1.2.2 卫星通信和卫星中继相关概念
(1)卫星通信相关概念
● 卫星通信。卫星通信就是设置在地球表面(包含陆地、海洋、空中和临近空间)的地球站之间通过宇宙站(通信卫星)转发而进行的通信。卫星通信是国际电信联盟(ITU)规定的宇宙无线电通信的一种形式(临近空间是20~100km的空域)。卫星通信通常依据固定业务、移动业务、广播业务进行分类;军事系统中还有专门的抗干扰业务。随着平流层平台技术的发展,卫星通信从最初的地面布站逐渐发展成可用于临近空间等深空平台远距离中继通信的一种重要手段。
● 宽带(固定业务)卫星通信。宽带(固定业务)卫星通信主要指固定业务卫星通信,具有业务速率跨度大、使用频段高等特点,业务类型从传统语音、低速数据转变为图像、声音、视频相结合的全新、高速率、交互式的宽带多媒体,使用频段从C、X转变为Ku、Ka,卫星轨道涵盖高轨、中轨、低轨。早期卫星固定业务被定义为通信时卫星通信地球站固定不动的业务(在固定业务通信网中,以固定站或机动站为主),船载站由于运动速度慢,也可以支持固定业务。随着技术的发展,固定业务也已经支持机载、车载动中通应用,但是固定业务目前实现手持应用还有难度。固定业务卫星通信系统通常也被称为宽带卫星通信系统,宽带卫星通信系统具有军民两用的特点。
● 移动业务卫星通信。利用通信卫星实现移动用户间或移动用户与固定用户间的相互通信,具有业务速率低、工作频段低、终端小等特点。工作频段包括特高频(UHF)、L 频段、S 频段,支持手持和便携终端。利用静止轨道卫星或中/低轨道卫星(星座系统)进行的个人手持通信一般被称为个人卫星移动通信,如铱系统(Iridium)和全球星系统(GlobalStar)等。目前,中/低轨道卫星星座系统还在继续发展中(如OneWeb系统计划等)。
● 广播业务卫星通信。利用卫星直接向用户进行电视节目和音频节目广播。卫星广播业务通常为单向业务,卫星向用户站传输的广播业务量大,用户接收站站型较小的广播卫星转发器的输出功率要比一般通信卫星转发器的输出功率大,广播卫星是通信卫星的一种特殊形式。民用领域发展了大量卫星广播电视系统。军事领域卫星广播分发系统通常被归类为宽带卫星通信系统,如美军的宽带卫星通信系统就包含了其全球广播系统(GBS)。
● 抗干扰卫星通信。抗干扰卫星通信主要以军事通信应用为主,通常采用高频段(如 Ka、EHF 频段)、点波束、宽带高速跳频、星上处理、星间链路、星载自适应调零等技术,提高卫星通信的抗干扰能力。
(2)卫星中继相关概念
● 卫星中继。卫星中继是将中继卫星作为转发站,对中/低轨卫星、导弹、飞船等飞行器的信号进行中继转发的卫星通信方式,其一般利用与地球同步的中继卫星在中/低轨飞行器和地面站之间建立一条全天候、实时的高速通信链路,可为卫星、飞行器等提供中继和测控服务。卫星中继系统主要由中继卫星和地面应用系统两部分组成。中继卫星既可以是一颗卫星,也可以是由多颗卫星组成的卫星星座。地面应用系统主要包括中继卫星管理控制中心、配套地面终端站等,系统资源由管理控制中心统一配置管理。
● 中继卫星。中继卫星是卫星中继实现正常运转工作的空间段部分。中继卫星的组成与通信卫星基本一样,包括有效载荷和卫星平台两部分;但中继卫星的工作方式与通信卫星不同,中继卫星有效载荷星间天线支持对用户航天器的跟踪。