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（14）現(xiàn)代星上處理技術(shù)
如上所述，即使是運(yùn)用了多點(diǎn)蜂窩結(jié)構(gòu)覆蓋，大幅度提高了Ｋａ頻段衛(wèi)星頻率再利用及容量的能力，但星上轉(zhuǎn)發(fā)若仍利用彎管式電路交換結(jié)構(gòu)，此時交換波束的連接只能通過相應(yīng)地面關(guān)口站執(zhí)行，而衛(wèi)星下行電路突發(fā)空隙便不能被數(shù)據(jù)填滿，這將嚴(yán)重影響衛(wèi)星下行電路的有效利用。同時，從ＡＴＭ實(shí)施網(wǎng)狀網(wǎng)尋路觀點(diǎn)看，這亦可能導(dǎo)致通信連接效率很低，特別是當(dāng)連接終端數(shù)上升時更是如此［１］。例如，對ｎ個終端，即要求Ｎ＝ｎ（ｎ－１）／２個全網(wǎng)狀電路連接，當(dāng)ｎ＝１０，即有Ｎ＝４５，此時即便用星上基帶電路交換處理恒定速率模式進(jìn)行處理亦難以奏效，導(dǎo)致對無連接通信呈現(xiàn)很不有效的利用，此時較有效的辦法即需在星上設(shè)置現(xiàn)代分組交換處理，不規(guī)則的數(shù)據(jù)流經(jīng)緩存后再按動態(tài)統(tǒng)計復(fù)接原理在下行電路中進(jìn)行最有效的統(tǒng)計復(fù)接交換處理，包括利用第三層寬帶ＩＰ交換技術(shù)，此時上行按ＦＤＭ－ＴＤＭＡ多點(diǎn)波束高頻率再利用方式運(yùn)行、下行按ＴＤＭ動態(tài)統(tǒng)計復(fù)接多點(diǎn)波束高頻率再利用方式進(jìn)行工作，從而可使寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)吞吐量獲得量級性提高。
相應(yīng)星上處理器的主要技術(shù)包括ＳＡＷ（表面聲波）濾波信道化技術(shù)及快速開關(guān)切換技術(shù)，全數(shù)字ＦＦＴ信道化、路由分配及波束成形技術(shù)，低功耗Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ、射頻固態(tài)功率放大及信號再生技術(shù)，Ｂｕｔｌｅｒ矩陣放大及其相組合的波束成形、信號緩存、路由分配、頻率轉(zhuǎn)換等射頻功率動態(tài)分配和軟件無線電控制技術(shù)等等，再包括移動用戶終端處理技術(shù)在內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)任意形式的用戶終端之間的ＴＤＭＡ?xí)r隙分配及任意波束、頻率與時隙之間信號的快速、靈活的交換與通信。
�。�15）星間鏈路新技術(shù)
對衛(wèi)星星際鏈路而言，衛(wèi)星光通信技術(shù)倍受重視。美國、歐洲、日本等對此極為關(guān)注，并進(jìn)行了較深入的研究。根本原因在于星際激光通信有一系列優(yōu)越性：此為超越無線電頻譜范圍的光波新電磁譜領(lǐng)域，有寬廣的頻譜帶寬，并有比地面ＦＳＯ更合適的傳輸環(huán)境，可大幅度提高衛(wèi)星通信潛在的容量能力；大大減少衛(wèi)星通信設(shè)備的體積與重量并增加其保密防護(hù)能力 ，有效節(jié)省不必要的地球站多跳衛(wèi)星中繼轉(zhuǎn)接而實(shí)現(xiàn)廣域大跨距ＧＥＯ單跳連接，達(dá)到縮短時延、節(jié)省系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成的重要目的。其基本技術(shù)包括光Ｔｘ／Ｒｘ技術(shù)，相應(yīng)收、發(fā)天線實(shí)際上就是一個光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，天線型式可采用卡塞格倫型反射式天線或透射式天線；光信標(biāo)技術(shù)，以確保信號波束的瞄準(zhǔn)、捕捉與跟蹤；調(diào)制解調(diào)、多址連接及網(wǎng)絡(luò)與信號處理技術(shù)，調(diào)制解調(diào)可有ＩＭ－ＤＤ、組合脈位調(diào)制ＣＰＰＭ、ＤＰＳＫ、ＤＣＰＳＫ、ＣＰＳＫ、ＣＰＭ及ＣＱＡＭ等；光濾波、波分復(fù)用ＷＤＭ技術(shù)；衛(wèi)星軌道面內(nèi)、面間星際光環(huán)網(wǎng)技術(shù);對多址連接而言，自由空間光碼分多址ＳＯ－ＣＤＭＡ技術(shù)很有吸引力，它具有很強(qiáng)的抗背景噪聲的能力、并有利于解決全網(wǎng)同步及支持異步通信與突發(fā)業(yè)務(wù)的能力。
(16) 農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)應(yīng)用的衛(wèi)星通信新技術(shù)
就實(shí)現(xiàn)農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)的普遍服務(wù)而言，人們的一致共識是衛(wèi)星通信毫無疑問作為一種最有用武之地的強(qiáng)勁技術(shù)手段。談到原先LEO/MEO GMPCS的嚴(yán)重失利原因時, 一些人認(rèn)為，衛(wèi)星通信要想取得長足的發(fā)展并占據(jù)信息通信業(yè)界重要地位的時機(jī)，必須要使衛(wèi)星手段真正對農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信發(fā)揮其實(shí)際有效作用時才能達(dá)到。中國的情況尤為明顯，中國農(nóng)村人口占全國人口2/3，涉及全國30多個省、市、自治區(qū)約24萬個行政村的家家戶戶的切身利益，亦涉及縮小東西部的地區(qū)發(fā)展水平差距這一宏偉的戰(zhàn)略目標(biāo)。中國西部地區(qū)涵蓋西北五省區(qū)（新疆、寧夏、青海、陜西、甘肅）和西南五省市區(qū)（四川、重慶、云南、貴州、西藏）以及內(nèi)蒙和廣西自治區(qū)等12個省市，甚至湘西、豫西及鄂西等一部分少數(shù)民族聚居的貧困地區(qū)亦屬此列。由此，中國西部大開發(fā)將涉及全國覆蓋域的70%，而人口則不足30%的廣大稀路由區(qū)域；無疑，解決上述情況下的信息通信事業(yè)的發(fā)展手段，唯有衛(wèi)星通信最為合適。一些成功的VSAT衛(wèi)星通信設(shè)備制造商，例如Gilat公司，其業(yè)務(wù)情況也很典型：2001年初它已占全球交互式VSAT市場份額的51%及農(nóng)村電話VSAT市場分額的79%。在2000年12月，它在墨西哥成功地建立了全國性固定衛(wèi)星電話網(wǎng)，同時亦在2000年8月為我國新疆郵電管理局提供了1050套Gilat Dialaway VSAT終端用于解決新疆邊遠(yuǎn)區(qū)域的公眾電話需求問題。因此，利用衛(wèi)星手段解決我國農(nóng)村通信及西部開發(fā)問題無疑具有誘人的巨大商機(jī)，除Gilat外，美國公司ParaGea Communications在這方面給人們留有深刻的印象。該公司的技術(shù)根底為COMSAT研究所的研究基礎(chǔ)，因?yàn)椴簧俾殕T是來自該研究所。該公司新開發(fā)的TERRA SATTM-Ⅱ農(nóng)村電話VSAT系統(tǒng)集中使用了新的信號處理、先進(jìn)協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，以多路話音為主，同時考慮提供FAX及將來可能需要連接Internet的數(shù)據(jù)應(yīng)用，每一安裝用戶可承受的最低價格。該公司也具有話音壓縮能力達(dá)1：(14-16)的DCME技術(shù)。Terra Sat-Ⅱ系統(tǒng)利用TDM/TDMA星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個網(wǎng)絡(luò)是可擴(kuò)展的，具有設(shè)置8kbit/s-128kbit/s多重TDM/TDMA載波的能力，從而可使操作者及終端用戶能靈活設(shè)置網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)指定網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)流量需求。該網(wǎng)絡(luò)還可改變結(jié)構(gòu)為分布式星型結(jié)構(gòu)，主站設(shè)備可直接通過E1或T1線路連接至PSTN。主站上設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS），與SNMP兼容，可控制所有系統(tǒng)及部件，履行呼叫處理，并容易與現(xiàn)有計費(fèi)平臺集成。每個Terra Sat-II 遠(yuǎn)端站包含一個與用戶友好的室內(nèi)單元（IDU），具有專利型傳真旁路及具有協(xié)議欺騙技術(shù)支持的話帶數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，以便可提供較高的成功率及比市面現(xiàn)有產(chǎn)品更快的對傳真及數(shù)據(jù)呼叫的連接速度。而且此IDU單元結(jié)構(gòu)緊湊，亦為現(xiàn)有業(yè)界所見尺寸較小者。整個系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星形、分布星型式準(zhǔn)網(wǎng)狀型，系統(tǒng)容量＞10000個遠(yuǎn)端站，射頻頻段可為Ku、C或擴(kuò)展C，調(diào)制解調(diào)器收發(fā)工作模式可為連續(xù)型或突發(fā)型，調(diào)制解調(diào)器全部用DSP型收發(fā)技術(shù)，調(diào)制方式為O-QPSK，調(diào)制速率8kbit/s~128kbit/s，調(diào)制解調(diào)器調(diào)諧步長1Hz，中頻頻率遠(yuǎn)端站為L頻段，主站為70MHz，前向糾錯為卷積編碼、Viterbi譯碼。遠(yuǎn)端站話音信道數(shù)為1、4、8路，也可提供數(shù)據(jù)信道；話音速率8kbit/s，滿足G.729長途質(zhì)量要求；回波抵消符合G.165要求；話帶數(shù)據(jù)速率4.8kbit/s（V.32），7.2kbit/s（v.32bis）或9.6kbit/s可選；天線尺寸Ku頻段為0.6m/0.95/1.2m/1.8m，C或擴(kuò)充頻段為1.8m/2.4m；射頻功率Ku頻段為0.5W至2W，C或擴(kuò)充C頻段為2W-5W，射頻單元內(nèi)含PLL及LNB。遠(yuǎn)端站信令為脈沖式/DTMF，或環(huán)路啟動/地面啟動型；主站信令為R2, DTMF, C5型。主站設(shè)備中外向載波數(shù)1--N結(jié)構(gòu)可變；PTT接口E1/T1；回波抵消對每一E1/T1直至128ms，符合G.165/G.168要求；NNS用戶接口中GUI及JAVA為基礎(chǔ)的語言等等。[ 2 ]
當(dāng)然，在此較詳細(xì)地介紹了ParaGea TerraSat-Ⅱ新系統(tǒng)的主要目的是想為價廉物美的農(nóng)村衛(wèi)星通信方案提供一種新系統(tǒng)新設(shè)備進(jìn)展的信息參考，也還有許多農(nóng)村衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的成功示例，包括上述Gilat系統(tǒng)及INTELSAT DAMA VSAT與WLL混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)等。其根本選擇原則仍是先進(jìn)可行的技術(shù)手段、價格便宜為首要考慮的性能/價格比，以及操作簡易，維護(hù)方便與高可靠性與安全可用性。
（17） 全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新技術(shù)
ＷＲＣ－２０００對ＲＮＳＳ的頻率資源擴(kuò)展的支持為全球衛(wèi)星導(dǎo)航業(yè)務(wù)進(jìn)一步發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。對此美國ＧＰＳ系統(tǒng)、俄羅斯Ｇｌｏｎａｓｓ系統(tǒng)及歐洲Ｇａｌｉｌｅｏ系統(tǒng)以及中國在ＧＥＯ北斗衛(wèi)星測定系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)的第二代衛(wèi)星定位系統(tǒng), 包括ＭＥＯ與ＧＥＯ、ＨＥＯ衛(wèi)星星座的聯(lián)合運(yùn)作，均將進(jìn)一步引入一系列衛(wèi)星導(dǎo)航新技術(shù)，以增強(qiáng)其原有系統(tǒng)或新建系統(tǒng)的技術(shù)性能、功能與應(yīng)用能力。這亦將為未來第四代移動通信中的智能交通業(yè)務(wù)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
盡管美國政府宣布取消"有選擇的可用性"（ＳＡ）后，ＧＰＳ提供的精度約為１０米、同步精度可達(dá)５００ｎｓ左右。但是，人們無法保證情況會繼續(xù)如此而不改變，因?yàn)槊绹梢栽谌魏螘r候在不預(yù)先發(fā)出通知的情況下改變有關(guān)條件。美國國防部亦無意放棄其對ＧＰＳ的獨(dú)家控制，并于２０００年末開始了其第三代系統(tǒng)ＧＰＳ－ＩＩＩ的研究工作，一些消息透露，美國ＧＰＳ－ＩＩＩ系統(tǒng)不僅采用點(diǎn)波束信號以加強(qiáng)照射功率，而且將全面更新２４顆ＭＥＯ星座的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，采用全新的ＨＥＯ＋ＧＥＯ的３３顆衛(wèi)星星座結(jié)構(gòu)，已由波音及洛克希德-馬丁公司于２０００年１１月開始了概念探索研究，包括新型軌道、衛(wèi)星設(shè)計、發(fā)射、測控及管理技術(shù)。美國國防部希望ＧＰＳ－ＩＩＩ衛(wèi)星在軌壽命能更長，并希望星上原子鐘精度由目前的±８０ｎｓ提高至±2 0ｎｓ。之所以要改變星座結(jié)構(gòu)，據(jù)稱主要是國防部對民間可全部應(yīng)用ＧＰＳ系統(tǒng)不滿意，認(rèn)為這會限制軍方的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)選擇，而且對麻煩地區(qū)實(shí)施拒用ＧＰＳ系統(tǒng)亦屬不方便，大量民用，技術(shù)上亦不利軍方加密保安等等。盡管系統(tǒng)管理方面還稱要由現(xiàn)今的軍隊(duì)完全擁有和控制狀態(tài)，轉(zhuǎn)入一種民／軍聯(lián)合結(jié)構(gòu)或者全民方面的選擇。但工業(yè)界觀察家懷疑其可行性，因?yàn)檐�、民共用，其保密要求，２０３０年前，軍碼導(dǎo)航系統(tǒng)決不會向民間提供使用。估計此ＧＰＳ－ＩＩＩ相關(guān)的Ｂｌｏｃｋ－ＩＩＩ首次發(fā)射將在２００９年，而在２０１５～２０２０年間實(shí)現(xiàn)全部衛(wèi)星在軌運(yùn)行，全運(yùn)行后可提供約２５年的在軌壽命。
顯然，Galileo系統(tǒng)的獨(dú)立開發(fā)是出于保護(hù)歐洲集團(tuán)自身戰(zhàn)略利益的考慮，認(rèn)為沒有Ｇａｌｉｌｅｏ系統(tǒng)即無法保證在歐洲安全有效地為老百姓提供交通運(yùn)輸及通信、導(dǎo)航等領(lǐng)域的最基本功能，更不要說國防需要。無疑，國防需求正成為衛(wèi)星定位的消費(fèi)大戶已不言自明。所以Galileo系統(tǒng)計劃將由３０顆ＭＥＯ衛(wèi)星組成系統(tǒng)星座覆蓋全球，其中一個主要挑戰(zhàn)為時間標(biāo)準(zhǔn)及時間同步。Ｇａｌｉｌｅｏ采用星載超穩(wěn)銣主時鐘，但由地上銫時鐘對其更新，軌道計算將在地上進(jìn)行。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是將整體復(fù)雜性分配至星、地結(jié)構(gòu)雙方，從而使系統(tǒng)大為簡化，并有較靈便的性能增強(qiáng)活力。Ｇａｌｉｌｅｏ系統(tǒng)的第一顆衛(wèi)星計劃于２００４年發(fā)射，整個系統(tǒng)于２００８年投入運(yùn)行。其業(yè)務(wù)性能標(biāo)準(zhǔn)定位精度橫／縱向分別可達(dá)４／８ｍ、定時精度為３０～５０ｎｓ，２０年間可用性可達(dá)９９. ５０％，高精度場合在保證上述同樣可用性精度前提下可使其橫／縱向定位精度高達(dá)０.１ｍ。同現(xiàn)有ＧＰＳ系統(tǒng)比較有明顯提高。從而，Ｇａｌｉｌｅｏ系統(tǒng)從國防戰(zhàn)略上可從２００８年開始使歐洲擺脫對ＧＰＳ的依賴；從政治與市場角度講，如同空中客車與波音的關(guān)系那樣，提供了另一種權(quán)力平衡的選擇；再有，從經(jīng)濟(jì)層面看，它將帶來諸多增值應(yīng)用，給歐洲及全球經(jīng)濟(jì)增長帶來活力。
歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)推進(jìn)的另一個現(xiàn)實(shí)舉措為"歐洲靜止導(dǎo)航疊加系統(tǒng)"（ＥＧＮＯＳ）的區(qū)域衛(wèi)星定位擴(kuò)充系統(tǒng)，它充分兼容利用ＧＰＳ及Ｇｌｏｎａｓｓ的既有系統(tǒng)能力，再加上三顆ＧＥＯ衛(wèi)星（Ｉｎｍａｒｓａｔ�。粒希遥拧ⅲ桑睿恚幔颍螅幔簟�、ＩＯＲ及Ａｒｔｅｍｉｓ）進(jìn)行擴(kuò)充處理信息在全歐洲發(fā)布。以滿足要求極高的民航、水上、陸路交通所需的性能要求。對ＲＮＰ（所需導(dǎo)航性能）類別ＡＰＶＩＩ即可使其橫／縱向定位精度提高至１６／７. 7ｍ，進(jìn)一步對ＣＡＴ１可提高到１６／４ｍ，可用性亦可由ＧＰＳ的８３. ９２～９９. ８５％提高至９９. ００～９９. ９９％。
(18) 超大衛(wèi)星及超小衛(wèi)星的技術(shù)挑戰(zhàn)
在建造大衛(wèi)星甚至超大衛(wèi)星（Megabirds）或是較小衛(wèi)星哪一種更好這一點(diǎn)上，將是一個永恒爭議的課題，因?yàn)樗c市場需求、火箭能力與價格、發(fā)射保險、以及投資風(fēng)險等一系列不確定的綜合因素相關(guān)聯(lián)。但是, 有一點(diǎn)是肯定的，就衛(wèi)星制造價格降低而言，"批量生產(chǎn)"及"平臺標(biāo)準(zhǔn)化"是兩個最重要解決途徑[ 5 ] ; 而且，超大衛(wèi)星及超小衛(wèi)星這兩極，在一定意義上，無論從市場及技術(shù)的潛在戰(zhàn)略價值來看均有其獨(dú)特的重要性與挑戰(zhàn)性。
雖然，ＬＥＯ／ＭＥＯ／ＧＥＯ／ＨＥＯ衛(wèi)星的大小之分可由多種角度予以定義，但較多亦較易理介是從重量入手進(jìn)行定義，其界面常�。保埃埃埃耄缫陨辖y(tǒng)稱為大衛(wèi)星（Ｌａｒｇｅ�。樱幔簦澹欤欤椋簦澹�，以下統(tǒng)稱為小衛(wèi)星（Ｓｍａｌｌ�。樱幔簦澹欤欤椋簦澹�。小衛(wèi)星又可細(xì)分為下述六類：≥５００～≤１０００ｋｇ間的稱為小衛(wèi)星（Ｓｍａｌｌｓａｔ）、１００ ～5 ００ｋｇ間的稱為更小衛(wèi)星（Ｍｉｎｉｓａｔ）、１0～１００ｋｇ間的稱為微衛(wèi)星（Ｍｉｃｒｏｓａｔ）、1 ～１0 ｋｇ間的稱為納衛(wèi)星（Nａｎｏｓａｔ）、0.1 ～１ｋｇ間的稱為皮衛(wèi)星（Pｉｃｏｓａｔ）、＜0.1 k g 的稱為飛衛(wèi)星( Ｆｅｍｔｏｓａｔ)。
實(shí)用的一個超大衛(wèi)星示例為Ａｌｃａｔｅｌ公司宇航部制造的Ａｓｔｒａ １Ｋ衛(wèi)星，它是世界上迄今為止最大的通信衛(wèi)星。其建造目的是為執(zhí)行總部設(shè)在盧森堡的目前具有最多獨(dú)資(Astra Sat 13顆, Americom Sat 12顆, Columbia Sat 4顆)或合資( AsiaSat 3顆, Americom Asia Sat 1顆, NSAB Sat 3顆, Star One Sat 5顆, NahuelSat 1顆)衛(wèi)星總數(shù)達(dá)(42顆)的電信運(yùn)營商歐洲衛(wèi)星公司（ＳＥＳ）的三項(xiàng)艱巨任務(wù)：
·以前所未有的容量能力替代以前發(fā)射的３顆Ａｓｔｒａ在軌衛(wèi)星和充當(dāng)４顆Ａｓｔｒａ在軌衛(wèi)星的備份；
·擴(kuò)展地理覆蓋域，其方法為利用兩個波束的頻率復(fù)用，一個波束覆蓋整個歐洲大陸，包括中歐、東歐及獨(dú)聯(lián)體ＣＩＳ，另一個波束覆蓋伊比利安半島，每一波束最多能同時支持２４個轉(zhuǎn)發(fā)器；
·使用Ｋａ頻段增加ＳＥＳ Ａｓｔｒａ的回程信道系統(tǒng)(ARCS)，它是繼Ａｓｔｒａ１Ｈ衛(wèi)星后第二顆攜帶Ｋａ頻段有效負(fù)荷來開通不對稱雙向通信的衛(wèi)星系統(tǒng)，除了作為Ａｓｔｒａ１Ｈ衛(wèi)星Ｋａ頻段有效負(fù)荷的備份外，還擴(kuò)展了ＡＲＣＳ的覆蓋范圍，與中、東歐和ＣＩＳ歐洲部分Ｋｕ頻段覆蓋范圍相重疊，而且其上行鏈路波束帶寬可從０～４８０MHz以４０ＭＨｚ為間隔靈活分配，以適應(yīng)不斷變化的市場需求。Astra 1K衛(wèi)星使用了目前最大的ＳｐａｃｅｂｕｓＴＭ３０００Ｂ平臺，提供最先進(jìn)的衛(wèi)星通信技術(shù)，功率大、通用性強(qiáng)及安全性高、壽命長、指向精度高，可使此衛(wèi)星在"直播到戶"的ＤＴＨ業(yè)務(wù)的接收方面比競爭對手勝出一籌，并為基于衛(wèi)星的多媒體應(yīng)用業(yè)務(wù)走出了新的路子。由于強(qiáng)勁的平臺支撐能力及多重頻率復(fù)用，整個衛(wèi)星的轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)高達(dá)１４４個。衛(wèi)星的重量５２５０公斤；衛(wèi)星太陽能電池總功率高達(dá)２０kＷ，即使衛(wèi)星使用結(jié)束時亦可達(dá)１３kＷ；衛(wèi)星壽命１３至１９年；衛(wèi)星本體高度７. ６米，總的衛(wèi)星載荷最大重量６８０公斤；１１０Ｗ星上Ｋｕ頻段行波管總數(shù)５８個；下行鏈路能力１１２個信道；星上射頻波導(dǎo)管總數(shù)>１０００個；星上可容納裝備10個不同天線；衛(wèi)星發(fā)射火箭必須用推力最大的Ｐｒｏｔｏｎｄ１ｅ。由這些數(shù)據(jù)即可理解此類超大衛(wèi)星的龐大程度與超凡能力。
另一極超小衛(wèi)星示例為納衛(wèi)星。納衛(wèi)星基于納米技術(shù)(Nano technology)，其基本思想可追溯到諾貝爾獎得主Ｒ.Ｐ.Ｆｅｙｎｍａｎ在１９５９年一次演講中表述的一種設(shè)想："如果有一天可以按人的意志安排一個個原子，將會產(chǎn)生怎樣的奇跡呢？"確實(shí)這一奇跡在納米技術(shù)中得到了體現(xiàn)。納米技術(shù)是上世紀(jì)８０年代興起的一門新技術(shù)，它所研究的對象是介于宏觀與微觀之間的介觀（Ｍｅｓｏｓｃｏｐｅ）世界物質(zhì)，稱為納米體系。納米體系通常在１～１００ｎｍ（１ｎｍ＝１０－９ｍ）尺度內(nèi)，物質(zhì)世界在這個尺度上可能表現(xiàn)出異乎尋常的特性。例如，原本的良導(dǎo)體可能成了絕緣體；原本的Ｐ型半導(dǎo)體可能成了Ｎ型半導(dǎo)體等等。
納衛(wèi)星及微納航天器實(shí)際上是由微型器件與納米器件構(gòu)成的系統(tǒng)級應(yīng)用。微型衛(wèi)星定義為所有衛(wèi)星系統(tǒng)及子系統(tǒng)都全面體現(xiàn)微型制造技術(shù)，并可實(shí)現(xiàn)一種實(shí)用功能，其重量為≤１０～１００ｇ，納衛(wèi)星即是一種其尺寸減小到接近最低限度的微型衛(wèi)星，其重量為１～１０ｇ，其功能有賴于一種分布式星座結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。它是一種以近年來發(fā)展起來的微型機(jī)電一體化系統(tǒng)（ＭＥＭＳ）和由多個ＭＥＭＳ組成的專用集成微型裝置（ＡＳＩＭ）為基礎(chǔ)的全新概念衛(wèi)星，從而其重量可降至１０ｇ以下。納衛(wèi)星系統(tǒng)對靈活的應(yīng)急通信、偵察和星座組網(wǎng)方面有其極大的潛在優(yōu)勢。由于其重量輕，可不用高成本運(yùn)載工具發(fā)射，分布式星座結(jié)構(gòu)可多次發(fā)射、并易修復(fù)替補(bǔ)，從而大大降低此系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)損失和失敗風(fēng)險，其生存能力及可靠性亦很高。同時，納衛(wèi)星研制毋需大型設(shè)施支撐，可分散于大學(xué)、研究所的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，從而整體上均有利于降低研發(fā)費(fèi)用及成本。在具體應(yīng)用前景方面，美國宇航局ＮＡＳＡ的研究報告指出，在太陽同步軌道的１８個等間隔的軌道面上各自等間隔地以一定方式分布排列功能不同的３６顆納衛(wèi)星，共計６４８顆衛(wèi)星組成其分布式衛(wèi)星系統(tǒng)，就能保證在任何時刻覆蓋地球上的任意一點(diǎn)。報告還稱，1 000顆１Ｗ左右的低功率納衛(wèi)星設(shè)置在不同軌道上可構(gòu)成一個相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)，能產(chǎn)生有很強(qiáng)方向性的１ｋＷ左右的強(qiáng)射頻射束。當(dāng)然，應(yīng)該指出，納衛(wèi)星系統(tǒng)的分布式星座結(jié)構(gòu)增加了系統(tǒng)復(fù)雜性，對不同納衛(wèi)星間的連接、數(shù)據(jù)傳送及系統(tǒng)功能協(xié)調(diào)與網(wǎng)絡(luò)管理等均將面臨更高的技術(shù)要求與更新的挑戰(zhàn)。
2 應(yīng)用機(jī)遇及發(fā)展策略考慮
2.1 在中國的應(yīng)用機(jī)遇
應(yīng)用機(jī)遇是明顯的、并已初露頭角；下述幾項(xiàng)則是特別重要，盡管目前尚未實(shí)現(xiàn)，需要科技工作者全力以赴努力研發(fā)：
·衛(wèi)星ＢＳＳ（ＤＢＳ，ＤＡＢ，ＤＴＨ）及ＤＶＢ－ＩＰ視頻應(yīng)用，包括家用及個人應(yīng)用；
·寬帶衛(wèi)星無線接入及寬帶衛(wèi)星固定／可搬移－游牧式半移動／移動通信，可用于各類業(yè)界、部門，包括個人應(yīng)用；
·遠(yuǎn)程教學(xué)應(yīng)用；中國是利用ＩＮＴＥＬＳＡＴ衛(wèi)星建成世界上第一個最大的衛(wèi)星遠(yuǎn)程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)的國家，現(xiàn)今利用先進(jìn)的ＩＰ平臺為基礎(chǔ)的多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)亦取得了重要進(jìn)展，并具有良好的節(jié)目規(guī)劃及應(yīng)用前景。
·衛(wèi)星遙感及氣象預(yù)報，包括衛(wèi)星數(shù)據(jù)廣播及衛(wèi)星電話／視頻會議；
·衛(wèi)星導(dǎo)航及包括聯(lián)合運(yùn)用ＧＩＳ和地面移動通信網(wǎng)絡(luò)支持的全球定位與衛(wèi)星無線電測定；
·衛(wèi)星農(nóng)村通信。特別是對中國的（中）西部開發(fā)及邊遠(yuǎn)稀路由通信有巨大潛在市場前景；
·衛(wèi)星對特種事件的重要支持能力，衛(wèi)星的災(zāi)難援救和環(huán)境污染控制作用，包括諸如衛(wèi)星對航空、海事及探險等獨(dú)特三維覆蓋應(yīng)用能力；
·衛(wèi)星的科學(xué)研究及空間研究；
·衛(wèi)星發(fā)射、保險業(yè)務(wù)為兩大產(chǎn)業(yè)；衛(wèi)星空間段及地面段設(shè)備制造技術(shù)方面，中國目前基礎(chǔ)尚差，但占有衛(wèi)星業(yè)界的巨大市場份額；
·衛(wèi)星軍事應(yīng)用大有可為，美國對此就特別重視，為維持其超級大國地位，它建設(shè)了世界上最先進(jìn)及最龐大的國防衛(wèi)星系統(tǒng)，包括其ＧＰＳ及銥系統(tǒng)的聯(lián)合運(yùn)用。
總之，衛(wèi)星通信的應(yīng)用范圍極其廣泛，從公網(wǎng)至專網(wǎng)，從天上至地面，從海洋深處, 至大漠腹地, 直至高山之巔，遍及每個角落及各行各業(yè)，諸如銀行、保險、證券、期貨、石化、水利、電力、煤炭、鐵路、交通、通信、民航、航天、天文、煙草、氣象、地震、工礦、農(nóng)林、教育、科研、衛(wèi)生、環(huán)保、新聞、經(jīng)貿(mào)、計委、公安、安全、國防，…… 等等，乃至家庭與個人，幾乎無所不及。
2.2 相關(guān)發(fā)展策略考慮
（1）加強(qiáng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃
上述衛(wèi)星新技術(shù)、新業(yè)務(wù)發(fā)展?fàn)顩r及頻譜資源規(guī)劃與應(yīng)用前景充分顯示：作為一個在全球社會中具有舉足輕重的我國，應(yīng)充分重視發(fā)展衛(wèi)星業(yè)務(wù)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略重要性，對此，首先是信息產(chǎn)業(yè)部綜合規(guī)劃部門，要聯(lián)手部內(nèi)外相關(guān)部門，制訂、落實(shí)有效的我國衛(wèi)星業(yè)務(wù)、應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，包括寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)，直播衛(wèi)星業(yè)務(wù)、GPS衛(wèi)星增值業(yè)務(wù)、衛(wèi)星移動通信業(yè)務(wù)及與商用衛(wèi)星運(yùn)營緊密聯(lián)手的國防衛(wèi)星業(yè)務(wù)，以及其它各行各業(yè)運(yùn)用的各類衛(wèi)星應(yīng)用業(yè)務(wù)的發(fā)展規(guī)劃，以有效利用我國有限的軌道/頻譜資源，及時適應(yīng)進(jìn)入WTO后的國內(nèi)外環(huán)境運(yùn)行形勢需求等等。
（2）捍衛(wèi)ＷＲＣ－２０００大會上我國取得的權(quán)益及成果，積極迎接新一屆ＣＰＭ會議及ＷＲＣ－２００３的到來
應(yīng)充分珍惜與利用ＷＲＣ－２０００大會取得來之不易的ＢＳＳ衛(wèi)星軌道／頻譜規(guī)劃及ＲＮＳＳ頻譜資源擴(kuò)展等重要成果，以積極務(wù)實(shí)態(tài)度加速推進(jìn)中國的ＢＳＳ（ＤＢＳ，ＤＡＢ，ＤＴＨ）及ＤＶＢ－ＩＰ工作，妥善處理好意識形態(tài)規(guī)則政策要求、安全保障具體策略與技術(shù)保障措施支撐, 視頻消費(fèi)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、航天、火箭發(fā)射產(chǎn)業(yè)聯(lián)手發(fā)展等綜合得益平衡，加速我國ＧＥＯ／ＬＥＯ等多層星座ＧＰＳ綜合平臺及其普遍應(yīng)用的開發(fā)，包括積極展開互利多贏的國際合作在內(nèi)，充分產(chǎn)生ＧＰＳ的產(chǎn)業(yè)增值效益, 并真正加固衛(wèi)星系統(tǒng)對我國國防事業(yè)的實(shí)際支持作用，從而以積極務(wù)實(shí)的姿態(tài)迎接新一屆ＣＰＭ及ＷＲＣ-２００3 會議的到來。
（3）加強(qiáng)規(guī)模實(shí)力是衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展與競爭的基礎(chǔ)
從全球情況看, 一方面，六個最大的西方衛(wèi)星操作者大約控制著全球衛(wèi)星運(yùn)營的50%以上的份額；而衛(wèi)星制造業(yè)中，西方五大制造商Boeing、Lockheed Martin、SS/Lora Alcatel、Astrium占全球份額的85%，預(yù)計今后幾年內(nèi)上述份額還將升遷，預(yù)計此五家份額將增至95%左右，其余僅占5%。
另一方面，就VSAT及寬帶衛(wèi)星業(yè)務(wù)經(jīng)營來看，加強(qiáng)其規(guī)模實(shí)力尤為重要。就美國情況而言，較大規(guī)模的VSAT網(wǎng)絡(luò)用戶均達(dá)5-6萬有余，這與我國三四十家VSAT運(yùn)營商的很多網(wǎng)絡(luò)規(guī)模均在3000以下用戶, 甚至不少只有數(shù)百戶相比，顯然極為可悲，這樣既不利于構(gòu)成用戶成本的降低，亦浪費(fèi)軌道/頻譜資源。
因此，以中國衛(wèi)星通信集團(tuán)公司借進(jìn)一步深化改革開放為契機(jī)，盡快加速我國衛(wèi)星運(yùn)營商的規(guī)模實(shí)力與必要的國際合作進(jìn)程，以便適應(yīng)嚴(yán)峻的國際、國內(nèi)競爭環(huán)境，為發(fā)展我國衛(wèi)星通信事業(yè)作出貢獻(xiàn)。商用衛(wèi)星制造及火箭發(fā)射技術(shù)亦必須走加強(qiáng)國內(nèi)外合作、增強(qiáng)規(guī)�；瘜�(shí)力發(fā)展這一唯一途徑。
�。�4）正確處理好市場驅(qū)動與技術(shù)驅(qū)動的基本關(guān)系，充分重視衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展中技術(shù)驅(qū)動的重要作用
以Iridium為代表的ＧＭＰＣＳ系統(tǒng)的失利及i-Mode的成功表明，正確處理好市場驅(qū)動與技術(shù)驅(qū)動的基本關(guān)系是關(guān)鍵。因此在積極開發(fā)新技術(shù)的同時，必須首先著力研究其市場走向，把握其走勢，并能適時地切入與占領(lǐng)市場。雖然一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)往往會造就一代新產(chǎn)品，推動市場進(jìn)一步發(fā)展，但新技術(shù)有無生命力，歸根結(jié)蒂必須要有其市場定位，并接受市場檢驗(yàn)。在把握好這一基本關(guān)系前提下，考慮到衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)是濃縮高技術(shù)于一體的新產(chǎn)業(yè)，尤其要重視并利用各類對頻譜/軌道有效利用及衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生更新?lián)Q代、舉一反三作用的新技術(shù)。緊密剪材好市場需求，真正形成滿足某種市場應(yīng)用的 "殺手锏" 技術(shù)，是處在復(fù)雜、嚴(yán)峻競爭環(huán)境中的制勝法寶，在滿足基本性能要求前提下，實(shí)現(xiàn)智能化、自適應(yīng)化，維護(hù)及使用操作簡便，系統(tǒng)價格便宜將成為市場競爭的第一驅(qū)動力。
�。�5）具體規(guī)劃與落實(shí)好西部大開發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用
從實(shí)現(xiàn)農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)的普遍服務(wù)而言，人們的一致共識是衛(wèi)星通信毫無疑問為一種最有用武之地的一種技術(shù)手段，從專家、運(yùn)營制造商、高級決策人員及政府部門相應(yīng)管理官員云集的國際衛(wèi)星大會上，談到LEO/MEO GMPCS的嚴(yán)重失利后衛(wèi)星業(yè)界如何再有效地發(fā)展時認(rèn)為：衛(wèi)星通信要想真正取得長足的發(fā)展、并占據(jù)信息通信業(yè)界重要地位的時機(jī)，必須要使衛(wèi)星手段真正對農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信能發(fā)揮其實(shí)際有效作用及充分利用好衛(wèi)星系統(tǒng)獨(dú)特的廣域大面積無縫隙覆蓋與強(qiáng)有力的廣播、多播能力時才能達(dá)到。西部大開發(fā)是我國面向21世紀(jì)的重大戰(zhàn)略決策，對縮小我國東西部差距，增強(qiáng)我國新世紀(jì)的綜合國力，開發(fā)擴(kuò)展國內(nèi)市場需求與資源利用均有極為重要的現(xiàn)實(shí)意義與長遠(yuǎn)戰(zhàn)略意義。西部大開發(fā)涉及我國70%以上地域分布十二個省、市、自治區(qū)及較貧困的邊陲少數(shù)民族區(qū)域，是解決"村村通電話"、"村村通廣播電視"最困難的部分，用衛(wèi)星通信這一有效手段解決了西部大開發(fā)通信問題，也就實(shí)質(zhì)上解決了我國的農(nóng)村通信問題與普遍服務(wù)問題。此外，要解決西部大開發(fā)的科技、教育、信息平臺先行，寬帶衛(wèi)星通信依然是一種重要手段。而且就資源調(diào)查與宏觀科學(xué)決策而言，衛(wèi)星遙感（RSS）、衛(wèi)星定位（GPS）以及衛(wèi)星電子地圖與地理信息系統(tǒng)（GIS）這"3S"技術(shù)均離不開衛(wèi)星技術(shù)。因此，從普遍服務(wù)基金至西部大開發(fā)政策傾斜等如何具體規(guī)劃與落實(shí)好西部大開發(fā)的衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展與應(yīng)用確屬搞好西部大開發(fā)的當(dāng)務(wù)之急，我們均應(yīng)該為此貢獻(xiàn)自己的聰明才智。
（6） 加強(qiáng)與地面系統(tǒng)緊密有機(jī)綜合的衛(wèi)星領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作及軌道/頻譜規(guī)劃、干擾協(xié)調(diào)的研究與捍衛(wèi)國家權(quán)益的規(guī)則政策工作，
加強(qiáng)與地面系統(tǒng)緊密有機(jī)綜合的衛(wèi)星領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化工作的研究十分重要。衛(wèi)星通信的基本定位必然是地面系統(tǒng)的有效支持、補(bǔ)充與延伸，特別是應(yīng)充分利用其廣播、多播能力，廣域連接優(yōu)勢及對距離因素不敏感，對地面通信系統(tǒng)未能覆蓋延伸的區(qū)域，特別是邊遠(yuǎn)區(qū)域及山區(qū)、海島等特種地形、地域，發(fā)揮其有效的互補(bǔ)、支撐作用。因此衛(wèi)星通信系統(tǒng)必須與地面通信系統(tǒng)進(jìn)行緊密有機(jī)的集成綜合。從行政與公共關(guān)系及財務(wù)角度看，衛(wèi)星通信系統(tǒng)操作者與地面運(yùn)營商及直接、間接用戶間應(yīng)建立實(shí)質(zhì)性的互利、有效的合作伙伴關(guān)系，甚至逐步走向一體化，以便構(gòu)成一種真正綜合性能/價格比優(yōu)良的三維立體網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)施衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)對地面網(wǎng)絡(luò)受意外事故中斷時的有效大容量備份與援救支持。從標(biāo)準(zhǔn)化角度看，應(yīng)該統(tǒng)一并開放系統(tǒng)接口、協(xié)議的全球標(biāo)準(zhǔn)，包括多模終端的有效集成。從技術(shù)層面看，這種綜合可作層次化安排，一般可分五個等級加以考慮，即：地域綜合；業(yè)務(wù)綜合；網(wǎng)絡(luò)綜合；設(shè)備綜合；系統(tǒng)綜合。上述各種綜合等級可考慮處于獨(dú)立共存或全部綜合之間，而且，隨著此綜合等級的遞增，可認(rèn)為每一等級包容著前一低等級的基本特征。
發(fā)展國內(nèi)/國際衛(wèi)星系統(tǒng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用，包括搞好西部大開發(fā)，加強(qiáng)衛(wèi)星軌道/頻譜資源的規(guī)劃與管理是必須先行的工作。而且目前在國際社會中劇烈爭奪軌道/頻譜資源已為眾所周知，這涉及每一個國家的切身利益。在歷屆WRC大會上出現(xiàn)的情況即為明證：包括WRC－2000大會上，對IMT-2000地面及衛(wèi)星部分的附加頻譜劃分；對廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)1、3區(qū)重新規(guī)劃，對LMDS、HDFS、HAPS等高密度大容量無線接入頻率劃分；對新一代SS/GPS/RDSS的頻段擴(kuò)展均展開了的劇烈交鋒均為明顯示例。因此，在這一嚴(yán)峻的國內(nèi)外市場競爭格局及國家利益密切相關(guān)的環(huán)境中，必須切實(shí)加強(qiáng)與加速我國衛(wèi)星軌道/頻譜規(guī)劃及LEO/MEO/GEO衛(wèi)星系統(tǒng)間及其與地面系統(tǒng)間的干擾協(xié)調(diào)與臺站管理的研究工作，研究頻率范圍亦應(yīng)由原先的30GHz左右擴(kuò)展至100GHz左右，加強(qiáng)適應(yīng)加入ＷＴＯ后的全球電信新環(huán)境下的規(guī)則政策研究，包括全球混合網(wǎng)環(huán)境下國家頻譜/軌道資源與主權(quán)利益保護(hù)的策略、政策與法規(guī)的研究，以及全球混合網(wǎng)環(huán)境下基于經(jīng)濟(jì)評估的頻譜資源費(fèi)用的攤分與計算的研究，以及在全球混合網(wǎng)環(huán)境下對紙面衛(wèi)星（Paper Satellite）進(jìn)行控制的規(guī)則與協(xié)議及現(xiàn)實(shí)處理辦法的研究。而且還應(yīng)適應(yīng)衛(wèi)星系統(tǒng)與地面系統(tǒng)緊密綜合及多重頻率共用與多頻段、多模式網(wǎng)絡(luò)多層平臺綜合運(yùn)行環(huán)境前提下加強(qiáng)包括ＭＳＳ在內(nèi)的衛(wèi)星系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化研究工作及支撐現(xiàn)代無線電管理的優(yōu)化全國無線電管理信息系統(tǒng)與監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)工作，其相應(yīng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)具備多維結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)行界面視頻圖示由多維電子地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐，并力爭能對多維、多參數(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行局部、準(zhǔn)全局乃至全局頻譜/軌道有效利用的優(yōu)化處理及智能化、自適應(yīng)化的現(xiàn)代化無線資源管理。充分、有效、合理地利用"十五"規(guī)劃中我國用于無線電管理建設(shè)方面的70億元左右的投資，加速相應(yīng)無線電管理與技術(shù)支撐基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作，使我國無線電管理與無線電監(jiān)測盡早與國際水平接軌，并盡快步入國際先進(jìn)行列。
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