1G-5G的通信历程
1980年至今，从1G到5G，可以说，通信史发生了翻天覆地的变化，从摩托罗拉公司最初熟悉的手机，即“大哥大”，随着通信技术的发展，智能手机的种类和功能也在增加。可以说，手机见证了人类通信的蓬勃发展。1-3G跟随到4G追上再到5G反超6G在中国通信研究人员和专家的领导下，通信发展非常迅速，导致其他国家的目标无处不在，这恰恰反映了中国通信产业在世界上的地位。
图1 通信系统1G-5G发展历程
回顾移动通信的发展，每一代移动通信系统都可以通过标志性能力指标和核心关键技术来定义。1G采用频分多址(FDMA)，只能提供模拟语音业务；2G主要采用时间多址(TDMA)，可提供数字语音和低速数据业务；3G以码分多址(CDMA)作为技术特征，用户峰值率达到2Mbps至数十Mbps，可支持多媒体数据业务；4G多址分为正交频(OFDMA)以技术为核心，用户峰值率可达100Mbps至1Gbps，可支持各种移动宽带数据业务。5G是继4G(LTE-A、WiMax)与系统后的延伸相比，4G，5G它具有更高的传输速率、更低的延迟、更高的可靠性和大量的互联能力“信息随心所欲，万物触及”的愿景。
6G 卫星通信
要实现天地之间的互联，需要卫星通信技术的支持，卫星通信将在第六代移动通信[1-5]目前，世界主要国家和一些商业实体正在积极建设卫星通信系统。
202020月6日，由电子科技大学和国星宇航联合开发的世界上之一所6G在太原卫星发射中心，长征6号运载火箭升入太空，进入预定轨道，标志着中国已经向第六代移动通信技术的大门迈进了一只脚。这颗卫星配备了太赫兹(THz)通信载荷将在空间应用场景下进行全球首次太赫兹通信技术的技术验证。太赫兹技术被认为是目前6G潜在的关键技术，可用于远距离卫星之间的通信，实现卫星互联和星间 *** ，是天基 *** 的重要组成部分，太赫兹的频率0.1THz~10THz频谱资源非常丰富，超高频率可以使传输速率达到100Gbit/s~1Tbit/s同时，利用太赫兹通信技术，客户可以实现空中机载平台与地面设备和主控台的连接，实现空间与地面的 *** 组合，解决全球覆盖和高速用户移动问题。同时，建立卫星移动通信系统可以以较低的成本实现更广泛的覆盖。
国外产业也开始积极布局，美国SpaceX该公司正在积极储备太空能力，欧洲也在积极发展OneWeb其他项目希望通过建立一个巨大的低轨道卫星互联网轨道卫星互联网，抓住卫星 *** 的运营机会，规定卫星频谱资源先到先得，使卫星 *** [6、7]的部署更快。
图2 Starlink60卫星叠在一起
美国SpaceX公司打造的星链(Starlink)该计划正在实施，旨在通过近地轨道卫星群提供覆盖全球的高速互联网接入服务。美国太空探索技术公司SpaceX计划在20世纪20年代中期前在三条轨道上部署近1.2万颗卫星：一是在550公里轨道上部署约1600颗卫星，二是在1150公里轨道上部署约2.8万颗卫星Ku波段和Ka波段卫星最500颗波段卫星部署在340公里的轨道上V尽管整个计划预计将花费约100亿美元的波段卫星，但SpaceX这个巨大的目标还没有实现，但发射卫星的数量却以惊人的速度继续上升。2020年11月24日20时12分，美国东部时间，SpaceX完成了“星链计划”卫星60颗卫星的卫星发射任务“猎鹰9号”如图2所示，这个小卫星群已经部署在绕地550公里的轨道上，到目前为止，SpaceX已发射953颗“星链”如下图3所示，卫星，SpaceX在星链计划中，每月至少有60颗卫星进入太空，其发射速度极其惊人。
图3 SpaceX星链发射计划
分析和解决卫星通信问题
1 报废问题
由于低轨道卫星[8,9]的部署越来越多，一旦每颗卫星的使用寿命结束，如何处理报废的卫星已经成为一个重要的考虑因素，600到1000公里之间的区域是地球上最拥挤的轨道区域。
处理废弃卫星可以增加一个新的墓地轨道系统，类似于几十年来在地球静止带运行的战后通信卫星系统。然而，在假设的轨道高度上，轨道处理可能没有足够长的寿命来确保长期稳定性。另一种替代 *** 是回收废弃物体进行近地空间清洁，旋转轨道或以某种形式回收卫星的材料。
2 光污染问题
由于卫星数量的不断增加，没有相关法律法规的限制，卫星组的部署极大地影响了天文观测。天文学家表示，可见卫星的数量将超过可见星的数量，其光学和无线电波长的亮度将严重影响科学观测。此外，由于星链卫星可以独立改变其轨道，因此无法安排观测时间以避免它们。
光污染的问题可通过制定标准或者法规，协调卫星群工作时间与天文观测任务，统筹规划，有条不紊的协调工作。
3 碰撞问题
近年来，随着地球外层空间逐渐被人造物体填满，据美国宇航局统计，地球轨道上约有4000颗运行或报废的人造卫星和火箭残留物。此外，还有大约6000个太空垃圾碎片可以看到和跟踪，直径超过1厘米的太空垃圾多达20万个，这些物体大多运行速度超过2000公里/小时。这些在地球轨道上运行的物体一直威胁着卫星本身、航天飞机和国际空间站的安全。
卫星碰撞的问题是卫星部署需要关注的焦点。为了避免碰撞，可以通过改变卫星部署轨道星移动系统，通过远程控制改变卫星运动轨道，始终监控太空中卫星的运动状态和其他卫星运行轨道，以避免碰撞。
总结
卫星移动通信系统是解决全球覆盖和高速用户移动问题的实际途径。目前，全球移动通信覆盖的陆地范围仅为30%左右，无法覆盖沙漠、戈壁、海洋、偏远山区、两极等地区。随着人类活动范围的扩大，我们还需要解决无移动通信 *** 覆盖区域的通信问题。考虑到上述偏远地区人口稀少，环境条件恶劣，建立传统移动通信 *** 将消耗巨大的建设和维护成本。随着小卫星制造和发射技术的成熟，6G其中一个重要需求是通过大规模的小卫星星座实现全球 *** 的无缝覆盖。随着卫星通信的不断发展，我们还需要在卫星安全问题上做更多的工作。
参考文献
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