1、衛星通信技術及其發展趨勢朱軍 王培國成都軍區摘要：綜述了衛星通信網中使用的CDMA、抗干擾、MPLS等技術和衛星通信的發展趨勢，并對我國衛星通信的發展進行了展望。關鍵詞：衛星通信 CDMA 抗干擾 MPLS 發展趨勢衛星通信是以衛星作為中繼的一種通信方式，是在地面微波中繼通信和空間電子技術的基礎上發展起來的，具有通信距離遠、覆蓋范圍廣、不受地面條件的約束、建站成本與通信距離無關、靈活機動、能多址連接且通信容量較大等優點，在全球許多領域應用效果很好，尤其在軍事上具有重要的應用價值。1 衛星通信網絡的定義衛星通信網絡是利用人造地球衛星作為中繼站轉發無線電波，從而實現兩個或多個地面站之間通信的網絡。

2、其中，地面站是指設在地球外表包括地面、水面和大氣層的通信站，也稱為地球站。通信衛星的作用相當于離地面很高的中繼站。衛星通信網絡分為延遲轉發式通信網絡和立即轉發式通信網絡。當衛星的運行軌道屬于低軌道時，對于相對較遠的地面站而言，要進行遠距離實時通信，除采用延遲轉發方式利用一顆衛星外，也可以利用多顆低軌道衛星進行轉發，這種網絡就是通常所說的低軌道移動衛星通信網絡。2 衛星通信中的主要技術2.1 CDMA技術CDMA(碼分多址)系統通過采用話音激活技術、前向糾錯FEC技術、功率控制技術、頻率復用技術、扇區技術等技術手段，可使CDMA系統容量大幅擴大，同時，它還具有抗多徑干擾能力、更好的話音質量和更低

3、的功耗以及軟區切換等優點。CDMA以其本身所具有的特點及優越性而廣泛應用于數字衛星通信系統中。特別是近年來，小衛星技術的發展為實現全球移動通信和衛星通信提供了條件，利用分布在中、低軌道的許多小衛星實現全球個人通信，已在國際上逐漸形成完善的體系。CDMA移動衛星通信系統根據導頻信號的幅度實現功率控制, 減少用戶對星上功率的要求從而增加系統的容量，減少多址干擾；CDMA移動衛星通信系統可利用多個衛星分集接收，大大降低多徑衰落的影響，改善傳輸的可靠性。此外，由于CDMA多址方式具有優越的抗干擾性能、很好的保密性和隱蔽性、連接靈活方便所等特點，決定了它在軍事衛星通信上具有重要的意義。2.2 抗干擾技術

4、現代軍事斗爭中，敵我雙方對衛星通信干擾與抗干擾技術對抗越來越激烈。未來戰爭中電磁環境將變得越來越復雜，衛星通信因其固有的特點而面臨極大的威脅。由于通信衛星始終暴露在太空中，且信道是開放的，易于受對方攻擊。因此，軍事衛星通信中干擾和抗干擾是斗爭雙方關注的焦點，研究在復雜電磁環境下衛星通信抗干擾技術體制已成為提高軍事通信裝備生存能力、確保軍事指揮順暢的關鍵。衛星通信抗干擾主要通過傳輸鏈路抗干擾、軟硬件設備抗干擾以及建立綜合智能抗干擾體系等措施實現。傳輸鏈路抗干擾主要有DS/FH混合擴頻、自適應選頻、自適應頻域濾波、猝發通信、時域適應干擾消除、基于多用戶檢測的抗干擾、跳時(TH)、自適應信號功率管理

5、、自適應調零天線、多波束天線、星上SmartAGC、分集抗干擾、變換域干擾消除、糾錯編碼和交織編碼抗干擾技術等。軟硬件設備抗干擾主要有光電隔離、硬件濾波、屏蔽、數字濾波、指令冗余、程序運行監視等技術。建立綜合智能抗干擾體系可以通過建立軟件化抗干擾硬件平臺、建立智能化抗干擾軟件應用系統，如：智能抗干擾系統、網絡監測控制系統、專家策略支持系統等措施實現。 特別值得一提的一種抗干擾、抗搜索、抗截獲的技術是跳頻通信技術，它是在現代信息對抗日益激烈的形勢下迅速發展起來的。各國軍方對這一先進技術的發展和應用十分重視，不斷加強對跳頻抗干擾通信的研究和推廣應用。目前，跳頻技術裝備正朝著寬頻帶、高速率、數字化、

6、低功耗的方向快速發展，其信息戰潛力巨大。2.3 基于MPLS的移動衛星通信網絡體系構架MPLS多協議標簽交換技術由于可將IP路由的控制和第二層交換無縫地集成起來，具有IP的許多優點(如擴展性、兼容性好)，又可很好地支持QoS和流量工程，是目前最有前途的網絡通信技術之一。近年來，在地面固定網MPLS技術逐漸成熟后，該技術已向光通信、無線通信和衛星通信等領域擴展?，F有的寬帶衛星系統設計主要采用衛星ATM 技術，研究說明該技術可給不同的業務提供很好的QoS保證，并可利用面向連接的虛通路設計以及流量分類等方法為網絡提供有效的流量工程設計。衛星MPLS體系結構分為用戶層、接入層、核心層三部分，其中，用戶

7、層包括衛星手持移動終端(直接接入移動衛星網)、小型專用局域網用戶(通過小型地面移動終端接入衛星網)、其他網絡用戶(通過地面網關站接入衛星網絡)等。接入層由標簽邊緣交換路由器(LER)組成，完成衛星MPLS網同其他網絡以及衛星手持移動終端的連接，其主要功能包括實現對業務的分類、建立FEC和標簽之間的綁定、約束LSP的計算、分發標簽、剝去標簽以及用戶QoS接納管理和相應的接入流量工程控制等。核心層由標簽交換路由器(LSR)組成，完成信息按MPLS標簽進行交換轉發，其上主要運行MPLS控制協議和第三層路由協議，并負責與其他標簽交換路由器交換路由信息來建立路由表、分發標簽綁定信息、建立和維護標簽轉發表

8、等工作。3 衛星通信的發展趨勢在目前的通信衛星中，已采用許多代表當今世界通信衛星的先進技術，如氙粒子發動機、高能太陽電池和蓄電池、大天線和多點波束如：THURYU、ASES、TORSS、GALILEO等衛星天線、衛星星上處理器如：窄帶信道化器、數字波束成形網絡和BUTLER矩陣放大器以及射頻功率動態按需分配等技術，這些技術的發展，對通信衛星和衛星通信的發展產生了深刻的影響。3.1通信衛星向大、小兩極發展現代衛星通信的發展趨勢之一就是衛星星體本身正在向大型化和微型化兩個方向發展。一方面，各國為了提高衛星的靈敏度和星上處理能力，以及實現衛星的一星多能，把衛星星體造得越來越大，重量也越來越重。衛星大

9、了也有弱點，易受電磁干擾和敵方反衛星武器的破壞，而小衛星、微小衛星卻能克服這種弱點。如果用多顆小衛星組網來代替單顆大衛星，就可以提高衛星系統的生存能力。3 .2 衛星通信向衛星移動通信方向演進衛星移動通信是指利用衛星實現移動用戶間或移動用戶與固定用戶間的相互通信。隨著技術的發展，衛星的功能逐漸增強，許多原來由地球站執行的功能被轉移到衛星上去完成，從而使地面設備變得越來越簡單，天線尺寸也隨之大幅度減小。隨著頻譜擴展、數字無線接入、智能網絡技術的不斷發展，衛星移動通信在向衛星個人通信方向演進，用手持機可實現在任何地點、任何時間與世界任何地方接入衛星移動通信網的用戶進行雙向通信。3.3 衛星通信與互

10、聯網技術相結合由于衛星通信和電腦技術的飛速發展，產生了衛星互聯網技術。目前衛星互聯網的連接方式主要有兩種：一種是利用寬帶衛星的雙向傳輸；另一種則是利用衛星的高速下載和地面網絡反饋的外交互通信方式，即將衛星鏈路作為下行數據鏈路，而將 撥號、局域網等其他通信鏈路作為上行數據鏈路，這種方式是基于當前互聯網信息流量的非對稱性提出來的，它是衛星通信的一個熱點。3.4 衛星通信寬帶化為了滿足衛星通信系統用戶對帶寬的需求，衛星通信技術已向Ka、Q等波段發展。一些國家衛星系統已拓展直EHF頻段。采用EHF頻段有很多現有其他頻段無可比擬的優點，一是擴大EHF頻段的容量，大大減輕現有頻譜擁擠現象；二是EHF的波束

11、窄，可減少受核爆炸影響出現的信號閃爍和衰落，抗干擾和抗截收能力強。三是EHF 頻段系統使用的部件尺寸和重量都可大大縮小和減輕。3.5 衛星光通信衛星光通信就是用激光進行衛星間通信，使衛星間通信容量大為增加，而衛星通信設備的體積和重量卻大大減小，同時也增加了衛星通信的保密性。衛星光通信系統主要由以下幾個子系統組成：光源子系統，發射、接收子系統以及瞄準、捕獲、跟蹤子系統，此外還包括伺服系統、控制系統等。4 我國衛星通信發展展望衛星通信在國防現代化建設、社會經濟發展以及我國參與全球經濟一體化活動等方面都占有重要地位。我國只有緊緊抓住這一有利時機，真正把發展衛星通信事業擺在重要地位，及時跟蹤、趕超國外

12、衛星通信的先進技術，才能使我國在新一輪的國際競爭中占據有利地位。隨著Internet、地面移動網快速發展，衛星通信將會迎來一個更大的發展，我國將以自主的、大容量通信衛星為主體，建立起完善、長期穩定運行的衛星通信系統。同時，我國將積極對外開放，廣泛進行國際合作，利用國際的先進衛星通信技術來發展我國的衛星通信。我國衛星通信技術的發展應注意開發新頻段，提高現有頻段頻譜的利用率，公用干線通信網應進一步向寬帶化方向發展，利用IP、ATM建立衛星寬帶綜合業務數字通信網國家信息高速公路。對于專用衛星通信網應進一步向小型化、智能化、經濟化方向發展。發展移動衛星通信系統的信關站技術和其他各類高增益、高跟蹤精度的

13、輕型移動天線、伺服、跟蹤技術。發展網絡管理、控制及網絡動態分配處理技術，發展網同步技術，發展適應衛星信道特點的衛星IP、衛星ATM與異構網互聯的路由器技術。通信衛星向大功率、大容量、長壽命、高可靠大衛星平臺發展，向星上交換、星上處理、星上抗干擾技術發展，中低軌道移動通信衛星向現代“小衛星”技術發展。在Internet、衛星寬帶多媒體業務、衛星IP傳輸業務、衛星ATM和地面蜂窩業務發展的推動下，衛星通信將獲得更大發展。尤其是光開關、光交換、光信息處理、智能化星上網控、超導、新的發射運載工具和新的軌道技術等各種新技術、新工藝的實現，將使衛星通信產生革命性的變化。衛星通信作為全球信息化網絡設施的重要組成部分，將對我國和世界經濟、社會、軍事的發展產生重大的促進作用。參考文獻：1 儲鐘圻數字衛星通信北京：機械工業出版社，20062 孫學康微波與衛星通信北京：人民郵電出版社，20073 王秉鈞VSAT小型站衛星通信系統