卫星通信论文综述

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,终将彻底改变地球上的面貌。下面是由我整理的航天技术论文2000字，谢谢你的阅读。

航天技术与信息现代化

摘要介绍了空间信息高速公路的概念、特征,及其对应用卫星的需求,并论述了空间信息高速公路对社会经济发展的巨大推动作用。

经由卫星实况转播这个 短语 是航天技术取得巨大成就的象征,随着卫星通信广播事业的快速发展,这个短语已逐渐被人们省略,而成为日常生活中普遍公认的传播方式。卫星通信用电波把整个世界既快又准确地联系在一起,这种联系一旦中断,经济发展的速度将会大大放慢。

人类社会正进入信息社会,信息已成为世界上最重要的战略资源。信息技术是当代最为活跃的生产力。应用信息技术可提高工农业和服务行业的效益及竞争能力,促进管理和决策的科学化, 推动国民经济各部门逐步转移到新的技术基础上来。大力发展信息产业,加速国民经济信息化,是建立和发展我国社会主义市场经济,保持国民经济持续、快速、健康发展的客观要求。

在信息社会中,航天技术的作用将变得更巨大,进一步丰富其内涵,扩展其外延,最终将彻底改变地球上的面貌。航天技术与计算机的融合,形成了在地球上跨越时间和空间的信息基础结构,它将逐步进入千家万户,从根本上改变人们的生产、生活和相互交往的方式,并加速人类文明和 文化 的传播,增进互相理解和全球意识。因此,加速发展航天技术,从多方面、高效率地利用航天技术, 特别是充分利用空间信息资源,以促进社会生产力的发展,提高人流、物流和能量流的利用率,增进文化交流和人民间的理解和信任,已成为当今世界各国的共识。

一、空间信息高速公路

世上本没有路,路是人走出来的。我国汉朝开辟了经西域通往西方的道路,沟通了我国同西方许多国家在经济和文化方面的联系,被后人称之为“丝绸之路”。1855年德国机械工程师卡尔·本茨发明了世界上第一辆实用的内燃机汽车。当他驾驶这辆木制的三轮汽车,在自己的院子里行走撞到墙上的时候,还没有想到路。7年之后,福特发明了汽车,并于10年后形成产业的时候,人们开始把目光盯在汽车的跑道上,于是1913年柏林西南部出现了世界上第一条高速公路。在此后的数年中,高速公路这种具有魔力的通道,使世界发生了神奇的变化。

信息高速公路作为信息革命的基础设施和通向21世纪的神奇通道,已成为世界各国争夺信息资源,确保竞争优势的筹码。1993年,在美国政府 报告 中,对信息高速公路给出了明确的概念:它是一个能够向用户提供大量信息,由通信网、计算机、数据库,以及日用电子产品组成的完备网络。具体地说,就是在全国范围内,铺设新型光缆作为信息流通的干线,通过光缆和多媒体向全国提供 教育 、科研、卫生、商务、金融、文化娱乐等颇为广泛的服务。

所谓空间信息高速公路,可形象地将它理解为以卫星——光纤为主体,再辅之以 其它 通信手段作为“公路”,并利用集电脑、电话、电报、传真等为一体的多媒体,使信息能够高速传递并可共享的通信网络。这种网络可遍布全国乃至全球。在中国,则将它称之为国家经济信息化基础设施, 其内涵包括4项要素:网络与通信、计算机与信息化设备、信息资源与服务、人与信息化环境。

空间信息高速公路有两个特征:第一个特征是利用通信卫星群和光导纤维网组成混合型全球通信网,实现计算机网络化和信息双向交流;另一个特征就是用多媒体技术普及计算机的使用。卫星通信和数字网络光缆就像高速公路一样,是促进社会经济发展的基础设施。它不仅指地面光缆数字通信网络系统,而且还包括通信卫星、卫星定位和导航、环境和灾害监测信息系统。此外,还应包含社会、经济统计数据库和自然资源数据库系列,以及宏观调控、规划决策和工程设计服务、知识库、逻辑推理人工专家系统。这样就能有效地实现以信息流代替人流、物流与能量流。

在空间信息高速公路中,卫星无线电通信频带宽,极容易实现双向高速率的数据传输和可视电话业务,并且适用于单向多路的电视节目传输,也非常适合于大型跨国企业间的业务联系。由于地面信息高速公路的成本昂贵,需要10～15年甚至更长的时间才能建成,是一个无法在短期内普及服务的巨额投资项目。对于发展中国家来说,空间信息高速公路的建设,可弥补通信基础设施差, 以及区域性通信空缺的不足。

地面信息高速公路的全球化和用户的移动化都十分困难,而空间信息高速公路的全球网络却很容易实现,因此,用它进行全球移动通信,在数率不特别高的情况下,便能实现诸如可视电话之类的双向传输。

空间信息高速公路,更具有能适应现阶段经济发展中所出现的各地区差别悬殊的特点。在中国地广人稀的西部地区,加强卫星远距离教育和电视广播,对于提高西部地区的文化素质,普及科学技术知识,消灭贫困愚昧落后现象无疑有着重大的意义。

因此,空间信息高速公路,一方面利用了光导纤维传送信息量大、信号几乎不失真、速度快而且保密性强的特点;另一方面,又利用了通信卫星的通信方式极其方便、覆盖面十分宽广、特别适合于移动终端和全球个人通信的特点。这两者组合,形成了优势互补,可以认为是最佳的方案。

二、信息社会对应用卫星的需求

1?静止通信卫星网

美国休斯空间通信公司提出了建设全美卫星通信网络的计划。建设投资6?6亿美元,计划发射2颗静止通信卫星,从1998年开始以无线形式向美国用户提供高速双向数据传输和可视电话业务,在美国电信业务中,率先开发频率宽度可根据用户需要而变化的传输业务项目。最近又提出, 到2000年,将美国全国性的卫星通信网络,扩大成全球通信网络,最终发展成全球性空间信息高速公路,设计总投资约32亿美元,由9颗静止通信卫星组成可覆盖全球的通信网络。

2?低轨道卫星群移动通信系统

在通信方面除可利用静止通信卫星网以外,还可利用低轨道上位于不同轨道面的多颗卫星,来转发地面用户的信号。目前全世界已出现了十几种较为有名的方案,有些方案正在付诸实施。例如,美国摩托罗拉公司提出的“铱”卫星系统,由6个极地、近地、近圆轨道面上运行的66颗小型通信卫星组成,每个轨道面均匀分布着11颗卫星。由于这一卫星系统中的卫星轨道距地球表面较低,只有400～500公里,所以无线电信号很强,个人手持式无线电话机很容易获得清晰的信号和语音。“铱”卫星系统的地面设备则由系统控制中心,以及分布在世界各用户国家和地区的关口站和终端设备等组成。又如,美国呼叫公司与其它有关公司创建的全球无线通信网,也称之为全球通信系统。由于以宽带传送,因而能传送电视及高速数据。这一耗资90亿美元的庞大通信网络,将由 840颗低轨道(700公里高度)现代小型通信卫星来覆盖地球95%的地区,它可以双向传输包括电视图象在内的各种信号,以及个人语音通信,具有数据、传真、寻呼和定位功能。该系统的主要特征, 是利用通信卫星群和光纤网实现计算机网络化和信息双向交流,并将成为二次信息革命的主要物质基础与保障。

3?大容量激光卫星通信

激光与普通光源相比,具有很多特殊的性质,譬如激光辐射在“时间”上高度集中,很适合用于快速保密通信。激光辐射在“空间”上高度集中,方向性很强,而且具有高增益,因而用于通信可以传递得非常之远。激光辐射在“波长”上高度集中,因此波长分布范围很窄。激光的相干性、单色性和方向性,使它成为通信的理想载体。在理论上,光的频段宽度达到10?13～10?15赫,这样大的带宽,对每路仅4千赫的电话,可容纳100亿路之多;对带宽为10兆赫的彩色电视,也可同时传输1000万套电视节目而不相互干扰。由此可见,一旦激光卫星通信投入实际应用之后,由于其具有容量大和抗干扰性强等特点,不仅能扩大通信容量,缓和通信频段拥挤的局面,而且可避免洲际通信时的时延现象发生,是实现空间通信和准确快速、保密性强的军事卫星通信的重要途径。卫星激光通信技术无论是在静止轨道上的卫星,还是低轨道的卫星、飞船、航天飞机、空间站,以及深空探测器,都可以利用激光通信技术将它们连接在一起,形成一条无形的光学链路,使信息畅通无阻,因而空间信息高速公路成为名符其实的高速公路。

中国重视信息通信技术的发展,而且已经列入国家计划。面对世界高科技领域的挑战,为加快发展具有中国特色的信息高速公路,而不失时机地推动信息化,中国以“金字”工程为生长点,与卫星通信相结合,逐步形成信息产业。通过“金字”工程的实施,建立国家数据通信基干网和一系列专用网,为发展信息产业奠定基础。根据宏观分析预测,中国目前使用的卫星转发器不到50个,到 2000年中国大约需要145～150个卫星转发器,到2010年,将需要588～837个卫星转发器。

三、空间信息高速公路将推动社会经济发展

随着空间信息高速公路的建成,将使工商企业和整个社会处于一场革命之中,而这场革命的规模和效果是难以预测的。对其发展前景,现初步分析如下:

1?巨大的商业利益

为了建设信息高速公路,美国政府和企业界计划共同投资400多亿美元。根据预测,2010年, 信息高速公路产业所创造的市*2?改变人类生产和生活方式伴随着社会信息化和信息高速公路的建设,人们便能充分利用信息,大大提高物质生产的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改变人类的生活方式,并终将从传统的生产和生活中解放出来。将出现电视电话、可视电话会议、电视购物、电视教学、家庭影视室、家庭图书馆、家庭数据库、在家中办公等等一系列新生事物。随之而来的将会给教育、卫生,保健等部门带来一场革命,无论在何时何地,都可向所有图书馆要求检索所需资料,浏览有关图书;随时随地可通过联机方式,立即获得最好的医疗保健服务和其它社会需求服务,医院遇到疑难病症时,可以向远距离的医学专家请教,以求得正确的诊断和治疗。以美国为例,仅医疗支出这一项,每年可节省1000亿美元。此外,可为能源、交通、环境等问题提供一种新的缓解 方法 。

3?推动高新技术发展

建设空间信息高速公路和国家信息基础结构的计划,将成为发展各种高新技术的驱动力。美国认为,在执行“国家信息基础结构”行动计划中,应优先发展的技术包括:半导体与微电子学、计算机、通信、高速网络、多媒体技术、光电子、高清晰电视、应用软件等。比如计算机,必定要向功能更多、性能更优、速度更快、容量更大、体积更小的方向发展,这就对超高速集成电路,新的计算机体系结构与微电子系统集成技术提出了新的要求。而多媒体技术的发展,将采用大量的专用集成电路,对高速信号处理器、视听信号压缩与解压缩、调制解调器、数据存贮器、图象识别、语音识别等器件提出了新的要求。

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卫星通信中的抗干扰技术【1】

【摘要】数字通信作为当今远程通信的主要手段，是通信的重要组成部分。

卫星通信受环境和自身因素影响，在应用中会受到各种干扰技术影响;尤其是开放性系统，通过透明转发器，很容易被恶意干扰。

因此，在实际工作中，必须深入抗干扰技术，不断增强抗毁性和抗干扰能力。

本文结合我国卫星通信中的抗干扰技术，对卫星通信可能遭受的干扰以及常用的抗干扰技术进行了简要的探究和阐述。

【关键词】卫星通信抗干扰扩频技术军事处理

在军事应用中，卫星通信由于传输质量好、覆盖领域广、配置快速、建网便利、通信投资和通信距离没有太大联系、到达点不被地理条件影响等特点，具有良好的实用价值。

它不仅解决了大容量、宽频带、高速率的处理，在传输和交换过程中，还能为战时需求提供抗干扰、保密的通信保障和指挥，具有良好的抗干扰能力。

一、卫星通信可能遭受的干扰

在卫星通信中，上行链路可能承受的干扰源主要有：车载、固定式干扰机、舰载移动、机载干扰与干扰卫星等，而机载式、干扰卫星、伞挂式、飞航式干扰机就会对下行链路造成干扰。

当下行链路被干扰时，相对于卫星转发器的干扰源，虽然在距离和功率上有很大的优势，但是在信号辐射与覆盖面积上仍然存在很大局限。

在无线通信系统中，根据干扰类型，有多种分类方法。

根据形成方式可以分成搅拌式、压制式干扰;根据引导方式又可以分成：定频守候、重点搜索、连续搜索、跳频跟踪、扩频跟踪与转发式干扰;根据频谱形式又可以分成：阻塞、部分频带、扫频式干扰等;根据发射控制又可以分成：自动和人工干扰等。

随着科学技术的快速发展，国外有源抗干扰技术已经在到20GHz之间，甚至更高，干扰功率已经上百千瓦，峰值功率可以在106W级之上，并且还可以生成多种形式的干扰。

二、卫星通信中的抗干扰技术

1、天线抗干扰技术

由于卫星通信分布在不同的空间、地域，极容易受到各种因素干扰，所以必须实现卫星覆盖的灵活优化，让接收天线能最大限度的接收信号。

天线抗干扰技术作为卫星通信最常用的措施，主要包括：自适应凋零、多波束与智能天线技术。

MBA(多波束)天线可以根据战场变化发射天线指向，让波束波及领域随着用户变化而变化，也可以恰当选择卫星天线波束增强系统抗干扰能力。

经过过年的研究历程，多波束天线主要有：反射式、透射式与直接辐射MBA。

自适应凋零天线，在敌我双方频率、幅度、空间范围不同的基础上，通过自适应加权的方式，优化、控制天线阵方向图;通过在干扰源产生深度凋零，减少信号干扰，让凋零深度达到25dB到30dB的范围。

星载智能天线是在自适应天线的基础上，在信号入口处控制干扰。

它的基本思想是天线阵能产生多个子波束覆盖地面，并且每个子波束都能自动调整零点和指向，让其始终处于最佳状态。

从国外应用现状来看，直接辐射相控阵已经广泛应用到卫星天线中，而高频通道和天线单元数目要比透射式和反射式多，所以透射式和反射式称为了MBA的最佳选择。

2、扩频抗干扰技术

从无线通信的角度来看，无线阵列与扩频相结合的技术，基本上能满足抗干扰要求。

但是从卫星通信来说，扩频技术在抗干扰中拥有更为重要的作用，由于和用户干扰对应的位置没有太大关联，所以更具有顽健性。

目前，扩频技术已经成为卫星通信中最基本的抗干扰技术，主要包括跳频和序列扩频技术和组合形式。

使用直接性序列扩频，能让接收端在接扩后成为窄带信号，原来频带相对较窄的部分变成宽带信号，当大部分能量滤除时，不断增强信干比。

DS直接序列扩频由于提出较早，理论相对成熟并且容易实现，因此在卫星通信抗干扰技术中被广泛应用。

跳频在卫星通信中使用了载波频率，由于载频会花费大量时间，所以在突发性传输中具有很大的抗干扰能力。

在扩频相对较宽的部分，直接序列没有跳频实用。

跳频/直扩混合扩频技术在直接性序列扩频的条件下，添加了载波跳变的功能，由于具有FH与DS的双重功能，所以更能持久有效的进行抗干扰。

三、结束语

卫星通信中的抗干扰技术作为一项系统复杂的技术，对社会发展与科技进步具有重要作用。

因此，在实际工作中，必须根据卫星通信中可能存在的干扰和实际情况，探索多种通信体制，提高组网灵活性与应用成果。

参考文献

[1]谷春燕，陈新富，易克初等.卫星通信抗干扰技术的发展趋势[J].系统工程与电子技术，2004，26(12)：1793-1797

[2]柴焱杰，孙继银，李琳琳等.卫星通信抗干扰技术综述[J].现代防御技术，2011，39(3)：113-117

[3]王甲琛，王凡.卫星通信抗干扰技术的发展与扩频技术[J].硅谷，2010，(5)：8，119

卫星通信中的干扰及处理措施【2】

【摘要】 目前，我国卫星通信技术得到了飞速发展，然而在卫星通信过程中常常会存在各种各样的干扰，影响了卫星通信信号的正常传输。

本文针对卫星通信中的常见干扰进行分析，得出了相应的处理措施，对卫星通信技术的'未来发展趋势有一定的指导意义。

【关键词】 卫星通信 干扰 处理措施 趋势

一、前言

卫星通信系统是一个开放式的系统，然而在卫星通信中的干扰有自然原因也有一定的人为原因，本文对卫星通信中的常见干扰的原因进行了探讨，旨在通过分析探讨把造成卫星通信干扰的因素尽可能的降低或者避免。

二、卫星通信中的常见的干扰及其处理措施

(1)地面干扰。

地球站设备的杂波干扰。

产生干扰的原因包括：设备杂散指标不合格，工作载波中带有杂波或谐波;调制器、上变频器输出电平过高，或者“功放”工作非线性，出现频谱扩散;上变频器、功放的工作点设置不当，造成载波噪声。

处理措施：处理好这类干扰需要严格做好设备的人网验证测试，确保杂波功率限制在规定的范围之内;认真研究设备的使用操作说明，正确设置设备的工作点、调整或更换设备，对设备进行合理匹配组合，消除超标杂波;严格按照入网测试时标定的功率电平工作，定期进行各环节测试;设备更新时先通电经测试确认指标合格再投人使用。

(2)电磁干扰。

由于地面存在着大量的微波、雷达、无线电视、调频广播、寻呼业务、工业电噪声等，这些干扰源串入用户站，通过上行链路发射上星造成上行干扰或串人下行链路造成接收干扰;用户站设备接地不良，接地电阻过高;电缆屏蔽性能差，电缆插头接地不良;链路电平配置不合理。

处理措施：所有的卫星地球站在选址时都已经进行过环境电磁测试，都应该符合建站要求，但随着社会的发展，城市建设的扩张，一些原来处于市郊、电磁环境比较好的地球站受到干扰会越来越多。

对于接收用户站来说，所处的环境更是复杂多样，受到电磁干扰随处可见。

在日常工作中应经常检查所有设备接地是否可靠、机房总接地电阻满足设备要求、站内连接室内外设备的电缆必须具有良好的屏蔽性能，应采用双屏蔽电缆，接头连接良好;发现干扰及时分析判断，查出干扰来源点，缩小查找范围;采取简易可行、不影响业务的测试方法和措施排除干扰。

我们曾对几个反映广东卫视节目接收不好的地方进行过实地测试，发现这些地方都是由于附近都有相近频率微波干扰所致。

因此，有条件的站应定期对自己周围环境进行测试，特别是对自己所用的频率范围，如C波段上行6GHz、下行4GHz左右，1GHz左右，70MHz中频等频率进行重点监测。

(3)日凌干扰。

每年的春分和秋分前后，当卫星处于太阳和地球之间时，地球站天线在对准卫星的同时也会对准太阳。

此时太阳的强烈辐射噪声会使正常的卫星通信接收受到影响，即为日凌干扰。

严重的可能会导致中断，通常称为日凌中断。

处理措施：对于日凌干扰，目前尚无有效的方法来避免，一般卫星运营商的业务监测部门都会把各地的日凌时间表发送给用户或者放在网站上，以便用户提前做好准备。

(4)互调干扰。

一般存在于上行站处于多载波工作状态时，由于功放容量储备不足，回退不够，三阶互调分量超过规定;或上行发射功率超标，使卫星转发器被推至非线性工作区，导致下行时互调特性恶化。

处理措施：严格配合卫星入网验证测试，确保上行时三阶互调抑制比满足要求;确保各载波在调制器、上变频输出、功放输入电平严格相等并在功放的线性工作区，加强上行载波监视。

(5)相邻信道干扰。

用户载波频率分配与相邻信号的频带出现重叠，没有足够的保护带宽;用户载波频谱特性不符合要求，噪底过高或出现副瓣。

在入网测试时必须保证上行载波频谱在分配频带范围之内，并确保载波的调制特性符合卫星公司的技术要求。

处理措施：在多载波同一转发器使用时也会出现交调干扰，为避免交调干扰，转发器必须工作在足够的回退点。

现在我们国内大多数省台上星节目都是几个节目共用一个转发器，因此同一转发器用户相互之间也应该加强沟通，互相监测，不要随意加大上行功率，以保证转发器工作在线性。

(6)设备故障干扰。

设备故障所引起的干扰是卫星通信最常见的干扰之一，主要分为卫星故障和地面设备故障两大类，而地面设备故障又分很多种情况。

①卫星故障干扰。

卫星故障指的是通信卫星的整星或者某转发器失效或者故障。

由于卫星处在恶劣的太空环境，受太阳风暴等宇宙高能粒子“轰击”，卫星的控制器件可能会误操作或者损坏，卫星的姿态也可能受到影响。

虽然现代通信卫星大多关键器件都有备份且可以及时切换，但是仍可能有很多意想不到的情况。

出现了这种情况，如果是整星故障且不能恢复，就只能转星。

如果只是涉及到某个转发器，可以采取换转发器的方法。

②地面设备故障干扰。

由于地球站的中频电缆接头松脱、虚接、电缆破裂等原因，使中频电缆的收发隔离不好，将接收到的中频信号通过上行中频电缆又重新转发到卫星上，从而对其他用户产生干扰。

这些干扰在地球站接收频段内的信号很弱时，加上地球站的收发有一定的隔离，通常不会在卫星频谱上显示出来，也就不会对其他用户构成干扰。

但是当卫星上有某个用户功率较大时，中频收发隔离不好的地球站就会把这个载波二次转发上来。

处理措施：要避免中频转发干扰就要找到它。

假定转发器带宽为常见的36MHz，经地球站的ODU或者下变频器，只有ODU或者下变频器设定频率+20～30MHz的载波能够进入中频电缆，即使中频上行频率没有设在70MHz，也只能影响到相邻的转发器。

所以查找的目标应该首先考虑本转发器，其次是相邻的转发器。

查找的方法是让用户将上行功放电源关闭，看本转发器上单载波旁边的转发干扰是否消失。

消失了，可以再反复关开几次进行验证。

仍然存在，就可以继续查找其他用户。

注意，有时候一个转发器上会同时有几个转发干扰存在，特别是存在VSAT用户的时候。

找到产生干扰的用户以后，应该让该用户检查收发中频电缆，必要时应该更换，直到彻底解决问题。

三、卫星通信系统未来的发展趋势

随着卫星通信技术的发展，卫星通信的使用范围越来越广，服务水平也越来越高，虽然卫星通信在发展的过程中遇到了不小的困难，遭受了很大挫折，但是卫星通信的前景依然让人看好。

卫星通信的发展与一个国家的经济、国防发展密切相关，未来卫星通信将沿着数字化、网络化、以及信息化这“三化”方向前进，针对卫星通信的未来发展趋势而言，我们应该在现有的基础上提高频段频谱的利用率，同时将IP与ATM技术相结合去建立卫星宽带综合业务数字通信网――国家信息高速公路;要进一步去实现建立小型化、智能化、经济化未来的卫星通信网，实现移动用户间可以利用卫星进行通信。

而不再需要基站;如果将卫星与Internet网络相连，实现卫星互联网技术，这样就可以利用宽带卫星进行双向传输，并且下载和地面网络反馈的速度也得到了大幅提升，同时也大大减轻了频谱拥挤现象以及抗干扰能力。

四、结束语

综上所述，卫星通信系统受到的干扰是多种多样的，是各种因素共同作用的结果。

目前的研究技术对这些存在的干扰只能采取一定的防治措施，并不能完全避免和解除，通过采取相应的处理措施尽可能的保障卫星通信的正常畅通。

参 考 文 献

[1] 王仲民. 卫星通信技术的新发展[J]. 通信学报，2011，27(8)

[2] 鲁春丛. 中国卫星通信发展战略若干问题研究[J]. 电信科学，2012(12)

[3] 丁龙刚. 卫星通信技术[M]. 北京：机械工业出版社，2012