衛(wèi)星通信技術(shù)和發(fā)展趨勢簡述

張雍蓉

衛(wèi)星通信技術(shù)和發(fā)展趨勢簡述

張雍蓉

南京萊斯信息技術(shù)股份有限公司，江蘇 南京 210014

衛(wèi)星通信已成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中比較關(guān)鍵的一個(gè)輔助工具，其主要借助衛(wèi)星進(jìn)行信息傳遞，覆蓋范圍比較廣，可以用于遠(yuǎn)距離的通信，對地面的依賴較低，通信容量也比較大，可以在多個(gè)方面表現(xiàn)出應(yīng)用價(jià)值。在衛(wèi)星通信中，為了更好地提升其服務(wù)效果，必然需要把握好對相關(guān)技術(shù)的深入探究，確保其能夠得到較好運(yùn)行。首先詳細(xì)論述了衛(wèi)星通信中常用的技術(shù)手段，然后分析了未來衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展趨勢。

衛(wèi)星通信；技術(shù)；發(fā)展趨勢

引言

衛(wèi)星通信主要通過人造衛(wèi)星進(jìn)行無線電波的收發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多地之間的有效通信，在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展中表現(xiàn)出了較強(qiáng)的作用價(jià)值。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建不僅對人造地球衛(wèi)星提出了較高的要求，需要其能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的服務(wù)性能，而且還需要重點(diǎn)把握好地面站的建設(shè)，促使其能夠更好地發(fā)揮衛(wèi)星通信效益，實(shí)現(xiàn)信息收發(fā)的及時(shí)準(zhǔn)確。基于此，衛(wèi)星通信過程對多個(gè)方面的技術(shù)手段提出了較高的要求，需要衛(wèi)星通信技術(shù)能夠較好地服務(wù)于運(yùn)行需求，逐步提升其作用價(jià)值[1]。

1 衛(wèi)星通信常用技術(shù)概述

1.1 CDMA系統(tǒng)

在衛(wèi)星通信中，CDMA（Code Division Multiple Access，碼分多址）系統(tǒng)是比較重要的，其能夠高效準(zhǔn)確地傳輸信息，在語音質(zhì)量方面具備較強(qiáng)的保障效果，并且還能夠明顯降低功耗，提升整體運(yùn)行效果。在CDMA系統(tǒng)的具體布置和應(yīng)用中，其涉及的技術(shù)手段同樣也比較多。為了更好地提升CDMA系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，可以借助語音激活技術(shù)、功率控制技術(shù)、扇區(qū)技術(shù)以及前向糾錯(cuò)技術(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，促使CDMA系統(tǒng)表現(xiàn)出更強(qiáng)的通信能力。在實(shí)際運(yùn)行中，CDMA系統(tǒng)能夠結(jié)合導(dǎo)頻信號幅度進(jìn)行功率控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行容量的優(yōu)化，改進(jìn)系統(tǒng)傳輸效果。此外，CDMA系統(tǒng)在抗干擾方面也具備明顯優(yōu)勢，并且還能夠體現(xiàn)出靈活性和便捷性，進(jìn)而也就不僅在民用方面表現(xiàn)出較強(qiáng)應(yīng)用效益，還可以應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，應(yīng)用意義較為突出[2]。

1.2 抗干擾技術(shù)

衛(wèi)星通信技術(shù)的有效應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展在抗干擾方面同樣進(jìn)行了詳細(xì)探究，尤其是對于軍事領(lǐng)域衛(wèi)星通信方面的應(yīng)用運(yùn)行，更是如此。衛(wèi)星通信需要確保其能夠具備較強(qiáng)的抗干擾效果，確保信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確度。隨著當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展，外界存在的干擾因素越來越多，各種電磁環(huán)境比較復(fù)雜，進(jìn)而對衛(wèi)星通信產(chǎn)生了較為明顯的威脅，需要切實(shí)圍繞整個(gè)信道進(jìn)行全方位的研究，綜合提升其抗干擾能力。

衛(wèi)星通信抗干擾技術(shù)的應(yīng)用主要針對傳輸鏈路、軟硬件設(shè)備以及綜合智能體系三個(gè)方面進(jìn)行研究，促使其具備更強(qiáng)的抗干擾能力。從傳輸鏈路方面的抗干擾技術(shù)的應(yīng)用來看，其在當(dāng)前進(jìn)行了多方面的研究，可供選擇的方法也比較多，比如DS/FH混合擴(kuò)頻、自適應(yīng)頻域?yàn)V波、跳時(shí)以及分集抗干擾、糾錯(cuò)編碼、多波束天線等，都能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的傳輸鏈路抗干擾效果。軟硬件設(shè)備抗干擾技術(shù)處理應(yīng)體現(xiàn)全方位特點(diǎn)，綜合運(yùn)用光電隔離、數(shù)字濾波、程序運(yùn)行監(jiān)視以及屏蔽、指令冗余等方式進(jìn)行優(yōu)化，促使各類軟硬件在流暢高效運(yùn)行的同時(shí)，具備安全性能。對于綜合智能抗干擾體系的建立，則需要實(shí)現(xiàn)對智能化技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新，確保其能夠形成更完整、更詳盡的抗干擾體系，降低在任何環(huán)節(jié)中出現(xiàn)信息被干擾的威脅。

1.3 星體技術(shù)

對于衛(wèi)星通信方面的有效運(yùn)行，必然還需要把握好衛(wèi)星方面的相關(guān)技術(shù)。這些星體技術(shù)的研究也是比較關(guān)鍵的基本前提條件，需要確保人造地球衛(wèi)星能夠?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)提供較為全面、可靠的輔助。在星體技術(shù)方面，需要首先關(guān)注各個(gè)部件的研究，確保衛(wèi)星中的各個(gè)部件均能夠較為適宜匹配，在自身具備較強(qiáng)穩(wěn)定性能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)相互之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化，能夠更好地提升其運(yùn)行效益。當(dāng)前該方面的研究主要朝著集成化和小型化發(fā)展，對衛(wèi)星通信的影響最小[3]。

對衛(wèi)星上的天線設(shè)備進(jìn)行研究也是必不可少的。這一成形天線技術(shù)必然需要重點(diǎn)把握各個(gè)方面基本需求，促使相應(yīng)天線設(shè)備能夠更好地?cái)U(kuò)大覆蓋范圍，更好地提升服務(wù)水平。此外還需要和發(fā)射小喇叭進(jìn)行有效協(xié)調(diào)，綜合提升其運(yùn)行效益。

在星體技術(shù)的研究應(yīng)用中，還需要致力于提升衛(wèi)星的使用壽命，促使其能夠在更長的時(shí)間內(nèi)發(fā)揮自身的作用，進(jìn)而不僅在經(jīng)濟(jì)效益方面具備理想作用，而且還能夠減少太空垃圾的產(chǎn)生。當(dāng)前比較常用的延長衛(wèi)星壽命的技術(shù)有固態(tài)功放的應(yīng)用、固態(tài)繼電器的創(chuàng)新以及提升姿態(tài)控制精確度等，需要進(jìn)行深入探究。

1.4 功率和容量增大技術(shù)

當(dāng)前衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展運(yùn)用，還針對通信功率和容量的有效增大進(jìn)行了研究。這同樣也是提升衛(wèi)星通信水平的重要手段。在衛(wèi)星通信功率的增大方面，功率合成技術(shù)的應(yīng)用表現(xiàn)出了較強(qiáng)的作用效果。該技術(shù)能夠優(yōu)化帶寬，明顯提升通信效率。為了更好地提升衛(wèi)星通信容量和功率，還可以通過啟動(dòng)新的頻段來實(shí)現(xiàn)有效調(diào)整。這也是最常見的一種方式，但是需要提升裕度，避免雨致衰落現(xiàn)象出現(xiàn)。此外，為了增大衛(wèi)星通信功率和容量，還需要借助極化分離以及波束分離對整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行頻率進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。格狀碼編碼技術(shù)以及維特比編碼技術(shù)的應(yīng)用同樣也能夠較好地提升整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行功率和容量，并且還能夠降低出現(xiàn)錯(cuò)誤的概率，應(yīng)用價(jià)值較為突出[4]。

1.5 TDMA系統(tǒng)和IDR系統(tǒng)

在衛(wèi)星通信發(fā)展中，TDMA（Time Division Multiple Access，時(shí)分多址）系統(tǒng)和IDR（Intermediate Data Rate，中數(shù)據(jù)速率）系統(tǒng)的應(yīng)用同樣也表現(xiàn)出了較強(qiáng)的作用價(jià)值。雖然這兩個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)至今已有四五十年的歷史，但是影響卻不容忽視，也確實(shí)表現(xiàn)出了較強(qiáng)的作用價(jià)值。TDMA系統(tǒng)是多址通信方式。在通信過程中能夠?qū)崿F(xiàn)較為理想的通信鏈路優(yōu)化效果。該系統(tǒng)的應(yīng)用能夠明顯提升功率，促使行波管處于工作飽和狀態(tài)，并且在數(shù)字通信方面表現(xiàn)出了更強(qiáng)的高效性和準(zhǔn)確度，傳輸效率相對比較高。IDR系統(tǒng)也就是中間數(shù)據(jù)速率數(shù)字系統(tǒng)，能夠較好地保障電話傳輸性能，更好地提升整體傳輸效率，一般需要在應(yīng)用中配合ISDN設(shè)置，在信息速率調(diào)制方面表現(xiàn)出了較強(qiáng)的作用。

1.6 智能化合并技術(shù)

在衛(wèi)星通信發(fā)展中，智能化合并技術(shù)的出現(xiàn)表現(xiàn)出了更強(qiáng)的作用價(jià)值，能夠更好地結(jié)合衛(wèi)星通信和計(jì)算機(jī)，提高通信效率，作用也更突出。這種智能化合并技術(shù)的有效運(yùn)用，確實(shí)能夠表現(xiàn)出較強(qiáng)的應(yīng)用效益，實(shí)現(xiàn)了光聲電技術(shù)的合并應(yīng)用，也實(shí)現(xiàn)了傳輸效率的優(yōu)化，體現(xiàn)出了較強(qiáng)的智能化效果。智能化合并技術(shù)的應(yīng)用可以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的管理，對業(yè)務(wù)性能的提升作用較為明顯，并且還能夠在故障排除方面表現(xiàn)出較強(qiáng)的實(shí)際效益。協(xié)同跳頻技術(shù)的應(yīng)用，能夠更好地增強(qiáng)整體系統(tǒng)的抗干擾能力以及抗衰落效果，應(yīng)引起高度重視。

2 衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展趨勢

針對現(xiàn)階段衛(wèi)星通信的不斷發(fā)展，其在技術(shù)方面同樣也需要體現(xiàn)出較強(qiáng)的創(chuàng)新效果，能夠滿足現(xiàn)階段越來越高的基本要求。未來衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展需要把握好以下幾點(diǎn)。

2.1 兩極化發(fā)展

未來的衛(wèi)星通信正在朝著大型化以及微型化兩極發(fā)展，能夠滿足不同的需求，更好地提升自身運(yùn)行效益。大型化衛(wèi)星通信系統(tǒng)發(fā)展為了體現(xiàn)一星多能效果，促使其能夠在衛(wèi)星通信靈敏度以及處理能力方面得到較好優(yōu)化，需要將星體擴(kuò)大。當(dāng)然，在衛(wèi)星擴(kuò)大的同時(shí)，必然也面臨著較大的威脅，尤其是在電磁干擾上，很容易受到侵蝕，這也就需要在一定程度上發(fā)展微型化衛(wèi)星，提高衛(wèi)星的生存能力，并且由多個(gè)微型衛(wèi)星進(jìn)行協(xié)作，能夠表現(xiàn)出更為豐富的能力[5]。

2.2 和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合

對于未來衛(wèi)星通信技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展而言，融合互聯(lián)網(wǎng)是比較重要的一個(gè)方向。實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效結(jié)合能夠更好地提升其作用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)連接方式的優(yōu)化。融合衛(wèi)星通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也需要注重設(shè)置方式的研究，不僅可以借助寬帶衛(wèi)星進(jìn)行雙向傳輸，還需要借助衛(wèi)星的高速下載和地面站的反饋實(shí)現(xiàn)交互運(yùn)行，更好地實(shí)現(xiàn)上行數(shù)據(jù)鏈路的優(yōu)化布置，提升衛(wèi)星通信的作用價(jià)值。這種衛(wèi)星通信和互聯(lián)網(wǎng)的有效結(jié)合還需要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信寬帶化，促使衛(wèi)星通信更好地滿足當(dāng)前人們對于寬帶服務(wù)的新需求，增強(qiáng)其容量以及帶寬，解決以往存在的頻譜擁擠現(xiàn)象，在抗干擾方面也需要進(jìn)行不斷增強(qiáng)優(yōu)化，確保通信安全。

2.3 衛(wèi)星光通信

實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星光通信同樣也是比較重要的一個(gè)方面，可以借助激光進(jìn)行衛(wèi)星通信處理，提升衛(wèi)星間通信效果，促使其在容量以及安全性方面得到優(yōu)化。這種衛(wèi)星光通信技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠明顯減輕衛(wèi)星設(shè)備的重量，實(shí)現(xiàn)微型化發(fā)展，而且還能夠加強(qiáng)保密效果。當(dāng)然，這需要針對原有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行全方位的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)激光的有效融入，同時(shí)相應(yīng)的子系統(tǒng)也需要進(jìn)行不斷調(diào)整，增強(qiáng)適應(yīng)性和協(xié)調(diào)性[6]。

3 結(jié)束語

綜上所述，衛(wèi)星通信是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的重要一環(huán)，不僅在民用方面體現(xiàn)出了較強(qiáng)價(jià)值，而且在國防軍事建設(shè)方面更是需要予以高度關(guān)注。應(yīng)結(jié)合衛(wèi)星通信涉及的各類技術(shù)手段進(jìn)行不斷創(chuàng)新調(diào)整，明確未來發(fā)展趨勢，了解需要解決的主要問題和障礙，提升衛(wèi)星通信技術(shù)的運(yùn)行效益，確保其提供更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

[1]李志軼. 關(guān)于衛(wèi)星通信技術(shù)和發(fā)展趨勢探討[J]. 數(shù)字通信世界，2017（9）：121.

[2]閆偉. 國內(nèi)外衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 通訊世界，2017（10）：34-35.

[3]張帆. 國內(nèi)外衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J]. 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用，2017（1）：98-99.

[4]趙飛. 衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析及其發(fā)展趨勢[J]. 中國新通信，2015，17（20）：94-95.

[5]高珊. 衛(wèi)星通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J]. 信息通信，2015（3）：261.

[6]于甄忠. 衛(wèi)星通信技術(shù)及其發(fā)展趨勢[J]. 黑龍江科學(xué)，2014，5（12）：235.

Brief Introduction to Satellite Communication Technology and Development Trends

Zhang Yongrong

Nanjing LES Information Technology Co., Ltd., Jiangsu Nanjing 210014

Satellite communication has become a key tool in the current social development. It mainly uses satellite to transmit information. It has a relatively wide coverage and can be used for long-distance communication. It has low dependence on the ground and communication capacity is larger. It can show application value in many aspects. In satellite communication, in order to better improve its service effect, it is necessary to grasp the exploration of relevant technologies to ensure that it can get better operation. Firstly, the technical means commonly used in satellite communication are discussed in detail, and then the development trend of satellite communication technology in the future is analyzed.

satellite communication; technology; development trend

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