如今，微信和文章里的視頻可以隨意看，這個過程就是中國移動通信技術(shù)的成長之路。從90年代的1G技術(shù)、本世紀(jì)初的2G技術(shù)、2010年前后的3G技術(shù)，一直到現(xiàn)在的4G技術(shù)，中國作為主要技術(shù)牽頭者的5G技術(shù)也呼之欲出。WiFi的出現(xiàn)，更是讓無線網(wǎng)和有線網(wǎng)完美對接起來。
說到這里，大家可能不禁想一個問題：移動通信技術(shù)都那么厲害了，它咋不上天呢？生活中只要一上了飛機，大家就被要求關(guān)掉手機，到了天上啥信號都沒有；一上高鐵，有信號就不錯了，網(wǎng)上“沖浪”基本奢望。
其實，飛機起飛前后是可以使用基站的，但因為飛機要與指揮臺通信，電話可能干擾飛機信號，所以基站通信被禁用，手機都要關(guān)機。
然而到了飛機飛行的高度，大概是7000-12000米，顯然就沒有基站了。北美有往天上“廣播”的基站可以服務(wù)于手機，可是這個網(wǎng)絡(luò)需要大量地面基站的建設(shè)，且基本只能覆蓋國內(nèi)部分的航線，飛出國境外也無能為力，總體性價比并不高。
而且即使是最新的移動通信技術(shù)，在鏈接超過150公里/小時的終端時就會不穩(wěn)，對于運動速度動輒超過300公里/小時的高鐵而言，速度和質(zhì)量更是無法保證，而飛機更是一個小時800公里都飛出去了。
為了解決問題，科學(xué)家們拿著基站找到了航天工程(603698,股吧)師。普通的基站顯然是不行的，這時就要靠通信衛(wèi)星了。
事實上，1957年人類發(fā)射的首顆衛(wèi)星Sputnik1就是一個單向通信衛(wèi)星：它以固定工作頻率向地面發(fā)射無線電信號（我國首顆衛(wèi)星東方紅一號也是同樣道理）。
但僅在一年后，美國就發(fā)射了擁有信號中繼功能的SCORE衛(wèi)星，已然能實現(xiàn)信號中繼傳遞。
1960年，美國還發(fā)射了一個奇葩的氣球衛(wèi)星Echo 1，轉(zhuǎn)發(fā)地面信號。它就像一個巨大的鏡子，用來反射信號。
直到今天，人類已經(jīng)發(fā)射了2000多顆通信衛(wèi)星，它們分布在由低到高的不同軌道上。其中的大部分衛(wèi)星停留在距離赤道正上空35786千米的高空上，在這里，衛(wèi)星的運動周期恰好和地球自轉(zhuǎn)完全同步，相當(dāng)于從地面看“靜止”在那里，用來實現(xiàn)信號通訊再合適不過。
而由于站得高看得遠(yuǎn)，基本上三顆隔120度分布的地球靜止通信衛(wèi)星就可以實現(xiàn)全球通訊。
通信衛(wèi)星已然發(fā)揮出了巨大作用，最典型的就是不受天氣、地理和信號基站限制的衛(wèi)星電話，在人跡罕至的海洋、山區(qū)和極地地區(qū)有著不可替代的作用，在被災(zāi)害破壞的地區(qū)也能快速恢復(fù)通訊鏈接。
隨著科技進(jìn)步，新一代高通量通信衛(wèi)星（HTS，High Throughput Satellite）進(jìn)入眼簾。按照定義，高通量的名字體現(xiàn)在它比起傳統(tǒng)通信衛(wèi)星信號通量（1 Gbit/s級別）多2倍以上，但實際上這個倍數(shù)普遍超過20倍，目前世界最先進(jìn)的ViaSat-1衛(wèi)星已經(jīng)達(dá)到了140 Gbit/s級別通量。
這種巨大的進(jìn)步是因為這種衛(wèi)星比起傳統(tǒng)通信衛(wèi)星，有幾個重大改進(jìn)：
信號頻段更好 傳統(tǒng)通信衛(wèi)星普遍使用4-8GHz的C波段，頻率較低且太過擁擠。而高通量通信衛(wèi)星則廣泛使用更高頻率的Ku波段（12-18GHz）和Ka波段（27-40GHz），同樣的天線能發(fā)射的信號強度顯著提升，高頻信號受電離層影響較小，可用波段寬度也大大增加；這就好比把土路換成了高速公路。
衛(wèi)星平臺提升 隨著硬件的進(jìn)步，衛(wèi)星的電力系統(tǒng)和導(dǎo)航制導(dǎo)與控制系統(tǒng)等能力大大提升，我國最新型的東方紅五號平臺已經(jīng)開始應(yīng)用國際上最先進(jìn)的離子電推進(jìn)技術(shù)，使得平臺能夠支持更多硬件持續(xù)更長時間工作；這就好比一輛桑塔納直接換成了大奔。
轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量提高 決定一個通信衛(wèi)星容量的重量指標(biāo)是轉(zhuǎn)發(fā)器數(shù)量，由于新型衛(wèi)星平臺的支持，信號轉(zhuǎn)發(fā)器的數(shù)量直線上升；這就好比一條單車道的路換成了N車道。
有了高通量通信衛(wèi)星，就相當(dāng)于3G和4G這種速度的手機網(wǎng)絡(luò)搬到天上了。
（作者系代爾夫特理工大學(xué)在讀博士）
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