寬頻衛(wèi)星通信
日期：2016-06-20 / 人氣： / 來源：未知
衛(wèi)星通信的可用頻譜資源很有限，建設(shè)寬帶網(wǎng)必然要采用更高頻率。
寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)基本是使用Ku頻段和C頻段，但Ku頻段的應(yīng)用已經(jīng)非常擁擠，故計(jì)劃中的寬帶衛(wèi)星通信網(wǎng)基本是采用Ka頻段，通過同步軌道衛(wèi)星、非靜止軌道衛(wèi)星或兩者的混合衛(wèi)星群系統(tǒng)提供多媒體交互式業(yè)務(wù)和廣播業(yè)務(wù)。基于此，越來越多的國(guó)家把注意力和研究重心放在了Ka頻段寬帶衛(wèi)星通信的開發(fā)運(yùn)用上。統(tǒng)計(jì)資料顯示，目前全球在軌的全Ka頻段寬帶通信衛(wèi)星有20余顆，2016年全球Ka頻段商用通信衛(wèi)星將達(dá)50顆左右。就我國(guó)而言，加緊Ka頻段衛(wèi)星研制及相關(guān)應(yīng)用研究，對(duì)于跟蹤國(guó)際先進(jìn)衛(wèi)星通信技術(shù)、更好地利用航天技術(shù)服務(wù)民眾生活，其意義十分重大。
Ka 頻段衛(wèi)星通信技術(shù)己有基礎(chǔ)，衛(wèi)星通信要利用Ka頻段必須解決下列關(guān)鍵技術(shù)問題：
*克服信號(hào)雨衰;
*研制復(fù)雜的Ka頻段星上處理器;
*保證高速傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒有明顯的時(shí)延;
*保持星座中有關(guān)衛(wèi)星之間的有效通信;
*通過星上交換進(jìn)行數(shù)據(jù)包的路由選擇。
國(guó)際上特別是歐洲、美國(guó)，有關(guān)Ka頻段衛(wèi)星通信概念和關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)工作已做了不少，可以說，現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展已為解決后四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)打下了基礎(chǔ)，而降雨對(duì)信號(hào)的衰減是波長(zhǎng)在1～1.5cm之間的Ka頻段的特殊問題。由于使用的波長(zhǎng)和雨滴的大小相仿，雨滴將使信號(hào)發(fā)生畸變。目前正在設(shè)計(jì)的Ka頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，因降雨衰減而引起的通信中斷平均每月要超過3小時(shí)。這就難于滿足一般電信用戶通信可利用率達(dá)到99.9%的要求。
為了克服雨衰問題已提出的解決方法：
(1) 加大天線尺寸和信號(hào)功率，但這會(huì)增加衛(wèi)星的成本；
(2) 設(shè)立更多的地面終端站，從而使信號(hào)能沿多條路徑傳送，但這會(huì)增加地面系統(tǒng)的成本；
(3) 通過控制功率分配，增大對(duì)降雨地區(qū)的傳輸功率。采用這個(gè)措施會(huì)增加衛(wèi)星的復(fù)雜性，特別是提高了對(duì)控制軟件的要求；
(4) 發(fā)展對(duì)信號(hào)畸變的校正技術(shù)；
(5) 采用地面光纖于衛(wèi)星通信相結(jié)合的方式。
Ka頻段的衛(wèi)星通信系統(tǒng)雨衰問題的解決，在一定程度上是服務(wù)質(zhì)量和費(fèi)用的折衷。若要保證Ka頻段衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的高可靠性和高利用率，就必須在鏈路設(shè)計(jì)中留有一定余量來避免因暴雨造成通信中斷。但這種余量在正常的天氣情況下卻是一種浪費(fèi)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的成本增加和終端的價(jià)格上升。低軌道衛(wèi)星星座組網(wǎng)技術(shù)積累了經(jīng)驗(yàn) 以銥星、全球星和ICO為代表的非靜止軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)取得了很大進(jìn)展，銥星系統(tǒng)已投入了運(yùn)行。這些系統(tǒng)的建造促進(jìn)了星座組網(wǎng)、星上處理和星間通信等技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)過程中積累的衛(wèi)星設(shè)計(jì)能力、衛(wèi)星制造技術(shù)、大衛(wèi)星系統(tǒng)集成和超大系統(tǒng)管理經(jīng)驗(yàn)都將直接應(yīng)用到全球?qū)拵Ф嗝襟w通信系統(tǒng)。可以說是全球個(gè)人移動(dòng)電話系統(tǒng)奠定了發(fā)展全球?qū)拵Ф嗝襟w衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。
Ka波段大致上的頻率范圍是30／20GHz。Ka頻段具有可用帶寬寬，干擾少(干擾不一定少)，設(shè)備體積小的特點(diǎn)。因此，Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)可為高速衛(wèi)星通信、千兆比特級(jí)寬帶數(shù)字傳輸、高清晰度電視(HDTV)、衛(wèi)星新聞采集(SNG)、VSAT業(yè)務(wù)、直接到戶(DTH)業(yè)務(wù)及個(gè)人衛(wèi)星通信等新業(yè)務(wù)提供一種嶄新的手段。Ka頻段的缺點(diǎn)是雨衰較大，對(duì)器件和工藝的要求較高。在Ka頻段頻音下，Ka用戶終端的天線尺寸主要不是受制于天線增益，而是受制于抑制來自其它系統(tǒng)干擾的能力。
KU波段是直播衛(wèi)星頻段，它有很多優(yōu)點(diǎn)：1、KU波段的頻率受國(guó)際有關(guān)法律保護(hù)，并采用多饋源成型波束技術(shù)對(duì)本國(guó)進(jìn)行有效覆蓋 ；2、KU波段頻率高，一般在11.7-12.2GHz之間，不易受微波輻射干擾；3、接收KU波段的天線口徑尺寸小，便于安裝也不易被發(fā)現(xiàn)；4、KU頻段寬，能傳送多種業(yè)務(wù)與信息；5、KU波段下行轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射功率大（大約在100W以上），能量集中，方便接收。其缺點(diǎn)如下：1、KU波速窄，方向性強(qiáng)，因此安裝調(diào)試過程要認(rèn)真細(xì)致，對(duì)噪點(diǎn)明暗和拉橫條現(xiàn)象要特別注意，接收信息往往就在它們的附近（或正下或左右）。2、KU波段的雨衰耗較大，如果安裝調(diào)試時(shí)沒有考慮雨衰現(xiàn)象，會(huì)使接收機(jī)輸入達(dá)不到或超過門限點(diǎn)時(shí)，接收機(jī)會(huì)出現(xiàn)噪波輸出（模擬信號(hào)）或中斷輸出（數(shù)字信號(hào)）。
對(duì)我國(guó)來說，使用國(guó)產(chǎn)Ka頻段寬帶衛(wèi)星進(jìn)行多媒體通信的嶄新時(shí)代并不遙遠(yuǎn)，呼之欲來，但通信衛(wèi)星的技術(shù)革新永遠(yuǎn)不會(huì)就此停步。當(dāng)今社會(huì)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、多源信息融合、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、多星組網(wǎng)、陸海空天信息網(wǎng)和信息安全保障等技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)通信技術(shù)提出了更多更新更高的要求，除了要發(fā)展Ka頻段通信技術(shù)以外，也要大力發(fā)展光通信、太赫茲和量子通信等技術(shù)。
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