宽带卫星通信技术的现状与发展.doc

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1、宽带卫星通信技术的现状与发展本文综述了宽带卫星通信技术的现状，介绍已解决的关键技术问题，包括卫星数据传输技术和关键器件，以及星上处理、交换技术等。在文章的中间部分，详细阐述困扰宽带卫星系统发展的一些新的技术问题。最后，展望未来宽带卫星技术的发展趋势。1、宽带卫星通信技术的现状发展宽带卫星系统已成为当前通信的新热点之一。但要满足未来的需要，必须解决卫星网与服务质量（QOS）有关的系统设计问题。面对各种系统的竞争，如何在技术上保证提供业务肥价优质，以及占领市场，是宽带多媒体卫星通信系统得以生存和发展的关键。前期的

2、卫星宽带系统被称为卫星宽带接入系统。1996年，美国NASA的ACTS卫星（AdvanedCommuniCationsTechnologySatellite）进行了155.54Mbit／s的ATM试验。目前，已经进入商用化的典型系统，如DirectPC和DirectTV都是根据大多数多媒体业务用户的业务特点（下载大量视频、音频和数据信息，但上载信息很小）而设计的。它们使用非对称传输方式来降低用户终端费用，并在北美获得较大的市场。欧洲也在积极发展这样的非对称系统。但是这些早期的应用离未来对宽带卫星系统的要求还有

3、一些距离，在市场定位上还处于探索阶段。目前，宽带卫星通信系统的研究，如欧洲先进通信技术和业务（ACTS，theEuropeanadvancedCommunicationstechnologiesandservices）计划的若干项目——SECOMS（satelliteEHFcommunicationsformbilemultimediaservices）、ASSET（ACTSsatelliteswitchingend-to-endtrials）、WISDOM（widebandsatellitedemonstr

4、ationofmultimedia）和ACCORD（ACTSbroadcommunicationjointtrialsanddemonstration等，都集中在可提供2Mbit／s速率的新系统设计上。同时，以支持宽带业务为目的的一些同步和非同步卫星通信系统相继出现，1999年5月11日欧洲发射了ASTRA卫星，组成宽带、面向大众的“空中因特网”卫星系统。现代宽带卫星系统的特点是工作在更高的频段、采用基于ATM的传输技术和主要提供多媒体和因特网业务。其市场由三个基本部分组成：在线个人客户、多媒体业务提供商和在

5、线企业集团。目前，宽带卫星系统已采用Ka波段，而Ka波段传播特性受降雨衰耗的影响较大，这一点为人们所普遍关注。但是从实验和实际应用的结果来看，采用自适应功率调整和自适应数字编码可以解决这个问题。地面光纤网采用ATM技术来提供宽带综合业务。而误码率较高的卫星定带系统在采用ATM技术提供多媒体业务时，需考虑保证QOS的问题。一些国家，如美国、欧洲、日本、澳大利亚对卫星ATM层和物理层性能测试的结果表明，ATM的性能可以满足ITU－TG.826和I.356的目标要求。如果系统采用RS块状编码、交织、FEC技术，卫星

6、链路可达到准光纤链路质量，ATM可以作为卫星系统的数据传输技术。而具有星上交换处理的卫星ATM系统却有着光纤网络所不及的如下优点：·卫星可以在广阔的地理范围内（包括偏远地区、农村、城市和无人区）提供ATM业务。·卫星通信系统可以在全球范围内灵活地实现按需分配带宽，它不受复杂的地面网络拓扑的影响，减少了中间多次分配的环节。6/6·当在不同的地区接入ATM网络用户时，卫星可以方便地提供多变的网络构成（指网间接口标准，协议层次等）和进行灵活的容量分配。·利用卫星通信的广播性和易于（多）点到多点通信的特性，结合VSA

7、T技术，可以快速地建立ATM网的（多）点到多点的应用。·可以方便地为无法预测带宽要求和业务特征的连接分配备用信道，这样既可以保证该连接的业务质量又可以充分利用资源。·按照用户的要求，可方便地安装ATM卫星站，为新用户在需要的时候在任何地点接入网络。网络扩展相对容易。·卫星可以作为地面光纤ATM网的安全备份，在地面网出现故障或拥塞时，确保路由畅通。在Ka波段关键器件方面，近来有了突破性进展，使廉价用户终端的制造问题得以逐步解决。这些进展包括高集成度半导体（如ASIC）的发展，20GHz波段的低噪音放大器和30G

8、Hz波段的高功率转发器的研制成功，更高效率的空间行波管放大器，卫星总线技术，高功率太阳能板和电子推进系统。火箭发射技术的提高也降低了卫星单位重量的发射成本，提高了最大负荷。星上处理技术是提高卫星系统性能的有效手段，对提高系统的频谱利用率、克服雨衰影响等都十分有效。所以几乎所有的宽带卫星系统都采用星上处理技术。波束成形、星上ATM交换和星上功控技术正在不断地完善。2、现代宽带卫星通信技术面临的挑战宽带