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西安航空学院毕业（课程）设计说明书设计题目：卫星通信技术的发展前景专业:学号：姓名：共页2013/1/9中国卫星通信现状和展望一、卫星通信基本情况1卫星通信网络的定义卫星通信网络是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，从而实现两个或多个地面站之间通信的网络。其中，地面站是指设在地球表面（包括地面、水面和大气层）的通信站，也称为地球站。通信卫星的作用相当于离地面很高的中继站。卫星通信网络分为延迟转发式通信网络和立即转发式通信网络。当卫星的运行轨道属于低轨道时，对于相对较远的地面站而言，要进行远距离实时通信，除采用延迟转发方式（利用一颗卫星）外，也可以利用多颗低轨道卫星进行转发，这种网络就是通常所说的低轨道移动卫星通信网络。分类：（1）卫星固定通信：空间段建设大发展；相应的卫星公用通信网、卫星专用通信网和卫星广播电视传输网得到较好的发展。（2）卫星移动通信：静止轨道的便携式用户终端的全球卫星移动通信系统运营良好；中低轨道的手持式用户终端的各种全球卫星移动通信系统运营不佳。（3）卫星直接广播：国外卫星声音直播系统正在进入中国市场；国内卫星电视直播系统已纳入国家重点建设项目，前期建设准备工作已开始。（4）卫星宽带通信：积极发展卫星宽带通信业务；密切跟踪新型卫星宽带通信系统动态。二、卫星固定通信情况1.空间段中国独资或中外合资经营卫星的公司有5家：中国通信广播卫星公司、亚洲通信卫星有限公司、亚太通信卫星有限公司、鑫诺卫星通信有限公司和中国东方通信卫星有限责任公司。5家公司现有9颗静止通信卫星在轨运行提供业务，这些卫星是中星－6（东三）、亚洲－1、亚洲－2、亚洲－3S、亚太－1、亚太－1A、亚太－2R、中卫－1和鑫诺－1。以上卫星共有346个转发器单元，其中C频段213个，Ku频段133个。它们共覆盖了中国本土及其周边国家以及亚、太、非等部分地区。此外还有待发射的中星－8卫星，其转发器单元C频段38个，Ku频段22个。以上卫星主要为中国国内用户服务，也为覆盖区内其它国家和地区的用户服务。为了开展国际业务需要，有关单位还租用了国外多颗通信卫星的转发器。这些卫星有国际通信卫星和泛美卫星，还有银河－3R和热鸟－3通信卫星。2.地面段（1）公用通信国内业务：主要由中国电信、联通、网通和吉通诸公司经营。其中中国电信为最早和最大经营者。中国电信公网共用中星－6和中卫－1卫星约44个C频段转发器于全国干线通信和部分省内通信，另用2个Ku频段转发器于电信试验和应急通信。现有C频段大中型地球站37个、Ku频段地球站4个和车载移动地球站30个。此外，还有分布于全国边远地区的数百个VSAT（甚小口径终端）用户站。整个通信线路已全部实现数字化，共开通约3万多条双向电路。（2）公用通信国际业务：由中国电信经营管理，现有通信地球站16个。这些地球站通过北京、上海和广州3个出口局利用太平洋和印度洋上空的国际通信卫星与国外近70个国家和地区的地球站进行通信联系，共开通约1万多条双向电路。主要业务为话路、数据、因特网接入和电视等。（3）专用通信国内业务：专用通信网是公用通信网的补充。专用通信网用户站除了某些单位早期使用较大天线口径地球站外，现都用VSAT。我国银行、证券、期货、石油、水利、电力、煤炭、气象、海关、铁路、交通、航天、民航、新闻、计委、地震局、烟草和卫生等各部门都建有专用通信网。以上各专网根据设备和用途不同可传输话音、数据和图像等单一或综合信息。现经注册的专用通信网约有120个，至2000年底，这些专用通信网中获准经营国内VSAT通信业务的单位有34家（至2001年底有41家）。这34家专用通信网主要使用亚太－1A、亚太－2R、亚洲－2、亚洲－3S、鑫诺－1和中星－6等卫星的转发器,2000年底共租用转发器带宽约490MHz。拥有用户站约24300个，其中话音小站约360个，双向数据小站约7060个，单向数据小站约16880个。（4）专用通信国际业务：为了满足一些跨国用户的通信需求，还建有VSAT国际专线业务。广州南方卫星通信公司和中国通信广播卫星公司都可为跨国用户提供国际专线业务服务，至2000年底共开通了约150条专线。2001年底中国通信广播卫星公司开通国际专线用户达48家，业务连通美国、菲律宾、印度、德国等国家以及中国的香港和台湾地区。（5）广播电视传输国内业务：主要利用亚太－1A、亚太－2R、亚洲－2、亚洲－3S、鑫诺－1卫星传送中央台、地方台的电视节目和教育台电视节目，并传送声音广播节目。此外，还辅以传送数据信息。现共传输了47套电视节目(中央台9套，地方台35套，教育台3套)，并传输中央声音广播节目32套和地方声音广播节目40多套。（6）广播电视传输国际业务：主要通过租用分布于全球的国外通信卫星泛美－2、泛美－3、泛美－4、泛美－5、银河－3R和热鸟－3向世界五大洲传送中央电视台的9套电视节目和国际广播台的32套声音广播节目。以上国内外广播电视传输业务共用了国内外11颗卫星的34个转发器。大部分电视节目传送采用了数字频带压缩技术，节省了转发器带宽，使一个转发器可同时传送多套电视节目。整个广播电视传输系统现有广播电视地球上行站31个，全国卫星接收站约有20万个。1999年底全国广播电视覆盖率已达90％以上。3.取得成绩（1）我国已经建成一个资源较丰富的空间段。它由覆盖国内外地区的多卫星和多频段组成。此空间段由我国独资或中外合资的5家经营通信卫星租赁业务的卫星公司形成。他们共拥有的转发器容量和波束覆盖区，已较好地满足了我国国内各种卫星通信用户的需求，并可为国外部分用户提供通信服务。它完全改变了80年代末、90年代初我国转发器对国内用户供不应求现象。（2）我国已经建立起一定规模的卫星公用通信网。此网由多颗卫星和各种地球站组成。它较好地起到地面通信网的补充、延伸和应急备份作用。（3）我国已经建立起各种用途和不同规模的卫星专用通信网。它作为公用通信网的补充，较好地为各种用户提供通信服务。（4）我国已经建立起较大规模的广播电视卫星传输网。它为扩大我国广播电视覆盖率作出了重要贡献。广播电视节目传输已实现了Ku频段与C频段并用、数字制与模拟制并用、卫星直播与卫星转播并用。这些成就为我国使用属广播卫星业务（BSS）的Ku频段直播卫星进一步发展卫星广播电视业务提供了条件。2卫星通信中的主要技术2.1CDMA技术CDMA(码分多址)系统通过采用话音激活技术、前向纠错（FEC）技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段，可使CDMA系统容量大幅扩大，同时，它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来，小卫星技术的发展为实现全球移动通信和卫星通信提供了条件，利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信，已在国际上逐渐形成完善的体系。CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制,减少用户对星上功率的要求从而增加系统的容量，减少多址干扰；CDMA移动卫星通信系统可利用多个卫星分集接收，大大降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。此外，由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点，决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。2.2抗干扰技术现代军事斗争中，敌我双方对卫星通信干扰与抗干扰技术对抗越来越激烈。未来战争中电磁环境将变得越来越复杂，卫星通信因其固有的特点而面临极大的威胁。由于通信卫星始终暴露在太空中，且信道是开放的，易于受对方攻击。因此，军事卫星通信中干扰和抗干扰是斗争双方关注的焦点，研究在复杂电磁环境下卫星通信抗干扰技术体制已成为提高军事通信装备生存能力、确保军事指挥顺畅的关键。卫星通信抗干扰主要通过传输链路抗干扰、软硬件设备抗干扰以及建立综合智能抗干扰体系等措施实现。传输链路抗干扰主要有DS/FH混合扩频、自适应选频、自适应频域滤波、猝发通信、时域适应干扰消除、基于多用户检测的抗干扰、跳时(TH)、自适应信号功率管理、自适应调零天线、多波束天线、星上SmartAGC、分集抗干扰、变换域干扰消除、纠错编码和交织编码抗干扰技术等。软硬件设备抗干扰主要有光电隔离、硬件滤波、屏蔽、数字滤波、指令冗余、程序运行监视等技术。建立综合智能抗干扰体系可以通过建立软件化抗干扰硬件平台、建立智能化抗干扰软件应用系统，如：智能抗干扰系统、网络监测控制系统、专家策略支持系统等措施实现。特别值得一提的一种抗干扰、抗搜索、抗截获的技术是跳频通信技术，它是在现代信息对抗日益激烈的形势下迅速发展起来的。各国军方对这一先进技术的发展和应用十分重视，不断加强对跳频抗干扰通信的研究和推广应用。目前，跳频技术装备正朝着宽频带、高速率、数字化、低功耗的方向快速发展，其信息战潜力巨大。2.3基于MPLS的移动卫星通信网络体系构架MPLS（多协议标签交换）技术由于可将IP路由的控制和第二层交换无缝地集成起来，具有IP的许多优点(如扩展性、兼容性好)，又可很好地支持QoS和流量工程，是目前最有前途的网络通信技术之一。近年来，在地面固定网MPLS技术逐渐成熟后，该技术已向光通信、无线通信和卫星通信等领域扩展。现有的宽带卫星系统设计主要采用卫星ATM技术，研究表明该技术可给不同的业务提供很好的QoS保证，并可利用面向连接的虚通路设计以及流量分类等方法为网络提供有效的流量工程设计。卫星MPLS体系结构分为用户层、接入层、核心层三部分，其中，用户层包括卫星手持移动终端(直接接入移动卫星网)、小型专用局域网用户(通过小型地面移动终端接入卫星网)、其他网络用户(通过地面网关站接入卫星网络)等。接入层由标签边缘交换路由器(LER)组成，完成卫星MPLS网同其他网络以及卫星手持移动终端的连接，其主要功能包括实现对业务的分类、建立FEC和标签之间的绑定、约束LSP的计算、分发标签、剥去标签以及用户QoS接纳管理和相应的接入流量工程控制等。核心层由标签交换路由器(LSR)组成，完成信息按MPLS标签进行交换转发，其上主要运行MPLS控制协议和第三层路由协议，并负责与其他标签交换路由器交换路由信息来建立路由表、分发标签绑定信息、建立和维护标签转发表等工作。4.问题和建议（1）我国国产卫星和国产地球站与国外同类产品相比，存在性能差、占有率低等差距。现有空间段商用通信卫星除中星－6为国产卫星外，其余皆为外购卫星。现用地球站除部分天线和某些设备为国内产品外，其余皆为外购产品。因此，自主研制卫星和地球站，尽快提高技术水平和竞争能力，逐步增加国产设备比例，以适应市场需要，这是我们一项重大的战略任务，也是我们长远的奋斗目标。中星－6卫星发射成功后，我国除继续研制和发展东三卫星平台（即中星－6卫星平台）外，并正在研制工作能力更大的东四卫星平台，以满足各种卫星需要。此大平台由国家投资建设，这是一项重大决策。（2）我国国内5家卫星公司力量较分散，形不成规模优势。随着我国加入WTO，电信业进一步开放后，将受到国内地面通信企业和国外卫星通信企业的双重竞争压力。为了迎接此挑战，5家公司之间进行一定方式的合作很重要。2000年，国务院决定将其中两家公司和其它有关公司组建成中国卫星通信集团公司，这是改变分散、加强联合的一项重大决策。2001年12月，此集团公司已挂牌成立。（3）我国国内VSAT专网存在网数多，站数少，资源浪费大，经济效益差的不足。我国大部分行业和不少大型企事业等单位建有VSAT专网，但其中大多数专网用户站数量较少，形不成规模优势，从而产生不了良好的经济效益，并易造成卫星资源浪费。VSAT通信是一种组网灵活、配置方便并适合规模经营的通信系统，从技术上完全可以把大量分散的专网通过整合相对集中形成数个大型专网为各行业和各企事业单位服务。三、卫星通信向卫星移动通信方向演进卫星移动通信是指利用卫星实现移动用户间或移动用户与固定用户间的相互通信。随着技术的发展，卫星的功能逐渐增强，许多原来由地球站执行的功能被转移到卫星上去完成，从而使地面设备变得越来越简单，天线尺寸也随之大幅度