卫星通信
卫星通信
卫星通信一、卫星通信概述1、卫星通信基本概念卫星通信实际上也是一种微波通信，它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信，卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖，由于卫星工作于几百、几千、甚至上万公里的轨道上，因此覆盖范围远大于一般的移动通信系统。
但卫星通信要求地面设备具有较大的发射功率，因此不易普及使用。
卫星通信系统由卫星段、地面段、用户段三部分组成。
卫星段在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，卫星星体又包括两大子系统：星载设备和卫星母体。
地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户也可以通过地面站出入卫星系统形成链路，地面站还包括地面卫星控制中心，及其跟踪、遥测和指令站。
用户段即是各种用户终端。
卫星通信系统的结构如下图1-1所示。
图1-1 卫星通信系统结构在微波频带，整个通信卫星的工作频带约有500MHz宽度，为了便于放大和发射及减少变调干扰，一般在星上设置若干个转发器。
每个转发器被分配一定的工作频带。
目前的卫星通信多采用频分多址技术，不同的地球站占用不同的频率，即采用不同的载波。
比较适用于点对点大容量的通信。
近年来，时分多址技术也在卫星通信中得到了较多的应用，即多个地球站占用同一频带，但占用不同的时隙。
与频分多址方式相比，时分多址技术不会产生互调干扰、不需用上下变频把各地球站信号分开、适合数字通信、可根据业务量的变化按需分配传输带宽，使实际容量大幅度增加。
另一种多址技术是码分多址（CDMA），即不同的地球站占用同一频率和同一时间，但利用不同的随机码对信息进行编码来区分不同的地址。
CDMA采用了扩展频谱通信技术，具有抗干扰能力强、有较好的保密通信能力、可灵活调度传输资源等优点。
它比较适合于容量小、分布广、有一定保密要求的系统使用。
2、卫星通信系统的分类2.1按照工作轨道区分，卫星通信系统一般分为以下3类。
（1）低轨道卫星通信系统（LEO）：距地面500-2000Km，传输时延和功耗都比较小，但每颗星的覆盖范围也比较小，典型系统有Motorola的铱星系统。
卫星通信
4.2 通信卫星的组成及部分功能
通信卫星主要有两部分组成：
有效载荷：装载于卫星上用于完成通信任务的仪器设备的总称。
卫星公用舱：用于安装固定有效载荷的服务系统。
二、卫星公用舱的组成——五个分系统组成。
Ⅰ姿态和轨道控制系统——Aocs（Attitude and orbit control subsystem）
重叠区设置中继站，可实现全球通卫星通信。
第二阶段：实用阶段
1964年，美国人成功发射了“辛康姆”卫星——事件标志着卫星通信进入实 用阶段，标志性体现在：
1、成功的进行了电话和电视的传输试验。 2、向美国国内传播在日本东京举行的奥运会。 第三阶段：商用阶段
由于卫星通信带来的巨大经济效益。卫星通信商用化逐渐提上了议事日程。
第四章 卫星通信系统的组成
4.1 卫星通信系统的组成 一个完整的卫星通信系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：
一、空间段：也称空间分系统，通常是指通信卫星，研究的重点
二、地面段：一般包括地球站群，测控系统和监控中心
1、地球站群：包括一个中央地球站和若干个普通地球站，中央站和普通站之
间采用高度集中的星形网络结构
的“闪电”号卫星及实现全球通信三颗同步卫星）
2、国内卫星通信系统——为本国提供卫星业务的系统 3、区域卫星通信系统——低轨卫星。（用于特殊服务，地质勘测，海洋勘探等）
二、按卫星业务分类 1、卫星固定业务：向现有的电话网（PSTN）和有线电视网（CATV） 提供卫星链路，用来传输语音信号和电视信号。
S
Sun
Earth Satellite
E
E
Td=2d/c=0.27s
为消除0.27s的时间延迟，必须增加回波抵消器，大大增加了星上设备的复杂
卫星通信系统
低地球轨道
卫星高度较低，适用于对地观测、短报文通 信等应用。
高椭圆轨道
卫星运行轨道呈高度椭圆状，适用于侦察、 导弹预警等应用。
通信链路
射频链路
负责传输信号，包括上行链路（地面站到卫星）和下行链路（卫星到地面站） 。
信令链路
负责控制和管理信号传输，确保通信过程的正常进行。
固定安装在地面上，提供稳定 的通信服务。
移动地面站
安装在车辆、船舶或飞机上， 实现移动通信。
个人地面站
便携式地面站，便于个人随身 携带和使用。
网关地面站
负责将卫星信号接入传统通信 网络，实现卫星与地面网络的
互联互通。
空间段
地球同步轨道
卫星运行与地球自转同步，覆盖范围广，适 用于通信、气象等应用。
中地球轨道
卫星定位服务
利用卫星信号提供定位服务，广泛应用于导航、物流等领域。
互联网接入
卫星宽带
通过卫星为偏远地区和海洋区域提供 互联网接入服务，满足用户上网需求 。
卫星数据中继
为飞机、船舶等移动平台提供数据中 继服务，保障实时通信。
军事通信
战略通信
为军事战略指挥提供可靠的通信保障，确保信息传递的准确性和及时性。
星上处理与星间通信
要点一
总结词
未来的卫星通信系统将更加依赖星上处理和星间通信技术 ，以提高系统的灵活性和可靠性。
要点二
详细描述
星上处理技术将数据处理的任务从地面站转移到了卫星上 ，使得卫星能够实时处理和转发数据，减少了地面站的压 力。星间通信技术则通过卫星之间的直接通信，实现了更 加灵活的路由和更高的数据传输效率。
启了卫星通信的历史。
卫星 通信
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4. 1卫星通信的基本概念
通常，把以宇宙飞行体为对象的无线电通信统称为宇宙通信，但按照国 际电联的规定，它正式的名称为宇宙无线电通信。共同进行宇宙无线电 通信的一组宇宙站和地球站叫作宇宙系统，这里宇宙站是指设在地球大 气层之外的宇宙飞行体(如人造通信卫星、宇宙飞船等)或其他天体(如月 球或别的行星)上的通信站。宇宙通信有3种基本形式，如图4. 2所示， 包括:
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4. 1卫星通信的基本概念
4. 1. 4静止卫星通信的特点
1.静止卫星通信系统的主要优势 (1)通信距离远，且费用与通信距离无关。由图4.4可见，利用静止卫星，
最大通信距离高达18 000 km，且建站费用和运行费用不因通信站之间 的距离远近及两站之间地面上的自然条件的恶劣程度而变化。这在远距 离通信时，比地面微波中继、电线、光缆、短波通信等有明显的优势。 除了国际通信外，在国内或区域通信中，尤其对边远的城市、农村和交 通、经济不发达的地区，卫星通信是极有效的现代通信手段。 (2)覆盖面积大，可进行多址通信。许多其他类型的通信手段，通常只能 实现点对点通信。例如，地面微波中继线路只有干线或分支线路上的中 继站方能参与通信，不在这条线上的点无法利用它进行通信。
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第十二章网络营销实施与控制
教学目标 本章知识点及技能点 导入案例 第一节 网络营销实施管理 第二节 网络营销组织机构 第三节 网络营销风险控制 .4是静止卫星与地球相对位置的示意图。从卫星向地球引两条切线， 切线夹角为17. 320，两切点间的弧线距离为18 101 km，可见在这个卫 星电波束覆盖区内的地球站均可通过卫星实现通信。
卫星通信系统概述-文档资料
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1.4 卫星通信的特点
卫星移动通信和地面移动通信的关系： 卫星移动通信系统能扩大地面移动通信的地理
和业务覆盖范围，除提供常规的移动通信业务 外，还可向空中、海面和复杂地理结构的地面 区域的各类移动用户提供服务。 从应用来讲，地面移动通信网主要集中在高业 务量的应用环境，而卫星移动通信系统最适合 于低业务量地区、航海、航空及地面网欠发达 地区的应用环境，并且在地面网络过载或发生 故障时作为其迂回网络。
换言之，卫星通信是在地球站上，包
括地面、水面和大气层中的无线电通信站 之间，利用人造卫星作为中继站进行的通 信。
卫星通信是个人通信网的组成部分，
是地面通信网的补充。
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1.1 卫星轨道
假设地球是质量均匀分布的圆球体，忽略 太阳、月球和其它行星的引力作用，卫星运动 服从开普勒(Kepler)三大定律。
（8）现有卫星通信系统为适应新技术发展和系统对容量的 更大要求形成了新的演变方案，如Iridium系统将其运行 的卫星数目从66颗增加至96颗。
（9）天地网络不断融合。卫星通信与有线电视、宽带互联 网、移动互联网等融合。
（10）新技术广泛应用。如星上交换与处理、多波速天线等。
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附录：通信卫星的分类
300~3000吉赫(GHz)
10
1.3 卫星通信的工根作据IE频EE段521-2002标准，L
<<<<1223>>>>频段综LSCX工。合作具上频 频 频 频：体述段段段段地要：：：：说求1468，，.///6247目应/1GGG前将.HHH5zzz大卫雷Z也波电导频卫采K句K通3是时和为的电是段范即展7率频比EGi0aa多星.g达使段波航带星用话常HI7用又高1无视M指。围英的代波R受段较KBz5m数的主等用是波系，地，说用KPH作是频线领aeC据频而则语”表段甚特国。大XG~波较e波卫z工要波。这指段统在面且，于电航（电域1波I~H、率在为中着也高高际，KE用用用。段d大段星作3应段个频。等卫站一z该卫u台空波。HE段现无在某7的被Km频频有多0，于于于的，波(通频EF~用，0范率可。星应直的波星1及和，特通，在线8些“称(（关采1）上MMMM8V频加段5信段~：是1围在被电用被正段通电航常高常频~广路场e作2HUH法用SSS1不.行率上卫2系选x1中频SSS1的用2视中广上直信FHz视海用频的率泛由合37律赋t-同频，，，~的G)范K星e2F统G在0G继率是频于广，泛方接。2台 的于 主下为使n、中0H）保 形/u的率GGG频HH围2单是微0d、4GD指率播该使(高波z广沟移要行3EEE0用无，zK是z护波2是~为e段。为AH转0选的波OOO)卫标频。和频用于段8d-G播通动用频,的线X0指，束aBz，7卫卫卫。XG”2发K择无频~H星的b波准带各段。K接.，频通于、率，7波蓝鼠9波H覆13电u星星星o多z器波~线在段~通无2段，0类首收波波z同道信短卫为表v段牙标长4盖离8~0测测测数的e功段电以或信0线的X小先.天段10段。和途星7示中、)等4范，G控控控一，波8M.率。波下特、频2型被线，的G广通“G的H围卫H。。。5段换段一波频高H率Hz效频~播信扩zX星。zz般，，
卫星通信
卫星通信:指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或者多个地球站之间进行的通信。
卫星通信特点:1）通信距离远，且费用与通信距离无关；2)覆盖面积大，可进行多址通信；3）通信频带宽，传输容量大；4）机动灵活；5）通信链路稳定可靠，传输质量高。
卫星通信系统的组成：通信卫星、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统，以及监控管理分系统四部分组成。
卫星通信系统的分类：1）按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类卫星通信系统；2）按通信覆盖区的范围，分为国际、国内和区域3类卫星通信系统；3）按用户性质，分为公用、专用和军用3类卫星通信系统；4）按业务分为固定业务、移动业务、广播业务、科学实验及其它业务卫星通信系统；5）按多址方式，分为频分多址、时分多址、码分多址、空分多址和混合多址5类卫星通信系统；6）按基带信号体制，分为数字式和模拟式两类卫星通行系统；7）按所用频段，分为特高频、超高频、极高频和激光4类卫星通信系统。
地球站的分类：（1)按安装方法及设备规模，地球站可分为固定站、移动站(船载站、车载站、机载站等)和可搬动站(在短时间内可拆卸转移)。
(2)按天线反射面口径大小，地球站可分为20m、15m、10m、7m、5m、3m和1m等类型。
(3)按传输信号的特征，地球站可分为模拟站和数字站。
(4)按用途，地球站可分为民用、军用、广播、航空、航海、气象以及实验等地球站。
(5)按业务性质，地球站可分为遥控、遥测跟踪站，通信参数测量站和通信业务站。
地球站的组成：一般包括天馈设备、发射机、接收机、信道终端设备、天线跟踪设备以及电源设备。
天馈设备的主要作用是将发射机送来的射频信号经天线向卫星方向辐射，同时它又接收卫星转发的信号送往接收机。
发射机主要由上变频器和功率放大器组成，其主要作用是将已调制的中频信号，经上变频器变换为射频信号，并放大到一定的电平，经馈线送至天线向卫星发射。
对于上变频器这一频率变换设备，主要有一次变频和二次变频两种方式。
卫星通信的基本概念和分类
卫星通信的基本概念和分类一、卫星通信的定义卫星通信是指利用人造卫星作为中继站来转发无线电波，在两个或多个地面站之间所进行的通信。
卫星通信系统由卫星转发器和地球站组成，其中卫星转发器负责接收来自地球站的信号，并将其放大、变频后再转发回地球站，从而实现远距离通信。
二、卫星通信的分类1.按卫星轨道位置：可分为静止卫星通信和中低轨道卫星通信。
静止卫星通信利用位于地球赤道上空的卫星，实现全球覆盖和通信。
中低轨道卫星通信则利用位于地球中低轨道的卫星，实现区域覆盖和通信。
2.按通信频段：可分为L频段（1-2GHz）、S频段（2-4GHz）、C频段（4-8GHz）、Ku频段（10-15GHz）和Ka频段（20-30GHz）等。
不同频段的无线电波具有不同的传播特性和抗干扰能力。
3.按卫星通信系统的结构：可分为单星型、双星型和多星型。
单星型系统只有一个卫星转发器，实现简单的点对点通信。
双星型系统有两个卫星转发器，可实现具有一定覆盖范围的区域通信。
多星型系统则由多个卫星转发器组成，可实现全球覆盖和通信。
三、卫星通信的优点1.覆盖范围广：卫星通信不受地理条件的限制，可实现全球覆盖和通信。
2.通信容量大：卫星通信系统可以利用多个频段和多颗卫星，实现高速数据传输和大容量通信。
3.可靠性高：卫星通信系统具有较高的可靠性和稳定性，适用于各种重要场合和应急通信。
4.灵活性好：卫星通信系统具有较好的灵活性和适应性，可根据不同需求进行定制和优化。
四、卫星通信的应用案例1.含例1：国际卫星通信。
国际卫星通信是利用卫星转发器实现跨国或跨洲的语音、数据和视频传输。
例如，通过国际卫星电话进行远程医疗、灾害救援等紧急通信。
2.含例2：区域卫星通信。
区域卫星通信是利用中低轨道卫星实现一定区域内的通信和信息传输。
例如，通过移动卫星车或便携式卫星电话为野外作业提供实时通信支持。
3.含例3：国内卫星通信。
国内卫星通信是利用静止卫星或中低轨道卫星实现国内范围内的通信和信息传输。
卫星通信简介..
2、国外卫星通信的发展
按轨道高度的划分：
低轨(LEO)卫星移动系统：～1000km~ 中轨(MEO)卫星通信系统：5000～15000km 同步轨道(GEO)卫星通信系统：35786.6km 高椭圆轨道 (HEO) 卫星通信系统：远地点＞ 40000km
距离地球 1500km~5000km 和 13000km~20000km 有两个强 辐射带，对电器器件的破坏力极大，卫星轨道应避开此区 域。此区域被称为范艾伦辐射带。
1、卫星通信的基本概念
卫星通信的优点：
（1）通信距离远（卫星单跳最大通信距离达1800km ），且费
用与距离无关 （2）覆盖面积大（1颗卫星覆盖地球表面42%）三颗同步卫星 即可覆盖全球，可进行多址通信 （3）通信频带宽，传输容量大 （4）通信线路稳定可靠（畅通率在99.8%以上 ），经济效益高 （5）系统容量大，可提供多种通信业务，从而使通信业务向多 样化和综合化方向发展，实现区域及全球个人移动通信 （6）在使用静止轨道的同时，也可使用中、低轨道卫星，使业 务性能更优良。
• 2.0-4.0，S，移动业务、指令传输；
• 4.0-8.0(4/6)，C，固定业务；
• 8..0-12.0，X；
• 12.0-18.0(12/14)，Ku，固定、DSS业务； • 18.0-24.0，K ；24.0-30.0，Ka； • 33.0-50.0，Q ； 50.0-75.0，V。
1、卫星通信的基本概念
全球星系统
2、国外卫星通信的发展
目前,运行于地球低轨道( 1000 km 以下
) 的人造地球卫星,包括成像侦察卫星、 电子侦察卫星、海洋监视卫星和商业 遥感卫星,有很多都直接或间接用于军 事目的。随着卫星在现代战争中的作 用日益增强,了解和认识当前的低轨道 卫星十分必要。
什么是卫星通信
什么是卫星通信卫星通信是指利用人造卫星作为中继器来传输通信信号的一种无线通信技术。
它通过将信号发送到地球上的卫星，再由卫星转发到目标接收站，实现远距离的通信。
卫星通信在现代社会中发挥着重要的作用，广泛应用于电视广播、电话通信、互联网接入等领域。
卫星通信系统主要由三个组成部分构成：卫星、地面站和用户终端。
卫星是核心部分，它通过携带发射器和接收器来接收地面站发送的信号，并将信号转发到目标地区。
地面站负责与卫星进行通信，它包括发射器和接收器，用于发送和接收信号。
用户终端是最终的通信终端，可以是个人使用的手机、电视接收器等设备。
卫星通信系统的工作原理是基于无线电波的传输。
地面站通过指向特定的卫星，并发送信号到卫星上。
卫星接收到信号后，通过转发器将信号重新发送到目标地区的地面站。
地面站再将信号传输到用户终端，实现通信。
卫星通信系统具有许多优点。
首先，它可以实现全球范围内的通信覆盖，无论目标地区有多远，只要有卫星覆盖，就可以进行通信。
其次，卫星通信具有高带宽的特点，可以传输大量的数据，适用于高速的数据传输需求，如互联网接入、视频流媒体等。
此外，卫星通信还具有抗干扰能力强、抗灾害能力强等优势。
然而，卫星通信也存在一些限制和挑战。
首先，卫星通信的延迟较高，因为信号需要经过卫星的中转，再传输到目标地区。
这对实时性要求较高的应用，如在线游戏、实时视频通话等可能造成一定的影响。
其次，卫星通信设备的成本较高，包括卫星的制造和发射成本，以及地面站和用户终端的设备成本。
这限制了卫星通信的普及和应用范围。
总的来说，卫星通信是一项重要的无线通信技术，可以实现全球范围内的通信覆盖，并且具有高带宽、抗干扰能力强等优势。
随着技术的不断发展，卫星通信将在更多领域得到应用，并为人们的生活带来更多便利。
第八章_卫星通信
通信微波天线的波束应对准地球上的通信 区域。但是，对于采用自旋稳定方式以保持姿 态稳定的静止卫星，由于卫星是旋转的，故要 采用消旋天线，才能使波束始终对准地球。常 用的有机械消旋天线和电子消旋天线，其消旋 原理是用机械的方法或电子的方法，让天线的 旋转方向与卫星自旋方向相反，而两者的旋转 速度相等，以保证天线波束始终朝着地球上需 要通信的区域。
第八章 卫星通信
8.1 卫星通信的基本概念
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发 无线电信号，在两个或多个地面站之间进行的通信过 程或方式。卫星通信属于宇宙无线电通信的一种形式， 工作在微波频段。
宇宙通信是以宇宙飞行体或通信转发体作为对象的 无线电通信。它可分为三种形式：
（1）地球站与宇宙站间的通信； （2）宇宙站之间的通信； （3）通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间 的通信。
（1） he =500km时，由公式求得S=4892km； （2） he =35800km时，S=18100km。
由于卫星处于外层空间，即在电离层之外， 地面上发射的电磁波必须能穿透电离层才能到 达卫星；同样，从卫星到地面上的电磁波也必 须穿透电离层，而在无线电频段中只有微波频 段恰好具备这一条件，因此卫星通信使用微波 频段。
继通信技术，且天线尺寸也较小，因此，卫星通信最 常用的是C波段。
8.2 通信卫星的种类
目前，通信卫星的种类繁多，按不同的标准有 不同的分类。下面我们给出几种常用的卫星种类。
(1)按卫星的结构可分为：无源卫星和有源卫星 两类。
无源卫星是运行在特定轨道上的球形或其它形 状的反射体，没有任何电子设备，它是靠其金属表 面对无线电波进行反射来完成信号中继任务的。在 20世纪50~60年代进行卫星通信试验时，曾利用过这 种卫星。
卫星通信基本概念及其系统组成
几个概念
1、对地非静止卫星： 相对于地球表面上的任一点，卫星的位置不
断地变化。又称运动卫星。
1.1 卫星通信的基本概念和特点
1.1.1 卫星通信的基本概念 卫星是指在围绕行星的轨道上运行的天然天体或人造
天体，如月球是地球的卫星。
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电 波，在两个或多个地球站之间进行的通信。其无线电波频率 使用微波频段(300 MHz～300 GHz，即波段1 m～1 mm)。
•双跳工作方式及示意图(经卫星两次转发) 双星双跳 单星双跳
卫星通信系统工作方式
A: 用于国际通 信，两个地球 站看不到同一 颗卫星，传输 时延大；
B: 用于星形网， 平时不通信， 需要时进行通 信，不允许国 内话音通信， 用于数据通信。
2.卫星通信系统的分类
归纳起来可以从不同角度进行分类： (1)按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类 卫星通信系统； (2)按通信覆盖区的范围，分为国际、国内和区 域3类卫星通信系统； (3)按用户性质，分为公用(商用)、专用和军用 3类卫星通信系统； (4)按业务分为固定业务(FSS)、移动业务 (MSS)、广播业务(BSS)、科学实验及其它业务(如教 学、气象、军事等)卫星通信系统；
星蚀现象发生在每年春分和秋分前后各23天， 每天当卫星星下点进入当地时间午夜前后。
春分
秋分
静止卫星的日凌中断
卫星处在太阳与地球之间，地球站的天线对准卫 星的同时，也对准了太阳，这样大量的太阳噪声进入 地球站接收设备，导致通信中断。
卫星通信基础知识简介
信业务
信覆盖效果差
➢ 从一颗星向另一颗星切换时 ➢ 地面设备大，成
，需要电路中继保护措施
本高，机动性差
➢ 需要多普勒移频率补偿功能 ➢ 要用星上处理技
➢ 地球站必须从一颗星跟踪到
术和大功率发射
及大口径天线
另一颗星，所以系统至少需
要两副天线和一套跟踪设备
➢ 地面设备比较大，成本高
➢ 卫星天线必须有波束定位控
和信标。
➢ 通信天线
全球波束天线
点波束天线
赋形波束天线
范晓晴
5 November 2015
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转发器
➢ 是通信卫星中直接起中继站作用的部分。
要求：以最小的附加噪声和失真，足够的工作频带和输出功率业为
各地球站有效可靠地转发无线电信号。
➢ 透明转发器
对收到的信号只进行低噪声放大、变频、功率放大，对频带内
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卫星通信的概念
卫星通信的概念卫星通信是一种通过人造卫星进行信息传输的通信技术。
它利用卫星在地球轨道上的位置，通过广播信号传输数据和语音通信，实现全球范围内的通信连接。
卫星通信的概念源于20世纪中叶，随着技术的发展，现如今已成为现代通信领域中不可或缺的重要组成部分。
本文将从卫星通信的原理、分类、应用和未来发展四个方面进行探讨。
一、卫星通信的原理卫星通信的原理基于地球上的通信设备与卫星之间的无线连接。
首先，发射地面设备向卫星发射电磁波，进而将信号传输到卫星。
接下来，卫星接收到信号后，利用内部的转发系统将信号转发至指定的地点或设备。
最后，接收地面设备接收到卫星发来的信号，并进行解码和处理，以实现通信的目的。
这一过程要依靠精密的通信设备、频谱管理和卫星轨道控制系统的配合运作。
二、卫星通信的分类卫星通信可以根据卫星的传输距离和通信范围进行分类。
按照传输距离可以分为近地卫星通信和远地卫星通信。
近地卫星通信主要指运行在低地球轨道（LEO）或中地球轨道（MEO）上的卫星，传输距离较短，延迟较低，适用于需要高速数据传输和实时通信的应用场景。
远地卫星通信则是指运行在地球同步轨道（GEO）上的卫星，传输距离较远，提供全球范围内的通信覆盖，适用于广播、电视、互联网接入等广泛的通信需求。
按照通信范围可以分为点对点通信和广播通信两种。
三、卫星通信的应用卫星通信广泛应用于各个领域，包括但不限于：1. 电视和广播传输：卫星通信通过卫星信号的广播，向全球范围内的用户提供电视和广播节目；2. 互联网接入：卫星通信可通过接入卫星提供互联网服务，解决地理位置偏远地区无法接入传统有线网络的难题；3. 军事通信：卫星通信在军事领域起到至关重要的作用，能够实现军事指挥、情报交流和战场通信等任务；4. 紧急救援：卫星通信能够在灾害和紧急情况下提供及时的通信支持，协助救援行动；5. 航空和航海通信：卫星通信可以提供航空和航海领域中的通信服务，确保通信质量和安全性；6. 科学研究：卫星通信可用于空间探索和科研实验室，用于研究和收集地球、宇宙和环境等相关数据。
卫星通信简介ppt课件
发展过程（二）
实用与提高阶段（1965---） 65年，国际卫星通信组织：INTELSAT—1 正式承担国际通信业务。 苏联：第一颗非同步通信卫星“闪电”—1
空分多址方式（SDMA）
SDMA方式有许多新颖特点：卫星天线增益高；卫 星功率可得到合理有效的利用；不同区域地球站所发信 号在空间互不重叠，即使在同一时间用相同频率，也不 会相到干扰，因而可实现频率重复使用，这就成倍地扩 大了系统的通信容量；转换开关使卫星成为一台空中交 换机，各地球站之间可像自动电话系统那样方便地进行 多址通信。此外，卫星对其它地面通信系统的干扰减少 了，对地球站的技术要求也降低。
透明转发器 对收到的信号只进行低噪声放大、变频、功率放大， 对频带内的任何信号是透明的通道。
处理转发器 除进行转发信号外，还具有信号处理功能。
转发器示意图
处理转发器 解调、信号处理、调制
放大器 混频 中频放大 合路 混频 功放
透明转发器
本振1 主振源 本振2
卫星通信地球站
组成： 天线分系统 发射分系统 接收分系统 信道终端设备分系统 伺服务跟踪设备分系统 用户接口分系统 电源分系统
编码 频分多址－FDMA
信信信 道道道 123
时间
站1 频分多 路复用
信
道
频率
K
卫星转发器
B
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调
发射机
频
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站K
卫星通信
美国于1962年I2月13日发射了低轨道卫星“中继1号"。1963年11月23日该星首次实现了横跨太平洋的日美 间的电视转播。此时恰逢美国总统J.F.肯尼迪被刺，此消息经卫星传至日本在电视新闻上播出，卫星的远距离实 时传输给人们留下深刻印象，使人造卫星在通信中的地位大为提高。
图1同步卫星与地球的相对关系图
简史
利用地球同步轨道上的人造地球卫星作为中继站进行地球上通信的设想是1945年英国物理学家A.C.克拉克 （ArtherC.Clarke）在《无线电世界》杂志上发表“地球外的中继”一文中提出的，并在60年代成为现实。
同步卫星问世以前，曾用各种低轨道卫星进行了科学试验及通信。世界上第一颗人造卫星“卫星1号”由苏联 于1957年10月4曰发射成功，并绕地球运行，地球上首次收到从人造卫星发来的电波。
同步卫星通信是在地球赤道上空约km的太空中围绕地球的圆形轨道上运行的通信卫星，其绕地球运行周期为 1恒星日，与地球自转同步，因而与地球之间处于相对静止状态，故称为静止卫星、固定卫星或同步卫星，其运行 轨道称为地球同步轨道（GEO）。
在地面上用微波接力通通信系统进行的通信，因系视距传播，平均每2500km假设参考电路要经过每跨距约为 46km的54次接力转接。如利用通信卫星进行中继，地面距离长达1万多公里的通信，经通信卫星1跳即可连通（由 地至星，再由星至地为1跳，含两次中继），而电波传输的中继距离约为4万公里，见图1。
频段同步业务简介
频段同步卫星通信业务有卫星固定通信业务（FSS）和星移动通信业务（MSS）之分，它们所分配的频段也不 同。FSS使用C频段和Ku频段。MSS使用L频段（见同步卫星移动通信），工作在Ku频段的Ku转发器原来大多是点波 束的，90年代开始国际通信卫星组织（INTELSAT，简作IS）的Ku星叫ISK，提供较广的区域波束以适应需求。 FSS的C、Ku频段的频率划分如下（上行为地球站对卫星所用频率，下行为卫星对地球站所用频率）。
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1、卫星直播电视的优点是什么？卫星直播电视具有覆盖面广、容量大、图像质量好及接收设备体积小等优点。
2、卫星地面接收站由哪几部分组成？卫星地面接收站主要由卫星接收天线、卫星接收高频头（室外接收单元）和卫星电视接收机（室内接收单元）等部分组成。
3、卡塞格伦天线的工作原理是什么？它包括一个抛物面形的主反射镜和一个双曲面形的副反射镜。
副反射镜放在主反射镜的焦点处。
由一次辐射器--即馈源喇叭辐射出来的电波，首先投射到副反射镜上，而副反射镜又将电波反射到主反射镜上，主反射镜把副反射镜反射来的波束变成平行波束反射出去，即把向四面八方辐射的球面波变成了朝一定方向辐射的平面波，这就显著地增加了方向性。
4、高频头由哪几部分组成？高频头的基本组成主要包括波导—微带变换器、微波低噪声放大器、本机振荡器、混频器、前置中频放大器、二次稳压器和直流—直流变换器等部分。
5、卫星系统一般由有效载荷系统和支撑系统两大部分组成有效载荷系统就是指与卫星所执行的任务直接有关的系统，也称为卫星专用系统，大致可分为探测仪器、遥感仪器和转发器三类。
卫星支撑系统提供卫星系统正常工作的所有必要保障。
支撑系统主要包括结构系统、热控制系统、电源系统、姿态控制系统和轨道控制系统、无线电测控系统和天线系统等。
有些卫星还装有计算机系统，用以完成星上处理及对各分系统实施控制的工作。
返回型卫星还有返回着陆系统，通常由制动火箭和降落伞等组成。
6、卫星通信使用频率：300MHz～300GHz。
原因：(1)通信容量大。
(2)卫星处于外层空间（即在电离层之外），地面上发射的电磁波必须穿透电离层，才能到达卫星。
(3)从卫星到地面上的电磁波也必须穿透电离层。
微波频段具备这些条件，所以卫星通信要选择微波频段。
由发端地球站、上行线传播路径、卫星转发器、下行线传播路径和收端地球站组成卫星通信线路，直接用于通信。
7、为什么上行频率高于下行频率？(1)地面站本振信号的频率采用稳频措施方便，故其振荡频率可以高一些，而转发器的本地振荡器的信号频率采用稳频措施不方便，故其振荡频率不能太高。
(2)地面站接收机，所采用的低噪声、宽频带、高增益的前置放大器比转发器接收机所采用的前置放大器容易制作。
8、引起人造地球卫星摄动的原因：（1）太阳、月亮引力的影响（2）地球引力场不均匀的影响（3）地球大气层阻力的影响（4）太阳辐射压力的影响9、转发器通常分为透明转发器和处理转发器两类。
10、发射静止轨道的自旋卫星(1)先升入初始轨道（即暂停轨道）(2)变换到椭圆转移轨道(3)变换至漂移轨道(4)进人静止轨道(5)定点保持11、什么是频分复用？什么是时分复用？时分复用与频分复用的主要区别是什么？答：频分复用是对多路调制信号进行不同载频的调制，使得多路信号的频谱在同一个传输信道的频率特性中互不重叠，从而完成在一个信道中同时传输多路信号的目的。
时分复用就是对欲传输的多路信号分配以固定的传输时隙，以统一的时间间隔一次循环进行断续传输。
频分复用是用频率区分同一信道上同时传输的各路信号，各路信号在频谱上相互分开，但在时间上重叠在一起。
时分复用是在时间上区分同一信道上轮流传输的各路信号，各路信号在时间上互相分开，但在频谱上重叠在一起。
12、【衰落】电磁波在传播过程中，由于传播媒介及传播途径随时间的变化而引起的接收信号强弱变化的现象叫作衰落。
譬如在收话时，声音一会儿强，一会儿弱，这就是衰落现象。
衰落按其变化速率可分为快、慢两类衰落。
(1) 快衰落：它是由多径效应引起的，其变化速率一般在零点几秒到几十秒之间。
(2) 慢衰落：它仅与气象条件有关（如温度、压力、湿度等），也就是与昼夜、季节有密切的关系，它是衰落式的，且一般指的是一小时以上的变化规律。
衰落还可以按其内在规律加以分类，可分为平坦衰落和选择性衰落两大类型。
衰落对通信质量有极大的影响，在设计通信电路时，要考虑这一因素。
13、国际电信联盟ITU有关空间通信的世界无线电行政会议WARC规定了空间使用的频率分配原则。
甚高频波段UHF400/200MHz；L波段1.6/1.5GHz主要用于移动卫星通信、海事卫星业务；C波段6.0/4.0GHz，主要用于固定卫星业务和专用卫星业务、VSAT网络等；X波段8.0/7.0GHz，主要用于固定卫星业务；Ku波段14.0/11.0GHz，主要用于VSAT网络、卫星电视广播、移动卫星通信等；Ka波段30.0/20.0GHz，主要用于VSAT网络、卫星电视广播。
14、阐述同步卫星通信的优点。
答：（1）通信距离远，在卫星波束覆盖区内1跳的通信距离最远约13×103km；（2）不受通信两点问任何复杂地理条件的限制；（3）不受通信两点间的任何自然灾害和人为事件的影响；（4）只经过卫星1跳即可到达对方；（5）通信距离越远，成本越低；（6）适用于广播型和用户型业务；（7）机动性大，可实现卫星移动通信和应急通信；（8）灵活性大，可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路，提供中高速数据通道；（9）易于实现多址传输；（10）有传输多种业务的功能。
15、阐述卫星通信系统的组成及其功能。
答：卫星通信系统包括通信转发器和通信天线。
转发器是通信卫星的核心，一般是放大变频方式，也就是将收到的4GHz上行信号变频为6GHz下行信号，11GHz上行变频为14GHz 下行等。
天线是无线电波的进出口，按照要求可以做成波束覆盖区形状和大小不同的天线，如全球波束、区域波束、国内波束和点波束天线等。
通信系统将接收到的由地球站发向卫星的信号放大变频后再发向地球，以实现卫星通信16、卫星通信有哪些特点？解：卫星通信的特点：通信距离远，且费用与距离无关；覆盖面积大，可进行多址通信；通信频带宽，传送容量大；机动灵活；通信线路稳定、可靠。
17、卫星通信系统由那些部分组成？各部分的作用是什么？解：卫星通信系统由以下部分组成：卫星：接收地面传来的信号，进行处理后再发回地面，并对地面发来的指令进行姿态调整等操作；地球站：用户终端通过它们接入卫星线路；跟踪遥测及指令系统：对卫星进行跟踪测量并对卫星在轨道上的位置和姿态进行监视和控制；监控管理系统：对卫星的通信性能及参数进行通信业务开通前和开通后的监测与管18、DSI和DCME电路的作用是什么？为什么采用DSI可使TDMA通信容量增大一倍？解：DSI：即数字话音内插。
一般来说通话时一方讲话一方在听，因而总是只有一个方向的话路中有话音信号，而反向话路则处于空闲状态，且讲话人还有讲话中断的时间，据统计，话路实际传送话音的平均时间百分比，即平均话音激活率仅有40％左右，而DSI 技术则充分利用了这些空闲时间给别的话路使用，因平均话音激活率仅为40％左右，因而利用DSI技术可使TDMA通信系统容量增大一倍；DCME：把ADPCM技术和DSI技术结合在一起，可成倍地增加通信容量。
19、试说明为什么卫星通信系统要采用回波控制电路？解：地面电话系统中采用二－四线转换电路会产生回波，卫星通信中时延较大，单跳为0.27秒，所以要采用回波控制电路。
20、静止轨道——位于赤道平面上的同步轨道。
当卫星运行方向与地球表面旋转方向相同时，则从地球上任意一点看，那颗卫星都是静止不动的，所以，这种轨道称为静止轨道。
21、星蚀现象——卫星、地球、太阳共处在一条直线上，地球挡住了阳光，卫星进入地球的阴影区，造成卫星的日蚀，我们称之为星蚀。
发生星蚀时，卫星的太阳能电池不能工作，需靠蓄电池供电。
22、S-PCN 卫星通信网络23、DAB 数字音频广播已知工作频率6/4GHz ，利用IS-Ⅳ号卫星，卫星转发器[C/T]s=-17.6dBw，线路标准取误码率Pe =10-4，门限余量E=6dB，标准地球站[GR/TD]＝40.7dB，取d=40 000km，信息传输速率R=60Mbit/s的数字信号，试计算IS-Ⅳ号卫星QPSK-TDMA 数字线路的主要通信参数。
自由空间传播损耗L P（dB ）通常用分贝（dB）表示为1 我国第一颗人造地球卫星的hA＝439km,hB＝2384km。
试求其轨道方程、公转周期T 、远地点和近地点的瞬时速度v（rmin）和v（rmax）。
己知地球半径R＝6378km。
解：2 已知静止卫星的周期T=24恒星时＝23h56min4.09s（平均太阳时），求卫星离地面高度h 和匀速圆周运动速度v。
解：由于静山卫星作匀速圆周运动，r=a3 “亚太一号”卫星的星下点sˊ的经度为φ2 = 138.00E （东经），北京地球站的参数为φ1=116.45E ,θ1= 39.92 o，求北京地球站的仰角、方位角和站星距。
解：由已知条件得知：θ1= 39.92o，经度差φ＝φ2-φ1=138.00-116.45=21.55o代人公式得仰角①又求得方位角由于卫星位于地球站东侧，故实际方位角为②③站星距4 已知IS-Ⅳ号卫星作点波束1 872 路运用时，其有效全向辐射功率「EIRP」s=34.2dBW，接收天线增益GRS=16.7dB。
又知某地球站有效全向辐射功率「EIRP」E=98.6dBw ，接收天线增益GRE=60.0dB。
接收馈线损耗LFRE=0.05dB。
试计算卫星接收机输人端的载波接收功率CS和地球站接收机输入端的载波接收功率CE。
解：若上行线路工作频率为6GHz，下行线路工作频率为4GHZ，距离d=40 000㎞，可求得上行线路传输损耗LU为[LU]=200.04dB下行线路传输损耗LD为[LD]=196.52dB（忽略La、Lr和LFRS）求得卫星接收机输人端的载波接收功率CS为[CS]≈「EIRP」E+[GRS]- [LU]＝-84.74dBw地球站接收机输入端的载波接收功率CE（忽略La和Lr）为[CE]= 「EIRP」s +[GRE]- [LD]- [LFRE]=-102.37dBW5 已知工作频率6/4GHz ，利用IS-Ⅳ号卫星，卫星转发器[C/T]s=-17.6dBw，线路标准取误码率Pe =10-4，门限余量E=6dB，标准地球站[GR/TD]＝40.7dB，取d=40 000km，信息传输速率R=60Mbit/s的数字信号，试计算IS-Ⅳ号卫星QPSK-TDMA 数字线路的主要通信参数。
解：(1）数字调制方式及门限归一化信噪比。
当门限余量E为6dB时，为保证误码率Pe=10-4，门限归一化信噪比为(2）门限余量及归一化信噪比。
当E=6dB时，可得(3）接收系统最佳带宽B。
取B=35MHz 。
(4）地球站接收系统载波接收功率与系统总噪声温度比[C/T]t的确定。
(5）下行线路[C/T]D的确定。
对于TDMA，r取决于上行线路与下行线路噪声之比，通常取r=0.4，则(6）上行线路[C/T]U的确定。