田有朋 李紅超 中國人民解放軍31032 部隊

衛(wèi)星通信具有覆蓋區(qū)域大，通信距離遠、頻帶寬、容量大，信道質量好、傳輸性能穩(wěn)定等諸多優(yōu)勢特點，不僅在軍事領域具有強的應用優(yōu)勢，對人類生產(chǎn)、生活的其它領域也具有巨大的應用價值。本文基于衛(wèi)星通訊的特點及重要作用，就其發(fā)展現(xiàn)狀和前景進行一些探討。

1 衛(wèi)星通信相關技術發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 調制解調技術

QPSK、OQPSK 等是衛(wèi)星通信中最常用的調制方式，近年來，高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笸苿恿烁唠A調制方式的研究與應用，其中APSK調制在衛(wèi)星電視廣播及衛(wèi)星寬帶移動通信中具有良好的應用前景。

格形編碼調制-TCM 將信道編碼與調制整合在一起，在不降低頻帶及功率效率的情況下，能夠獲得良好的編碼增益，在原理上是一種很好的體制，但其譯碼復雜度較高且不便于再級聯(lián)外碼以進一步降低誤碼率，因此應用并不廣泛。多載波調制方式OFDM 由于其抗多徑衰落能力強而在地面蜂窩網(wǎng)移動通信中成為重要的調制技術，目前，OFDM 已經(jīng)成功應用于在衛(wèi)星與地面基站相結合的移動數(shù)字電視廣播系統(tǒng)中并已形成相關標準。

1.2 糾錯編碼技術

BER 即信息傳輸?shù)恼`比特率，各類通信業(yè)務對此都有最高限度要求。在數(shù)據(jù)傳輸和解調后達到最高誤比特率限度要求需要很高的鏈路信噪比，對發(fā)射功率會存在很大浪費。采用糾錯編碼技術與調制結合，只須損失極小的頻帶效率就可以使數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)恼`比特率降低若干數(shù)量級，獲得良好的編碼增益。并行級聯(lián)形式的Turbo 碼和低密度奇偶效驗碼LDPC 是目前最為先進的兩種信道編碼算法。這種信道編碼算法的突出特點是結合了比特交織技術，能有效地糾正突發(fā)錯誤且譯碼門限比卷積碼更低，能在較高的碼率下獲得較大的編碼增益。

1.3 擴頻通信技術

擴頻通信是為克服衛(wèi)星通信信道開放特性所導致的隱蔽性差、抗干擾能力弱等缺點而產(chǎn)生的一種技術。因此該技術主要應用于隱蔽通信和軍事抗干擾通信?；贒SSS 利用GEO 衛(wèi)星透明轉發(fā)器可構成隱蔽性很強的重疊通信系統(tǒng)，將功率譜密度極低的DSSS 信號重疊在其他正在進行通信的強信號之上進行較低比特率的通信，則信號具有高度的隱蔽性。跳頻（FH）比DSSS 更容易將信號頻譜擴展到更寬的頻率范圍，可獲得更高的處理增益。只要跳頻范圍足夠寬、跳速足夠快，再配合衛(wèi)星多波束天線技術從空間躲避可能的干擾，通信的安全性就有充分的保障。

1.4 多址復用技術

無線通信的4 種基本多址方式為頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)、碼分多址(CDMA)和隨機競爭多址(Aloha)，其中Aloha常常用于多址接入的呼叫申請。多址方式對應的復用方式為FDM、TDM、CDM 及其組合也常常伴隨著相應的多址方式出現(xiàn)。FDMA 因其實現(xiàn)簡單而最早在衛(wèi)星通信中得到廣泛應用，而將FDMA 與TDMA 相結合，形成多頻TDMA 即MF-TDMA，則是擴大用戶容量的一條有效途徑。MF-TDMA 既適于基于透明轉發(fā)器構成的系統(tǒng)，也適于有星上處理的系統(tǒng)，因此將有長足的發(fā)展和應用。

1.5 空間激光通信技術

空間激光通信技術是指用激光束作為信息載體在自由空間進行通信，既可作為衛(wèi)星間的高速傳輸鏈路，也可作為衛(wèi)星與地面站之間的通信鏈路。空間激光通信的主要優(yōu)點是：通信容量大、功耗低、可靠性高、保密性好、發(fā)射機體積小和質量輕。美國在新一代的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中均采用了星間激光通信鏈路來提高系統(tǒng)的性能；我國空間激光通信研究已在地面和海上進行過成功實驗，用于衛(wèi)星鏈路的研究正在進行。

2 衛(wèi)星通信的應用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

衛(wèi)星通信的應用主要還是在軍事領域。由于衛(wèi)星通信所具有的特點及獨特優(yōu)勢，其在軍事領域的應用受到了廣泛的關注，尤其是隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭信息化程度的不斷提升，軍用通信衛(wèi)星正成為現(xiàn)代軍事領域的戰(zhàn)略制高點。目前，美國、英國、法國等國家均擁有較為成熟的軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)，如美國國防衛(wèi)星通信系統(tǒng)DSCS 以及WGS；英國的新一代軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)Skynet-5；法軍的新一代通信衛(wèi)星系統(tǒng)的Syracuse-3 等。

衛(wèi)星通信在國外一些發(fā)達國家早已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，衛(wèi)星通信的產(chǎn)業(yè)鏈十分完善。我國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要還是由國有資本組織運作，基本是由軍用衛(wèi)星通信發(fā)展所帶動。就目前來說，我國在衛(wèi)星通信領域的發(fā)展尚存在一些技術短板，所擁有的核心專利也比較少，這使得我國衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)在國際競爭中處于不利地位，尤其是在民用衛(wèi)星通信領域，市場基本被國外公司所占據(jù)。

3 衛(wèi)星通信的前景展望

地面移動蜂窩網(wǎng)絡的快速發(fā)展，使得衛(wèi)星通信在民用領域的發(fā)展相對較為緩慢，但衛(wèi)星通信所具有的無疑覆蓋等優(yōu)勢，無疑使其始終具備發(fā)展的潛力。目前，衛(wèi)星通信接入因特網(wǎng)仍是一些國際通信企業(yè)的重要研究方向，谷歌公司、Space X 公司等在此方面均提出了各自的發(fā)展計劃，由此可見，衛(wèi)星通信除軍事領域的應用外，未來的發(fā)展前景勢必將集中在民用領域即因特網(wǎng)接入方面，雖然從當前的現(xiàn)狀來說，衛(wèi)星通信接入因特網(wǎng)在短期內仍是地面覆蓋不足的一種補充，但從長遠來說，民用衛(wèi)星通信在規(guī)模和實際效益將會遠遠超過軍用衛(wèi)星通信。