衛(wèi)星移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展管窺

張 濤

中國電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所 河北 石家莊 050000

對(duì)于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)來講,它的應(yīng)用范圍相對(duì)比較廣泛,可以為人們提供話音數(shù)據(jù)等多項(xiàng)業(yè)務(wù),不僅符合當(dāng)前國內(nèi)的通信,同時(shí)還適合于國際之間的通信。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的運(yùn)載火箭及地面、海上、空中移動(dòng)裝備載體是相對(duì)比較強(qiáng)大的,可以保證移動(dòng)單兵作戰(zhàn),移動(dòng)衛(wèi)星通信的使用范圍以及環(huán)境適應(yīng)性也可以得到不斷地?cái)U(kuò)展,通常在民用及軍事領(lǐng)域當(dāng)中得到運(yùn)用,它的使用價(jià)值也是非常高的。

1 衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)當(dāng)前的衛(wèi)星通信軌道以及覆蓋范圍等進(jìn)行分類,主要包括以下幾個(gè)比較典型的系統(tǒng):

1.1 靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng) 一顆地球靜止軌道衛(wèi)星可以保證1/3地球表面實(shí)現(xiàn)通信,而且只要在地球靜止軌道上均勻地放置三顆通信衛(wèi)星,就可以保證南北兩極以外的全球?qū)崿F(xiàn),覆蓋當(dāng)前全球洲際以及遠(yuǎn)程通信,對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用非常廣泛。對(duì)于區(qū)域移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)來講,采用靜止軌道時(shí),通常僅需一顆衛(wèi)星即可,進(jìn)而形成一個(gè)區(qū)域性通信系統(tǒng),對(duì)于這種系統(tǒng)來講可以為衛(wèi)星覆蓋范圍當(dāng)中的任何地點(diǎn)提供相應(yīng)的服務(wù),而且建設(shè)成本比較低,當(dāng)前也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。

1.2 中軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng) 對(duì)于中軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)來講,它主要是從離地1萬千米高左右的衛(wèi)星群,從形成移動(dòng)通信系統(tǒng),對(duì)于衛(wèi)星來講,通常是采取網(wǎng)狀星座,主要是傾斜的運(yùn)行軌道,只要采用很少的中軌道衛(wèi)星,就可以保證移動(dòng)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。因?yàn)樾l(wèi)星軌道高度在不斷降低,可以將高軌道衛(wèi)星通信的缺點(diǎn)和不足得到有效地避免,這樣就可以保證用戶移動(dòng)終端設(shè)備的小型化。

1.3 低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng) 對(duì)于低軌衛(wèi)星來講,在與中高軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)相比之下,由于低軌衛(wèi)星的軌道不斷降低,從而造成他的空間傳輸損耗相對(duì)較小,而且在傳輸過程中時(shí)間短以及研制周期比較短的多個(gè)優(yōu)勢,衛(wèi)星終端逐漸地實(shí)現(xiàn)手機(jī)化,可以保證全球個(gè)人移動(dòng)通信得以實(shí)現(xiàn),目前,在移動(dòng)通信衛(wèi)星發(fā)展的過程中,它已經(jīng)成為一個(gè)熱點(diǎn)內(nèi)容。

2 衛(wèi)星通信未來發(fā)展趨勢

2.1 多種功能融合 當(dāng)前,對(duì)于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)而言,主要是面向全球或是區(qū)域范圍,向用戶提供話音、數(shù)據(jù)等多個(gè)不同形式的移動(dòng)通信服務(wù)。之后通過融合導(dǎo)航增強(qiáng)等多種不同的方式和技術(shù),從而將衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的服務(wù)功能得到不斷地?cái)U(kuò)展,保證通、導(dǎo)、遙之間可以實(shí)現(xiàn)信息一體化。通過采取這種方式,衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)終端在支持衛(wèi)星移動(dòng)通信的基礎(chǔ)上,還可以保證完成導(dǎo)航增強(qiáng)航空監(jiān)視等多項(xiàng)不同的服務(wù)。所以,在下一代的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)當(dāng)中,需要將它的業(yè)務(wù)范圍不斷地?cái)U(kuò)展,從而保證多種不同的功能融合發(fā)展。

2.2 衛(wèi)星激光通信 因?yàn)榧す獾姆较蛐韵鄬?duì)較強(qiáng)、單色信好、光功率比較集中等多項(xiàng)優(yōu)勢,對(duì)于下一代的衛(wèi)星通信來講,可以實(shí)現(xiàn)更新的通信頻道,從而逐漸將激光束作為一種通信鏈路。通過激光來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的通信,可以保證衛(wèi)星激光通信傳輸速率較高、可利用平臺(tái)比較寬等多個(gè)優(yōu)勢。通過不斷地發(fā)展小衛(wèi)星星座間激光星間的鏈路,可以保證當(dāng)前通信容量有限的問題和不足的解決,從而可以更好地支持大型節(jié)點(diǎn)的高速數(shù)據(jù),同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)國際干線間的超大容量信息傳輸。

2.3 海地空天一體化通信 自從之前地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展以來,發(fā)展與深海遠(yuǎn)洋通信和衛(wèi)星移動(dòng)通信的相互融合,從而保證當(dāng)前各種不同的通信手段覆蓋廣度和深度得到不斷地?cái)U(kuò)展,海地空天一體化通信發(fā)展的目標(biāo)也可以得到有效地實(shí)現(xiàn)。對(duì)于海地空間一體化網(wǎng)絡(luò)來講,主要是以地面網(wǎng)絡(luò)為前提,將空間網(wǎng)絡(luò)作為延伸,為各種不同的用戶活動(dòng)提供信息傳輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施,從而保證覆蓋范圍更廣泛,地面網(wǎng)絡(luò)依賴程度較低等,為用戶的信息傳遞提供更好的服務(wù),其中包括不受時(shí)間與空間限制的海地空間四位一體相互融合。

2.4 衛(wèi)星通信與5G融合 通過5G網(wǎng)絡(luò)的部署,為衛(wèi)星通信未來的發(fā)展提供了更多的機(jī)會(huì)和條件,在實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)萬物相互連接這一愿景的過程中,它是必不可少的,衛(wèi)星通信通過使用高、中、低軌組網(wǎng),可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)甚至是實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。通過將地面5G網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)互相融合匯通,做到取長補(bǔ)短,5G網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)模式相對(duì)比較靈活高效,用戶群體也比較巨大等,這些優(yōu)勢都可以得到充分地發(fā)揮和體現(xiàn),同時(shí)可以保證用戶自身多個(gè)不同的業(yè)務(wù)需求得以滿足,從而構(gòu)建出一種空天一體化的全球無縫覆蓋的綜合通信網(wǎng)。將地面無線網(wǎng)絡(luò)和衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)相互融合之后,可以通過使用衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),逐漸將地面5G網(wǎng)絡(luò)延伸到之前不能抵達(dá)的山區(qū)等地方,從而可以為多種不同類型的用戶提供更加科學(xué)、可靠的多樣化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。對(duì)于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)來講,可以將該通信系統(tǒng)在移動(dòng)平臺(tái)的服務(wù)支撐能力得到不斷地增強(qiáng),并且可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與多種不同的移動(dòng)平臺(tái)之間得到不間斷的相互連接。通過結(jié)合衛(wèi)星優(yōu)越的廣播能力,可以保證地面5G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍得到不斷地?cái)U(kuò)展,為網(wǎng)絡(luò)邊緣以及用戶終端提供更加有效、可靠的數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)。

3 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用

3.1 民用領(lǐng)域的現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用 第一,在民用領(lǐng)域當(dāng)中,衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的范圍是相對(duì)比較廣泛的,它可以為全球的所有人們提供個(gè)人通信業(yè)務(wù),從而保證全球通信的順暢和流通。除此之外,還可以提供搶險(xiǎn)救災(zāi)等多項(xiàng)服務(wù),通過遠(yuǎn)程通信的形式,更加有效地調(diào)度和使用多種不同的交通工具,進(jìn)而保證它在民用領(lǐng)域應(yīng)用的便捷性得以不斷地提高。在人們面臨大型災(zāi)害的過程中,可以實(shí)現(xiàn)全過程、全方位、全時(shí)間的應(yīng)急通信交流,因此,衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)逐漸發(fā)展為遠(yuǎn)程應(yīng)急通信的方向。

3.2 交通領(lǐng)域的現(xiàn)代化技術(shù)應(yīng)用 在交通領(lǐng)域當(dāng)中,衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)可以發(fā)揮出更大的作用。比如,它在空中交通的管制作用是相對(duì)比較顯著的,而在地面上可以實(shí)現(xiàn)并完成飛機(jī)與地面站之間的地對(duì)空通信業(yè)務(wù),保證航班導(dǎo)航、通信導(dǎo)航以及空中交管調(diào)制。當(dāng)前,衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的服務(wù)范圍已經(jīng)越來越廣泛,如果航班飛行到荒野,甚至是海洋上空,仍然可以保證遠(yuǎn)程通信來互相聯(lián)系,通過控制中心的雷達(dá)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),可以保證將航空數(shù)據(jù)以及語音通信數(shù)據(jù)及時(shí)地傳播出去,從而可以保證在日常航行過程中都可以有效地控制通信機(jī)制,并且可以實(shí)現(xiàn)緊急情況下的信息溝通。因此,通過利用衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)之后,空中交通管制工作整體的效率也可以達(dá)到有效地提高。