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卫星通信的特点特征

与其他通信手段相比,卫星通信具有覆盖面广、距离远、不受地理条件限制、性能稳定等优点。卫星本身具有独特的广播特性,组网灵活,易于实现多址联接等,作为陆地移动通信的扩展、延伸、补充和备用,卫星通信系统对广大的航空、航海用户和缺乏地面通信基础设施的偏远地区用户,以及对网络实时性要求较高的特殊用户都具有很大的吸引力。卫星通信能够提供直接到户的因特网服务,是解决“最后一公里”问题的上佳方案之一。但因受自然环境的影响,卫星通信也有其不足之处主要表现在以下几方面。

1.通信时延较长

对于地球同步卫星而言,星地距离大约为36000km,发送端信号经过卫星转发到接收端地球站,传输时延可达270ms。如果再经星—星转接传输的话,则时延更长。虽然中、低轨道卫星的传输时延较小,但也有100ms左右。

2.通信链路易受外部条件影响

由于卫星通信的电波要穿过大气层,所以其通信链路易受外部条件,如通信信号间的干扰。大气层微粒(雨滴等)的散射/吸收、电离层闪烁、太阳噪声、宇宙噪声等也会产生一定的影响。

3.存在星蚀和日凌中断现象

每当卫星运行到太阳和地球站之间时,例如,每年春分(3月21日或20日)或者秋分(9月23日或24日)前后数日,太阳、地球和卫星三者将运行到一条直线上。这时地球站的抛物面天线不仅对准卫星,也正好对着太阳,如图6-2a所示。地球站在接收卫星下行信号的同时,也会接收到大量的频谱很宽的太阳噪声,造成对卫星信号的干扰,从而使接收信噪比大幅下降,严重时甚至噪声完全淹没信号,导致通信完全中断,这种现象称为日凌中断。

每当地球运行到太阳和卫星之间时,卫星进入地球的阴影区,如图6-2b所示。此时,卫星的太阳能电池无法正常使用,卫星只能靠自带蓄电池供电,通信能力下降。这种现象称为星蚀。

图6-2 北半球日凌中断和星蚀现象

a)日凌中断现象 b)星蚀现象

无论是星蚀还是日凌中断,都会导致卫星通信系统不能稳定、正常地工作,因此,需要有适当的措施。

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