多址联接的意思是同一个卫星转发器可以联接多个地球站，多址技术是根据信号的特征来分割信号和识别信号，信号通常具有频率、时间、空间等特征。卫星通信常用的多址联接方式有频分多址联接（FDMA）、时分多址联接（TDMA）、码分多址联接（CDMA）和空分多址联接（SDMA），另外频率再用技术亦是一种多址方式。

在微波频带，整个通信卫星的工作频带约有500MHz宽度，为了便于放大和发射及减少变调干扰，一般在卫星上设置若干个转发器。每个转发器的工作频带宽度为36MHz或72MHz的卫星通信多采用频分多址技术，不同的地球站占用不同的频率，即采用不同的载波。它对于点对点大容量的通信比较适合。已逐渐采用时分多址技术，即每一地球站占用同一频带，但占用不同的时隙，它比频分多址有一系列优点，如不会产生互调干扰，不需用上下变频把各地球站信号分开，适合数字通信，可根据业务量的变化按需分配，可采用数字话音插空等新技术，使容量增加5倍。另一种多址技术使码分多址（CDMA），即不同的地球站占用同一频率和同一时间，但有不同的随机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱通信技术，具有抗干扰能力强，有较好的保密通信能力，可灵活调度话路等优点。其缺点使频谱利用率较低。它比较适合于容量小，分布广，有一定保密要求的系统使用。

卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波，从而实现两个或多个地球站之间的通信。

人造地球卫星根据对无线电信号放大的有无、转发功能，有有源人造地球卫星和无源人造地球卫星之分。由于无源人造地球卫星反射下来的信号太弱无实用价值，于是人们致力于研究具有放大、变频转发功能的有源人造地球卫星——通信卫星来实现卫星通信。其中绕地球赤道运行的周期与地球自转周期相等的同步卫星具有优越性能，利用同步卫星的通信已成为主要的卫星通信方式。不在地球同步轨道上运行的低轨卫星多在卫星移动通信中应用。

同步卫星通信是在地球赤道上空约36000km的太空中围绕地球的圆形轨道上运行的通信卫星，其绕地球运行周期为1恒星日，与地球自转同步，因而与地球之间处于相对精致状态，故称为禁止卫星、固定卫星或同步卫星，其运行轨道称为地球同步轨道（GEO）

在地面上用微波接力通通信系统进行的通信，因系视距传播，平均每2500km假设参考电路要经过每跨距约为46km的54次接力转接。如利用通信卫星进行中继，地面距离长达1万多公里的通信，经通信卫星1跳即可连通（由地至星，再由星至地为1跳，含两次中继），而电波传输的中继距离约为4万公里，见图1。

图1 同步卫星与地球的相对关系图

全球覆盖的固定卫星通信业务静止地球轨道(GEO）卫星，轨道高度大约为36 000km，成圆形轨道，只要三颗相隔120°的均匀分布卫星，就可以覆盖全球。国际卫星通信组织的Intelsat I-IX代卫星。是全球覆盖的最好例子，已发展到第九代。

卫星在空中起中继站的作用，即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。地球站则是卫星系统形成的链路。由于静止卫星在赤道上空36000千米，它绕地球一周时间恰好与地球自转一周（23小时56分4秒）一致，从地面看上去如同静止不动一样。三颗相距120度的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是1一10GHz频段，即微波频段、为了满足越来越多的需求，已开始研究应用新的频段，如12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。

图2 卫星通信示意图

全球覆盖的移动卫星通信海事卫星通信系统Inmarsat是全球覆盖的移动卫星通信，工作的为第三代海事通信卫星，它们分布在大西洋东区和西区、印度洋区和太平洋区，第四代Inmarsat一4卫星，已于2005年3月发射了第一颗卫星，另一颗卫星亦准备发射，它们分别定点在64。E和53。W，具有一个全球波束，l9个宽点波束，228个窄点波束，采用数字信号处理器。有信道选择和波束成形功能。

全球覆盖的低轨道移动通信卫星有“铱星”(Iridium）和全球星(Globalstar），“铱星”系统有66颗星，分成6个轨道，每个轨道有11颗卫星，轨道高度为765km，卫星之间、卫星与网关和系统控制中心之间的链路采用ka波段，卫星与用户间链路采用L波段。2005年6月底铱星用户达12．7万户，在卡特里娜飓风时”铱星”业务流量增加30倍，卫星电话通信量增加5倍。

全球星（Globalstar）有48颗卫星组成，分布在8个圆形倾斜轨道平面内，轨道高度为1 389km，倾角为52度。用户数逐年稳定增长，成本下降，2005年比2004年话音用户增长。

（1）固定业务

1972年，我国开始建设第一个卫星通信地球站，1984年成功地发射了第一颗试验通信卫星，1985年先后建设了北京、拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州等5个公用网地球站，正式传送中央电视台节目。此后又建成了北京、上海、广州国际出口站，开通了约2.5万条国际卫星直达线路；建设了以北京为中心，以拉萨、乌鲁木齐、呼和浩特、广州、西安、成都、青岛等为各区域中心的多个地球站，国内线路达10 000条以上。

专用网建设发展非常迅速，人民银行、新华社、交通、石油天然气、经贸、铁道、电力、水利、民航、中核总公司、国家地震局、气象局、云南烟草、深圳股票公司以及国防、公安等部门已建立了20多个卫星通信网，卫星通信地球站(特别是VSAT)已达万座。

（2）卫星电视广播业务

1984年，“东方红”卫星发射成功，开创了我国利用卫星传送广播电视节目的新纪元。截止2015年，中央电视台4套、教育台、新疆、西藏、云南、贵州、四川、浙江、山东、湖南、河南、广东、广西、河北等十几个省级台的电视节目和40多种语言广播节目已上卫星传送，已有卫星电视地面收转站十万个，电视专收站(TVRO)约30万个。很多系统采用了比较先进的数字压缩技术。

（3）卫星移动通信业务

卫星移动通信主要解决陆地、海上和空中各类目标相互之间及与地面公用网的通信任务。我国作为INMARSAT成员国，北京建有岸站，可为太平洋、印度洋和亚太地区提供通信服务。另外，我国逐步开展机载卫星移动通信服务。石油、地质、新闻、水利、外交、海关、体育、抢险救灾、银行、安全、军事和国防等部门均配备了相应业务终端。现我国已进入INMARSAT的M站和C站，有近5000部机载、船载和陆地终端。

（4）未来展望

随着我国现代化建设和以多媒体为代表的信息高速公路的发展，今后10年我国卫星通信将有一个更大的发展，并将以我国自主的大容量通信卫星为主体，建立起完善、长期稳定运行的卫星通信系统。若以每年递增15%～17%计算，到2002年，卫星通信公用网开通的线路将是1996年的2.7～3倍，大、中城市将建立起大、中型卫星通信地球站约50～60座，中、小型地球站约200～300座(不包括VSAT站)。到2005年，卫星通信公用网线路将发展到数十万条。

我国今后卫星通信技术发展趋势为：

① 开发新频段，提高现有频段的频谱利用率。从现有单一的C频段发展到Ku、Ka、UHF、L、S、X等频段。

② 公用干线通信网向高速、数字、宽带发展，速率将达60Mbit/s、120Mbit/s和1000Mbit/s，并利用SDH和ATM，建立国家信息高速公路——天基宽带综合业务数字通信网。

③ 进一步发展小型化、智能化VSAT专用卫星通信网。业务也将从单一的数据或话音为主，发展为话音、数据、图文、电视兼容的综合业务。

④ 卫星移动通信系统将大力发展新技术，如星上大天线技术、多波束技术、星上交换、星上处理和星间链路技术、越区切换技术等。

⑤ 开展卫星通信网与其他异构网的互通、互联,完成异构网协议变换，网络同步与交换技术及信令呼叫接口技术等。

⑥ 网络管理和控制及网络动态分配处理的自动化技术。

⑦ 卫星通信网的网络安全、保密技术。

⑧ 与我国卫星通信设备产业化发展有关的生产、工艺加工技术等等。

展望21世纪，卫星通信将获得重大发展，尤其是世界上新技术，如光开关、光信息处理、智能化星上网控、超导、新的发射工具和新的轨道技术的实现，将使卫星通信产生革命性的变化，卫星通信将对我国的国民经济发展，对产业信息化产生巨大的促进作用。

卫星通信新技术的发展层出不穷。例如甚小口径天线地球站（VSAT）系统，中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点，1972年在中国首次应用，并迅速发展，与光纤通信、数字微波通信一起，成为中国当代远距离通信的支柱。

卫星通信由于它不受地理条件的限制，具有灵活的可移动性，所以仍依它的优势创新发展。但亦受到迅速发展的光纤通信的挑战，它比卫星通信的容量大，传输速率高，有很多越洋通信被海底光缆所替代，陆地干线亦有类似情况。20世纪90年代中后期卫星电视直播（DBs——Direct Broadcast Satellite或DTH——Direct To Home）、卫星声音广播、卫星移动通信以及卫星宽带多媒体通信成为新的四大发展潮流。

国际卫星通信组织的Intelsat系列已经发展到第九代，自1996年～2004年来业务量基本稳定增长，2004年全球总收入为94亿美元，美国预计2006年用户达百万，VSAT应用约每年增长15%～20%，宽带接人及多媒体业务逐渐发展，Ka波段将成为宽带业务的主流，宽带业务领先的有加拿大的电信卫星公司（Telesat）、美国的狂蓝（Wild Blue）公司和泰国的Shin卫星公司。

在卫星性能方面以增大发射功率，提高EIRP值，增加卫星转发器数量，增加带宽，降低成本，减小地面终端设备的尺寸和费用。加拿大2004年7月18日发射的阿尼克（Anik）．F2卫星共有ll4台转发器，其中50台为Ka波段，泰国2005年8月11日发射的Ipstar卫星有114台转发器，通信容量为45Gbit/s，是目前世界上最大的商用通信卫星，欧洲正在研制更大的卫星，准备安装250台转发器，预定2008年发射。

星上采用数字信号处理器，提高信号交换能力，减少地面设备，建立遥测、遥控、跟踪和监视功能以及网络管理功能的地球站，实现卫星动态控制及管理。卫星宽带通信直播高清晰度电视，连接Internet网发展网络电视等。

移动卫星通信它可以是全球性亦可以是区域性，全球性的采用中、低轨道卫星．区域性的采用静止轨道通信卫星，区域移动通信卫星有2000年2月12日发射的印度尼西亚的亚洲蜂窝卫星（Aees），又名格鲁达（Garula)-1，它是世界上第一颗区域性地球静止轨道个人移动通信卫星，有l40个点波束，11 000路同时通话的话路，波束覆盖占世界人口60%的亚太地区。阿拉伯联合酋长国于2000年10月20日和2003年6月10日分别发射了瑟拉亚（Thuraya)_1和-2两颗卫星，每星具有13 750路同时通话的容量，它覆盖欧、亚、非106个国家。

国际移动卫星公司于2005年3月发射了第四代Inmarsat一4卫星，它具有全球波束和19个宽点波束以及228个窄点波束，用两颗卫星支持Inmarsat系统的大部分业务。它将引入宽带全球区域网（BGAN）的一系列新业务，传输速率达432kbit/s，星上采用L波段及数字信号处理器（DSP），DSP具有信道选择和波束成形功能，能产生宽带信道匹配功率与带宽资源，DSP还能剪裁卫星覆盖范围和调正波束，以满足容量和业务种类要求，还能处理固态功放及低噪声放大器的故障。宽带全球区域网将传输互联网、内部网、视频点播、视频会议、传真、电子邮件、电话及局域网等接入业务。

中、低轨道全球移动卫星通信的业务主要是话音和数据，亦可以与互联网连接，进一步发展多媒体通信。

卫星通信的发展趋势总的发展方向是大容量、大功率、高速率、宽带、低成本、高发射频率、多转发器、多点波束和赋形波束，应用星上处理技术切换信号，处理信号等，21世纪的卫星直播电视(DBS—TV）、个人移动卫星通信、多媒体卫星通信、卫星音频广播、卫星网络电视等将会得到大量发展。VSAT业务范围不断扩大，深入到国民经济的各个领域，更加显示其经济和社会效益，Ka波段的应用使设备更加小型化，当然亦带来衰减严重的缺陷。光通信在卫星通信中的应用逐渐变得成熟可取，它要求精确的卫星控制技术，在国际上还处于研发阶段，预计不久将会进入实用阶段。

中国的卫星通信事业亦在迅速发展，2005年4月12日发射了亚太一6号（Apstar一6）卫星，它有38个C波段和14个Ku波段转发器，2006年lo月发射直播卫星一鑫诺2号（Sino-2），它有22个Ku波段转发器（目前有技术故障）。卫星通信的应用领域不断扩大，除金融、证券、邮电、气象、地震等部门外，远程教育、远程医疗、应急救灾、应急通信、应急电视广播、海陆空导航、连接互联网的网络电话、电视等将会广泛应用。中国的卫星发射技术，长征系列运载火箭领先世界，大推力、无污染、无毒的环保型火箭发动机中国已试验成功，这为发展中国的大型通信卫星乃至载人航天、探月工程创造了有利条件。

中国将沿着天地一体、优势互补、军民结合的长远发展方向迈进。[1]

利用地球同步轨道上的人造地球卫星作为中继站进行地球上通信的设想是1945年英国物理学家A.C.克拉克（ArtherC.Clarke）在《无线电世界》杂志上发表“地球外的中继”一文中提出的，并在60年代成为现实。

同步卫星问世以前，曾用各种低轨道卫星进行了科学试验及通信。世界上第一颗人造卫星“卫星1号”由苏联于1957年10月4曰发射成功，并绕地球运行，地球上首次收到从人造卫星发来的电波。

美国于1960年8月把覆有铝膜的直径30m的气球卫星“回声1号”发射到约1600km高度的圆轨道上进行通信试验。这是世界上最早的不使用放大器的所谓无源中继试验。

美国于1962年I2月13日发射了低轨道卫星“中继1号"。1963年11月23日该星首次实现了横跨太平洋的日美间的电视转播。此时恰逢美国总统J.F.肯尼迪被刺，此消息经卫星传至日本在电视新闻上播出，卫星的远距离实时传输给人们留下深刻印象，使人造卫星在通信中的地位大为提高。

世界上第一颗同步通信卫星是1963年7月美国宇航局发射的“同步2号”卫星，它与赤道平面有30°的倾角，相对于地面作8字形移动，因而尚不能叫静止卫星，在大西洋上首次用于通信业务。1964年8月发射的“同步3号”卫星，定点于太平洋赤道上空国际日期变更线附近，为世界上第一颗静止卫星。1964年10月经该星转播了（东京）奥林匹克运动会的实况。至此，卫星通信尚处于试验阶段。1965年4月6日发射了最初的半试验、半实用的静止卫星“晨鸟”，用于欧美间的商用卫星通信，从此卫星通信进入了实用阶段。

频段同步卫星通信业务有卫星固定通信业务（FSS）和星移动通信业务（MSS）之分，它们所分配的频段也不同。FSS使用C频段和Ku频段。MSS使用L频段（见同步卫星移动通信），工作在Ku频段的Ku转发器原来大多是点波束的，90年代开始国际通信卫星组织（INTELSAT，简作IS）的Ku星叫ISK，提供较广的区域波束以适应需求。FSS的C、Ku频段的频率划分如下（上行为地球站对卫星所用频率，下行为卫星对地球站所用频率）。

①C频段（MHz）

上行5925～6425 带宽500MHz

下行3700～4200 带宽500MHz

为扩展FSS用的频谱，自1984年1月1日开始调整为：

上行：第1区5725～7075 带宽1350MHz

第2、3区5850～7075 带宽1225MHz

3400～4200 带宽共

下行：第1、2、3区

4500～4800 l100MHz

②Ku频段（GHz）

上行：第1、2、3区 14.0～14.25 带宽250MHz

14.25～14.5 带宽250MHz

下行：第1、2、3区 10.95～11.20 带宽250MHz

11.45～11.7 带宽250MHz

第2区 11.7～11.95 带宽250MHz

11.95～12.2 带宽250MHz

第3区 12.2～12.5 带宽300MHz

第1、3区 12.5～12.75 带宽250MHz

根据1992年国际无线电行政大会（WARC—92）的频率分配，国际通信卫星组织于2000年1月1日可启用新分配的13.75～14.0GHz（上行），带宽250MHz，以适应发展的需要。

C频段的传输比较稳定，设备技术也成熟，但容易和同频段的地面微波系统相互干扰。卫星通信的上行链路干扰6GHz微波系统，下行链路受4GHz微波系统的干扰，这需预先协调并采取相应的屏蔽措施加以解决（见卫星通信系统干扰协调），Ku频段传输受雨雾衰减较大，不如C频段稳定，尤其雨量大的地区更是如此。如在上、下行链路的计算中留有足够余量，配备上行功率调节功能，亦可获得满意效果。Ku频段频谱资源较丰富，与地面微波系统的相互干扰小，其应用很有前途。

20世纪末或21世纪初，C和Ku频段将出现拥挤，FSS将在20GHz～30GHz的Ka频段开发业务，其频率为：

上行（GHz） 29.5～30 带宽500MHz

下行（GHz） 19.7～20.2 带宽500MHz

工作轨道

按照工作轨道区分，卫星通信系统一般分为以下3类:

2.1.1、低轨道卫星通信系统(LEO):

距地面500-2000Km，传输时延和功耗都比较小，但每颗星的覆盖范围也比较小，典型系统有Motorola的铱星系统。低轨道卫星通信系统由于卫星轨道低，信号传播时延短，所以可支持多跳通信;其链路损耗小，可以降低对卫星和用户终端的要求，可以采用微型/小型卫星和手持用户终端。但是低轨道卫星系统也为这些优势付出了较大的代价:由于轨道低，每颗卫星所能覆盖的范围比较小，要构成全球系统需要数十颗卫星，如铱星系统有66颗卫星、Globalstar有48颗卫星、Teledisc有288颗卫星。同时，由于低轨道卫星的运动速度快，对于单一用户来说，卫星从地平线升起到再次落到地平线以下的时间较短，所以卫星间或载波间切换频繁。因此，低轨系统的系统构成和控制复杂、技术风险大、建设成本也相对较高。

2.1.2、中轨道卫星通信系统(MEO):

距地面2000-20000Km，传输时延要大于低轨道卫星，但覆盖范围也更大，典型系统是国际海事卫星系统。中轨道卫星通信系统可以说是同步卫星系统和低轨道卫星系统的折衷，中轨道卫星系统兼有这两种方案的优点，同时又在一定程度上克服了这两种方案的不足之处。中轨道卫星的链路损耗和传播时延都比较小，仍然可采用简单的小型卫星。如果中轨道和低轨道卫星系统均采用星际链路，当用户进行远距离通信时，中轨道系统信息通过卫星星际链路子网的时延将比低轨道系统低。而且由于其轨道比低轨道卫星系统高许多，每颗卫星所能覆盖的范围比低轨道系统大得多，当轨道高度为l0000Km时，每颗卫星可以覆盖地球表面的23.5%，因而只要几颗卫星就可以覆盖全球。若有十几颗卫星就可以提供对全球大部分地区的双重覆盖，这样可以利用分集接收来提高系统的可靠性，同时系统投资要低于低轨道系统。因此，从一定意义上说，中轨道系统可能是建立全球或区域性卫星移动通信系统较为优越的方案。当然，如果需要为地面终端提供宽带业务，中轨道系统将存在一定困难，而利用低轨道卫星系统作为高速的多媒体卫星通信系统的性能要优于中轨道卫星系统。

2.1.3、高轨道卫星通信系统(GEO):

距地面35800km，即同步静止轨道。理论上，用三颗高轨道卫星即可以实现全球覆盖。传统的同步轨道卫星通信系统的技术最为成熟，自从同步卫星被用于通信业务以来，用同步卫星来建立全球卫星通信系统已经成为了建立卫星通信系统的传统模式。但是，同步卫星有一个不可克服的障碍，就是较长的传播时延和较大的链路损耗，严重影响到它在某些通信领域的应用，特别是在卫星移动通信方面的应用。首先，同步卫星轨道高，链路损耗大，对用户终端接收机性能要求较高。这种系统难于支持手持机直接通过卫星进行通信，或者需要采用l2m以上的星载天线(L波段)，这就对卫星星载通信有效载荷提出了较高的要求，不利于小卫星技术在移动通信中的使用。其次，由于链路距离长，传播延时大，单跳的传播时延就会达到数百毫秒，加上语音编码器等的处理时间则单跳时延将进一步增加，当移动用户通过卫星进行双跳通信时，时延甚至将达到秒级，这是用户、特别是话音通信用户所难以忍受的。为了避免这种双跳通信就必须采用星上处理使得卫星具有交换功能，但这必将增加卫星的复杂度，不但增加系统成本，也有一定的技术风险。

目前，同步轨道卫星通信系统主要用于VSAT系统、电视信号转发等，较少用于个人通信。

通信范围

按照通信范围区分，卫星通信系统可以分为国际通信卫星、区域性通信卫星、国内通信卫星。

用途区分

按照用途区分，卫星通信系统可以分为综合业务通信卫星、军事通信卫星、海事通信卫星、电视直播卫星等。

转发能力

按照转发能力区分，卫星通信系统可以分为无星上处理能力卫星、有星上处理能力卫星。