摘要:卫星在通信系统方面发挥了巨大的作用,地面的移动通信系统覆盖范围较为狭窄,且会受到地形因素等多方面因素的影响,而卫星通信系统在诸多方面具有不可比拟的优势,例如,卫星通信系统覆盖范围较广,通信费用低廉,不受地理环境以及地形因素的影响,无论是海洋、高原或是盆地都能实现良好的通信效果,满足不同方面的需求。卫星移动通信系统是在卫星系统的基础上,结合移动载体集成了卫星通信的终端,从而实现了载体在移动中不间断通信的特点。基于这项特点,大大扩展了移动卫星通信的使用范围以及使用稳定性。
关键词:卫星移动;通信系统;发展;应用
1卫星移动通信系统
将通信卫星作为中继站实现移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信即为卫星移动通信。卫星移动通信系统是卫星固定通信系统和地面移动通信的二者结合衍生的产物,其中作为中继站的卫星可以是GSO卫星或NGSO卫星。经济和技术的发展使得地球上地面通信网络不断得到完善,但地理条件、经济因素对通信网络的限制依然没有彻底解决,地面蜂窝系统现在没有实现将来也很难实现全球无缝覆盖。中国作为一个国土面积辽阔,地理条件复杂的国家,如今仍有许多偏远地区没有实现地面网络的广泛覆盖。摆脱地域条件、气候条件限制的移动通信手段是人类共同的追求,可以说,卫星移动通信在很大程度上做到了这一点。重大的自然灾害将会对地面网络造成很大的破坏,而卫星移动通信则可以继续工作。卫星移动通信的应用前景是广阔的。但值得一提的是,卫星移动通信系统是地面蜂窝系统的补充,通过卫星波束覆盖地面蜂窝系统没有覆盖到的区域,满足低业务密度的应用环境。卫星移动通信的技术特点如下:
(1)卫星有限的功率与移动站低天线增益之间存在突出的矛盾;
(2)电波传播情况具有较强的复杂性,通信系统的工作环境是非高斯信道;
(3)大量的用户共同分享有限的卫星资源。
将在下文对几个比较重要的卫星移动通信系统进行介绍。
1.1北斗卫星通信系统
北斗卫星通信系统即北斗卫星导航系统,由北斗一号、北斗二号两代系统组成。北斗一号导航系统是中国及周边地区的区域导航系统,能够实现双向通信;北斗二号导航系统则是全球卫星导航系统,被用于定位导航,终端设备不具有发射模块。北斗一号卫星系统是中国自主研发的导航系统,能提供给用户全天候、区域性的卫星导航系统。北斗一号卫星系统在服务区内的主要功能是定位、通信和授时。其中,定位指的是确定用户所处位置,在此基础上为用户或主管部门提供导航信息,此过程具有快速性的特点。标校站覆盖区,北斗一号卫星系统的定位精确度可达20米,在非标校站覆盖区,其定位精度也优于一百米。同时,北斗一号卫星系统可实现用户之间或用户与中心控制系统之间的双向通信,但一次通信内容不能超过120个汉字。此外,北斗一号卫星系统的中心控制系统会定时播发授时信息。随着北斗二号卫星系统的研发及应用,一般情况下,北斗卫星导航系统成为了第二代系统及北斗二号卫星系統的特指。北斗卫星导航系统提供的服务包括开放服务和授权服务,其中开放服务包括全球免费定位、测速、授时。授权服务则指为有高精度、高可靠卫星导航需求的用户提供的上述服务及通信服务、系统完好性信息。
1.2海事卫星通信系统
海事卫星系统由海事卫星组织主导建立,中国是国际海事卫星组织的一个创始成员国。海事卫星通信系统的组成部分包括空间段、网控中心、网络协调站、卫星地球站、卫星终端,其中空间段是指在轨道中运行的海事卫星。海事卫星通信系统的网控中心位于国际海事卫星组织的总部,即英国伦敦,其职责是检测、协调、控制网络内卫星的操作运行,以及监视地球站运行情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆网络协调站有多个,负责职责洋区内的信道控制、分配。地球站,也被称为岸站,其任务则是实现用户与移动站之间的通信,北京国际移动卫星地面站是中国唯——座国际移动卫星系统地面站。卫星终端的作用是提供语音通信服务,其具有多种形式。
1.3铱星卫星通信系统
铱星系统是一个全球移动通信系统,其卫星可覆盖全球,由美国摩托罗拉公司提出设计。与其他通信系统相比铱星系统的突出特点就是利用卫星间的引力实现全球通信。铱星通行系统的优点如下:第一,轨道低、传输速度快、信息耗损小;无需专门的地面接收站;全球无缝隙覆盖。铱星系统由用户单元、卫星星座、系统控制站、关口站组成,能为用户提供电话、寻呼、传真、数据传输等业务。
2卫星移动通信系统的未来发展趋势
2.1多种功能融合发展
卫星移动通信系统主要向人类提供全球范围内的语音通话、数据通信等服务,随着科学技术的发展,未来卫星移动通信系统将集多种功能于一体,实现视频传输、图像传输等功能。除此以外,将卫星导航定位系统与卫星移动通信系统相结合也将成为未来的一个发展趋势,这样在卫星移动通信系统可以便捷的实现卫星导航定位,因此,随着未来科技的进步,未来的卫星移动通信系统势必实现多种功能于一体,融合发展。
2.2天地一体化组网
构架天地网络一体化,促进空间网络与地面网络系统相互沟通以及相互协调是未来通信网络系统的另一大发展趋势,将体制、终端以及用用户等三个层面相互融合。体制融合就是要在全网范围内实现互联互通,各个系统之间实现兼容。终端融合主要体现在实现移动通信与固定通信之间互联互通。应用融合主要是指将各类业务与应用集合打包推向市场,将各个服务平台相融合,为用户提供更加便捷、高效的服务。
3卫星移动通信系统的现代化技术应用
3.1民用领域的现代化技术应用
首先,卫星移动通信系统在民用领域应用较多,它可为全球范围内的人们提供个人通信业务,保证全球通信畅通。同时它可提供抢险救灾与应急救援服务,通过远程通信实现对各种交通工具的有效调度使用,这提高了它在民用领域应用的便捷性。就以我国为例,在某些地区遭遇地震、飓风、洪水、泥石流等破坏性较大的灾难时,地方区域有线网络必然瘫痪,此时就要利用到远程卫星移动通信系统,通过它实现全球卫星网络定位,实现远程无线信息传递、多方位动态图像实时传输、语音沟通以及高清视频会议等。它保证了人类在遭遇大型灾害事故时还能实现全过程、全方位、全时间的应急通信交流。所以纵观全球,卫星移动通信系统已经朝着远程应急通信的发展方向快速发展。
3.2交通领域的现代化技术应用
在交通领域,卫星移动通信系统所发挥的作用更大。例如它针对空中交通的管制作用非常明显,可在地面上就实现对飞机与地面站之间的地对空通信业务,实现航班导航、通信导航以及空中交管调制。目前随着卫星移动通信系统服务范围的扩大,即使航班飞行到荒野、海洋上空依然可实现远程通信联系,通过控制中心的雷达卫星移动通信系统就能随时随地传递航空数据与语音通信数据,切实保证日常航行中对通信机制的有效控制与紧急信息沟通。所以在利用卫星移动通信系统后,空中交通管制工作的整体操作效率有所提高。
4结语
卫星移动通信系统具有极强的机动性与极大的覆盖范围,它的应用可靠性良好且传输效率相当之高。在未来,它的多种功能融合发展必然会将卫星移动通信系统终端服务与导航定位服务项目发展推上新高度。同时在全球范围内,像天地一体化组网网络构建就希望实现空间网络与地面网络的互联互通、互相补充与高效率技术协同,确保卫星移动通信终端遍及全球、造福全人类。
参考文献:
[1]秦红祥.我国卫星移动通信系统发展现状及展望[A].中国通信学会卫星通信委员会、中国宇航学会卫星应用专业委员会.第十三届卫星通信学术年会论文集[C].中国通信学会卫星通信委员会、中国宇航学会卫星应用专业委员会:中国通信学会,2017:3.
[2]黄宝怡.卫星移动通信应用发展研讨会在京举办[J].卫星应用,2016(04):90.
论文作者:杨鹏华,寇琦
论文发表刊物:《防护工程》2019年第5期
论文发表时间:2019/6/5
标签:通信系统论文; 通信论文; 北斗论文; 系统论文; 移动通信论文; 海事论文; 中国论文; 《防护工程》2019年第5期论文;