衛(wèi)星通信新技術

1、衛(wèi)星通信技術2衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信的優(yōu)勢優(yōu)勢l覆蓋區(qū)大覆蓋區(qū)大, ,通信距離遠通信距離遠, ,三顆同步衛(wèi)星可覆蓋全球三顆同步衛(wèi)星可覆蓋全球l頻帶寬頻帶寬, ,容量大容量大l機動性好機動性好, ,不受地理條件限制不受地理條件限制l通信可靠性高通信可靠性高, ,質(zhì)量好質(zhì)量好, ,穩(wěn)定穩(wěn)定l費用與距離無關費用與距離無關l有多址能力有多址能力, ,組網(wǎng)靈活組網(wǎng)靈活l可實現(xiàn)區(qū)域及全球個人移動通信可實現(xiàn)區(qū)域及全球個人移動通信主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀u 當代衛(wèi)星通信新技術當代衛(wèi)星通信新技術u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信的發(fā)展前景衛(wèi)星通

2、信的發(fā)展前景 我國衛(wèi)星通信我國衛(wèi)星通信2121世紀初發(fā)展基本情況如下世紀初發(fā)展基本情況如下：（1 1）衛(wèi)星固定通信：空間段建設大發(fā)展；）衛(wèi)星固定通信：空間段建設大發(fā)展；相應的衛(wèi)星公用通信網(wǎng)、衛(wèi)星專用通信網(wǎng)和衛(wèi)相應的衛(wèi)星公用通信網(wǎng)、衛(wèi)星專用通信網(wǎng)和衛(wèi)星廣播電視傳輸網(wǎng)得到較好的發(fā)展。星廣播電視傳輸網(wǎng)得到較好的發(fā)展。（2 2）衛(wèi)星移動通信：靜止軌道的便攜式用）衛(wèi)星移動通信：靜止軌道的便攜式用戶終端的全球衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)運營良好；中戶終端的全球衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)運營良好；中低軌道的手持式用戶終端的各種全球衛(wèi)星移動低軌道的手持式用戶終端的各種全球衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)運營不佳。通信系統(tǒng)運營不佳。（3 3）衛(wèi)星直

3、接廣播：國外衛(wèi)星聲音直播系）衛(wèi)星直接廣播：國外衛(wèi)星聲音直播系統(tǒng)正在進入中國市場；國內(nèi)衛(wèi)星電視直播統(tǒng)正在進入中國市場；國內(nèi)衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)已納入國家重點建設項目，前期建設系統(tǒng)已納入國家重點建設項目，前期建設準備工作已開始。準備工作已開始。（4 4）衛(wèi)星寬帶通信：積極發(fā)展衛(wèi)星寬帶通）衛(wèi)星寬帶通信：積極發(fā)展衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務；密切跟蹤新型衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)信業(yè)務；密切跟蹤新型衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)動態(tài)。動態(tài)。主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀u 當代衛(wèi)星通信新技術當代衛(wèi)星通信新技術u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信的發(fā)展前景衛(wèi)星通信的發(fā)展前景 衛(wèi)

4、星光通信衛(wèi)星光通信定義：利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)激光信號，可以實現(xiàn)在多個航天器之間以及航天器與地球站之間的通信。其傳輸速率高、可利用頻帶寬、安全性（可靠性）高、保密性強、終端設備體積小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)點吸引著各國專家鍥而不舍地探索。l衛(wèi)星光通信的基本技術l衛(wèi)星光通信的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 衛(wèi)星光通信的關鍵技術衛(wèi)星光通信的關鍵技術l 激光器技術。激光器技術。l 捕獲、跟蹤與瞄準技術捕獲、跟蹤與瞄準技術l 精密天線收發(fā)技術。精密天線收發(fā)技術。l 調(diào)制、接收技術。調(diào)制、接收技術。l 震動抑制技術。震動抑制技術。光學接收解調(diào)星上交換處理再調(diào)制光學再發(fā)射 開辟了全新的衛(wèi)星通信頻道開辟了全新的衛(wèi)星通信

5、頻道 使衛(wèi)星通信容量大為增加數(shù)使衛(wèi)星通信容量大為增加數(shù)據(jù)傳輸速率可以做到據(jù)傳輸速率可以做到 100Gb/s, 100Gb/s, 且有潛在優(yōu)勢。且有潛在優(yōu)勢。 減小了衛(wèi)星通信設備的體積和重量減小了衛(wèi)星通信設備的體積和重量 , ,低能耗低能耗 , , 這將極大這將極大提高衛(wèi)星壽命和星上處理能力。提高衛(wèi)星壽命和星上處理能力。 增加了衛(wèi)星通信的保密性。增加了衛(wèi)星通信的保密性。 具有較強的抗干擾能力具有較強的抗干擾能力 其抗干擾性遠高于衛(wèi)星微波通信。其抗干擾性遠高于衛(wèi)星微波通信。 衛(wèi)星光通信也具有明顯的缺點衛(wèi)星光通信也具有明顯的缺點 , , 最重要是激光星地鏈路最重要是激光星地鏈路受大氣中的降雨、煙塵、

6、霧撞的影響比微波大受大氣中的降雨、煙塵、霧撞的影響比微波大 , , 星地間星地間指向精度要求很高指向精度要求很高。衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信現(xiàn)狀現(xiàn)狀,發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢l 目前目前， 國際上研究衛(wèi)星光通信的主要有歐洲、日本和美國際上研究衛(wèi)星光通信的主要有歐洲、日本和美國。衛(wèi)星光通信技術已經(jīng)從關鍵技術研究發(fā)展到地面模擬、國。衛(wèi)星光通信技術已經(jīng)從關鍵技術研究發(fā)展到地面模擬、空間實驗空間實驗 以及工程實現(xiàn)。已建有專用于衛(wèi)星光通信試驗以及工程實現(xiàn)。已建有專用于衛(wèi)星光通信試驗的衛(wèi)星光通信地球站的衛(wèi)星光通信地球站 , ,可以預期可以預期 , , 衛(wèi)星光通信的發(fā)展將衛(wèi)星光通信的發(fā)展將會導致一場新的衛(wèi)星通信革命。會導

7、致一場新的衛(wèi)星通信革命。隨著衛(wèi)星激光通信關鍵技術的突破隨著衛(wèi)星激光通信關鍵技術的突破和激光所具有的優(yōu)勢逐步體現(xiàn)，業(yè)和激光所具有的優(yōu)勢逐步體現(xiàn)，業(yè)界的專家達成一致意見：面對日益界的專家達成一致意見：面對日益增長的高數(shù)據(jù)率和大通信容量的需增長的高數(shù)據(jù)率和大通信容量的需求，必須用光通信來實現(xiàn)衛(wèi)星通信。求，必須用光通信來實現(xiàn)衛(wèi)星通信。未來世界的通信體系將是一個天上未來世界的通信體系將是一個天上衛(wèi)星光網(wǎng)和地面光纖光網(wǎng)連接一起衛(wèi)星光網(wǎng)和地面光纖光網(wǎng)連接一起的空地激光通信體系的空地激光通信體系。近年來的商業(yè)需求和空間信息公路、信息高速近年來的商業(yè)需求和空間信息公路、信息高速公路的發(fā)展公路的發(fā)展, ,對衛(wèi)星間

8、激光鏈路技術要求更加迫切對衛(wèi)星間激光鏈路技術要求更加迫切, ,這這些已經(jīng)作為美國、歐洲、日本等國發(fā)展該方面技術的些已經(jīng)作為美國、歐洲、日本等國發(fā)展該方面技術的動力動力, ,并正向商業(yè)應用轉(zhuǎn)化。并正向商業(yè)應用轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)在空間光通信系統(tǒng)發(fā)展的趨勢主要是現(xiàn)在空間光通信系統(tǒng)發(fā)展的趨勢主要是: :(1) (1) 空間光通信系統(tǒng)的應用正在向低軌道小衛(wèi)星星座空間光通信系統(tǒng)的應用正在向低軌道小衛(wèi)星星座星間激光鏈路發(fā)展星間激光鏈路發(fā)展; ; (2) (2) 激光星間鏈路用戶終端向小型化、一體化方向發(fā)激光星間鏈路用戶終端向小型化、一體化方向發(fā)展展; ;(3) (3) 低軌道小衛(wèi)星星座激光鏈路正進入商業(yè)化、低軌道小衛(wèi)

9、星星座激光鏈路正進入商業(yè)化、實用化發(fā)展階段。實用化發(fā)展階段。主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀u 當代衛(wèi)星通信新技術當代衛(wèi)星通信新技術u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信的發(fā)展前景衛(wèi)星通信的發(fā)展前景 l北斗衛(wèi)星系統(tǒng)介紹l北斗衛(wèi)星系統(tǒng)任務及功能l北斗衛(wèi)星系統(tǒng)功能應用及面臨的挑戰(zhàn)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通通信系統(tǒng)信系統(tǒng)（CNSSCNSS），是繼美），是繼美全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）和俄）和俄GLONASSGLONASS之后第三個成熟的之后第三個成熟的衛(wèi)星導

10、航系統(tǒng)衛(wèi)星導航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位、導航、授時服提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力。務，并具短報文通信能力。工程建設系統(tǒng)組成： 空間段：由5顆GEO衛(wèi)星和30顆Non-GEO衛(wèi)星組成Non-GEO 衛(wèi)星GEO 衛(wèi)星星座 四大功能四大功能短報文通信：短報文通信： 北斗系統(tǒng)用戶終端具有雙向報文通信功能，用戶可以一次傳送40-60個漢字的短報文信息。 可以達到一次傳送達120個漢字的信息。在遠洋航行中有重要的應用價值。 精密授

11、時：精密授時： 北斗系統(tǒng)具有精密授時功能，可向用戶提供20ns-100ns時間同步精度。 定位精度定位精度： 精度100米(1)，設立標校站之后為20米(類似差分狀態(tài))。工作頻率：2491.75MHz。 系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)：系統(tǒng)容納的最大用戶數(shù)： 每小時540000戶。軍用功能軍用功能民用功能民用功能個人位置 服務氣象應用 道路交通管理鐵路智能交通海運和水運 航空運輸 應急救援北斗”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)的軍事功能與GPS類似，如：飛機、導彈、水面艦艇和潛艇的定位導航；彈道導彈機動發(fā)射車、自行火炮與多管火箭發(fā)射車等武器載具發(fā)射位置的快速定位，以縮短反應時間；人員搜救、水上排雷定位等。 中國衛(wèi)星導航

12、系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其稱，按照“質(zhì)量、安全、應用、效益”的總要求，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)照“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進。 2000年建成了北斗衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)，使中國成為世界上第三個擁有自主衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。 建設北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，2012年左右 形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務能力。 2020年左右，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)形 成全球覆蓋能力。一、部署進度的比拼。（四大全球系統(tǒng)部署的時間進度是個重大考驗，捷足先登是成功的第一步。GPS在這方面遙遙領先，GLONASS正在恢復建設中，Galileo遭遇資金困境，北斗系統(tǒng)若要搶占市場，在系統(tǒng)部署方面面臨挑戰(zhàn)。） 二、衛(wèi)星性能的競爭。（導航衛(wèi)星設計和研制水平?jīng)Q定

13、著系統(tǒng)的性能，目前北斗衛(wèi)星設計已經(jīng)達到國外導航衛(wèi)星水平，在未來發(fā)展中要不斷自主創(chuàng)新，爭取在國際導航衛(wèi)星研制領域處于領先地位。 ）三、系統(tǒng)發(fā)展的博弈。（未來衛(wèi)星導航系統(tǒng)需要持續(xù)的發(fā)展建設，以滿足用戶要求；需要國家持續(xù)的經(jīng)費投入、人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)推廣，以確保我國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)在未來發(fā)展與國際競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位。）主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀我國衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀u 當代衛(wèi)星通信新技術當代衛(wèi)星通信新技術u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 衛(wèi)星通信在三網(wǎng)融合領域的應用衛(wèi)星通信在三網(wǎng)融合領域的應用u 北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信的發(fā)展前景衛(wèi)星通信的發(fā)展前景 (1)地面電信網(wǎng)通常由交換網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)組成，現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術都 可實現(xiàn)上述功能。 (2)隨著衛(wèi)星固定通信業(yè)務和衛(wèi)星直接廣播業(yè)務用戶終端進一步小型化和 可移動性，與衛(wèi)星移動通信業(yè)務用戶終端的區(qū)別將減?。?(3)各