衛星通信優缺點
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衛星通信優缺點范文第1篇
[關鍵詞]應急通信 衛星通信 集群通信 短波通信 微波通信
[中圖分類號]TM73[文獻標識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)03-0102-02
近年來,在世界各地,出現過多次不同種類的緊急事件,如“911”事件、“5?12”汶川大地震、印度洋海嘯及倫敦地鐵爆炸等,既考驗了各國政府的應急響應能力,也考驗了通信網絡的應急通信保障能力。從這些事件中,各國逐步意識到必須具有很完善的應急通信體系,才能在發生重大事件時,保障政府、企業和個人之間的通信,提高各級政府處置突發公共事件的能力,減少人民生命和財產的損失。
1 應急通信的特點分析
應急通信是指在出現自然的或人為的突發性緊急情況時,綜合利用各種通信資源,保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法,是一種具有暫時性的特殊通信機制。應急通信應具有隨機性、不確定性、緊急性、靈活性、安全性等特點。
1.1 應急通信的時間、地點不確定
大多數緊急事件都是突發的,時間、地點不可預知或者只可在有限時間內預知但是來不及做準備,這就要求必須有技術上的措施可以建立臨時的通信網絡來實現應急通信。
1.2 應急通信的容量需求不確
緊急事件發生期間,即使通信網絡完好,可肯能因為局部出現的大通信流量會造成網絡擁塞癱瘓。如“911”事件發生后,在紐約移動電話的撥打量平均增加了400%。
1.3 應急通信的時效性要求很高
及時的通信保障是實施救援、有效指揮和提高應急處理能力的先決條件,同時應急通信發生的地點多數沒有可用的網絡,而且多數情況下地形復雜多變,這就需要在較短時間內建設起靈活易用的通信網絡。
2 四種常見的應急通信手段的優缺點
目前主要的應急通信手段主要有衛星通信、集群移動通信、短波無線電通信、微波接力通信方式。這四種方式都具有采用無線通信方式、機動性好、通信設備開通巡視等特點,非常適合在緊急情況下的應急通信保障。
2.1 衛星通信
衛星通信不受一般緊急事件的影響,具有覆蓋面大、無縫隙覆蓋、在衛星覆蓋區域內無通信盲區、與地形和距離不敏感、不受地理環境、氣候條件和時間限制等優勢,能夠覆蓋到大范圍沒有地面通信網絡覆蓋的地域,是組成無縫隙覆蓋信息網不可缺少的組成部分,非常適合應急通信廣度的需求。缺點是衛星通信容量有限,使用成本高。
2.2 集群移動通信系統
集群通信是多個用戶共用一組無線電信道的專用移動通信系統的技術,群組內用戶共享前向信道,支持群組呼叫,它采用PTT 方式,呼叫接續快,被叫不需摘機,適合調度類業務和專用系統。其基本系統可為單基地臺或多基地臺,基本結構可分為單交換中心的單基地臺網絡結構和單交換中心的多基地臺網絡結構,組網方式便捷、靈活,非常適用于應急現場指揮專網應用。缺點是其覆蓋范圍有限。
2.3短波無線電通信
短波通信具有通信距離遠、抗毀能力和自主通信能力強、運行成本低等特點,采用地波傳播和電離層傳播,能滿足中、長距離的通信要求。同時短波電臺實現了數字化和小型化,體積小、重量輕,便于機動。缺點是頻率資源有限、受地形、地物、天氣影響較大,同時通信質量很難得到保障。
2.4微波接力通信
微波接力通信具有通信容量大、通信質量穩定、可跨越高山、水域快速組建鏈路、抗災害性強、能夠提供多種業務等優點。但是微波接力通信繞射能力差,微波接力站站與站之間必須直視,頻率較高在自由空間傳輸損耗較大等缺點。
四種通信系統都具有各自的缺點和優點,為了保障應急通信系統的建立,應該結合各通信系統的特點來組織實施。
3 四種應急通信系統組織運用方法
根據四種通信系統的優缺點可以看到,衛星通信適合遠距離通信保障,但由于數量有限,可主要作為應急搶險救援指揮部門與上級部門或重要的搶險救援分隊的應急通信保障手段;集群移動通信系統具有很強的調度功能,但覆蓋范圍有限,可作為一定區域內搶險救援部門的調度通信手段;短波無線電臺通信距離遠,設備簡單,可作為搶險指揮部門對外界聯系的最主要的通信手段;微波接力通信通信容量大、可快速組網,因此可以作為干線網絡來連接固定各區域的其它通信系統,基本組織結構如圖1。
3.1 采用衛星通信保障搶險救援指揮部與上級指揮機關或重點救援分隊之間的通信聯系
衛星通信由于終端設備較貴,通信費用高,在發生重大災害或突發事件時,不可能保證每個部門或個人都能通過衛星電話來通信聯絡,應該優先保障指揮部門的指揮與決策。同時,寬帶衛星通信系統可以傳輸大容量的視頻信號,也可以在第一時間把時間事發當地的情況的圖文、視頻資料傳送出去,為決策層提供最直接的情報。
3.2 采用集群通信保障搶險救援指揮部門對下級各個救援分隊之間的調度指揮
救援行動的順利實施,必須要有高效的指揮調度系統,可以開設集群基站來提高調度通信能力。如“5.12”地震中,重災區重慶梁平縣,重慶鐵通公司利用數字集群的應急聯動功能,展開應急搶險工作。在4小時內完成了通信基站架設、長途鏈路和終端調試、開通等工作,并將集群手機分發到梁平縣醫院應急醫療救助中心以及梁平移動分公司應急通信中心等單位,保障了在梁平縣范圍內有效的通信指揮。同時集群通信網還可以通過微波接力通信系統來實現多基站聯網,擴大通信調度范圍。
3.3 短波無線電臺是保障指揮部與外界的通信聯絡的最主要通信手段
目前國內衛星通信系統相對薄弱,在救災搶險過程中,不可能保證全部通信聯絡都采用衛星通信系統。在遠距離通信方式中,短波無線電臺是最經濟,開通最簡單的手段,各類設備兼容性也比較好,不同廠家,不同型號電臺都可以進行通信。同時各地還有大量的無線電愛好者存在,可以在緊急情況下征用私人電臺,來滿足通信需求。因此,當災害或重大事件發生后第一時間開設短波無線電臺通信聯絡,可以保障整個救援地域與外界的聯系。
3.4 采用微波接力設備恢復固定通信網線路
當重大災害或事件發生后,可能造成兩種情況:一是光纜受損,事件發生地與外界通信中斷,這時再鋪設光纜或搶修時間很長,可通過架設微波中繼設備來替代受損光纜,使內部為受損的移動通信網和固定通信網與外界移動通信網或固定通信網相連;二是設備為毀壞但是由于業務務量激增,造成通信網絡癱瘓,可采用微波接力設備擴大干線通信容量。同時還可以把受災區域內的其它通信系統通過微波通信網相連,來組成綜合的通信保障平臺。
適合應急通信的手段較多,如何充分運用各種通信手段,不僅僅是在技術上實現的問題,更重要的是在平時要有完善的應急預案和充分訓練演練,才能真正到突發災害事件發生時,順利的保障政府和人民群眾的通信需求。
[參考文獻]
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衛星通信優缺點范文第2篇
關鍵詞:移動雷達;應急通信;衛星通信
Thesatellitecommunicationofmobilemeteorologicalradarsystem
DouYiwen(BeijingmeteorologicalBureau,Beijing100089)
Abstract:Inordertotranslatemobileradar'sdatatoserverofBeijingmeteorologicalBureau.Thistextcomparedadvantagesanddisadvantagesofwirelesscommunication'smethod.Theaboveanalysisnaturallyleadsustothesystemofthesatellitecommunicationcreated.Theresultsshows:thesystemcansatisfythecommunicationrequirementofmobileradar.Thesystemhasagoodexampleforcreatingemergencycommunication.
Keywords:Mobileradar;Emergencycommunication;Satellitecommunication
1引言
隨著氣象信息自動采集的不斷發展,自動采集數據越來越成為氣象信息采集的主流。新一代天氣雷達系統,可以進行較大范圍降水的定量估測,獲取降水和降水云體的風場信息等,在短時災害性天氣預報和應急服務中發揮巨大的作用,特別是對風害和冰雹相伴隨的災害性天氣的監測和預警[1]。為了把移動雷達實時數據傳輸到北京市氣象局,通信方式的選擇成為信息采集的重要環節,目前氣象應用通信方式有很多種。如CDMA/GPRS/3G、北斗衛星、無線局域網(WLAN)、專線等,還有下面要討論的基于亞洲衛星通信線路。移動雷達對通信的主要需求是網絡質量可靠;帶寬至少要達到雙向2Mbps;移動雷達采集數據地點不固定。如何滿足移動雷達的要求是本系統需要解決的問題。
2通信方案的設計
2.1氣象信息傳輸通信方式對比分析
目前氣象應用通信方式有很多種,如CDMA/GPRS/3G、北斗衛星、無線局域網(WLAN)、專線等。由于天氣雷達數據量大,要求網絡質量高,固定地點天氣雷達的數據傳輸一般都是利用專線傳輸。表1是常用無線通信方式傳輸氣象數據的對比。無線局域網傳輸距離短,安全性差,一般只能作為數據的傳輸中繼;北斗衛星是我國自主研制的衛星導航定位系統,安全性高,用于傳輸字節少如自動站等的數據比較適合;CDMA/GPRS,運行成本低,但是其通信速率要求低,不能滿足雷達數據傳輸要求;3G下行速率理論值是2.8Mbps,實際傳輸效果沒有達到此值,而且網絡質量與基站覆蓋有很大關系。天氣雷達如果地點固定,而且在市內或縣城內,使用專線較好,有充足的時間建立專線的話,應用2Mbps專線傳輸雷達數據是一種好的選擇。衛星通信作為天氣雷達數據的備份是一種最佳選擇,因為它的網絡帶寬、移動性、實時性、開通周期等方面都能滿足要求。
2.2衛星通信特點分析
衛星通信是以人造通信衛星作為中繼的一種微波通信方式。衛星通信的優點:通信距離遠,建設成本與通信距離無關;不受地理環境影響;廣播方式,衛星覆蓋區域內的任何點可實現通信;通信容量大;可自發自收。衛星通信的缺點:信號極弱(毫微微瓦級),對技術和設備的要求較高;時延;多址問題;存在單一故障點;雨衰。
3衛星通信的應用
綜合考慮雷達數據傳輸的速率在2Mbps以上,支持視頻、移動、應急等方面的要求,選擇亞洲衛星通信是本系統的最佳選擇。本系統采用等效口徑為0.95m的偏饋型橢圓拋物面天線,天線面使用四片碳化纖維面板組成。天線系統工作在Ku頻段。天線控制系統內置高性能信標接收機,可在5分鐘內自動對星,通過對中衛一號、亞洲二號、亞洲三號、亞洲四號四個衛星兩種極化方式的上百次測試,尋星準確率100%,配置40W功放時具備傳輸速率大于等于3Mbps,保證傳輸速率大于等于2.048Mbps,完全具備傳輸多路話音、2路視頻圖像、2路數據的業務能力。圖1就是本系統建立的移動雷達衛星網絡結構圖。從圖中可以看到移動雷達系統采集數據到數據處理服務器(192.168.3.5/24)或模擬語音經過語音網關,通過網絡交換機和IP加速器(192.168.3.3/24),由調制設備(192.168.3.2/24)調制信號傳輸到衛星,再由衛星接收站傳送到地面,通過調制解調器(192.168.3.10/24)和IP加速器(192.168.3.11/24)指向路由器(192.168.3.1/24,192.168.2.1/24),由路由器轉發到防火墻(192.168.1.1/24),在防火墻上作語音網關和數據服務器NAT地址轉換。最后在服務器(192.168.2.254/24)上可以看到雷達系統上傳的數據,在電話終端上可以進行語音通話。這個網絡是雙向的,不僅數據可以雙向傳輸,而且在北京市氣象局可以監控到衛星通信系統的狀態。本系統因為經費有限,建立了電話通信模式,并留有視頻接口。
圖1移動雷達衛星網絡結構圖
4結論
本系統采用的亞洲衛星通信系統具有一鍵對星功能,天線能夠自動展開/收藏,自動定位、自動捕獲和自動跟蹤衛星,5分鐘內完成尋星任務并建立衛星通訊鏈路。在傳輸速率、網絡安全、天線對星時間、網絡接口、應急通信等方面都能滿足實時雷達傳輸數據的要求。
致謝:國家氣象信息中心網絡室和視頻與衛星室、西安瑞興通信有限公司、北京市人工影響天氣辦公室、北京市氣象信息中心、北京市大氣探測技術保障中心在系統建設中給予的大力支持。
參考文獻
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衛星通信優缺點范文第3篇
［論文摘要］隨著現代科學技術的飛速發展，構建完善堅強可靠的電力通信網，顯得越來越重要。文章結合電力通信的特點和需求及無線新技術的特性，分析無線通信技術在電網通信中的應用前景。
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設，已經初具規模，通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展，無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點，并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
（一）無線通信技術的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
（二）無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術，即基于IEEE802.15的無線個域網（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外，目前已存在的無線通信技術還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
（1）IrDA：Infrared Data Association，是點對點的數據傳輸協議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術，通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：Radio Frequency Identification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：Ultra Wideband，即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數字通信系統，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統的復雜性，降低成本。
三、無線技術優劣分析
（一）WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟，而且大批量生產。該技術適用于無線局域網，作為有線網絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術，通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
（二）WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術可以在較大范圍內滿足上網要求，覆蓋可以包括室外和室內，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業界看好，是未來移動技術的發展方向，并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
（三）WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術，在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看，WMN 這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集，并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善，WMN 更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發揮出各自的優勢。
（四）3G技術分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區已得到大規模的商業應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段，還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
（五）LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去，在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠寬，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調制QAM調制技術，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。 （七）集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質量變好；由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術，所以對數字系統來說，保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務，也就是說除數字語音信號外，還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號，因此極大地提高了集群網的服務功能。
（八）點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比，其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三，目前的微波產品對未來的發展是有保障的，對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發展。
（九）衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下，利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案，經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產、生活使用是極為不經濟的；而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術中，僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統一的國際標準，其余的技術均已經完成標準化工作，并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術，通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術，不同的情況速率變化較大，而其余的技術均為接入技術，僅僅是3G技術接入速率最小，僅為384k，而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看，其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM，其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看，僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術，而其他技術均未采用MIMO技術；從傳輸環境上看，僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸，其余技術均要求視距傳輸環境；從網絡安全和QoS機制上看，WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善，其余的均存在較大的問題。
衛星通信優缺點范文第4篇
關鍵詞：無線通信；電網通信；技術分析
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設，已經初具規模，通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展，無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架，且抗自然災害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點，并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
（一）無線通信技術的概念
目前，無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
（二）無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術，即基于IEEE802.15的無線個域網（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業務（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出，以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外，目前已存在的無線通信技術還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點對點的數據傳輸協議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術，通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：UltraWideband，即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數字通信系統，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統的復雜性，降低成本。
三、無線技術優劣分析
（一）WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟，而且大批量生產。該技術適用于無線局域網，作為有線網絡的延伸，對于特殊地點寬帶應用，盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術，通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
（二）WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術，推出相對較晚，存在頻率復用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看，該技術可以在較大范圍內滿足上網要求，覆蓋可以包括室外和室內，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業界看好，是未來移動技術的發展方向，并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
（三）WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術，在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看，WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間，在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集，并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發揮出各自的優勢。
（四）3G技術分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗，有一成套建網的理論，包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區已得到大規模的商業應用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段，還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
（五）LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去，在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下，實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠寬，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調制QAM調制技術，無法做到非視距傳輸，在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外，MMDS沒有統一的國際標準，各廠家的設備存在兼容性問題。
（七）集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質量變好；由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術，所以對數字系統來說，保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務，也就是說除數字語音信號外，還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號，因此極大地提高了集群網的服務功能。
（八）點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比，其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三，目前的微波產品對未來的發展是有保障的，對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發展。
（九）衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下，利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案，經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺，其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產、生活使用是極為不經濟的；而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數據接入，而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術中，僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統一的國際標準，其余的技術均已經完成標準化工作，并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看，Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術，通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術，不同的情況速率變化較大，而其余的技術均為接入技術，僅僅是3G技術接入速率最小，僅為384k，而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看，其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM，其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看，僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術，而其他技術均未采用MIMO技術；從傳輸環境上看，僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸，其余技術均要求視距傳輸環境；從網絡安全和QoS機制上看，WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善，其余的均存在較大的問題。
衛星通信優缺點范文第5篇
關鍵詞 MF-TDMA；廣播；信道資源
中圖分類號：TN927 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0027-02
1 MF-TDMA衛星通信系統簡介
MF-TDMA衛星通信系統是在傳統單載波TDMA系統的基礎上引入了頻率跳變發送和接收、變速率調制解調技術，從而可以利用一套調制解調設備，使得各地面站可以分時在多個載波進行收發。如圖1所示，除了參考時隙所有站均跳到載波1的頻點速率接收參考外，其他時刻，各站的解調器職守在某一條載波上，發往某站的數據將在分配的時隙內跳到該站的職守載波進行發送，也就“發跳收不跳”。通過有針對性的將業務站分配到不同載波職守，可將業務數據分攤到多個載波發送。并結合TDMA按需分配機制，將各站對信道資源的共享擴展到多條載波上。圖1MF-TDMA系統中，AB站和CD間業務分散到了載波2和載波3上，同時，對業務量不大的E站，則職守在一條較低速率載波，以減少帶寬使用。
圖1 MF-TDMA系統幀結構示意
MF-TDMA系統提高了系統應用的靈活性，實現了TDMA系統的擴容，但也帶來了一些問題。由于各站對所有載波的共享是基于跳頻發送實現的，因此在一個站無法在同一時隙內在多個載波下發送。如圖1所示，B站在第n時隙被分配向E站所在的1載波發送數據，那么該時隙B站將能再向2、3載波的n時隙發送數據。這種原則被稱為MF-TDMA資源分配過程中的“載波間時隙分配躲避原則”。由于這條基本原則的存在，在MF-TDMA系統中，為了達到廣播的目的，廣播站往往需要重復占用多個載波的信道資源，大大降低了系統傳輸效率，這對于有著大量多點廣播業務的衛星通信網絡，例如IP通信網、視頻會議網絡等產生了很大影響，限制了系統應用。因此，有必要對MF-TDMA衛星通信系統數據廣播技術進行研究，解決廣播在多載波應用上的效率問題。
2 MF-TDMA系統三種數據廣播方式
目前MF-TDMA系統實現廣播的方式主要有三種：多頻復制分發、定時跳頻收發和星狀組網廣播。這三種方式各自適應于MF-TDMA系統某種應用環境，也各有優缺點。
1）多頻復制分發。多頻復制分發的廣播方式，是通過在多個載波同時申請廣播時隙，廣播發送站可以在不同載波的不同時隙位置復制發送同一突發數據，使各載波的職守站在一個幀周期內均能獲取同樣的數據，達到廣播的效果。但是，這種方式在各站間傳輸時延抖動較大，只適合于非實時性質業務發送；且由于發送站調制器需要發送多份數據，實際單站的最大廣播發送速率為單條載波信息速率/載波數，在載波數較多時，大大限制了該種應用方式的應用。
2）定時跳頻分發。定時跳頻分發廣播方式是利用頻率跳變發送和接收技術，將廣播時隙分配在一個固定載波上，在廣播時隙到來時，廣播發送站跳到該載波頻點進行發送，同時，各接收站解調器也跳到該頻點進行接收，實現“一發多收”的廣播。這種廣播方式最大的好處在于大大提升了單站的廣播能力，避免了因多次發送同一份數據而造成的發送能力的浪費。同時，由于廣播數據在同一時刻收發，各站間的時延抖動較小，比較適合于實時業務的傳輸。但這種廣播發送方式由于各接收站均要同時跳收，因此需要將同一時隙的多個載波資源同時分配給廣播使用，接收廣播時，點對點數據無法接收，系統總的載波資源的占用并沒有減少。
3）星狀組網廣播。采用星狀組網廣播的方式，其幀結構如圖2所示。星狀組網廣播主要應用于中心站廣播分發、遠端站向中心回傳的星狀應用環境。處于中心地位的廣播站單獨使用一條前向載波發送數據（如圖2所示載波1），其所有發送數據均為廣播，所有遠端站通收；其他遠端小站使用其他TDMA載波（如圖2所示載波2）向中心站進行回傳。通過單獨配置多個解調器或采用多載波并行解調技術，中心站可以同時接收多條返向載波的數據；同時，通過提高中心站發送能力，可令前向載波使用較高速率，實現高速的廣播分發；甚至，通過中心站的轉發，遠端小站還可以實現遠端站間互通或經由中心轉發的二次廣播分發。
星狀組網廣播由于廣播占用單獨的前向載波實現，無須考慮MF-TDMA系統中時隙躲避的問題，因此，具有最高效的信道使用效率。但是，這種組網方式并不適用于多點廣播需求，因為遠端站發送廣播數據時需要同時占用返向和前向載波，用于數據發往中心站和中心站前向轉發，資源開銷大；且傳輸有兩次上星過程，傳輸時延翻倍。因此星狀組網廣播方式僅適應于單中心廣播的應用環境。
圖2 三種廣播方式幀結構示意圖
3 廣播載波應用方式的實現
廣播載波應用方式的其核心思想是利用MF-TDMA體制中多載波的優勢，增加一條專門的廣播載波用于廣播發送，并在地面終端上增加一路解調器，專門用于接收該載波廣播數據。如圖3所示，為具備雙路解調的地面終端設備組成帶廣播載波的MF-TDMA系統的幀結構。
圖3 廣播載波廣播方式幀結構示意
廣播發送端數據發送過程中，地面終端需根據業務數據的目的地址，區分出該數據是否為廣播數據。如果為廣播數據，則在廣播載波上申請時隙資源完成發送；反之，則根據目的站的職守載波申請對應載波的時隙資源完成發送。接收站兩個解調器分別解調一般業務載波和廣播載波兩路載波信號，并在基帶數據出口合路，同時接收。通過以上方法，達到了以下目的。
1）將廣播統一發送到廣播載波，相當于恢復了單載波系統的天然廣播特性，大大節省了信道資源。
2）實現了廣播數據的一發多收，各站可以實現廣播數據的同時接收，業務實時性能得到較好保障。
3）點對點和廣播數據分路解調，使得廣播數據接收和點對點業務接收可以同時進行。
4 應用實例
下面以一個應用實例來對比以上幾種廣播方式在實現過程中，在資源占用和實時性方面的情況。某MF-TDMA衛星通信系統由3個地面站構成，可用系統資源為2-3條4Mbps載波，廣播業務量為1 Mbps，如果各站均有可能廣播。那么，分別采用四種廣播方式廣播業務占用資源對比情況如下。
5 總結
從以上分析可以看出，三種傳統的MF-TDMA系統廣播方式都具有各自的缺陷和局限性，對實現廣播業務靈活的應用產生了較大限制。通過在地面終端中增加解調器，引入廣播載波的廣播方式，則能夠較好的解決傳統廣播方式固有的問題，大大減小了MF-TDMA衛星通信系統中廣播業務占用的信道資源，并使之能與對點對點業務共存，具有高效、簡潔、實時性好的特點。
參考文獻
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