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。
1卫星通信系统概述
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。
2卫星通信系统的发展
2.1卫星通信系统的发展现状
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。
2.2卫星通信系统的发展趋势
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。
3卫星通信系统的关键技术分析
3.1数据压缩技术
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。
3.2智能卫星天线技术
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重的突发错误，这就需要通过智能天线的多波束来覆盖到更广的区域。例如，卫星通信系统可以在平时采用多波束快速跳变系统；在需要完成跟踪和同频复用的低轨道系统中采用蜂窝式天线；在星上和同步轨道系统中采用相控阵列天线。由此可以看出智能卫星天线技术的开发非常重要。
3.3卫星激光通信技术
卫星激光通信技术的优势有以下几点：卫星通信采用激光可以使卫星的通信量和保密性提高；大气层外，由于没有大气的干扰，使得通信更加的准确，也使误码率降低了；运用激光可以使数据的传输速率提升，保证系统的可靠性；同时卫星通信也互不干扰，最主要的是，采用激光通信可以大幅度地降低延时，使信息能够得到及时传输。激光技术在卫星通信中的应用前景很好，对通信行业的发展有着不可替代的作用。
3.4信道纠错编码技术
在卫星通信过程中，出现错误是在所难免的，ATM信元中，位于ATM信头的最后一个字节是信头差错控制，其作用主要是通过检测和纠正单比特错误以及检测是否存在多比特，来保护ATM信头。出现信元丢失或信元误差问题的主要原因是信头差错控制在多比特发生错误时没有起到作用。因此提出了利用交织技术降低信元丢失率和错误检测不出的概率，从而对ATM信头起到保护作用，并且改善信息的传输质量。针对不同的业务需求来进行不同的编码，可以增强整个系统的灵活性。
3.5多址接入技术
ATM/TDMA多址接入技术具有信息传输角度好、网络应用灵活性高等特点，但是TDMA方式对速率和发射功率的要求较高，从而使解调器的实现难度增加，也使载波功率与噪声功率密度的比值要求增高。为了解决此问题，MF-TDMA多址接入技术被专家提出，此技术结合了FDMA和TDMA，这样可以降低每个TDMA链路的接入速率和调制解调器的工作速率，从而减弱对上行链路的值的要求，也降低用户终端的发送能力要求。
结束语
总而言之，随着卫星技术的发展，卫星通信系统的应用将会越来越广泛，其功能也将越来越完善。虽然目前卫星通信系统还存在着诸多问题，但是相信未来它会发展的很好。现阶段，对于卫星通信系统的关键技术还需要不断地优化和完善，从而让卫星通信系统为人们的生活提供更多的便捷。
参考文献
[1]蔡宗元.卫星通信系统的发展及其关键技术[J].新媒体研究,2015,1(09):16-17.
[2]罗文.卫星通信系统的发展及其关键技术[J].信息通信,2013,(01):157-15.
论文作者:叶洋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2017/12/28
标签：卫星通信系统论文; 卫星通信论文; 通信论文; 地面站论文; 技术论文; 地面论文; 关键技术论文; 《基层建设》2017年第27期论文;