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卫星通信的缺点范文1
1引言
自1965年美国发射第一颗商用通信卫星以来，卫星通信技术及其应用取得了令人瞩目的巨大成就。它实现了覆盖全球丰富多彩的通信服务，不仅在军事中发挥了关键性作用，也对人类的生产、生活方式产生了巨大影响。与微波中继通信及其他通信方式相比，卫星通信主要具有以下特点。
通信覆盖区域大，通信距离远：地球同步轨道(GEO)卫星距地面高度35 860 km，只需一个卫星中继转发，就能实现1万多公里的远距离通信;每一颗卫星可覆盖全球表面的42.4%，用3颗GEO卫星就可以覆盖除两极纬度76°以上地区以外的全球表面及临地空间;
可将其广播性与各种多址连接技术相结合构成庞大的通信网：在一颗卫星所覆盖的区域内，不必依赖显式的交换，只需利用卫星中继传输和多址/复用技术就能构成拥有许多地面用户的大型通信网。
机动灵活：卫星通信的建立不受地理条件的限制，无论是大城市还是边远山区、岛屿，随地可建;通信终端也可由飞机、汽车、舰船搭载，甚至个人随身携带;建站迅速，组网灵活。
通信频带宽、通信容量大：卫星通信信道处于微波频率范围，频率资源相当丰富，并可不断发展。
信道质量好、传输性能稳定：卫星通信链路一般都是自由空间传播的视距通信，传输损耗很稳定而可准确预算，多径效应一般都可忽略不计，除非是采用很低增益天线的移动通信或个人通信终端。
通信设备的成本不随通信距离增加而增加，因而特别适于远距离以及人类活动稀少地区的通信。卫星通信也存在一些缺点和一些应该而且可以逐步改进的方面主要有卫星发射和星上通信载荷的成本高;卫星链路传输衰减很大;卫星链路传输时延大。
基于卫星通信的特点及其重要作用，本文将从卫星通信的可用频率资源、卫星平台、主要关键技术、典型的卫星通信系统、卫星通信应用和产业化发展等方面进行介绍，综述发展现状，展望发展前景。
2通信卫星平台与信道资源的发展
2.1卫星通信的频率资源
早期GEO卫星转发器主要是C和Ku频段，各有500 MHz带宽，其上行分别位于6 GHz、14 GHz附近，下行分别位于4 GHz、12 GHz附近;每个转发器的带宽有33 MHz、36 MHz、54 MHz等;Ku后来扩展到800 MHz。采用天线正交极化、多波束卫星天线、低轨道卫星群等技术，可使上述频率重复使用许多次，可用频率资源扩大许多倍。此外采用空间激光通信技术扩展信道资源，特别是星际激光通信链路，其容量可与光纤通信相比拟，而抗干扰抗截获能力更强。
2.2通信卫星平台的发展
卫星平台技术是推动卫星通信应用和增强市场竞争力的重要因素。目前，世界上最大的通信卫星平台重达7吨、太阳能电池功率达30 kW。
3卫星通信相关技术及其发展现状与前景
3.1调制解调技术
卫星通信中最常用的调制方式是QPSK、OQPSK和π/4DQPSK等，近年来，高速数据传输的需求与转发器资源紧缺推动了8PSK、16APSK、16QAM等高阶调制方式的研究与应用。其中APSK调制因其星座中所含幅度和相位信息是变量可分离的，可以采用简单的预失真法进行幅度非线性矫正而不影响相位特性，使之在透明转发这种高阶调制信号时的功率效率不明显降低。因此，APSK调制在卫星电视广播中得到应用，在卫星宽带移动通信中也有很好的应用前景。
3.2扩频通信技术
卫星通信信道开放性的特点带来的隐蔽性差、抗干扰能力弱等缺点，可采用扩频技术克服，因此扩频通信主要用于隐蔽通信和抗干扰军事通信。扩频主要有直接序列扩频、跳变频率、跳变时间和线性调频等4种基本工作方式。
3.3多址和复用技术
所谓多址(multiple access)是指某个站从它接收到的多路信号中区分各路信号来自哪个站点，并根据需要选择其中一路或几路进行接收处理;也可以是某一站以某种信道复用方式广播地发送多路信号，让其他各站能按需选择其中一路或几路信号进行接收处理。所谓复用即多路复用，是指多个数据流的数字调制信号共享一条信道进行传输时的信道共享方法。
3.4星上信号处理和交换技术
3.4.1星上信号处理
早期基于GEO卫星的通信都是采用透明转发器实现中继传输，这样提供的信道资源应用灵活性最大，转发器可以分频带出租给各个用户随意应用。
3.4.2星上交换
OBP最重要的作用在于支持星上交换。再生式OBP可在星上获得各路信号所传输的数据流，因此能支持任何方式的交换，如ATM交换、IP交换或程控电路交换等。若在星上实现了IP交换，则卫星网与地面因特网的互联就变得非常简单而方便。
3.5空间激光通信技术
空间激光通信技术是指用激光束作为信息载体在自由空间进行通信，既可作为卫星间的高速传输链路，也可作为卫星与地面站之间的通信链路。不过后者可传输的信息速率不太高，而且当存在较浓的云雾或降雨时无法通信。携带信息的电信号调制到光束上发送，通信的双端通过初定位和调整再经过光束的捕获、瞄准和跟踪建立起光链路进行信息传输。
4卫星通信的前景展望
有线电信网、计算机局域网和有线电视网已实现三网融合并入骨干网，地面移动通信蜂窝网通过其无线核心网与骨干网互联，卫星通信网也应该是通过其无线核心网与骨干网互联。随着卫星通信的IP化，各种不同性质和不同业务的卫星通信终端，都将变成类似的因特网接入设备，可见IP化确实是大势所趋。但是此处IP化不等于卫星通信网内部的传输与交换全部IP化，保留部分特别的传输和交换方式，有利于发挥卫星通信的特点而获得更高的卫星资源利用率和达到更高的业务质量。由于基于Ka频段的LEO卫星群蜂窝网的发展，不仅使可用频率资源和通信容量大幅度增长，而且使用户终端的成本大大降低，卫星通信无缝覆盖的优势凸现，在国际民用通信市场中确实可以占据一个不小比例。但是我国的情况略有不同。由于基于4G的地面蜂窝网在我国民用通信市场中占有比例明显高于国外大多数国家，而卫星通信接入因特网的竞争力还远不如4G，目前卫星通信可实现的可用频率资源的地域覆盖密度，比4G的覆盖密度低几个数量级。
卫星通信的缺点范文2
传统通信技术对基站有一定依赖性，通常需要利用基站所提供的信号才能实现通信，若基站出现问题或发生故障，便会直接影响到正常通信，并且传统基站信号覆盖范围有限，一些信号覆盖不到或其他特殊地区信号无法传递，便无法进行正常通信，传统通信技术已逐渐不能满足人类对通信业务的需求。VSAT卫星通信技术是基于卫星通信，发展起来的通信技术，不仅通信速度快，信号覆盖广，且通信过程中不易受到地理条件限制，突破了传统通信技术的局限性。本文将针对VSAT卫星通信技术的发展与应用展开研究和分析。
关键词：
通信技术；卫星通信；VSAT；发展与应用
VSAT卫星通信技术是一种先进的通信技术，是现代通信技术研究和发展的主流方向。近些年来，随着VSAT卫星通信技术研究的深入，该技术已开始被广泛应用到各个领域当中，如：地理信息采集与传输，远端通信、导航定位等。并且VSAT卫星通信技术具有较强导航、定位、测量功能，在导航领域中的应用能实现精准定位，实时导航，更有效消除了传统通信模式下，对基站信号的依赖性，具有非常强的应用优势，非常值得推广和应用。研究VSAT卫星通信技术，对于促进通信技术改革，提高我国通信技术水平有重要意义。
1VSAT卫星通信技术的发展
VSAT卫星通信技术的核心技术是：通信技术、CGNSS技术、卫星技术、定位技术、微波技术，属于微波通信的一种形式，是新时代背景下各类高新技术相互融合的产物，该技术最早主要应用于军事活动领域，后随着经济发展与科学技术进步，该技术得到普及，开始广泛应用于社会活动领域。VSAT卫星通信技术源自传统卫星通信系统，是基于卫星通信技术，于二十世纪八十年代，美国率先研发一种新型卫星通信技术。VSAT卫星通信系统不仅设备小，天线小，结构紧凑，安装方便，且对使用环境没有特殊要求，价格便宜，具体智能化特点，组网灵活性强，不易受地面网络干扰和限制。VSAT卫星通信系统，能提供：数据传输业务、语言传输业务、传真传输业务、图像传输业务、信号传输业务，通信效率高，通信信号稳定性好。系统具体包括：系统部分与终端部分两大组成部分。系统部分由：射频设备、天线设备、放大器、变频设备、编译码器、基带设备等相关设备组成，具体应用中也会因通信业务类型的不同，应用到其他类型设备。具体根据通信业务性质的不同，可分为：电视通信、数据通信、语言通信三大类，通常使用的是静止轨道通信卫星，具体应用：KA、Ku、C等频段。以语音业务为主的VSAT卫星通信系统，能为专用语音网信号与公用网信号交换与传输提供服务，且支持少量数据传输业务。而以数据业务为主的VSAT卫星通信系统，除能进行数据通信外，还能提供少量语言业务。综合类业务为主的VSAT卫星通信系统，既能提供图像业务，还能提供语言业务，应用范围最广泛。
2VSAT卫星通信技术的应用
通过前文对VSAT卫星通信技术的分析可以知道，该技术与传统通信技术相比，具有很大优势，能有效提高通信水平，不仅继承了卫星通信优点，更有效弥补了传统通信缺点，且应用成本低，具有较强实用性和经济性。实践证明，一个VSAT卫星通信系统，可允许一千个小站和终端的接入，能进行双向通信。具体应用中，组网方式灵活，可分为：网状型、星型、混合型等三大类。可用于：气象、民航、地理、军事、石油、导航、工业等领域，以及边远地区通信。例如，VSAT卫星通信技术在导航领域中的应用，能实现GPS全球定位，且通信延迟低，能对物体进行精准定位。并且由于VSAT卫星通信系统天线小，对使用环境没有特殊要求，所以不会因卫星天线偏离，造成通信与定位的终止，很好的解决了天线稳定性与不可移动问题，而且VSAT卫星通信系统智能化程度高，能自动对准卫星，获得信号极大值，所以定位信息更准确，速度更快。
如此强大的定位与导航功能，则可用于交通管理，铁路运营调度等各个方面。另一方面，近些年来VSAT卫星通信技术应用到宽带领域也成为重要研究方向，VSAT卫星通信技术下，能实现文件软件的传输、下载、互联、接收等等，通信速率能从几kbps到几百kbps，甚至是达到Mbps，且仍然在不断提高，这为宽带技术改革创新提供了条件。但具体应用中，必须要考虑到VSAT卫星通信技术条件下的网络通信协议和网络监管协议，所以实际应用中，还存在一定的局限性。此外，VSAT卫星通信技术还能应用到广播信号传输中，能实现多频传输，能有效提高广播信号覆盖面，解决传统广播信号传播中存在的覆盖面不足的问题，并且相关技术已十分成熟。此外，除了进行广播信号传播外，还能用于电视信号传播。我国电视受众群体庞大，电视机拥有量非常大，市场规模潜力非常大，但传统电视信号覆盖范围有效，且信号质量差，不能满足受众需求。而利用VSAT卫星通信技术进行电视信号传播，则能大大提高电视信号传播质量，扩大信号覆盖范围，解决偏远地区的看电视问题。很多学者认为，我国应积极发展自己的卫星电视直播技术，显然VSAT卫星通信技术融入电视传播领域将成为必然。此外，VSAT卫星通信技术还可在海洋通信中应用，海洋通信涉及语音业务、信号业务、数据业务，传统通信方式效率低，效果差，不能满足通信需求。而基于VSAT卫星通信技术的海洋通信系统，不仅能提供传统的语音、数据业务外，还能提供GPS和GSM业务，且能够进入网络，实现一种高性能的无缝通信，能实时接收到气象数据与应急告警，有效提高了海运安全性，解决了海洋通信问题，不久的将来VSAT卫星通信技术将成为主流通信技术。
3结束语
通过对VSAT卫星通信技术的分析，不难看出，该技术具有非常强大的应用优势，可应用于各个领域，并且该技术已逐渐成熟起来，非常值得推广和应用。VSAT卫星通信技术在导航定位，数据通信，语音通信领域都能发挥巨大的优势，弥补传统通信技术缺陷。
参考文献
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卫星通信的缺点范文3
目前，VSAT卫星通信广泛应用于消防救灾、军事、新闻、保险、运输、银行、饭店、旅游等部门。VSAT卫星通信系统在我国各行各业的应用正在变得越来越广泛。例如，当前消防灭火救援调度指挥工作中存在一些问题，消防调度指挥效率可以通过建设消防应急指挥VSAT卫星通信系统来提高。通过VSAT站，能够非常方便地组成具有不同的规模、速率和用途的网络系统，而且是灵活而经济的。一般来说，一个VSAT网容纳包括广播式、点对点式、双向交互式、收集式等应用形式的200-500个站。它不仅可以在发达国家中应用，而且对于技术不发达和经济落后的国家也同样适用，尤其对于那些地形复杂、不便架线和人烟稀少的边远地区也是非常适用的。在汶川地震后的救援中，进行了大量的VSAT移动通信，确保了常规通信设备失效情况下的应急救援现场与后方指挥中心的实时通信，为消防部队大规模、跨区域协同作战提供全天候的通信技术手段。
2VSAT卫星通信的特点和数据加密需求分析
本文结合笔者的实际工作，以消防应急指挥VSAT卫星通信系统为例，进行VSAT卫星数据安全分析。与地面网通信网相比，VSAT卫星通信网具有以下特点：
（1）具有非常大的覆盖范围，通信成本不受距离影响；
（2）能够提供相同的业务种类和服务质量给所有地点，包括误比特率和传输时延等；
（3）具有非常好的灵活性，能够在一个网内使多种业务同时并存，对一个站来说，可以动态调整分配的频带、支持的业务种类和服务质量等级等；
（4）具有非常好的可扩容性，较低的扩容成本，很短的时间内就可以完成一个新通信地点的开辟；
（5）具有点对多点通信能力；
（6）具有非常好的独立性，是用户拥有的专用网，不像地面网那样受到电信部门的制约；
（7）具有非常好的互操作性，采用不同标准的用户可以跨越不同的地面网而在同一个VSAT网内进行通信；
（8）具有非常好的通信质量，误比特率较低，网络响应时间较短。
由于网内用户发送的信息能够被任何网外用户收到，应由其它网内用户接收的信息能够被任何网内用户收到，因此，在VSAT卫星通信中，必须解决信道加密问题。
3VSAT卫星数据安全通常采用的几种方式
VSAT卫星数据安全通常采用加密、通行字、自组织能力等一些措施来提高安全等级。其中，加密是保证VSAT卫星数据安全最经常采用的方式。本文主要介绍加密方式。
3.1VSAT卫星数据安全中加密的使用
加密是一种对传输数据的访问权的限制的技术。原始数据称为明文(plaintext)；而被硬件或软件等加密设备和密钥加密而产生的经过编码的数据称为密文(ciphertext)。解密就是将密文还原为原始明文的过程，它是反向处理加密的过程，但是在解密者对密文进行解密时，必须使用相同类型的加密设备和密钥。在VSAT卫星数据安全通信中，是在发送数据的过程中进行数据加密的，经过加密之后，VSAT卫星通信数据就会成为不可识别的密文，经过进一步的处理之后，密文最终通过卫星通信链路发送出去。相应地，是在接收数据的过程中进行数据解密的，数据解密是数据加密的逆过程。在VSAT卫星通信数据传输的整个过程中，经过了加密保护的数据在卫星通信链路上传送，只要数据加密功能足够可靠，那么就保证了VSAT卫星通信的安全性。即使在卫星通信的过程中有人窃取了数据，也不可能从中获取任何信息。
3.2VSAT卫星数据安全通信中基于对称密钥加密的安全控制策略
（1）对称密钥加密的定义
对称密钥加密也就是私钥加密，它加密和解密数据是通过使用单个私钥来进行的，同一个密钥可以同时用来进行加密和解密。由于具有密钥的任意一方都可以使用该密钥解密数据，因此为了使密钥不被未经授权的人获取，必须对其采取保护措施。与公钥算法相比，私钥加密算法非常快，特别适用于执行较大的数据流的加密转换。加密和解密是一个统一的整体，加密隐含着对应的解密。
（2）安全控制策略
在对称密钥加密的基础上，在VSAT卫星数据安全通信中，可以从加密算法的选择、密钥长度的选择、密钥的分配方案这三个方面，采用下面的安全控制策略。
a.加密算法的选择。
在VSAT卫星数据安全通信中，使用对称密钥算法进行安全控制模块的数据加密和数据解密。常用的对称密钥算法包括数据加密标准(dataencryptionstandard，DES)，三重高级加密标准DES，AES(advancedencryptionstandard，AES，又称为Rijndael算法)等。三种算法DES，三重DES，AES的破解难度依次增大。例如，要对密钥长度为128位的AES算法进行破解，如果使用一台内含10亿个每秒钟可以计算1012个密钥的并行处理器的机器，整个密钥空间也需要1010年才能搜索完成密码的破解。可以用硬件或者软件实现加密算法，硬件的加密(解密)速度要比软件快。在VSAT卫星数据安全通信中，考虑到基于卫星通信的数据传输速度，加密硬件没必要另外购置，加密完全可以用软件完成，而不会使系统的整体性能受到影响。
b.密钥长度的选择。
密钥的长度越长，被破解的难度越大，但是加密速度也同时受到了影响。在VSAT卫星数据安全通信中，要传输的卫星通信数据的机密程度是选择密钥长度的关键因素。根据上面对AES的分析，128位的密钥对于一般的测量数据来说是足够的；而对于高度机密的测量数据，256位的密钥长度更难于被破解。
c.密钥的分配方案。
密钥的分配方案有两种，一种是统一型，也就是说，在VSAT卫星数据安全通信中，监控中心和所有的信息采集单元都统一使用唯一一个密钥。另外一种是成对型，也就是说，每一对通信实体使用一个不同的密钥，如果仅限于在监控中心和信息采集单元之间进行数据传输，那么，由一个监控中心和n个信息采集单元构成的卫星数据安全通信中至少需要n个密钥；如果传输数据也需要在信息采集单元之间进行，则卫星数据安全通信中至少需要n(n+1)/2个密钥。可以看出，相比较而言，更为简单易用的是统一型密钥分配方案，这种方案方便了密钥管理。但是，由于所有通信实体使用一个密钥，如果泄露了或者破解了密钥，那么，就会造成所有的数据处于泄密的危险状态。与统一型密钥分配方案相反，成对型密钥分配方案的优点是安全系数较高，但是，同时也具有管理起来比较麻烦的缺点。
卫星通信的缺点范文4
关键词：无线通信技术 广播电视卫星 影响
无线通信技术在很大程度上改变了人们的生活方式，方便了人们日常生活和工作。在如今，信息化发展成为时展的潮流，无线通信技术更是将信息的传递推向了新高度。在如今信息发展的现代，人们可以使用无线通信技术的产物，不管在何时何地都能够方便了解到想要的资讯。无线通信技术使各地区之间的联系与交流更加畅通，同时也给人们的工作带来了很大的便利。
1无线通信技术的发展现状
虽然无线通信技术是信息化的革命，并在社会范围内快速发展，但这并不意味着无线通信技术就没有漏洞。目前我国无线通信技术在推广应用中还存在些许不足，无线通信技术只有通过不断的优化才能得到广泛应用。随着科学技术的发展，我国的无线通信在技术上有了革新，但是问题是没有很好的结合实际发展，造成发展道路受阻。无线通信技术主要就是让人们应用，方便人们生活与工作，所以无线通信技术不应该只注重高新技术的发明，还要结合人们的生活实际，把高新技术真正运用到人们的生活中，将无线通信技术中的资源进行合理整合，运用到实际中。比如广播电视卫星，作为无线通信技术的受益者，其应该根据实际情况，充分了解人们的需求和现状，广播电视卫星可以丰富用户的接入端，最大程度上满足人们不同的需求，做到资源共享，为更多的人们带去福利，让更多的人受益于无线通信技术，实现无线通信技术的价值。广播电视的正常运行需要信号来支持，并且电信也只提供语音。如今人们对生活都有了更高的要求，不会仅仅满足于这一项服务，这就需要信息服务行业进行更全面的发展，将三网进行结合，发挥各自的优势，发挥自身潜能，为人们创造更大的利益。
2无线通信技术对广播电视卫星通信的影响
无线通信技术随着科技的发展而发展，网络性能的不断改善，促进了信息行业的发展。但是影响最为深刻的还是广播电视。广播电视中应用的是卫星通信技术。无线通信技术从3G到4G的转换使得卫星通信技术增加了自身的传播速度，减少了卫星通信的传输延迟。其次，无线通信技术的发展为卫星通信技术发展提供了新的技术支持，卫星通信技术的覆盖区域增大，让受益的范围更广。其传播距离也有所增长，而且更加稳定，提高信息的传播质量。卫星通信技术利用无线通信技术与实际相结合，促进了广播电视的高质量发展。而目前的4G通信技术已经受到人们的广泛应用，不仅方便了我国各地区之间的交流，更深远的意义是密切了我国与外国之间的联系。
2.1促进了无线通信技术的现代化发展
卫星通信技术除了支持广播电视的发展外，还在应对突发事件方面有所应用。这里的突发事件主要指的是自然灾害。当遇到自然灾害时，卫星通信利用地面服务器可以接收来自地面的实时受灾情况并进行信息传播。卫星通信技术具有稳定性，且传播距离较远，信息的传输量也很大，得到了广泛的应用。在此基础上，卫星通信技术在发展中也可参考地面服务器的优势，将二者结合，取长补短，实现资源的最大化利用，同理可见，我们在发展无线通信技术时，也要与卫星通信技术、地面服务、信息网络等技术相结合，在推广4G的同时也对其进行升华，争取创造出新一代高新技术。我们应该转变传统的发展思维模式，要从多个角度考虑无线通信技术的发展，不仅包括从其他产业获取优势经验，还包括从社会获得有保证的资金支持。
2.2有利于发挥卫星通信系统的综合效用
卫星通信虽然方便了国际之间的交流，但它也并不是十全十美的，卫星通信也存在弊端，例如：传输延迟性较强、易受风雨天气的影响。但在无线通信技术不断更新与发展下，卫星通信技术能够认识到自身的不足，在高技术的支持下，定好自己的目标，与现实相结合，与各产业的发展方向相适应，吸取其他产业的优点。并全面利用高新技术的支持，完善自身的不足，提高自身的专业技术能力，优化通信服务，积极开发自身的内在潜能，争取创造出全方位的卫星通信，密切人们之间的交流促进广播电视的发展，在激烈的市场竞争中站稳脚跟。
2.3稳定卫星通信技术的发展方向并提供技术支持
针对目前我国卫星通信技术的发展现状，在无线通信技术的支持下，卫星通信需要制定稳定的目标来明确自身的发展，以下将具体介绍卫星通信技术的发展目标。（1）卫星通信技术的测试站遍布各地，我们应该对所有的测试站进行整合，确保资源的有效利用，并保证不同地区之间能够正常使用卫星通信技术，且网络通畅，这样一来不仅能够保证不同地区之间的正常交流，还能够实现不同地区之间的资源共享，实现资源的优化配置。（2）保证大容量宽带的使用质量，卫星通信技术不仅要扩大大容量宽带的使用范围，还要丰富人们的使用状态。完善自身不足，让人们无论是在移动还是静止的过程中，都能够使用卫星通信。（3）与时代相结合，发展更全面的卫星通信技术，实现服务种类的多元化，满足人们的不同需求。（4）优化卫星通信端口处的连接，使卫星服务的质量更加稳定，并在发挥自身优势服务的基础上利用技术的支持改善自己的缺点。
3卫星通信技术未来的发展
前面已经介绍了卫星通信技术的发展方向，下面我们来具体介绍一下发展卫星通信技术所要采取的措施。归根结底，卫星通信技术在其发展道路上肯定是要提高自身的质量和增加自身的服务方式。人们使用卫星通信技术依靠的是用户端的连接，也是卫星通信能够为人类服务最为重要的一部分。由此可见，连接端口传输性能的好坏直接影响着卫星通信服务的质量。否则，就算卫星通信技术应用了再好的高新技术，不能供人类使用，也就谈不上有价值。对连接端口的优化主要体现在减小传输端口的体积、优化端口的传输性能。根据卫星在同一轨道运行的时间差采取措施，提高卫星传递信息的数量和质量。与此同时，还要改进卫星通信技术的网络功能。将地面服务器与空间卫星相结合，优化各网的通信波段，提高地面技术。适应通信技术的发展环境，提高自己的竞争力。
4结语
随着经济的发展，我国的科学技术有了经济的支持后也有了快速的发展，无线通信技术受此影响，其发展质量得到了显著提升，为卫星通信技术的发展提供了技术支持，也促进了广播电视的发展，在今后的发展过程中，要提高无线通信技术的传输性能，保证其竞争力。
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卫星通信的缺点范文5
关键词:移动雷达;应急通信;卫星通信
Thesatellitecommunicationofmobilemeteorologicalradarsystem
DouYiwen(BeijingmeteorologicalBureau,Beijing100089)
Abstract:Inordertotranslatemobileradar'sdatatoserverofBeijingmeteorologicalBureau.Thistextcomparedadvantagesanddisadvantagesofwirelesscommunication'smethod.Theaboveanalysisnaturallyleadsustothesystemofthesatellitecommunicationcreated.Theresultsshows:thesystemcansatisfythecommunicationrequirementofmobileradar.Thesystemhasagoodexampleforcreatingemergencycommunication.
Keywords:Mobileradar;Emergencycommunication;Satellitecommunication
1引言
随着气象信息自动采集的不断发展,自动采集数据越来越成为气象信息采集的主流。新一代天气雷达系统,可以进行较大范围降水的定量估测,获取降水和降水云体的风场信息等,在短时灾害性天气预报和应急服务中发挥巨大的作用,特别是对风害和冰雹相伴随的灾害性天气的监测和预警[1]。为了把移动雷达实时数据传输到北京市气象局,通信方式的选择成为信息采集的重要环节,目前气象应用通信方式有很多种。如CDMA/GPRS/3G、北斗卫星、无线局域网(WLAN)、专线等,还有下面要讨论的基于亚洲卫星通信线路。移动雷达对通信的主要需求是网络质量可靠;带宽至少要达到双向2Mbps;移动雷达采集数据地点不固定。如何满足移动雷达的要求是本系统需要解决的问题。
2通信方案的设计
2.1气象信息传输通信方式对比分析
目前气象应用通信方式有很多种,如CDMA/GPRS/3G、北斗卫星、无线局域网(WLAN)、专线等。由于天气雷达数据量大,要求网络质量高,固定地点天气雷达的数据传输一般都是利用专线传输。表1是常用无线通信方式传输气象数据的对比。无线局域网传输距离短,安全性差,一般只能作为数据的传输中继;北斗卫星是我国自主研制的卫星导航定位系统,安全性高,用于传输字节少如自动站等的数据比较适合;CDMA/GPRS,运行成本低,但是其通信速率要求低,不能满足雷达数据传输要求;3G下行速率理论值是2.8Mbps,实际传输效果没有达到此值,而且网络质量与基站覆盖有很大关系。天气雷达如果地点固定,而且在市内或县城内,使用专线较好,有充足的时间建立专线的话,应用2Mbps专线传输雷达数据是一种好的选择。卫星通信作为天气雷达数据的备份是一种最佳选择,因为它的网络带宽、移动性、实时性、开通周期等方面都能满足要求。
2.2卫星通信特点分析
卫星通信是以人造通信卫星作为中继的一种微波通信方式。卫星通信的优点:通信距离远,建设成本与通信距离无关;不受地理环境影响;广播方式,卫星覆盖区域内的任何点可实现通信;通信容量大;可自发自收。卫星通信的缺点:信号极弱(毫微微瓦级),对技术和设备的要求较高;时延;多址问题;存在单一故障点;雨衰。
3卫星通信的应用
综合考虑雷达数据传输的速率在2Mbps以上,支持视频、移动、应急等方面的要求,选择亚洲卫星通信是本系统的最佳选择。本系统采用等效口径为0.95m的偏馈型椭圆抛物面天线,天线面使用四片碳化纤维面板组成。天线系统工作在Ku频段。天线控制系统内置高性能信标接收机,可在5分钟内自动对星,通过对中卫一号、亚洲二号、亚洲三号、亚洲四号四个卫星两种极化方式的上百次测试,寻星准确率100%,配置40W功放时具备传输速率大于等于3Mbps,保证传输速率大于等于2.048Mbps,完全具备传输多路话音、2路视频图像、2路数据的业务能力。图1就是本系统建立的移动雷达卫星网络结构图。从图中可以看到移动雷达系统采集数据到数据处理服务器(192.168.3.5/24)或模拟语音经过语音网关,通过网络交换机和IP加速器(192.168.3.3/24),由调制设备(192.168.3.2/24)调制信号传输到卫星,再由卫星接收站传送到地面,通过调制解调器(192.168.3.10/24)和IP加速器(192.168.3.11/24)指向路由器(192.168.3.1/24,192.168.2.1/24),由路由器转发到防火墙(192.168.1.1/24),在防火墙上作语音网关和数据服务器NAT地址转换。最后在服务器(192.168.2.254/24)上可以看到雷达系统上传的数据,在电话终端上可以进行语音通话。这个网络是双向的,不仅数据可以双向传输,而且在北京市气象局可以监控到卫星通信系统的状态。本系统因为经费有限,建立了电话通信模式,并留有视频接口。
图1移动雷达卫星网络结构图
4结论
本系统采用的亚洲卫星通信系统具有一键对星功能,天线能够自动展开/收藏,自动定位、自动捕获和自动跟踪卫星,5分钟内完成寻星任务并建立卫星通讯链路。在传输速率、网络安全、天线对星时间、网络接口、应急通信等方面都能满足实时雷达传输数据的要求。
致谢:国家气象信息中心网络室和视频与卫星室、西安瑞兴通信有限公司、北京市人工影响天气办公室、北京市气象信息中心、北京市大气探测技术保障中心在系统建设中给予的大力支持。
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卫星通信的缺点范文6
【关键词】 静止卫星 地面站 天线 方位角
一、引言
用微波波段来传递信息，远远优于短波和中波[1]，但这种方式的传播距离非常有限，一般只有50～60km，若要进行远距离通信，只能借助于信号的多次转发才能实现，这就是所谓的微波中继通信的含义[2]。然而，每隔五十至六十公里建立一个无线电微波中继站的代价是十分高的，微波中继站的收发信天线越高，相邻两个微波站之间的距离就可越远[3]。但在地面上人为架设天线的高度是有限的，为了解决远距离通信，又不增加中继站数目，最优的办法是将中继站的位置提高，即把中继站通信设备移到天上的卫星上去，这就相当于把中继站天线架得非常高，因此两个相隔很远的终端站，经卫星中继就可以用微波进行通信，其中以静止卫星对应的地面站天线结构最为简单。所谓卫星通信，就是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。目前，卫星通信系统大多使用静止卫星。
二、静止卫星的条件
地球卫星的轨道有圆形和椭圆形两种形状，地心处在圆形轨道的圆心位置或椭圆轨道的一个焦点上。如果设卫星的轨道平面与地球的赤道平面之间的夹角为i，则当i =0°时，地球卫星的轨道叫做赤道轨道。当i=90°时，卫星的轨道为极轨道。当i为0°～90°之间时，卫星的轨道叫做倾斜轨道。如果卫星的轨道是圆形的，且轨道平面与地球赤道平面重合，即i=0°，卫星离地球表面的高度为35786.6km，卫星运行方向与地球自转方向相同，卫星绕地球一周的时间恰好为24小时。则从地球表面任何一点看卫星，卫星将是“静止”不动的。这种相对地球表面静止的卫星称为静止卫星或同步卫星，上述条件就是静止卫星的条件，利用这种卫星来通信的系统称为静止卫星通信系统[2]。
三、静止卫星的观察参数
静止卫星的观察参数是指地面站天线的轴线指向静止卫星的方位角、仰角和地面站与卫星距离等参数[1] [2]。静止卫星与地面站的连线在地球表面上的投影与赤道线的交点叫做星下点。地面站与静止卫星的连线叫做直视线，直视线的长度就是地面站与卫星间的距离，简称为站星距，用d表示。直视线在地面上投影叫做方位线。静止卫星的方位角一般用表示，是指地面站所在经线的正北方按顺时针方向与方位线所构成的夹角。地面站指向静止卫星的仰角θ是指地面站的方位线与直视线之间的夹角，用θ表示。
静止卫星和地面站的地理位置决定了静止卫星的观察参数。静止卫星的位置通常用星下点的经度来表示，由于卫星的高度h是固定值，且纬度为零度，所以，只要知道地面站的经、纬度和卫星星下点的经度就可以求出各观察参数[2]。
四、用坐标图解法进行静止卫星地面站天线方位角的计算
式中，k=（Re+h）/Re，Re为地球半径，h为静止卫星的高度。在上述计算公式中，站星距d和仰角θ均可用公式（1）和（2）直接计算出来，但方位角φ却要先根据式（4）计算出中间量A后，再根据式（3）判断地面站与卫星经度的相对位置确定与A的关系来计算，且地面站与卫星经度的相对位置关系又难以记忆，往往使计算容易出错。本人通过研究总结，得出了“利用坐标图解法进行静止卫星通信地面站天线方位角的计算”的非常实用的方法，如图1。其具体步骤如下：
1、以经度和纬度画出二维坐标。其中，横轴为地球的南北半球的分界线（即赤道线），纵轴为地球东西半球的分界线。
2、根据所建地面站的地理位置是北半球还是南半球，是东经还是西经（假设在北半球，为东经），在坐标中相应位置标出D。根据所要对准的卫星经度值是否大于地面站地理位置的经度值（假设为大于），在坐标横轴（即赤道线）上相应位置标出星下点S，并与横轴组成直角三角形DBS，连线DS为方位线。
3、直角三角形DBS中，D点锐角值即为公式中的中间值A，其φ值为多少，则可根据方位角φ的定义来确定，即在地面站D处以正北方向顺时针方向与方位线DS所构成的夹角。从图1中得出A与φ角的关系，此时的φ=180°-A。
五、应用举例
已知我国某地的地理位置为110°24′E（东经），21°13′N（北纬），现欲接收定点于100.5°E（东经）的亚卫2号静止卫星信号。求该地面站的观察参数。
对于此问题，利用观察参数的计算式，先将经纬度的单位化为度，即
110°24′=110.4°，21°13′=21.217°
计算式中，k=（Re+h）/Re=（6378+35786.6）/6378≈6.623
卫星与地面站的经度差λ=110.4°-100.5°= 9.9°，卫星与地面站的纬度差ρ=21.217°-0°=21.217°
（3）方位角的计算
如图2，根据题意，地面站设在北半球且为东经，则在坐标的第一象限标出D点；又因卫星的经度值小于地面站的经度值，则在坐标横轴上D点左边标出卫星星下点S；并与横轴组成直角三角形DBS，连线DS为方位线。
直角三角形DBS中，D点锐角值即为公式中的中间值A，其φ值为多少，则可根据方位角φ的定义，在地面站D处以正北方向顺时针方向与方位线DS所构成的夹角。从图2中得出A与φ角的关系，此时的φ=180°+A。即：
六、结束语
21世纪是信息的时代，人们对信息传输的可靠性、有效性及灵活性的要求愈来愈高，卫星通信的应用愈来愈普及，卫星地面站尤其是静止卫星地面站的设计与建设将愈来愈广泛，如何更加高效、准确地对地面站的天线指向进行规划和调整，是从事卫星通信工作者必然面临的问题。本文正是从此方面通过本人多年的教学与实践，总结出一种用坐标定位来直观、快捷地计算静止卫星地面站观察参数的方法，克服死记公式且容易记错的缺点，具有很强的实用价值和参考价值。
参 考 文 献
[1] 夏克文. 卫星通信[M].西安电子科技大学出版社，2011.07：1-10
[2] 朱月秀，周珏等. 现代通信技术[M].第3版.电子工业出版社，2013.08：34-83
