卫星通信概览overv

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1、卫星通信技术第一章　绪论1．1概述通信的目的通信的类别无线电通信卫星通信覆盖说卫星通信1．1．1卫星通信的基本知识宇宙通信的三种形式利用卫星构成的通信的系统静止卫星与地球的相对位置1．1．2卫星通信使用的频段卫星工作频段通常选择的频段卫星通信在现有微波技术的基础上，频率选择在1—10GHz范围内最佳。根据无线电波穿越大气层时电波衰减情况，最理想的频段在6／4GHz(上行/下行)附近。在这个频段，可用带宽约在500MHz左右。在波段可用带宽内，又可以被分成很多个卫星转发器带宽。1．1．3卫星通信的分类卫星通信系统的分类按卫星制式划分按通信覆盖区的范

2、围划分按用户性质划分按业务划分按多址方式划分1．1．4卫星通信系统的组成静止卫星（也称同步卫星）通信系统跟踪遥测和指令系统卫星通信系统的组成卫星通信线路图1－4卫星通信系统的组成1．1．5卫星通信系统的特点卫星通信的优点通信距离远，建站成本与通信距离无关。通信容量大。组网灵活，便于多址联接。通信线路质量稳定可靠。机动性能好。静止卫星通信系统的缺点两极地区为通信盲区，在高纬度时，通信效果较差。卫星的发射、测控技术复杂，运营成本高。存在日凌中断和星蚀现象。电波的传播时延较大和存在回波干扰。抗干扰能力差。保密性能差。1．2卫星通信技术的应用和发展1．2

3、．1卫星通信技术的应用（1）卫星通信的发展（2）利用静止通信卫星可以构成多种制式的卫星通信网络。主要有：卫星电视输送卫星电视广播国际电话通信互联网服务（3）低轨道卫星通信系统（LEO）“5个任何”美国的铱星卫星通信系统低轨道卫星通信系统与静止（同步）卫星通信系统比较有如下一些优点①由于卫星高度较低，卫星通信特有的通信传输时延大大降低；②低轨道卫星通信系统电波传播衰减小。③因为低轨道卫星通信系统可以将卫星均匀地排布在整个地球的周围，即使是在地球的南北极，也能使用低轨道卫星进行通信，而这正是静止卫星通信的盲区；④由于低轨道卫星通信系统包括的卫星数量多

4、，使用的轨道低，卫星本身的寿命较短，所以在实际运用中要有几颗备份卫星放在空中，随时接替有故障的卫星，以保证整个卫星通信系统的正常运行；⑤另外低轨道卫星通信系统有一套较为复杂的卫星测量及控制系统。（4）中轨道卫星通信系统（MEO）QDYSSEY系统国际海事卫星通信系统组织推出的方案（5）高轨道卫星通信系统（GEO）（6）VSAT卫星通信系统1.3卫星通信的基本技术参数1．3．1有效全向辐射功率（EIRP）EIRP也称等效全向辐射功率。它定义为发射机发出的功率PT与天线增益GT的乘积。EIRP的物理意义1．3．2噪声系数和噪声温度噪声系数NF噪声温度

5、噪声功率与绝对温度成正比。这样可用噪声温度来衡量噪声的大小。噪声系数NF和噪声温度Te存在的关系1．3．3地球站的品质因素地球站的品质因素是地球站天线的接收增益与馈源输入端的系统等效噪声温度的比值（或者是在接收系统的某个介面处的有效天线增益与接收系统的等效噪声温度之比），通常用GT表示。地球站接收品质因素GT是卫星通信系统的一个重要参数，也是INTELSAT组织对地球站进行分类的主要依据之一。因此，对GT值的计算必须准确，以真正反映地球站的性能。1．3．4卫星转发器饱和通量卫星转发器饱和通量密度W表示了卫星转发器的灵敏度。它的基本含意是：为使卫星

6、转发器单载波饱和工作，在其接收天线的单位有效面积上应输入的功率。1．3．5载波噪声功率卫星通信线路中的载波功率与噪声功率之比简称载噪比，它是决定卫星通信线路性能最基本的参数之一。卫星通信系统中的已调信号，对模拟系统通常是频率调制的，而对数字系统通常是恒包络的数字键控信号。调频波各频率分量功率的总和等于未调载波的功率，数字键控信号的平均功率也等于其未调波的功率。因此，用载波功率来表示信号的功率，就具有一般意义，可以不管具体调制制度如何，从而确定卫星通信系统的质量。1．3．6天线增益和波束宽度定向天线增益G的定义卫星通信中使用的喇叭天线、抛物面天线等

7、的增益1．3．7互调噪声和输入输出补偿互调噪声输入补偿（Boi）输出补偿（Boo）1．3．8门限载噪比解调器输出的被恢复的基带信号的好坏的度量门限载噪比1．3．9传输损耗1、自由空间传播损耗2、大气损耗La（1）晴天的大气损耗（2）坏天气的大气损耗3、天线方向跟踪误差损耗Lr第二章卫星通信系统的组成与体制2．1卫星通信系统卫星通信2．1．1卫星通信系统的组成图2－1地面微波接力通信示意图一个完整的卫星通信系统，通常是由通信卫星、地球站、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统等四大部分组成图2－2卫星通信示意图2．1．2卫星通信系统的各部分功能和作用1、

8、地球站的组成图2－3卫星通信地球站的简化方框图天馈设备发射机接收机终端设备跟踪设备2、通信卫星的组成天线分系统通信分系统电源分系统遥测指