卫星通信系统的工作原理是什么？

地通信的基本概念 天地通信(Earth-SpaceCommunication)是指空间飞行器与地面测控站之间的通信。天地通信包括空间飞行器通信分系统和地面测控站通信分系统，其主要功能是完成空间飞行器的遥测与遥控信息、视频图像信息、天地话音信息以及空间飞行器定位信息数据和定位示位标信息等的传输。天地通信有地基网和天基网两种形式。地基网是基于陆地布设测控通信站的通信网络，而天基网是相对于地基网而言的，是把地基测控通信站搬到太空中，由太空俯视空间飞行器的通信网络。地基站由陆上固定站、陆上车载站、海上船载站和空中机载站组成;天基站由中继卫星或导航卫星和地面通信站组成。通常，地基网受布站数量的限制，通信覆盖率比较低，而天基网由于采用高轨道中继卫星或导航卫星实现空间飞行器与地面通信，所以天基网的通信覆盖率远大于地基网的通信覆盖率。-天地通信目前釆用Ka、Ku、C、S、L、VHF和HF等频段设备团。2.2.2 卫星应急通信技术1.语音编码 随着数字通信技术的发展，语音数字化编码技术得到了迅速发展。20世纪60年代国际电报电话咨询委员会(CCITT)制定了第1个语音数字化编码标准，即A律或卩律脉冲编码调制(PCM)的G.711标准。此后研究开发了多种压缩编码技术，并形成了以波形匹配为目标的波形编码，主要有PCM、增量调制(DM)和自适应差分脉冲编码调制(ADPCM)和以追求人的感知效果(即追求解码语音的可懂度和清晰度)为目标的参量编码(主要有线性预测编码(LPC)和多带激励编码(MBE)两大体系),另外还有介于波形编码与参量编码之间的混合编码方式，如码激励线性预测编码(CELP)等。 不同的编码方式具有不同的比特传输速率。比特传输速率越低，所需要的信道带宽就越小。卫星通信系统的信道带宽极其有限，而且卫星通信系统的信道还很昂贵，因此系统倾向于选用较低速率的语音编码方式。但当编码速率低到一定程度时，语音质量将明显下降，其恶化程度与编码方式有关。 卫星通信对语音编码具有一定的要求。 (1)编码速率低，编码速率一般为1.2〜9.6Kbit/s。 (2)在一定编码速率下话音质量尽可能高。 (3)编解码时延应较短，控制在几十毫秒内。1)波形编码 波形编码首先对语音波形进行抽样、量化，然后用二进制进行编码，其基本设想是尽可能保持语音波形不失真。这类方法有PCM、DM和ADPCM等。 最常见的语音编码方法是PCMo它按8kHz抽样，每个样值依A律或卩律的对数压扩规律编为八位二进制码，因此编码后的传输速率为64Kbit/s。 ADPCM是PCM的改进方式，为了克服PCM方式编码后传输速率过高的缺点，ADPCM对输入信号和预测信号的差值进行量化并编码(而PCM是对每个抽样值的绝对值进行量化并编码)，从而消除了信号的部分冗余度，降低了编码信号的传输速率。其中预测器和量化器的参数能根据输入信号的统计特性自适应地调整到最佳或接近最佳状态，使ADPCM在釆用32Kbit/s的传输速率时，能达到与PCM采用64Kbit/s的传输速率时近乎相等的通话质量。 波形编码器结构较简单，没有充分利用语音信号的冗余特性，只有在较高速率上才能得到满意的语音质量。而当编码速率降低到16Kbit/s以下时，编码语音质量迅速下降，因此不适用于移动通信。2)参量编码 为了克服波形编码信号速率高、占用频带宽的缺点，提出了参量编码概念。参量编码仅仅对反映语音信号特征的参量进行编码并传输，而不对语音信号的时域波形进行编码，从而大大降低了编码信号的速率。 典型的参量编码是LPCo虽然LPC的指标不能很好地满足数字移动通信系统的要求，但它包含了参量编码的基本概念，也是低速率数字语音编码技术的发展基础。目前,在数字移动通信中釆用的几种高质量低速率的语音编码，都是LPC的改进型。卫星通信的原理是将卫星发射到赤道上空36000km 处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站,从而完成两个地面站之间的传输。事实上，一颗通信卫星就是一个微波中继站。

一、卫星电话

卫星电话是一种通过卫星传输声音信号的通信设备，它可以在地面、海上、空中等任意地点进行通信，而且不需要手机信号塔或者网络基础设施的支持。

卫星电话的工作原理比较简单。首先，卫星电话将声音信号转化为电信号，然后通过天线将这些电信号发送到卫星上。卫星接收到信号后，将其转发到目标接收站，接收站的天线接收到信号后将其还原成声音信号，最终通过听筒或者扬声器播放出来。

卫星电话的主要应用范围包括应急通信、军事通信、海洋通信等。在这些领域中，卫星电话具有非常高的实用价值，特别是对于那些需要远程通信但没有网络覆盖的地区。

二、卫星短信

卫星短信是一种利用卫星传输文字或者数据信号的通信方式，与卫星电话相似的是，它也具有广域通信能力，不需要手机信号塔或者网络基础设施的支持。

卫星短信的工作原理与卫星电话相似，但是它所传输的信号是数字信号而非声音信号。首先，卫星短信将文字或者数据信息转化为数字信号，然后通过天线将这些数字信号发送到卫星上。卫星接收到信号后，将其转发到目标接收站，接收站的天线接收到信号后将其还原成文字或者数据信息。

卫星短信的主要应用范围包括应急通信、军事通信、新闻报道等。在这些领域中，卫星短信具有非常高的实用价值，特别是对于那些需要远程传输数据但网络覆盖不稳定或者没有覆盖的地区。

总的来说，卫星电话和卫星短信是一种非常有用的通信方式，它们可以在各种复杂环境下进行通信，而且不需要手机信号塔或者网络基础设施的支持。在未来发展中，随着卫星技术的不断进步和应用领域的不断拓展，卫星通信将会得到更加广泛的应用和推广。

建议方面，首先可以加强对卫星通信技术的研究和开发，提高卫星通信系统的性能和稳定性。其次可以加强与国际合作，推动卫星通信的国际标准化和互操作性。最后可以推广卫星通信的普及和应用范围，使得更多的人和企业能够享受到卫星通信带来的便利和价值。

总结起来，卫星电话和卫星短信是一种利用卫星通信系统进行通信的方式。它们具有广域通信能力、不需要网络基础设施的支持等优点，在应急通信、军事通信、新闻报道等领域中具有非常高的实用价值。在未来发展中，可以加强对卫星通信技术的研究和开发、推广卫星通信的普及和应用范围等方面的努力，使得卫星通信得到更加广泛的应用和推广。

在无人区手机没有任何2G信号，更不要谈有任何的网络了，只要我们带一部卫星电话，就可以和全球任何一个电话进行通信，通过拨号的方式链接任何一部电话，好奇心作怪，可爱的驴友，肯定很迷茫，在无人区利用卫星电话进行通信的时候，难道卫星电话真有这么强大的功能，链接到卫星吗?

一颗轨道卫星，距离地球至少应该有36000公里，我们的手机信号，能接收到卫星信号吗?

能接收到，是通过什么样的原理?

第一，卫星通信，链接公网电话，需要一个地面链接站，也叫做信关站，来完成工作。

其实，卫星电话的通信，非常的简单，我们普通手机的通信，是通过基站来进行通信，而卫星电话的通信，是通过卫星链接到地面交换站，也可以叫做信关站，来和地面上的一些终端进行交换，信关站都有哪些作用呢?

他一方面一链接卫星，接收卫星的信号，分析卫星信号发来的信息，另一方面通过信关站会接程控交换程序，与公众电话网络进行通信。

而卫星的作用，就是一根72000公里的超长电话线，那么问题又来了，一个小小的卫星手机，如何，更强大的卫星进行通信的，一般的情况下理解，卫星的通信，都是通过频率来进行传播的，频率的传播，就需要强大的发射功能，或者是强大的接收功能，我们小小的手机没有那么大的天线，怎么实现卫星接收功能?

第二，卫星电话的天线那么小，是如何跟卫星进行通信，和链接的呢?

一般情况下，频率的通信，要么增加增益天线，要么增加接收能力，很多农村，接收卫星电视的时候，等会用到一个锅，刚开始用的是一个大锅，后来用的是一个小锅，这个锅的作用实际上就是，增强地面接收能力的，总不能把卫星电话，做成一个小锅的样子吧?

其实地面接收站，或者卫星电视接收站，都是采取，扩大地面增益接收功能，而达到收取信号的作用，而手机却只有一个小小信号线。

所有的原理，都是相通的，那么就要增强发射的信号，这个时候把卫星的天线做得很大很大，具有很高的指向性和增益能力，那么，在功能非常集中的情况下，就可以聚焦覆盖，国内的天通一号，就是这样，卫星上使用了一个15米左右口径的卫星大型网状天线。

有了天上的基站，强大的增益功能，那么我们使用的卫星手机，就可以和正常的智能手机尺寸大小一样，快乐的接收和发射卫星信号，打到了通信的功能，而且费用大大降低。

第三，卫星电话，通信时采用的什么频率?

对讲机采用的是VHF和UHF频率，包括收音机，都采用的是高频频率，一般都是在MHZ这个层面，听收音机的时候也知道，在多少多少兆赫兹，而卫星电话采用的是，超高频率，采用的是吉赫兹，用GHZ来表示，卫星通讯都是采用的5GHZ，来进行通讯的，为什么采用这么高的工作频率呢?

其实很简单，高频率的传输，可以顺利地穿过电离层，不会被吸收或者反射，另外，高频传输在高增益天线的支持下，功率损耗极低。

还有，5GHZ以上的频谱资源，相对完整，一般情况下不容易被干扰，保密性更强，另外，高频意味着大宽带，信息传输频率越高，对节约电能，提高卫星使用寿命有很大帮助，当然，传输数据也会越大，越快，特别是现在的图像传输，更需要这样的大宽带。

这里再八卦一下吧!

为什么摩托罗拉，最后面临破产，在智能手机来临之前，没有坚持到最后，包括对依星电话用户的服务，99年的时候也停止了，最后宣布破产，就是因为命运和摩托罗拉公司，开了一个大大的玩笑，就是我们现在用的传统手机，地面的基站业务，使得通信费，逐渐的降下来，然而，摩托罗拉公司投资的，依星卫星通信系统，无法形成稳定客户群，而且通讯成本特别的高，导致亏损巨大，无力回天。

总共往天上发射了，66颗卫星，为什么叫座依星电话，那个时候，投资巨大，总共投资了34亿美元，最后连裤衩都亏掉了，铱星电话是按照化学里面的依原子核外的77个电子围绕工作原理是一样，后来设置了六条卫星运行轨道，发射了66颗卫星，后来依然称之为铱星通信，想的很美好，战略布局失误，这也是为什么后来智能电话的到来，摩托罗拉没有跟上来的重要原因之一，你们认为呢?

不过，无论如何卫星电话，还是有他一定的市场，至少我玩户外，玩越野，去自驾的时候，穿越的时候，特别的需要，国内的卫星电话已经在一步步崛起，而且自费相当给力。