静止轨道(GEO)卫星系统.pdf

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1、静止轨道(GEO)卫星系统静止轨道卫星（GEO）移动通信业务的特征来源于使用位于赤道上方35800km的对地同步卫星开展通信业务的条件。在这个高度上，一颗卫星几乎可以覆盖整个半球，形成一个区域性通信系统，该系统可以为其卫星覆盖范围内的任何地点提供服务，例如美国一颗卫星就可以覆盖美国大陆的连续部分，如阿拉斯加、夏威夷、波多黎各几百海里的近海地区。在GEO卫星系统中，只需要一个国内交换机对呼叫进行选路，信令和拨号方式比较简单，任何移动用户都可以被呼叫，无需知道其所在地点。同时，移动呼叫可以在任何方便的地点落地，不需要昂贵的长途接续，卫星通信费用与距离无关，它与提供本地业务的陆地系统的费用相近

2、。当卫星对地面台站的仰角较大的时候（如在美国本土经度范围内，卫星对地面的仰角一般在20°～56°之间），移动天线具有朝上指向的波束，可以与地面的反射区分开，这样就可以几乎完全避免在陆地系统中常见的深度多径衰落。卫星信号因其仰角大，仅仅穿过树冠，从而使由枝叶引起的衰减降到只有几dB。一、系统的组成1、空间系统由于移动天线终端尺寸小，在L频段每信道所需卫星辐射功率较固定卫星业务中相应的信道的功率为大，预计所需的卫星功率为3000W，天线直径约为5m，用多波束覆盖业务区。这就要使每个信号选定从单一K频段波束到所需L频段波束以及反向的接续路由。K频段被划分几段，每段对应L频段的一个特定的点波束。

3、为解决以下两个难点：（1）每个L段上的业务无法精确预测，而且随时变化；（2）国内业务和国际业务的分配很复杂，也使得卫星移动通信系统业务的陆地、海上、空中三个部分的分配很困难，以便与本波束内业务取得一致。但是，这里不存在L频段到L频段的路径。2、地面系统（1）卫星移动无线电台和天线卫星移动无线电台和陆地移动无线电台的功能、复杂性。部件数量和类型很相似，只是卫星移动无线电台使用5kHz信道间隔而不是25或30kHz。电台话音、调度电话、数据、消息分组、定位、寻呼等都属于该卫星电话系统本身的功能，每个卫星移动电台都需要一个频率综合器，以便将他们调谐到所需的5kHz信道。该系统还采用专用信令信道

4、，以免系统在公共安全紧急救援期间饱和，并为天线的指向调整提供参考。信令信道在移动台从一个卫星波束进入相邻卫星波束时，为波束转换提供幅度参考电平。为获得满意的话音质量以及邻星的频率再用，需要约13dBi的高增益天线。天线的辐射图形可以是圆的或是椭圆的，在方位角上通过电动的机械方法实现调整。也可以通过圆形阵列的切换达到近13dBi的增益。（2）关口站、基站地球站工作于K频段，由于卫星移动通信服务的基本结构是每载波单信道，所以关口站必须自动按网控中心从信令信道传来的指令调谐到5kHz信道。基站需要频率合成器，可以工作在固定信道。这两种站都使用3.3m天线，但通信密度大的地区的关口站需要较大的天

5、线。关口站应有足够的容量，以免阻塞；还要有足够备份以保证高的可用性。一个出故障的关口站将被旁路，这时呼叫由相邻的关口站临时转接。二．几种典型的静止轨道卫星移动通信系统1.国际海事卫星(Inmarsat)系统最早的GEO卫星移动系统，由美国通信卫星公司（COMSAT）利用Marisat卫星进行卫星通信，是一个军用卫星通信系统。70年代中期为增强海上船只的安全保障，将部分内容提供给远洋船只使用。1982年形成了以国际海事卫星组织（Inmarsat）管理的Inmarsat系统，开始提供全球海事卫星通信服务。1985年对公约作修改，决定把航空通信纳入业务之内，1989年又决定把业务从海事扩展到陆

6、地。目前它已经是一个有72个成员国的国际卫星移动通信组织，控制着135个国家的大量话音和数据系统。中国交通部和中国交通通信中心分布代表中国参加了这个组织。Inmarsat系统由船站、岸站、网络协调站和卫星组成。下面简要介绍各部分的工作特点：（1）．卫星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3颗卫星覆盖了几乎整个地球，并使三大洋的任何点都能接入卫星，岸站的工作仰角在5°以上。（2）．岸站岸站（CES）是指设在海岸附近的地球站，归各国主管部门所有，并归它们经营。它既是卫星系统与地面系统的接口，又是一个控制和接入中心。（3）．网路协调站网路协调站（NCS）是整个系统的一个组成部分。每一个海域设一个

7、网路协调站，它也是双频段工作。（4）．船站船站（SES）是设在船上的地球站。在海事卫星系统中它必须满足：（1）船站天线满足稳定度的要求，它必须排除船身移位以及船身的侧滚、纵滚和偏航的影响而跟踪卫星；（2）船站必须设计的小而轻，使其不至于影响船的稳定性，同时又要设计的有足够带宽，能提供各种通信业务。（5）．系统工作在Inmarsat系统中基本信道类型可分为：电话、电报、呼叫申请（船至岸）和呼叫分配（岸至船）。Inmarsat系统规定在