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卫星通信系统的发展及其关键技术探析

摘要：现如今，卫星通信系统已经实现了对地球表面的全方位覆盖，卫星通信

系统中的关键技术也在不断发展，使我国的通信技术更进一步。本文概述了卫星

通信系统的特点，对卫星通信系统的发展现状以及发展趋势做出了分析，并介绍

了卫星通信系统中的关键技术，以期能够为读者提供参考，促进我国卫星通信系

统的发展。

关键词：卫星通信系统；发展；关键技术

引言

全球信息化进程不断加快，人们对信息的需求也越来越多样化和复杂化，通

信已经进入了一个高速、大容量、多业务、可移动、多媒体的时代。在无线通信

方式中，卫星通信最为特殊，卫星通信是一种以无线电微波通信系统为基础的新

型通信技术。卫星通信系统具有多种优点，同时也有一些缺点，但在当今通信新

技术的激烈竞争中，卫星通信也具有很强的竞争力。

卫星通信系统概述1

卫星通信系统也是一种微波通信，它将卫星作为中继站来转发微波信号，在

多个地面站之间进行通信。卫星通信的主要目的是实现对地面的无缝隙覆盖，卫

星在距离地面很远的轨道上进行工作，因此与一般的移动通信系统相比，卫星通

信系统的覆盖范围非常广。卫星通信系统主要由三部分组成，分别为卫星端、地

面端和用户端。其中，卫星端起到了中继站的作用，可以获取地面站发送的电磁

波，将其放大之后再返送回另一个地面站。卫星星体包括星载设备和卫星母体两

大子系统；地面端是卫星系统和地面公众网的接口，地面用户可以通过地面站出

入卫星系统形成链路，地面站还包括地面卫星控制中心，及其跟踪、遥测和指令

站；用户端是指各种用户终端。卫星通信系统结构如下图所示：

卫星通信系统的特点主要有以下几点：第一，覆盖范围广。因为卫星工作在

距地面很远的轨道上，其覆盖范围比一般的通信系统都广；第二，工作频带宽；

第三，通信质量好。卫星通信中电磁波主要在大气层以外传播，电波传播非常稳

定。虽然在大气层内的传播会受到天气的影响，但仍然是一种可靠性很高的通信

系统；第四，网络建设速度快、成本低。卫星通信系统除了地面站的建设外，没

有其他的地面施工，而且其运行维护费用也低；第五，信号传输时延大；第六，

控制较为复杂。卫星通信系统中所有链路都为无线链路，卫星的位置也在不断地

变化，因此其控制系统也较为复杂，其中有星间协商和地面集中控制两种控制方

式。

卫星通信系统的发展2

卫星通信系统的发展现状2.1

第一，成本和需求之间的矛盾。现在的通信方式中宽带互联网和移动通信应

用较为广泛。与宽带互联网相比，卫星通信不及光纤宽带便利迅捷，与移动通信

相比，其不及地面蜂窝移动系统的性价比。在移动的长途通信费大幅下降的情况

下，卫星长途通信的转发器费用却没有任何变化，大大提高了卫星通信系统的运

行成本。这种成本高需求低的矛盾是卫星通信系统面临的最大问题；第二，宽带

IP的传输问题。目前的宽带IP卫星系统基本上采用的都是ATM的传输技术，此

技术虽然支持卫星通信系统的相关指标要求，但是实现起来较为困难；第三，数

据传递的速度和效率问题。传递信息的快捷方式是信息时代最为需要的，卫星通

信的用户不断增加，传统的传递方式是建立在频分复用和码分复用技术的基础上，

这种方式已经不能满足用户的需求。虽然随后又研发出了分组交换技术，但是还

是存在长距离传输延时的问题，这需要更加有效的技术和措施来降低传输延时对

实时数据的影响。

卫星通信系统的发展趋势2.2

第一，地区同步轨道通信卫星向多波束、大容量、智能化发展；第二，低轨

卫星群与蜂窝通信技术相结合，实现全球个人通信；第三，小型卫星通信地面站

将被广泛的应用；第四，可以通过卫星通信系统承载数字视频直播和数字音频广

播；第五，卫星通信系统将与IP技术相结合，从而提供多媒体通信和因特网接入；

第六，微小卫星和纳卫星将在数据存储转发通信以及星间组网通信中广泛应用。

卫星通信系统的3关键技术分析

数据3.1压缩技术

数据压缩技术具有节约传输时间和存储空间、提高通信的便捷性和频带利用

率的作用。此技术在处理数据的专业领域里发展得很成熟，不管是静态的数据压

缩还是动态的数据压缩都可以为卫星通信系统在时间、频带和能量上带来相对较

高的传输效率。

智能卫星3.2天线技术

对于通信系统来说，要成功传输多媒体信息，其带宽必须在2500MHz或以上。

卫星ATM网络会因为降雨等天气因素和地面吸收电磁波等客观因素的影响产生严