卫星通信技术在亚太地区的应用与管理及发展<1>

发布: 2010-10-20 00:50 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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卫星通信技术在亚太地区的应用与管理及发展<1>（冉丁）
    在亚太地区，中国和印度等国家率先通过租用国际卫星组织（INTELSAT的卫星转发器，
对偏远地区提供可靠的通信连接。
    亚太地区还是首先拥有国内卫星系统的地区之一。如印度尼西亚的“帕拉帕”系统于
1976年投入使用，它也是发展中国家的第1个国内卫星系统。
    现在，中国、澳大利亚、印度、印度尼西亚、日本、韩国、马来西亚、菲律宾、泰国、
新加坡／中国台湾省，都已使用国内卫星系统。为乡村和偏远地区服务是这些通信业务的
主要推动力。容量更高的后几代卫星已在上述大多数国家中投入使用，这表明卫星通信的
高增长率。
    像帕拉帕、亚星、国际通信卫星和泛美卫星这样采用覆盖亚太地区的同步轨道卫星的
几个区域性和国际卫星系统已投入使用。许多国家租用这些系统中的转发器。国际海事卫
星（INMARSAT）除提供全球海上移动卫星通信业务外，还提供陆地移动卫星通信业务。
    包含“全球星”的全球移动个人卫星通信（GMPCS）系统已开始投入运行。ICO、ACeS
（亚洲蜂窝卫星系统）、Thuraya、ASC（Agrani）和Teledesic卫星系统可能在不久的将来
投入使用。像日本和韩国这样的国家在Ku波段／Ka波段投入使用的Internet和多媒体业务
非常发达。许多其他国家正计划实现这些业务。但是，这一地区的很多地方仍然没有这些
业务。
    1990年开始运作的亚州卫星（Asiasat）公司是在亚太地区提供固定和广播卫星通信业
务的第一家私营合资企业。通过抛物面天线直接从卫星接收的并通过有线电视接入的电视
节目爆炸性增长，并送入上千万户家庭。大量的电视频道主要用于收视娱乐和新闻、体育
和教育节目。
卫星通信技术特点
    卫星通信技术包括卫星系统和数字通信两个方面的技术。随着电子技术的迅速发展，
这些卫星技术得到显著提高。
    （1）卫星系统技术
    卫星通信在60年代初用于点到点国际中继电话，在70年代用于国内通信，在80年代用
于商业通信。
    随着时间的推移，发射能力更强的运载火箭的开发成功促进了卫星通信的快速发展。
卫星发射功率、天线尺寸、转发器的数量、主太阳能电池板功率的显著增加使卫星信道容
量增大了很多，并使每信道成本显著减少。随着卫星复杂性和尺寸的增加，地面终端的复
杂性、尺寸和成本能够减少。因此，为商业通信或乡村和偏远地区通信部署大量的终端在
技术和经济上都是可行的。地面终端的大规模生产可使其成本进一步减少。
    在90年代，采用16米天线的更大的卫星发射成功，星上有效发射功率的增大允许使用
手持式移动终端。这种终端的成本已降到3000美元以下。这些终端已用于个人通信。其通
信方式是双模式：即可以进行地面蜂窝通信，又可进行卫星通信。
    单片微波冥成电路（MMIC）使射频（RF）分系统的尺寸和成本得以减少。由于卫星功
率更高，地面站的尺寸和成本进一步减少。利用频率更高的波段，如Ku波段和Ka波段提供
更大的带宽，减少干扰，使终端更小，业务容量更大。
    使用超大规模多波束天线将增强卫星的发射功率，并可大量重复使用频率。具有电子
跟踪能力的相控阵大线和智能手持式收发两用机将提高地面站的通信效能。甚小口径终端
（VSAT）将向超小口径终端（USAT）发展。星上数字信号处理和再生将增加吞吐量，减少
噪声、降低干扰和雨衰。
    卫星交换TDMA与窄波束相结合将通过较高的卫星等效全问辐射功率（EIRP）显著增加
业务容量。在Ka波段可以利用的功率更高的卫星，将对远地点开辟宽带多媒体业务。使用
再生转发器将把卜行和下行链略性能衰变隔离开来，并可进一步增强信号质量。星际链路
（ISL）将扩大卫星系统的能力和覆盖范围。
    （2）数字通信技术
    按照摩尔定律的预测，以每个集成芯片的晶体管的数量计，半导体的功率每18～24个
月翻一番。超超大规模集成电路（VVLSI）的开发证明了这种预测到现在为止的30年内是非
常精确的。鉴于集成电路尺寸的缩小，数字信号处理的功耗和成本也已减少，而性能却显
著提高。数字卫星通信技术在以下几个方面取得了极大进展：
    话音编码：话言编码的比特率从普遍的脉冲编码调制（PCM）64kbps减少到8kbPS以下，
接近长话质量。卫星功率和带宽需求量几乎呈数量级减少。
    视频编码立体声质量的电视信号可能要求216Mbps的比特率。数字视频压缩技术使比特
率要求呈数量级减少。像MPEG－2和DVB－S这样的视频压缩标准已经制定出来，并已用于卫
星传输，从而使卫星传输功率和带宽要求显著减少。
    前向纠措编码：运用纠错编码技术使比特设码率性能得到了非常显著的改善。例如，
运用前向纠错码可使载波功率减少4～5dB。
    加密：数字信号能够轻而易举地按照所需的保密等级加密。
    调制：能够运用较高水准的移相键控技术减少带宽要求。
    包交换：诸如话音、数据、视频和图形多种信号的组合，能够实现包化、多路复用和
更有效的传输。
    多址：能够使用频谱效率更高的时分多址和码分多址接入技术。
    数字语音插值（DSI）能利用话音信道的闲置期，使信道容量增加2.5倍。数字线路倍
增设备（DCME）利用DSI和低比特率编码，使信道容量比普通的64kbPS PCM恬音信道增加10
倍多。
    ·按需分配多址（DAMA）该技术通过高效共享转发器的容量而减少成本。
    总之，数字信号处理、多路复用、调制和多址接入技术的结合可以减少功率和带宽要求，
产生更高的灵活性和巨大的频谱效率。像TCP／IP这样的传输效率更高的协议和像帧中继和
ATM这样的传输技术提高了卫星线路的效率。