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【摘要】：流星余迹通信是20世纪中期开始兴起的通信技术。它在可靠性、抗干扰性、生存能力以及费用上的优势使其在民用和军用领域得到广泛研究。文章主要就流星余迹通信的概念、特点、改进方法、发展概况和应用等加以介绍，并对未来研究方向做以展望。
【关键词】： 流星余迹通信;编码;自适应技术;通信协议
1引言
每天进入地球大气层的各种大小的宇宙微粒平均约为1010个，总重大约1吨（这不包括能产生可视余迹的相对较大的、少见的流星）。它們以每秒11.3～72km的高速进入大气层后，与空气中的分子发生猛烈碰撞，从而产生高温，导致其周围空气急剧电离，在距离地面80～120km的高空留下一个细长的、持续时间很短的电离气体柱，即流星余迹。流星余迹长达数十公里， 初期半径0.5至数米，随后迅速扩散。在流星余迹出现的初期，能够在2000km以内的两点之间形成超视距无线通信信道。流星余迹通信主要有以下优点：
（1）流星余迹随机出现、存留时间短、接收地域范围有限，这大大增强了通信的抗干扰和抗截获的能力。
（2）生存能力强，受人为或自然原因造成的电离层扰动的影响较小，在核爆后20～120分钟内即可恢复工作，可作为最低限度通信的后备手段，具有较高的军用价值。
（3）不需要频率管理，多条链路可以采用同一频率进行通信。
（4）通信距离远，站点建设成本低廉，适合于边远地区的突发性、低容量数据的传输。
可见，流星余迹由于其独特的信道特性，因此具有其它无线电媒体所不具备的一些特点。流星余迹通信在低数据率超视距通信领域中具有很大优势，近年来，从商业和军事需求出发，各国对流星余迹通信的研究始终热情不减，并有多个系统投入使用。
2流星余迹通信的基本原理
如图1所示，以接收机和发射机作为焦点旋转，可以构成一族椭圆体，当有流星余迹与其中一个椭圆体相切时，借助于流星余迹的散射特性，发射机发出的无线电波可以被接收机成功接收，连接收发端的通信链路就建立了。
图1 流星余迹通信原理图
按照电子线密度的大小，流星余迹可分为欠密类余迹和过密类余迹。电子线密度小于2×1014个电子/m的是欠密类余迹，大于2×1014个电子/m的是过密类余迹。但是由于形成余迹的物理现象比较复杂，流星余迹的电离程度，即自由电子密度分布，是与微粒大小、速度以及周围的太阳辐射有关的复杂函数，所以这一数字不能作为绝对的分界线。在这两种余迹中，过密类余迹持续时间比欠密类余迹长，但是过密类余迹数量极为有限，因此，我们讨论的主要是欠密类余迹。
由于流星余迹随机出现、持续时间短暂，所以流星余迹通信是一种间歇通信。流星余迹平均发生间隔依赖于发射功率、天线的方向性等。流星到达率随每天的不同时刻、每年的不同季节的变化而改变，流星的周期性活动也对其有影响。文献[1]指出，日变化取决于地球的自转和公转，流星数在早晨7～8点钟最多，晚上8点前后最少;每天最大到达率与最小到达率的平均比率为3～4：1。其原因是凌晨时分，观测者的方向与地球运动方向相同，地球运动轨道中的流星与地球迎面相遇，其相对运动速度大，因此可形成的电离余迹较多。而傍晚时分，观测者方向与地球运动方向相反，只能观测到从地球后面赶上来的流星，其相对速度较低难以形成电离余迹。季节变化取决于地轴倾斜、公转轨道上的宇宙尘埃分布密度，因此在北半球7～8月份流星数最多，1～2月份最少（南半球情况正好相反），其典型比率为4：1。据分析，在北半球7月的早晨比2月的傍晚，通信能力可能相差15倍。这是因为7～8月份时，北半球前缘接近垂直于地球运动方向，南半球前缘倾斜于地球运动方向，因此，北半球流星到达率最大，而南半球最小。1～2月份时，情况正好相反。地轴倾斜度和宇宙尘埃分布密度共同影响流星到达率的季节变化，在北半球这两种作用是彼此加强的，在南半球则是相互抵消的。
3系统性能的几种改进方法
3.1编码
文献[2]通过对于恒定SNR模型和时变SNR模型的分析，发现使用FEC可以使吞吐量得到明显提高。对使用（n，k）线性分组码的系统，吞吐量可以提高25%。但是需要指出的是要想获得这样的改善，就必须降低信噪比门限，因此性能的改善受系统所能忍受的SNR门限约束。还需要说明的是，编码增加了系统开销，信息包长度的增加会导致传送失败的概率增加，因此在编码时也要考虑选择适当长度的信息包。
信号交织也对于改善差错性能有帮助，纠错码与交织技术的结合使用会对系统性能带来明显改善。近几年兴起的低密度奇偶校验码（LDPC， Low Density Parity Check Codes）由于传信率接近香农限，译码简单，易于硬件并行处理等优点而备受关注，被公认为是第4代移动通信的首选编译码技术，LDPC在MBC中的应用的相关研究也在进行当中，相信会对改善流星余迹通信系统性能有所帮助。
3.2自适应技术
由于流星余迹是一条时变信道，为达到较高的吞吐量和较低的误码率，采用自适应技术无疑是比较好的解决方案。例如，采用自适应功率方法，与固定功率方法相比，在传输相同的信息量的情况下，可以节省37%的传输功率。自适应速率数据传输与固定速率数据传输相比，可以有效地提高吞吐量，具体方法包括初始数据速率的选择，数据帧长的确定，自适应变速准则的选择，以及差错控制等方面。在自适应技术中，如何及时跟踪信道的变化是对这项技术的首要要求，其次是针对信道的变化采取何种策略提高系统性能，而这种策略所付出的代价应该是可以承受的。
3.3通信协议
通信协议在提高系统性能上起着至关重要的作用，文献[3]中对广播、探测信道以及两者的结合这三种协议进行了详细分析。对广播协议和探测信道协议的分析表明：
（1）如果是一个主站对多个从站广播，则宜采用广播协议。当消息或信息包的大小远小于余迹平均突发长度时，则使用广播协议是适当的。广播协议的缺点是浪费了大量可用的通信时间。由于当主站向大量接收机同时广播时，每个接收机对每个信息包应答是不实际的，因而不能使用ARQ。 （2）探测信道协议在利用可发送数据时间上更有效率，在点对点通信中更适用。它与广播协议的区别在于它能够感知信道的存在，并且它使用了ARQ方案。
（3）当消息或信息包的大小是平均突发长度2倍或3倍时，ARQ对吞吐量带来重大提升（也即减小了等待时间）。
文献[3]研究发现，对于长信息，使用ARQ方案可以带来重大的性能改善;然而当信息长度与平均突发长度相似时，使用ARQ方案没有什么帮助。对于与平均突发长度相似的信息包长度，研究发现其感知信道存在的能力使得完成一条信息的所需时间减少了20%，但是对于更短的信息包长度，并不需要信道探测。
4流星余迹通信的发展
早在30年代，人们就已经知道了流星余迹能反射和散射无线电波。从那时起，为了对上层大气及流星进行物理研究，宇宙及地球物理学家就对流星余迹广泛进行了雷达探测。进入50年代，研究人员开始探讨利用流星余迹进行远距离通信的可行性，加拿大的JANET实验系统获得成功，这是一个点对点通信系统，两站相距900km，工作频率约为40MHz，双工工作，收发频率间隔约1MHz，发射功率500W，采用五单元八木天线，平均每分钟传34个字。1958年空军剑桥研究中心首次成功进行了机载流星余迹通信试验，采用18dB菱形天线，工作频率49.6MHz，发射功率30kW，试验证明流星余迹通信可用于运动目标。
60年代，由于计算机以及固态电路技术还不成熟，以及卫星通信等新兴通信系统的出现，人们对流星余迹通信系统的兴趣减退了。尽管如此，1965年北约组织还是在荷兰和法国之间建立世界上第一条流星余迹通信线路，称为COMET。在70年代随着微处理机的出现和固态电路技术的发展，成本低廉的流星余迹通信系统重新获得青睐。1975年美国成立了流星通信公司（MCC），并研制开发出MCC-500系列流星余迹通信设备。90年代，美国国防部将流星余迹通信列为90年代十大军事通信系统与计划之一，准备在战术层上对其开发以作为军队“数字化”战场的通信手段，使其成为其他类型通信系统的补充和后备手段。美国军用标准草案MIL-STD-188-135，是流星余迹通信系统标准化的最早尝试，当时欧洲还没有开展相关工作。美国国防部高级研究计划署（ARPA）在1993年开发的AMBTB，MCC在1992年开发的HPTL，显示了MBC在多媒体和车辆追踪方面的能力。美国国防部2000年5月编写的《发展中的科学技术目录》中，把流星余迹通信与卫星中继、长波通信并列为超视距通信的三大组成部分。2002年由美国NIAC资助的“火星流星余迹通信网”项目，对在火星上进行流星余迹通信进行了可行性评估，MCC作为商业陆地MB系统的开发者和专利持有者成为该研究的技术伙伴。日本在1991年用50MHz业余无线电进行了预备实验。1992年9月2日，日本第一个供研究的MBC实验台创立，称RANDOM，两台直线距离约为750km，频率48.375MHz，采用最大功率为300W的各种输出功率进行信息传送实验。自2001年起，日本福冈大学与我国西安电子科技大学合作在南极进行极地流星余迹通信试验。
我国很早就开始对流星余迹通信进行研究。60年代中期研制出第一套流星余迹设备，到80年代中期已经研制出了A～E型五代设备。70年代，我国曾用C型和D型设备相结合，经低空核效应实验，验证了流星余迹在核爆情况下的快速恢复能力，取得了珍贵的实验数据。目前国内从事流星余迹研究的主要有西安电子科技大学和信息产业部第54研究所等单位。2001年末到2002年初，西安电子科技大学派遣一名博士生赴南极参与“中日合作流星余迹极区通信试验”项目。据文献[4]，试验在中山站和日本昭和站之间进行，两站相距1400公里，中山站采用上边带调制，载频46MHz，单音信号1250Hz，发射功率115W，用GPS使收发同步并确保两站时差在10s以内。该项目是将流星余迹通信应用于南极高纬度地区的首次尝试，此后该校又连续两次派博士生赴南极从事流星余迹通信试验。2003年10月，在第五届高交会上，西安电子科技大学和深圳无线电管理办公室就“现代物流星余迹通信系统”项目签约合作。此外，该校近年来研究项目还有“流星余迹最低限度通信瓶颈技术研究”、十五电子预研背景课题“流星余迹通信自适应数传和组网协议及专用天线技术”等等。目前该校成功开发出新一代全双工流星余迹通信系统。据文献[5]，该系统主要由PC机、通信控制器、收、发信道机、螺旋滤波器、功率放大器以及天线等部分组成，在陕西西安至河北霸州之间进行的距离850km的远距离流星余迹通信线路实验，充分验证了全双工流星实验的有效性和电离层散射通信的可能性。
5流星余迹通信的应用
我们可以利用MBC建立成本低廉的数据通信系统、信息收集系统、广播系统等。
图2 SCAN系统站点分布图
数据通信方面的应用。如美国空军（U.S.A.F.）阿拉斯加空中指挥系统（AAC）， 该系统包括设置在远距离雷达站的13个大功率（10kW）发射机，作为卫星传输雷达数据的后备手段，并成功完成了指挥战斗机作战的通信试验。1983年美国海军利用流星余迹通信在夏威夷附近成功地向珍珠港指挥中心报告了自己的位置。
信息收集方面的应用。据文献[6]，1978年美国的MCC与西联公司联合建立的SNOTEL系统，目前覆盖阿拉斯加和美国西部12个州，拥有超过700个远端站，美国政府利用该系统收集水文气象数据。美国1991年开始试验的SCAN系统（见图2），目前在36个州拥有90个站点，主要进行气候、土壤监控。2000年9月，美国农业部下属的NRCS与其他机构合作在Stoneville地区建立了一个主站，从1000英里半径内的众多流星突发气象站收集气象、土壤数据。巴基斯坦1997年完成的印度河水流预测项目，建立了18个远端数据收集平台，数据经由改进的流星余迹通信系统发送。在我国，位于我国西南部的丹江口水电工程利用流星余迹系统来检测丹江口水库在输送水流时的水位。这一数据用于集水处水池的水资源和洪水预测。
美国很早就利用流星余迹通信进行移动物体追踪。70年代末、80年代初，美國开发了用于基站与数万在美国行驶的卡车之间进行移动通信的TRANSTRACK系统。1984年，美国SRS公司为美国海防巡逻部门建立了一个利用流星余迹通信自动跟踪900km以外海上航行船只的系统。
6结束语
流星余迹通信是利用自然形成的流星余迹进行通信的一种通信方式。由于余迹出现的随机性，因此它属于突发通信，它独特的信道特性使其具有抗干扰强、难以截获、价格低廉等优势，适合低数据率超视距数据通信、信息收集、远程跟踪等用途。为更好的利用流星这一天然“卫星”，尚需作大量工作。为提高流星余迹通信的性能，应充分利用各专业领域的研究成果，使之有效地为流星余迹通信服务，如纠错码与交织技术的结合、扩频技术、OFDM、LDPC码等技术在流星余迹中的应用等等。如何实现最优网络规划;为避免重复建设，保障互联互通，如何使流星余迹通信系统与已经建成或正在建设的各种通信系统连接起来，制订相应的技术规范，使之构成一个完整的互为依托的体系，也是我们应该考虑的问题。
参考文献：
[1]Davras Yavuz. Meteor Burst Communications[J]. IEEE Communications Magazine. 1990，9：40-48.
[2]Akira Fukuda， Kaiji Mukumoto， Yasuaki Yoshihiro. Experiments on meteor burst communications in the Antarctic. Adv. Polar Upper Atmos. Res.， 17，120-136， 2003.
[3]李赞，金力军. 新一代全双工流星余迹通信系统. 西安电子科技大学学报（自然科学版）[J].2005，32（3）：封2.
[4]NWS Cold Regions Workshop. SNOW SURVEY， SNOTEL （SNOwpack TELemetry） & SCAN （Soil Climate Analysis Network. 2004. http：//www.wcc.nrcs.usda.gov/.
【关键词】： 流星余迹通信;编码;自适应技术;通信协议
1引言
每天进入地球大气层的各种大小的宇宙微粒平均约为1010个，总重大约1吨（这不包括能产生可视余迹的相对较大的、少见的流星）。它們以每秒11.3～72km的高速进入大气层后，与空气中的分子发生猛烈碰撞，从而产生高温，导致其周围空气急剧电离，在距离地面80～120km的高空留下一个细长的、持续时间很短的电离气体柱，即流星余迹。流星余迹长达数十公里， 初期半径0.5至数米，随后迅速扩散。在流星余迹出现的初期，能够在2000km以内的两点之间形成超视距无线通信信道。流星余迹通信主要有以下优点：
（1）流星余迹随机出现、存留时间短、接收地域范围有限，这大大增强了通信的抗干扰和抗截获的能力。
（2）生存能力强，受人为或自然原因造成的电离层扰动的影响较小，在核爆后20～120分钟内即可恢复工作，可作为最低限度通信的后备手段，具有较高的军用价值。
（3）不需要频率管理，多条链路可以采用同一频率进行通信。
（4）通信距离远，站点建设成本低廉，适合于边远地区的突发性、低容量数据的传输。
可见，流星余迹由于其独特的信道特性，因此具有其它无线电媒体所不具备的一些特点。流星余迹通信在低数据率超视距通信领域中具有很大优势，近年来，从商业和军事需求出发，各国对流星余迹通信的研究始终热情不减，并有多个系统投入使用。
2流星余迹通信的基本原理
如图1所示，以接收机和发射机作为焦点旋转，可以构成一族椭圆体，当有流星余迹与其中一个椭圆体相切时，借助于流星余迹的散射特性，发射机发出的无线电波可以被接收机成功接收，连接收发端的通信链路就建立了。
图1 流星余迹通信原理图
按照电子线密度的大小，流星余迹可分为欠密类余迹和过密类余迹。电子线密度小于2×1014个电子/m的是欠密类余迹，大于2×1014个电子/m的是过密类余迹。但是由于形成余迹的物理现象比较复杂，流星余迹的电离程度，即自由电子密度分布，是与微粒大小、速度以及周围的太阳辐射有关的复杂函数，所以这一数字不能作为绝对的分界线。在这两种余迹中，过密类余迹持续时间比欠密类余迹长，但是过密类余迹数量极为有限，因此，我们讨论的主要是欠密类余迹。
由于流星余迹随机出现、持续时间短暂，所以流星余迹通信是一种间歇通信。流星余迹平均发生间隔依赖于发射功率、天线的方向性等。流星到达率随每天的不同时刻、每年的不同季节的变化而改变，流星的周期性活动也对其有影响。文献[1]指出，日变化取决于地球的自转和公转，流星数在早晨7～8点钟最多，晚上8点前后最少;每天最大到达率与最小到达率的平均比率为3～4：1。其原因是凌晨时分，观测者的方向与地球运动方向相同，地球运动轨道中的流星与地球迎面相遇，其相对运动速度大，因此可形成的电离余迹较多。而傍晚时分，观测者方向与地球运动方向相反，只能观测到从地球后面赶上来的流星，其相对速度较低难以形成电离余迹。季节变化取决于地轴倾斜、公转轨道上的宇宙尘埃分布密度，因此在北半球7～8月份流星数最多，1～2月份最少（南半球情况正好相反），其典型比率为4：1。据分析，在北半球7月的早晨比2月的傍晚，通信能力可能相差15倍。这是因为7～8月份时，北半球前缘接近垂直于地球运动方向，南半球前缘倾斜于地球运动方向，因此，北半球流星到达率最大，而南半球最小。1～2月份时，情况正好相反。地轴倾斜度和宇宙尘埃分布密度共同影响流星到达率的季节变化，在北半球这两种作用是彼此加强的，在南半球则是相互抵消的。
3系统性能的几种改进方法
3.1编码
文献[2]通过对于恒定SNR模型和时变SNR模型的分析，发现使用FEC可以使吞吐量得到明显提高。对使用（n，k）线性分组码的系统，吞吐量可以提高25%。但是需要指出的是要想获得这样的改善，就必须降低信噪比门限，因此性能的改善受系统所能忍受的SNR门限约束。还需要说明的是，编码增加了系统开销，信息包长度的增加会导致传送失败的概率增加，因此在编码时也要考虑选择适当长度的信息包。
信号交织也对于改善差错性能有帮助，纠错码与交织技术的结合使用会对系统性能带来明显改善。近几年兴起的低密度奇偶校验码（LDPC， Low Density Parity Check Codes）由于传信率接近香农限，译码简单，易于硬件并行处理等优点而备受关注，被公认为是第4代移动通信的首选编译码技术，LDPC在MBC中的应用的相关研究也在进行当中，相信会对改善流星余迹通信系统性能有所帮助。
3.2自适应技术
由于流星余迹是一条时变信道，为达到较高的吞吐量和较低的误码率，采用自适应技术无疑是比较好的解决方案。例如，采用自适应功率方法，与固定功率方法相比，在传输相同的信息量的情况下，可以节省37%的传输功率。自适应速率数据传输与固定速率数据传输相比，可以有效地提高吞吐量，具体方法包括初始数据速率的选择，数据帧长的确定，自适应变速准则的选择，以及差错控制等方面。在自适应技术中，如何及时跟踪信道的变化是对这项技术的首要要求，其次是针对信道的变化采取何种策略提高系统性能，而这种策略所付出的代价应该是可以承受的。
3.3通信协议
通信协议在提高系统性能上起着至关重要的作用，文献[3]中对广播、探测信道以及两者的结合这三种协议进行了详细分析。对广播协议和探测信道协议的分析表明：
（1）如果是一个主站对多个从站广播，则宜采用广播协议。当消息或信息包的大小远小于余迹平均突发长度时，则使用广播协议是适当的。广播协议的缺点是浪费了大量可用的通信时间。由于当主站向大量接收机同时广播时，每个接收机对每个信息包应答是不实际的，因而不能使用ARQ。 （2）探测信道协议在利用可发送数据时间上更有效率，在点对点通信中更适用。它与广播协议的区别在于它能够感知信道的存在，并且它使用了ARQ方案。
（3）当消息或信息包的大小是平均突发长度2倍或3倍时，ARQ对吞吐量带来重大提升（也即减小了等待时间）。
文献[3]研究发现，对于长信息，使用ARQ方案可以带来重大的性能改善;然而当信息长度与平均突发长度相似时，使用ARQ方案没有什么帮助。对于与平均突发长度相似的信息包长度，研究发现其感知信道存在的能力使得完成一条信息的所需时间减少了20%，但是对于更短的信息包长度，并不需要信道探测。
4流星余迹通信的发展
早在30年代，人们就已经知道了流星余迹能反射和散射无线电波。从那时起，为了对上层大气及流星进行物理研究，宇宙及地球物理学家就对流星余迹广泛进行了雷达探测。进入50年代，研究人员开始探讨利用流星余迹进行远距离通信的可行性，加拿大的JANET实验系统获得成功，这是一个点对点通信系统，两站相距900km，工作频率约为40MHz，双工工作，收发频率间隔约1MHz，发射功率500W，采用五单元八木天线，平均每分钟传34个字。1958年空军剑桥研究中心首次成功进行了机载流星余迹通信试验，采用18dB菱形天线，工作频率49.6MHz，发射功率30kW，试验证明流星余迹通信可用于运动目标。
60年代，由于计算机以及固态电路技术还不成熟，以及卫星通信等新兴通信系统的出现，人们对流星余迹通信系统的兴趣减退了。尽管如此，1965年北约组织还是在荷兰和法国之间建立世界上第一条流星余迹通信线路，称为COMET。在70年代随着微处理机的出现和固态电路技术的发展，成本低廉的流星余迹通信系统重新获得青睐。1975年美国成立了流星通信公司（MCC），并研制开发出MCC-500系列流星余迹通信设备。90年代，美国国防部将流星余迹通信列为90年代十大军事通信系统与计划之一，准备在战术层上对其开发以作为军队“数字化”战场的通信手段，使其成为其他类型通信系统的补充和后备手段。美国军用标准草案MIL-STD-188-135，是流星余迹通信系统标准化的最早尝试，当时欧洲还没有开展相关工作。美国国防部高级研究计划署（ARPA）在1993年开发的AMBTB，MCC在1992年开发的HPTL，显示了MBC在多媒体和车辆追踪方面的能力。美国国防部2000年5月编写的《发展中的科学技术目录》中，把流星余迹通信与卫星中继、长波通信并列为超视距通信的三大组成部分。2002年由美国NIAC资助的“火星流星余迹通信网”项目，对在火星上进行流星余迹通信进行了可行性评估，MCC作为商业陆地MB系统的开发者和专利持有者成为该研究的技术伙伴。日本在1991年用50MHz业余无线电进行了预备实验。1992年9月2日，日本第一个供研究的MBC实验台创立，称RANDOM，两台直线距离约为750km，频率48.375MHz，采用最大功率为300W的各种输出功率进行信息传送实验。自2001年起，日本福冈大学与我国西安电子科技大学合作在南极进行极地流星余迹通信试验。
我国很早就开始对流星余迹通信进行研究。60年代中期研制出第一套流星余迹设备，到80年代中期已经研制出了A～E型五代设备。70年代，我国曾用C型和D型设备相结合，经低空核效应实验，验证了流星余迹在核爆情况下的快速恢复能力，取得了珍贵的实验数据。目前国内从事流星余迹研究的主要有西安电子科技大学和信息产业部第54研究所等单位。2001年末到2002年初，西安电子科技大学派遣一名博士生赴南极参与“中日合作流星余迹极区通信试验”项目。据文献[4]，试验在中山站和日本昭和站之间进行，两站相距1400公里，中山站采用上边带调制，载频46MHz，单音信号1250Hz，发射功率115W，用GPS使收发同步并确保两站时差在10s以内。该项目是将流星余迹通信应用于南极高纬度地区的首次尝试，此后该校又连续两次派博士生赴南极从事流星余迹通信试验。2003年10月，在第五届高交会上，西安电子科技大学和深圳无线电管理办公室就“现代物流星余迹通信系统”项目签约合作。此外，该校近年来研究项目还有“流星余迹最低限度通信瓶颈技术研究”、十五电子预研背景课题“流星余迹通信自适应数传和组网协议及专用天线技术”等等。目前该校成功开发出新一代全双工流星余迹通信系统。据文献[5]，该系统主要由PC机、通信控制器、收、发信道机、螺旋滤波器、功率放大器以及天线等部分组成，在陕西西安至河北霸州之间进行的距离850km的远距离流星余迹通信线路实验，充分验证了全双工流星实验的有效性和电离层散射通信的可能性。
5流星余迹通信的应用
我们可以利用MBC建立成本低廉的数据通信系统、信息收集系统、广播系统等。
图2 SCAN系统站点分布图
数据通信方面的应用。如美国空军（U.S.A.F.）阿拉斯加空中指挥系统（AAC）， 该系统包括设置在远距离雷达站的13个大功率（10kW）发射机，作为卫星传输雷达数据的后备手段，并成功完成了指挥战斗机作战的通信试验。1983年美国海军利用流星余迹通信在夏威夷附近成功地向珍珠港指挥中心报告了自己的位置。
信息收集方面的应用。据文献[6]，1978年美国的MCC与西联公司联合建立的SNOTEL系统，目前覆盖阿拉斯加和美国西部12个州，拥有超过700个远端站，美国政府利用该系统收集水文气象数据。美国1991年开始试验的SCAN系统（见图2），目前在36个州拥有90个站点，主要进行气候、土壤监控。2000年9月，美国农业部下属的NRCS与其他机构合作在Stoneville地区建立了一个主站，从1000英里半径内的众多流星突发气象站收集气象、土壤数据。巴基斯坦1997年完成的印度河水流预测项目，建立了18个远端数据收集平台，数据经由改进的流星余迹通信系统发送。在我国，位于我国西南部的丹江口水电工程利用流星余迹系统来检测丹江口水库在输送水流时的水位。这一数据用于集水处水池的水资源和洪水预测。
美国很早就利用流星余迹通信进行移动物体追踪。70年代末、80年代初，美國开发了用于基站与数万在美国行驶的卡车之间进行移动通信的TRANSTRACK系统。1984年，美国SRS公司为美国海防巡逻部门建立了一个利用流星余迹通信自动跟踪900km以外海上航行船只的系统。
6结束语
流星余迹通信是利用自然形成的流星余迹进行通信的一种通信方式。由于余迹出现的随机性，因此它属于突发通信，它独特的信道特性使其具有抗干扰强、难以截获、价格低廉等优势，适合低数据率超视距数据通信、信息收集、远程跟踪等用途。为更好的利用流星这一天然“卫星”，尚需作大量工作。为提高流星余迹通信的性能，应充分利用各专业领域的研究成果，使之有效地为流星余迹通信服务，如纠错码与交织技术的结合、扩频技术、OFDM、LDPC码等技术在流星余迹中的应用等等。如何实现最优网络规划;为避免重复建设，保障互联互通，如何使流星余迹通信系统与已经建成或正在建设的各种通信系统连接起来，制订相应的技术规范，使之构成一个完整的互为依托的体系，也是我们应该考虑的问题。
参考文献：
[1]Davras Yavuz. Meteor Burst Communications[J]. IEEE Communications Magazine. 1990，9：40-48.
[2]Akira Fukuda， Kaiji Mukumoto， Yasuaki Yoshihiro. Experiments on meteor burst communications in the Antarctic. Adv. Polar Upper Atmos. Res.， 17，120-136， 2003.
[3]李赞，金力军. 新一代全双工流星余迹通信系统. 西安电子科技大学学报（自然科学版）[J].2005，32（3）：封2.
[4]NWS Cold Regions Workshop. SNOW SURVEY， SNOTEL （SNOwpack TELemetry） & SCAN （Soil Climate Analysis Network. 2004. http：//www.wcc.nrcs.usda.gov/.