卫星通信分析
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卫星通信分析范文第1篇
关键词：卫星终端；频率偏移；多载波干扰；载干比
中图分类号：TP275 文献标识码：A
1引言
卫星通信网络可以在任何地方为终端提供接入服务，其灵活方便性是地面通信网不可替代的。随着低轨卫星通信技术的迅速发展，每颗低轨卫星可以支持多个频段载波的终端进行相互通信，由于卫星相对于终端的高速运动，这将会导致载波间的频率发生偏移，相邻载波的频率信息将落入其他载波的频段范围内而产生相互间的干扰，这种干扰会导致终端接收到的有效信号的功率产生衰减，带来了信噪比的下降，误码率也会进一步的增加[1-2]，就目前情况而言，针对卫星通信终端多载波干扰的研究相对较少。因此，本文以终端同时接收不同频段的载波信息为背景，对载波频偏引起的载波间的相互干扰进行分析。
2卫星通信网络多载波终端系统
卫星通信网络多载波终端系统具有全球覆盖性和链接性。第一代卫星终端可支持商用卫星的C、Ku频段。由于卫星星座的出现，第二代卫星终端也应运而生，该终端可以提供更优的性能保障、互操作性、链接性，容量性能也得到了提升。随着卫星通信技术的迅速发展，卫星在一个波段内所支持的终端数目将不断增加，这些终端通过发送不同频率的载波信息进行相互间的通信。美国国防部目前要求，对于未来的终端架构体系，上行链路最少可以支持48种不同频率的载波信息，最多可达到96种，而下行链路则至少可以接收56种不同频率的载波信息，最多可达112种，每一个终端只需发送一个载波（这些载波的频率各异）即可，因此载波的数目将大大减少[3]。比如终端的数目为5个，则这5个终端能提供的总的载波的数目为20个，而在未来的终端体系中，每个终端只需要发送一个载波，因此所提供的总的载波的数目为5。由此看来发送的载波的数目将大大减少，这样可以防止带宽的进一步损耗，准确来说可以节省整个网络70%的带宽资源，带宽利用率大大增强。图1为卫星通信网络多载波终端系统图。
在卫星通信网络多载波终端系统的接收端可以同时接收来自不同终端不同频段的载波信息。为了使得接收机能用滤波器方法将其分离、提取，这些频带之间必须有足够的间隔，从而避免频谱之间发生混叠，载波之间也不会发生偏移，而间隔的选取取决于频谱效率和抗频偏能力上。如果载波之间的间隔越小，系统的频谱效率就会越高。但同时，过小的载波间隔对多普勒频移会非常敏感，由于卫星和终端之间的相对运动，会很容易造成载波间的频率偏移，引起相互干扰。因此，载波间隔的选择原则应该是在保持足够大的抗频偏能力的条件下采用尽可能小的载波间隔[4]。
4仿真实现和结果分析
根据上文的分析，在系统发射功率一定得情况下，本文主要仿真了终端系统载干比、干扰信号的功率、有用信号的功率以及系统信噪比损失随归一化载波频偏的变化情况。图2表明了当归一化载波频率偏移为0.05时，载波干扰比大约为20dB，当归一化载波频偏增至0.1时，载波干扰比约为15 dB，此时载波干扰比减少5dB，随着归一化载波频率偏移的不断增加，载波干扰比将不断减少。从图3，图4可以看出，当归一化载波频率偏移从0增加到1时，有效信号的功率将不断减少，干扰信号的功率将不断增大，这说明载波频偏引起的载波间的相互干扰使得系统的性能不断恶化。
图5分别给出了信噪比在10dB，20dB，30dB的情况下，解调端损失的信噪比随归一化载波频偏的变化趋势。从图中可以看出，信噪比损失随着归一化载波频偏的增加而增大，并且在相同载波频偏的条件下，信噪比越大，系统损失的信噪比也就越多。这就意味着如果仅仅采用提高发射功率来提高信噪比的话，并不一定实现，也并不一定改善系统的性能。同时本文采用BPSK调制方式，仿真分析了信噪比和误码率与归一化载波频偏的关系，如图6所示。
图6显示了在BPSK调制方式下，载波偏移量为0.05，0.1，0.15的情况下，信噪比和误码率的变化关系曲线。从图中可以看出，随着信噪比的增加，误码率将不断减小，当载波间出现相互干扰时，在信噪比一定得情况下，如果载波的偏移量越大，则误码率就越高，系统性能恶化的程度就越大。
5结束语
卫星终端在同时接收多个频率载波的时候，由于卫星和终端的相对运动，载波会发生偏移，引起载波间的相互干扰。本文对载波频偏对载干比、信噪比等性能进行了分析，仿真结果表明，载波频偏会使载干比下降，误码率升高，接收信号的有效成分将减小，干扰信号的功率将不断增加，系统性能下降，多载波间的相互干扰会给接收端造成不必要的影响，因此，研究干扰的消除方法将是下一步工作需要考虑的。
参考文献
[1]RuginiI， BanelliP. BER of OFDM systems in paired by carrier frequency offset in multipath fading channels[J]. IEEE Transactions on Wireless Communications， 2005， 4（5）： 2279-2288.
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[3]Beljour H， Hoffmann R， Michael G， Shields J， Sumit I， Swenson C，Willson A. Concept for an all-digital satellite communications earth terminal[J]. Military Communications Conference，2009， 53： 1-5.
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[5]徐敬，张生. 对卫星通信链路干扰仿真分析 [J]. 指挥控制与仿真，2010，32（4）：82-85.
[6]庞宗山，李小民，郑宗贵. 载波频偏对OFDM系统的影响分析及仿真[J]. 信息技术，2011，2：12-15.
卫星通信分析范文第2篇
[关键词]自适应跳频；卫星通信系统；抗干扰；实际应用
中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0270-01
多频时分多址技术本身其实没有抗干扰的能力，但是为了实现更好的应用效果，在实际工作中经常与跳频相结合，实现抗干扰的能力。自适应跳频主要是在应用的过程中完成自适应，避免一些频点的干扰，从而保证卫星通信系统正常工作。所以本文针对自适应跳频在卫星通信抗干扰中的应用进行分析，保证卫星通信的质量。
1 概述
1.1多频时分多址技术
在卫星通信系统中为了保证卫星通信的顺利进行，通常会将多频时分多址中的载波通道分为若干个时间帧，时间帧也会根据卫星通信的实际应用情况分成一些小的时隙。而卫星在通信过程中载波通道的运行速率不同，从而使用户与业务在传输的过程中具有更大的灵活性，不仅能够满足用户的基本需求，同时还能大大提高卫星通信的利用率。
多频时分多址技术具备的另一大特点就是具备较高的时间基准，且这个标准在全国范围内是统一的，不会根据地域和经济发展状况的不同而改变。卫星在传输过程中会遇到类似功率、频率等控制，这时国内终端会在时隙中选择合适的载波完成接收工作，在接收的过程中该技术与跳频技术有机的结合在一起，实现卫星通信抗干扰的目标。
1.2自适应跳频技术
目前我国卫星抗干扰的方法主要是链路干扰，且该方法主要分为上行和下行两种形式。而如果该方法是根据信号特点进行分类，则可以分为宽带、多频连续波、部分频带以及频率跟踪等四种类型。与上述抗干扰方法相比，自适应跳频技术拥有更强大的抗干扰能力，能够实现对信号的削弱和抑制作用。主要由于该技术在接收终端安置了干扰检测装置，能够在终端对通信质量进行检测和评估，如果信号不能达到理想的接收效果，则会通过自适应的方式来躲避干扰。
自适应跳频技术与多频时分多址技术的结合也并不是没有标准，在应用之前需要对两种技术进行检测，只有达到规定的质量标准才能应用，实现抗干扰的目标，同时自适应技术也能选择最佳的躲避方式躲避干扰。在对干扰频点进行躲避的过程中，要以多频时分多址技术为基点，选择最科学的调频图案，这样才能实现最高效的躲避。在跳频过程中为了实现对帧结构以及关键帧有效的保护，通常会采取在空间时隙中进行哑数据的实时发送，当然哑数据的发送也会根据空间时隙运作的规律进行。
2 卫星通信过程中的干扰检测
在卫星通信过程中要想实现自适应跳频，主要包括以下几个方面：首先要对干扰因素进行评估和检测，目前在我国比较常用的评估方法是FFT功率检测、误码特性和信噪比判别三种方式。在通信传播时，自适应跳频技术会对信息进行有效的识别和提取，上述三种方法中FFT功率检测因其自身检测速度快和检测结果准确率高的特点在抗干扰检测中应用的最为广泛。当然，在一些特殊情况下也可以采取另外两种检测方法实行辅助检测，提高检测的精准度，实现对频点的高效识别和提取。
在跳频通信过程中，干扰检测设备会对频带中所有的信噪比和功率进行检测和分析，寻找出与各个频点相适应的干扰检测门限。在对数据进行接收时，还会对FFT功率检测中不符合信号频点的所有功率进行二次检测，从而确定干扰频点。如果在对通信频点进行接收时，接收机没有足够的信息处理能力对频点进行接收，就可以采取逐频带分析的方法确定干扰频点。
自适应跳频在卫星通信抗干扰的应用中一般不使用一个解调器，目的在于在大站与小站之间建立完善的组网，实现信息的顺利传输，同时也能在自身接收能力的基础之上进行拓展。另外，还可以对多载波中的突发数据进行检测，通过多个解调器完成对干扰频点的检测和评估，杜绝一切干扰因素。
3 自适应跳频的躲避
3.1自适应跳频的躲避方法
自适应要想完成对干扰的躲避，主要通过集中控制和分布控制两种方法。首先是集中控制方法，这种方法主要对相关设备进行干扰检测，同时也要检测信道的状态，对控制或广播中的突发频点进行下发。如果接收终端接收了干扰频点，也可以在跳频频率中对干扰频点进行屏蔽，通过这种方式也可以实现良好的对干扰频点的躲避效果。该方法最大的优势在于不需要业务站的进入便可以实现对干扰频点的检测，另外操作过程中只需要一台抗干扰检测设备，很大程度上可以降低成本，不仅可以完成基本的检测任务，同时也能实现更高的经济效益。其次是分布控制的方法，这种方法主要是根据业务站的数量将干扰检测设备进行划分，在下行链路的路上对干扰频点进行检测。该方法可以实现对接收过程中频点的检测与下一突发进行检测的双检测，并对检测中的干扰频点进行躲避，这种方法最大的优点就是实用性强，即便在检测的过程中出现了一些突发状况，也能及时做出反应完成对频点的检测。
3.2自适应跳频躲避方法存在的不足
自适应跳频对干扰频点躲避的两种方法存在的最大问题就是能够对上行链路进行良好的干扰躲避，但是对下行链路的干扰躲避效果不明显。如果实行集中控制的方法，只能对当地区域业务站中的下行链路进行干扰躲避，而对其他区域下行链路没有作用。而一旦主站中的下行链路不能正常工作，则会对其他业务站的干扰频点产生不利影响。另一方面，如果实行分布控制的方法，双方在进行通信检测时很可能都会出现偏差，甚至出现丢帧的严重情况。
3.3解决方案
为了解决上述自适应跳频躲避方法中存在的问题，可以以分布控制为基础，提出与自适应跳频多频时分多址相适应的技术，实现对干扰频点的有效检测和躲避。如果是网内的业务站，主要运用干扰检测设备对信道中受干扰的情况进行检测并进行分析。不仅保留了分布控制的优势，同时还能在出现突况时将检测结果发送到主站，主站会采取最佳的方式对上行和下行干扰进行识别。
如果是突况，主站检测出的是上行干扰，则会做出下发处理，同时主站也会在这个时间对干扰频点进行评比。如果主站检测出的是下行干扰，会对系统中所有受到干扰的频点进行记录，同时也会对时隙频点进行计算，将目的站中显示出的扰的频点进行时隙调整和改善分配，通过上述做法完成对干扰的躲避。这种方式不仅能够检测中全网中的干扰频点，同时也能全面掌握干扰分布的状态，具有较强的实时性，同时对其他地区的业务不会产生不利的影响。
4 结束语
随着科学技术的进步，传统的卫星通信抗干扰技术难以满足社会发展的需求，本文基于分布控制的优势，对全网中的干扰分布进行综合分析，能够实现对上行和下行干扰频点的高效躲避，提高抗干扰的效率。与传统技术相比能够大大降低干扰对卫星通信系统的不利影响，是迄今为止最佳的卫星通信抗干扰技术。
参考文献
[1] 孟祥辉.自适应跳频在卫星通信抗干扰中的应用[J].无线互联科技，2015，（18）：331-332.
卫星通信分析范文第3篇
【关键词】 民航领域 通信卫星 通信技术 分析探究
随着社会的发展，科技突飞猛进，无线通信技术在生活与生产中得到了极大的应用。而在民航领域，卫星通信技术更是大放异彩。相较于传统的通信技术，卫星通信技术具有抗干扰能力强、传输稳定高效的性能优势，不仅是在民航中，在其他行业与发展领域中都备受青睐。研究卫星通信技术在当今具有十分重要的意义。
一、卫星通信技术的概念性定义
所谓的民航中卫星通信技术主要指各个地球站与航天器之间进行信号传输与交流的无线通信，卫星通信技术包括四个大方面，分别是卫星中继通信、卫星移动通信技术、卫星固定的通信技术及卫星直接的广播。前者主要建立地球站与航天器之间联系，后三者主要是地球站之间相互信息传输的通信技术。目前比较成熟的是微波中继通信技术，尺寸上更加迷你袖珍。卫星通信技术的优势是十分明显的，不根据距离进行成本消费，摆脱地理环境的客观制约，传播方式是广播的形式，卫星覆盖的地方都能传输到信号，实现无障碍传输，此外，其容量比较大，进行大量资源信息的存储与中转。在使用中具有灵活性，可以针对既定的条件实现收发自如。
二、卫星通信技术在民航发展中的应用
我国的民航卫星通信技术开始与上世纪九十年代，在1995年才开始着手建立民航卫星通信技术的主要网络。前期主要借鉴美国休斯卫星通信技术网络体系，其产品批号为TES，中文名为小型卫星电话地球小站。此外，还引用过PES，中文名为小型卫星数据地球小站。这两种型号的卫星通信技术都属于C波段的卫星。到了21世纪初期，我国针对C波段网络信息资源的紧张，开始自主研制新的卫星网络，新产生的网络被称为KU波段的卫星网络，真正的工作波段为12GHz――14GHz.。这几种卫星通信技术可以有效的处理数字话音与数据通信等方面的相关业务，属于网形网络结构。
（1）C波段的卫星通信技术在我国民航中的应用分析。C波卫星通信技术属于民航卫星通信技术发展早期。由卫星通信PES与TES组成，前者已经停止使用。该技术以语音为主，是一款中速率的全数字的卫星通信系统。在民航发展初期，实现地球站建设数量在160多座，全国范围内至少有300多个民航机场卫星地球站，串联形成巨大的网络体系。可以实现语音传输，完成雷达数据传输与检测，顺利完成雷达信号的接引工作。中国民航局关于C波段的卫星通信网络由卫星通信地球站两大系统、卫星通信转发器、综合网络控制中心等组成，在我国分布比较广泛，不同的网络拓扑结构，实际使用上比较灵活、方便。
（2）KU波段的卫星通信技术在我国民航发展中的应用。随着经济的发展，我国的民航发展实现了巨变，民航事业的成功也进一步验证了我国的民航实力。但是民航对卫星通信技术的要求也就越来越高，加上原有的C波段的卫星通信技术资源比较紧张，我国民航开始自主研究新的卫星通信技术，而KU波段的卫星通信技术就是自主研制的新技术。KU波段的卫星通信技术相比较于原来的C波段的卫星通信技术，在尺寸上更加小巧，尺寸更小，波束十分窄，通信上更加精准，而最明显的优势就是传输速度上大大提高了。在速度提高的基础上，可以处理更多的业务，使用更加广泛，对于地面的抗干扰性能更强。目前，KU波段的卫星通信技术在民航中的应用主要体现在以下几个方面。多媒体业务的开展上，视频可视会议的组织开展、管制热线服务；相异数据业务开展等等，使用领域上更加广泛了，其性能也在不断的优化改良。
三、结束语
通过上面的分析与论述可以充分认识到卫星通信技术在民航中的有效应用，其在社会的其他领域与生产中也发挥着越来越重要的作用，针对其重要性，我国对于卫星通信技术的研究也更加深入，具体，通过不断的改良与优化设计，现在的卫星通信技术不断更新，甚至开辟了很多新的应用领域。在我国的全球定位、业务开展、科学实验研究、宇宙卫星通信、资源勘测等方面得到了切实的功能发挥，其发展前景十分光明、开阔。
参 考 文 献
[1] 苏开勤. 卫星通信技术浅析以及在民航领域的应用[J]. 硅谷，2011（21）
卫星通信分析范文第4篇
关键词:卫星通信；发展；前景展望
在当今这个信息化与时俱进的时代,卫星通信技术有了大展身手的舞台。它的快速发展,不但解放了生产力,促进了生产技术的发展,同时还带来了人类交往沟通的方式变化,让地球连成一个整体,使人类联系更加紧密顺畅。我们必须了解卫星通信技术的特点和优势,不断促进其发展,使卫星通信技术的开发和应用在今后更大有所为,有更大新的突破。
1卫星通信的发展进程
卫星通信的伟大构想由英国科学家阿瑟•克拉克提出,由美国于1964年8月率先完成试验,并转播了东京奥运会,这是早期试验阶段。60年代为实用阶段。先是第一代“国际通信卫星”发射,承揽一般通信和商务通信业务。后由苏联发射的通信卫星,已可提供传真、电视、广播和电话通信业务。进入70年代,卫星通信已应用于国家内部的通信领域。此时,还研发了可为海上运输提供通信服务的海事卫星通信系统。80年代为极速飞跃阶段,代表作是VSAT卫星通信系统的问世。90年代,中、低轨道移动卫星通信进一步推进了世界信息化发展的脚步。到了21世纪,卫星通信在理论研究和再应用领域,都有了显著发展成果,比如GPS的出现。
2我国卫星通信的应用情况与不足
1972年,我国引进国外设备,租借国际第四代通信卫星,在北京和上海建立了四座大型地球站,这是中国卫星研究和使用的开端。
2.1卫星通信的应用情况
(1)应急通信应用。
(2)卫星电视广播应用。
(3)卫星宽带通信应用。
(4)传统的卫星固定通信应用。
(5)卫星移动通信应用。
2.2存在不足
我国卫星通信业务虽然发展较快,但在技术水平和应用规模上与国外发达国家相比还有很大不足,且国产化水平还不普遍。不足主要有:(1)我国商用通信卫星转发器资源在规模和性能容量方面,与国外商用通信卫星还无法匹敌。(2)卫星移动通信系统尚未实现国产化,现使用的商用卫星移动通信系统均来自国外。(3)由于用户对卫星通信了解欠缺以及卫星资源的成本过高的原因,卫星通信广播虽然潜在市场广阔,但开发还不够有效、充分。
3卫星通信的发展前景与展望
3.1卫星通信网络会更趋健全
受地面电信网限制是阻碍卫星通信技术广泛应用的罪魁祸首。在偏僻地区完整的通信网络并没有建立起来,致使使用卫星通信也无从谈起。在实际情况下,少于四颗卫星构成的卫星通信网络不具有稳定性,信号缺失、传输数据慢都是比较常见现象。
3.2多频段卫星通信网络趋于主流
卫星宽带通信中,传统的Ku频段和C频段的卫星在现代卫星宽带通信的需求面前已经无法包打天下,未来大容量、高速度成为主流这一问题会更加突出。这就对研发者提出了更高的要求,只有加大新的卫星通信系统研发力度,建立多频段的卫星通信网络,才能使数据传输速度有效提高,使人类的生产生活真正从卫星通信系统发展中受益,这样人类生产生活质量提高也就水到渠成了。
3.3综合卫星服务趋于可能
目前卫星通信服务主要集中在地面及高空中,对海域的覆盖有所欠缺,因此,未来要在卫星通信的功能延伸以及使用范围拓展上下功夫,要开发功能更加全面、强大的卫星通信系统,使其不仅应用在特殊行业,在日常的生产生活中也要能被广泛的应用,从而为人们的生产生活提供更为便捷的服务。
3.4接收终端设备的小型化与智能化发展迅速
目前,卫星通信接收终端设备的小型化与智能化方面发展发展迅速,一部分国家的通信卫星正向着小型化和微型化的方向发展,通过缩小通信卫星的体积可实现小卫星集群部署间接减小因为一个或少部分卫星遭到破坏而致使整个通信系统崩溃的可能性,同时,数量较多的小卫星也更加有利于信号的传输,减少通信成本。随着卫星通信频谱的不断拓展、数字网络技术和和互联网技术的支持,卫星通信的设备也会更加简便和有效。
4结语
随着时代的发展和科技水平的不断提升,卫星通信事业发展日新月异。它不仅已深深融入到人类生产生活中,同时也在经济发展、国防建设等众多领域中起着无可替代的独特作用。在未来,为了适应经济社会发展和人类发展的需求,研发人员应对现实需求正确分析,客观查找不足,不断汲取先进经验,探索完善新技术,研究建立更加完善、科学的卫星通信系统,以促进卫星通信技术的发展,真正让卫星通信技术发挥出最大效果,为我们国家的发展贡献最大力量。
参考文献
[1]于甄忠.卫星通信技术及其发展趋势[J].黑龙江科学,2014,12(5):235.
卫星通信分析范文第5篇
【关键词】信息技术；卫星通信；语音传输技术
0 引言
随着当前科学技术的飞速发展，各种通信手段和通信技术的发展也在不断的加快和不断的趋于成熟。卫星通信、卫星网络作为光缆传输网络的重要组成部分和重要的补充以及备份支撑着整个卫星通信的发展，为卫星通信的发展提供着有力的保障。然而在卫星通信的过程中其通信频点内带宽、狭窄造成通信量的有限性和限制性。为了能够更加高效的利用卫星通信资源，语音传输新技术正在逐步的应用在卫星通信网络当中。
1 卫星通信概述
1.1 卫星通信的概念
卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。卫星端在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，卫星星体又包括两大子系统：星载设备和卫星母体。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户也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。用户端即是各种用户终端。
1.2卫星通信的发展趋势
自第一颗卫星发射升空，开启了空间技术发展的新纪元，卫星通信技术的优势使各个国家都极力发展这种技术，并在各个领域，尤其是在军事和民事领域得到充分应用。卫星通信的发展趋势总的发展方向是大容量、大功率、高速率、宽带、低成本、高发射频率、多转发器、多点波束和赋形波束，应用星上处理技术切换信号，处理信号等，21世纪的卫星直播电视（DBS―TV）、个人移动卫星通信、多媒体卫星通信、卫星音频广播、卫星网络电视等将会得到大量发展。VSAT业务范围不断扩大，深入到国民经济的各个领域，更加显示其经济和社会效益，Ka波段的应用使设备更加小型化，当然亦带来衰减严重的缺陷。光通信在卫星通信中的应用逐渐变得成熟可取，它要求精确的卫星控制技术，在国际上还处于研发阶段，预计不久将会进入实用阶段。
1.3 卫星通信的优缺点
了解卫星通信的优缺点，一则可以了解目前卫星通信的发展形势，二则可以明确发展改进卫星通信中语音传输技术的必要性，是语音传输技术在卫星通信中应用的前提。要了解卫星通信的优缺点，就要与光纤传输技术进行对比才能洞彻所有。
卫星通信的通信范围极大，主要表现是，只要在卫星辐射信号范围内的两点均可以进行无线通信，这种特点一则保证了它的可靠性，因为这种传输并不会受外界环境影响，比如洪水地震等自然灾害的影响，它可以影响到一些具体的地面设施，却不能威胁位于太空的卫星设施，但是在一些地形复杂的地域，比如说多高山地区、或者大型建筑物集群地区，由于山体或者楼体的遮掩，会造成信号遮挡现象或者信号不稳，因为卫星通信主要靠信号辐射实现它的功能。
卫星通信的设置步骤简单，即只要设置一种特殊的电路既可完成，没有复杂的工程做工，更无资源的损害与自然环境的破坏，也无设备损坏的后顾之忧。
但是这种通信作价高，因为卫星通信不同于传统的光缆通信，光缆工程虽说耗时、耗材、耗人力，但是它采用的材质来源丰富，价钱低廉，因此使用成本就非常低，非常适合普通人使用，针对卫星通信运用超高科技与做工精细的仪器，导致它的运行成本会高于常规的光缆通信，使用资费更是高出十几倍之多，因此使用人群极少。
而且卫星通信采用的是无线传输，这种传输方式虽说简单易行，但是，却有可能造成信号的丢失或者信号的缺失，在这方面，还是光缆通信这种光波输送安全性高，保密性好，因为光波只能在光缆内进行活动，并不会受外界影响，在通话传输上，它的技术还有待提高。
2 语音传输技术的应用
卫星通信与传统电缆、光缆通信适用领域有所不同，而且它又被本身的缺陷所制，卫星通信在现阶段作为光缆通信重要后备资源而存在着，它一方面弥补了光缆传输中的不足，一方面也在极力发展完善它自己的技术。卫星通信与光缆通信不同，它的通信容量有限，不同于光缆通信容量巨大、潜在宽带可达20THz ，使作为卫星通信重要组成部分的语音通信受到极大限制，因此如何克服解决这一固有的问题，是现阶段卫星通信的一项艰巨任务。
正如业内人士所知，卫星通信系统采用卷积码、QPSK 与QAM相结合的编码调制方式，这也是当前众多商业卫星采用的一种方式，但是这种方式不能高效地传输本来受限的无线信号资源，导致资源的流失，原因在于这种方式被通信系统的误码率制约着，使这种方式必须采用某种特定的卷积码来实现某种具体的功能，而这种特定的很长的限定长度卷积码将相应导致译码设备相比以前更为复杂，因为这种复杂性，将导致原本卫星通信系统本身固有的缺陷更加暴露无遗，将导致卫星通信信息语音传输的效率更低，影响卫星通信功能的发展扩大，制约了卫星语音信息传输的高速性，不能适应未来业内形势的发展，因此调整编码译码方式，改进通信过程中编译码技术，是当前卫星通信领域内首要应解决的问题，它将影响到语音传输的效率、以及语音信息传输的质量，即抗干扰性问题。
针对原有技术存在的问题以及不良影响，一种新型技术――TCM/IDR技术被挖掘出来，并最先运用在卫星通信领域。TCM/IDR技术同时使用SPSK调制技术和Reed-solomon正交编码技术，是国际通信卫星组织（Intelsat）最近推荐的高质量中速数据载波方式，其业务平台支持语音和数据传输同时能够满足对网络低误码/高性能的要求。TCM/IDR技术所提供的性能可达到在1年内的平均误码率（RER）远小于10E-10（即优于99.96%），超过国际电信联盟（ITU-T）G.826所提出的要求。相对于国际通信卫星组织于1984年第一次提出并使用至今的QPSK/IDR数字载波技术，TCM/IDR技术是又一步的改进和提高，其支持数据流的速率范围是64kbit/s-44.736Mbit/s，对于传输同等信息速率的数据流来说，与QPSK/IDR技术相比，将节约 20%的卫星无线频带资源。同时，TCM/IDR技术能更有效地利用卫星转发器的功率，这是因为目前绝大部分的Intelsat用户采用QPSK/IDR技术，以致一些卫星转发器的带宽已达使用极限，但转发器功率还有余量可利用。因此，在使用了TCM/IDR技术后，可通过更有效地利用卫星转发器资源（功率和频带），从而在目前已达频带使用极限的转发器内增加通信容量。
3 结语
随着社会经济的快速发展和大业务量需求的不断上升，卫星通信作为一种重要的语音信息传输平台日益受到人们的青睐，未来随着技术的不断发展和融合卫星通信工程中传语音输技术的应用将会被不断升级，超高速率、无缝接入、灵活可靠的传输技术也将不断涌现。
参考文献：
[1]钟志刚.TCM/ 8PSK/ IDR 与 QPSK/ IDR卫星载波特性比较[J]邮电设计技术，1999（9），11-15.
[2]余昌刚等，TCM/IDR信道单元帧同步的实现[J].北京理工大学学报，2001（6），774-776.
卫星通信分析范文第6篇
【关键词】卫星通信 调制技术 通信技术
目前随着各国通信技术的迅速发展，卫星通信业务日趋繁忙，通信容量也不断增加，传统的数字调制技术很容易使各个通信信道之间产生相互干扰、射频频谱拥挤等问题，不利于正常的卫星通信工作的进行，已经不能满足目前卫星通信技术的需要，必须要对其进行改造及更新，研究出新的满足时代要求的数字调制调解技术。以下本文主要将就卫星信道对调制体制的要求以及卫星信道对调制系统的影响因素进行简要的分析。
1 卫星信道对于调制体制的要求
卫星信道广义上来讲，包括无线电波到基带信号在内的整个线路，其显著特点是电波传播的路径比较长，且在电波的传播过程中，很容易受到各种各样因素的干扰，从而使电波得到很大的削弱。同时，相对于高速卫星通信系统来说，宽带信号将导致非线性影响更加严重，这种严重影响尤其表现在高阶调制信号方面，所以，必须要对卫星通道中各种非理想因素以及卫星信道对于调制体制的要求进行一定的分析。
1.1 已调波的波形必须要具有恒包络特性
由于卫星通道信道具有非线性的特点，已调波的包络波动很容易引起频谱扩展以及相位失真等问题，所以调制后的波形必须要有等幅包络结构的特性。又由于一般很少采用幅度变化的数字调制，所以调制后的波形必须要具有恒定的幅度，并且以载波的相位以及频率的变化来传递信息。同时在调制技术的选择方面，应该注意到FSK技术的宽带利用效率比较低，而现在频率资源日益紧张，必须要高度重视资源的有效利用，所以FSK技术并不适用于当代的要求。另外，PSK技术比起来FSK技术来说，具有恒定的包络结构，资源利用效率也相对较高，但是PSK技术也存在着符号到符号之间不连续的相位转移，占用较宽的宽带等缺点。
1.2 已调波的波形必须要具有良好的频谱特性
只有已调波的波形具有最小的功率谱占用率，即快速的高频滚降特性才能尽可能地减少调制信号的旁瓣，从而达到减少卫星通道邻里之间相互干扰的目的。此外，已调波的波形除了要求主瓣宽度比较窄之外，还要尽可能地实现比较小的旁瓣，甚至没有旁瓣，这样的信号经过滤波之后，才能使得主瓣无失真地通过。同时由于被滤除的旁瓣的功率比较小，所以输出的信号起伏也比较小，从而大大减少了AM/PM转换效率。与此同时，当然，频谱扩展现象也会得到一定程度地减少，不过仍然会保持较小功率谱占用率的特点。相反，如果对调制方式的选择不恰当，已调波的高频滚降技术就会慢下来，从而使得旁边的旁瓣得到了更多的能量，得到很多能量的旁瓣会在滤除过程中产生很大的起伏，这就会增加AM/PM转换效率，频谱扩展现象也会随之增加，从而导致整个系统的性能下降，甚至导致无法维持正常的工作的状况。同时，在调制方式的选择过程中，还应该尽量考虑到卫星频带和功率的有效利用以及带限、延迟失真等现象。针对不同的系统，应该选择不同的适当的调制方式，兼顾卫星的频带效率以及功率利用率，只有这样才能最大程度上提高整个系统的性能，促进工作效率的提高。
2 卫星信道对调制系统的影响因素
在中低速卫星通信系统中，主要考虑的是功率放大器对于调制系统的非线性影响。而在高速卫星通信系统中除了要考虑功率放大器的非线性影响之外，还应该考虑群时延、相位噪声以及其他各种因素对于调制系统的因素。下面本文主要就从这些因素入手，对卫星信道对调制系统的影响因素进行简要的探讨、分析。
2.1 群时延对于调制系统的影响
群时延是指群信号在通过系统进行传输的过程中，由于系统对于信号的影响而产生的时延。群时延主要包括线性群时延、抛物线群时延以及周期循环群时延特性等。在高速卫星通信系统的各个方面都可能会产生非线性相位影响，即群时延失真。在整个卫星系统中，一般来说，传输效率越高，传输宽带就会变得越窄，群时延对系统的影响就会比较大。另外，随着调制方式的不同，群时延的影响也会不同。对于抛物线群时延和线性群时延来说，信号通带的边缘大小对于边缘群时延具有重要的影响，它的大小决定了系统群时延的特性。另外，群时延通常以符号频率以及群时延的乘积为单位，相同的群时延在不同的符号速率下产生的信噪比损失也各不相同。一般来说，当群时延等条件相同时，符号速率越大，信号的衰减也会越大。
2.2 相位噪声对调制系统产生的影响
在载波的传输过程中，本振信号的稳定与否将会直接影响到信号的调解，而本振信号的不稳定性则主要表现为相位的不稳定。由于晶振本身的不稳定性形成对正弦波的相位调制，从而使得射频源发出非零宽带的载波信号，这就是所谓的相位噪声。随着卫星通信系统越来越多地采用相位键控调制技术，系统中产生的相位噪声对线路质量的影响越日趋明显，这种情况会引起载波相位抖动，从而导致全链路性能的恶化。所以在卫星通讯技术的研究过程中，必须要高度重视相位噪声对于调控系统产生的影响，不断通过相位噪声的建模研究、仿真分析等各种手段，对相位噪声进行全面的系统的研究，从而防止相位噪声对调制系统产生的不利影响，提高调制系统的工作效率，从而提高整个卫星通信系统的工作效率。
3 小结
调制技术作为整个卫星通信系统中的重要一环，其改善和提高对于整个卫星通信系统工作效率的提高具有非常重要的作用，所以必须要高度重视卫星通信中的调制技术。以上本文主要就卫星信道对调制体制的要求以及卫星信道对调制系统的影响因素进行简单的分析，希望能起到一定的借鉴作用。当然，随着卫星通信技术的发展，研究人员不断发现并解决调制技术的各种问题并及时进行解决和更新，这样调制技术才能跟上卫星通信技术的步伐，从而更好的促进卫星通信技术的发展。
参考文献
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[3]鲁瑞勇.PSK信号调制分析技术研究及锁相环设计[J].广播电视信息，2015（11）：71-73.
卫星通信分析范文第7篇
[关键词]雨衰；Ku波段；功率控制；通信质量：空间分集
中图分类号：V443.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）47-0362-01
使用Ku频段进行卫星通信可以在发挥卫星通信覆盖区域广，机动性强等优势的基础上增强通信信号的功率，降低地面微波对通信信号的影响。但是Ku频段无线通信的一个重要缺点是该频段信号在穿越密集雨区时会受到严重的干扰，即会出现雨衰现象，使得通信可靠性与有效性大大降低。为增强Ku波段的卫星通信质量就必须对雨衰问题进行研究，并根据雨衰的成因和特点制定适当的抗雨衰措施，降低雨衰对通信信号的影响。
1 雨衰的形成机理及对Ku频段卫星通信的影响
1.1 雨衰的形成机理
当电波穿过降雨的区域时，雨不仅吸收电波能量，而且对电波产生散射。这种吸收和散射共同形成电波衰减，散射还能导致大范围无线电干扰，并对电波存在去极化效应，我们称这些衰减和干扰为雨衰。这种衰减呈现非选择性能和缓慢的时变特性，是导致信号劣化，影响系统可用性的主要因素，因此雨衰问题也就成为系统设计过程中必须考虑的重要问题。雨衰的大小与雨滴直径与波长的比值有着密切的关系，当信号的波长比雨滴大时，散射衰减起决定作用，当电磁波的波长比雨滴小时，吸收损耗起决定作用，无论是吸收或散射作用，其效果都使电波在传播方向遭受衰减；当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大，一般情况下（比如中短波）电磁波的波长远大于雨滴直径，故衰减很小，C波段信号受雨衰的影响也可以忽略。对于10GHz以上的电磁波，雨衰的影响就非常明显了，在链路计算中必须考虑雨衰的影响。频率越高雨衰的影响越大，大雨和暴雨的对电磁波的衰减要比小雨大得多。
理论分析和实践研究表明，在Ku波段的无线信号穿越中雨以上的降雨区域所出现的衰耗会非常明显，当穿越度为10Km时，衰耗可达2 dB。当降雨区域为暴雨时，Ku波段无线信号的雨衰可达10 dB，降雨强度与雨衰幅度成正比关系。
1.2 去极化现象
降雨不仅会使电波衰减，还会产生去极化作用，所以降雨对电波的吸收和散射特性也与人射波的极化波面有关。由于空气阻力使雨滴变成略微扁平的形状，在雨滴的两个轴向引起的衰减称为微分衰减，相位移称为微分相移。这种现象对单极化传输系统影响并不大，但对于正交极化复用的双极化传输系统，会造成极化隔离度降低，导致正交极化的信号互相干扰加大。这种降雨引起的去极化现象，对线极化和圆极化都有影响。我们常使用交叉极化鉴别度来表示极化纯度，一般情况下，当天线仰角大于15度时，交叉极化鉴别度在超过年平均时间的0.1%时可望达到27dB，0.01%时为20dB，0.001%时为15dB。暴雨区Ku波段的微分衰减可达2dB左右（雨区高度按2km计算）。对于正交极化复用的卫星系统，降雨引起的去极化作用会使极化隔离度降低，产生极化误差，导致干扰增加。
2 抗雨衰相关措施分析
2.1 增大链路备余量
预留一定的备余量是无线通信系统链路设计中的一种常见方法，Ku频段的卫星通信链路中的预留备余量通常为6dB左右。对于降雨较少区域，该余量完全能够满足抗雨衰要求，但是在某些降雨较多区域，则无法完全依靠该方法实现卫星通信的抗雨衰。增大余量的最大不足之处在于会占用过多的卫星通信资源，且在无降雨时会出现资源的浪费。
2.2 功率控制
依照通信系统特性为Ku频段卫星通信系统配置上行链路自适应功率控制或自动功率控制等功能可以有效降低雨衰对卫星通信系统带的影响。
自适应的上行链路功率控制实现原理为：地球站对卫星信号强度进行监测，并根据监测结果计算出通信链路中的降雨损耗，依照该计算结果对地球站的发射功率进行动态调整，从而达到雨衰补偿的目的。该方法不仅能够提升系统的通信容量，还能够有效提升卫星通信信号的可靠性。具体的，上行功率控制又可以分为开环和闭环两种。开环功率控制是利用地面站所接收到的Ku频段无线信号的电平变化量来对下行链路的雨衰值进行测量，进而控制上行发送信号的衰减值，实现上行功率控制。该功率控制方法实现简单，但是控制精度有限。闭环功率控制是地面站接收到Ku频段无线信号后将该信号与参考信道信号的S/N的值进行比较，然后实现上行发送信号的功率控制。该功率控制方法控制精度较高，但是实现成本也比较高。
自动功率控制的实现原理为：以卫星通信的网管系统为参考基准，对地球站的接收电平值进行实测量，并将测量值与参考点评进行比较，然后将比较结果返回给地球站，控制地球站更改发送信号的输出功率。这种方法不仅能够有效提升卫星通信系统的稳定性和可靠性，还能够在一定程度上节约无线资源，是一种高效的抗雨衰方式。
2.3 采用编码及降速率技术
在雨衰较大时，可以采用前向纠错编码技术（FEC）来减小传输的误码率。通过减小编码率来获得编码增益的提高，如编码率为1/ 2的卷积码，当采用维特比译码时其编码增益可达5dB。当然减小编码率也必须有个限度，一方而当编码率减小到一定程度时，若再进一步减小编码率，多获得的编码增益将改善很小；另一方面减小编码率会导致系统容量的减小。此外，还可以通过自适应速率降低技术（ ARP）来克服雨衰的影响，通过减少衰减信道的数据速率来增加信道容量，降低速率所带来的增益与速率减少成正比，例如速率减少4倍时增益为5dB。使用纠错编码和降速率技术，可以补偿不同程度的雨衰，但随着深度的增加，有效可用容量减少。
2.4 空间分集技术
空间分集技术是近几十年来所提出的一类重点技术，该技术的实现原理为相隔一定距离部署多个地球站，这些地球站既可以对信号进行单链路接收也可以进行分集接收，在雨衰较为严重时采用分集接收可有效提升卫星通信系统的抗雨衰效果。需要说明的是，该技术的实现成本较高，需要较为复杂的网络控制技术。
2.5 极化方式与天线选择
由于Ku波段信号穿越雨区时会出现去极化现象，故为提升卫星通信系统的抗雨衰性能，还可以从信号极化方式和接收天线选择方向进行考虑。理论分析可知，随着雨滴体积的增大，雨滴对水平极化波的衰减更大，故对于通信频段高于10GHz的无线信号而言，可以通过垂直极化的方式获得更好的抗雨衰性能。同时，接收天线的增益与其口径大小之间也存在着一定的联系，即大口径的接收天线可以茯得更高的接收增益，在雨衰较为严重的地区可以通过适当增大接收天线口径的方式提升Ku波段通信链路的抗雨衰性能。
3 总结
Ku波段为我国卫星通信所采用的主要频段之一，但是该频段通信信号易受到降雨的影响出现衰减，甚至会造成通信中断。本文上行站、信道传输以及下行站等三个方面对Ku波段卫星通信的抗雨衰补偿措施进行了分析，综合应用上述措施可以有效提升卫星通信的通信质量和传输可靠性。
参考文献
[1] 杨运年.降雨对Ku波段卫星通信系统的影响及其对抗措施. 通讯世界.
[2] 杨书奎，仇爱军，汤军. Ku波段卫星移动通信的关键技术分析[J].通信与广播电视，2007（9）.
卫星通信分析范文第8篇
卫星功能里最为核心的功能就是通信功能。当前，我国的卫星通信已经有了较快的发展，其覆盖的范围相对较广、数据传输的速度较快，存储量较大。卫星通信技术是一种高科技数据传输技术，可以有效地在全球范围内实现数据传输与共享。卫星通信的主要方式是地面发射数据传输信号到卫星上，在经卫星传输到另一地区，有效地实现了数据资料的收集、传输与处理。
1卫星通信技术概论
1.1卫星通信技术
卫星通信技术，简单来说就是以人造地球卫星为传输媒介，对数据信息进行传输与共享。其利用的是卫星不受环境及速度限制的特点。卫星通信的主要方式是地面发射数据传输信号到卫星上，在经卫星传输到另一地区，有效地实现了数据资料的收集、传输与处理。卫星通信是经济发展、科技技术进步的必然产物。
1.2卫星通信网络
卫星通信网络的主要是以卫星通信技术为发展基础的，卫星通信网络可以在多颗卫星之间进行数据的传递和共享，进而在地面段卫星接收中心与多颗卫星之间就形成了一个通信网络。卫星通信网络是卫星通信发挥作用的关键平台，便利了人们的生活与工作。
2卫星通信的主要特点
（1）覆盖范围较广阔，受区域限制性较小。在卫星发射的波束区内，从任何一处都可以通信。（2）不受地质灾害影响，噪声小，通信质量高，可靠性好。（3）通信机动灵活、开通迅速、架设方便。（4）能经济地实现广播，便于实现多方向多地点的多址联系，组网。（5）容量大，典型通信卫星的容量为数十至数百兆比特/秒，能为几百个视频信道或几万个话音与数据链路提供服务。（6）成本与距离无关，无论发射机与接收机之间距离有多远，卫星传输的成本基本是一样的。
3卫星通信当中的主要应用技术
3.1CDMA技术
CDMA技术是当前卫星通信中最常用的技术。因为其不仅可以结合数据传输用户的具体要求及其自身的特点，进行功率的控制，而且CDMA技术还可以利用多颗卫星进行数据信息的接收，已达到数据传输的目的。CDMA也可以理解为一种降低多址干扰的技术，其技术主要包括了扇形、控制功率及语音激活三大技术形式，CDMA技术有效的减少了在数据传输时产生的损失、消耗，同时其也保证了传输的数据的质量与安全，目前，正应用于卫星通信中，为数据传输事业做了突出的贡献。
3.2MPLS网络体系
所谓MPLS网络体系，就是一种可以将第二层交换与IP路由无缝集成的手段。当前，MPLS技术是卫星通信技术中发展较快且拥有广大发展前景的高科技技术。MPLS网络体系主要由三大部分构成，包括用户、接入界面及核心层。而用户层又可划分为三大类，即卫星手持终端用户、小型局域网用户、其他相关的卫星网络用户。用户层、接入界面与核心层与MPLS进行紧密结合，可以实现对传输数据的绑定及输送，进而有效地发挥了卫星通信技术。因此，国家应该大力研究MPLS网络体系，争取将其大范围的应用到地震监测等领域中去。
3.3卫星通信中用的抗干扰技术
通信系统抗干扰能力的提高主要通过两个方面来实现：（1）提高系统干扰容限。使系统干扰容限提高的方法：提高接收机信干比处理增益，降低实现损耗和解调器输入端要求的门限信噪比。（2）降低接收机输入干信比。使接收机输入干信比降低可通过以下几种方法实现：信号发射功率需要提高、减低信号传输过程中的干扰造成的信号衰减，干扰所安装的天线的增益、减小信号传输路径损耗等。
4卫星通信系统组成
当前，可将卫星通信系统划分为4大部分，即通信卫星（即空间段卫星）、关口站（即地面段数据接收地）、卫星监控体系、跟踪指令系统这四个部分。其中卫星通信的作用简单概括来说就是数据传输的中转站，可以转发地面的数据。进行跟踪及指令的相关系统的作用是跟踪测量通信卫星，并及时纠正其偏离轨道的现象。而卫星监控系统简单来说就是对卫星通信的性能进行监督与合理掌控，从而保障在数据传输过程中不会因为性能原因而产生传输中断的现象。
5卫星通信技术在地震观测台中的应用
5.1技术思路
当前，我国地震观测台站使用的是超5类双绞线到仪器。我国地震观测台主要使用的是快速以太网技术。这种技术可以实现对于地震的有效观测与处理。地震观测台站一般都会选择2MSDH的光纤与内部网络平台进行连接，同时以局域网为连接基础，已达到IP连接到仪器的目的。通常情况下，与区域中心进行数据传送与共享采用的都是10/100M的光纤。
5.2路由设置
一般情况下，进行数据传输都会选用同步数字体系。如果光纤线路出现了故障的话，路由器就会自动连接到卫星通信的链路上，将传输的数据资料通过卫星进行转发，这样就能保证传输的数据不会因此中断。而当排除了光纤线路的故障后，路由器又会自动进行切换，进而传输数据。
5.3调试注意问题
在对卫星进行调试的时候一定要注意以下问题：（1）在选择安装卫星天线的地方时一定要注意选择不存在干扰源或者是无障碍物的地方，同时安装基座的时候一定要保证其牢靠程度，最好是选择用水泥进行固定，使之不能受到强风等因素的影响。（2）一般情况下，在设置卫星系统的总功率时要大于50W，这是为了达到稳定接收数据的目的。（3）在选择线缆的时候要依据情况而定。通常情况下，使用短线缆的情况是进行对星时，而使用长缆时一般都是结束对星之后。但是需要着重注意的是即使使用长线缆，其长度也要短于80m。
6结语