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卫星移动通信系统简介 制作人：何异舟 最终解释权归何异舟所有 2 主要内容 ? 背景介绍 ? 卫星与地面移动通信的差异 ? 卫星移动通信关键参数 ? 仿真建模简述 ? 卫星移动通信的特点 3 卫星移动通信概述 ? 利用 地球静止轨道卫星 或 中、低轨道卫星 作为中继站，实 现区域乃至全球范围的 移动通信 称为卫星移动通信。 ? 它一般包括三部分： 通信卫星 ，由一颗或多颗卫星组成； 地面站 ，包括系统控制中心和若干个信关站（即把公共电 话交换网和移动用户连接起来的中转站）； 移动用户通信 终端 ，包括车载、舰载、机载终端和手持机。 4 全球卫星通信的发展简史 ? 1976 年，世界上 第一个 卫星移动通信系统 Marist （海事卫星移动通信系统）开始 商业运营 ，提供电话和电报服务。 ? 1979 年，成立了 INMARSAT （国际海事卫星组织），并从 1982 年开 始先后租用 7 颗卫星组成第一代的 INMARSAT 卫星通信系统，为 船只 提供全球卫星移动通信服务。 ? 1992 年，澳大利亚用 AUSSAT-B 卫星提供国内卫星移动通信服务。 ? 1994 年 ~2019 年，加拿大和美国联合发射了 2 颗 MAST 卫星，建立北 美移动业务卫星通信系统（ MAST ），计划为 陆地、海上和空中移动 用户 提供服务。 ? 2019 年，全球星（ GlobalStar ）系统提供 全球业务 。 ? 2000 年， Thuraya 卫星发射，当年 9 月投入运营。 ? 2019 年， SkyTerra 卫星投入运营，可兼容地面 LTE 系统 。 5 通信卫星的分类 ? 按轨道分：同步轨道卫星（ GEO ），高轨道卫星（ HEO ），中轨道卫 星（ MEO ），低轨道卫星（ LEO ）； ? 按通信范围分类：国际通信卫星，区域性通信卫星，国内通信卫星； ? 按用途分类：综合业务通信卫星，军事通信卫星，海事通信卫星，电 视直播卫星，气象卫星等； ? 按转发能力分类：无星上处理能力，有星上处理能力； 6 主要内容 ? 背景介绍 ? 卫星与地面移动通信的差异 ? 卫星移动通信关键参数 ? 仿真建模简述 ? 卫星移动通信的特点 7 卫星移动通信的特点 ? 覆盖范围广 ? 波束覆盖半径为 100Km~1000K m 左右。 ? 对 GEO 卫星来 说， 3 颗卫星即 可实现全球无缝 覆盖。 ? 通信距离远 ? 通信费用与通信 距离无关。 ? 对 GEO 卫星来说， 通信距离通常大 于 36000Km 。 ? 优点： ? 信道质量高 ? 宇宙空间（真空 状态）。 ? 进入大气层后， 相对地面移动通 信而言，受地形、 地物、天气影响 较小。 8 卫星移动通信的特点 ? 通信电路灵活 ? 可在高空、海洋、 沙漠等地带实现 通信。 ? 有较高的灵活性。 ? 通信方式多样 ? 终端类型多样 （车、船、机载 / 小型移动终端） ? 能够迅速将通信 网延至新的区域。 ? 优点： 9 卫星移动通信的特点 ? 信号传播延迟大 ? 单程传播延迟约 270ms 。 ? 双向通信一问一 答往返延迟约 540ms 。 ? 缺点： ? 卫星功率受限 ? 现有的卫星制造 技术对卫星功率 有限制。 ? 过大的功率会降 低卫星使用寿命。 ? 需要先进的空间 电子技术 ? 由于卫星与地球 相距数万公里， 加上环境复杂多 变，要把卫星发 射到精确定点的 轨道，并经常保 持较小的漂移， 有很高的难度。 10 主要内容 ? 背景介绍 ? 卫星与地面移动通信的差异 ? 卫星移动通信关键参数 ? 仿真建模简述 ? 卫星移动通信的特点 11 网络结构 EPC E-UTRAN 卫星移动通信系统 ? 接入节点相对较少， 1-3 颗卫星，若干信 关站，多波束集中式处理 ? 用户信号需要通过卫星转发，传输时延大 （约 255ms ） 地面移动通信系统（ LTE ） ? 接入节点较多，分布式处理 ? 用户直接与 eNB 连接，传输时延小 ? 采用扁平化网络结构， eNB 间通过 X2 接口通信 12 信道及覆盖特性 卫星移动通信系统 ? 信道多为莱斯信道，在严重遮蔽情况下为 多径信道 ? 波束覆盖中心与边缘天线增益差别小（典 型值为 3dB 左右） ?