TCP协议在卫星通信中的应用
TCP协议在卫星通信中的应用
东北大学王浩
随着空间通信系统的不断发展，卫星通信以其独有的优势逐渐成为internet 的重要组成部分，卫星宽带接入技术成为卫星通信系统发展的一个重要趋势。目前应用于地面数据传输控制的TCP/IP协议由于具有使用范围广泛、算法成熟、可移植性好等特点，使得其在与空间数据传输系统的结合应用方面具有独特的优势。
一、卫星通信概述
自上世纪第一颗通信卫星问世以来，卫星通信以覆盖广、通信距离远、不受地理条件限制、数据传输费用低廉、组网灵活等特点，在全球数据通信领域发挥着重要的作用。
卫星通信作为数据通信网络的重要形式，传统上是作为“通信子网”，即只支持网络层以下的功能，是数据包传输的透明通道。为更有效地提供数据传输业务，减少与其他网络协议的接口转换，TCP/IP在卫星通信网中的应用已受到关注。
我们将讨论TCP/IP协议在卫星通信网中应用产生的问题和相应的解决办法，我们也认为TCP/IP协议在卫星通信网中的应用是完全可行的，通过对一些TCP/IP协议工作模式和参数的调整，能实现卫星通信网对TCP/IP协议和其他基于TCP/IP协议的数据传输业务的高效、可靠的支持。
二、TCP/IP协议
首先对TCP/IP的定义和主要功能作一个简要的总结。描述数据通信协议的最通用和清晰的方式是参照OSI七层协议的标准。图1是TCP/IP协议结构与
OSI七层协议结构的相关定位[1]。
图1 TCP/IP协议结构与OSI七层协议结构的对比
如图1中所述，TCP/IP协议是一个包含了主要的网络层功能，全部传输层功能和一部分会话层功能的协议集；它向下依靠低层的数据链路层和物理层协议提供的点对点数据包传输能力；它向上通过标准的服务接口向上层应用协议提供端到端的数据块传输业务，这一数据块传输可以是面向联接的可靠传输（TCP），也可以是面向报文的非可靠传输（UDP）。TCP也完成会话层的一部分功能，支持端到端连接的建立、维持和拆除。总之，TCP/IP协议遮掩了不同类型网络间数据转接的细节和不同数据终端设备的系统软硬件的差异。
利用OSI中对各层协议的定义，可以较简明的说明TCP/IP的主要功能：（1）IP层协议，它实现网络层的寻址、路由和转接功能，将数据报文从源数据设备转发到目的设备，只面对独立报文，不面向联接，它支持报文的分解与重组，不保证报文传输的可靠和报文间的先后次序；（2）TCP层协议，它实现源数据设
备和目的数据设备间的可靠的数据块传送，支持数据拆、打包（PAD）、差错控制（检错纠错）、顺序控制、流量与拥塞控制等。
卫星通信主要是传送数据的通信子网，而不是产生数据源的业务子网。卫星通信网的主要功能是支持网络层以下各层的数据包传送业务，与IP层协议直接相关并可以支持IP层协议形成端到端连接。
但由此形成的端到端联接的延迟、速率、误码率等信道特性会对终端设备上的TCP协议产生实质性影响，是TCP协议在卫星通信网中应用必须考虑的问题。
三、TCP/IP协议在卫星网中的应用
由于卫星通信是经过天上卫星转发器这一固有的特点，卫星通信网基本上有两种网络结构：星状网和网状网。这样的网络结构相对于地面的数据网络来说要简单的多，因此，路由选择、拥塞控制、多路径传输冲突等网络层协议控制的主要功能在卫星网中都没有真正的体现，而这些正是IP协议的强项，所以很少有卫星通信网使用复杂的IP协议来实现网络层功能。
正如IP over ATM（异步传输模式），IP over Frame Relay（帧中继）等IP 应用环境一样，卫星通信网支持IP协议的最简单方式也是IP over SatNet。这里，SatNet是卫星网内部网络层以下各层数据传输协议组成的协议栈，通常会有一个能完成卫星网内数据包目的寻址和路由转接的网络层。在一些使用DAMA （按需分配多址）等频道资源复用技术的卫星网中，还需要有一个动态分配资源的介质访问层（MAC）。这两部分统一称为Net/MAC层，建立于其下层提供的数据链路层服务之上。
在很多情况下，如在一个网格状卫星网中，卫星链路的建立便确定了数据链路的唯一路程，既没有寻址路由的要求，也不需要资源配置。这时可以取消Net/MAC层。这时IP是“透明”地经过卫星网，没有额外的协议开销。这种情形
似乎对TCP/IP协议在卫星网中的应用的必要性提出了挑战。但这种网络形态在卫星网的拓扑结构和数据业务都非常简单，仅限于在严格的“通信子网”的情形下才成立。随着卫星网功能的增强，这一简单的网络形式已不再适用。例如，网络管理已成为卫星通信网的必要组成部分。从功能上看，网络管理子系统属于上层应用软件，即Application。它依赖于下层的通信协议提供的数据传输服务。现在最为通用的网管协议是SNMP（Simple Network Management Protocol），而SNMP是建立在UDP提供服务的基础上的，在不直接支持IP协议的“透明”网络结构中，类似SNMP的数据传输协议和使用这些协议的上层业务都无法实现，根本限制了卫星网的功能与服务。仅凭这一点，就足以说明在卫星数据通信网中支持TCP/IP协议的意义。
TCP/IP协议正是依靠其广泛的软件支持而压倒其他可能在“技术上更好”的通信协议而成为Internet的标准。
四、卫星链路特点及对TCP协议性能的影响
卫星信道属于无线信道，它具有较高的信道误码率和较长的信号传播时延。另外，出于成本等因素的考虑，卫星链路带宽采用的是不对称的连接方式。这些都直接影响TCP协议的性能，降低TCP协议对卫星数据传输信道资源的有效利用。
1、传播延时长
卫星通信的时延主要由传播时延、星上处理时延和排队时延等组成。其中传输传播时延主要由卫星轨道决定。对于GEO卫星，单向传播时延大约为250～280ms，MEO卫星为110～150ms，LEO为20～25ms。另外，卫星的数量、轨道变化、星间链路路由策略等都会影响到时延的大小。
较大的传输时延会减缓拥塞窗口增长的速度。在慢启动期间，用户必须等待
一个往返时延收到确认信息（ACK）后才能发出新的数据包。卫星链路的较大时延及较高的信道速率增加了对缓冲区的要求。较大的时延变化量也会干扰对往返时延(RTT)的估计，从而影响TCP的定时机制，这会带来不必要的超时和重传，进而会错误地改变TCP发送窗口地大小，降低带宽利用率。在共享链路中，如果同时存在不同RTT的TCP连接还会带来公平性问题，即RTT小的连接拥塞窗口增长快，很快就占有了大部分带宽资源[2]。
2、高误码率
通常在无线通信中，特别是在卫星无线通信中，由于信道衰减、反向多径传播信道或干扰噪声等原因，会造成错误比特的产生，从而导致无线链路的BER 会明显高于有线。在一定程度上，前向纠错可以减小无线链路的误码情况，但是仍不能达到地面有线网络BER。如现有的卫星转发器误比特率大约是10-6、最坏情况为10-4。然而，TCP成功传输所需要的BER是10-8或更低[3,4]。
虽然当TCP检测到有包丢失时，会要求重传丢失的数据包，但是TCP认为数据包丢失的原因是拥塞控制引起的，导致了TCP拥塞窗口不必要的减少，进而影响到链路的传输速率。而且，如果ACK分组发生丢失，使得接收方的确认信息无法抵达发送方，同样会降低吞吐率。可见，TCP对由于误码所引起的不恰当的反应严重影响了网络的性能，减小了网络吞吐量。
3、宽带非对称性
通常，地面网络信道是相当对称的，也就是连接的前向信道和发向信道的信道容量大致相等。而在卫星链路中则情况不同，在卫星链路中通常反向信道带宽会比前向信道带宽（从卫星到地面）小许多，通常前向信道带宽与反向信道带宽比值在1000：1。这一不对称性也是符合卫星通信的实际情况的，因为大多数
数据都是产生于卫星并传向地面的，而反向信道多用来传输控制命令并不是大数据的传输。这样做也可以使得星上的接收机设计更经济，节省了宝贵的卫星带宽[5,6]。
因为基于TCP的数据传输是依赖于稳定的ACK应答的。当反向带宽受限时，ACK分组大量丢失或有较大排队延时，会造成发送方的数据减缓，慢启动的拥塞窗口始终保持为1，快速重传的有效性大大减少。最终，带宽的不对称性会导致TCP吞吐量的降低。
五、卫星网络TCP协议研究现状
前面已经介绍过，TCP协议是针对低误码率的固定网络而设计的，然而卫星通信网络并不符合这一特征，从而导致TCP性能的大幅下降。为了克服卫星链路对TCP性能的影响，目前各国学者提出了许多TCP的改进方案，大致可以分为以下三类：端到端协议改进方案；链路层设计方案；TCP分裂连接方案。在下面将分别对这三类方案进行阐述。
1、端到端协议改进方案
针对TCP端到端协议的改进方案，具有改动小、对其它层协议影响小的优点，但是性能改进有限。
1.1、拥塞窗口改进方案[7]
在RFC2414中慢启动；算法的初始窗口为1个TCP数据段长度，导致慢启动阶段的消耗时间较长。为了减小慢启动阶段的消耗时间，解决卫星信道传输时延大带来的影响，必须增加慢启动算法中初始的拥塞窗口(cwnd)。
改进的cwnd=Min[4×MSS，max(2×MSS,4380bytes)]
其中，MSS为收发双方允许的最大数据报文段长度。采用了改进后的初始拥塞窗口后，更多的数据段能够在第一个数据传输RTT中得到发送，加快拥塞
窗口的增长速度。慢启动所需要的时间可缩短为：RTT（log2W A?log2cwnd），其中W A为接收方的拥塞窗口大小。
1.2、确认机制的改进方案[8]
现有两类确认机制的改进方法，即选择应答算法(SACK)和否定应答算法(NACK)。
在TCP协议的累积确认协议中，每一个窗口数据中仅能确认一个丢失的数据包，在发生大量数据包丢失的情况下，会导致慢启动被激活。而在SACK中，接收端可以通知发送端所有接收成功的数据包序列号，从而使发送端只重发那些确实丢失的数据包，从而避免了多个丢失造成的慢启动，有效地降低了不必要的重传。
NACK出于减少传输数据的目的，在确认段中指出未正确接收的第一个数据的开始地址和长度，请求发送端重传。
1.3、TCP头部压缩[9,10]
该方案的思想就是将TCP头信息进行压缩从而提高传输效率。在TCP头部中有许多字段是不变或变化较小的，或者可以从别的途径获得。如源地址和目的地址是不变的，报文长度可以从链路层帧长度中计算出来。因此，TCP报头的压缩是完全可行和有效的。
2、链路层设计方案
2.1、Snoop技术[11]
Snoop是为解决地面无线网络的最后一跳问题而设计的，地面无线网络与卫星网络有很多相似处，都具有信道恶劣、带宽非对称性，但卫星网络的往返时延较无线网络更大。
Snoop技术的主要思想是：在基站运行Snoop代理(Agent)。Snoop代理监视通过TCP连接的每一个数据包，包括确认包。Snoop代理维持了一个TCP 包的缓冲(cache)，这些包是由源端发送而来，但还没有被目的主机确认。同时它跟踪每个从移动主机发来的ACK包，通过计算到达的重复ACK包或局部超时来检测包的丢失。当丢包发生时，如果Snoop代理已经缓存此包，则进行局部重传，并且重复的ACK包被丢弃以避免导致源端进入快速重传。使用局部重传，可以使基站通过不传送重复ACK，对固定的源端主机屏蔽包在无线链路上的丢失。但Snoop技术并不能应用于卫星网络通信，因为如果基站保持确认在端到端之间进行传送，那么卫星链路的长传播时延就会产生不公平性问题。而且Snoop技术并未考虑切换导致的延时，以及在IP业务流加密、发送窗口小、丢失率较高的情况下，性能会恶化。
2.2、可靠链路层协议方案[12,13]
在卫星TCP中，链路差错率是一个主要考虑的方面。前向纠错(FEC)方案和自动重传(ARQ)协议是两种常用的差错控制方法。前向纠错方案中有卷积编码和级联编码，Turbo编码方案还同时采用比特交织技术来减小突发错误的影响。在采用这些差错控制方案的通信系统中，误比特率可以控制在10-7以上，但是由于差错控制方案中编码复杂度大，减慢了卫星调制解调器的速率并降低了带宽效率。在不同的业务中，需要权衡编码复杂度和带宽效率，实时性要求不高但可靠性要求高的业务可以选择编码复杂度大、误码率低的编码方案，反之，选择复杂度小、带宽效率高的编码方案。
当丢包不是很频繁并且时延不是很敏感时，可以通过链路层ARQ技术将不可靠的物理链路改造成为可靠的数据逻辑链路，这样TCP连接不会因为无线链
路的误帧而进入慢启动，对TCP的性能有较大提高。不足之处在于链路层ARQ 会增加传输时延造成TCP超时而进入慢启动，需要考虑ARQ和TCP超时计时器之间的协调工作。
3、分裂连接方案
在端到端协议改进方案中，虽然在某些情况下TCP性能能够很好的提高，但即使如此改进后的TCP性能也不能达到地面有线网络中的TCP性能。而且TCP改进后的协议与其他TCP协议可能存在或多或少的兼容性问题。而采用前向纠错技术也不能完全解决问题，复杂度高的编解码方案难以在高信道误码率中实现，其带来的附加开销还会降低通信链路的使用效率。在这种情况下TCP分裂连接就提供了一个有效的解决方法。
分裂连接的方案中，一般在卫星网络和地面网络中间设置一个网关，这样可以根据卫星信道和网络的特点设计专门的传输协议，从而将解决了修改TCP协议带来的与地面TCP协议不兼容的问题。
常用的两个TCP分裂连接方法是TCP-Spoofing和TCP-Splitting，它们的区别在于TCP-Spoofing保持了TCP端到端连接的完整性；TCP-Splitting则把一个TCP连接分割成多个独立的TCP连接。
3.1、TCP-Splitting方法[14]
TCP-Splitting是将TCP连接完全分开，该方法提供了一个既能充分利用卫星网络协议，又不用修改原有地面网络协议的有效方法。
TCP-Splitting的工作原理（如图2）是在网关处截取来自地面源主机的TCP 数据，并将数据转换为适合卫星网络传输的卫星协议，而在卫星链路的另一边，另外一个协议网关再将数据重新转换为地面TCP数据，用于与目的主机通信。
在整个过程中，网关将端到端的TCP连接分割成为三段独立的连接：分别是源主机与网关间的TCP连接；两个网关之间的卫星协议连接；目的主机一侧的网关与目的主机间的TCP连接。
图2 TCP-Splitting网络配置
TCP-Splitting的优点是通过分割端到端的连接，可在卫星链路上采用最适合于卫星链路的协议，而在地面段继续使用传统TCP。这样既保持了对用户的完全透明又提供了更好的性能。地面的TCP协议不作任何修改，TCP拥塞避免控制机制在地面段的连接中仍然有效，以保Internet的稳定性。因此，TCP-Splitting得到了广泛的应用。TCP-Splitting的不足在于网关处需要配置大容量的缓存来保存未被接收方确认的数据，网关需要有强大的处理能力。
3.2、TCP-Spoofing[15]
TCP-Spoofing的处理过程如图2-7，TCP-Spoofing处理过程中仍然保持着虚拟的端到端TCP连接，TCP-Spoofing对于源主机和目的主机都是透明的。在网络中的地面网关起到欺骗器(spoofer)的作用，spoofer截取、缓存和确认（如图3的spoofing ACK）来自源主机的数据，然后再将数据发送到目的主机。
图3 TCP-Spoofing网络配置
TCP-Spoofing是依靠spoofer网关发送一个spoofing ACK来代替从目的主机发送过来的实际ACK信息，从而消除ACK信息回传消耗的时间，节省了信道资源，提高了TCP/IP性能。但是TCP-Spoofing破坏了TCP端到端的语义性，有可能破坏数据的传输。
六、TCP协议在卫星链路中需要改进的功能
TCP协议之所以在空间通信环境下存在诸多问题，关键是缺乏全面的应用于空间链路的传输控制机制。
首先，TCP的错误控制主要是以网络拥塞丢包为中心，而忽略了链路传输错误等其他问题，这在传统网络上是成立的；但在空间通信环境下，链路错误产生的丢包是典型的错误特征，TCP缺乏处理这些错误的能力，因此必须进行如下的改进：
1、提高探测包丢失的能力，特别是对突发丢失的探测。包括发送路径和ACK 返回路径上的包丢失。TCP根据收到的ACK增加或减少发送窗口，通过ACK
激励新数据的发送。因此缺乏突发丢失数据包的准确信息将引起延迟增长、冒进或冗余重传等问题，进而严重降低无线链路上的带宽利用率。
2、详尽检测丢包性质的能力(包括信道拥塞产生丢失，链路损坏产生丢失等)，基于不同的错误性质采用不同的错误恢复策略。
3、根据检测到的错误性质调整发送端数据发送速率，对不同的错误采取不同的策略。如对信道拥塞产生的丢包，发送端重发丢失分组，并启动拥塞控制算法，降低发送速率：若为链路损坏产生的随机丢失，快速重发，但不启动拥塞控制算法，维持原有数掘发送速率。
其次，TCP在数据发送速率控制方面主要采用慢启动和拥塞避免策略，采用缓慢增长数据发送速度用以探测网络传输带宽的方法，逐步满负荷发挥线路传输性能。这个过程时间长、线路利用率低。我们应就如何侦测网络实际可用带宽，快速有效的在最大带宽条件下传输数据进行改进，使数据发送在短时间内以信道最大有效带宽发送数据，提高信道数据吞吐量。
参考文献
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卫星通信天线简介
常用卫星通信天线简介 天线是卫星通信系统的重要组成部分，是地球站射频信号的输入和输出通道，天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远，为保证信号的有效传输，大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好，增益高，便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多，按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线；按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线；按频段可分为单频段天线和多频段天线；按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线 作简单介绍。 1．抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线，利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面，将馈源置于抛物面的焦点F上，馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列，如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射，经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上，电波经抛物面反射后，沿抛物面法向平行辐射。接收时，经反射面反射后，电波汇聚到馈源，馈源可接收到最大信号能量。 图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单，较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高；由于采用前馈，会对信号造成一定的遮挡；使用大功率功放时，功放重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2．卡塞格伦天线
卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个发射面和一个馈源组成，如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上，抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合，即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说，副反射面的存在遮挡了一部分能量，使得天线的效率降低，能量分布不均匀，必须进行修正。修正型卡塞格伦天线通过天线面修正后，天线效率可提高到0.7—0.75，而且能量分布均匀。目前，大多数地球站采用的都是修正型卡塞格伦天线。 卡塞格伦天线的优点是天线的效率高，噪声温度低，馈源和低噪声放大器可以安装在天线后方的射频箱里，这样可以减小馈线损耗带来的不利影响。缺点是副反射面极其支干会造成一定的遮挡。 图2 卡塞格伦天线 3．格里高利天线 格里高利天线也是一种双反射面天线，也由主反射面、副反射面及馈源组成，如图3所示。与卡塞格伦天线不同的是，它的副反射面是一个椭球面。馈源置于椭球面的一个焦点F1上，椭球面的另一个焦点F2与主反射面的焦点重
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中国卫星系列介绍及应用 中国自一九七0年四月二十四日成功研制并发射第一颗人造卫星“东方红一号”至今，已在民用领域初步形成了遥感、通信广播、气象、科学探测与技术实验、地球资源和导航定位等六大卫星系列。 中国卫星研制工作开始于二十世纪五十年代末期，是在基础工业比较薄弱、科技水平相对落后、国家财力有限的条件下发展起来的，目前，各系列卫星已广泛应用于经济、科技、文化和国防等各个方面，取得了显著的社会效益与经济效益。 1.民用领域卫星系列 （1）“东方红”通信广播卫星系列。此系列包括三种不同类型的静止轨道通信卫星，即“东方红二号”、“东方红二号甲”试验通信卫星和“东方红三号”通信广播卫星。中国这一系列至今共发射了十颗卫星，为通信、广播、水利、交通、教育等部门提供了各种服务。其中东方红一号是新中国历史上第一颗人造卫星，具有里程碑式的意义。1970年4月24日，中国成功的发射了自己的第一颗人造卫星，卫星轨道的近地点高度是436KM，远地点高度为2384km，轨道平面与地球赤道的平面夹角为68.5°，绕地球一圈需要114min。卫星质量为173kg，用20.009MHz的频率播放“东方红”乐曲。“东方红一号”卫星升空后，星上各种仪器实际工作的时间远远超过了设计要求，“东方红”乐音装置和短波发射机连续工作了28天，取得了大量工程遥测参数，为后来卫星设计和研制工作提供了宝贵的依据和经验。“东方红一号”的发射成功，为中国航天技术的发展打下了极为坚实的根基，带动了中国航天工业的兴起，使中国的航天技术与世界航天技术前沿保持同步，标志着中国进入了航天时代。 到2000年为止，中国共发射了三代通信卫星。第一代通信卫星是1984年发射的2颗通信卫星和1986年2月1日发射的东方红二号实用型通信广播卫星。第二代通信卫星是1988年3月7日、1988年12月22日、1990年2月4日和1991年11月28日发射的载有4台C波段转发器的东方红二号甲通信卫星。第三代通信卫星是1997年5月12日发射的东方红三号地球静止轨道通信卫星。 现今，中国实验性的发射了“鑫诺”及“亚太”系列通信卫星，成为下一代中国通信卫星主力军。 （2）“风云”气象卫星系列。该系列包括“风云一号”太阳同步轨道气象卫星和“风云二号”地球静止轨道气象卫星两类，太阳同步轨道气象卫星又称极轨气象卫星。“风云一号”、“风云二号”此前已分别发射了三颗和两颗卫星，在中国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。风云一号和风云二号分别进行过4次和3次发射，在中国天气预报和气象研究方面发挥了重要作用。 1988年9月7日，中国第一颗气象卫星风云一号由长征四号火箭发射升空。 中国在1997年6月10日发射第一颗地球静止轨道气象卫星风云二号甲，并于1997年12月1日正式交付用户使用。2000年6月25日又发射了风云二号乙。2004年10月19日又发射了一颗风云二号气象卫星。 （3）“实践”科学探测与技术试验卫星系列。这一系列形成时间较长，包括六颗卫星，分别是：一九七一年三月发射的“实践一号”；一九八一年九月用一枚运载火箭同时发射的“实践二号”、“实践二号甲”、“实践二号乙”；一九九四年二月发射的“实践四号”；一九九九年五月发射的“实践五号”。
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中国卫星通信现状和展望 闵士权 一、卫星通信基本情况 我国卫星通信21世纪初发展基本情况如下： （1）卫星固定通信：空间段建设大发展；相应的卫星公用通信网、卫星专用通信网和卫星广播电视传输网得到较好的发展。 （2）卫星移动通信：静止轨道的便携式用户终端的全球卫星移动通信系统运营良好；中低轨道的手持式用户终端的各种全球卫星移动通信系统运营不佳。 （3）卫星直接广播：国外卫星声音直播系统正在进入中国市场；国内卫星电视直播系统已纳入国家重点建设项目，前期建设准备工作已开始。 （4）卫星宽带通信：积极发展卫星宽带通信业务；密切跟踪新型卫星宽带通信系统动态。 二、卫星固定通信情况 1. 空间段 中国独资或中外合资经营卫星的公司有5家：中国通信广播卫星公司、亚 洲通信卫星有限公司、亚太通信卫星有限公司、鑫诺卫星通信有限公司和中国 东方通信卫星有限责任公司。5家公司现有9颗静止通信卫星在轨运行提供业务，这些卫星是中星－6（东三）、亚洲－1、亚洲－2、亚洲－3S、亚太－1、 亚太－1A、亚太－2R、中卫－1和鑫诺－1。以上卫星共有346个转发器单元， 其中C频段213个，Ku频段133个。它们共覆盖了中国本土及其周边国家以及亚、太、非等部分地区。此外还有待发射的中星－8卫星，其转发器单元C频 段38个，Ku频段22个。以上卫星主要为中国国内用户服务，也为覆盖区内其 它国家和地区的用户服务。 为了开展国际业务需要，有关单位还租用了国外多颗通信卫星的转发器。 这些卫星有国际通信卫星和泛美卫星，还有银河－3R和热鸟－3通信卫星。 2.地面段 （1）公用通信国内业务：主要由中国电信、联通、网通和吉通诸公司经营。其中中国电信为最早和最大经营者。中国电信公网共用中星－6和中卫－1卫星
卫星通信复习资料
卫星通信系统分类 1.按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类卫星通信系统； 2.按照覆盖区的范围，分为国际、国内和区域3类卫星通信系统； 3.按用户性质，分为公用（商用）、专用和军用3类卫星通信业务； 4.按业务分为固定业务（FSS）、移动用户（MSS）、广播业务（BSS）、科学实验及其他业务（如数学、气象、军事等）卫星通信系统； 5.按多址方式，分为频分多址、时分多址、码分多址、和混合多址5类卫星通信系统。 6.按基带信号体制，分为数字式和模拟式两类卫星通信系统； 7.按所用频带，分为特高频（UHF）、超高频（SHF）、提高频（EHF）、和激光4类卫星通信系统。以上各种分类方法从不同侧面反映出卫星通信系统的特点、性质和用途，若将它们综合起来，便可较全面描绘出某一具体的卫星通信系统的特征。 范艾伦带(Van Allen belt)范围 在空间上有两个辐射带，是由美国科学家范伦（J.A.Van Allen）于1958年发现的，称之为范伦带（Van Allen belt，内带1500-600.km，外带15000-20000km），它们由地球磁场吸引和俘获的太阳风的高能带电离子所组成，形成的恶劣的电辐射环境对卫星电子设备损害大，所以在这两个范伦带内不宜运行卫星，否则卫星只能存在几个月。这就得出了相应的低、中、高轨道卫星，中轨道卫星运行在两个范伦带之间，虽然卫星遭受的辐射强度约为地球同步卫星遭受的辐射强度的二倍，但可用电防护措施进行防护，并使用辐射电子器件。 卫星通信中常用的差错控制方式 常用的差错控制方式有三种，自动重发请求（ARQ）、前向纠错（FEC）、混合纠错（HEC） 自动重发请求（ARQ）：收端能发现错码，但不能确定错码的位置；如果有错，则通过反向信道通知发送端重发、直到收端认为传输无错为止。 前向纠错（FEC）：收端能发现错码，并能纠正错码，实现FEC的编码方式有线性分组码、卷积分和Turbo码等。 混合纠错（HEC）：它是FEC和ARQ的结合。收端经纠错译码后检测无错码，则不再要求发端重发；若仍有误码，则通过方向信道要求发端重发。 卫星通信特点 1.通信距离远，且费用与通信距离无关。 2. 覆盖面积大，可进行多址通信。 3. 通信频带宽，传输容量大。 4. 机动灵活。 5.通信链路稳定可靠，传输质量高。 卫星通信的局限性 1.通信卫星是使用寿命较短 2.存在日凌中断和星蚀现象。 3.电波的传输时延较大且存在同波干扰。 4.卫星通信系统技术复杂。 5.静止卫星通信在地球高纬度地区通 信效果不好 VSAT卫星通信网特点 与地面通信网相比，VSAT卫星通信网具有以下特点 1.覆盖范围大，通信成本与距离无关，可对所有地点提供相同的业务和服务质量。 2.灵活性好，多种业务可在一个网内并存，对一个站来说，支持的业务种类、 分配的频带和服务质量等级可动态调整；可扩容性好，扩容成本低；开辟一个新的通信地点所需时间短。3.点对多点通信能力强，独立性好，是用户拥有的专用网，不像地面网中受电信部门制约。4.互操作性好，可使采用不同标准的用户跨越不同的地面网，而在同一个VSAT卫星通信网内进行通信；通信质量好，有较低的误比特率和较短的网络相应时间。 与传统卫星通信网相比，VSAT卫星通信网具有以下的特点： 1.面向用户而不是面向网络，VSAT与用户设备直接通信，而不是如传统卫星通信网中那样中间经过地面电信网络后再与用户设备进行通信。 2.天线口径小，一般为0.3-2.4m；发射机功率低，一般为1-2W；安装方便，只需简单的安装工具和一般的地基，如水泥地面、楼顶、墙壁等。 3.智能化功能强，包括操作、接口、支持业务、信道管理等，可无人操作；集成化程度高，从外表看VSAT站只可分为天线、室内单元（IDU）和室外单元（ODU） 三部分。 4.VSAT站很多，但各站的业务量较小；一般用作专用网，而不像传统卫星通信网那样主要用作公用通信网。 移动卫星通信系统的主要特点 1.移动卫星通信覆盖区域的大小与卫星的高度及卫星的数量有关。 2.为了实现全球覆盖，需要采用多卫星系统。对于GEO轨道，利用三颗卫星可构成覆盖出地球南、北极区之外的移动卫星通信系统。若利用一颗GEO轨道卫星 仅可能构成区域覆盖的移动卫星通信系统。若利用中、低轨道卫星星座则可构成全球覆盖的移动卫星系统。 3.采用中、低轨道带来的好处是转播延迟较小，服务质量较高；传输损耗小，使手持卫星终端易于实现。由于移动终端对卫星的仰角较大，一般为20度-50度， 故天线波束不易遭受反射的影响，可避免多径深衰落。但是，中、低轨道必须是多星的星座系统，技术上较为复杂，造价较为昂贵，投资较大，用户资费高。 4.采用CEO轨道的好处是只用一颗卫星即可实现廉价的区域性移动卫星通信，但缺点有两个：一是转播时延较大，两跳话音通信延迟将不能被用户所接受；二是 转播损耗大，使手持卫星终端不易于实现。这两个缺点可通过采用星上交换和多点波束天线技术得到克服。 5.移动卫星通信保持了卫星通信固有的一些优点，与地面蜂窝系统相比，其优点是：覆盖范围大，路由选择比较简单。通信费用与通信距离无关。因此可利用卫 星通信的多种服务，例如移动电话、调度通信、数据通信、无线定位以及寻呼等。 移动卫星通信系统技术特点 1.系统庞大，结构复杂，技术要求高，用户（站址）数量多。 2.卫星天线波束应能适应地面覆盖区域的变化并保持指向，用户移动终端的天线波束能随用户的移动而保持对卫星的指向，或者是全方向性的天线波束 3.移动终端的体积、重量、供好均受限，天线尺寸外形受限于安装的载体，特别市手持终端的要求更加苛刻。 4.因为移动终端的EIRB有限，对空间段的卫星转发器及星上天线需专门设计，并采用多点波束技术和大功率技术以满足系统的要求。 5.移动卫星通信系统中的用户链路，其工作频率受到一定的限制，一般在200MHz-10GHz。 6.由于移动体的运动，当移动终端与卫星转发器间的链路受到阻挡时，会产生“阴影”效应，造成通信阻断。对此，移动卫星通信系统应使用用户终端能够多星 共现。 7.多颗卫星构成的卫星星座系统，需要建立星间通信链路，星上处理和星上交换，或需要建立具有交换和处理能力的信关关口地球站（即网关，Gateway）. 卫星工作频段的选择应依据的原则 为了满足卫星通信的要求，工作频段的选择原则，归纳起来有以下几个方面： 1.工作频段的电波应能穿透电离层； 2.电波传输损耗及其他损耗要小； 3.天线系统接收的外界噪音要小； 4.设备重量要轻，耗电要省； 5.可用频带要宽，以满足通 信容量的需要；6.与其它地面无线系统（如微波中继通信系统、雷达系统等）之间的相互干扰要尽量小；7.能充分利用现有技术设备，并便于与现有通信设备配合使用。 为什么要选在微波频段： 综合上述各项原则，卫星通信的工作频段应选在频段（300MHz-300GHz）。这是因为微波频段有很宽的频谱，频率高，可以获得较大的通信容量，天线的增益高，天线尺寸小，现有的微波通信设备可以改造利用；另外就是微波不会被电离层所反射，能直接穿透电离层到达卫星。 确定卫星通信的多址协议的原则 确定多址协议时应考虑的原则主要如下： 1.要有较高的卫星信道共享效率，即吞吐量要高。 2.有较短的延迟，其中包括平均延迟和峰值延迟。 3.在信道出现拥塞的情况下具有稳定性。 4.应能承担信道误码 和设备故障的能力。5.建立和恢复时间短。6.易于组网，且设备造价低。 …… 二、卫星通信系统总体设计的一般程序 假定使用的通信卫星、工作频段、通信业务类别、容量及站址等已确定，则卫星通信系统的设计程序如下： 1.确定传送信号质量 2.根据总通信量确定使用的多址方式。 3.决定地球站天线直径。天线直径大，地球站G/T值很高，转发器利用率就高，频带就宽，地球站的 建设费也高。4.根据电话、电视等业务的要求，确定系统配置，包括各类附属设备、专用设备以及地面传输系统设备等。在此基础上确定相应的土建工艺要求，并向各分系统提出指标要求。5.按照相应规范要求，确定总体系统指标，并对各分系统提出分指标要求。6.对各分系统设备进行设计。 作为地球站设计工程师，对于上行链路应特别注意发射机功率放大器的确定，以尽量减小传输线上的损耗；同时也要考虑功率放大器有较大的功率调整范围。下行链路设计对地球站有着十分重要的作用，低噪声接收机要尽量靠近馈源，提高G/T值，防止外部干扰信号进入，系统增益分配要合理，系统匹配要良好，以提高通信质量指标。以某种意义上来说，地球站实际上是围绕下行链路设计的。 卫星地球站通信工程设计：主要包括通信体制的确定、工作频段的选择、典型的链路计算、造价评估。建设地球站首先进行总体方案设计，包括：使用总体、技术总体、工程建设总体。 1.用户需求分析【1）需求内容2）需求内容3）需求质量】 2.确定使用的卫星【1）卫星轨道的位置及天线的覆盖区域2）工作频段3）卫星EIRP值4）卫星的费用和服务】 3.通信体制的选择 4.链路预算【1）网络规模与业务分析2）中继线数量及无线信道数】 5.网络设计【1）电话网2）数据网3）建网方式】
【完整版】2020-2025年中国低轨卫星通信行业高端市场开拓策略研究报告
（二零一二年十二月） 2020-2025年中国低轨卫星通信行业高端市场开拓策略研究报告 可落地执行的实战解决方案 让每个人都能成为 战略专家 管理专家 行业专家 ……
报告目录 第一章企业高端市场开拓策略概述 (5) 第一节研究报告简介 (5) 第二节研究原则与方法 (5) 一、研究原则 (5) 二、研究方法 (6) 第三节研究高端市场开拓策略的重要性及意义 (8) 一、重要性 (8) 二、研究意义 (8) 第二章市场调研：2019-2020年中国低轨卫星通信行业市场深度调研 (9) 第一节卫星通信系统简介 (9) 一、卫星通信系统的基本概念 (9) 二、低轨卫星通信系统的特点与优势 (13) 三、低轨卫星通信系统的商业价值和战略意义 (16) 第二节卫星通信市场发展现状与趋势 (18) 一、轨卫星通信产业发展环境 (18) 二、卫星通信市场发展现状与趋势 (19) 第三节国内中外低轨卫星通信系统发展现状 (22) 一、国外中低轨卫星通信系统发展 (24) （一）第一代低轨卫星通信系统 (24) （二）国外典型中低轨宽带星座建设计划 (27) 二、国内主要中低轨卫星通信系统 (29) （一）航天科技集团“鸿雁”星座 (30) （二）航天科工集团“虹云”工程 (31) （三）中国电科集团天地一体化信息网络 (32) （四）银河航天“银河Galaxy”5G 星座 (32) （五）国电高科天启物联网星座 (33) 第四节2019-2020年低轨通信卫星产业正在兴起 (33) 一、卫星按用途分类，通信类占比最大 (33) 二、我国新发卫星通信类占比快速提升 (35) 三、美国在轨卫星远多于其他国家 (36) 四、卫星按轨道分类——低轨正在兴起 (37) 五、低轨卫星系统具有成本低效率高的优点 (39) 六、新发卫星中低轨占比逐渐提升 (39) 七、2020年预计我国低轨卫星市场空间达4000亿元 (40) 第五节美国优先布局，中国也已起步 (42) 一、美国低轨卫星系统：已规划上万颗卫星 (42) 二、相比美国，中国低轨卫星产业起步晚、规模小 (47) 三、我国起步晚于美国，竞争已全面展开 (51) 第六节卫星星座产业链分析 (52) 一、低轨卫星通信产业链 (52) 二、当前地面设备和服务价值占比最大 (53)
未来5年中国卫星互联网产业的预测分析
未来5年中国卫星互联网产业的预测分析 1.1卫星互联网的特点 根据中投产业研究院发布的《2021-2025年中国卫星互联网产业深度调研及投资前景预测报告》，卫星互联网是基于卫星通信的互联网，通过发射一定数量的卫星形成规模组网，从而辐射全球，构建具备实时信息处理的大卫星系统，是一种能够完成向地面和空中终端提供宽带互联网接入等通信服务的新型网络，具有广覆盖、低延时、宽带化、低成本等特点。 广覆盖：实现全球宽带无缝通信，作为地面网络的补充和延伸，实现有线电话网和地面移动通信网均无法实现的广域无缝隙覆盖，有效解决通信基础设施匮乏地区互联网接入问题。 低延时：实现延时与地面网络相当，卫星网络布置于近地轨道，数据信号在卫星与地面终端往返传输延时被大大降低，达到几十毫秒级别的较低延时。 宽带化：高通量卫星技术日渐成熟，高频段、多点波束和频率复用等技术的使用显著提升了通信能力，降低了单位宽带成本，能满足高信息速率业务的需求，极大的拓展了应用场景。 低成本：建设成本低于地面通信设施，与地面5G基站和海底光纤光缆等通信基础设施相比，具有显著成本优势。现代小卫星研发制造成本低，软件定义技术又可以进一步延长在轨卫星使用寿命。 1.2中国卫星通信市场规模 根据中投产业研究院发布的《2021-2025年中国卫星互联网产业深度调研及投资前景预测报告》，随着我国商业航天市场的逐步开放，卫星国家队和许多民营企业纷纷布局卫星互联网星座产业，将带动通信小卫星研制、火箭发射、卫星通信系统终端设备与软件应用市场爆发式发展。2018年，我国卫星通信市场规模达到607亿元。2019年中国卫星通信市场规模为682亿元，同比增长12.4%，2020年我国卫星通信市场规模将达723亿元。
卫星通信
浅述卫星通信系统 当今世界已经进入了信息时代，信息技术改变着人们的生活和工作方式，作为信息传输基础的通信技术，越来越与人们的日常生活密切相关。21世纪通信的发展与多媒体、互联网络、个人通信等高科技产物融合在一起，成为信息产业中发展最为迅速，进步最快的行业。面对如此迅猛的发展，我们必须以新观念、新思路、新模式和新设计方法去适应未来信息化社会。 卫星通信指的是在两个以上的地球站之间利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波进行的通信，之前提到的地球站是设置在地球上（包括地面、水面和低层大气中）的无线电通信站。它将通信技术、计算机技术与航空航天技术相结合的一项重要成果，并且作为一种远距离通信方式从上世纪五十年代应用至今。 目前，卫星通信广泛应用于国际通信、国内通信、国防、移动通信和广播电视等诸多领域。较其他传统的通信方式而言，卫星通信具有极大优势，特别是在边远山区、人烟稀少地区、沙漠地区、江河湖泊地区以及海岛等通信不发达的地区，卫星通信具有其他通信手段不可替代的作用。鉴于卫星通信具有的上述优势，使得它自诞生之日起便迅速发展成为现如今通信领域中最为重要的一种通信方式。 一、卫星通信系统的起源于发展 1667年，著名物理学家牛顿在开普勒三定律的基础上，总结出了万有引力定律。万有引力定律的内容是：任何两个物体之间都存在着引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，而与两物体之间的距离平方成反比。卫星和地球也服从万有引力定律，这就使得牛顿发现的万有引力定律成为卫星诞生的理论基础。 1945年10月，就在第二次世界大战刚刚结束不久，当时的英国空军雷达军官阿瑟〃克拉克（Arthur C.Clark）在《无线电世界》杂志上发表了关于“地球外的中继站”（Extra-Terrestrial Relays）学术性文章。在
国内卫星通信业务的发展概况与思考
国内卫星通信业务的进展与考虑 一、卫星通信业务及要紧运营商 目前，国内经营卫星移动通信业务的电信运营商要紧有中国卫星集团公司的子公司中宇卫星移动通信有限责任公司和交通部中国交通通信中心的下属公司北京船舶通信导航公司。近年来，国内要紧经营或正在试验的卫星移动通信业务包括：海事卫星(Inmarsat)、铱星(Iridium)、全球星（Globalstar）和亚洲蜂窝卫星（AceS）等卫星移动通信业务。 近年来开展卫星国际专线业务的电信运营公司要紧有中国卫星集团公司的子公司中国广播卫星通信公司等单位。由于历史的缘故，有的基础电信运营商也在依照电信业务开展的实际需要经营着此类电信业务，如中国电信上海卫星通信公司和南方卫星通信公司等。 目前，卫星转发器出租、出售业务要紧的国内经营者有：中国卫星集团公司下属子公司中国东方通信卫星有限责任公司和
中国航天科技集团公司的子公司鑫诺卫星通信有限公司。 国内VSAT通信业务是一种按照增值电信业务治理的基础电信业务。因此，从事此类电信业务的运营企业在数量上就比前几种卫星通信业务要多一些。2005年度持有此类电信业务经营许可证的企业有39家，其中开通业务的约有33-35家。2004年的统计数据显示，从事此类电信业务的民营企业数量已达到总数的50%以上，其总部和主站要紧设立在北京、上海、广州、深圳、南京、成都和昆明等都市。 二、国内卫星通信业务进展概况 由于地面通信技术的飞速进展，光纤网络和移动网络资源的日益丰富，成本降低，资费下降，近几年来，国内卫星通信业务的进展面临着来自地面通信业务强有力的竞争和挑战。 1．卫星转发器出租出售业务 目前我国民用通信卫星资源十分有限，国内商用通信卫星转发器资源，不管在规模、性能、容量上与境外商用通信卫星相比都有较大的差距。
卫星通信基础知识
卫星通信基础知识 一、电磁波 振动的电场和磁场在空间的传播叫做电磁波。 由收音机收到的无线电广播信号，由电视机收到的高频 电视信号，医院里物理治疗用的红外线，消毒和杀菌用的紫外线，透视照相用的X射线，以及各种可见光，都属于电磁波。 二、电磁波的频率、波长 人们用频率、波长和波速来描述电磁波的性质。 频率是指在单位时间内电场强度矢量E（或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。波长是指在波的传播方向上相邻两个振动完全相同点之间的距离，通常用λ表示。波速是指电磁波在单位时间内传播的距离，通常用v 表示。频率f，波长λ，和波速v之间满足如下关系： v=λf 如果一电磁波在一秒内振动一次，该电磁波的频率就是1Hz ，在国际单位制中，波速的单位是m/s(米/秒) ，波长的单位是m(米) ，频率的单位是Hz. 对于无线电信号，它属于电磁波，它的传播速度为光速，即每秒约前进30万公里。 例如：对于一个频率为98MHz的调频广播节目，其波长为300,000,000米除98,000,000Hz，等于3.06米。 不同的频率的（或不同波长）电磁波具有不同的性质用途。人们按照其频率或波长的不同把电磁波分为不同的种类，频率在300GHz(1GHz=109Hz)以下的波称为无线电波，主要用于广播，电视或其他通讯。频率在3×1011Hz-4×1014Hz 之间的波称为红外线，它的显著特点是给人以“热”的感觉，常用于医学上的物理治疗或红外线加热，探测等，频率在3.84×1014HZ-7.69×1014Hz之间的波为可见光，它能引起人们的视觉，频率在8×1014Hz-3×1017Hz之间的波称为紫外线，具有较强的杀菌能力，常用于杀菌，消毒，频率在3×1017 Hz-5×1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线）它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等，
中国卫星通信行业市场分析报告
中国卫星通信行业市场分析报告
目录 第一节全球卫星产业整体情况 (5) 一、卫星服务业 (7) 二、卫星制造业 (7) 三、卫星发射服务业 (8) 四、卫星地面设备制造业 (9) 第二节卫星通信产业发展概况 (10) 一、全球卫星通信产业概况 (12) 1.1 全球在轨通信卫星统计 (12) 1.2 全球卫星通信产业主要运营商 (14) 二、我国卫星通信产业概况 (14) 2.1 我国在轨通信卫星统计 (14) 2.2 我国卫星通信产业发展历程 (15) 第三节卫星移动通信产业发展概况 (16) 一、卫星移动通信的特点和优势 (16) 二、卫星移动通信用户领域 (17) 三、全球卫星移动通信发展历程和现状 (17) 四、全球主要卫星移动通信系统 (18) 4.1 Inmarsat (19) 4.2 铱星系统 (20) 4.3 全球星系统 (21) 4.4 Thuraya (22) 4.5 ORBCOMM (22) 五、我国卫星移动通信发展现状 (23) 第四节天通一号发射开启我国卫星移动通信产业发展大幕 (23) 第五节卫星移动通信终端市场空间测算 (24) 一、现代战争对军事通信卫星依赖越来越高 (24) 二、军民融合是我国卫星移动通信发展的必由之路 (25) 三、卫星移动通信终端市场空间测算 (25)
第六节卫星通信领域相关公司分析 (26) 一、杰赛科技 (26) 二、南京熊猫 (27) 三、海格通信 (27) 四、华力创通 (28) 五、振芯科技 (28) 六、特发信息 (29) 七、中国卫星 (29) 八、信威集团 (29) 九、华讯方舟 (30)
2013全国卫星通信产业五十家知名企业
2003全国卫星通信产业五十家知名企业 （排名不分先后）
中国卫星通信集团公司 鑫诺卫星通信有限公司 上海卫星通信公司 万康通信网络技术公司 中国电子科技集团公司第十四研究所中国电子科技集团公司第五十四研究所中信国安信息产业股份有限公司 中国航天科工集团二院二十三所 中国教育电视台 天宇网络通信集团有限公司 双威通讯网络有限公司 北京船舶通信导航公司 北京大唐永盛科技发展有限公司 北京中交星网宽频网络服务有限公司北京百年兴业卫星通讯科技有限公司北京东泽勤争科技开发有限公司北京北电科林电子有限公司北京迅达多维通信科技有限公司北京清华永新电子有限公司 北京航天天达卫星应用技术有限公司北京神州天鸿科技有限公司北京英斯泰克视频技术有限公司 世广（中国）信息科技有限公司 东方集团卫星网络技术有限公司 加拿大波拉赛特通讯公司（中国）
西安航天恒星科技股份有限公司 百年树人教育工程有限公司 西安欣业科技发展有限公司 吉来特卫星通信有限公司 亚洲卫星有限公司 安达斯集团公司 成都西科微波通讯有限公司 武汉长征火箭科技有限公司 河北神舟卫星通信股份有限公司 广东南方卫星通信服务有限公司 美国ANACOM,INC 美国Comtech EFDate 美国Vertex RSI公司 美国卫讯公司 美国波谱通讯系统公司 美国维特康姆系统公司（Vitacom Systems Co.）美国康讯公司（Radyne ComStream Inc） 深圳市海克威电子有限公司 深圳市经天通信股份有限公司 深圳市华达微波科技有限公司 深圳证券通信有限公司 熊猫电子集团有限公司 德国诺达卫星通信公司（ND SatCom AG） 燕都通讯科技有限公司 国际卫星组织Intelsat
《中国卫星通信产业发展白皮书》发布
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/323345703.html, 《中国卫星通信产业发展白皮书》发布 作者： 来源：《中国计算机报》2019年第27期 《中国卫星通信产业发展白皮书》发布 在卫星通信概念提出50年后，当下，卫星互联网的投入成本随着技术进步明显下降，各国纷纷将卫星互联网建设上升为国家战略，卫星通信发展迎来新风口。近日，赛迪智库无线电管理研究所发布《中国卫星通信产业发展白皮书》，详细阐述卫星产业关键技术、国内外卫星产业发展，剖析我国卫星通信产业发展总体情况，并对卫星通信发展提出展望与建议，以此助推卫星通信产业发展。 多部门加快推进下一代互联网规模部署 从2019中国互联网大会IPv6发展论坛上获悉，相关部门将加大政策支持力度，进一步加快基于IPv6下一代互联网规模部署，其中IPv6芯片、终端设备的产业化，IPv6在5G、工业 互联网、车联网等领域融合应用等将成政策支持重点。工业和信息化部总经济师王新哲表示，推进IPv6规模部署，构建高速率、广普及、全覆盖、智能化的下一代互联网，是互联网技术产业生态的一次全面升级，对于我国充分发挥5G作用，加快新一代信息技术的融合应用、促进经济社会发展具有重大战略意义。 互联网信息服务投诉平台正式上线运行 7月11日，互联网信息服务投诉平台正式上线运行。该平台是在工业和信息化部指导 下，由中国互联网协会建设运营的第三方投诉渠道，自2019年4月8日开始试运行。目前已有腾讯、百度、阿里巴巴、京东、美团、支付宝、字节跳动、唯品会、携程、新浪、新浪微博、爱奇艺、猎豹移动、苏宁易购、探探文化、中外法制网等16家企业接入平台。 5G推升需求 GaAs射频器件2020年新一波成长动能显现 拓墣产业研究院报告指出，由于现行射频前端器件制造商因手机通信器件的功能需求，逐渐以GaAs晶圆作为器件的制造材料，加上随着5G建设逐步展开，射频器件使用量较4G时代倍增，预料将带动GaAs射频器件市场于2020年起进入新一波成长期。 提升网络数据安全保护能力 为应对近年来日益凸显的数据过度采集滥用、非法交易及用户数据泄露等数据安全问 题，积极应对当前新形势新情况新问题，全面提升电信和互联网行业网络数据安全保护能力，工业和信息化部办公厅近日印发了《电信和互联网行业提升网络数据安全保护能力专项行动方案》，在行业内部署开展为期一年的提升网络数据安全保护能力专项行动。该行动方案发布了
卫星通信学习资料
卫星通信:指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或者多个地球站之间进行的通信。 卫星通信特点:1）通信距离远，且费用与通信距离无关；2)覆盖面积大，可进行多址通信；3）通信频带宽，传输容量大；4）机动灵活；5）通信链路稳定可靠，传输质量高。 卫星通信系统的组成：通信卫星、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统，以及监控管理分系统四部分组成。 卫星通信系统的分类：1）按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类卫星通信系统；2）按通信覆盖区的范围，分为国际、国内和区域3类卫星通信系统；3）按用户性质，分为公用、专用和军用3类卫星通信系统；4）按业务分为固定业务、移动业务、广播业务、科学实验及其它业务卫星通信系统；5）按多址方式，分为频分多址、时分多址、码分多址、空分多址和混合多址5类卫星通信系统；6）按基带信号体制，分为数字式和模拟式两类卫星通行系统；7）按所用频段，分为特高频、超高频、极高频和激光4类卫星通信系统。 地球站的分类：（1)按安装方法及设备规模，地球站可分为固定站、移动站(船载站、车载站、机载站等)和可搬动站(在短时间内可拆卸转移)。(2)按天线反射面口径大小，地球站可分为20m、15m、10m、7m、5m、3m和1m等类型。(3)按传输信号的特征，地球站可分为模拟站和数字站。(4)按用途，地球站可分为民用、军用、广播、航空、航海、气象以及实验等地球站。(5)按业务性质，地球站可分为遥控、遥测跟踪站，通信参数测量站和通信业务站。 地球站的组成：一般包括天馈设备、发射机、接收机、信道终端设备、天线跟踪设备以及电源设备。 天馈设备的主要作用是将发射机送来的射频信号经天线向卫星方向辐射，同时它又接收卫星转发的信号送往接收机。 发射机主要由上变频器和功率放大器组成，其主要作用是将已调制的中频信号，经上变频器变换为射频信号，并放大到一定的电平，经馈线送至天线向卫星发射。 对于上变频器这一频率变换设备，主要有一次变频和二次变频两种方式。 一次变频，突出的优点是设备简单，组合频率干扰少，但因中频带宽有限，不利于宽带系统的实现。 二次变频的优点是调整方便，易于实现带宽要求，其缺点则是电路较为复杂。 接收机主要由下变频器和低噪声放大器组成，其主要作用是从噪声中接收来自卫星的有用信号，经下变频器变换为中频信号，送至解调器。 信道终端设备主要由基带处理与调制解调器、中频滤波及放大器组成。它的主要作用是将用户终端送来的信息加以处理，成为基带信号，对中频进行调制，同时对接收的中频已调信号进行解调以及进行与发端相反的处理，输出基带信号送往用户终端。 天线跟踪设备主要用来校正地球站天线的方位和仰角，以便使天线对准卫星，通常有手动跟踪、程序跟踪和自动跟踪三种。 地球站电源设备要供应站内全部设备所需的电能，一般设有两种电源设备，即交流不间断电源设备和应急电源设备。 卫星轨道的分类：1)卫星轨道按其与赤道平面的夹角(即卫星轨道的倾角i)分为：赤道轨道(i＝0°)、倾斜轨道(顺行倾斜轨道0°
卫星通信地基础知识
卫星通信概述 1.卫星通信的基本概念与特点 定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信又是宇宙无线电通信形式之一，而宇宙 （1）宇宙站与地球站之间的通信；（直接通信） （2（直接通信） （3）通过宇宙站转发或反射而进行的地球站间的通信。（间接通信） 第三种通信方式通常称为卫星通信，当卫星为静止卫星时称为静止卫星通信。 大多数通信卫星是地球同步卫星（静止卫星：轨道在一定高度时卫星与地球相对静止）。静止卫星是指卫星的运行轨道在赤道平面内。轨道离地面高度约为 35800km（为简单起见，经常称36000km）。 静止卫星通信的特点 （1 a 通信距离远，且费用与通信距离无关（只要在卫星波束范围内两站之间的传 输与距离无关） b 覆盖面积大（三颗卫星即可覆盖所有地方），可进行多址通信（一发多收） c 通信频带宽（带宽为500M d 信号传输质量高，通信线路稳定可靠 e 建立通信电路灵活、机动性好（只要卫星覆盖到，均可建立地面站进行通信） f 可自发自收进行监测 （2 a 静止卫星的发射与控制技术比较复杂（所以国内做卫星发射的很少）。 b 地球的两极地区为通信盲区（轨道与赤道平行，切线方向下来无法到达两 c 存在星蚀（卫星在地球和太阳之间）和日凌（地球在太阳和卫星之间）中断 ——（现今可通过处理缩短这种现象）
d 有较大的信号传输时延（发射和接受时间）和回波干扰。 2. 卫星通信系统的组成 （1 通常卫星通信系统是由地球站、通信卫星（前两个为主要组成，负责卫星收发）、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统（后两个提供辅助功能，监测卫星、姿态调整等）4大部分组成的，如图所示。 （2 两个地球站通过通信卫星进行通信的卫星通信线路的组成如图所示，是由发端地球站，上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。