卫星通信系统概述PPT.ppt

通信工程教研室通信：在两个或多个位置实现信息的传输、接收和处理。有线通信：光纤、电缆、明线无线通信：短波/超短波通信、微波中继通信、卫星通信卫星通信的概念卫星通信：是指利用通信卫星作为中继站转发或反射无线电波，以此来实现两个或多个地球站（或手持终端）之间或者地球站与航天器之间通信的一种通信形式。1.1卫星轨道图1椭圆轨道的示意图开普勒第二定律：卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等。开普勒第三定律：卫星运转周期的平方与轨道半长轴的3次方成正比。u为开普勒常数，u值为398601.58km3/s2。1.2卫星通信系统的组成选择工作频段时，应考虑的重要因素：（1）电波传播衰减及其它衰减要小；（图1-14）在0.3-10GHz频段，大气吸收衰减最小，称为“无线电窗口”。另外，在30GHz附近也有一个衰减的低谷，称为“半透明无线电窗口”。（2）天线接收的外界噪声要小；（图1-15）从降低接收系统噪声的角度来考虑，工作频段最好选在1-10GHz之间工作。（3）大气层中雨、雾、云的影响；（图1-16）从上述三方面考虑，卫星通信的工作频率一般选在1-10GHz范围内较为适宜，而且最理想的频段是在4-6GHz附近。除上述三个方面以外，还应考虑如下因素：（4）有较宽的可用频带，以满足信息传输的要求；（5）与地面微波通信、雷达等其他无线系统间的相互干扰要小；（6）能充分利用现有通信技术，并便于与现有地面通信设备配合使用；（7）设备尺寸要小。段号综合上述要求，应将卫星的工作频段选在微波频段或特高频。具体地说，目前大多数卫星通信系统是选择在以下频段工作：<1>L频段：1.6/1.5GHz用于MSS，GEO卫星测控。<2>S频段：4/2GHz用于MSS，GEO卫星测控。<2>C频段：6/4GHz用于MSS，GEO卫星测控。<3>X频段：8/7GHz<4>Ku频段：14/12GHz用于FSS，BSS。<5>Ka频段：30/20GHz用于FSS，BSS。此外，VHF、UHF用于低轨小卫星通信。<6>VHF频段：0.1～0.3GHz用于移动、导航业务。<7>UHF频段：0.3～1.0GHz用于移动、导航业务。更高频段：Q频段：36～46GHz，V频段：46～56GHz。太赫兹频段：0.1～10THz。1.3卫星通信的工作频段卫星通信与其他通信手段相比，具有以下一些特点：优点：1、卫星通信系统能以较低的成本提供较宽范围的无缝覆盖，服务范围宽且不受地理条件限制；(图1-2)2、可利用频带宽，传输容量大，可进行多址通信；3、卫星通信系统与地面通信基础设施相对独立，网络路由简捷；4、网络建设速度快、成本低，且费用与通信距离无关；5、卫星通信具有灵活性和普遍性；6、统一的业务提供商有助于系统的均匀服务，并有利于引入新业务。缺点：1、静止卫星的发射与控制比较复杂；2、对于静止卫星，地球高纬度地区通信效果不好，并且两极地区为通信盲区；3、存在日凌中断和星蚀现象；4、电波的传播时延较大，且存在回波干扰。由于卫星通信相对于地面通信网的综合造价成本高，终端贵，因此，卫星通信的市场定位应该是地面通信网的延伸和补充，主要服务于地面通信网不能覆盖的区域及有特殊通信需求的人群。卫星覆盖区域广，可以较经济地为地面蜂窝网覆盖范围以外的用户---“唯星用户”提供移动通信业务。解决边远地区通信服务、企业专网、洲际通信、国防通信，与地面通信网结合解决广域无缝覆盖。卫星移动通信和地面移动通信的关系：卫星移动通信系统能扩大地面移动通信的地理和业务覆盖范围，除提供常规的移动通信业务外，还可向空中、海面和复杂地理结构的地面区域的各类移动用户提供服务。从应用来讲，地面移动通信网主要集中在高业务量的应用环境，而卫星移动通信系统最适合于低业务量地区、航海、航空及地面网欠发达地区的应用环境，并且在地面网络过载或发生故障时作为其迂回网络。卫星通信在中国的特殊地位：幅员辽阔；人口众多；地区发展不平衡；中国有60％左右的地区是地面网盲区，如海洋、高山、沙漠和草原等，通信的困难甚至成为人们生存的障碍。1.5卫星通信系统的业务类型1.5卫星通信系统的业务类型卫星通信系统通常用于支持：1、卫星视频广播业务2、卫星电话等交互式业务3、数据通信和Internet业务4、卫星移动通信业务卫星通信的其它应用：卫星导航卫星遥感（对空和对地遥感）气象观测地球资源勘探、海洋监视侦察（包括照相侦察和电子侦察）、预警支持载人航天远程教育、远程医疗1.6卫星通信的发展趋势（4）随着1997年9月26日美国FCC频率申请计划新周期的开始，Q、V段新系统纷纷推出，各公司开始申请Q和V频段新系统。（5）不断发展新业务，如无线Internet、组播和交互式TV、移动语音、数据通信、数字视频广播(DVB)和数字音频广播(DAB)步入家庭和个人用户、