《[理学]第四章卫星通信系统1卫星通信概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[理学]第四章卫星通信系统1卫星通信概述（43页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、概 述一、卫星通信的一般概念 二、卫星通信系统的组成、网络形式 和运行 三、卫星通信使用的频率 一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 卫星通信，简单地说，就是地 球上（包括地面、水面和低层大 气中）的无线电通信站之间利用 人造卫星作中继站而进行的通信 。 一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、
2、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 地球卫星的轨道形状有椭圆形和圆形两 种，地球的中心（地心）就处在椭圆的一个 焦点或圆心上。按照轨道平面与赤道的夹角 （轨道倾角）大小不同，地球卫星的轨道有 赤道轨道（夹角为零度）、极轨道（夹角为 90）、倾斜轨道（0夹角90）之分。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 按卫星轨道的高度人造卫星可分为运动 卫星和静止卫星两种；按卫星结构人造卫 星可分为有源卫星和无源卫星两种。这里 只简单介绍有源卫星和无源卫星的概念。一、卫星通信的
3、一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 在五、六十年代进行卫星通信试验时 ，曾利用过无源卫星。这种卫星是靠星 体的金属表面对无线电波进行反射作为 中继的，可以想到，由于自由空间的传 输损耗，卫星表面的吸收损耗和反射的 无规则性，通信质量是很差的。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 目前，几乎所有的通信卫星都是有源 卫星，即卫星上装载电子设备，能将接 收
4、到的来自地球站发射的信号进行放大 、变频和其他处理，再发回地球，是一 种有增益的可以部分地补偿传输损耗的 中继。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 卫星通信的频率使用微波频段 (300MHz300GHz)，其原因，除了可获 得通信容量大的优点之外，主要是考虑到 卫星处于外层空间(即在电离层之外)，地 面上发射的电磁波必须能穿透电离层才能 到达卫星，同样，从卫星到地面上的电磁 波也必须穿透电离层，而微波频段恰好具 备这一条件。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义
5、及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 按通信覆盖的 范围分国际卫星通信系统国内卫星通信系统区域卫星通信系统一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 按用户性质分按基带信号 体制分公用卫星通信系统专用卫星通信系统军用卫星通信系统数字制卫星通信系统模拟制卫星通信系统一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统
6、的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 按业务分固定业务卫星通信系统 移动业务卫星通信系统 广播业务卫星通信系统 科学试验卫星通信系统按多址方式分频分多址卫星通信系统 时分多址卫星通信系统 空分多址卫星通信系统 码分多址卫星通信系统 混合多址卫星通信系统一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 通信
7、距离远，建站成本与通信距离无关利用静止卫星，最大的通信距离达 18000公里左右。卫星的视区可达全球表 面积的42.2%。原则上只需三颗卫星适当 配置，就可建立除两极以外全球不间断通 信。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 以广播形式工作，便于实现多址联接在卫星天线波束的覆盖区内，无论在什 么地方，都可以利用共同卫星进行相互间 的通信。这种能同时实现多方向、多地点 通信的能力，称为“多址联接”技术。应 该说，这是卫星通信系统突出的优点，它 为通信网络的组成提供了高
8、效率和灵活性 。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 通信容量大，能传递的业务类型多由于射频采用微波波段，可供使用的频 带很宽，加上星上能源和卫星转发器的功 率保证越来越充分，随着新体制、新技术 的不断发展，卫星通信的通信容量越来越 大，传输的业务类型越来越多。如美国的 “COMSTAR”可提供14400路双向电话。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星
9、通信使用的频率 可以自发自收进行监测由于地球站以卫星为中继站，卫星 将系统内所有地球站发来的信号转发回地 面，因此进入地球站接收机的信号中，一 般包含有本站发出的信号，从而可以监视 本站所发消息是否正确，以及传输质量的 优劣。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 传播稳定可靠，通信质量高由于卫星通信采用微波波段,可供使用 的频段比较宽。同时，电波传播的路径绝大 部分是自由空间，电波传播稳定，几乎不受 天侯、季节变化的影响，就是发生磁暴和核 爆炸的情况下，线路仍能畅通
10、无阻。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 需要先进的空间和电子技术要解决信号传播时延带来的影响要圆满实现“多址联接”要保证卫星能高度稳定、可靠地工作卫星通信的缺点一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 系统的组成:一个静止卫星通信系统的组成是由 空间分系统、通信地球站、跟踪遥测 及指令分系统和监控管理分系统等四 大部分组成。其中有的用来进
11、行通信 ，有的用来保障通信的进行。一、卫星通信的一般概念1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类 2 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行三、卫星通信使用的频率 1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 空间分系统跟踪遥测及指令分系统监控管理分系统地球站通信业务控制中心地球站分系统通信测控遥测指令分系统它的任务是对卫星进行跟踪测量， 控制其准确进入静止轨道上的指定位 置；待卫星正常运行后，要定期对卫
12、 星进行轨道修正和位置保持。一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 监控管理分系统它的任务是对定点的卫星在业务开 通前、后进行通信性能的监测和控制 ，例如对卫星转发器功率、卫星天线 增益以及各地球站发射的功率、射频 功率和带宽等基本通信参数进行监控 ，以保证正常通信。一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 空间分系统通信卫星内的主体是通信装置，其保 障部分则有星体上的遥测指令、控制系 统和能源
13、装置等。通信装置主要是起无 线电中继站的作用，它是靠通信装置中 的转发器（微波收、发信机）和天线来 完成的。1、卫星通信的一般概念2、卫星通信系统的组成、网络形式和运行（1）系统的组成（2）卫星通信网络的结构 （3）系统的工作过程 3、卫星通信使用的频率 电源装置通信装置遥测指令装置控制装置空间分系统的组成1、卫星通信的一般概念2、卫星通信系统的组成、网络形式和运行（1）系统的组成（2）卫星通信网络的结构 （3）系统的工作过程 3、卫星通信使用的频率 主体保障 部分地球站它们是微波无线电收发信台（站），用户 通过它们接入卫星线路，进行通信。一个典 型的地球站组成方框图，大体上可分为：天 线、馈
14、线设备、发射设备、接收设备、信道 终端设备、跟踪伺服设备、电源设备等。一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 地球站组成接口 电路基带处理 及调制器上变 频器合路器功率放 大器双工器天线接口 电路解调器及 基带处理下变 频器分路器低噪声 放大器天线驱 动装置跟踪设备信道与接口设备下变 频器发射设备接收设备天线、馈线设备跟踪、伺服设备电源一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 天、馈线设备基本作
15、用是将发射机送来的射 频信号变成定向（对准卫星）辐 射的电磁波；同时收集卫星发来 的电磁波，送到接收设备。通常 ，地球站的天线是收、发共用的 ，因此要有收、发开关（或称双 工器）。从双工器到收发信机之 间，有一定长度的馈线连接。一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 地球站类型的系列往往以天线口 径来划分。例如，国际卫星通信系统 （IS）中，规定A类标准站的天线口径 为30-32米；B类站为11-13米左右；C 类站为16-18米；而D类站天线口径则 分别为4.57米（15英尺）和3.05米（
16、 10英尺），等等。其中，A、B、D类 站工做于4/6GHz，而C类站工作于 11/14GHz。一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 发射设备其主要任务是将已调制的 中频信号变换为射频信号， 并将功率放大到一定的电平 ，经馈线送到天线向卫星发 射。功率放大器可以是单载 波工作，也可以是多载波工 作。功率放大器的输出功率 最高可达数百至数千瓦 。一、卫星通信的一般概念二、卫星通信系统的组成、网络形式和运行1 系统的组成2 卫星通信网络的结构 3 系统的工作过程 三、卫星通信使用的频率 接收设备它的主要任务是把天线收集 的来自卫星转发器的有用信号， 经加工变换后，送给解调器。通 常接收设备入口的信号电平极其 微弱，为了减少接收机内部
