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第五讲卫星通信系统5.1卫星通信的发展历程及主要特点5.2卫星通信的系统组成5.3卫星通信的频段选取5.4卫星通信的多址方式

5.1卫星通信的发展历程及主要特点宇宙通信:为了将人类活动领域扩大到地球大气层以外,满足宇宙航行中信息传递的需要而进行的通信。分为以下三类：1、地球站与宇宙站间通信2、宇宙站间的通信3、通过宇宙站的转发或发射进行地球站之间的通信——卫星通信

卫星中继信道的构成

卫星通信按轨道高度进行分类——①高轨道卫星（h20000km，运行周期12小时）max②中轨道卫星（5000kmh20000km，周期4~12小时）max③低轨道卫星（h5000km，运行周期2~4小时）max卫星通信按业务量进行分类——①固定卫星业务：地球站不动；②移动卫星业务：至少有一个处于移动状态；③广播卫星业务：发射机输出功率大，输出信号的频谱宽。

卫星通信按轨道类型进行分类——

这张图表使我们对卫星绕地球运行的时间有一个大致的概念。低轨道卫星绕地球转速超过普通民航客机速度的30倍，它们的运行轨道距离地球大约在80公里~1700公里之间，绕地球一周仅需要88分钟左右。目前活跃卫星中大约一半是低轨卫星，通常用于侦察、地球观测和摄像制图。地球同步轨道（GEO）的卫星离地距离几乎都一样，都在距离地球35860公里的高空，绕地一周时间是24小时。所以，从地球上看，这些卫星几乎是静止不动的。同步卫星的用途包括天气预报、通讯和广播。

一、卫星通信的发展历程最早提出通信设想的是英国空军雷达军官阿瑟.克拉克，于1945.10在《无线电世界》发表《地球外的中继站》一文提出，地球赤道三颗同步卫星可实现全球通信。卫星通信大致经历了以下几个阶段：1、卫星通信的实验阶段（1946-1964）（1）无源卫星通信实验：利用月球，无源气球卫星等作为中继站，进行电话、电视信号的传输实验，使用价值不大。

（2）有源卫星通信实验：ü低轨道卫星：1957年，前苏联发射了人类历史上第一枚人造卫星，斯普特尼克号（伴侣号）；1958.12，美国“score”卫星，轨道高度为110~920km，卫星转播了艾森豪威尔将军的圣诞祝词。卫星飞到甲站上空时先将甲站发出的信息（电话、电报）录音，待卫星飞到乙站时，将录音转发给乙站。ü中、高轨道卫星：1962.6，NASA将卫星送入1060~4500km轨道，上行/下行频率为6G/4G，用于美、英、法、德、日之间的电报、电话通信及传真业务。ü同步轨道卫星：1963.7，1964.8，美国NASA先后发射5颗“辛康姆”卫星，只有三颗进入静止同步轨道，实现了世界上第一批实验性静止卫星通信业务，并于1964年向美国转播东京举行的奥林匹克运动会实况。

2、卫星通信的使用和提高阶段1965.4，西方国家财团组成的“国际卫星通信组织”将第一代国际通信卫星——IS-I（晨鸟）射入大西洋上空，正式承担欧美陆地间商业通信和国际通信业务。在此两周后苏联发射第一颗非同步通信卫星“闪电”-1，对原苏联北方、西伯利亚、中亚提供电视、传真及电话业务。IS-I1965年C波段2个转发器有效带宽为50MIS-VI1985年C、ku波段5个转发器有效带宽为2.4G至今，全球共发射卫星6000多颗，卫星对地球人的日常生活越来越重要，比如娱乐、保安、通信和导航等等。最关键的是，它们为人类提供了从太空俯瞰和研究地球的平台。

美国当之无愧是第一卫星大国。目前957枚处于运营工作状态的卫星中，有423枚属于美国。俄罗斯位居第二。中国近年来在太空的地位也有显著增强。从全球来看，至少115个国家至少拥有一枚卫星的部分股权。全世界44个国家有不超过3个合作伙伴的卫星项目的共同所有权。这些合资开发的卫星项目称为合作卫星。美国，台湾，日本和法国是合作项目中的最大股东。多国卫星指超过3个国际股东共同拥有的卫星。

前苏联发射卫星的高峰时段在20世纪七、八十年代，是它发展太空军事项目的鼎盛时期。当时它发射了大量寿命较短的导航和通讯卫星。美国的发射高峰时段在1998年。这是因为部署三个通讯卫星网络（全球星，铱，ORBCOMM）导致商业性发射需求大增。这些网络中许多卫星是通过美国的载体发射的，有的是几枚卫星同时发射。大致而言，卫星发射高峰是由卫星用途的改变造成的。上世纪70年代通讯卫星数量大增，90年代开始导航卫星数量大增，而本世纪第一个十年，民用和地球观测卫星数量有所增加。

上图中灰色区域显示的是，从1957年至2010年，先后发射进入太空而今天已经闲置的不活跃卫星数量；橙色区域显示的是现在仍然活跃的卫星数量。灰色区域代表了5428枚卫星。许多废弃的卫星现在成了环绕地球运行的太空垃圾。据NASA的估计，现在在地球轨道上大约有19000颗直径超过10厘米的