卫星通信的缺点篇1
【关键词】信息技术；卫星通信；语音传输技术
0引言
随着当前科学技术的飞速发展，各种通信手段和通信技术的发展也在不断的加快和不断的趋于成熟。卫星通信、卫星网络作为光缆传输网络的重要组成部分和重要的补充以及备份支撑着整个卫星通信的发展，为卫星通信的发展提供着有力的保障。然而在卫星通信的过程中其通信频点内带宽、狭窄造成通信量的有限性和限制性。为了能够更加高效的利用卫星通信资源，语音传输新技术正在逐步的应用在卫星通信网络当中。
1卫星通信概述
1.1卫星通信的概念
卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。卫星端在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，卫星星体又包括两大子系统：星载设备和卫星母体。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户也可以通过地面站出入卫星系统形成链路，地面站还包括地面卫星控制中心，及其跟踪、遥测和指令站。用户端即是各种用户终端。
1.2卫星通信的发展趋势
自第一颗卫星发射升空，开启了空间技术发展的新纪元，卫星通信技术的优势使各个国家都极力发展这种技术，并在各个领域，尤其是在军事和民事领域得到充分应用。卫星通信的发展趋势总的发展方向是大容量、大功率、高速率、宽带、低成本、高发射频率、多转发器、多点波束和赋形波束，应用星上处理技术切换信号，处理信号等，21世纪的卫星直播电视（DBS―tV）、个人移动卫星通信、多媒体卫星通信、卫星音频广播、卫星网络电视等将会得到大量发展。VSat业务范围不断扩大，深入到国民经济的各个领域，更加显示其经济和社会效益，Ka波段的应用使设备更加小型化，当然亦带来衰减严重的缺陷。光通信在卫星通信中的应用逐渐变得成熟可取，它要求精确的卫星控制技术，在国际上还处于研发阶段，预计不久将会进入实用阶段。
1.3卫星通信的优缺点
了解卫星通信的优缺点，一则可以了解目前卫星通信的发展形势，二则可以明确发展改进卫星通信中语音传输技术的必要性，是语音传输技术在卫星通信中应用的前提。要了解卫星通信的优缺点，就要与光纤传输技术进行对比才能洞彻所有。
卫星通信的通信范围极大，主要表现是，只要在卫星辐射信号范围内的两点均可以进行无线通信，这种特点一则保证了它的可靠性，因为这种传输并不会受外界环境影响，比如洪水地震等自然灾害的影响，它可以影响到一些具体的地面设施，却不能威胁位于太空的卫星设施，但是在一些地形复杂的地域，比如说多高山地区、或者大型建筑物集群地区，由于山体或者楼体的遮掩，会造成信号遮挡现象或者信号不稳，因为卫星通信主要靠信号辐射实现它的功能。
卫星通信的设置步骤简单，即只要设置一种特殊的电路既可完成，没有复杂的工程做工，更无资源的损害与自然环境的破坏，也无设备损坏的后顾之忧。
但是这种通信作价高，因为卫星通信不同于传统的光缆通信，光缆工程虽说耗时、耗材、耗人力，但是它采用的材质来源丰富，价钱低廉，因此使用成本就非常低，非常适合普通人使用，针对卫星通信运用超高科技与做工精细的仪器，导致它的运行成本会高于常规的光缆通信，使用资费更是高出十几倍之多，因此使用人群极少。
而且卫星通信采用的是无线传输，这种传输方式虽说简单易行，但是，却有可能造成信号的丢失或者信号的缺失，在这方面，还是光缆通信这种光波输送安全性高，保密性好，因为光波只能在光缆内进行活动，并不会受外界影响，在通话传输上，它的技术还有待提高。
2语音传输技术的应用
卫星通信与传统电缆、光缆通信适用领域有所不同，而且它又被本身的缺陷所制，卫星通信在现阶段作为光缆通信重要后备资源而存在着，它一方面弥补了光缆传输中的不足，一方面也在极力发展完善它自己的技术。卫星通信与光缆通信不同，它的通信容量有限，不同于光缆通信容量巨大、潜在宽带可达20tHz，使作为卫星通信重要组成部分的语音通信受到极大限制，因此如何克服解决这一固有的问题，是现阶段卫星通信的一项艰巨任务。
正如业内人士所知，卫星通信系统采用卷积码、QpSK与Qam相结合的编码调制方式，这也是当前众多商业卫星采用的一种方式，但是这种方式不能高效地传输本来受限的无线信号资源，导致资源的流失，原因在于这种方式被通信系统的误码率制约着，使这种方式必须采用某种特定的卷积码来实现某种具体的功能，而这种特定的很长的限定长度卷积码将相应导致译码设备相比以前更为复杂，因为这种复杂性，将导致原本卫星通信系统本身固有的缺陷更加暴露无遗，将导致卫星通信信息语音传输的效率更低，影响卫星通信功能的发展扩大，制约了卫星语音信息传输的高速性，不能适应未来业内形势的发展，因此调整编码译码方式，改进通信过程中编译码技术，是当前卫星通信领域内首要应解决的问题，它将影响到语音传输的效率、以及语音信息传输的质量，即抗干扰性问题。
针对原有技术存在的问题以及不良影响，一种新型技术――tCm/iDR技术被挖掘出来，并最先运用在卫星通信领域。tCm/iDR技术同时使用SpSK调制技术和Reed-solomon正交编码技术，是国际通信卫星组织（intelsat）最近推荐的高质量中速数据载波方式，其业务平台支持语音和数据传输同时能够满足对网络低误码/高性能的要求。tCm/iDR技术所提供的性能可达到在1年内的平均误码率（ReR）远小于10e-10（即优于99.96%），超过国际电信联盟（itU-t）G.826所提出的要求。相对于国际通信卫星组织于1984年第一次提出并使用至今的QpSK/iDR数字载波技术，tCm/iDR技术是又一步的改进和提高，其支持数据流的速率范围是64kbit/s-44.736mbit/s，对于传输同等信息速率的数据流来说，与QpSK/iDR技术相比，将节约20%的卫星无线频带资源。同时，tCm/iDR技术能更有效地利用卫星转发器的功率，这是因为目前绝大部分的intelsat用户采用QpSK/iDR技术，以致一些卫星转发器的带宽已达使用极限，但转发器功率还有余量可利用。因此，在使用了tCm/iDR技术后，可通过更有效地利用卫星转发器资源（功率和频带），从而在目前已达频带使用极限的转发器内增加通信容量。
3结语
随着社会经济的快速发展和大业务量需求的不断上升，卫星通信作为一种重要的语音信息传输平台日益受到人们的青睐，未来随着技术的不断发展和融合卫星通信工程中传语音输技术的应用将会被不断升级，超高速率、无缝接入、灵活可靠的传输技术也将不断涌现。
参考文献：
[1]钟志刚.tCm/8pSK/iDR与QpSK/iDR卫星载波特性比较[J]邮电设计技术，1999（9），11-15.
[2]余昌刚等，tCm/iDR信道单元帧同步的实现[J].北京理工大学学报，2001（6），774-776.
卫星通信的缺点篇2
[关键词]卫星通信自动跟踪步进跟踪
中图分类号：tn927.2文献标识码：a文章编号：1009-914X（2017）06-0132-01
一、卫星地面站天线跟踪技术
卫星通信具有通信距离远、覆盖范围大、通信方式灵活多样、质量高、容量大、组网迅速、基本不受地理和自然环境限制等一系列优点。但由于地球重力分布的不规则性及太阳风压等对通信卫星的影响，使卫星在轨道位置上发生偏移。当卫星使用年久时，其姿态控制能力下降，漂移现象更为严重。从而使没有跟踪控制系统的天线指向偏向卫星。另一方面，采用大口径天线接收信号时，因频率高天线主波束宽度窄，因受风力或自身形变等因素的影响会造成其指向偏离卫星，使天线接收增益大幅度下降，使通信或广播信号中断。所以为了保障通信效果就要求卫星天线能够随着卫星位置的变化进行角度调整即卫星跟踪。这就要求卫星天线具有良好的跟踪系统，跟踪系统的任务就是保证通信系统的天线指向能够稳定可靠地对准通信目标，从而使通信系统能够保持正常工作。跟踪系统的作用是使天线对准卫星，以最大实现天线的增益。目前卫星地面站对卫星的跟踪有三种方式：手动跟踪、自动跟踪和程序跟踪。
手动跟踪是指操作人员根据经验或预知的卫星轨道位置数据，用人工手动操纵的方式调整天线的指向，再根据收到信标信号的大小人工操纵调整天线，使接收信号最强。
程序跟踪是指将卫星的星历数据和天线平台地理坐标和姿态数据输入计算机，计算机对这些数据进行处理、运算、比较，得出卫星轨道和天线实际角度的角度差值，然后将此值送入伺服控制器，驱动天线，消除误差角。不断地比较、驱动，使天线指向卫星。
自动跟踪是指根据地面站天线接收到卫星所发的信标信号，通过下变频、放大后输入信标接收机，检测出俯仰和方位误差信号，根据误差信号大小和方向由伺服控制器驱动天线转台系统，使天线自动地对准卫星。由于自动跟踪操作较为简单较为可靠，故目前卫星地面站大都采用自动跟踪技术。
二、几种自动跟踪技术
目前地球站采用的主要有步进跟踪、圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪这三种跟踪技术。
1.步进跟踪
步进跟踪是二十世纪70年代初期发展起来的一种自动跟踪技术。步进跟踪的原理和设备都很简单，它以天线指向卫星时收到的信标信号电平值为依据，通过比较两次移动的电平大小，下一次朝电平大的方向移动，寻找信标信号电平的最大值进行跟踪，属于极值跟踪。基本原理为收到并检测出信号电平后，按一定的时间间隔，使天线在方位面或俯仰面内转动一个微小的角度，通常为主瓣波束半功率角的1/10至1/15左右，通过计算机对接收信号电平进行增减判别，如果接收信号电平增大，则天线沿原方向继续转动一个微小角度；如果接收信电平减小，则天线反方向转动。这一过程在天线的两个正交的转动轴（方位轴和俯仰轴）之间重复交替进行，这样就能使天线波束逐步对准卫星。这种方式由于通过使天线指向一步步的朝信号最强的方向移动，因此被称为步进跟踪。这种体制的缺点是天线波束不能停留在对准星体的方向上，而是在该方向的周围不断地摆动，因而跟踪精度不高。但由于它的设备简单、价格较低，并能够很方便的与计算机连用，所以在卫星位置精度的提高和计算机飞速发展的今天，越来越多的地面站使用步进跟踪技术。
步进跟踪只需要一个射频信道，且射频稳定度不重要，对馈源要求低，因此设计简单，成本低，适合跟踪低速率卫星（特别是同步轨道卫星），目前普遍应用于各类大中小型地球站，但也有跟踪精度不高、跟踪速度慢等缺点。
2.圆锥扫描跟踪
圆锥扫描跟踪是指天线在跟踪时馈源绕天线轴圆周运动，或是副天线面倾斜旋转，这样整个天线波束呈圆锥状旋转，因此被叫做圆锥扫描。当天线轴对准卫星时，地球站接收到的信标电平是一恒定值；当天线轴偏离卫星时，接收到的信号为被波束旋转频率调制后的信号，调制幅度取决于卫星偏离大小，而调制相位则取决于卫星偏离方向。
圆锥扫描跟踪的优点是设备较简单；缺点是馈源永远偏离抛物面的焦点，使天线增益下降，同时需要馈源持续的圆周机械运动，可靠性较差，跟踪时要得到一系列回波脉冲后，才能得到角误差信号，实时性较差。
3.单脉冲跟踪
单脉冲跟踪方式由天线馈源输出和信号与差信号，和、差射频信号经射频前端变换处理后送至跟踪接收机，并由跟踪接收机输出两路与天线轴偏离卫星角度成正比的方位误差信号与俯仰误差信号到伺服控制单元，控制天线运动，完成对卫星的实时跟踪。
单脉冲跟踪能从每个接收脉冲中得到完整的角误差信息，这种跟踪方式是一个闭环系统，具有实时性好，跟踪精度高的优点。根据通道数量的不同有单通道、双通道、三通道等三种不同的实现方式。
单脉冲跟踪能在一个脉冲的间隔时间内确定天线波束偏离卫星的方向和偏差大小，伺服系统据此实时调整天线实现实时对准卫星。单脉冲跟踪的跟踪速度和跟踪精度比步进跟踪体制要高得多，但它需要复杂的馈源系统和跟踪接收系统，并且造价很高。
卫星通信的缺点篇3
关键词：海洋石油；海陆；通信
中图分类号：tn91 文献标识码：a 文章编号：1674－6708(2010)29－0233－02
随着现代社会的发展，人类对能源的依赖日趋加强。能源公司在开采陆地油气的同时，也将钻采设备开到了海上。海上油气的钻探、生产和运输的过程中，与陆地的通信是必然的。海陆通信链路为信息的有效传递提供了保证。下面针对海洋石油常用的几种通信方式，分析一下各种通信方式的适用环境及优缺点。
1、光纤通信
目前，海底光缆在海洋石油平台已经得到广泛应用，用于传输海陆及各海上平台之间的生产及办公数据。海洋石油行业海底光缆大多数应用模式是复合海底动地电缆内部这样既可以依托海底动地电缆增加光缆强度，同时也可以节省单独铺设海底光缆的高昂费用。光缆的成本很低，对海底动地电缆的成本影响微乎其微。但光纤通信的优势很大。
1)通信容量大、传输距离远。目前海洋石油所用光纤基本为百兆光纤，这样的传输速率对于海洋石油的数据传输已经绰绰有余了。一根光纤的潜在带宽可达20tHz。光纤的损耗极低，光纤比目前任何传输媒质的损耗都低。在无中继传输的情况下传输距离可达几十、甚至上百公里；
2)信号串扰小、保密性能；
3)抗电磁干扰、传输质量佳，电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰；
4)光纤尺寸小、重量轻、适应性强、寿命长；
5)成本低，光缆的成本相比电缆要低很多。
光纤虽有上述诸多优点，但在海洋石油这种特殊环境下，各种外界因索对于光纤通信的影响也不容忽视，这些因素严重影响了光纤通信的海洋石油行业的普及程度。
1)单独敷设光缆成本较高。目前海洋石油的海底光缆多与动力电缆复合，单独敷设海底光缆的案例很少，因为单独敷设光缆不但要考虑光缆的防腐保护、配重(防止密度低出现漂浮)等问题，而且考虑海底地貌，海底挖、填缆沟及光缆敷设的船舶及机具费用是相当昂贵的。
2)易受外力破坏。除了潮汐因素对光缆的冲击影响外，近几年特别是在渤海等水深较浅的海域和近海海域，过往船舶抛锚及船体挂断海底光缆的情况时有发生。这种情况在水深较深的南海深海基本不会发生。
3)维修困难。海底光缆一旦被挂断，破损地点的诊断比较困难，且海底光缆的修复要借助船舶及潜水员将光缆从海底捞起，进行修复，在进行保护、配重等，重新沉人海底。
光纤通信以其优点受到海洋石油行业的欢迎，人们也在研究各项措施，减少外界因素对光纤通信的影响。
2、卫星通信
卫星通信以其传输距离远、覆盖面广、不受地理条件限制、稳定性好、通信频带宽和业务丰富等优势，在海洋石油通信中得到广泛应用。目前海洋石油每个油田群基本都配备一个或几个与陆地通信的地面卫星站，好多海洋石油的移动船舶上除了配备海事卫星外也配备了Ku波段的自动跟踪卫星系统。卫星通信在当今海洋石油行业已经成为主要的海陆通信手段，平台及船舶上的话音、数据信息通过卫星信道实现与陆地的互通。卫星通信的在海洋石油行业的优点有以下几方面：
1)传输距离远，基本可实现全球覆盖。适合海洋石油深海作业及移动船舶作业的特点。
2)不受地域限制，建站即可进行通信。海洋石油行业由于工作地点处在海上。使用无线通信比有线通信更具灵活性，可根据需要建立、拆除链路，其建设难度相比敷设海底电缆要小很多。
3)稳定性好，带宽高，业务丰富。由于使用高频传输，人为干扰相对较少，且可以根据需要调整带宽，目前海油平台的语音、邮件、互联网均可通过卫星传输。
卫星通信目前已是海陆通信的最主要链路，但卫星通信也有他的劣势：
1)链路租金较高。使用卫星链路要向卫星公司缴纳使用租金，相对电缆传输的一次建设终身免费的情况，卫星链路的租金是一笔不小的支出，系统的运营成本是使用即发生的。目前每个海洋石油平台鉴于费用原因向卫星公司租用的带宽基本是512k－2m不等。
2)干扰相对较多。卫星属无线传输，存在来自各方面的干扰，有地球站设备的杂波干扰、电磁干扰、互调干扰、交叉极化干扰等
3)受自然因素影响。除了来自各方面的干扰外，当雨雪天气还会出现雨衰，影响系统工作。每年春分和秋分前后，卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳，太阳产生的强大的电磁波干扰系统工作，即日凌。
3微波通信
点对点的微波通信从九十开始在海洋石油行业已经得到广泛应用。微波通信目前在海上已经形成了微波网，用于填补海洋石油平台卫星带宽较窄的现状。微波通信有优势也有缺点，但优势大约缺点，因此得到了海洋石油行业的认可，首先说一下微波通信的优势：
1)具有卫星通信建设、拆除链路灵活的特点。微波建站非常灵活且建站成本很低，即使在陆地建立微波链路有时比建立光纤链路的成本都要低，加上海上没有任何高大建筑遮挡，更为微波应用提供了良好的条件。
2)具备光纤通信的大带宽及一次建设终身免费的特点。微波通信一般使用4mH200－900mHz或5.8Gi-iz的免费频段，即使申请频率也只需要很少的费用即可，链路建成后即可免费使用，不会有任何租金等费用发生。
微波通信由于点对点的无线通信原理限制也有一定的局限性，如下：
1)传输距离较短。由于是点对点通信微波通信的传输距离基本为视距，因此决定了其传输距离有一定局限，海上点对点距离的传输极限基本为20km，而海陆微波如将陆地一端天线挂高升高
(架设于高山或高塔上)可以达到40km。但微波联网可解决距离局限。
2)干扰严重。由于是免费频段，使用者较多，因此互相干扰现象频繁发生，但微波可以调整参数，避开干扰。
3)受自然因素影响较大。除了受天气影响外，平静海洋的镜面反射也会对微波产生影响。
卫星通信的缺点篇4
关键词：LBS（基于位置服务）；GpS；aGpS
中图分类号：tp311文献标识码：a文章编号：1009-3044（2014）07-1579-03
随着21世纪3G移动网络时代的到来，以android操作系统为主的智能手机也逐渐成为人们的首选。据统计，2013年android移动操作系统的全球市场占有率已达到75%，android智能手机在中国市场的占有率达到了86%，而且还呈现出不断上升的趋势，随着智能手机的普及，人们对手机功能的要求也随之提高，而LBS（基于位置服务）成为一门越来越热的技术。把LBS（基于位置服务）技术应用到android智能手机上，使智能手机能够进行实时的定位，导航操作，为用户提供一种增值业务。为满足人们对基于位置服务的需求，我们必须要让用户能够切身感受到这种技术带来的方便，为更好的完善LBS技术，我们既要用GpS来定位导航，还需要把GpS技术与aGpS技术结合起来，来达到LBS技术的优化。
1LBS（基于位置服务）与GpS和aGpS
基于位置服务是移动设备通过链接网络与GpS技术结合来定位移动设备所在位置，以及所在位置的一些服务信息。GpS技术的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具置。在基于位置服务技术中，GpS技术以其高精度得到广泛的关注[1]。但是它的两个缺点也非常的明显，一是它的初始化时间过长，这会使LBS技术的应用受到很大限制，二是它的信号穿透力太弱，很容易受到一些建筑物或者植被的干扰，影响其精确度。aGpS技术通过网络的辅助，成功的解决了GpS技术初始化时间长和信号穿透力弱的缺点。aGpS技术是结合了GpSJ技术和蜂窝基站（GSm网络通信是通过某一个蜂窝基站接入到GSm网络进行数据传输）的定位优势，借助蜂窝网络的数据传输来达到高精度和快速的定位。这样把GpS和aGpS技术融入到LBS技术中，能够使LBS技术更加完善。
1.1GpS技术性能分析
众所周知，传统的GpS技术因为过于依赖终端（手机，pC等）的性能，这使它的定位精度受到不同终端，不同性能的制约，所以当卫星的扫描，捕获及信号接收等操作都集中到一个终端时会严重影响到定位的灵敏度和精确度，而且还会造成终端的大量耗电。为解决这些缺陷，因此使用了CDma技术，把一些最复杂繁重的操作从终端转移到网络中的定位服务器完成，这样一来，不仅大大提高了定位的精确度，灵敏度等，同时，也减少了终端所需的操作，减少耗电。
CDma定位系统组合了GpS卫星信号和无线网络信号，这样可以更快捷的进行定位操作[2]。由于CDma定位系统的灵敏度要比传统的GpS定位高出20dB，这使它可以在有建筑群的环境下正常的进行定位操作。
1.2aGpS技术性能分析
aGpS定位系统必需要有蜂窝网络数据传输和aGpS位置服务器的支持，因此一些普通的用户要交付一定的数据流量费。与此同时，它和传统的GpS定位系统一样，存在着不能完美解决在室内进行定位的缺陷。
但与传统的GpS定位系统相比，aGpS技术在终端首次搜索卫星不仅速度比较快，而且大大减少了终端的电量消耗。当然，最关键的是它对移动设备的性能要求比较低，这样一来，可以让更多的不同性能的移动设备使用者利用aGpS技术进行高效的，精确地定位。
2GpS与aGpS协同合作定位，导出更加精确的位置
使用GpS和aGpS共同定位的思想是基于两者的优缺点而得到的，单独的使用GpS和aGpS都有弊端，如果将这两项技术结合起来的话，就能得到更精确的位置结果，对于快速精确定位问题的解决将是一项重大的突破，二者的完美结合绝对会掀起一次大的浪潮。
2.1单独使用GpS和aGpS的缺点
GpS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到：当GpS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的[2]。
由此可见GpS导航的定位是不断的发射导航电文来实现定位的。但是用户的接收机不可能和卫星的星载时钟是同步的，除了要用到三颗卫星来计算X，Y，Z三维空间坐标以外，还需要用到一个辅助卫星来实现时差Δt的补救，这样的话一次定位就至少需要四科卫星的协同支持，GpS的一次导航时间就可想而知了，需要用到的时间很多，至少需要2-3分钟，而且据专家表示这样长的时间是能够影响到定位的准确程度的，这就是GpS的单独定位的一个很大的弊端。再一个缺点GpS定位的位置需要在可看见人造卫星或轨道所经过的地方[3]。在都会区中的使用者经常在"都会峡谷（urbancanyons）"中，在浓密的树下或是室内。这样就加大了定位的难度，所需要用到的时间就会更多，在用户机上就会一直反复的刷新定位中，却得不到自己想要的结果。
而aGpS是辅助全球卫星定位系统，是使用协助服务的技术，用来减少定位所需的时间。就是在一个区域内辅助通过基站和GpS共同的定位，从而得到更加快速和精确的位置。当然aGpS虽然是在GpS的优点上产生出来的技术但还是有一定的弊端。第一，必须有蜂窝网络（GpRS/eDGe/CDma等）的支持用以数据传输，对一般用户而言可能需要为此支付一定的数据流量。通常的地图下载，这样的数据流量一般不会在少数。而且它还有一个很重要的问题，现在的aGpS技术大多都是纯软件方案，它不像GpS那样在移动设备端还有一个接收器这样的硬件，所以它在定位的时候，必须要去下载所能够使用卫星的星历，这样势必就增加了用户的数据流量。第二，必须有aGpS位置服务器的支持，也就说在硬件上它比GpS还多了一个位置服务器，实际上就是基站。第三，它也无法单独的解决“都会峡谷”所带来的问题。
2.2GpS与aGpS结合导航共同用于定位
我所想的是如果将二者技术优点结合起来，实现GpS和aGpS的双重定位，那么将会更快、更加精确的导出用户所申请的位置信息。GpS的优点在于它有相应的外在条件可以支持，工作的卫星的环境已经搭建好了，一直在天上待用，用户只需要像卫星发出申请就可以了，而且现在移动设备上大多数都已经装有GpS接收器这样的硬件，这种硬件条件是不可多得的[4]。aGpS的优点在于能够快速精确定位，它的首次获得响应位置的信息只需要几秒钟的时间，比GpS快了几十倍，而且在受遮盖的室内或者树荫下也能够借助基站信号来弥补，能够在一定的程度上解决“都会峡谷“的问题。所以如果将二者有机的结合起来所得到优势将会产生新的技术革新。
当然二者如何结合起来是我们所要考虑的核心问题，而且二者所导出的定位数据是有误差的，那么如何选择数据，减少这个误差也将会是这项技术的核心。
我所想的是设计一款既能接收GpS信息也能接收基站的信息的共同硬件，还有软件方案GpS和aGpS也应该有相同的机制。将硬件置于移动设备中，然后软件的机制我们可以设定两种地点方案供用户选择：城市和非城市。这样一来，当用户进行定位导航时，软件同时打开GpS和aGpS进行双重定位，如果是在非城市地区，比如，野外，山区，草原等。那么在这些地区由于缺少基站GpS的反应时间和定位的精确肯定要优于aGpS，这时我们所设计的方案就是以GpS为主，aGpS为辅。但是在城市中，“都会峡谷“纵横交错，人们所使用设备大部分都是在室内或者树荫下，卫星的定位就会有缺陷，那么此时aGpS就会发挥它的作用，可以快速精确的定位，这时我们就以aGpS为主，GpS为辅。
那么二者同时进行导航时，不可能不存在误差，这时就会有一个问题，产生的这两组数据如何处理？最终反馈给用户的是一组最精确的数据，达到用户此次定位的目的。我们所研究给出了两种解决方案，第一种解决方案是：将得到的两组数据进行取平均值的方法，这样是最简单的也是最好处理的方法。计算公式为[5]：
（Xmax+Xmin）/2，（Ymax+Ymin）/2，（Zmax+Zmin）/2。
第二种解决方案是：是运用概率数学中的极差，在统计中常用极差来刻画一组数据的离散程度，以及反映的是变量分布的变异范围和离散幅度，在总体中任何两个单位的标准值之差都不能超过极差。同时，它能体现一组数据波动的范围。极差越大，离散程度越大，反之，离散程度越小。这样一来，我们需要在一次定位中，多次测量至少两次数据，将两次数据分为两组，求取每组数据的极差，这样一来，极差小的则为比较精确的数据，我们就将这组数据反馈给用户，即这组数就是用户这一次提出定位请求所得到的数据。计算公式如下：
极差=最大值-最小值。
全距=最大标志值-最小标志值。R=Xmax-Xmin。
其中R代表的是极差的缩写。
3总结
通过分析GpS和aGpS单独应用于LBS（基于位置的服务），提出了在此基础上的二者结合用于导航技术，运用硬件技术制作出可以同时接收GpS和aGpS讯号的芯片，再通过软件算法解决数据提供数据的问题，这项技术如果应用于LBS服务，那么将会得到更好的，更加精确的服务，对这项技术在国内空白也将起到填补的作用。现在SFiR公司已经生产出了这样类似的硬件，只要我们将这项技术不断的更新，那么未来的LBS服务市场将会更加升温。
参考文献：
[1]王光明.浅析全球卫星定位系统在飞机导航系统中的应用[J].城市建设理论研究，2011（10）.
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卫星通信的缺点篇5
【关键词】卫星通信；3G算法
0.引言
3G是一个全球无缝覆盖，包括卫星移动通信、陆地移动通信和无绳电话等蜂窝移动通信的大系统。它可以向公众提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图与电视图像等，传输速率高达2mBitS，带宽在2mHZ以上，是一种真正的“宽频多媒体全球数字移动电话技术”。
卫星移动通信系统是实现无通信盲区，全面覆盖地域、空域，达到全球无缝覆盖的关键手段。为了真正实现全球通信，卫星通信系统是3G不可替代的重要组成部分。
在卫星移动通信中主要采用CDma多址接入方式，由于CDma存在多址干扰（mai）这成为决定系统容量的关键因素。为了使卫星移动通信系统与3一有效地整合互联，需要找到消除mai的有效方法，这对有限的卫星转发器频率资源相当重要。
1.卫星移动通信系统
卫星移动通信系统是指提供卫星移动业务的通信系统，其典型特征是利用卫星作中继站向用户提供移动业务，因此卫星移动通信实际上是传统的固定卫星通信与移动通信结合的产物。从表现形式来看，它既是一个提供移动业务的卫星通信系统，又是一个采用卫星作中继站的移动通信系统。
在一个综合网络中，卫星移动通信系统的特有优势在于：
*可以实现全球完整、连续的覆盖。
*可能作为地面蜂窝网业务覆盖区域的扩展。
*因有的动态信道分配技术可以解决特殊场合到不可取代的应急通信作用。
*系统的建立对于军民结合、平战结合、满足军事通信特殊需要等具有战略意义。
*卫星移动通信系统是3G的有效补充，在下一代移动通信系统中，移动卫星网作为一个分系统同样是不可缺少的。
1.1多址访问方式
卫星通过通信的一个基本特点是：处在一颗通信卫星波束覆盖区内的所有地球站都能从卫星接收信号，也都能向恒星发射信号，即具有多址访问能力或者多点对多点的通信能力。多址访问能力是卫星通信的一个独特的优点，但如果对地球站访问卫星的能力不加任何限制，则可能会使优点变成缺点。多个地球站同时以相同方式访问卫星，会在卫星上发生信号碰撞，造成这些信号都不能被正确接收，因此必须控制地球站对卫星的访问，使不同地球站发射的信号不会在卫星在完全重叠（包括时间、空间、频率和编码等方面），同时，又能让接收地球站从卫星转发来的所有信号中识别出发给本站的信号。不同的控制策略构成了不同的多址访问方式。
卫星通信中的多址方式类似于地面移动通信中的多址方式，主要有tDma、FDmaCDma以及SDma。
1.2CDma在卫星移动通信中的应用
*在通信系统中，CDma应用主要有如下优点：
*宽带传输，抗多径衰落性能好。
*信号频谱的扩展和相关接收具有较好的信号隐蔽性和保护性，抗干扰能力强。
*允许共覆盖的多系统多卫星同频操作，无需系统间协调，抗地面同频通信系统的干扰。
*有扩频增益，允许相邻波束使用相同频率，频率复用能力强。
*容量没有硬限制，增加用户会影响性能，但不会遭到拒绝。
*能充分利用话音激活提高容量，具有软切换功能。
由于CDma的独特优点，在移动通信中得到了日前广泛的应用。
2.系统之间融合互联的关键技术
作为3G的接入方式，与FDma和tDma方式相比，CDma更适合于通信容量小而又要求对多个地球站进行通信的系统（如军事应用，飞机和舰艇通信等），且在抗干扰、保密蔽性、灵活性以及抗频率选择性衰落等方面上人独特的优点。
卫星移动通信中可以使用CDma的接入方式，在实际系统中，码间干扰（iSi）、同频道干扰（CCi）以及系统中强信号对弱信号的抵制（远近效应）成为CDma系统必然存在的败类主要干扰。CCi制约着系统的容量iSi制约着通信的速率。对iSi的抵制可以采用均衡或分集技术，而抑制CCi需采用多用户检测技术。
2.1mai的抑制
CCi人产生是由一用户之间的相互干扰，也称为mai。mai来源包括同小区外的移动台、其他无线电通信系统等，其中主要的两种干扰是采用同一组频率的小区内信号之间的同频干扰和来自相邻小区信号的邻频干扰。CDma系统的主要缺陷就是由mai带来的容量限制。
传统的检测方式如匹配滤波器采用单入单出检测方式，不能充分地利用用户信息，而将mai看作是高斯白噪声，大大降低了系统容量。传统的匹配滤波接收机或相关接收机存在的主要问题现在以下方面。
干扰底限：由于干扰信号与期望信号不完全正交，所以期望用户的匹配滤波器输出中含有mai，即使接收机热噪声电平趋于零，由于maiR存在，匹配滤波接收机的错误概率也会表现出非零的下界，使得相关接收机很难达到低误码率。
远近问题：由于mai的存在，如果干扰用户比期望用户距基站更近，干扰用户在基站的接收功率就会比期望用户大的多，扩频序列与干扰之间的相关就可能比与期望用户信号之间的相关大，于是传统的相关接收机的输出中mai分量就可能很严重，期望用户信号甚至可能淹没在干扰信号中。
由此可见，抑制mai可以有效地提高通信质量。
2.2mUD技术
可以看出，更好的接收算法应该是对多个用户的联合检测。mUD的基本思想就是充分利用扩频码的已知结构信息，在通常的CDma中将多径干扰与mai看作等效于白噪声的无用信息来处理。这是一种消极的处理方法，实际上不论多径干扰还是mai，本质上并不是纯粹无用的白噪声，而是有着很强规律性的伪随机序列信号。如果用户与各条路径间的相关函数都是已知的，从理论上看，完全有可能利用这些伪随机的已知结构信息和统计信息来进一步消除它所带来的负面影响，同时消除、削弱多址、多径干扰以及远近效应，从而实现提高系统容量性能的目的。mUD技术的应用使CDma系统的优越性更加明显，成为3G提高系统容量性能的目的关键技术之一。
单纯的mUD技术的研究应用已经不能更好地提高系统的性能，将mUD技也其他技术相结合成为目前更为广泛的研究方向。
与智能天线的结合
结合智能天线得到的空域信息，将mUD技术推广到窠进领域。由于空间信息的引入大大增加了检测器的输入信噪比，并且使得mUD可以应用到过载系统，即小区实际用户数可以多于用于区分用户的扩频序列数，这样进一步提高了系统容量。
多载波技术的结合
多载波技术能有效地克服衰落信道引起的符号间串扰，因此将mUD引入到多载波CDma系统，研究频域与码二维信号处理技术，能够大大提高系统的抗干扰能力。
编译码相结合
由于mUD输出信号将进入译码单元，如果将译码与mUD结合考虑，相互作用，会大大改善检测性能，提高系统容量。
卫星通信的缺点篇6
令业界关注的是，一项为家庭用户和企业提供Ku波段卫星互联网接入服务的知名卫星运营商SeS公司，为抢占欧洲新兴的Ka波段卫星宽带服务市场的份额，以改变其初衷，预计透过今年9月升空的Ka/Ku波段新卫星astra2F,启动其SeS宽带的Ka波段业务。相关资料显示，Ka波段卫星宽带通信市场的商机吸引了更多的卫星运营商的关注，未来几年将进军欧洲市场的卫星运营商，还有挪威telenor公司、西班牙Hispasat公司、土耳其turksat公司、以色列Spacecom公司、intelsat公司以及国际移动卫星公司（inmarsat）等。
tooway新一代Ka波段
卫星宽带服务获新发展
tooway是ertelsat通信公司2007年9月在欧洲市场引进的来自美国的一种新型高速卫星宽带服务，是地面网络和移动网络覆盖区域外的住宅用户和中小型企业获得宽带互联网服务的一种理想解决方案。根据欧盟2012年6月更新的数字地图，欧洲仍有超过1000万户的家庭没有宽带服务，另有1700万户家庭上网访问速度低于2mbps。推广tooway卫星宽带服务，将可以有效地关闭宽带缺口，缩小欧洲及地中海盆地国家的数字鸿沟，提升社会消息和经济效益。此前，tooway服务通过33°e的eutelsat33a卫星Ku波段和13°e的eutelsatHotBird13a卫星Ka波段推出，已进入欧洲30个国家市场。
新一代tooway宽带服务现透过2010年12月发射、总容量超过70Gbps的欧洲首颗Ka波段高吞吐量宽带通信卫星eutelsatKa-Sat9a（9°e）传输，经由该卫星配置的82个窄点波束连接到在欧洲各地的10个卫星主网关地面站，再经光纤骨干环连接到互联网。由于空间段使用了Ka波段点波束和频率复用等先进技术，地面网络使用美国Visat有限公司最新研制的SurBean2技术，新一代tooway宽带互联网服务上网下载最高速度提升到10mbps及以上，上传最高速度也提升到4mbps及以上，能够为欧洲及地中海盆地大部分地区超过100万户的家庭提供宽带互联网接入服务。
tooway宽带解决方案的用户终端设备包括一台口径77cm的Ka波段碟形天线和一台通过以太网连接到pC（或mac）的调制解调器。该宽带服务不须依赖电话线路，安装后就可以立即获得始终在线的高速互联网接入服务，还可打网络电话（Voip）。用户安装一台Ka/Ku波段双馈的tooway天线，将可能接收到9°e卫星及其邻近卫星传输的DtH电视，迄今，已有希腊、法国和塞尔维亚三家分销商在其市场上推出新一代tooway宽带和DtH卫星电视的捆绑服务，使9个欧洲国家的用户可以获得互联网，ip电视和DtH电视三重服务。
根据eutelsat公司的消息，自2011年5月底Ka-Sat卫星投入商业运行，至2011年底，新一代tooway宽带服务已经和20多家卫星通信公司、电信公司、互联网服务提供商和政府机构签署了分销合同，从而进入爱尔兰、英国、法国、德国、意大利、俄罗斯、芬兰、保加利亚、乌克兰、希腊、塞浦路斯、土耳其、埃及、伊拉克、格鲁吉亚及阿塞拜疆等十几个国家的市场。2012年上半年，tooway宽带服务又签署了多项分销协议，进入匈牙利、葡萄牙、挪威、塞尔维亚、波斯尼亚、斯洛文尼亚、马其顿、克罗地亚和黑山9个国家的市场。截至今年6月30日，新一代tooway宽带服务已经在欧洲及地中海盆地25个国家进行推广。
法国推出tooway卫星宽带
与orange卫星电视捆绑服务
2012年1月30日，eutelsat公司宣布，其宽带服务子公司Skylogic已经与法国电信orange的子公司northnet签署了一项tooway卫星宽带分销协议。根据这项协议，从当天开始，nordnet公司将会以Gammeturto-10为品牌，在法国缺少或没有适当的aDSL宽带服务的地区为住宅用户和企业推出新一代tooway卫星宽带和orange卫星电视捆绑服务。
据称，用户每月付费34.9欧元订购这种服务，就可以获得互联网接入、打ip电话以及接收DtH卫星电视三重服务。其中，tooway宽带服务由9°eKa-Sat卫星提供，用户上网下载及上传的最高速度分别为10mbps和4mbps；orange卫星电视服务由13°e的eutelsatHotBird13a/13B卫星传输，目前orange电视平台传输73个DtH电视频道，其中包括5个HDtV频道。Gammeturbo-10服务为用户提供一台nordnet机顶盒和两个数字无绳电话，而用户还需配备一个可接收HotBird卫星电视频道的Ku波段高频头LnB。
tooway卫星宽带服务
卫星通信的缺点篇7
关键词：微小卫星；火工释放机构；市场份额
中图分类号：F27
文献标识码：a
doi：10.19311/ki.1672-3198.2017.03.031
1行业发展情况
现行微小卫星的划分方法，一般按重量来划分，分为三种：纳皮星（小于1kG）、纳星（1kG-10kG）、微小卫星（10kG-100kG）。微小卫星的轨道运行范围大多都在1000公里之内。跟一些大卫星相比，微小卫星有自己独特的优势，发射便捷、研制周期短、成本低廉，这使得微小卫星的发射可以不局限于国有大型企业或具有相当实力的民营企业，甚至一些中小型企业或个人也可以自行购买微小卫星零部件进行组装。从卫星实现的功能上看，一些大型人造地球卫星具有的功能微小卫星也能够实现。例如，军事上可实现对地侦查观测、卫星导航、卫星通信、时间校准；民用上可实现资源普查、气象监测、传输电视广播信号等。
由于一次可以发射多颗微小卫星组成星群，其覆盖面相当可观，实时性也优势明显。根据统计数据，预计2016年至2020年之间，大约会有2000颗左右的卫星微小卫星会在轨运行工作，其市场占有率也会越来越高。
2各国微小卫星市场发展现状
近几年，美国行星实验室公司（planetlabs）的微小卫星发射量高速发展，该公司看到了微小卫星的发展潜力，雄心勃勃的要建立小卫星卫星群。该公司累计发射微型遥感卫星已超过100颗，并已建成了在轨运行最大的遥感星群flock-1。这个遥感星群的优势在于能够在1小时内便可实时更新卫星图像，而目前大多对地观测的卫星拍摄的图像并不能实时更新，有的更新时间甚至会在1年以上。
日本宇宙航空研究开发机构（JaXa）和日本iHi公司联合开发研制的小型火箭艾普斯龙一次可以发射10颗左右的微小卫星，该型火箭最初发射的一次费用约在2.6亿人民币。为减少发射成本，通过逐步技术改进，预计到2017年一次发射费用会减少到1.5亿人民币。
俄罗斯和乌克兰两国联合组建了国际宇航运输公司。为了整合资本和技术融合，2002年该公司决定与美国oSSS公司合作，使用第聂伯火箭发射小卫星星群，一次可以发射7颗左右的微小卫星，发射费用约800万美元，费用相当低廉。
3微小卫星释放机构发展前景
3.1微小卫星释放机构种类
目前，释放微小卫星的方式有两种，一种是由运载火箭先将载有几颗乃至数十颗微小卫星的部署母星发射入轨，再由部署母星将微小卫星弹射出去；另外一种是释放机构用于微小卫星直接与运载器连接，在发射段为卫星提供刚性支撑及锁定，保证卫星的可靠固定；在轨后释放卫星，并提供规定的分离速度。
微小卫星分离机构主要有热刀技术、记忆合金、火工释放机构三种方式。热刀技术的优点是无冲击，缺点是技术尚不成熟；记忆合金的优点是无污染、无冲击，缺点是体积较大；释放分离机构主要有包带式分离机构和火工释放分离机构两种形式。包带式分离机构优点是冲击小、连接强度高、结构简单，缺点是安装空间要求高，动作后有外扩；火工释放分离机构优点是技术成熟、接口形式灵活、易实现组合化、系列化。由于微小卫星体积小，释放机构既要保证良好的支撑结构、还要提供低冲击或无冲击的解锁、以及精确速度的分离，必要时还需提供收纳、分离信号等多项功能，因此火工释放分离机构将成为目前微小卫星较好的选择。
3.2微小卫星火工释放机构市场预测
微小卫星发射便捷，研制时间短，既可以与其他卫星组批发射，也可以根据需求一次发射多颗，发射成本较为低廉。每一颗微小卫星的固定与解锁必然要使用释放机构，因此研制一种平台化、通用性、低成本的放机构是微小卫星应用市场的当务之急。
“十二五”期间国内微小卫星总的市场需求达到50余颗，行业现已形成每年研制出厂15颗微小卫星的研发能力。预计“十三五”期间国内微小卫星每年研制出厂将达到20颗，总发射量在100颗以上。按照每颗微小卫星1000万元造价计算，火工释放机构占到造价的0.5%，市场份额将达到5000万元，市场潜力巨大。
目前，我国正值航天事业的高速发展阶段，由于航天技术的进步，我国微小卫星发射数量也不可小视，总体呈上涨趋势。同时，微小卫星的寿命较短，一般为2-3年，因此微小卫星以新代旧的需求量也会以较快的速度增长。
3.3微小卫星火工释放机构发展方向
新型释放机构的研制开发目标为推出体积小、重量轻、成本低、可靠性高的释放机构平台产品，供小卫星系统选用。
根据广泛的调研，瑞典的RUaGSpace公司是一家专业生产释放机构的航天企业，提供各种类型标准卫星释放分离系统。其中该公司提供的一种小卫星释放分离机构如图2所示。该结构提供三点连接固定、三点分离解锁，利用一发火工切割器执行解锁动作。该机构产品包括paS175和paS400两种型号，能够为10kG-100kG不同重量微小卫星所使用。该产品至2011年12月已经实现了460次的在轨分离，成功率100%。该结构实现了稳定的连接、可靠的解锁，以及低廉的成本。
RUaG公司的释放机构为我所开发平台化释放机构提供了很好的思路，利用三点连接、三点分离，同时减少火工装置的使用数量。
目前微小卫星火工释放机构的发展方向是卫星平台产品结构形式相同，根据不同重量的卫星的释放要求提供不同规格产品。可以保证技术的成熟性和延续性，降低产品的研制风险和重复验证数量。所有平台产品使用相同火工装置实施解锁动作，尽量实现机构零部件、标准件的通用化、标准化，从而降低生产成本。平台产品应做到批量生产、批量加工，作为货架产品推向市场。
4结论
微小卫星的成功使用在航天领域引发了一场技术革命，由于在通信、遥感、侦查等各方面发挥的重要作用，越来越多的微小卫星将被发射升空。由于其低成本、研制周期短等特点，适应不同重量卫星释放要求的平台化、系列化的火工释放机构将是未来微小卫星分离方式的一种发展方向。
参考文献
[1]詹亚峰，马正新，曹志刚.现代微小卫星技术及发展趋势[J].电子学报，2000，（7）.
卫星通信的缺点篇8
关键词：黄渤海卫星云图海温
中图分类号：p731.1文献标识码：a文章编号：1674-098X（2016）08（b）-0080-03
abstract：thehydrometeorologyenvironmentiscomplicatedintheChineseBohai-SeaandYellow-SeaandtheinformationofSStisimportmanttoforecastersandcommanders.thispaperintroducesthemethodofSStdataintheChineseBohai-SeaandYellow-SeaderivedfromSatelliteimages.thesatellitesinvolvedincludenoaa-aVHRR，eoS-moDiS，FYandHimawaRi.
Keywords：theChineseBohai-SeaandYellow-Sea；Satelliteimages；SSt
我国黄渤海区天气系统多变、水文环境复杂，而海面温度又是海流、海冰、海雾等水文气象预报的基础要素，由于海洋浮标站点数据有限，给水文气象保障带来各种困难。设计黄渤海区卫星资料应用系统，将气象卫星资料反演以实时获取黄渤海海区海温信息为预报员和指挥员提供更加详实、直观的卫星产品，对提高水文保障能力有着重大的现实意义。文章主要讨论通过气象卫星对海表温度反演的方法，通过noaa-aVHRR、eoS-moDiS、FY、HimawaRi气象卫星数据以及历史的海表温度数据和地表类型数据、高程数据等，反演黄渤海区域海表面温度。
1海温反演
海表温度的反演有单通道反演法、多通道反演法等。
1.1单通道卫星反演
2海温补缺
利用数学方法和历史统计数据对有云区域的海表温度进行补缺。使用Kriging方法对空间数据进行加权插值的权值设计方法，通过引进以距离为自变量的变异函数来计算权值。通过设计变异函数，Kriging方法可实现局部加权插值，这样就克服了一般距离加权插值方法插值结果的不稳定性。
4信息流程
通过气象卫星遥感海洋表面辐射值，经反演得到的海面温度分布信息，运用多源卫星的反演结果进行融合，结果主要以moDiS的反演结果为基础[7]。搜索最近时次的moDiS、noaa、FY、HimawaRi资料，对海表温度分别进行反演，再对结果进行融合和分析。对有云区域进行补缺，得到结果后再进行等值线分析，得出黄渤海区域的海温数据和等值线分析数据。
5结语
对局部海洋区域大气低层要素反演和水文要素反演中，需要重点考虑中低层水汽的影响，利用红外通道给出的中低层水汽相对含量，修正可见光等通道的反照率，然后进行近红外及可见光通道的分析。采用可见光、红外、红外分裂窗、水汽等多通道统计分析法[8]，给出中低层水汽的影响效应，利用经验公式校正各通道辐射值，利用校正后的辐射值反演海温要素。
参考文献
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[5]陈晓玲，赵红梅，田礼乔.环境遥感模型与应用[m].武汉：武汉大学出版社，2007.
[6]毛克彪，覃志豪，施建成，等.针对moDiS影像的劈窗算法研究[J].武汉大学学报，2005，30（4）：703-707.
卫星通信的缺点篇9
以前的家庭大多主要采用传统modem通过电话线拨号上网，它最快速度也只能达到56kbps。之后出现的n-iSDn“一线通”服务虽然增加了速度，降低了成本，但需拨号上网，仍属于窄带范围，不能满足宽带的需求。所谓的宽带是指在同一传输介质上，可以利用不同的频道进行多重的传输，并且使用户24小时连接的非拨号接入，实现传输速率超过1.54mbps。宽带接入方式多种多样，主要方法一是利用有线电视网络加Cablemodem；一是DDn专线接入技术及基于卫星通信DirecpC的无线接入技术。目前最有能力的是XDSL和Cablemodem两种方式，占市场的80%左右，其余是卫星宽带接入，固定和移动无线接入等方式。
卫星通信在大区域、稀路由、无缝隙通信方面有着其他通信方式无法比拟的优势，可以实现用户在任何时间、任何地点高速地从因特网上获取信息。在目前网络基础设施特别是宽带基础设施尚不发达的中国，卫星宽带接入不失为一种便捷而廉价的宽带接入手段。
卫星宽带接入技术
与地面通信系统相比，宽带卫星接入系统虽然有延时较长等缺点，但却具有一些地面网络无法比拟的优点，譬如：覆盖面广，具有极佳的广播性能；传输不受地理条件的限制，组网灵活；网络建设速度快，成本低；能够灵活高效地利用和扩展带宽；链路性能好，利于推广多元化的多媒体应用；技术成熟，标准稳定等等。作为地面网络的补充，宽带卫星接入系统对于地面网络不能到达的不发达地区来说是一种有效的通信方式。据统计，到2000年底，全球使用卫星internet接入业务的用户达到了300万。有人估计，到2005年卫星接入将占有北美10%的高速internet接入市场。
目前应用最广的卫星宽带接入系统是DirecpC系统，它是美国休斯网络系统公司推出的高速宽带多媒体接入技术。它将高速宽带的传输技术和卫星数据广播技术相结合，以不对称传输方式弥补地面传输带宽不尽如人意的缺陷，同时又可以利用其下行带宽空闲时间进行数据、音频、视频信号的广播传送。DirecpC系统的最大特点就是利用了卫星广播信道实现ip组播，通过DirecpC综合业务平台，利用一台服务器能够对无数量限制的卫星单收站(即没有交互功能)同时发送单一的连续数据流而无时延。因此，网络成本会变得相当低廉，并可以达到从未有过的传送能力，而不必担心信道拥塞。DirecpC系统最高支持24m的速率进行组播，此种服务适合于类似mepG-Ⅱ这类高品质视频。多频道流式视频传送以及音频流式传送。除DirecpC系统外，较为流行的卫星宽带接入系统还有ipoverDVB及用于internet干线传输的双向卫星系统ipSat和Comtier等。
几种可能的卫星宽带接入的解决方案
多媒体技术是一种新兴的信息交流方式，它不是简单的把声音、文字、图形和图像等几种媒体叠加后呈现在人们面前，而是通过有机的信息集成，为人们提供最优的视听品质。随着多媒体应用的逐步普及，传统的网络框架已不再适用，全交换和高速接入已成为新型网络结构的两大特点。因此，对网络技术的基本要求也相应加强。
首先，多媒体通信网络必须有足够的带宽。数据传输速率应该在100mbit/s以上，才能满足各类多媒体通信应用的需求；其次，网络必须保证多媒体通信的实时性和可靠性。语音和图像的延时都要小于0.25s，静止的图像要求小于1s，对于共享数据要求没有误码；再有，系统必须保证精确的同步，这包括媒体间同步和媒体内同步；多媒体通信的最大特点就是交互性。它不仅要求具有高质量的多媒体数据传播能力，还要求具有一定的信息反馈能力，能及时传送用户的反馈信息。
一般现有的电信网、计算机网和CatV网，虽然都可以用来传送多媒体信息，然而都各自存在不同的缺陷。加之全球范围内的internet接入、交互式多媒体业务、电视会议和其他带宽密集型应用的迅速增长，要求有更加灵活和成本低廉的宽带解决方案。针对上述多媒体通信的要求，鉴于卫星宽带接入的特点，现主要提出两种加速因特网传输的卫星接入方案：一种是利用卫星的高速下载和地面反馈的外交互的方式，该方案是基于当前因特网信息流量非对称性(接收数据量往往远大于发送数据量)而提出的，采用卫星链路作为下行数据链路，将其他通信网络如电话拨号。局域网等作为上行数据链路。另一种是利用宽带卫星的双向传输，例如teledesic系统可以给用户提供16kbps～2.048mbps的传输速率。
下面分析几种具体的卫星宽带接入的解决方案。
方案一：卫星与传统的modem或专线相结合接入internet
该方案其工作原理如下：用户的电脑装配一张卫星网络pCi卡，并和一个大约75厘米口径的卫星接收天线相连。所有低带宽、外向的信息(如网址要求)通过调制解调器从电话网络上送出，但所有高带宽、内向的信息(比如一个图像丰富的网站)都从卫星上直接发射到用户的电脑上。用户在浏览器软件上单击一个网址，网址要求信号由调制解调器送出到用户的iSp。在这个要求信号离开用户pC机之前，用户端软件附加了一个ip头码到要求信号上。这个附加码指示用户iSp把要求信号转到网络运行中心，网络运行中心接到要求信号后，把附加码去除，然后根据用户要求到相应的网站去获取所需信息，再将信息上传到卫星，以高速高带宽送到用户的接收天线，再到用户的pC机上或配置机顶盒StB(settopbox)的视频接收机中。这种卫星高速数据接入系统充分利用互联网不对称传输特点，采用DirecpC技术，用户端只需14.4kbps以上modem基本上网配置、卫星网络pCi卡、用户端软件和0.75m卫星接收天线等设备即可。系统的交互速率可达200-400kbps，最高可达3mbps高速单向广播式数据文件下载。
该系统比较适合于单向的远程教学，也可以用于会议电视及为各类教育机构、大中院校、成人教育等开设交互式远程教育课程等。但采用modem拨号上网要受限于线路速度，最高不超过56kbps，而且上网的费用相对较高。即使采用光缆或卫星及微波等无线信道的专线连接方式能提高上行速度，但由于需要建立联网的站点且费用较高，使得它只适合于业务量大的单位和机构团体，不适合于广大个体用户。目前很多公司都采用这种类似的卫星宽带接入方式，如中国通信广播卫星公司推出的“中星在线”、广东电信推出的“星网通”业务以及科利华公司开发的卫星宽频互动教育平台等。
方案二：卫星与有线电视网相结合接入internet
为了寻求一种对个体用户来说上网快、费用低、投资少、见效快的途径，不妨考虑卫星与有线电视网相结合的新型上网方式。有线电视网的HFC网络是采用光纤和同轴电缆混合铺设，具有成本低、信号质量好、频带宽的特点，给家庭用户高速、快捷上网开辟了一条新途径。
卫星通信的缺点篇10
【关键词】远程教育;流媒体技术;卫星通信技术
【中图分类号】G252.24【文献标识码】a【文章编号】1001-4128（2010）10-0174-02
在我国，提高教育现代化、信息化水平，大力发展现代远程教育是《面向2l世纪教育振兴计划》的重要内容。利用互联网上的文本、语音、图像、视频等共享数据资源以及国家数字网进行远程教育，又是穷国办大教育的战略性措施。从中央到地方政府，都非常重视远程教育。根据我国基础教育的实际，教育部决定从2001年起用5到10年间在全国中小学普及信息技术教育，全面实施“校校通”工程，以信息化带动现代化，努力实现基础教育跨越式的发展。实施“校校通”工程，可以有多种方式，但对于经济欠发达地区和贫困山区建立远程教育基地，实现“校校通”工程和教育信息化，最好的办法是建立卫星地面接收站，运用数字卫星接收站设备接收及利用教育信息资源。这种投资少、见效快的办法，是一个非常适合我国发展远程教育的捷径。
随着internet的发展，流媒体(Streamingmedia)越来越普及，流媒体技术已逐渐成为互联网中视音频传输的核心技术，这一新技术的出现影响着人类的学习和生活，给远程教育带来了新的动力和生机。同时也对我们现有的基于internet的网络教育提出了新的挑战。但现有的网络速度较慢，不能很好地支持流媒体的应用。而卫星通信网络能拥有很宽的带宽，故我们可以将两种技术有机的结合起来为我们的教育服务。流媒体―卫星相结合的远程网络教育突破了时间、空间的限制，实现随时随地授课；内容丰富涉及音视频、动画、图文、多媒体课件和名师上课的实际课堂实录等多种形式；较强的交互性和真实性大大促进了人类的有效学习。本文试图通过自己的实践，谈谈流媒体技术和卫星通信在远程教育中的应用以及之间的结合。
1流媒体技术
1.1流媒体的界定及其特征
流媒体是一种基于宽带技术的视频、音频实时传输技术，这个实时传输技术也被称作流式传输技术，简称流技术。在internet/intranet中使用流式传输技术进行传输的媒体就称为流媒体，流媒体可以看作是流技术应用的具体体现。流技术在开始传输数据后首先在使用者端的电脑上创造一个数据缓冲区，在数据应用前预先下载一段数据作为缓冲，当网络实际连线速度小于应用所耗用数据的速度时，程序就会取用这一小段缓冲区内的数据，从而避免应用的中断。流技术根据实现原理不同，分为顺序流式传输和实时流式传输两种。流技术在流媒体上的具体应用是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器，流技术能够按照特定的顺序将文件发送出去，允许用户一边下载一边观看、收听，而不必等到压缩文件下载完后才观看。目前在流媒体上使用的流技术主要是实时流式传输技术。
1.2常见流媒体格式和协议
①即时串流通讯协议（RealtimeStreamingprotocol，RtSp）
Realnetworks公司协助建立的一个用来传送串流媒体的开放网页标准。Realnetworks公司在RealSystem系统中率先实现了RtSp标准协议通信。RtSp协议通信是一种有状态的通信，在语法及操作上均与Http／1.1很相似。目前，RealServer通过标准的实时传输协议Rtp和Real数据传输协议RDt两种数据包格式将流媒体数据发送到RtSp客户端。
②实时媒体系列（Realmedia：Realaudio、RealVideo和RealFlash）
Realnetworks公司的Realmedia系列包括三类媒体格式，自1995年至今，Realmedia已经成为业界公认最好的流媒体／接收解决方案。
③微软媒体服务协议（microsoftmediaServerprotocol，mmS）是microsoft公司为自己旗下的windowsmedia量身定做的流媒体服务协议，由于microsoft公司的影响力，它的应用十分普遍。
④高级流媒体格式（advancedStreamFormat，aSF）
微软制订的一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容。
除此以外，Quiktimemovie文件格式同样也属于流媒体格式，在相同速度下，它的质量应该是最好的。同时由于它完全兼容pC和苹果机，很多游戏的宣传录像都采用.mov文件。同样的，Flash文件也是一种流媒体，它支持实时传送，网上风行的大量以.Swf为后缀的mtV文件都是它的杰作。
⑤资源预订协议(RSVp)
RSVp(ResourceReserveprotoco1)是一种支持多媒体通信的传输协议，它在无连接协议上提供端到端的实时传输服务，为特定的多媒体提供端到端的Qos协商和控制功能，以减少网络传输延迟。
2同步卫星通信系统
2.1同步卫星通信系统及其特点
卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用，即把地球上行站发上来的电磁波放大后再返送回地球下行站。地球下行站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地球下行站出入卫星系统形成链路。由于静止卫星在赤道上空35786Km，它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23小时56分4秒)一致，从地面看上去如同静止不动一般。三颗相距120°的卫生就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是1～10GHz频段。为了满足越来越多的需求，已开始开发应用新的频段如12GHz，14GHz，20GHz及30GHz等频段。
卫星通信的主要特点如下：
2.1.1优点：
①通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖的范围均可进行通信，且通信费用于距离无关，这一点很适合我国的山区远程教育。
②不易受陆地灾害影响较大。
③建设速度快。
④易于实现广播和多址通信。
⑤可以自发自收进行监控。
⑥同一信通可用于不同方向和不同区域。
2.1.2缺点：
①由于两地球站间电磁波传播距离有近72000Km，信号传输有较大延迟。
②10GHz以上频带受降雨雪的影响。
③天线易受太阳噪声的影响。
2.2同步卫星通信系统设计方案的考虑
2.2.1卫星通信系统选择的整体考虑
从国内外卫星通信系统在远程教育中的应用来看，卫星通信发展至今已有很多种类，但传统的卫星通信系统都是面向网络的，中间要通过地面的电信网络后再与用户相连，这样设计的流媒体远程教育系统依然不能避开地面网络的传输速度较低和传输费用高的颈瓶限制，故我们选用VSat地球站，VSat除了具有普通卫星通信网络的特点之外，它还有其自身的优越性：
①VSat是面向用户的，它不通过地面网络，避开了地面网络的缺点。
②VSat的天线采用的是小口径天线，安装非常方便，且价格低。
③VSat的智能化（包括操作智能化、接口智能化、支持业务智能化、信道管理智能化等）功能强，便于一般的人们操作、使用。
从以上VSat所具有的特点我们可以看出，采用VSat方案非常适合于像我国这样经济相对落后且地貌广阔、人民分散居住的国家普及和发展远程教育。
2.2.2卫星传输方案的考虑
①传输速率：目前，中央级的广播电视图象质量标准，在不降低质量的前提下，用mpeG-2压缩编码标准，速率应大于5mbps。作为教学活动考虑，快速运动的图像并不多。为节省频带起见，图像和语音压缩编码后的速率控制在2mbps左右，已能满足教学的要求。由于计算机网络技术的迅速发展，教师已开始舍弃传统的黑板，采用网络浏览器调用讲稿以及通过网络，直接调用多媒体课件，所以在已有的图像、语音通道外，附加了一个数据通道(2~19．2kbpB)用以传送教师的文稿等内容，但总的速率仍控制在2mbpB左右。
②传输波段：C波段由于传播条件好，器件实现难度较小，已被广泛使用。但现在频段已很拥挤，加之天线尺寸较大，也有不利的一面。近年来，Ku波段技术已趋成熟，且设备比较轻巧，天线尺寸小，便于构建系统，总体建设费用也不贵，考虑用Ku波段是可行的。Ku波段的最大缺点是雨衰严重，易造成系统接收不稳定。但采取适当措施，如上行功率控制等，可减少中断、质量严重下降等概率事件。
③卫星带宽：由于图像、语音及数据广播的总速率控制在2mbps左右，租用2mHz多一点的卫星带宽(QpSK调制)即能满足。为了开通VSat系统，另租用1mHz多带宽，满足数家校外站与主站之间的交互。这样，总的带宽为4mHz。
④管理系统：由于系统与现有的公共信息网有区别，是为了申请接受远程教育的人而提供其学习的教育系统，所以应附设了地址加密系统。同时要达到教育的目的，根据需要，有目的的播放。
3基于同步卫星通信技术的流媒体远程系统设计
该系统由一个中心站和多个接收站组成，中心站将各种流媒体信息汇接处理成高速的数据码流，经调制、上变频放大后由大型天线向卫星发送。接收站利用小口径天线VSat接收卫星转发的信号，解调取出授权的信息，提供给面向用户的各种应用。
4基于同步卫星通信技术的流媒体远程教育特点
4.1能提供高质量的视频效果。使用Http传输模式，当远端学生浏览一段视频录像时，由于网络带宽不稳定，视频在传输过程中的质量无法得到保证。但基于卫星通信网络的流媒体远程教育能很好的解决这个问题，使远端学生自始至终享受赏心悦目的教学图像。
4.2下载时间短、与文件大小无关。视／音频流不需全部下载到客户端就可播放，延时时间很短，且与流媒体文件的大小无关，只与流媒体服务器、客户机和网络的性能有关。
4.3客户端操作简单、交互性强。视／音频流既可用流媒体播放器播放，又能嵌入在web的网页中播放，并提供回绕、快进或暂停等交互操作，直观方便。
4.4传输费用低，覆盖面积广，不易受地区经济差异或网络运营商的影响，有利于我国远程教育的普及和发展，对于我国国民素质的提高和职业教育的发展有很大帮助。
5结束语
基于同步卫星通信技术的流媒体远程系统的设计和实现给远程教育带来了强大的生机，它对于营造学校教学氛围、实现师生之间的良好交互起了革命性的作用。随着internet基础环境的不断改善和卫星通信技术的不断提高，流媒体技术必将在各领域广泛发挥作用，给学习、生活、工作带来极大的便利，为我国的远程教育迎来一个崭新的春天。
参考文献
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