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中国卫星通信网络千呼万唤始出来,2025年前覆盖全球!

2021-06-23
来源:21ic

卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。

卫星通信:利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波,从而实现两个或多个地球站之间的通信。人造地球卫星根据对无线电信号放大的有无、转发功能,有有源人造地球卫星和无源人造地球卫星之分。由于无源人造地球卫星反射下来的信号太弱无实用价值,于是人们致力于研究具有放大、变频转发功能的有源人造地球卫星——通信卫星来实现卫星通信。其中绕地球赤道运行的周期与地球自转周期相等的同步卫星具有优越性能,利用同步卫星的通信已成为主要的卫星通信方式。不在地球同步轨道上运行的低轨卫星多在卫星移动通信中应用。

卫星通信以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点, 1972年在我国首次应用,并迅速发展,与光纤通信、数字微波通信一起,成为我国当代远距离通信的支柱。随着信息化社会的到来,卫星通信已经渗透到社会生活的各个方面。

卫星通信是一种微波通信,利用卫星上的转发器作为中继站,转发无线电波,实现地球上的两个或多个卫星通信站之间的通信。卫星通信可实现远距离的话音、数据、图像、视频传输等业务功能,是远程通信的重要手段之一。卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。

在现代通信中,“全球个人移动通信”和“信息高速公路”通信需求迅速增长,极大地促进了世界卫星通信事业的发展,同时卫星通信相关技术的提高也促进了卫星通信在我国电信事业中的应用。1我国卫星通信应用现状 我国国内卫星通信主要用于广播电视传输、公用网通信、专用网通信、广播和移动通信等。

目前,尽管由于采用数字压缩等技术,提高了卫星转发器的带宽利用率,但是在我国和亚太地区,卫星转发器资源匾乏问题在短期内仍难以彻底解决,这是我国卫星通信的一个突出矛盾。

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6月8日,临港卫星通信企业上海清申科技发展有限公司公布中轨道全球卫星通信网络方案“智慧天网”R2阶段通信体制规范,为有意研制智慧天网应用终端的企业提供指引。14家产业单位与清申科技现场签订了《应用示范试验合作框架协议》。

智慧天网创新工程副总师晏坚介绍,智慧天网广泛采用软件化设计思想,其通信体制被标识为Rx系列版本,可在轨升级,保持技术更新。本次发布的R2版本规定了技术验证星入轨后的工作体制和接口规范,是研制智慧天网卫星应用终端必需的技术文件。“公开发布R2,打开了产业链下游企业参与智慧天网发展的闸门,有利于吸引应用产业链潜在伙伴,激发新的应用创新,是智慧天网产业化进程中的重要步骤。”

签约后,产业单位将根据发布的通信体制规范,研制满足参试条件的样机,参加智慧天网专项的示范应用试验,推进智慧天网应用产业化。

据了解,“智慧天网创新工程”由清华大学信息学院和宇航技术研究中心研发团队牵头,被列入上海市市级科技重大专项。其以8颗卫星为一组,部署在约2万公里高度的轨道上,通过卫星间的通信链路实现天基组网,24小时不间断覆盖全球,为包括南北极在内的全球用户提供支持多媒体业务的卫星通信服务,为一带一路沿线用户提供高品质安全通信的解决方案。

清申科技总经理陈茂良告诉记者,一颗技术验证星与一颗配试星将先从太原发射,升入地球中轨道。公司的合作伙伴正加紧推进机动车载卫通基站、动中通车载卫通基站、极地通信应用卫通基站,以及便携站、机(船)载卫通基站等多类应用站型的研制,确保在技术验证星入轨交付后即可开展各类应用示范。特别是根据卫星通信范围覆盖南北两极的特点,为我国极地科考站提供与上海极地中心研究本部的直接通信服务。

静止轨道通信卫星早在几十年前就开始商业化运营,商业通信卫星也是航天领域唯一真正商业化的市场,长期占有卫星服务业收入90%以上的份额。然而随着地面通信技术(4G、5G通信等)与互联网技术的快速发展,传统静止轨道通信市场规模却越来越小。

近10年来,全球商业静止轨道通信卫星采购量正在逐渐下滑。2009和2010年,全球商业静止轨道通信卫星采购量均达到了30颗,当时工业界还乐观估计此后每年会有20-25颗的采购量。然而在2015年行业市场出现了转折,2015到2017年,全球静止轨道通信卫星分别卖出出了16颗、15颗、10颗,仅为2010年销量的一半左右。

2018年,全球商业通信卫星市场颓势依旧,全年仅签订了12颗商业通信卫星合同,其中包括中国自造的3颗、俄罗斯自造的2颗以及以色列自造的1颗,可以说,静止通信卫星领域退化到了自给自足的小农经济时代。

卫星通信技术近期发展的关键是高效的功率利用和带宽调制、传输链路的自适应编码调制、完善突发性业务接入技术、资源预留算法、星上处理、网络融合和低成本移动终端,从而确保卫星网络与地面蜂窝系统的无缝融合,提供稳定可靠的卫星宽带通信服务,同时有效地利用卫星轨道和频谱资源。

卫星通信在未来信息通信系统中的发挥着关键的作用,卫星通信的无缝覆盖和大容量的优势将产生巨大的经济价值和社会效益,其发展前景非常具有吸引力。

同时,卫星通信也面临着很大的挑战。例如,卫星轨道和频谱资源正越来越紧缺、卫星干扰越来越频繁、通信网络融合中高效切换技术和频谱分配策略需要进一步的完善、卫星宽带通信中的带宽管理和服务质量控制等。卫星通信网络也需要重新考虑如何增强交互性、动态性、情景感知以及网络融合效率等方面问题。




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