衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作原理是什么？

地通信的基本概念 天地通信(Earth-SpaceCommunication)是指空間飛行器與地面測控站之間的通信。天地通信包括空間飛行器通信分系統(tǒng)和地面測控站通信分系統(tǒng)，其主要功能是完成空間飛行器的遙測與遙控信息、視頻圖像信息、天地話音信息以及空間飛行器定位信息數(shù)據(jù)和定位示位標(biāo)信息等的傳輸。天地通信有地基網(wǎng)和天基網(wǎng)兩種形式。地基網(wǎng)是基于陸地布設(shè)測控通信站的通信網(wǎng)絡(luò)，而天基網(wǎng)是相對于地基網(wǎng)而言的，是把地基測控通信站搬到太空中，由太空俯視空間飛行器的通信網(wǎng)絡(luò)。地基站由陸上固定站、陸上車載站、海上船載站和空中機(jī)載站組成;天基站由中繼衛(wèi)星或?qū)Ш叫l(wèi)星和地面通信站組成。通常，地基網(wǎng)受布站數(shù)量的限制，通信覆蓋率比較低，而天基網(wǎng)由于采用高軌道中繼衛(wèi)星或?qū)Ш叫l(wèi)星實現(xiàn)空間飛行器與地面通信，所以天基網(wǎng)的通信覆蓋率遠(yuǎn)大于地基網(wǎng)的通信覆蓋率。-天地通信目前釆用Ka、Ku、C、S、L、VHF和HF等頻段設(shè)備團(tuán)。2.2.2 衛(wèi)星應(yīng)急通信技術(shù)1.語音編碼 隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，語音數(shù)字化編碼技術(shù)得到了迅速發(fā)展。20世紀(jì)60年代國際電報電話咨詢委員會(CCITT)制定了第1個語音數(shù)字化編碼標(biāo)準(zhǔn)，即A律或卩律脈沖編碼調(diào)制(PCM)的G.711標(biāo)準(zhǔn)。此后研究開發(fā)了多種壓縮編碼技術(shù)，并形成了以波形匹配為目標(biāo)的波形編碼，主要有PCM、增量調(diào)制(DM)和自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制(ADPCM)和以追求人的感知效果(即追求解碼語音的可懂度和清晰度)為目標(biāo)的參量編碼(主要有線性預(yù)測編碼(LPC)和多帶激勵編碼(MBE)兩大體系),另外還有介于波形編碼與參量編碼之間的混合編碼方式，如碼激勵線性預(yù)測編碼(CELP)等。 不同的編碼方式具有不同的比特傳輸速率。比特傳輸速率越低，所需要的信道帶寬就越小。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信道帶寬極其有限，而且衛(wèi)星通信系統(tǒng)的信道還很昂貴，因此系統(tǒng)傾向于選用較低速率的語音編碼方式。但當(dāng)編碼速率低到一定程度時，語音質(zhì)量將明顯下降，其惡化程度與編碼方式有關(guān)。 衛(wèi)星通信對語音編碼具有一定的要求。 (1)編碼速率低，編碼速率一般為1.2?9.6Kbit/s。 (2)在一定編碼速率下話音質(zhì)量盡可能高。 (3)編解碼時延應(yīng)較短，控制在幾十毫秒內(nèi)。1)波形編碼 波形編碼首先對語音波形進(jìn)行抽樣、量化，然后用二進(jìn)制進(jìn)行編碼，其基本設(shè)想是盡可能保持語音波形不失真。這類方法有PCM、DM和ADPCM等。 最常見的語音編碼方法是PCMo它按8kHz抽樣，每個樣值依A律或卩律的對數(shù)壓擴(kuò)規(guī)律編為八位二進(jìn)制碼，因此編碼后的傳輸速率為64Kbit/s。 ADPCM是PCM的改進(jìn)方式，為了克服PCM方式編碼后傳輸速率過高的缺點，ADPCM對輸入信號和預(yù)測信號的差值進(jìn)行量化并編碼(而PCM是對每個抽樣值的絕對值進(jìn)行量化并編碼)，從而消除了信號的部分冗余度，降低了編碼信號的傳輸速率。其中預(yù)測器和量化器的參數(shù)能根據(jù)輸入信號的統(tǒng)計特性自適應(yīng)地調(diào)整到最佳或接近最佳狀態(tài)，使ADPCM在釆用32Kbit/s的傳輸速率時，能達(dá)到與PCM采用64Kbit/s的傳輸速率時近乎相等的通話質(zhì)量。 波形編碼器結(jié)構(gòu)較簡單，沒有充分利用語音信號的冗余特性，只有在較高速率上才能得到滿意的語音質(zhì)量。而當(dāng)編碼速率降低到16Kbit/s以下時，編碼語音質(zhì)量迅速下降，因此不適用于移動通信。2)參量編碼 為了克服波形編碼信號速率高、占用頻帶寬的缺點，提出了參量編碼概念。參量編碼僅僅對反映語音信號特征的參量進(jìn)行編碼并傳輸，而不對語音信號的時域波形進(jìn)行編碼，從而大大降低了編碼信號的速率。 典型的參量編碼是LPCo雖然LPC的指標(biāo)不能很好地滿足數(shù)字移動通信系統(tǒng)的要求，但它包含了參量編碼的基本概念，也是低速率數(shù)字語音編碼技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。目前,在數(shù)字移動通信中釆用的幾種高質(zhì)量低速率的語音編碼，都是LPC的改進(jìn)型。衛(wèi)星通信的原理是將衛(wèi)星發(fā)射到赤道上空36000km 處的對地靜止軌道上，利用衛(wèi)星上的通信轉(zhuǎn)發(fā)器接收由地面站發(fā)射的信號，并對信號進(jìn)行放大變頻后轉(zhuǎn)發(fā)給其他地面站,從而完成兩個地面站之間的傳輸。事實上，一顆通信衛(wèi)星就是一個微波中繼站。

一、衛(wèi)星電話

衛(wèi)星電話是一種通過衛(wèi)星傳輸聲音信號的通信設(shè)備，它可以在地面、海上、空中等任意地點進(jìn)行通信，而且不需要手機(jī)信號塔或者網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持。

衛(wèi)星電話的工作原理比較簡單。首先，衛(wèi)星電話將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，然后通過天線將這些電信號發(fā)送到衛(wèi)星上。衛(wèi)星接收到信號后，將其轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)接收站，接收站的天線接收到信號后將其還原成聲音信號，最終通過聽筒或者揚(yáng)聲器播放出來。

衛(wèi)星電話的主要應(yīng)用范圍包括應(yīng)急通信、軍事通信、海洋通信等。在這些領(lǐng)域中，衛(wèi)星電話具有非常高的實用價值，特別是對于那些需要遠(yuǎn)程通信但沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)。

二、衛(wèi)星短信

衛(wèi)星短信是一種利用衛(wèi)星傳輸文字或者數(shù)據(jù)信號的通信方式，與衛(wèi)星電話相似的是，它也具有廣域通信能力，不需要手機(jī)信號塔或者網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持。

衛(wèi)星短信的工作原理與衛(wèi)星電話相似，但是它所傳輸?shù)男盘柺菙?shù)字信號而非聲音信號。首先，衛(wèi)星短信將文字或者數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后通過天線將這些數(shù)字信號發(fā)送到衛(wèi)星上。衛(wèi)星接收到信號后，將其轉(zhuǎn)發(fā)到目標(biāo)接收站，接收站的天線接收到信號后將其還原成文字或者數(shù)據(jù)信息。

衛(wèi)星短信的主要應(yīng)用范圍包括應(yīng)急通信、軍事通信、新聞報道等。在這些領(lǐng)域中，衛(wèi)星短信具有非常高的實用價值，特別是對于那些需要遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)但網(wǎng)絡(luò)覆蓋不穩(wěn)定或者沒有覆蓋的地區(qū)。

總的來說，衛(wèi)星電話和衛(wèi)星短信是一種非常有用的通信方式，它們可以在各種復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行通信，而且不需要手機(jī)信號塔或者網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持。在未來發(fā)展中，隨著衛(wèi)星技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，衛(wèi)星通信將會得到更加廣泛的應(yīng)用和推廣。

建議方面，首先可以加強(qiáng)對衛(wèi)星通信技術(shù)的研究和開發(fā)，提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。其次可以加強(qiáng)與國際合作，推動衛(wèi)星通信的國際標(biāo)準(zhǔn)化和互操作性。最后可以推廣衛(wèi)星通信的普及和應(yīng)用范圍，使得更多的人和企業(yè)能夠享受到衛(wèi)星通信帶來的便利和價值。

總結(jié)起來，衛(wèi)星電話和衛(wèi)星短信是一種利用衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行通信的方式。它們具有廣域通信能力、不需要網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的支持等優(yōu)點，在應(yīng)急通信、軍事通信、新聞報道等領(lǐng)域中具有非常高的實用價值。在未來發(fā)展中，可以加強(qiáng)對衛(wèi)星通信技術(shù)的研究和開發(fā)、推廣衛(wèi)星通信的普及和應(yīng)用范圍等方面的努力，使得衛(wèi)星通信得到更加廣泛的應(yīng)用和推廣。

在無人區(qū)手機(jī)沒有任何2G信號，更不要談有任何的網(wǎng)絡(luò)了，只要我們帶一部衛(wèi)星電話，就可以和全球任何一個電話進(jìn)行通信，通過撥號的方式鏈接任何一部電話，好奇心作怪，可愛的驢友，肯定很迷茫，在無人區(qū)利用衛(wèi)星電話進(jìn)行通信的時候，難道衛(wèi)星電話真有這么強(qiáng)大的功能，鏈接到衛(wèi)星嗎?

一顆軌道衛(wèi)星，距離地球至少應(yīng)該有36000公里，我們的手機(jī)信號，能接收到衛(wèi)星信號嗎?

能接收到，是通過什么樣的原理?

第一，衛(wèi)星通信，鏈接公網(wǎng)電話，需要一個地面鏈接站，也叫做信關(guān)站，來完成工作。

其實，衛(wèi)星電話的通信，非常的簡單，我們普通手機(jī)的通信，是通過基站來進(jìn)行通信，而衛(wèi)星電話的通信，是通過衛(wèi)星鏈接到地面交換站，也可以叫做信關(guān)站，來和地面上的一些終端進(jìn)行交換，信關(guān)站都有哪些作用呢?

他一方面一鏈接衛(wèi)星，接收衛(wèi)星的信號，分析衛(wèi)星信號發(fā)來的信息，另一方面通過信關(guān)站會接程控交換程序，與公眾電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

而衛(wèi)星的作用，就是一根72000公里的超長電話線，那么問題又來了，一個小小的衛(wèi)星手機(jī)，如何，更強(qiáng)大的衛(wèi)星進(jìn)行通信的，一般的情況下理解，衛(wèi)星的通信，都是通過頻率來進(jìn)行傳播的，頻率的傳播，就需要強(qiáng)大的發(fā)射功能，或者是強(qiáng)大的接收功能，我們小小的手機(jī)沒有那么大的天線，怎么實現(xiàn)衛(wèi)星接收功能?

第二，衛(wèi)星電話的天線那么小，是如何跟衛(wèi)星進(jìn)行通信，和鏈接的呢?

一般情況下，頻率的通信，要么增加增益天線，要么增加接收能力，很多農(nóng)村，接收衛(wèi)星電視的時候，等會用到一個鍋，剛開始用的是一個大鍋，后來用的是一個小鍋，這個鍋的作用實際上就是，增強(qiáng)地面接收能力的，總不能把衛(wèi)星電話，做成一個小鍋的樣子吧?

其實地面接收站，或者衛(wèi)星電視接收站，都是采取，擴(kuò)大地面增益接收功能，而達(dá)到收取信號的作用，而手機(jī)卻只有一個小小信號線。

所有的原理，都是相通的，那么就要增強(qiáng)發(fā)射的信號，這個時候把衛(wèi)星的天線做得很大很大，具有很高的指向性和增益能力，那么，在功能非常集中的情況下，就可以聚焦覆蓋，國內(nèi)的天通一號，就是這樣，衛(wèi)星上使用了一個15米左右口徑的衛(wèi)星大型網(wǎng)狀天線。

有了天上的基站，強(qiáng)大的增益功能，那么我們使用的衛(wèi)星手機(jī)，就可以和正常的智能手機(jī)尺寸大小一樣，快樂的接收和發(fā)射衛(wèi)星信號，打到了通信的功能，而且費用大大降低。

第三，衛(wèi)星電話，通信時采用的什么頻率?

對講機(jī)采用的是VHF和UHF頻率，包括收音機(jī)，都采用的是高頻頻率，一般都是在MHZ這個層面，聽收音機(jī)的時候也知道，在多少多少兆赫茲，而衛(wèi)星電話采用的是，超高頻率，采用的是吉赫茲，用GHZ來表示，衛(wèi)星通訊都是采用的5GHZ，來進(jìn)行通訊的，為什么采用這么高的工作頻率呢?

其實很簡單，高頻率的傳輸，可以順利地穿過電離層，不會被吸收或者反射，另外，高頻傳輸在高增益天線的支持下，功率損耗極低。

還有，5GHZ以上的頻譜資源，相對完整，一般情況下不容易被干擾，保密性更強(qiáng)，另外，高頻意味著大寬帶，信息傳輸頻率越高，對節(jié)約電能，提高衛(wèi)星使用壽命有很大幫助，當(dāng)然，傳輸數(shù)據(jù)也會越大，越快，特別是現(xiàn)在的圖像傳輸，更需要這樣的大寬帶。

這里再八卦一下吧!

為什么摩托羅拉，最后面臨破產(chǎn)，在智能手機(jī)來臨之前，沒有堅持到最后，包括對依星電話用戶的服務(wù)，99年的時候也停止了，最后宣布破產(chǎn)，就是因為命運和摩托羅拉公司，開了一個大大的玩笑，就是我們現(xiàn)在用的傳統(tǒng)手機(jī)，地面的基站業(yè)務(wù)，使得通信費，逐漸的降下來，然而，摩托羅拉公司投資的，依星衛(wèi)星通信系統(tǒng)，無法形成穩(wěn)定客戶群，而且通訊成本特別的高，導(dǎo)致虧損巨大，無力回天。

總共往天上發(fā)射了，66顆衛(wèi)星，為什么叫座依星電話，那個時候，投資巨大，總共投資了34億美元，最后連褲衩都虧掉了，銥星電話是按照化學(xué)里面的依原子核外的77個電子圍繞工作原理是一樣，后來設(shè)置了六條衛(wèi)星運行軌道，發(fā)射了66顆衛(wèi)星，后來依然稱之為銥星通信，想的很美好，戰(zhàn)略布局失誤，這也是為什么后來智能電話的到來，摩托羅拉沒有跟上來的重要原因之一，你們認(rèn)為呢?

不過，無論如何衛(wèi)星電話，還是有他一定的市場，至少我玩戶外，玩越野，去自駕的時候，穿越的時候，特別的需要，國內(nèi)的衛(wèi)星電話已經(jīng)在一步步崛起，而且自費相當(dāng)給力。