卫星技术探讨

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1、卫星技术探讨摘要文中主要论述了卫星在广播及通信领域的重要地位和作用；通过摩托罗拉的铱星计划来分析卫星通讯与地面通讯进行对比分析技术特点、市场使用情况、各自优缺点及发展前景，以及现在通讯系统研究的四维法，仔细介绍了卫星通讯的优势，缺点，失败的原因，并通过铱星计划的失败汲取教训，探讨卫星数字广播所采用的关键技术、系统组成及发展方向；僬侥介绍了广播电视通讯系统，数字通讯的发展，以及通信的前景。随着世界经济与社会生活的发展，人类对通信的需求也呈现日益增强的势头.在这种需求中，移动通信越来越具有不可替代的使用价值。而在移动通信的发展中，卫星移动

2、通讯系统也在不断增强着其竞争力.毫无疑问，随着通信科技的发展，在移动通信的市场中，必将出现卫星移动通讯系统,地面移动通信系统和最近问世的同温层平台移动通信系统(HAPS)三分天下的局面。　　卫星移动通信过去一直是由GEO（地球静止轨道）实现的.其业务主要由INMAR-SAT(国际移动卫星组织，原国际海事卫星组织)所经营和提供。由于人们对移动通信的要求越来越高，基于GEO的INMARSAT全球移动卫星通讯系统也越来越不适应竞争的要求，并且明显地暴露出它的以下缺陷：　　终端笨重：不能提供基于手持机实现的个人移动通信业务；　　价格昂贵：仅用

3、户语音终端就达3000至数万美元不等.而空间段费用也达每分钟3～7美元；　　容量不足：最新的第三代INMARSAT全球移动卫星通信系统，一个大点波束内仅可提供300～400路话音信道；　　频谱利用率低；通信时延大，回声抑制费用高。以铱星通讯分析　　铱星系统于1996年开始试验发射，计划1998年投入业务，总投资为34亿美元。设计使用寿命为5年.　　铱星系统提供的用户业务有：移动电话(手机),寻呼和数据。  铱星系统已突破了星间链路等关键技术问题，系统基本结构与规程已初步建成，系统研究发展的各个方面都取得了重要进展.全世界几十家公司都参

4、与了其计划的实施，这些情况表明，从技术角度看铱星计划的确立，运筹和实施是成功的。　　电信系统设计的四维空间概念性能维：分为基本性能维和使用性能维。前者是目的系统之特征性能.而后者则是所有人工系统的通用性能。它包括可靠性，安全性和维护性等；　　经济成本维：是目的系统的一个重要约束条件。它直接影响目的系统在性能维等其它三维的可行性.它包括研制成本，生产成本和使用成本等；　　时间维：是指目的系统的整个研究开发，以及进入市场竞争的时间限制等；发展维：是指给目的系统留下的发展空间。包括生存容限和系统发展指标等.性能维：在性能维，铱星系统在卫星通

5、信和移动通信两方面的发展中，实现了大跨度的间断。其主要间断点如下：　　--采用LEO卫星作中继平台，使地面接收终端的体积比GEO卫星通信系统的地面接收终端的体积小，从而为手机通信的实现成为可能；　　--采用多波束技术(每颗星48个点波束),实现了极高的频分复用率，因而大大提高了系统的通信容量.而在相同面积的区域内，铱星系统可提供的话音信道是GEO卫星通信系统的2倍；　　--采用极地轨道，实现了GEO系统所未能做到的极地地区的通信覆盖；　　--采用LEO,使卫星--用户链路的长度，较GEO系统大幅度降低(约降低75%).使每一跳的信号传

6、输时延大大降低，提高了话音通信的舒适性；--采用星际链路，实现了单跳全球通，免除了诸如GEO系统多跳通信给用户带来的长时延，大回声烦恼。经济成本维　　在经济成本维中，铱星系统的研究发展和生产成本，比传统卫星通信系统，具有大幅度降低。其34亿美元的总投资额，与具有相似功能的美军MILSTAR(军事星)卫星通信系统缩减后的160亿美元投资额相比，只是后者的五分之一.因此，铱星系统的研制生产经济性较以往的卫星通信系统有大幅度提高。而从使用成本看，铱星系统的经济性更具有明显优势.它用手机作为地球终端的个人移动通信，使用户付出的购机成本降至目前

7、卫星通信地球终端的最低限，约为500美元(而INMARSAT-III终端约需3000～5000美元).而它的较大的通信容量，又使得其单路运行成本大幅度下降,其租金降至0.65美元/分钟(INMARSAT各类终端线路租用费为3-7美元/分钟).时间维铱星卫星移动通信系统计划是1990年提出的。并于1996年开始试验发射，1998年开始投入业务运营.在铱星系统研制期间，正是世界范围内移动通信市场蓬勃发展之时。而GEO卫星移动通信系统，地面移动通信系统和刚刚问世的同温层平台移动通信系统都不能满足目前大量增加的移动通信需求.因此，移动通信市场

8、正潜藏着大量机会。铱星系统在这时捷足先登，投入运营，可谓正是时候.目前，所有其它LEO多星卫星通信系统的研究发展时间都晚于铱星系统。它们大多要到2000年以后，才能投入使用.因此，在时间维上铱星系统也具有极大的竞争优势。