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我国卫星通信发展的探讨

2/14/2005
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我国卫星通信发展的探讨(姚永炀) 摘要回顾了卫星通信的发展史,对我国卫星通信今后的发展和应努力的方面,如:资源利 用、监测台站的建立、通信卫星运营及卫星通信系统的研究开发等进行了探讨。 关键词 卫星通信 资源 探讨 发展前景 一、卫星通信发展史回顾 利用人造地球卫星作为转发器进行洲际通信的设想是1945年A.C.克拉克在《无线电世界》 杂志上发表的“地球外中继”一文中提出的。但当时的技术条件和这种设想的实现相距甚远。 在40年代后期,仅达到和用100MHz频段的特高频小容量的模拟接力通信系统在地面上投入工程 实用。其后进入50年代,由于微波电子器件的发展,才出现2GHz、4GHz等频段的微波接力通信 系统。其站间通信距离仅为40-50km,属“视距”范围传输。及至50年代末期,由于千瓦级的 大功率微波管研制成功和大型抛物面天线与低噪声接收机的应用,在地面上才进行对流层散射 通信的试验与应用,使站间通信距离拉长到300-600km。其后至60年代中期,由于火箭发射技 术与地面微波通信技术的结合,终于促成在距离地球36000km的赤道上空定位于“静止轨道”的 第一颗通信卫星的出现——1964年8月发射了"洞步3号”卫星,并进行了奥林匹克运动会实况的 转播试验;1965年4月发射“晨鸟”号卫星用于欧美洲际间的通信,这种通信系统可使两个地球 站间的通信距离延长到10000km以上变成事实。从此“静止卫星”通信系统在70-80年代成为发 展最快的国际间重要通信手段。至90年代,由于地面蜂窝移动通信系统的发展,为了达到“任 何地点、任何时间、与任何人实现通信”的目的,卫星移动通信系统亦应运而兴起,除“静止 轨道”——高轨道外,还有中轨道、低轨道各类卫星移动通信系统出现,成为地面移动通信网 的延伸与补充所不可忽略的重要组成部分。 中国自60年代初,即开始研制了微波接力通信系统和人造地球卫星,它标志着中国人民已 有能力依靠自己的力量,涉足于卫星通信领域,为通信网增加新的通信手段。及至70年代中期, 中国已有大型地球站为国内、国际通信服务。近20余年来,中国卫星通信,在研究、开发、制 造和发射、运营等多领域,由于国家重视和国内科技人员、管理人员等各方面的共同努力,得 到了长足的发展,为下一步发展奠定了坚实基础。 二、我国卫星通信发展前景探讨 我们清楚,卫星通信系统本身是个复杂的大系统,涉及很多学科,综合工艺和技术,需要 多部门的相互协助,资金和人力方面加大投人,才能促进其更快发展,适应社会各部门多方面 需求,现仅就今后发展前景和努力方面,作些初步探讨。 1.充分利用好宝贵资源; 频谱资源与轨道资源,是发展卫星通信的先决条件,必须搞好发展规划,以满足国家各方 面的需求。要有专门的科技队伍进行长期不间断的研究、分析和多方面协调工作。在国际上多 做工作,争取获得尽可能多的频谱与轨道资源,并把这些宝贵资源充分利用好。 2.建立必要的监测台站 建立必要的监测台、站(固定、移动),除对已投入运营的通信卫星运行情况等及时了解、 分析、加强管理外,更重要的还要监测国外的卫星在国内空间场强覆盖情况,及时克服和减少 电磁波的干扰,以保护我国的电磁环境和合法权益。这样为我国卫星通信创造良好的环境,以 利于更快地发展。 3.通信卫星运营方面 在通信卫星运营方面,要充分利用卫星通信的覆盖广,传输质量好,能以各种组网方式适 应不同用户、不同领域、不同地理空间应用的特点,搞好卫星通信网的建设,发挥其应有作用。 (1)卫星通信系统,它的转发器可作为通信网的干线传输手段。在“静止轨道”上,它覆 盖广,特别适合于我国边远地域稀路由(用户少而分散)的通信之需,而对地面通信系统无法 达到的或用地面通信系统建设投资过大的农村地区,则卫星通信系统,可发挥其独特的作用。 (2)卫星通信系统与地面通信系统综合,可作为通信网的重要组成部分,并和地面的传输 系统相配合,可以提高传输的可靠性(特别在干线传输方面,地面的光纤传输系统、微波接力 通信系统和卫星通信系统的综合使用),可发挥各自优势,并互为备份与补充,这在我国幅员 广大的国家,特别显得重要。因此在每个通信网建设、规划中,要综合考虑这些因素。 (3)卫星通信系统可独立组网,也可作为地面通信网的接入网,特别适合于各种速率信息 的传输接入,也适合于不对称业务的传输和集话音、数据与图象三者组合的终端配合,实现多 媒体通信。因此,在整个通信网规划中,要充分考虑卫星通信手段的这种优势,而且一旦通信 卫星发射成功,卫星通信建设速度快,受地理条件限制较小,能迅速满足通信需求,这是它“ 得天独厚”的特点。 (4)中、低轨道的卫星移动通信系统与地面蜂窝移动通信的综合与互通,是整个移动通信 发展的必由之路。从通信容量,全网结构等角度分析,前者是后者的延伸和补充,因此要把这 两者作为一个大系统来看,特别是在用户终端、使用频段、调制方式和协调核心网规范等方面, 总体方案应统一起来考虑,这将符合发展方向。 4.卫星通信系统研究、开发方面 (1)由于卫星通信系统涉及到多部门、多学科的协作,因此要有跨部门的专家联合参加, 总体规划与设计,以充分发挥整个国家的人才和技术优势,作出有自己特色的系统,达到国际 上先进水平,并能满足国家各方面需求。 (2)当前的重点是通信卫星本身的开发工作,在保证质量前提下,首先注意两个问题: ①研制出大容量通信卫星的平台和小卫星平台。有了这两种平台,以利加速发展高、中、 低各种轨道,各种用途的卫星通信系统。这样,在研制卫星过程中就可避免很多重复工作,节 省了人力和物力。 ②在研制各类卫星本身时,应采用模块式的生产线方法,这样可缩短研制、开发时间。若 在时间上取得优势,就可在竞争中争取到主动权。 (3)对于卫星通信系统的地球站设备,要考虑到高可靠性,并用创新精神,力求使系统达 到最佳化,在关口站设备方面,则要强调灵活性,要能适应多方面需求,具有与地面多种通信 系统互联互通的能力,至于卫星通信系统的用户终端,要达到人机界面友好,小巧可靠操作方 便等。 摘自《电信网技术》