衛(wèi)星通信簡單地說就是地球上(包括地面和低層大氣中)的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是：通信范圍大;只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內(nèi)，從任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信;不易受陸地災(zāi)害的影響(可靠性高);只要設(shè)置地球站電路即可開通(開通電路迅速);同時(shí)可在多處接收，能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)廣播、多址通信(多址特點(diǎn));電路設(shè)置非常靈活，可隨時(shí)分散過于集中的話務(wù)量;同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間(多址聯(lián)接)。
衛(wèi)星通信：利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，從而實(shí)現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。人造地球衛(wèi)星根據(jù)對無線電信號放大的有無、轉(zhuǎn)發(fā)功能，有有源人造地球衛(wèi)星和無源人造地球衛(wèi)星之分。由于無源人造地球衛(wèi)星反射下來的信號太弱無實(shí)用價(jià)值，于是人們致力于研究具有放大、變頻轉(zhuǎn)發(fā)功能的有源人造地球衛(wèi)星——通信衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信。其中繞地球赤道運(yùn)行的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等的同步衛(wèi)星具有優(yōu)越性能，利用同步衛(wèi)星的通信已成為主要的衛(wèi)星通信方式。不在地球同步軌道上運(yùn)行的低軌衛(wèi)星多在衛(wèi)星移動通信中應(yīng)用。
衛(wèi)星通信以其覆蓋廣、通信容量大。通信距離遠(yuǎn)、不受地理環(huán)境限制、質(zhì)量優(yōu)、經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)， 1972年在我國首次應(yīng)用，并迅速發(fā)展，與光纖通信、數(shù)字微波通信一起，成為我國當(dāng)代遠(yuǎn)距離通信的支柱。隨著信息化社會的到來，衛(wèi)星通信已經(jīng)滲透到社會生活的各個方面。
衛(wèi)星通信是一種微波通信，利用衛(wèi)星上的轉(zhuǎn)發(fā)器作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，實(shí)現(xiàn)地球上的兩個或多個衛(wèi)星通信站之間的通信。衛(wèi)星通信可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)功能，是遠(yuǎn)程通信的重要手段之一。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星端、地面端、用戶端三部分組成。
在現(xiàn)代通信中，“全球個人移動通信”和“信息高速公路”通信需求迅速增長，極大地促進(jìn)了世界衛(wèi)星通信事業(yè)的發(fā)展，同時(shí)衛(wèi)星通信相關(guān)技術(shù)的提高也促進(jìn)了衛(wèi)星通信在我國電信事業(yè)中的應(yīng)用。1我國衛(wèi)星通信應(yīng)用現(xiàn)狀 我國國內(nèi)衛(wèi)星通信主要用于廣播電視傳輸、公用網(wǎng)通信、專用網(wǎng)通信、廣播和移動通信等。
目前，盡管由于采用數(shù)字壓縮等技術(shù)，提高了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬利用率，但是在我國和亞太地區(qū)，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器資源匾乏問題在短期內(nèi)仍難以徹底解決，這是我國衛(wèi)星通信的一個突出矛盾。
6月8日，臨港衛(wèi)星通信企業(yè)上海清申科技發(fā)展有限公司公布中軌道全球衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)方案“智慧天網(wǎng)”R2階段通信體制規(guī)范，為有意研制智慧天網(wǎng)應(yīng)用終端的企業(yè)提供指引。14家產(chǎn)業(yè)單位與清申科技現(xiàn)場簽訂了《應(yīng)用示范試驗(yàn)合作框架協(xié)議》。
智慧天網(wǎng)創(chuàng)新工程副總師晏堅(jiān)介紹，智慧天網(wǎng)廣泛采用軟件化設(shè)計(jì)思想，其通信體制被標(biāo)識為Rx系列版本，可在軌升級，保持技術(shù)更新。本次發(fā)布的R2版本規(guī)定了技術(shù)驗(yàn)證星入軌后的工作體制和接口規(guī)范，是研制智慧天網(wǎng)衛(wèi)星應(yīng)用終端必需的技術(shù)文件。“公開發(fā)布R2，打開了產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)參與智慧天網(wǎng)發(fā)展的閘門，有利于吸引應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈潛在伙伴，激發(fā)新的應(yīng)用創(chuàng)新，是智慧天網(wǎng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中的重要步驟。”
簽約后，產(chǎn)業(yè)單位將根據(jù)發(fā)布的通信體制規(guī)范，研制滿足參試條件的樣機(jī)，參加智慧天網(wǎng)專項(xiàng)的示范應(yīng)用試驗(yàn)，推進(jìn)智慧天網(wǎng)應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化。
據(jù)了解，“智慧天網(wǎng)創(chuàng)新工程”由清華大學(xué)信息學(xué)院和宇航技術(shù)研究中心研發(fā)團(tuán)隊(duì)牽頭，被列入上海市市級科技重大專項(xiàng)。其以8顆衛(wèi)星為一組，部署在約2萬公里高度的軌道上，通過衛(wèi)星間的通信鏈路實(shí)現(xiàn)天基組網(wǎng)，24小時(shí)不間斷覆蓋全球，為包括南北極在內(nèi)的全球用戶提供支持多媒體業(yè)務(wù)的衛(wèi)星通信服務(wù)，為一帶一路沿線用戶提供高品質(zhì)安全通信的解決方案。
清申科技總經(jīng)理陳茂良告訴記者，一顆技術(shù)驗(yàn)證星與一顆配試星將先從太原發(fā)射，升入地球中軌道。公司的合作伙伴正加緊推進(jìn)機(jī)動車載衛(wèi)通基站、動中通車載衛(wèi)通基站、極地通信應(yīng)用衛(wèi)通基站，以及便攜站、機(jī)(船)載衛(wèi)通基站等多類應(yīng)用站型的研制，確保在技術(shù)驗(yàn)證星入軌交付后即可開展各類應(yīng)用示范。特別是根據(jù)衛(wèi)星通信范圍覆蓋南北兩極的特點(diǎn)，為我國極地科考站提供與上海極地中心研究本部的直接通信服務(wù)。
靜止軌道通信衛(wèi)星早在幾十年前就開始商業(yè)化運(yùn)營，商業(yè)通信衛(wèi)星也是航天領(lǐng)域唯一真正商業(yè)化的市場，長期占有衛(wèi)星服務(wù)業(yè)收入90%以上的份額。然而隨著地面通信技術(shù)(4G、5G通信等)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)靜止軌道通信市場規(guī)模卻越來越小。
近10年來，全球商業(yè)靜止軌道通信衛(wèi)星采購量正在逐漸下滑。2009和2010年，全球商業(yè)靜止軌道通信衛(wèi)星采購量均達(dá)到了30顆，當(dāng)時(shí)工業(yè)界還樂觀估計(jì)此后每年會有20-25顆的采購量。然而在2015年行業(yè)市場出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折，2015到2017年，全球靜止軌道通信衛(wèi)星分別賣出出了16顆、15顆、10顆，僅為2010年銷量的一半左右。
2018年，全球商業(yè)通信衛(wèi)星市場頹勢依舊，全年僅簽訂了12顆商業(yè)通信衛(wèi)星合同，其中包括中國自造的3顆、俄羅斯自造的2顆以及以色列自造的1顆，可以說，靜止通信衛(wèi)星領(lǐng)域退化到了自給自足的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代。
衛(wèi)星通信技術(shù)近期發(fā)展的關(guān)鍵是高效的功率利用和帶寬調(diào)制、傳輸鏈路的自適應(yīng)編碼調(diào)制、完善突發(fā)性業(yè)務(wù)接入技術(shù)、資源預(yù)留算法、星上處理、網(wǎng)絡(luò)融合和低成本移動終端，從而確保衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與地面蜂窩系統(tǒng)的無縫融合，提供穩(wěn)定可靠的衛(wèi)星寬帶通信服務(wù)，同時(shí)有效地利用衛(wèi)星軌道和頻譜資源。
衛(wèi)星通信在未來信息通信系統(tǒng)中的發(fā)揮著關(guān)鍵的作用，衛(wèi)星通信的無縫覆蓋和大容量的優(yōu)勢將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益，其發(fā)展前景非常具有吸引力。
同時(shí)，衛(wèi)星通信也面臨著很大的挑戰(zhàn)。例如，衛(wèi)星軌道和頻譜資源正越來越緊缺、衛(wèi)星干擾越來越頻繁、通信網(wǎng)絡(luò)融合中高效切換技術(shù)和頻譜分配策略需要進(jìn)一步的完善、衛(wèi)星寬帶通信中的帶寬管理和服務(wù)質(zhì)量控制等。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)也需要重新考慮如何增強(qiáng)交互性、動態(tài)性、情景感知以及網(wǎng)絡(luò)融合效率等方面問題。
