卫星通讯系统详解：分类、局限与移动通信特点

卫星通讯是无线通信领域的重要组成部分，它利用人造卫星作为中继站，实现全球范围内的通信。本份学习笔记主要涵盖了卫星通讯系统的分类、范艾伦带的影响、常用差错控制方法以及其特点和局限性。 首先，卫星通讯系统根据不同的特征进行了分类： 1. 按照卫星制式，可以分为随机轨道（如低地球轨道LEO）、相位轨道（如中地球轨道MEO）和静止轨道（如地球同步轨道GEO）。 2. 按照服务范围，分为国际、国内和区域性的通信网络，满足不同区域的需求。 3. 用户性质上，有商用、专用和军用的区别，满足不同用户群体的需求。 4. 按业务类型，包括固定服务（FSS）、移动用户服务（MSS）、广播服务（BSS）等，还有科研和特定应用的卫星通信。 5. 多址方式区分了频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)和混合多址（如CDMA和FDMA的结合）。 6. 基带信号体制上，有数字式和模拟式的区分，反映了通信的数字化程度。 7. 频谱利用上，涉及到特高频(UHF)、超高频(SHF)、极高频(EHF)乃至激光通信的不同频段。 范艾伦带是地球磁层中的两个辐射带，对卫星通信造成潜在威胁，特别是对电子设备的电磁干扰。卫星被分为低、中、高轨道，中轨道卫星虽然受到的辐射较强，但可以通过设计防护措施减少影响。 在差错控制方面，卫星通讯采用的方法包括： - 自动重发请求(ARQ)，即接收端发现错误但无法定位，要求发送端重传直到无误。 - 前向纠错(FEC)，能检测并纠正错误，使用了如线性分组码、卷积码和Turbo码等多种编码技术。 - 混合纠错(HEC)，结合ARQ和FEC，提供更全面的纠错能力。 卫星通讯具有以下显著特点： 1. 超远距离通信，成本与距离关系不大。 2. 广阔覆盖，支持多址接入。 3. 高带宽，传输数据量大。 4. 适应性强，便于部署。 5. 通信链路稳定，质量优良。 然而，卫星通讯也存在局限性： 1. 卫星寿命有限，需要定期更换或维护。 2. 受日凌和星蚀影响，可能导致通信中断。 3. 信号传输存在时延和同波干扰。 4. 技术复杂，需要高度精密的工程设计。 5. 在地球高纬度地区，静止卫星通信效果较差。 移动卫星通信系统特别关注全球覆盖，通过多卫星系统（如GEO轨道上的三颗卫星）提供服务，尤其在中低轨道，能降低传播延迟，提高服务质量。CEO轨道（如倾斜同步轨道）则以成本效益和覆盖优势见长。 总结起来，卫星通讯是一门综合性的技术，涉及卫星设计、轨道选择、通信协议、差错控制等多个层面，同时需克服诸多挑战以提供高效、稳定的全球通信服务。