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卫星通信解析幻灯片
卫星通信解析 一、频率选择 二、功率控制 三、网络结构 四、通信体制(多址方式) 一、频率选择 VHF 30-300Mhz UHF 300M-3000Mhz SHF 3-30Ghz EHF 30-300Ghz 频率划分 无线电窗口 0.3-10GHz被称为“无线电窗口” 半透明无线电窗口 雨衰 “上行” 和“下行” “上行” 和“下行” 二、功率控制 行波管功率放大器I/O关系曲线 功率控制 功控是为了让转发器工作在线性区域内 功控一般针对上行链路 功控需要全网协调 三、网络结构 各卫星通信系统都有一定的网络结构,使各地球站通过卫星按一定的形势进行联系,如星形、网格形或混合形。 星形网 单跳 双跳 星形网 网格形 混合网 四、通信体制 多址联接 多址联接,在卫星通信系统中是指若干个地球站同时利用一个卫星转发器(或其它任何输入输出装置)与其它拟与之通信的地球站进行联接的方式 。 多址联接 两个问题: 1、在卫星转发器中,对信号中继转发时,如何使名个通信用户的信号互不干扰? 2、这些信号通过卫星放大处理后再发往地球站,它不只是发送给某一个用户,而是发给星下所有用户,那么各个用户是如何从这些信号中选出哪些信号是发给本站的信号? 多址联接 多址连接通信系统实现多址通信的技术基础是信号的分割。 一个无线电信号可以用若干个参量来表征,最基本的是:信号的射频频率、信号出现的时间以及信号所处的空间。 信号之间的差别可集中反映在上述信号参量之间的差别上。 多址联接方式 频分多址FDMA( Frequency Division Multiple Access) 时分多址TDMA( Time Division Multiple Access) 空分多址SDMA( Space Division Multiple Access ) 码分多址CDMA( Code Division Multiple Access) FDMA FDMA 优点:信道按频率划分,接收机选择信道时调谐简单,各地球站之间无需同步。 问题:由于许多站同时通过卫星进行通信,有许多载波由一个卫星转发器的功放放大,一般功率放大器都有非线性将产生互调干扰;FDMA还要求各站上行链路功率电平相同,否则因功放的非线性将出现大信号抑制小信号的现象。 TDMA TDMA TDMA使用相同的频率,这样,在单载波工作时,可以避免FDMA产生互调干扰,在卫星转发器中可在功率放大器的饱和点附近工作,充分利用卫星功率。 TDMA的关键技术是要求高精度的时间同步系统。 CDMA CDMA的基本特征 各站所发的信号在结构上各不相同并相互具有准正交性,以区别地址,而在频率、时间、空间上都可能重叠 各站所发载波大都受到两种调制,一种是基带信号(一般是数字的)的调制,一种是地址码的调制 对于某一地址码,只有与之相应的接收机才能检测出信号 受基带信号调制的已调波再受地址码调制后频谱宽度会大为扩展 SDMA 谢谢大家! 区域波束 点波束 全球波束 地球 从频率上可分为VHF(Very High Frequency)甚高频 UHF(Ultra High Frequency)特高频 SHF(Super High Frequency)超高频 EHF(Extremely high frequency)极高频 从波长分又可分为米波、分米波、厘米波、毫米波 卫星通信位于微波波段300M-300G 在30GHz处也有一个相对低谷,也就是Ka频段附近,通常称为“半透明无线电窗口”。 米波波段会被电离层吸收,频率越低越严重,但高于300MHz以后这种影响可以忽略不计了。总体上看,吸收损耗随频率增大而加大,在10G以下大气损耗较小,所以0.3-10GHz被称为“无线电窗口”。 降雨引起的电波传播损耗的增加称为雨衰,雨衰是由于雨滴和雾对微波能量的吸收和散射产生的。从这张图可以看出,雨越大衰减越大,频率增高衰减增大。通常在KU频段及其以上的频段,雨衰的影响不容忽视。当工作频率大于30GHz时,即使小雨造成的损耗也不能忽视。对于能见度约为30m的密雾,引起的电波损耗介于大雨和中雨之间,能见度为120m的浓雾,引起的电波衰减与小雨相似。 卫星转发器通常采用行波管功率放大器。行波管放大器是一种非线性放大器,放大器输入功率与输出功率的关系可由I/O关系曲线表示。图中的纵坐标和横坐标分别为放大器的输出功率和输入功率。曲线的顶点对应于放大器的饱和输出功率。曲线从左至右可被大致分为三个区。左侧为线性区,输出功率和输入功率呈线性关系,最高点为放大器的线性工作点。线性工作点和饱和点之间为非线性区,输出功率的增幅低于输入
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