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衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展及其關(guān)鍵技術(shù)

2013-11-27 16:22:33 北極星電力信息化網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評論 (0)
衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及難點(diǎn)1 1衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展十分迅速,20世紀(jì)60年代時(shí),衛(wèi)星通信只是在軍事上得到了應(yīng)用,到了70年代時(shí),衛(wèi)星通信的發(fā)展達(dá)到了頂峰,90年代時(shí),光纖通信誕生了,這對衛(wèi)
    衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及難點(diǎn)

1.1衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀

衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展十分迅速,20世紀(jì)60年代時(shí),衛(wèi)星通信只是在軍事上得到了應(yīng)用,到了70年代時(shí),衛(wèi)星通信的發(fā)展達(dá)到了頂峰,90年代時(shí),光纖通信誕生了,這對衛(wèi)星通信造成了一次沖擊,但衛(wèi)星有它自己獨(dú)特的特點(diǎn),如衛(wèi)星具有多址連接方式、可以按需分配帶寬等特點(diǎn),這些是光纖通信所不能及的,所以衛(wèi)星通信在偏遠(yuǎn)地區(qū),越洋通信中被優(yōu)先選用。星上交換作為衛(wèi)星通信的核心部分,受到國內(nèi)外學(xué)者的深度研究,星上技術(shù)結(jié)合ATM,使得衛(wèi)星ATM技術(shù)成為衛(wèi)星領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。目前許多國家就衛(wèi)星ATM已經(jīng)展開了深入研究,期望在未來有一個(gè)質(zhì)的飛躍。

1.2現(xiàn)今衛(wèi)星通信遇到的難點(diǎn)

(1)衛(wèi)星通信的成本因素。眾所周知,在長距離通信中,最需要的技術(shù)就是衛(wèi)星通信,因?yàn)樾l(wèi)星通信具有通信容量大、覆蓋地域廣、不受地理?xiàng)l件限制和通信方式機(jī)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)。但是隨著對通信資費(fèi)的調(diào)整后,長途通信費(fèi)用大幅下降,但衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器費(fèi)用卻并沒有因此而改變,因此使得衛(wèi)星通信成本還是很高。

(2)衛(wèi)星通信中寬帶IP問題。當(dāng)前,寬帶IP衛(wèi)星通信中基本上都是采用ATM傳輸技術(shù),因?yàn)锳TM的性能可以滿足歐美等地的性能指標(biāo)要求。但當(dāng)系統(tǒng)采用RS塊編碼、交織以及FEC技術(shù)時(shí),雖然提高了衛(wèi)星鏈路的傳輸質(zhì)量,卻也在無形中增加了衛(wèi)星ATM實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度,這與現(xiàn)在運(yùn)用的衛(wèi)星通信技術(shù)是不相同的。

(3)衛(wèi)星通信中數(shù)據(jù)速率問題。當(dāng)前是信息時(shí)代,需要有更加快捷的方式來及時(shí)地傳輸信息,而傳統(tǒng)的基于頻分復(fù)用和碼分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)無法滿足衛(wèi)星通信的需求,隨之出現(xiàn)了分組交換技術(shù);同時(shí),長距離的傳輸也帶來了延時(shí)問題,這就需要通過快而有效的方法來解決延時(shí)對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的影響問題。

2衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)

2.1數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得很成熟,尤其是在數(shù)據(jù)處理相關(guān)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)壓縮可以給通信帶來很大的方便,例如節(jié)約了時(shí)間、提高了頻帶利用率、節(jié)約了存儲空間等。數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)有很多,但被人們廣泛采用的標(biāo)準(zhǔn)主要是對靜止圖像壓縮編碼的ISO標(biāo)準(zhǔn)以及CCITT的H.26標(biāo)準(zhǔn)。而在衛(wèi)星通信中主要采用的是MPEG62,該項(xiàng)技術(shù)主要是面向?qū)ο蟮?,而且在多媒體同步方面發(fā)揮了很好的作用,同時(shí)它的實(shí)時(shí)交換、實(shí)施表現(xiàn)等方面也做得很完美。


2.2智能天線系統(tǒng)

降雨以及大地對電磁波的吸收從很大程度上導(dǎo)致高頻段的衛(wèi)星ATM網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生突發(fā)錯(cuò)誤,而且衛(wèi)星本身也存在各種限制和隨機(jī)錯(cuò)誤,這就需要通過智能天線的多波束來覆蓋到更廣的區(qū)域,例如,可以采用多波束快速跳變系統(tǒng);同時(shí)在低軌道系統(tǒng)中采用蜂窩式天線來實(shí)現(xiàn)跟蹤和同頻復(fù)用功能;星上和同步軌道系統(tǒng)要想構(gòu)成蜂窩式覆蓋圖就必須要采用相控陣列天線。

2.3多址接入技術(shù)

針對接入方式,ATM/TDMA多址接入方式比FDMA和CDMA更適合星上處理衛(wèi)星對多址接入的要求,因?yàn)榇朔N方式有較好的信息傳輸角度、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用靈活性好等特點(diǎn)。但是,TDMA方式對速率和發(fā)射功率要求很高,這在無形中就增加了解調(diào)器的實(shí)現(xiàn)難度,同時(shí)也增加了載波功率與噪聲功率密度的比值的要求。為了克服上述問題,該領(lǐng)域?qū)<姨岢隽艘环N新的方式,采用多頻質(zhì)的TDMA,即MF-TDMA(MultipleFrequency-TDMA)多址接入技術(shù),它是將FDMA于TDMA相結(jié)合,這樣可以降低每個(gè)TDMA鏈路的接入速率和調(diào)制解調(diào)器的工作速率,同時(shí)對上行鏈路的值C/N0(C/N0=E/N0*Rb)的要求也減弱了。

2.4衛(wèi)星激光通信技術(shù)

衛(wèi)星通信要求速率很高,這就需要采用激光進(jìn)行通信。衛(wèi)星通信采用激光可以提升衛(wèi)星的通信量和保密性,減輕了衛(wèi)星的重量和大小;在大氣層外,沒有大氣的干擾,通信更加準(zhǔn)確,同時(shí)也降低了誤碼率;運(yùn)用激光可以提升數(shù)據(jù)的傳輸速率以及系統(tǒng)的可靠性;同時(shí)衛(wèi)星通信也互不干擾,最主要的是,采用激光通信可以大幅度地降低延時(shí),使信息能夠得到及時(shí)傳輸,激光的這些優(yōu)點(diǎn)都被發(fā)揮得淋漓盡致。有專家預(yù)測,激光技術(shù)運(yùn)用到衛(wèi)星通信中將是很有前途的,對通信行業(yè)的發(fā)展起到不可替代的作用。

2.5信道糾錯(cuò)編碼技術(shù)

眾所周知,在衛(wèi)星通信中難免會產(chǎn)生錯(cuò)誤,尤其是在衛(wèi)星通信的過程中。ATM信元在面對突發(fā)錯(cuò)誤時(shí)會產(chǎn)生很大的錯(cuò)誤。在ATM信元中,位于ATM信頭的最后一個(gè)字節(jié)是信頭差錯(cuò)控制(HEC),它主要是通過檢測和糾正單比特錯(cuò)誤以及檢測是否

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責(zé)任編輯:何健

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