第4章卫星通信上课演示文稿28079.ppt

交织码可以纠正突发性错误 中国地质大学机电学院 张惠捷 卫 星 通 信 主要内容 基本概念 调制技术 多址技术 编码技术 卫星通信网 卫星通信系统 3.1 卫星通信的基本概念 一、基本概念 卫星通信： 是指地球站之间利用人造地球卫星转发信号实现的无线电通信。 地球站：设在地球上（包括陆地、水上和大气层中的无线电通信站。 通信卫星：用于转发各地球站信号的人造地球卫星。各地球站之间的通信都是通过它的转发实现的。 ??? 通信卫星的类型 按轨道平面与赤道平面的夹角（轨道倾角）不同（如图所示）可分为：赤道轨道卫星、极轨道卫星和倾斜轨道卫星；按卫星离地面最大高度h的不同可分为： 低高度卫星（h＜5000km、中高度卫星（5000kmh20000km）高高度卫星（h＞20000km）。 卫星通信使用的频段 目前，卫星通信使用的频段主要有： （１）4／6GHZ（C波段）。上行频率为 5．925GHZ～ 6.425GHZ，下行为 3.7GHZ～ 4．2GHZ，带宽达500MHZ。大部分国际卫星通信，尤其是商业卫星通信都使用此频段，国内卫星通信也多有使用。 （2）7／8GHZ （C波段） 。上行为7．9GHZ～8.4GHZ，下行为7.25GHZ～7.75GHZ，有些国家的政府和军事卫星通信使用此频段。它与4／6GHS系统分开，可避免干扰。 （3）11（或12）／14GHZ （Ku波段） 。上行为14GHZ～14.5GHZ，下行为11．7GHZ～12.2GHZ或10．95GHZ～11．2GHZ及11．45GHZ～11．7GHZ。国际通信卫星从第五代开始使用此频段，一些国家的民用卫星通信和广播卫星业务也有使用的。它不仅可以缓解频谱拥挤和相互干扰，而且由于频率比4／6GHZ高一倍还多，故天线尺寸一定时，其波束宽度比 4／6GHZ的一半还窄，天线增益得到提高。 低于2.5GHz(处于UHF频段）的频率目前大部分用于非同步卫星通信或移动业务的卫星通信。 二、卫星通信系统的基本构成 卫星通信系统主要包括：发端地面站、收端地面站、上行线、下行线、通信卫星 当甲地一些用户要与乙地的某些用户通话时, 甲地首先要把本站的信号组成基带信号, 经过调制器变换为中频信号(70 MHz), 再经上变频变为微波信号, 经高功放放大后, 由天线发向卫星(上行线)。卫星收到地面站的上行信号， 经放大处理, 变换为下行的微波信号。 三、卫星通信的特点 与其他长途通信系统相比, 卫星通信具有以下特点: ① 覆盖面积大, 通信距离远。 一颗静止卫星可最大覆盖地球表面三分之一, 三颗同步卫星可覆盖除两极外的全球表面, 从而实现全球通信。  ② 设站灵活, 容易实现多址通信。  ③ 通信容量大, 传送的业务类型多。  ④ 卫星通信一般为恒参信道, 信道特性稳定。  ⑤ 电路使用费用与通信距离无关。  ⑥ 建站快, 投资省。  其不足主要表现为: ① 要求卫星严格, 有高可靠性、 长寿命。 ② 通信地球站设备较复杂、 庞大。  ③ 卫星传输信号有延迟。   四、卫星通信的基本工作原理 1、通信卫星 控制分系统 当通信卫星进入静止轨道的预定位置后，不仅卫星位置会发生摄动，其姿态也会变化，如不进行位置和姿态的控制，卫星天线的的波束指向会偏离其服务区，太阳能电池帆板无法始终朝向太阳，所以必须长期地对卫星进行各种控制。 静止通信卫星上的控制分系统根据星上跟踪遥测指令分系统接收到的来自地面跟踪遥测指令站的指令，完成对卫星的各种控制任务。包括对卫星的位置控制、姿态控制、温度控制、各设备的工作状态控制及主备用切换等。 天线分系统 通信卫星的天线有两类： 一类是遥测、指令和信标 的全向天线，可以在任意 卫星姿态可靠地接收指令 和向地面发射遥测数据及 信标；另一类是定向通信天 线，通常按其波束覆盖区的 大小分为覆球波束天线、点 波束天线、赋形波束天线。 星上转发器（通信分系统） 对转发器的基本要求：附加噪声和失真小、要有足够的工作频带、要有足够大的总增益、频率稳定度和可靠性尽量高。 转发器通常分为透明转发器和处理转发器两大类。 跟踪、遥测、指令分系统 一是为各地球站发送信标信号，供地球站天线跟踪卫星用。这由信标发射设备（即此分系统的跟踪部分）完成； 二是通过各种传感器和敏感器件，不断测出卫星的在轨位置、姿态、各分系统设备的工作状态、环境参数等数据，经遥测发射设备发给地面的跟踪遥测指令站（TT＆C站）。这项任务由遥测部分完成； 三是接收TT＆C站发来的控制指