CH_12_卫星通信CDIO.ppt

卫星通信的特点 卫星通信与其它通信手段相比，有以下一些特点： （1）通信距离远，且费用与通信距离无关。(最大通信距离18000km） （2）覆盖面积大，可进行多址通信。 （3）通信频带宽，传输容量大。 （4）机动灵活。 （5）通信线路稳定可靠，传输质量高。 图 静止卫星配置的几何关系 大气中自由电子、离子、氧和水气分子对电波的吸收衰减 卫星覆盖波束 全球覆盖：卫星天线照射地球表面最大面积，约17.4度 区域覆盖：典型的区域覆盖天线波束宽度5度。 点波束覆盖：天线的波束宽带约2度。 静地卫星发射 卫星轨道相关计算 通信卫星的有效载荷 通信卫星的有效载荷包括全部通信转发器和天线 卫星天线 VHF/UHF天线，遥测遥控用，全向 微波天线，通信用，根据波束宽度不同，分为全球波束，区域波束和点波束等 卫星转发器 透明型转发器 基带处理型转发器 透明型转发器 基带处理型转发器 通信体制指通信系统采用的信号传输方式和信号交换方式 内容包括：基带信号的传输方式、中频（射频）信号的调制、多址连接方式以及信道分配与交换制度等。 信号形式：数字、模拟 FDM 其他TDM系统 E1 32个信道 32 channels running at 64 kbps each 30 voice channels 2 channels reserved for signaling and synchronization 比特速率为 2.048 Mbps. FDMA FDMA FDMA的分类 1.每载波多路MCPC-FDMA方式 如果按所采用的基带信号类型，MCPC又可划分为 FDM-FM-FDMA 和 TDM-PSK-FDMA方式。 2．每载波单路SCPC-FDMA方式 由于SCPC方式主要应用于业务量较小的、同时通信路数最多只有几条甚至一条的地球站。 在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙，无论帧或时隙都是互不重叠的 每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户(地球站) 卫星按时隙排列顺序发收信号，各用户在指定的时隙内收发信号 TDMA技术的应用特点 例： 某一TDMA系统5个地球站共用一卫星转发器，TDMA帧周期（frame duration）为125 μs，数据速率为40Mbps，话音信号采样频率为8kHz，8bit量化，每一地面站的报头时间（preamble time）为5 μs，保护时间（guard time）为2 μs, 计算每一地面站可容纳的语音信道数目。 解： 码分多址系统为每个用户分配了各自特定的地址码，利用公共信道来传输信息 CDMA系统的地址码相互具有正交性或准正交性，以区别地址，而在频率、时间和空间上都可能重叠 系统的接收端必须有完全一致的本地地址码，才能对接收的信号进行相关检测 理论基础：扩频通信 扩频 扩频信号的解扩 优点： ① 天线增益高； ② 发射功率可以得到合理有效的利用，针对不同区域接收站所发射的信号在空间互不重叠，即使在同一时间用相同频率，也不会相互干扰，可以实现频率复用。 作业题 1.卫星通信系统主要由哪几部分组成，主要功能是什么？ 2.什么是日凌和星蚀中断现象？ 3.设某地球站发射机输出功率为3 kW，发射馈线损耗为0.5 dB，发射天线直径为25 m，天线效率为0.7，上行频率为6 GHz，d＝40000 km，卫星接收天线增益为5 dBi，接收馈线损耗为1 dB。若忽略大气损耗，试计算卫星接收机输入端信号功率为多少 dBW。 4.什么是FDMA?什么是TDMA？什么是CDMA？ 空分多址（SDMA） 基本特征: 发射站天线（如卫星天线）有多个点波束或赋形波束，它们分别指向不同区域的地球站，利用波束在空间指向的差异来区分不同的地球站 缺点： ① 天线设备复杂； ② 在卫星上对卫星姿态的稳定及控制提出了很高的要求。 * * * * 链路方程的分贝表示式： Lp为链路损耗（path loss） 自由空间链路损耗: 注意: f: MHz R: km 　　卫星通信系统从发端地球站到收端地球站的信息传输过程中，要经过上行链路、卫星转发器和下行链路。上行链路的信号质量(如误码性能)取决于卫星收到的信号功率电平和卫星接收系统的噪声功率电平大小。下行链路信号的质量取决于收端地球站接收到的信号功率电平和地球站接收系统的噪声功率电平的大小。 图4-1 用于端对端链路设计的、 从信号始发站到终点站的无线电链路划分 例题 已知IS—W号卫星作点波束运用时，其有效全向辐射功率[EIRP]S＝34.2 dBW，接收天线增益GRS＝16.7 dB。又知某地球站有效全向辐射功率[