地面微波通信和空间技术的基础上发展起来的。与电缆通信、微波中继通信、光纤通信、移动通信等通信方式相比，卫星通信具有下列特点：
（1）卫星通信覆盖区域大，通信距离远。
（2）卫星通信具有多址联接功能。
（3）卫星通信频段宽，容量大。
（4）卫星通信机动灵活。
（5）卫星通信质量好，可靠性高。
（6）卫星通信的成本与距离无关。
但卫星通信也有不足之处，主要表现在：
（1）传输时延大。
（2）回声效应。
（3）存在通信盲区。
（4）存在日凌中断、星蚀和雨衰现象。
三、现代通信系统中的关键技术：
（一）数据压缩技术
数据压缩技术在数据处理领域已相当成熟。静态和动态的数据压缩均可为通信系统在时间、频带、能量上带来高效率。
（二）智能卫星天线系统
由于传送多媒体信息的需要，通常要求通信系统的带宽在2500MHz以上，多媒体通信系统因此选择了Ku甚至Q和V波段。但K以上波段雨衰相当严重，而卫星功率亦受限。因此，研究智能高性能天线非常必要。
（三）宽带IP卫星通信技术的研究
为了使卫星通信能够适应互联网的需要，宽带IP卫星通信技术的研究进一步加快。ITU-R第四研究组于1999年4月就在瑞士日内瓦举行了WP4A、WP4B、4SNG、SG4会议。在WP4B会议上，IP和多媒体技术在卫星中的应用作为新技术课题提案获得了通过，对宽带卫星通信系统的发展具有重要影响。参加这次大会的有关人士认为：IP很有可能成为未来的主要通信网络技术，大有取代目前占主导的ATM技术的势头。
（四）新型高效的数字调制及信道编码技术
目前，应用较成熟的有正交频分复用多载波调制技术（OFBM）和16-QAM调制等。在信道编码上，可结合天线分集技术采用定时格码中的定时块码、Reed-Solomon码，亦可采用Turbo乘积码TPC技术。
（五）全球卫星定位系统（简称GPS）
GPS是一种结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星行测时和测距。经过近十年我国测绘等部门的使用表明，全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点，成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影、运载工具导航和管制、地壳运动测量、工程变形测量、资源勘察、地球动力学等多种学科，取得了好的经济效益和社会效益。
四、卫星通信系统类型：
（一）低轨道（LEO）卫星系统：
利用低轨道卫星实现手持机个人通信的优点在于：一方面卫星的轨道高度低，使得传输延时短。路径损耗小，多个卫星组成的星座可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效;另一方面蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。因此，LEO系统被认为是最新最有前途的卫星移动通信系统。
（二）铱（Iridium）卫星移动通信系统：
铱系统是美国Motorola公司提出的一种利用低轨道卫星群实现全球卫星移动通信的方案。铱系统的基础结构和基础处理均在星上，蜂窝区随着地球自转而快速扫过地球表面。铱系统的越区交换是小区跨越用户移动，而不是用户跨越小区，这点与陆地移动通信系统不一样。可惜由于种种原因，最后铱系统功亏一篑，宣告破产。
（三）全球星（Globalstar）系统：
全球星系统以高技术、低成本作为设计思想的。全球星系统是作为地面蜂窝移动通信系统和其他移动通信系统的延伸，与这些系统具有互运行性。它还是一个类似于无绳电话的无线电话系统，但其服务范围不受限制，同一手持机就可以在世界上任何的地方、任何时间与任何地方的用户建立可靠、迅速、经济的通信联络。
五、卫星通信系统发展前景
近年来卫星通信新技术的发展层出不穷。例如甚小口径天线地球站（VSAT）系统，中低轨道的移動卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点，1972年在我国首次应用，并迅速发展，与光纤通信、数字微波通信一起，成为我国当代远距离通信的支柱。
进入21世纪的信息全球化及全球巨大的个人多媒体通信流量与无缝隙覆盖需求，注定了无线宽带应用，包括各类卫星手段，将会发挥其愈来愈重要的战略作用。而各类卫星系统的重要特征，涵盖在下述三个方面：首先在于它在未来全球/区域/国家信息社会中的一系列独特特征与作用;它对各行各业、各类实际应用的广泛性与普遍性;以及它在未来宽带无线演进中通用无线接入及WWAN、WMAN、WLAN与WPAN等各类综合业务应用，服务内涵中不可缺少的互补支持作用：
参考文献：
[1]甘仲民，张更新. 卫星通信技术的新发展. 通信学报. 2006;
[2]祝龙双. 看卫星通信如何面向大众用户并实现用户的个人化. 卫星与网络. 2006;
[3]谢希仁. 计算机网络. 第 4 版. 北京：电子工业出版社. 2004。
作者：石林