分類：通信網(wǎng)絡(luò)論文   更新：2015/11/25   來源：本站原創(chuàng)

    在通信進(jìn)入了高速傳播、大容量寬帶和多媒體個性化的移動時代,衛(wèi)星通信成為了無線通信中最特殊的通信方式之一。但是建立在無線電微波通信系統(tǒng)基礎(chǔ)上的衛(wèi)星通信系統(tǒng)依然存在著一些技術(shù)上的開發(fā)問題和應(yīng)用難點,需要在通信技術(shù)上找到關(guān)鍵的突破點。

    1衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本概念

    衛(wèi)星通信系統(tǒng)是一種把衛(wèi)星作為信號中繼站來接受和轉(zhuǎn)發(fā)多個地面站之間微波信號的通信系統(tǒng)。一個完整的衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由衛(wèi)星端、地面端和用戶端這三個部分組成的。在地球上空作業(yè)的衛(wèi)星端在微波通信的傳遞過程中起的是中轉(zhuǎn)站的作用。包含了星載設(shè)備和衛(wèi)星母體的衛(wèi)星星體在空中接收地面站的電磁波,放大之后再發(fā)送到另一個地面站。設(shè)立在地表之上的多個地面站是連接衛(wèi)星系統(tǒng)和地面公眾網(wǎng)的固定接口和傳送點,由地面衛(wèi)星控制中心、跟蹤站、遙測站和指令站等部門構(gòu)成。人們連接網(wǎng)絡(luò)的用戶端通過地面站傳送出入衛(wèi)星系統(tǒng)的微波信號,形成龐雜而寬泛的通信鏈接。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的覆蓋范圍很廣,在衛(wèi)星信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的任意地點都能夠順利進(jìn)行通信,不會因為距離的變化而影響通訊信號的好壞。衛(wèi)星通信的電磁波主要在大氣層以外的區(qū)域傳播,微波傳遞的性質(zhì)較為穩(wěn)定。所以衛(wèi)星通信的工作頻帶寬,通信質(zhì)量好。即使部分在大氣層內(nèi)部傳播的電波會受到天氣的影響,也仍然是一種信號穩(wěn)定性和通訊可靠性很高的通信系統(tǒng)。但是,運行在高空軌道上的衛(wèi)星在同時進(jìn)行雙向傳輸時,傳遞速率會延遲到秒級,電磁波的精確度也會有所下降,用于語音通話時會出現(xiàn)明顯的中斷現(xiàn)象。衛(wèi)星在高空上的位置是按照預(yù)定軌跡運行的,因此,衛(wèi)星始終處于一種運動狀態(tài),然而衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的線路連接都是無線鏈路,管理微波接收和微波傳遞的控制系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,不易操縱和操作。

    2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

    2.1成本和需求之間的矛盾

    現(xiàn)代的大眾通信集中體現(xiàn)為寬帶互聯(lián)網(wǎng)和移動通信。衛(wèi)星通信在寬帶領(lǐng)域中不及光纖寬帶便利迅捷,在移動領(lǐng)域中也沒有地面蜂窩移動系統(tǒng)的性價比優(yōu)勢。在移動的長途通信費大幅下降的情況下,衛(wèi)星長途通信的轉(zhuǎn)發(fā)器費用卻沒有任何變化,大大提高了衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運行成本。這種成本高需求低的矛盾是衛(wèi)星通信系統(tǒng)面臨的最大尷尬。

    2.2寬帶IP的傳輸和實現(xiàn)問題

    中國當(dāng)前的寬帶IP衛(wèi)星系統(tǒng)基本上都采用的是ATM的傳輸技術(shù)。這種技術(shù)的性能支持衛(wèi)星通信系統(tǒng)相關(guān)的指標(biāo)要求,實現(xiàn)起來卻很困難。在衛(wèi)星ATM需要分層實現(xiàn)的說法上有兩種不同的觀點就是否改變現(xiàn)有衛(wèi)星協(xié)議結(jié)構(gòu)的問題展開著激烈的爭論。含有ATM交換機(jī)的子網(wǎng)移動性管理因為過于復(fù)雜,至今也還沒有找到解決的方案。

    2.3數(shù)據(jù)傳遞的速度和效率問題

    信息時代最需要的就是傳遞信息的快捷方式。建立在頻分復(fù)用和碼分復(fù)用技術(shù)基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)傳遞方式已經(jīng)滿足不了衛(wèi)星通信日益增長的用戶需求。雖然隨后又研發(fā)出了分組交換技術(shù),但長距離傳輸延時的問題還需要更加有效的技術(shù)和措施來降低傳輸延時對實時數(shù)據(jù)的影響。

    3衛(wèi)星通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

    3.1數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

    數(shù)據(jù)壓縮不僅可以節(jié)約傳輸時間和存儲空間,還能提高通信的便捷性和頻帶的利用率。數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)在處理數(shù)據(jù)的專業(yè)領(lǐng)域里已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)成熟了。不管是靜態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮還是動態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都可以為衛(wèi)星通信系統(tǒng)在時間、頻帶和能量上帶來相對較高的傳輸效率。例如ISO對靜態(tài)圖像壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn)和CCOTT的H.26標(biāo)準(zhǔn),以及MPEG62設(shè)計中的同步交互性和多媒體等技術(shù)都成為廣泛應(yīng)用于多媒體壓縮的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

    3.2多媒體準(zhǔn)信息同步技術(shù)

    衛(wèi)星通信系統(tǒng)傳輸中所使用的多媒體準(zhǔn)信息同步技術(shù)大致可以分為連續(xù)同步和時間驅(qū)

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