卫星通讯技术简介 .pdfVIP

B09231刘洋扬20094023129

卫星通信技术

一、前言

卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波的通信，自

20世纪90年代以来，卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进

步。卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便

迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通

信必不可少的一种重要手段。到目前为止，全世界已建成和正在建立

的卫星通信系统由数十个。人们对卫星通信的新体制、新技术继续进

行了广泛、深入的研究和试验，取得了很大的提高和发展。

二、卫星通信原理

卫星通信之所以存在，是因为地球的形状是一个圆形球体。由于

用于宽带通信的无线电电波是以微波频率沿直线传播的，因而长距离

通信需要利用中继传送信号。卫星可以连接地球上相聚数千米的地

点，因而十分适合作为长途通信中继器的安装点。

（一）卫星通信的概念

卫星通信是指利用人造卫星做中继站转发无线电信号，在多个地

球站之间进行通信。

卫星通信是地面微波接力通信的继承和发扬，是微波接力的一种

特殊形式。

（二）卫星通信系统的组成

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卫星通信系统由空间段和地面段两部分组成。

1.空间段

空间段以卫星为主体，并包括地面卫星控制中心（SCC）、跟踪、

遥测和指令站。卫星星载的通信分系统主要是转发器，现代的星载转

发器不仅能提供足够增益，而且具有处理和交换功能。

2.地面段

地面段包括了支持用户访问卫星转发器，并实现户间通信的所有

地面措施。卫星地球站是地面段的主体，它提供与卫星的连接链路，

其硬件设备与相关协议均适合卫星信道的传输。

三卫星通信优缺点

(1)卫星通信覆盖区域大，通信距离远。因为卫星距离地面很远，

一颗地球同步卫星便可覆盖地球表面的1/3，因此，利用3颗适

当分布的地球同步卫星即可实现除两极以外的全球通信。卫星通

信是目前远距离越洋电话和电视广播的主要手段。

(2)卫星通信具有多址联接功能。卫星所覆盖区域内的所有地

球站都能利用同一卫星进行相互间的通信，即多址联接。

(3)卫星通信频段宽，容量大。卫星通信采用微波频段，每个

卫星上可设置多个转发器，故通信容量很大。(4)卫星通信机动

灵活。地球站的建立不受地理条件的限制，可建在边远地区、岛

屿、汽车、飞机和舰艇上。

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(5)卫星通信质量好，可靠性高。卫星通信的电波主要在自由

空间传播，噪声小，通信质量好。就可靠性而言，卫星通信的正

常运转率达99.8%以上。

(6)卫星通信的成本与距离无关。地面微波中继系统或电缆载

波系统的建设投资和维护费用都随距离的增加而增加，而卫星通

信的地球站至卫星转发器之间并不需要线路投资，因此，其成本

与距离无关。

但卫星通信也有不足之处，主要表现在：

(1)传输时延大。在地球同步卫星通信系统中，通信站到同步

卫星的距离最大可达40000km，电磁波以光速（3×108m/s）传输，

这样，路经地球站→卫星→地球站（称为一个单跳）的传播时间

约需0.27s。如果利用卫星通信打电话的话，由于两个站的用户

都要经过卫星，因此，打电话者要听到对方的回答必须额外等待

0.54s。

(2)回声效应。在卫星通信中，由于电波来回转播需0.54s，

因此产生了讲话之后的“回声效应”。为了消除这一干扰，卫星

电话通信系统中增加了一些设备，专门用于消除或抑制回声干扰。

(3)存在通信盲区。把地球同步卫星作为通信卫星时，由于地

球两极附近区域“看不见”卫星，因此不能利用地球同步卫星实

现对地球两极的通信。

(4)存在日凌中断、星蚀和雨衰现象。

四、卫星通信系统所使用的频率

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卫星通信系统中频段的选择直接影响到它的通信容量、质量、可

靠性、设备的复杂性和成本的高低。

（一）卫星通信系统选择频率的依据

一般来说，卫星通信工作频段的选择应考虑以下因素：

1.电波应能穿过电离层，传播损耗和外部附加噪声应尽可能小。

2.应具有较