卫星基础近年原文.ppt

卫星通信的发展历史(一)1945年5月—英国空军雷达官阿瑟.克拉克在《无线电世界》杂志上发表了《地球外的中继站》一文，最先对利用静止卫星进行通信提出了科学的假设1960年8月—美国国家宇航局发射了“回声Ⅰ号”气球卫星，并利用30米气球卫星的金属反射面进行地球站与地球站之间的1GHz和2.5GHz的无源中继通信．“回声Ⅰ号”当时位于1600公里高度的椭圆轨道上1960年10月—美国通过1000公里高度的“信使1B”，用2GHz星载放大器进行有源中继通信（迟延中继通信）的首次试验卫星通信的发展历史(二)1962年—美国成立第一家专门从事国内、国际卫星通信的COMSAT公司1964年8月—国际通信卫星组织（INTELSAT）成立（最初签约国19个）1990年4月7日 亚洲一号卫星成功发射．亚洲一号卫星发射的成功，向世界宣布，中国是继法国、美国之后，第三个步入国际商业发射市场的国家主要内容介绍差错控制方式调制方式卫星通信中的三种速率和两种带宽衡量卫星通信系统传输性能的唯一指标卫星链路中的常用术语常用卫星参数卫星链路模型差错控制方式(一)前向纠错(FEC)原理 按一定规律在原信息序列中插入一定数量的不含信息量的数字序列（即监督码），使达到相同误比特率时所需要Eb/No值降低。类别卷积码-维特比译码(常用FEC方式1/2,2/3,3/4,5/6,7/8)Reed-Solomon编码(简称RS编码)与卷积码维特比译码构成双层级联码（如DVB业务）Turbo编码(TurboProductCoding):一种新型FEC技术，可得到更高的编码增益或占用更少的带宽差错控制方式(二)格状编码调制(TCM)传统意义上，调制解调过程与信道编译码过程是分离的选择调制解调方式的依据：获得高的频带利用率和强的抗干扰能力采用多相位调制时，频带利用率提高，但对Eb/N0的要求增加，用FEC带来的好处不明显格状编码调制技术，即将调制与信道编码融为一体，使信道带宽和功率进一步有效利用调制方式尽管新的调制方式不断出现，但目前地球站的数字通信设备中使用的调制方式仍主要是数字调相相位调制的优点：恒包络带宽利用率较高相同的Eb/N0条件下误码率较低实现简单，成本相对较低现代卫星通信中常用的几种调制方式BPSKQPSKMSKOQPSK16QAM等。调制因子＝log2(相位)卫星通信中的三种速率和两种带宽(一)信息速率(Mbps、Kbps)：原始二进制信息比特流传输速率(Mbps、Kbps)：信道中实际传输的比特流符号速率(Msps、Ksps)：信道中实际传输的码元流噪声带宽(或占用带宽)及扩展因子分配带宽及分配因子传输速率=信息速率/(FEC编码率*R-S编码率)符号速率=信息速率/(FEC编码率*R-S编码率*调制因子)噪声带宽=符号速率*扩展因子(1.2)分配带宽=符号速率*分配因子(通常取1.35-1.4,或根据实际 情况选取)卫星通信中的三种速率和两种带宽(二)以空管局业务为例，信息速率为2772Kbps，QPSK，FEC=3/4传输速率=2772×(4/3)=3696Kbps符号速率=2772×(4/3)×(1/2)=1848Ksps噪声带宽=1848Ksps×1.2=2217.6KHz分配带宽=1848Ksps×1.2=2217.6KHz(分配因子 1.2为系统建议)衡量卫星通信系统传输性能的唯一指标误比特率(Pb)：传输每比特信息发生错误接收的概率值门限误比特率：通信系统正常工作时，所容许的最大误比特率每比特能量对噪声谱密度的比值(Eb/No)Eb是在一个信息比特持续期Tb内的能量No是噪声功率谱密度Eb/No与C/N和Pb分别有对应关系Eb/No与误比特率Pb对于BPSK和QPSK，误比特率Pb可以表示为Eb/No与载噪比C/N(一)关系表达式B为载波噪声带宽，Rb为载波信息速率C/N越高，Eb/No也越高，系统传输性能越好将调制方式由QPSK改成BPSK，若达到同样的Eb/No，要求的C/N可以降低一半Eb/No与载噪比C/N(二)C/N与Eb/No关系的公式推导Eb/No与载噪比C/N(三)以空管局业务为例，信息速率为2772Kbps，QPSK，FEC=3/4，Eb/No=8.2dB，对应的C／N门限为卫星链路中的常用术语(一)上行链路：地球站到通信卫星方向的传输链路下行链路：通信卫星到地球站方向