卫星通信的主要缺点精选(九篇)

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第1篇：卫星通信的主要缺点范文

[关键词]宽带；移动卫星；通信信道

中图分类号：TN927.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0382-01

卫星移动通信信道的传输特性的研究是通信系统的研究、开发等过程中最为重要的一个方面。为了向用户提供优质的、可靠的移动通信服务，必须要充分考虑通信信道的传播特性，进行合理的链路预算、选择有效的调制方式和信道编码方式。因为移动卫星信道本身具有无线通信信道所固有的复杂性，其次是多径衰落效应和阴影效应，所以应用中还需要一些功率放大器，对传输的信号进行放大和转发，提高通信的可靠性。

1 移动卫星通信概念

为转发无线电的信号从而实现在两个或者多个地球站间进行通信，需要利用人造地球卫星作为空间中继站，这种宇宙通信形式就叫做卫星通信。这种卫星移动通信系统不受地理条件的限制、不受距离的限制，能够传输很远的距离、覆盖较大的面积，且其自身具有宽通信频带、大传输容量的特征，适用于多种业务间的传输。它已经不仅仅是为固定通信终端服务了，还运用到车载、船载、个人移动通信终端等方面。目前移动卫星通信已经成为通信领域中发展最迅速的方式，也成为了现代通信系统中强有力的手段。

2 移动卫星通信的关键技术

2.1 系统技术

通信体制、系统的体系结构、移动载体的管理等都是系统技术的重要组成部分。对于通信体制的设计，需要考虑的是选用传统的TDMA方式和现常用的CDMA方式，综合两者的优缺点，也可以进行技术整合，即采用两者混合体制的方式，更好的发挥各自的长处。

对于体系结构的设计，需要考虑的问题是地球外传输数据在地面的实现以及管理的相关问题，还会涉及到满足用户对于系统所提出的需求问题。整体系统的设计，采用分布式的管理还是集中式的管理，是在确定了空间卫星问题之后需要考虑的。同时还需要根据用户的要求，考虑使用多少种终端类型，系统的模型是采用单模还是多模，以及卫星网络和地面网络的兼容性和成本问题。

对于移动载体的管理，移动载体的动态特性、终端设备的环境适应性都是考虑的重点。而且因为在长期的发展趋势中，波束宽度呈现出越来越窄的态势，导致移动载体的管理和设计也需要加强严格性和有效性。

2.2 卫星技术

卫星载荷技术与卫星与地面移动通信系统的融合设计，是移动通信卫星技术的关键。因为通信需要实现的需求是波束多点覆盖、用户间的多网通信，所以需要设备可以展开天线，进行星上处理和交换以及处理星间链路等。

全透明转发、全处理和透明处理转发的模式是星上处理和交换技术的组成元素。全透明转发技术的风险较小，适应性也很强，但通信服务的实时性较差。而全处理则一般是通过数字方式实现，达到强抗干扰性、良好的服务实施性等优点。但实际运用中，全处理技术的适应性较弱，极易受到空间辐射的影响。结合二者的优缺点，开发了透明处理转发技术，是目前较为常用的一种卫星技术。

微波和激光两种方式是星间链路的实现方式。微波通信技术容易受到频带宽度、功耗、体积等方面的限制，不能够无限制的提高传输速率和容量。而激光通信在传输数据的实现方面的优势很明显，但实施这种通信的技术难度较大。

2.3 终端技术

移动卫星通信终端设备的小型化是通信技术发展的必然趋势。而且终端的运用正向多媒体、宽带化、嵌入式的方向发展。目前，VSAT系统因为其可靠性高、灵活性强等优势得到了广泛运用，它的功能实现主要是因为采用了极小口径的卫星终端站。使用VSAT系统，数据终端可以直接与计算机联网，从而实现图像的传输、数据的传输和文件交换等。正在研发的新技术还涉及到天线、射频模块小型化等技术的创新。

3 移动卫星通信信道

由于卫星和通信终端之间的相对运动，通信信道为时变信道。本文主要通过模型的建立对移动卫星通信信道的传播过程进行理解，简化分析过程，明确物理意义，实现简单仿真。

3.1 主要信道概率模型

主要采用的概率分布模型有：Rcian分布函数，Rayleigh分布函数和Lognormal分布函数。

3.1.1 Rcian分布

服从Rcian分布的主要是因为建筑物、树木以及其他反射物造成的反射波形成的多径信号分量以及直射波信号分量所合成的接受信号包络。概率函数为：

其中：r是接收信号的包络；z是直射波信号的幅度；σ2是平均多径功率；I是第一类零阶修正贝塞尔函数。

接受信号包络r的n阶原点矩是：

其中：k=是Rician因子；Γ（）是Gamma函数；F（）是合流超几何函数。Rce因子K为LOS功率和平均多径功率的比值，K值越大，多径功率相对于LOS功率较低。

3.1.2 Rayleigh分布

Rayleigh分布是Rcian分布的特殊情况，即当没有直射分量时，接受信号全部是多径信号。

3.1.3 Lognormal分布

直射分量的信号强度服从Lognormal分布时，说明卫星和地面站之间的直射信号全部被树木、电线杆等障碍物吸收或者屏蔽。概率密度函数为：

其中，μ和d0分别是lnZ的均值和方差。

3.1.4仿真实现

实现对实际卫星信道的仿真，需要在建模过程中，采用服从不同概率分布的各种分量组合。实现移动卫星通信信道建模的基础便是对色高斯过程的仿真实现。色高斯过程通常可以实现常用概率密度函数，比如说直射分量服从对数正态分布的移动卫星通信信道是由三个色高斯随机过程实现的。

利用低通滤波器对白高斯噪声进行滤波和以莱斯正弦和为基础用有限个正弦函数加权和来实现高斯过程。

3.2UHF频段移动卫星通信信道建模

Cloo模型、Corazza模型、Lutz模型，是常用的信道传播特性的概率分布模型。这几种模型都是对L波段的卫星移动通信信道的特性建模的，主要是根据信号在传播路径上受到的遮蔽情况为基础的。Cloo模型的假设是接收到的信号是由受到阴影作用的直射信号分量和不受阴影作用的纯多径信号分量组成。

3.3行波管非线性模型

当行波管TWT工作在饱和点附近时，将会有幅值转换和幅值-相位转换效应。在卫星通信的仿真中，常用的TWT非线性模型是Saleh提出的二参数模型（如图1）：

图1 非线性的正交模型

4 结语

本文对移动卫星通信进行了详细的介绍，对通信信道的建模也进行了一定的仿真实现探究。未来，随着卫星通信技术的快速发展、业务领域的不断拓展和对其需求的不断增长，移动卫星通信技术将会在各个领域得到更为广泛的应用。

参考文献

[1]吕芝辉.宽带卫星通信数字信道化技术研究[J].网络安全技术与应用，2013，（7）：82-83.

第2篇：卫星通信的主要缺点范文

关键词：海洋石油；海陆；通信

中图分类号：TN91　文献标识码：A　文章编号：1674－6708(2010)29－0233－02

随着现代社会的发展，人类对能源的依赖日趋加强。能源公司在开采陆地油气的同时，也将钻采设备开到了海上。海上油气的钻探、生产和运输的过程中，与陆地的通信是必然的。海陆通信链路为信息的有效传递提供了保证。下面针对海洋石油常用的几种通信方式，分析一下各种通信方式的适用环境及优缺点。

1、光纤通信

目前，海底光缆在海洋石油平台已经得到广泛应用，用于传输海陆及各海上平台之间的生产及办公数据。海洋石油行业海底光缆大多数应用模式是复合海底动地电缆内部这样既可以依托海底动地电缆增加光缆强度，同时也可以节省单独铺设海底光缆的高昂费用。光缆的成本很低，对海底动地电缆的成本影响微乎其微。但光纤通信的优势很大。

1)通信容量大、传输距离远。目前海洋石油所用光纤基本为百兆光纤，这样的传输速率对于海洋石油的数据传输已经绰绰有余了。一根光纤的潜在带宽可达20THz。光纤的损耗极低，光纤比目前任何传输媒质的损耗都低。在无中继传输的情况下传输距离可达几十、甚至上百公里；

2)信号串扰小、保密性能；

3)抗电磁干扰、传输质量佳，电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰；

4)光纤尺寸小、重量轻、适应性强、寿命长；

5)成本低，光缆的成本相比电缆要低很多。

光纤虽有上述诸多优点，但在海洋石油这种特殊环境下，各种外界因索对于光纤通信的影响也不容忽视，这些因素严重影响了光纤通信的海洋石油行业的普及程度。

1)单独敷设光缆成本较高。目前海洋石油的海底光缆多与动力电缆复合，单独敷设海底光缆的案例很少，因为单独敷设光缆不但要考虑光缆的防腐保护、配重(防止密度低出现漂浮)等问题，而且考虑海底地貌，海底挖、填缆沟及光缆敷设的船舶及机具费用是相当昂贵的。

2)易受外力破坏。除了潮汐因素对光缆的冲击影响外，近几年特别是在渤海等水深较浅的海域和近海海域，过往船舶抛锚及船体挂断海底光缆的情况时有发生。这种情况在水深较深的南海深海基本不会发生。

3)维修困难。海底光缆一旦被挂断，破损地点的诊断比较困难，且海底光缆的修复要借助船舶及潜水员将光缆从海底捞起，进行修复，在进行保护、配重等，重新沉人海底。

光纤通信以其优点受到海洋石油行业的欢迎，人们也在研究各项措施，减少外界因素对光纤通信的影响。

2、卫星通信

卫星通信以其传输距离远、覆盖面广、不受地理条件限制、稳定性好、通信频带宽和业务丰富等优势，在海洋石油通信中得到广泛应用。目前海洋石油每个油田群基本都配备一个或几个与陆地通信的地面卫星站，好多海洋石油的移动船舶上除了配备海事卫星外也配备了Ku波段的自动跟踪卫星系统。卫星通信在当今海洋石油行业已经成为主要的海陆通信手段，平台及船舶上的话音、数据信息通过卫星信道实现与陆地的互通。卫星通信的在海洋石油行业的优点有以下几方面：

1)传输距离远，基本可实现全球覆盖。适合海洋石油深海作业及移动船舶作业的特点。

2)不受地域限制，建站即可进行通信。海洋石油行业由于工作地点处在海上。使用无线通信比有线通信更具灵活性，可根据需要建立、拆除链路，其建设难度相比敷设海底电缆要小很多。

3)稳定性好，带宽高，业务丰富。由于使用高频传输，人为干扰相对较少，且可以根据需要调整带宽，目前海油平台的语音、邮件、互联网均可通过卫星传输。

卫星通信目前已是海陆通信的最主要链路，但卫星通信也有他的劣势：

1)链路租金较高。使用卫星链路要向卫星公司缴纳使用租金，相对电缆传输的一次建设终身免费的情况，卫星链路的租金是一笔不小的支出，系统的运营成本是使用即发生的。目前每个海洋石油平台鉴于费用原因向卫星公司租用的带宽基本是512k－2M不等。

2)干扰相对较多。卫星属无线传输，存在来自各方面的干扰，有地球站设备的杂波干扰、电磁干扰、互调干扰、交叉极化干扰等

3)受自然因素影响。除了来自各方面的干扰外，当雨雪天气还会出现雨衰，影响系统工作。每年春分和秋分前后，卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳，太阳产生的强大的电磁波干扰系统工作，即日凌。

3微波通信

点对点的微波通信从九十开始在海洋石油行业已经得到广泛应用。微波通信目前在海上已经形成了微波网，用于填补海洋石油平台卫星带宽较窄的现状。微波通信有优势也有缺点，但优势大约缺点，因此得到了海洋石油行业的认可，首先说一下微波通信的优势：

1)具有卫星通信建设、拆除链路灵活的特点。微波建站非常灵活且建站成本很低，即使在陆地建立微波链路有时比建立光纤链路的成本都要低，加上海上没有任何高大建筑遮挡，更为微波应用提供了良好的条件。

2)具备光纤通信的大带宽及一次建设终身免费的特点。微波通信一般使用4MH200－900MHz或5.8GI-Iz的免费频段，即使申请频率也只需要很少的费用即可，链路建成后即可免费使用，不会有任何租金等费用发生。

微波通信由于点对点的无线通信原理限制也有一定的局限性，如下：

1)传输距离较短。由于是点对点通信微波通信的传输距离基本为视距，因此决定了其传输距离有一定局限，海上点对点距离的传输极限基本为20km，而海陆微波如将陆地一端天线挂高升高

(架设于高山或高塔上)可以达到40km。但微波联网可解决距离局限。

2)干扰严重。由于是免费频段，使用者较多，因此互相干扰现象频繁发生，但微波可以调整参数，避开干扰。

3)受自然因素影响较大。除了受天气影响外，平静海洋的镜面反射也会对微波产生影响。

第3篇：卫星通信的主要缺点范文

[关键词]雨衰；Ku波段；功率控制；通信质量：空间分集

中图分类号：V443.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0362-01

使用Ku频段进行卫星通信可以在发挥卫星通信覆盖区域广，机动性强等优势的基础上增强通信信号的功率，降低地面微波对通信信号的影响。但是Ku频段无线通信的一个重要缺点是该频段信号在穿越密集雨区时会受到严重的干扰，即会出现雨衰现象，使得通信可靠性与有效性大大降低。为增强Ku波段的卫星通信质量就必须对雨衰问题进行研究，并根据雨衰的成因和特点制定适当的抗雨衰措施，降低雨衰对通信信号的影响。

1 雨衰的形成机理及对Ku频段卫星通信的影响

1.1 雨衰的形成机理

当电波穿过降雨的区域时，雨不仅吸收电波能量，而且对电波产生散射。这种吸收和散射共同形成电波衰减，散射还能导致大范围无线电干扰，并对电波存在去极化效应，我们称这些衰减和干扰为雨衰。这种衰减呈现非选择性能和缓慢的时变特性，是导致信号劣化，影响系统可用性的主要因素，因此雨衰问题也就成为系统设计过程中必须考虑的重要问题。雨衰的大小与雨滴直径与波长的比值有着密切的关系，当信号的波长比雨滴大时，散射衰减起决定作用，当电磁波的波长比雨滴小时，吸收损耗起决定作用，无论是吸收或散射作用，其效果都使电波在传播方向遭受衰减；当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大，一般情况下（比如中短波）电磁波的波长远大于雨滴直径，故衰减很小，C波段信号受雨衰的影响也可以忽略。对于10GHz以上的电磁波，雨衰的影响就非常明显了，在链路计算中必须考虑雨衰的影响。频率越高雨衰的影响越大，大雨和暴雨的对电磁波的衰减要比小雨大得多。

理论分析和实践研究表明，在Ku波段的无线信号穿越中雨以上的降雨区域所出现的衰耗会非常明显，当穿越度为10Km时，衰耗可达2 dB。当降雨区域为暴雨时，Ku波段无线信号的雨衰可达10 dB，降雨强度与雨衰幅度成正比关系。

1.2 去极化现象

降雨不仅会使电波衰减，还会产生去极化作用，所以降雨对电波的吸收和散射特性也与人射波的极化波面有关。由于空气阻力使雨滴变成略微扁平的形状，在雨滴的两个轴向引起的衰减称为微分衰减，相位移称为微分相移。这种现象对单极化传输系统影响并不大，但对于正交极化复用的双极化传输系统，会造成极化隔离度降低，导致正交极化的信号互相干扰加大。这种降雨引起的去极化现象，对线极化和圆极化都有影响。我们常使用交叉极化鉴别度来表示极化纯度，一般情况下，当天线仰角大于15度时，交叉极化鉴别度在超过年平均时间的0.1%时可望达到27dB，0.01%时为20dB，0.001%时为15dB。暴雨区Ku波段的微分衰减可达2dB左右（雨区高度按2km计算）。对于正交极化复用的卫星系统，降雨引起的去极化作用会使极化隔离度降低，产生极化误差，导致干扰增加。

2 抗雨衰相关措施分析

2.1 增大链路备余量

预留一定的备余量是无线通信系统链路设计中的一种常见方法，Ku频段的卫星通信链路中的预留备余量通常为6dB左右。对于降雨较少区域，该余量完全能够满足抗雨衰要求，但是在某些降雨较多区域，则无法完全依靠该方法实现卫星通信的抗雨衰。增大余量的最大不足之处在于会占用过多的卫星通信资源，且在无降雨时会出现资源的浪费。

2.2 功率控制

依照通信系统特性为Ku频段卫星通信系统配置上行链路自适应功率控制或自动功率控制等功能可以有效降低雨衰对卫星通信系统带的影响。

自适应的上行链路功率控制实现原理为：地球站对卫星信号强度进行监测，并根据监测结果计算出通信链路中的降雨损耗，依照该计算结果对地球站的发射功率进行动态调整，从而达到雨衰补偿的目的。该方法不仅能够提升系统的通信容量，还能够有效提升卫星通信信号的可靠性。具体的，上行功率控制又可以分为开环和闭环两种。开环功率控制是利用地面站所接收到的Ku频段无线信号的电平变化量来对下行链路的雨衰值进行测量，进而控制上行发送信号的衰减值，实现上行功率控制。该功率控制方法实现简单，但是控制精度有限。闭环功率控制是地面站接收到Ku频段无线信号后将该信号与参考信道信号的S/N的值进行比较，然后实现上行发送信号的功率控制。该功率控制方法控制精度较高，但是实现成本也比较高。

自动功率控制的实现原理为：以卫星通信的网管系统为参考基准，对地球站的接收电平值进行实测量，并将测量值与参考点评进行比较，然后将比较结果返回给地球站，控制地球站更改发送信号的输出功率。这种方法不仅能够有效提升卫星通信系统的稳定性和可靠性，还能够在一定程度上节约无线资源，是一种高效的抗雨衰方式。

2.3 采用编码及降速率技术

在雨衰较大时，可以采用前向纠错编码技术（FEC）来减小传输的误码率。通过减小编码率来获得编码增益的提高，如编码率为1/ 2的卷积码，当采用维特比译码时其编码增益可达5dB。当然减小编码率也必须有个限度，一方而当编码率减小到一定程度时，若再进一步减小编码率，多获得的编码增益将改善很小；另一方面减小编码率会导致系统容量的减小。此外，还可以通过自适应速率降低技术（ ARP）来克服雨衰的影响，通过减少衰减信道的数据速率来增加信道容量，降低速率所带来的增益与速率减少成正比，例如速率减少4倍时增益为5dB。使用纠错编码和降速率技术，可以补偿不同程度的雨衰，但随着深度的增加，有效可用容量减少。

2.4 空间分集技术

空间分集技术是近几十年来所提出的一类重点技术，该技术的实现原理为相隔一定距离部署多个地球站，这些地球站既可以对信号进行单链路接收也可以进行分集接收，在雨衰较为严重时采用分集接收可有效提升卫星通信系统的抗雨衰效果。需要说明的是，该技术的实现成本较高，需要较为复杂的网络控制技术。

2.5 极化方式与天线选择

由于Ku波段信号穿越雨区时会出现去极化现象，故为提升卫星通信系统的抗雨衰性能，还可以从信号极化方式和接收天线选择方向进行考虑。理论分析可知，随着雨滴体积的增大，雨滴对水平极化波的衰减更大，故对于通信频段高于10GHz的无线信号而言，可以通过垂直极化的方式获得更好的抗雨衰性能。同时，接收天线的增益与其口径大小之间也存在着一定的联系，即大口径的接收天线可以茯得更高的接收增益，在雨衰较为严重的地区可以通过适当增大接收天线口径的方式提升Ku波段通信链路的抗雨衰性能。

3 总结

Ku波段为我国卫星通信所采用的主要频段之一，但是该频段通信信号易受到降雨的影响出现衰减，甚至会造成通信中断。本文上行站、信道传输以及下行站等三个方面对Ku波段卫星通信的抗雨衰补偿措施进行了分析，综合应用上述措施可以有效提升卫星通信的通信质量和传输可靠性。

参考文献

[1] 杨运年.降雨对Ku波段卫星通信系统的影响及其对抗措施. 通讯世界.

[2] 杨书奎，仇爱军，汤军. Ku波段卫星移动通信的关键技术分析[J].通信与广播电视，2007（9）.

第4篇：卫星通信的主要缺点范文

关键词：机载卫星通信系统；海事卫星系统；铱星系统；海事系统；甚高频；点波束；Inmarsat；ACARS

中图分类号：TN927

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）23-0014-02

1　概述

目前的航空通信系统主要依赖高频与甚高频，其通信手段存在以下主要问题：

（1）甚高频通信主要是视距传播，通信范围只限于视距范围之内，通信距离受到很大限制，远远不能满足大型客机远程信息传输的需要。

（2）高频通信虽然可以做到超视距传输，但是受电离层不稳定因素影响很大，不能提供稳定的通信链路，可靠性差。

（3）高频和甚高频的频谱资源限制性较大，影响无线通信能力的增强。

利用卫星通信系统可克服以上缺点，在飞机与地面之间为机组人员和乘客提供话音和数据通信业务，可增强空中通信和航空管制能力。总体来说，卫星通信系统有如下的优势：

（1）通信距离远，覆盖面广，不受山区、沙漠和海洋等地理因素的限制，具有其他常规通信手段无法替代的作用，卫星通信在世界上绝大多数地区内可用于空中交通服务、航务管理、航空公司行政管理和航空旅客通信等。

（2）可以提供较高的数据传输速率。

（3）可快速部署，建设周期短。

（4）符合未来新航行系统的发展方向（星基的通信、导航、监视/空中交通管理）。

因此，卫星通信系统以其覆盖范围广、通信距离远、通信容量大、传输质量高、机动性好等其他通信系统无法比拟的优点而成为各型大型客机进行远程信息传输的最佳手段。

2　海事卫星系统介绍

海事卫星通信系统是用于海上救援的无线电联络通信卫星。随着第四代海事卫星发展，其技术能力有了显著提高，业务范围也不断扩大，目前已成为集全球海上常规通讯、陆地应急遇险、航空安全通信、特殊与战备通信一体的高科技通信卫星系统。第四代海事卫星系统由亚太区域卫星、欧非区域卫星和美洲区域卫星三颗星组成，位于赤道上空36000公里的静止同步轨道卫星，实现了全球覆盖（南北两极除外）的卫星网络。

3　海事卫星系统构成

海事卫星系统由船站、岸站、网络协调站和卫星组成。下面简要介绍各部分的工作特点：

（1）卫星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3颗卫星覆盖了几乎整个地球，并使三大洋的任何点都能接入卫星，岸站的工作仰角在5°以上。

（2）岸站（CES）是指设在海岸附近的地球站，归各国主管部门所有，并归他们经营。它既是卫星系统与地面系统的接口，又是一个控制和接入中心。

（3）网络协调站（NCS）是整个系统的一个组成部分。每一个海域设一个网路协调站，它也是双频段工作。

（4）船站（SES）是设在船上的地球站。在海事卫星系统中它必须满足：一是船站天线满足稳定度的要求，它必须排除船身移位以及船身的侧滚、纵滚和偏航的影响而跟踪卫星；二是船站必须设计得小而轻，使其不至于影响船的稳定性，同时又要设计得有足够带宽，能提供各种通信业务。

4　铱星系统介绍

铱星系统由79颗低轨道卫星组成（其中13颗为备份用星），66颗低轨卫星分布在6个极平面上，每个平面分别有1个在轨备用星。在极平面上的11颗工作卫星，就像电话网络中的各个节点一样，进行数据交换。备用星随时待命，准备替换由于各种原因不能工作的卫星，保证每个平面至少有1颗卫星覆盖地球。卫星在780公里的高空以27000公里/

小时的速度绕地球旋转，100分钟左右绕地球一圈。每颗卫星与其他4颗卫星交叉链接，2个在同一个轨道面，2个在临近的轨道面。

5　铱星系统构成

铱星系统的通信传播方式首先是空中星与星之间的传播，之后是空地和陆地的传播，所以不存在覆盖盲区，且系统不依赖于任何其他的通信系统进行话音通信服务，而仅通过星星、星地间的信息传输实现端到端的话音通信，是目前唯一真正实现全球通信覆盖的卫星通信系统。

铱星电话全球卫星服务使您无论在偏远地区或地面有线、无线网络受限制的地区都可以进行通话。

铱星系统的地面网络包括：系统控制部分和关口站。系统控制部分是铱星系统管理中心，它负责系统的运营、业务的提供，并将卫星的运动轨迹数据提供给关口站。系统控制部分包括4个自动跟踪遥感装置和控制节点、通信网络控制、卫星网络控制中心。关口站的作用是连接地面网络系统与铱星系统，并对铱星系统的业务进行管理。

6　铱星系统和海事卫星系统的比较

铱星系统和海事卫星系统的比较结果见表1：

表1 铱星系统和海事卫星系统的比较结果

铱星 海事卫星

数量 66颗（外加13颗备用） 14～15颗

轨道 纵向低轨（770公里） 同步高轨

覆盖 全球无缝隙（极对极） 南北纬80度以内

频率 1616～1626MHz 1525～1660MHz

话音质量 接近于有线电话 延时较大

陆地基站 不依赖于陆基的星际传播 依赖陆基

通话资费 20～25人民币/分钟 约7美元/分钟

接通率 97.70% 92%

机载设备重量 7kg 20kg

机载设备投资 约120万人民币 约300万人民币

设备供货周期 1～2个月 8个月（波音参考）

数据带宽 2.4K 2.4K

国内频率许可 航空频率 应急频率

适航取证 VSTC、SB覆盖多机型 无VSTC

另外，铱星通信链路不依赖地面基站的星星传输：铱星特有的星际传播，使其在通信上完全摆脱了对地面基站的依赖。而海事通信链路则依赖地面基站的畅通。

7　铱星的优势

通过以上比较，我们可以得知铱星系统有如下

优势：

（1）6个纵向轨道决定了极地信号的充分覆盖；由于每颗铱星都经过两极，因此越靠近两极，信号越强，通话质量越好；极地通信接通率99.95%，掉线率0.01%。

（2）充分解决了海事卫星、ACARS在极地不覆盖无法通信的不足，是海事卫星及ACARS通信的完美补充。

所以，综上所述，铱星通信将会是未来机载通信发展的趋势。

参考文献

[1]　孙沫，李兴林．满足信息化需求的Inmarsat移动卫星通信技术[J]．通信世界，2005，（28）.

[2]　刘念．太空信息高速公路——铱星移动通信系统介绍

[J]．航天，1998，（3）.

[3]　罗利春，王越，陶然．铱星系统的竞争优势与四维空间特点[J]．电信科学，1999，（1）．

第5篇：卫星通信的主要缺点范文

1Ka频段卫星通信系统特点

Ka频段卫星是当前比较先进的卫星系统，能够对DVB/IP进行支持，从而实现卫星电视与高速网络之间的相互结合，为用户提出更加直接的宽带与窄带业务，具有很多应用优势。但与此同时，Ka频段卫星通信系统也有一些不足之处，因为频率相对较高，会造成其降雨衰减较大，与传统的C频段与Ku频段相比，Ka频段会受到更大的噪声、去极化以及雨衰等因素的影响，且对相关器件与工艺的要求也相对较高。在运用Ka频段卫星进行通信的过程中，大气层中含有的水汽、氧气等因素会使得卫星信号产生正常耗损以外的衰减，如果这些问题产生作用，就会对信号的幅度、极化等方面造成变化，进而使信号的错误率提升，影响信号质量。运用Ka频段进行卫星通信的过程中，需要解决以下3方面的问题：（1）解决信号雨衰；（2）研制相应的星上处理器；（3）确保数据不发生过度延迟。而在降雨环境下，雨衰与信道编码会对Ka频段卫星信号系统的性能产生影响。

2降雨环境下雨衰对系统的影响

2.1雨衰影响在降雨环境下，电波如果通过降雨区域，会被雨区中的水滴散射与吸收，从而使电波产生衰减。在这个过程中，雨滴的大小与波长会在很大程度上对雨衰值产生影响，而降雨率则是影响雨滴大小的主要因素。因影响雨滴模型的因素较多，世界各地各不相同，因此，雨衰值在估算过程中也会受到很多因素的制约，工作内容十分复杂。相较于C频段，Ku与Ka频段中的雨衰主要会对卫星电视广播产生很大程度上的影响。根据实际调查，Ka频段在很短的时间内，其衰减数值非常高，这种衰减会造成广播线路暂时性的中断，所以，在对Ka频段进行设计的过程中，需要对雨衰影响进行优先考虑。

2.2雨衰特性从Ka频段中雨衰预测与雨衰等值等相关数据中，可以分析出我国雨衰的相关特性，具体有以下3个主要方面。

2.2.1降雨强度影响降雨的强度是对雨衰值产生影响的最主要因素，我国幅员辽阔，气候多样，每一个气候区中的降雨强度都有所不同，因此，雨衰值根据地域的不同，有着鲜明的地域分布，由此可见，降雨强度对雨衰值的作用不容忽视。

2.2.2地球站天线仰角影响在地球站中，其天线的仰角在很大程度上左右着电波斜路径长度，决定天线仰角的因素主要有卫星位置与地球站位置两方面。对雨衰来说，卫星仰角的影响主要体现在以下2方面：（1）如果地球站海拔高度大体相同，则仰角与斜路径长度呈现反比例关系，即仰角越大，斜路径长度越短，从而导致雨衰减小；仰角越大，斜路径长度越长，雨衰增大。（2）如果地球站经纬度大体相同，则仰角与斜路径长度呈现正比例关系，即仰角越大，斜路径长度越长，雨衰增大；仰角越小，斜路径长度越短，雨衰减小。

2.2.3频率影响该影响主要出现在ITU-R预报模式中，在该模式下，频率与雨衰值呈现正比例关系。其原因在于频率的不断增高使其与雨滴的大小愈加接近，在很大程度上提升了雨滴吸收与散射电磁波的程度，从而使降雨衰减增大。

2.3补偿方法当前，主要的雨衰减补偿方法有以下几种：（1）位置分集。雨衰较大的地区主要存在于天线仰角低或降雨较多的地方，而空间分集是相对有效的补偿方法。这种方法通过在特定位置设置地球站的方式，将雨衰较大的地区切换到雨衰较小的地球站完成通信。（2）频率分集。由上文可知，频率与雨衰值呈现正比例关系，而频率分集便是利用这一特点进行数据传输的，运用高波段实现绝大多数业务的传输，低频段则进行辅助传输，解决受雨衰影响且在一定门限之上的链路。（3）UPC。该方式主要通过上层链路的雨衰情况对地球站发生电平进行有针对性的调整，从而降低降雨所消耗的电波信号，确保卫星转发器所接收到的信号与晴天时大致相同[3]。从当前情况来看，UPC是现阶段最为经济的抗雨衰方式。（4）自适应编码。在该系统中，信号发射装置主要由信道编码器与速率调节器两部分构成，需要注意的是，这2部分都是可调的。通过该技术，能够在很大程度上改善Ka频段卫星通信系统在降雨环境下所产生的链路性能恶化。

3降雨环境下信道编码对系统的影响

在Ka频段进行数字信号传输的过程中，会因为信道传输不好或雨衰等因素的影响，使其受到的信号发生错误。为了提升其通信可靠性，最大程度上降低信道中产生的干扰和噪声，需要以一定的规律为基础，在将要发送的信息中适当的加入一些监督码元，在接收过程中，可以通过这些监督码元之间存在的规律，对信号传输中的差错进行及时有效的发现与纠正，从而达到提升信息传输的可靠性的目的。对于数字通信系统来说，其编码技术主要有信源与信道两种编码技术，其中，前者能够提升信息传输过程中的有效性，而后者能够提升信息传输过程中的可靠性。信道编码有被称为差错控制编码，能够通过一定规律，在一定程度上提升信号冗余度，从而让信号具备一些错误检测与纠正能力。当前主要的信道编码技术有以下3种。

3.1检错重发接收端在接收信号的过程中，一旦检测出信号码元中存在错误码，就会对发送端发出信号，让其重新发送，直到准确接收为止。而对出错码的检测，主要指的是已经明确在所有的接收码元中，存在若干个错误码元，但其具置无法确定。需要注意的是，运用这种方法需要具有双向信道，接收端与发送端都能够得到消息。

3.2向前纠错信号接收端不仅需要及时发现接收信码中的错误码，还需要对错误码进行及时纠正。在二进制系统中，一旦确定了错误码的位置，就可以对其进行纠正。该方法与检错重发法不同，不需要具备反向信道，也避免了重复发送所造成的时间延误，具有很好的实时性。但其缺点在于设备相对复杂。

3.3反馈校验在接收到信号以后，还要将信码重新返回发送端进行校验，比较源信码，如果在这个过程中发现差异，则需要重新发送。该方法无论从原理方面看，还是从设备方面看，都相对简单，但与检错重发法一样，都需要具有双向信道。由于该方法每一个信码都需要进行2次传送，因此与向前纠错法相比，传输效率相对较低。无论哪一种信道上，都会不同程度上存在各种各样的干扰，这些干扰会使信号在传输中出现误码，进而影响数字卫星通信系统的性能，想要对这些误码进行检测与纠正，就需要运用信道编码。在Ka频段信道中，不仅存在加性干扰，还存在乘性干扰，前者是通过白噪声引起的，后者是通过衰落引起的。白噪声会使传输信号产生随机性错误，衰落会使传输信号产生突发性错误。所以在Ka频段系统中，通过信道编码对传输信号进行差错控制是很有必要的。

4结语

第6篇：卫星通信的主要缺点范文

关键词：航空互联网；客舱WiFi；接入技术；空地互联

据2014年调查显示，民用航班平均每天飞行2.5h，航空产业的旅客主要以中年和青年为主，他们本身对互联网有着高度依赖的心理[1]。因此，在这样一个封闭空间里，无法使用电子设备，无法与外界沟通，机上旅途对旅客来说是痛苦的。而据2017年09月18日报道，民航局将从10月开始制定新的机上电子设备管理和使用政策，也就是说，到时候旅客在飞机上是否能使用随身携带的手机、电脑、平板等，将是由所乘坐的航空公司来决定。这也就要求航司对自己进行一个严格、完善的评估，在保证安全的前提下放宽机上设备的使用政策。当然，航司的自我评估也必须在民航局的协同及监督下完成。国家将机上移动设备的使用“审批权”下放给各航空公司，从国家层面上已经不再严格禁止。这一解禁，不仅对航司也对国内很多从事航空互联网业务的民有企业来说，是一次全新的机会，目前国内比较有名的企业，如世纪空联、多尼卡、飞天联合等，相信对他们来说这也是一次改变行业不盈利现状的关键契机。而在“互联网+”时代，互联网服务也变成了企业、航司之间竞争的一个重要因素。互联网服务总的来说归为以下几点：让人们的生活更加便捷；增加航司的创造力和活力；全面提升航空在同企业间的核心竞争力；将是对传统航空行业的一次彻底的结构性改造[2]。航空产业拥有其日益增多的客流量，再加上空地互联（AirToGround，ATG）网络，机上旅途也将变成人们生活的互联网平台，而不仅只是人们空间位置转移的交通工具。

1航空互联网客舱WiFi发展现状

1.1国外发展现状。就目前互联网的发展状态来看，随着智能手机、平板、电脑等移动设备的普及，航空互联网的应用需求也呈增长态势。国内、国外都在迅速发展航空领域业务。早先，国内的一些航司采用ATG系统来支撑机上WiFi环境，而ATG由于需要在地面搭建基站，这很难保证国际航班在飞经大洋上空时能获取持续的WiFi信号。而卫星通信的主要限制为其带宽，其业务内的Ka波段和Ku波段的带宽也不相同。据可靠数据，Ku的带宽比Ka窄，在东方航空的60架跨洋国际航线上采用的是Ku频段，但其实际飞行数据以及旅客上网反馈显示，其带宽非常低。美国Gogo公司最开始的主要业务为以ATG为主要技术的航空互联网客舱WiFi业务，2012年后，Gogo公司开始通过租用国际通信卫星（Intelsat）公司和SES公司的卫星容量，采用Ku频段卫星提供航空客舱WiFi业务。松下航空公司的“eX连接”也采用Ku频段卫星，在提供航空客舱WiFi的同时还附带了航空客舱电视业务。1.2国内发展现状。国内在航空客舱互联网接入技术起步较晚，研究也比较少，可检索出的大多是新闻类的文献，只研究了航空互联网的应用现状。2013年7月，中国国际航空公司也在国内某条航线上推出了客舱互联网机上娱乐服务，旅客乘坐飞机可以即时与地面沟通，国航也成了中国首家提供该服务的航空公司。在新闻文献“空中宽带无线通信技术的应用和发展”上介绍了国际上具有代表性的研究和应用项目，以及我国航空互联网接入服务的发展情况。由王莉莉等研究了航空互联网客舱WiFi系统的无线信号覆盖问题，总结了地面基站信号覆盖、高空平台通信系统覆盖和卫星中继信号覆盖3种无线信号覆盖模型，并从技术难度、建设成本和覆盖效果等方面分析了3种模型的优缺点。之前国内有采用过中国卫通机载卫星来解决航空客舱WiFi的服务提供方案，中国电信相关人士早前提出了一种基于正交频分复用技术（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）宽带无线空对地方式的航空移动通信系统，这种技术不仅能提供更高的数据效率和容量，而且能大大减低运营成本；华为公司的eWBBLTE宽带无线通信系统基于通用移动通信技术的长期演进（LongTermEvolution，LTE）技术，由机载移动台、地面基站和核心网路3部分组成，具有超远覆盖、高速覆盖的特点，可以满足大流量数据业务的需求[2-3]。

2航空客舱WiFi接入技术

2.1高空上网原理。在2005年，欧洲空中客车的全球首个客舱“无线（WiFi）网络系统”宣布问世，它借助于“全球星”卫星通信系统，实现了高空上网。而到了2007年，全球首个基于码分多址（CodeDivisionMultipleAccess，CDMA）技术的地空宽带系统也随之问世，它借助于在地面搭建基站的方式来覆盖在高空的航线，从而给飞行中的飞机提供CDMAEVDO无线接入数据带宽，以实现高空上网[3]。发展到现在，ATG技术处于瓶颈期，它由于难以给跨洋飞机提供持续性的无线数据宽带，而卫星通信则是当前实现高空上网的主流方式。2.2ATG技术。在ATG诞生之时，3G技术也已经问世，ATG上行和下行宽带分别可达到1.8Mbps和3.6Mbps，在当时ATG的宽带是比卫星通信要流畅的。ATG主要采用LTE接入技术，采用定制的无线收发设备，电信运营商沿飞行航路或特定空域架设地面基站，向高空进行覆盖，可以为不同高度层航线的飞机提供最高100Mbps以上的无线数据带宽，从而使机舱内的乘客可以访问外部互联网[4]。国航的全球首个基于4G技术的地空宽带就是采用特定的LTE无线收发设备，沿飞行航路或特定空域架设地面基站向高空进行覆盖，可以为不同高度层航线的飞机提供最高30~60Mbps以上的无线数据带宽。简单来说，机上用户通过WiFi来连接ATG设备向乘客提供无线局域网数据；而机舱外，则采用LTE技术实现地面基站与机载ATG设备建立数据链路。通过这样一种方式，乘客可以成功连接上互联网并实现上网服务。LTE技术发展历程：GSM->GPRS->EDGE->WCDMA->HSDPA/HSUP->HSDPA+HSUP->FDD-LTE/TDD-LTELTE技术主要分为频分双工（FrequencyDivisionDuplexing，FDD）和时分双工（TimeDivisionDuplexing，TDD），它们的区别在于物理层，比如帧结构、时分设计、同步等。FDD的上行数据链与下行数据链采用成对的频段用于收发，而TDD的上行数据链和下行数据链则采用相同的频段在不同的时隙上收发数据。TDD用时间来分离收发信道的，在TDD工作模式下运行的通信网络，其接收和发送数据都使用同一频段但时隙不同。与FDD相反，TDD在进行非对称业务时的效率会较高。FDD和TDD的区别如图1所示。2.3基于卫星的互联网接入技术。卫星通信就是利用卫星、飞机、卫星地面站三者进行数据通信，比起ATG，卫星通信的优势就是其通信范围广泛，不受地域洋流等位置限制，可实现国际漫游。但是，考虑到国际航班上各个国家的频率有所不同，所以这也会造成在跨国切换信号时，机上的WiFi信号会出现中断或延迟的情况。而其缺点在本文上一章也提到过，其带宽低，传统的卫星通信只能提供窄带服务，通信带宽仅有864kbps，通常在飞机上仅能提供收发邮件、网页浏览等简单上网应用服务。不过美国的航空公司正在与卫星巨擘Inmarsat展开进一步的合作，计划推出全球高速（GX）航空网络，将有望实现网速达50Mbps的宽带通信。基于卫星的机上无线网络系统主要由旅客移动终端、机上无线设备、机上卫星系统、同步卫星系统以及卫星地面基站和地面服务器组成，其使用的是现有的同步卫星数据交互技术，利用现有在轨Ku/Ka波段卫星，建设可为机载无线网络作为数据转发的中转站，基于卫星的无线网络的实现，是将成熟的卫星通信技术与无线网络技术按照飞机技术标准、运行要求以及客户需求进行改装，而太空空间的同步卫星除了可以继续使用现有的在轨卫星外，还将不断发射更为先进、支持更大宽带的吞吐量的卫星。就此业内很多人士分析，传统Ku波段的带宽低或许不能满足长久稳健的发展。因而，高通量的Ku和Ka波段将是今后发展机载WiFi业务的主要技术支撑。相比Ku波段，Ka波段卫星通信采用高阶调制技术，基于Ka波段的卫星系统一般使用QPSK，8PSK，16APSK，32APSK等高阶调制技术，该技术有高频利用率以及高传输速率的特点。

3结语

从目前发展态势来看，卫星通信已成为主流的航空客舱WiFi接入技术，不敢说ATG将被完全淘汰，但是其利用率肯定会越来越低。而卫星通信的Ka波段从带宽上看也是优于Ku波段的，目前中国上空的中星16号拥有着最大的Ka卫星容量，相信在不久的将来，高通量Ka将会满足中国区域内的民航需求。

作者:谢鸥 单位:成都理工大学

[参考文献]

[1]周红梅.SITA2015航空公司IT趋势调查[EB/OL].（2015-07-27）[2017-10-25]..

[2]高宏伟.“互联网+航空公司”的应用[J].中国民用航空，2015（12）：41-42.

第7篇：卫星通信的主要缺点范文

【关键词】 电网 冰灾 应急通信

1 引言

冰雪灾害对电网有严重的危害，2005年春节期问，湖南、湖北以及重庆地区，由于连续大范围的降雨降雪，出现了50年罕见的最为严重的冰灾，多条供电线路近乎瘫痪，影响生产和生活长达一个多月；2008年初南方大范围的冰灾，全国500kV变电站停运15座，占受灾区域500kV变电站总数的7.54%；220kV变电站停运86座，占受灾区域220kV变电站总数的5.97%；500kV电力线路停运119条，占受灾区域的19.01%；220kV电力线路停运343条，占受灾区域的9.38%；500kV杆塔倒塌678基，受损285基，占受灾区域杆塔总基数的0.742%；220kV杆塔倒塌1432基，受损586基，占受灾区域杆塔总基数的 0.697%，多条供电线路近乎瘫痪，影响生产和生活长达一个多月[1]。冰灾应急通信可以通过对温度、湿度、雨量、覆冰厚度等数据的整合分析，采取针对于冰灾现场环境的合理高效的通信方式进行通信，保障电网安全生产，在关键时刻发挥着重要作用。

2 应急通信的分类

2.1 有线通信方面技术

整个有线通信技术包含常规使用的电话网和互联网等，这里面的有限公共电信网，它是全国现今分布最为广泛的关于信息交换的网络，这个有线通信技术本身具有覆盖的面积广泛，在适应性方面很强，实际需要的成本低等显著特点，是在自然灾害相关的应急中较为常见的一种通信方面的技术。

2.2 移动通信相关技术

移动通信的技术本身具有个人通信方面的特点，这样的关于移动定位技术就可以提高帮助受灾获救方面的可能性。一些方面的移动接入技术，就可以通过一些相应的设备进行快速的恢复，在灾害发生地区有关的通信方面，它在这样的应急通信中占据着重要的位置[2]。

2.3 卫星通信方面的技术

卫星通信技术已然成为现今应用最为广泛的一种应急通信方面的技术，关于卫星通信技术通常不会受到一些紧急事件方面的影响，而且我们从卫星通信技术方面的通信网络来进行观看，其在实际覆盖的区域内较为广泛，这样就可以较好满足关于应急通信在广度方面的需求，这其中的卫星通信方面的技术主要的不足就是在实际通信方面的容量是有限的，需要的成本很高。

2.4 专用数字集群网方面的技术

这个技术和卫星通信方面的技术一样，一些专用数字集群网技术实际的通信容量不大。一些专用数字集群网络基本都是独立进行指挥的网络，它们拥有其他相关的应急通信技术本身不会具备的一些优势，比如在实际响应的速度方面和群组指挥相关方面等。

3 应急通信指挥车

应急指挥车是固定应急指挥中心指挥调度工作的必要延伸和补充，是可移动的分指挥中心，负责现场指挥工作，并与应急指挥中心保持实时的通信联络和信息传递，具备的功能有调度通信（VOIP/GSM/CDMA/卫星电话）、数据采集和传输、指挥车之间协同工作、现场图像接入和上传、图片抓拍、GPS定位、文字交互、文件传输、视频会议等。

应急移动通信车配备的车载应急通信系统，利用多种通信（有线无线方式并用）方式冗余备份，将视频会议、数据交换、局域网络等多种现代技术进行有机整合，能够实现点对多点的视频、数据、语音的实时传输，具有灵活机动、性能稳定的可靠性能，配置现代化办公设施，搭建现场指挥完整的办公环境[3]。

4 卫星通信

与地面通信相比，卫星通信具有通信范围大、不易受陆地灾宫影响、建设速度快、易于实现广播和多址通信、电路和话务.可灵活调整等优点，可同时传播语音、数据、图象等数据。可建立综合通信系统，实现目前固定通信的所有业务，特别是移动卫星通信系统具有移动灵活、建立通信链路快捷等优点，可以实现重心下移、终端前移，所有这一切使卫星通信系统成为应急保障通信的主要通信手段。

卫星通信系统的优点：卫星通信是真正的全球通信，砚盖面广、容量巨大，通信基本不受地理环境和气候条件的限制；通信质量好，可靠性高。链路环节少，故障率低，通信畅通率高，适于多种业务和数据率；直接面向用户，方便、快捷、机动性强，特别适用于用户分散、稀路由和业务量小的专用通信网。因此卫星通信系统是构建应急通信网络的最佳方案[4]。

5 WiMAX

在众多的无线家族成员中WiMAX 以IEEE 802.16系列宽频无线标准为基础。支持的常用接入距离为7-10千米，最大可达50千米。此后相继推出了802.16d和802.16e等一系列标准，重点是增强设备的互操作性和终端的移动能力[5]。WiMAX技术具有以下优点：

（1）传输距离远、速度快。WiMAX基站可以提供最高每扇区75Mbit/s的吞吐量。每个基站的覆盖范围最大可达50km，典型的基站覆盖范围为6-10km。

（2）Qos机制完善。为了提高通信服务质量IEEE 802.16对MAC层进行了诸多改进，引入了TDMA（Time Division Multiple Access，时分多码）上行/下行协议，可以对用户接入网络进行智能控制，不但改善了系统的时延特性，提高了服务的可靠性，还可以提供优质的语音和图像服务。

（3）高度的数据安全性。WiMAX提供了完善的加密机制，它在介质访问层（MAC）中定义了一个加密子层，支持128位、192位及256位加密系统，通过使用数字证书的认证方式，确保了无线网络内传输的信息得到完善的安全保护。

（4）系统容量的可升级性。新增扇区简易、灵活的信道规划使容量达到最大化，并且允许运营商根据用户的发展来逐渐升级扩大网络。灵活的信道带宽规划适用于多种频率分配情况。从单个用户到数以百计的用户，MAC层协议可以保持高效的分配机制。

6 应急通信系统的组成

应急通信系统设计包括应急指挥中心、应急卫星通信车和应急会议车。应急通信车和会议车构建电力应急指挥调度系统的现场指挥中心，通过卫星，移动网络等方式，与电网应急指挥中心组成前方、后方应急指挥通信网。结构设计见图1。

应急通信系统的应用设计满足突发灾害地点与调度应急中心的音视频通讯、数据传输的畅通，由于突发灾害极可能同时对公众通信网络造成致命破坏，应急通信系统需要专用网络（采用卫星应急通信）；同时在道路不通的山区，现场不易到达的情况下，采用WiMAX技术；另外还必须在任何需要的时候都能做到立即出发、尽快到达，能满足电力调度应急指挥要求，通信、办公设备应配置到车上；系统架设要求简单快捷可靠，尤其是在严重自然灾害和突发事件情况下，现场与指挥中心之间和各级指挥中心之间的应急通信联络顺畅极为重要，早期黄金时间内要使险情报告、抢险指挥、资源紧急调度能在短时间内实现。

三者结合应急通信系统可以实现视频会议、办公网络及无线集群的通话功能，可以随时与现场和重要场所建立通信联络，获取突发事件现场的重要视频、数据和信息，实现对突发事件的预防、预警、处置、恢复等各环节的有效管理，及时了解突发事件的进展和状态，保证了及时组织、指挥应急处置的效率和能力。

参考文献：

[1]陆佳政，张红先，方针等.湖南电力系统冰灾监测结果及其分析[J].电力系统保护与控制，2009，37（12）：99-105.

[2]刘海山.应急通信的关键技术以及在石油通信专网中的应用[J].无线互联科技，2012（3）.

[3]祝庆荣，罗伟婷.广东电网应急通信系统的建设探索和应用[J].科技风，2011.

第8篇：卫星通信的主要缺点范文

关键词 卫星转播车；应急通信；C波段；KU波段；SCPC；MCPC

中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0089-02

中国电信上海公司应急通信局成立于1993年11月18日，是中国电信上海公司的直属单位，是中国电信旗下一支执行应急通信任务的专业保障队伍，是工业和信息化部定义的一类应急通信保障队伍。上海应急通信局拥有4辆C频段和3辆KU频段卫星电视转播车，这些卫星转播车除了承担全国应急通信保障、抢险救灾、应对突发事件等应急通信任务外，还面向社会为国内、国际重大体育活动、大型会议活动提供电视直播视频传送服务。

卫星电视转播车，是指把卫星通信设备加载在移动车辆上，临时传电视信号的设备。通过卫星电视转播车传送电视信号，受地域环境限制少，整个链路简单，快捷灵活。

1 卫星转播车相关技术

1.1 卫星车备份方案

卫星车系统设计一般采用两种方式，一种是采用完全备份方式，即除卫星天线外其它设备均采用1：1备份方式；另一种方案是易损坏的部分进行备份，这种方案成本较低，很多卫星车采用这种备份方式。为满足直播需求，保证可靠性，上海应急通信局的卫星转播车采用完全主备方式，上海应急通信局自成立以来，没有一次直播失败，和采用这种完全备份方案有很大的关系。

1.2 卫星车工作波段和卫星天线的选择

上海应急通信局卫星车的工作波段是C波段和KU波段。C波段卫星车利用3.7-4.2GHz下行和5.925-6.425GHz上行，C波段的缺点是受地面无线干扰较多，优点是受雨衰的影响小，一般来说，雨衰不超过2DB。

Ku波段是指频率在12-48GHz的电波。国际电信联盟将下行11.7-12.2GHz和上行14-14.5GHZ的频率范围优先划分给卫星电视广播专用，KU波段的缺点是受雨衰的影响非常大，一旦下暴雨时，雨衰能达到十几甚至二十几DB，优点是受地面无线电干扰小，在相同天线口径下，KU波段的增益比C波段大得多，上海应急通信局的C波段卫星车天线都是4.5米，KU波段都是2.4米，但在天气晴朗的条件下，上行一个同样的信号，C波段卫星车要比KU波段卫星车反而要多发3至5个DB的功率。

从转播安全角度讲，使用C波段卫星车比KU波段更稳定，受雨衰的影响小，很多重大体育活动和大型会议用户多会选择用C波段卫星车上行，但C波段卫星车开通较KU波段卫星车复杂，上行功率较大。

1.3 载波方式

卫星车上行传输系统的工作方式主要为单路单载波传输（SCPC）和多路单载波传输（MCPC）方式。单路单载波（SCPC）就是指在一个载波上传输的是一路信号，多路单载波（MCPC）是指在一个载波上传输的是多路信号。上行传输系统的另一个工作方式是多载波工作方式，就是一辆卫星车上行传输系统同时上行两个以上载波。

1.4 编码器

现在卫星车上使用的主流编码器是MPEG-2编码器和H.264编码器。

通常MPEG-2编码器有两种方式：4：2：2Studio profile 和4：2：0 main Profile。传输同一个画面，4：2：2 Studio profile码流要比4：2：0 main Profile多，所以可以提供更好的画面质量。大多数用户采用同时支持MPEG-2 4：2：0 MP@ML及4：2：2P@ML的编码器，为防止其他用户非法采集电视信号，还应考虑加密加扰功能，现在主流编码器均内置有BISS或RAS加密加扰功能。现在国际上使用的主流MPEG-2编码器有TANDBERG E5740和E5788编码器。

随着通信技术的发展，H.264编码器的应用也逐渐增多，H.264同以往的视频编码标准相比，压缩率显著提高，另外在视频的清晰度上也相应增加。H.264编码标准的优势主要有以下几点：1）码率低：和MPEG-2等压缩技术相比，在同等图像质量下，再用H.264技术压缩后数据量只有MPEG-2的1/2～1/3。显然，H.264压缩技术的采用将大大降低卫星的带宽。2）图像质量高：H.264能提供连续、通畅的高质量图像。现在上海应急通信局使用的H.264编码器是爱立信CE H.264编码器。

2 上海应急通信局卫星车系统

2.1 上海应急通信局卫星转播车上行系统

卫星转播车系统上行链路由编码器、上变频器、高功率放大器、天线等设备组成，如图1所示；其中编码器2台互为备份，特殊情况下可以通过中频信号合路器把两台编码器信号合成可以同时上行两路载波，或者编码器输出ASI信号，通过复用器，再调制，可以上行MCPC信号；高功率放大器、上变频器关键点互为备份。上行设备编码器、上变频器和高功放都可以设置为自动倒换或手动倒换状态，任意一台设备如果发生故障都可以迅速切换到另一台备份设备，保证转播顺利进行。上海应急通信局卫星车编码器采用TANDBERG E5788编码调制一体机，该编码器为高清编码器，可以向下兼容标清和模拟信号，支持统计复用和BISS加密功能，码率在1.5～50Mb/s可调。如果用户要求上行H.264信号，可以用爱立信 CE H.264编码器替代 TANDBERG E5788编码器。

2.2 上海应急通信局卫星转播车下行系统

下行链路由LNB、功率分配器、解码器、频谱分析仪等组成，如图2所示，微弱的卫星信号通过卫星天线、LNB放大，然后通过功率分配器分成若干相同的信号，用两路接入解码器解出清晰的视音频信号，一路信号接入频谱仪，通过频谱仪监测卫星信号的质量。

3 卫星转播车的应用

随着国家经济的发展和综合国力的增强，通信事业也得到了飞速发展，国内、国际重大体育活动和大型会议活动有日益增多，卫星转播车的应用也越来越广泛，近年来为2008年北京奥运会、上海世博会开幕式、11年上海世界游泳锦标赛、15周年、上海F1汽车大奖赛、中华龙舟大赛、上海国际车展等提供现场电视直播视频传送服务，均圆满的完成了任务，产生了良好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]孙学康.微波与卫星通信[M].北京：人民邮电出版社，2007.

第9篇：卫星通信的主要缺点范文

关键词：北斗卫星 水文遥测 通信 应用

中图分类号：P332 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-162-02

北斗卫星系统是由中国国内自主研发的用于地面定位的可为全国提供范围内的民用定位和数据通信的系统，本系统主要由空间卫星，用户终端，地面站三个部分组成，与居民生活息息相关，是我国水文遥测建设中一个不容小觑的环节和重要方面。

1 北斗卫星系统介绍

1.1 空间卫星

空间卫星中的每颗卫星的主要载荷都是变频转发器和覆盖在定位通信区域点的波束天线，这些波束天线通过卫星覆盖在全球方位内。此外，值得提到的是，空间卫星的组成只需要2颗或者3颗这样的卫星，因为这些卫星也是地球同步卫星，覆盖面是十分广的，每颗卫星的波束都定位在太平洋和印度洋的上空中，它们负责着地面的中心站和用户终端之间的中继联系，即为双向无线电信号的中继任务。 所有的卫星都安装了变频转发仪和作用强大的波束天线。空间卫星中两颗卫星就可以覆盖中国全境。

1.2 用户终端

北斗卫星通信系统的用户终端还有另外两个名称：一个是定位终端；一个是移动终端，之所以取这两个名字跟该终端的特性是密不可分的。除此之外，该用户终端一共分为普通型和指挥型，它们能够实现用户终端与空间卫星之间数据的处理，用于发送用户的业务请求，接受用户数据。目前，按照北斗卫星测报系统，有很多厂家制定了技术标准的移动终端，具备通用的RS232C数据接口，经过设备入网后便可把产品向客户和用户推销及出售，根据市场实际情况勘测，多数客户都已购置了卫星终端设备并办理了入网手续，这给人们生活带来了一定的改善，让这项技术的投入与使用走向了居民生活。

1.3 地面站

地面站就是一个中转站，在水文测报里，北斗卫星通信就是各个终端之间相互通信的站点，位于北京，专门建设了一个北京神州天鸿站为人民提供通信服务以及定位服务。在人们生活中，通过卫星间数据的处理传达完成所有用户的数据交换工作，对各类业务请求和响应进行处理。并且，计算机交换所有通信内容后，还可对第一发送方和个发送方进行回执确认通知，另外该中心还负责用户的注册管理和业务开通，可以说，该地面站也与人们的生活有密不可分的联系，十分重要。

2 北斗卫星通信现状分析

回顾到上世纪70年代至今的这些年，水文测报技术变化和进步非常快，当前采用的是先进的卫星设备，其他技术和装备也改善很大，我国国内应用的主要是北斗卫星和海事卫星。中国自改革开放以来的进步与成长值得我们关注，关于卫星通信的应用问题也是值得我们追求更大成长和成功的一方面。不过，根据目前情况来看，虽然卫星通信的水文自动测报系统上升很大，肯定还是一并存在着一些问题的，任何东西都有优缺点、两面性，该系统也不例外。例如海事卫星方面，它虽然终端小巧，易于操作，具备很高的可靠性，但是高昂的设备价格以及较长的收集数据时间不利于其广泛的应用到实际社会和生活中去。而相对于海事卫星，北斗卫星综合的服务系统解决了这些问题，在各领域发挥得更为出色，它快捷方便的信息接收保证了水文测报数据收发成功率的有效提高，但是北斗卫星水文测报综合服务也同样还是存在问题的，它的体积相对较大，还没有小型的产品应用。

3 北斗卫星的信道容量与工作方式

北斗卫星测报站的终端是在后端设备的指令下工作和完成数据报告的发送的，是在收到后端指令之后直接向卫星发送的数据信息，其中，通过信道编码和调制方式为CDMA方式并利用编码的方法按照水文数据信息的整点报时的要求收集全部站点数据，可以由此看出北斗卫星测报站的信道容量是非常大的。当然，针对目前其仅仅存在的少量用户数量，信道的拥堵问题暂时不予考虑。另一方面，神州天鸿系统民用服务中心提供了精确的授时功能，用户通过该系统的服务系统和北斗卫星地面站发送数据到用户中心站接受数据只需要几秒钟的时间，一般为3-5秒，最长也只要10秒钟，所以说，该系统的时效是相对非常快的，神州天海系统保证着整个测报系统时钟的同步，是相当重要的一个环节。

北斗卫星系统是数据报告的方式，具有点对点的双向数据传输功能，其主要的工作方式是通过测站终端采用码多分址直接发送扩频序列调制，周期伪随机序列发送L频率的波段后通过卫星转换为C波段，再被地面的接受站接收并再度经过中心站处理后发到卫星，最后经S波段发送到各个终端完成通信。实则就是点对点的运功过程，正反相同。但是，其中测站型终端是锁定在一个波束上的，而且只能锁定在一个上面，指挥型终端则与它不同，指挥型终端可以在锁定一个波束的同时锁定其他所有的波束。除此之外，还有这另外一种通播方式，就是在任意某个用户群中将主站终端号码写入该群的其他终端设备映像地址中，当中心站通播发送时该群中所有同一波束的测站都同时受到信息。由上得知，如果通过指挥型终端则可一次在全部波速上发送和接受回执，这个功能目前作为系统的广播回执，有效地通畅了系统并减少了系统中心站的发送次数，给北斗卫星通信方面带来了极大的便利。

4 北斗卫星通信在水文自动测报系统数据传输中的应用

北斗卫星通信的水文自动测报系统结构主要由水位，水文数据接收中心站，雨量遥测站，神州天鸿中心站和地面中心站构成，遥测终端是遥测站的核心。遥测站的最大作用就是采集水情信息，并有利于储存和控制北斗卫星终端的指令接收和信息发送。我国广泛的使用该系统，建起了近800个运行测站，并同时保证着系统98%的通畅率，快捷方便地处理信息。水文自动测报系统的工作体制是定时召测和定时自报，以及增量加报，水文自动测报站中北斗卫星通信为主信道，各维护分中心通过主信道以一发多收的方式对遥测站信息进行处理接收，各中心站和分中心站也能同时接受信息，同时由中心站确认后发出定时自报，并经遥测站核对后及时采纳处理。

拿金沙江的梯级电站水文自动测报应用来说吧，该系统中的主信道为北斗卫星通信系统，采用定时自报，增量自报和定时召测的工作体制通过145个遥测站和9个维护中心以及4个中心站一发多收地接受所管辖的遥测站的信息，又通过中心站的定时自报确认和核对信息，针对不同情况进行相应的处理。总之，北斗卫星的水文测报系统按照相应的流程进行着，目前已经有了一个完整有序的步骤，相对完善的体系，它在生活中的应用大大改善了生活的多方面，意义重大。

随着科技的不断发展，通过信系统的也不短进步，北斗卫星系统是我国自主研发的先进新型技术，安全性也好，更有方便快捷的数据化特点，目前已经广泛应用到我国水情自动测报领域去，是我国水文测报方向的巨大成功以及动力。

参考文献：

[1] 刘尧成，华小军，韩友平.北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用[J].人民长江，2007（10）.