說起衛(wèi)星通信，想必大家都非常的熟悉，但真正了解它的人估計也很少，下面直接進入正題，那就先帶大家了解一下衛(wèi)星通信的發(fā)展史吧。

1. 衛(wèi)星通信發(fā)展史

從國際方面來看：1945年5月英國人阿瑟克拉克首先提出關(guān)于靜止衛(wèi)星的設(shè)想；1957年10月4日蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星；1963年7月美國發(fā)射了第一顆地球同步衛(wèi)星；1965年4月，國際衛(wèi)星通信組織發(fā)射了第一代 “國際通信衛(wèi)星”（INTELSAT-1），正式承擔(dān)國際通信業(yè)務(wù)，這同時也標(biāo)志著衛(wèi)星通信時代的到來。

從國內(nèi)方面來看，中國于1970年4月24日發(fā)射了第一顆衛(wèi)星東方紅一號；1984年4月發(fā)射了第一顆同步通信衛(wèi)星東方紅二號；1997年5月12日月發(fā)射了我國第一顆三軸穩(wěn)定的同 步通信衛(wèi)星東方紅三號；我國自1972年開始運行衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)。中國的衛(wèi)星通信經(jīng)過三十多年的發(fā)展，從無到有， 已經(jīng)初具規(guī)模，但是發(fā)展速度仍比較緩慢。注冊的 衛(wèi)星運營公司已有中國通信廣播衛(wèi)星公司、中國東方通信衛(wèi)星有限責(zé)任公司、鑫諾衛(wèi)星通信有限公司（合為中國直播衛(wèi)星有限公司）、亞洲衛(wèi)星通信有 限公司、亞太衛(wèi)星控股有限公司三家，共擁有11顆民用通信衛(wèi)星，其業(yè)務(wù)已覆蓋到亞洲大部分地區(qū)和歐洲部分地區(qū)。

2.衛(wèi)星通信基本知識點

什么是衛(wèi)星通信？——利用人造衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號，在兩個或多個地 球站之間的通信。

2.1 什么是“同步衛(wèi)星”？

人造衛(wèi)星繞地球的周期和地球的自轉(zhuǎn)同步稱為同步衛(wèi) 星(Geostationary Satellite)，它的優(yōu)點是使用者只要 對準(zhǔn)人造衛(wèi)星就可進行溝通而不必再追蹤衛(wèi)星的軌跡。

對地靜止軌道三個特點

· 衛(wèi)星必須與地球同步向東旋轉(zhuǎn)

· 軌道為圓

· 軌道傾角為零度

2.2地球站”與“地面站”

地球站:指在地球表面附近的無線電通信站

地面站：地方站、中心 站、通信樞紐、陸上移 動站、便攜站等。機載站：空中移動站

船（艦）載站：海軍艦 艇站、遠洋輪船站

衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成：由空間分系統(tǒng)、跟蹤遙測以及指令分系統(tǒng)、監(jiān)控管理分系統(tǒng)、通信地球站分系統(tǒng)等組成。

2.3衛(wèi)星通信的組網(wǎng)形式

衛(wèi)星的組網(wǎng)形式分為點對點結(jié)構(gòu)、星狀結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等三大形式。

2.4衛(wèi)星通信的多址方式

衛(wèi)星通信的多址方式主要分為頻分多址、時分多址、碼分多址、空分多址、空分多址等四種多址方式。

2.5下面詳細說一下多址方式：

頻分多址 (FDMA）

將衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的可用射頻頻帶分割成若干互不重疊的部分，再分配給各地球站所要發(fā)送的各載波使用。

時分多址 (TDMA）

將衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的工作時間分割成周期性的互不重疊的 時隙（每個時隙也稱為分幀，一個周期稱為一幀）， 再分配給各站使用。任何時候都只有一個站發(fā)出的信號通過轉(zhuǎn)發(fā)器，轉(zhuǎn)發(fā)器始終處于單載波工作狀態(tài)。

碼分多址 (CDMA）

所要發(fā)送的各載波采用擴頻調(diào)制技術(shù)，將要發(fā)送的信號與PN（偽隨機碼）相乘，即擴頻，在接收端用完全相同的PN解擴，不受發(fā)送時間和頻率的限制。

空分多址 (SDMA）

衛(wèi)星天線有多個窄波束（又稱點波束），分別指向不同區(qū)域的地球站，利用波束在空間指向上的差異來區(qū) 分不同的地球站。

2.6衛(wèi)星通信系統(tǒng)的常用工作頻段

衛(wèi)星通信常用的頻段為L、S、C、X、Ku、Ka波段；其中C和Ku波段最為常用。

2.7衛(wèi)星通信的優(yōu)點

1．覆蓋范圍大，無縫覆蓋

2．通信距離遠，通信成本與距離無關(guān)；

3．通信線路穩(wěn)定可靠，中間環(huán)節(jié) 少；

4．組網(wǎng)靈活，受地理環(huán)境和地面 資源的限制??；

5．帶寬靈活分配，可根據(jù)用戶需要設(shè)定對稱/非對稱電路；

6．工程施工周期短；

2.8衛(wèi)星通信的缺點

1. 兩極地區(qū)為通信盲區(qū)，高緯度地區(qū)通信效果不好（同步衛(wèi)星）；

2. 衛(wèi)星發(fā)射和控制技術(shù)比較復(fù) 雜；

3.存在日凌和星蝕現(xiàn)象；

4.有較大的信號傳播延遲和回波干擾，500毫秒~800毫秒的時延；

5．在某些頻段下，雨衰影響較大。

6. 為了避免各衛(wèi)星通信系統(tǒng)之間的相互干擾，同步軌道的星位是有一點限度的，不能無限制地增加衛(wèi)星數(shù)量；

下面簡單了解一下什么是“日凌”與“星蝕”，雨衰，傳輸時延

日凌”與“星蝕”：同步衛(wèi)星在春分和秋分前后，存在著星蝕（衛(wèi)星進入 地球的陰影區(qū)）和日凌中斷（衛(wèi)星處于太陽和地球之 間，受強大的太陽噪聲影響而使通信中斷）現(xiàn)象。

雨衰：電磁波在雨區(qū)中傳播時，會有一部分能量 被吸收或者散射，產(chǎn)生衰減，從而產(chǎn)生通信過程中的雨衰現(xiàn)象。

相關(guān)因素：降雨率、降雨層高度、電磁波的頻率 、極化方式 、接收天線的仰角。

傳輸時延

單跳衛(wèi)星通信線路，由發(fā)送端到接收端的單程傳輸時延為：T=(L1 L2)/C

· L1為上行鏈路電磁波傳輸距離，當(dāng)衛(wèi)星為同步衛(wèi) 星時，最小為35786.6公里，最大為41679.4公里， 一般取40000公里的約值；

· L2為下行鏈路電磁波傳輸距離，取值方法同L1；

· C為電波在自由空間的傳播速度，一般取3×10^8；

– 通常取值：單跳時延一般取0.27s，雙跳取0.54s

3.總結(jié)：以上就是衛(wèi)星通信的基本知識點，其實衛(wèi)星通信比我們想象的復(fù)雜的多，比如說軌道空間，太空看上去很大，但是近地軌道的位置是很有限的，12000顆衛(wèi)星，打上去容易，如何保證不會和其它衛(wèi)星相互干擾？如何保證失敗或壽命到期后不會成為太空垃圾？還有就是頻率問題，如果提供全球覆蓋，意味著要和全球所有國家進行頻率申請，你申請就能給？估計不太可能。衛(wèi)星通信主要的存在價值，還是對現(xiàn)有移動通信網(wǎng)絡(luò)的補充，而非取代。在6G時代，有可能實現(xiàn)衛(wèi)星通信等天地融合全覆蓋，可打造一個集地面通信、衛(wèi)星通信、海洋通信于一體的全連接通信世界，實現(xiàn)全球無縫覆蓋，沙漠、無人區(qū)、海洋等均有望實現(xiàn)信號覆蓋，讓我們拭目以待吧！