用于衛(wèi)星通信設(shè)計(jì)的寬帶通道模擬器

如今，現(xiàn)代衛(wèi)星通信系統(tǒng)面臨了諸多挑戰(zhàn)。主要是：

1．通信帶寬增大，容量增加
　　
在衛(wèi)星通信中，數(shù)據(jù)傳輸速率是性能的重要指標(biāo)。近期的研究發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星的平均功耗增加了350%，設(shè)計(jì)壽命從10年增加到近14年，衛(wèi)星的外形和復(fù)雜度也增加了2到5倍。Shin公司的新一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)衛(wèi)星iPSTAR總?cè)萘窟_(dá)到了40Gbps，據(jù)稱是現(xiàn)有衛(wèi)星容量的40倍。美國(guó)休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司的SPACEWAY每個(gè)點(diǎn)波束的下行鏈路數(shù)據(jù)速率為800Mbps?，F(xiàn)代信息技術(shù)需要更寬的衛(wèi)星傳輸帶寬。
　　
2．根據(jù)環(huán)境因素和設(shè)計(jì)目標(biāo)，更嚴(yán)格地控制設(shè)計(jì)余度

當(dāng)今正在開(kāi)發(fā)的先進(jìn)寬帶通信衛(wèi)星的設(shè)計(jì)、制造和部署成本都較高。衛(wèi)星設(shè)計(jì)者盡量增加衛(wèi)星的有效載荷能力，以便在投入使用之后能夠最大限度地獲取利潤(rùn)。

這對(duì)于設(shè)計(jì)衛(wèi)星的工程師來(lái)說(shuō)，意味著：因?yàn)橄冗M(jìn)的通信衛(wèi)星要求最大限度地增加數(shù)據(jù)速率和容量，所以留給設(shè)計(jì)者的誤差余度很小。如果未能分析或者考慮到任何相關(guān)參數(shù)或者真實(shí)效應(yīng)，都可能導(dǎo)致設(shè)備性能下降，從而減少收益。與此相反的情況是設(shè)計(jì)過(guò)于縝密，亦即因?yàn)榭紤]了所有未知因素或者按照最差情況來(lái)設(shè)計(jì)而導(dǎo)致參數(shù)余度過(guò)大，從而增加了不必要的成本、部件、重量和復(fù)雜度。

3．衛(wèi)星通信質(zhì)量的影響因素

圖1給出了傳統(tǒng)“彎管”式衛(wèi)星下行鏈路的整體示意圖，其中包括了主要的部件。衛(wèi)星部分只顯示了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器圖像。實(shí)際上，一個(gè)衛(wèi)星可能帶有30到50個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。

圖1 ：“彎管”式衛(wèi)星下行鏈路示意圖