移动通信系统的分类(三)
自本世纪60年代以来,人类已经将数以百计的通信广播卫星送入高轨道(GEO),在实现国际远距离通信和电视传输方面,这些卫星一直担当主角。但是,高轨道(GEO)卫星也存在一些问题:
(1) 自由空间中,信号强度反比于传输距离的平方。高轨道(GEO)卫星距地球过远,需要有较大口径的通信天线。
(2) 信号经过远距离传输会带来较大的时延。在电话通话中,这种时延会使人感到明显的不适应。在数据通信中,时延限制了反应速度,对于2001年台式超级计算机来说,半秒种的时延意味着数亿字节的信息滞留在缓冲器中。
(3) 轨道资源紧张。高轨道(GEO)卫星只有一条,相邻卫星的间隔又不可以过小,因为地球站天线分辨卫星的能力受限于天线口径的大小。在Ka频段(17~30GHz)为了能够分出2°间隔的卫星,地面站天线口径的合理尺寸应不小于66cm。按这样计算,高轨道(GEO)卫星只能提供180颗同轨道位置。这其中还包括了许多实用价值较差,处于大洋上空的位置。
中、低轨道卫星(MEO,LEO)用于个人全球通信有很多优点。低轨道卫星(LEO)轨道高度仅是高轨道(GEO)卫星的二十分之一至八十分之一,所以其路径损耗通常比高轨道(GEO)卫星低很多,所发射的功率是高轨道(GEO)卫星的二百分之一至二千分之一,传播时延仅为高轨道(GEO)卫星的七十五分之一,这对实现终端手持化和达到话音通信所需要的时延要求是很必要的。但是由于运转周期和轨道倾角关系,中轨道(MEO)和低轨道卫星(LEO)通信卫星相对于地球上的观察者不再是静止的,为了保证在地球上任一点均可以实现24小时不间断的通信,必须精心配置多条轨道及一大群具有强大处理能力的通信卫星,这样一个庞大而又复杂的空间系统要实现稳定可靠的运转,涉及到技术上和经济上的一系列问题。当今,计算机、微电子技术和小型卫星技术的发展,使解决建立大型中轨道(MEO)和低轨道卫星(LEO)卫星通信系统的难题成为可能,从而开辟了“空基”通信的新时代。
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