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1、通信卫星有效载荷发展动向及建议汪一飞(西安空问无线电技术研究所,西安710000)V2f卫星通信以其通信距离远,费用与距离无关,覆盖面积太,不受地理条件限制,传输容量太,可传递多种业务,进行多址通信,通信线路稳定可靠,通信质量高,以及可为固定终端,移动终端和个人提供通信等许多特点而成为当代通信的一个重要手段.近十年来,卫星通信面临光纤通信的激烈竞争.但由于人们对通信需求不断增长,特别是在希望实现全球个人通信这一人类通信的理想目标的推动下,卫星通信仍在迅速发展.其主要发展方向是VSAT通信,移动通信,电视直播,竟带数字通信.1997年已认定的
2、通信卫星数目超过1500颗.目前有250多颗卫星,3200个转发器在轨工作.在200多个国家中,有800多个VSAT网在运行.不久将有十几个系统,几百多颗卫星为移动用户提供服务.随着卫星通信发展由技术推动转向需求推动,市场需求的影响越来越太.以国际通信卫星系统为例,为适应出租国内业务及太容量专用网通信的需要,国际通信卫星一7号的规模,质量,转发器数量都小于国际通信卫星一6号,但其E1RP增大了.同样,为适应亚太地区的需要,国际通信卫星一8减少了Ku频段的转发器数量,增加了C频段转发器数量,并加大了E1RP,见表1.下面简述一下卫星通信几个热
3、点发展情况及对卫星有效载荷技术提出的要求.1VSAT通信随着卫星通信重点转向专用卫星通信网和稀路由卫星通信,小型卫星地球站(VSAT)异军突起,成为当前卫星通信一个重要分支.与传统卫星通信网相比,VSAT有下列特点:面向用户而不是面向网络;天线口径小,一般分为2.4m,甚至可达O5m;安装方便,可安装在离用户非常近的地方,如屋顶,阳台等;低功率发射,一般为几瓦{VSAT站多,且多数站业务量小;一般用作专用网,而传统的卫星通信网多用作公用网}传输速率一般为低速和中速.为适应VSAT卫星通信网的发展,卫星有效载荷趋向采用下列技术t?采用多波束技
4、术,以提高卫星E1RP和G/T值,从而降低对VSAT的E1RP和G/T值的要求.'@黯期1】-042空间电子技术1998年第3期?采用星上处理和交换技术,使卫星成为一个交换节点,改善VSAT同的连接能力;?增大卫星功率电平和采用干扰抑制技术,改善VSAT阿性能.?提高星上信令能力,把VSAT网控中一部分功能转移到卫星上面,从而缩短VSAT通信的呼叫建立时间.袁1国际通信卫星一6号国际通信卫星一7号国际通信卫星一8号C频段丰球波束数222转炭器数l210l2E1RP(dBW)313334.5区域波束数444转发器数201020EIRP(dBW
5、)313334.5垒球洼束数222转发器数666EIRP26.52929Ku额段点波束数232转发器数10106E『RP(dBW)4445442卫星移动通信卫星移动通信在某种意义上是移动的VSAT通信系统.最早为大众服务的移动卫星系统是同步轨道卫星移动通信系统.其主要代表者是INMARSAT系统.1997年7月,第三代lNMARSAT系统的4颗星全部发射并投^使用,是目前唯一可提供全球海,陆,空卫星移动通信的系统.INMARSAT一3星上采用先进的多波束天线系统和馈电网络,有5个可重组的点波束和一个全球波束,～个8x8输出网络可对输出功率按
6、需要动态分配,采用中频处理器进行星上处理低轨道移动通信系统具有低时延和低传输损耗等优点,易于实现手机个人通信8O年代后期出现了研制发展中低轨道全球移动通信卫星星座的热潮目前国外已有十几个低中轨道移动卫星通信系统方案已在开始实施的系统有铱系统和全球星系统,即将开始实施的还有lCO系统等铱系统将于今年下半年投人使用,该系统采用星上交换和星问链路以及多点波束的相控阵技术,是目前唯一能在全球范围内实现移动用户直达通信服务的系统星间链路采用Ka频1998年第3期汪一飞:通信卫星有效载荷发展动向及建议3段,移动链路工作在I频段,信关地球站与卫星间的链路
7、也采用Ka频段.全球星系统由于投有星上处理功能和星间链路,为移动用户所提供的通信业务需经信关地球站转接,不能提供移动用户问的直达业务.星上采用多波束技术,全球星系统采用码分多址技术.在卫星之间采用软切换,即用户与一颗卫星保持通信的同时,可用同一信道与相邻的另一个卫星相连接,当前一颗卫星离去消失时,后一颗卫星就可接替它.区域移动通信可采用同步轨道移动卫星系统,正在使用的有北美的MAST系统,澳大利亚的MOBII.ESAT系统等它们的缺点是不能支持手机通信.为适应手机移动通信,休斯公司为我国,新加坡等国研制的亚太移动通信卫星(APMT)是这方面
8、的代表.星上I频段天线直径1225m(收发台一),利用数字波束技术,形成245个点波束覆盖整个覆盖区,每个波束地面覆盖直径400km.采用星上数字交换处理技术可支持2000~30
