卫星通信系统
卫星通信的组成
卫星通信的组成
卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。
1. 卫星端：卫星通信的重要组成部分，包括通信卫星、跟踪遥测指令系统和控制系统等。
通信卫星上装有天线分系统、转发器分系统、电源分系统、跟踪遥测指令分系统和控制分系统。
2. 地面端：地面端通常包括地面卫星控制中心和地面卫星测控站。
地面卫星控制中心对在轨卫星进行跟踪、遥测、遥控，根据业务需要对卫星进行灵活有效的操作，包括轨道控制、位置保持、启用和关闭转发器等。
3. 用户端：用户端包括各类用户终端设备，如手持终端、车载终端、机载终端、固定终端等。
这些终端设备通过与卫星或地面站进行通信，实现语音、数据、图像等信息的传输。
在卫星通信系统中，卫星作为中继站，在地面站之间转发信号，实现远距离的通信。
地面端负责对卫星进行控制和管理，并与用户端进行通信。
用户端则通过各种终端设备接收和发送信息。
随着技术的不断发展，现代卫星通信系统还包括了星间链路、多星组网等技术，以提高通信的可靠性、覆盖范围和容量。
同时，卫星通信也与其他通信技术相结合，形成了更加多样化和高效的通信方式。
简述卫星通信系统的组成及其特点
简述卫星通信系统的组成及其特点一、卫星通信系统的组成卫星通信系统是由地球上的用户终端、地面站、卫星和控制中心等多个组成部分组成的。
1. 用户终端：用户终端是卫星通信系统中的最终用户设备，可以是个人电脑、手机、电视等，用于接收和发送通信信号。
2. 地面站：地面站是连接用户终端和卫星的中间节点，负责将用户终端发送的信号转换成卫星可以传输的信号，并将从卫星接收到的信号转发给用户终端。
地面站一般由天线、发射接收设备、信号处理设备和控制系统等组成。
3. 卫星：卫星是卫星通信系统中的核心部分，它位于地球同步轨道或其他轨道上，可以接收地面站发送的信号，并将信号转发给其他地面站。
卫星具有较大的覆盖范围和较高的传输能力，可以实现全球通信覆盖。
4. 控制中心：控制中心是卫星通信系统的管理和控制核心，负责卫星的轨道控制、通信链路管理、资源分配和故障监测等工作。
控制中心通过与地面站和卫星的通信，对卫星通信系统进行实时监控和管理。
二、卫星通信系统的特点卫星通信系统相对于其他通信系统具有以下几个特点：1. 广域覆盖：卫星通信系统可以实现全球范围的通信覆盖，不受地理条件的限制。
无论是在陆地、海洋还是空中，只要能够接收到卫星的信号，就可以实现通信。
2. 高速传输：卫星通信系统的传输速度较快，可以满足大容量数据的传输需求。
由于卫星处于高空轨道上，信号传输的距离相对较短，因此传输延迟较小。
3. 通信稳定：卫星通信系统可以实现稳定的通信连接，不受地面基础设施的限制。
即使在灾害或战争等极端情况下，卫星通信系统仍能保持通信畅通。
4. 弹性扩展：卫星通信系统具有较好的扩展性，可以根据通信需求灵活调整卫星的数量和覆盖范围。
当用户数量增加或通信需求变化时，可以通过增加卫星数量或调整卫星位置来满足需求。
5. 多业务支持：卫星通信系统可以支持多种业务，包括电话通信、数据传输、广播电视、互联网接入等。
不同的业务可以通过卫星通信系统进行集成传输，提高资源利用效率。
卫星通信系统概述课件
02
卫星通信系统的工作原 理
卫星通信系统的信号传输原理
无线电信号传输
卫星通信系统利用无线电波进 行信号传输，将信息编码为无 线电信号，并通过天线发送到
空间中。
信号反射和折射
卫星通信系统利用地球表面或高度 大气的反射和折射实现信号传输， 使得远离地球的区域也能够接收到 信号。
非静止轨道卫星通信系统
总结词
具有灵活性和机动性，适用于应急通信和军事通信等特殊应用场景。
详细描述
非静止轨道卫星通信系统是指卫星在地球的非静止轨道上运行，与地球保持相对运动，从而实现与地球表面进行 通信的卫星通信系统。这种系统的优点是灵活性好，可以随时调整卫星的位置和姿态，适用于应急通信和军事通 信等特殊应用场景。但是，由于卫星轨道资源的限制，建设成本较高。
信号传输频段
卫星通信系统工作在特定的频段， 包括微波、毫米波和激光等，这些 频段具有较宽的带宽和较高的传输 速率。
卫星通信系统的调制解调原理
01
02
03
调制技术
卫星通信系统采用数字调 制技术，将信息编码为数 字信号，并通过调制技术 将其加载到载波上。
解调技术
接收端对接收到的信号进 行解调，提取出原始信息 ，并将其解码为原始信号 。
卫星通信系统概述课 件
目录
• 卫星通信系统简介 • 卫星通信系统的工作原理 • 卫星通信系统的种类与特点 • 卫星通信系统的优势与局限 • 卫星通信系统的发展现状与趋势 • 卫星通信系统的实际应用案例
01
卫星通信系统简介
卫星通信系统的定义
卫星通信系统是一种利用人造卫星作为中继站，在地球上（ 包括地面和空中）的通信站之间进行信息传输的无线电通信 系统。
卫星通信系统
发展趋势
未来卫星通信系统主要有以下的发展趋势： 4.1、地球同步轨道通信卫星向多波束、大容量、智能化发展； 4.2、低轨卫星群与蜂窝通信技术相结合、实现全球个人通信； 4.3、小型卫星通信地面站将得到广泛应用； 4.4、通过卫星通信系统承载数字视频直播(DvB)和数字音频广播(DAB)； 4.5、卫星通信系统将与IP技术结合，用于提供多媒体通信和因特接入，即包括用于国际、国内的骨干络， 也包括用于提供用户直接接入； 4.6、微小卫星和纳卫星将广泛应用于数据存储转发通信以及星间组通信。
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3.4、络建设速度快、成本低：除建地面站外，无需地面施工。运行维护费用低；
3.5、信号传输时延大：高轨道卫星的双向传输时延达到秒级，用于话音业务时会有非常明显的中断；
3.6、控制复杂：由于卫星通信系统中所有链路均是无线链路，而且卫星的位置还可能处于不断变化中，因 此控制系统也较为复杂。控制方式有星间协商和地面集中控制两种。
卫星通信系统
微波通信
01 简介
03 系统特点 05 成功案例
目录ห้องสมุดไป่ตู้
02 分类 04 发展趋势
卫星通信系统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。
铱星系统
铱星系统属于低轨道卫星移动通信系统，由Motorola提出并主导建设，由分布在6个轨道平面上的66颗卫星 组成，这些卫星均匀的分布在6个轨道面上，轨道高度为780 km。主要为个人用户提供全球范围内的移动通信， 采用地面集中控制方式，具有星际链路、星上处理和星上交换功能。铱星系统除了提供业务外，还提供传真、全 球定位(GPS)、无线电定位以及全球寻呼业务。从技术上来说，这一系统是极为先进的，但从商业上来说，它是 极为失败的，存在着目标用户不明确、成本高昂等缺点。目前该系统基本上已复活，由新的铱星公司代替旧铱星 公司，重新定位，再次引领卫星通信的新时代。
卫星通信系统概述
卫星通信系统概述
卫星通信系统是指利用卫星进行通信的一种系统。
卫星通信系统利用
地球上的通信站与卫星进行通信，再通过卫星之间的通信连接实现全球范
围内的通信。
它具有广泛的覆盖范围、高可靠性和持续连接的特点，是现
代通信领域的重要组成部分。
卫星通信系统由地面控制站、卫星及通信设备组成。
地面控制站负责
管理整个系统，并通过射频系统与卫星进行通信。
卫星作为通信中继器，
负责接收、放大和转发信号。
通信设备包括地球站、航天器和卫星地面站，用于连接用户和卫星。
1.广域覆盖能力：卫星通信系统通过卫星之间的通信连接，可以实现
全球范围内的通信覆盖，即使在边远地区也能进行通信。
2.高可靠性：由于卫星通信系统具有多点接入的特点，即使一些通信
节点故障，通信仍然可以通过其他节点进行。
3.持续连接：卫星通信系统可以提供持续的通信连接，不受地理位置
和时间的限制，方便用户进行长时间的通信。
4.大容量传输：卫星通信系统具有较大的带宽和传输速率，可以同时
传输多个通道和大量的数据。
5.灵活性：卫星通信系统可以根据需求进行调整和扩展，适用于不同
规模和需求的通信应用。
然而，卫星通信系统也存在一些挑战和限制：
1.高成本：卫星通信系统的建设和运营成本较高，包括卫星的制造和
发射、地面控制站的建设和维护等。
2.延迟问题：由于信号需要经过地面站、卫星和地面站的传输，卫星通信系统存在一定的信号传输延迟，不适用于实时性要求较高的应用。
3.天气影响：卫星通信系统受天气条件的影响较大，特别是在恶劣天气下，如暴风雨或大雪，信号传输可能会受到干扰或中断。
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。
卫星通信系统
•DVB-S
DVB也称数字视频广播，是欧洲ETSI(欧洲电信标准)所定 义的，它是一种基于信源编码为MPEG-2的数字广播技术。 DVB数据广播技术规范在设计上可让运营商经卫星、有线 或地面链路下载软件、经广播频道提供Internet业务（全 部链路使用IP）、提供交互式电视等等。 DVB-S是DVB标准在卫星通信方面的一个标准，目前已获 得广泛应用。 DVB与IP技术的结合也是DVB技术发展的趋势。
(3)卫星通信在中国的特殊地位
•地域辽阔 •960万平方公里 •东西北跨度达5000公里以上 •地形复杂，山区占31%，高原26%，丘陵10%，平原仅占 31% •人口众多 •15亿人口 •8亿农村人口 •15%行政村无电话
(3)卫星通信在中国的特殊地位
• 经济增长迅速 • 西部和农村经济发展尤为重要 • 特殊行业发展需求 • 卫星通信的应用机遇极其广泛，从公网至专网，从 天上至地面，从海洋, 至大漠之中, 及高山之巅，遍 及每个角落及各行各业，诸如，银行、保险、证券、 期货、石化、水利、电力、煤炭、铁路、交通、通 信、民航、航天、天文、烟草、气象、地震、工矿、 农林、教育、科研、卫生、环保、新闻、经贸、计 委、公安、安全、国防，…… 等等，乃至家庭与个 人，几乎无所不及。尤其在一些特殊行业需求更大。
•太阳干扰
由于地球绕太阳公转及地球本身自转，每年春分和秋分前 后，在静止卫星星下点进入当地中午前后的一段时间里， 卫星处于太阳与地球之间；地球站天线在对准卫星的同 时，可能也会对准太阳。这时强大的太阳噪声使通信无法 进行，这种现象通常称为日凌中断，也叫太阳干扰。 太阳干扰造成的卫星通信中断每年发生两次，每次延续约 6天，每天出现中断的最长时间与地球站天线口径、工作 频率有关。例如， 10 m天线在 4 GHz工作时，太阳干扰 期间一天中出现太阳干扰的最长时间约为 3 min。
卫星通信系统
2. 多址技术
可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址 （CDMA）和空分多址（SDMA）。
（3）卫星转发器。卫星转发器常分为透明转发器和处理转发 器两种。
①透明转发器。透明转发器也称非再生转发器，包括单变频 转发器和双变频转发器两种。
单变频转发器是目前使用最多的一种转发器，如图4-7（a） 所示。双变频转发器的结构如图4-7（b）所示。
②处理转发器。处理转发器是指除了具有转发功能之外，还 具有处理功能的转发器，其结构如图4-7（c）所示。
4.2 多址及随机多址访问方式
①固定预分配（FPA）方式。固定预分配是指按事先规定半永 久性地分配给每个地球站固定数量的信道，这样各地球站只能各 自在特定的信道上完成与其他地球站的通信，其他地球站不得占 用该信道。如图4-10（a）所示。
②按时预分配（TPA）方式。事先知道了各地球站间业务随时 间的变化规律，那么在一天内可按约定对信道做几次固定的调整， 这种方式就是按时预分配（TPA）方式。
4.5～5 3.5
4.5～5.5
0.6～2.4 1.2～11
0.6～32
最小（G/T）值/（ dB/K）
35.0（原40.7） 37.0（原39）
31.7
29.0 34.0 27.0 29.0
22.7 2 500 22.7
5.5 16
5.5～16
业务
电话、数据、TV、IDR、IBS 电话、数据、TV、IDR、IBS 电话、数据、TV、IDR、IBS
卫星通信系统的分类
卫星通信系统的分类卫星通信系统是一种通过卫星进行通信的通信系统，可以在全球范围内传递信息和数据。
根据不同的应用领域，卫星通信系统可以分为不同的分类。
本文将针对卫星通信系统的分类进行阐述。
一、按照卫星轨道分类1. 地球同步轨道卫星通信系统（GEO）GEO卫星通信系统是采用地球同步轨道的卫星进行通信。
该系统的优点是网络稳定，因其卫星与地球运转的速度相同，可以保证卫星始终处于同一地点上方，所以信号传输稳定可靠。
该系统适用于广播、电视、电话、互联网等通讯领域。
2. 低地球轨道卫星通信系统（LEO）LEO卫星通信系统是采用近地轨道的卫星进行通信。
该系统的优点是延迟小，速度快，可实现高速互联网传输，因此在卫星手机、通讯、导航等方面有广泛的应用。
3. 中地球轨道卫星通信系统（MEO）MEO卫星通信系统是介于GEO和LEO之间的一种卫星通信系统。
该系统的优点是覆盖范围较广，信号传输比LEO 卫星通信系统更稳定，且比GEO卫星通信系统延迟更小。
该系统适用于在远洋航行、应急救援、资源勘探等领域的通讯需求。
二、按照使用范围分类1. 军用卫星通信系统军用卫星通信系统是为满足军队通信需求而开发的卫星通信系统。
主要适用于指挥、控制、情报、侦查等方面的军事通信需求，包括卫星预警系统和卫星导航系统等。
2. 商用卫星通信系统商用卫星通信系统主要指用于商业性质的卫星通信系统，如通讯、电视、互联网等。
它们可以为航空、海洋、铁路、电信、能源、环境保护等领域提供支持和服务。
三、按照卫星用途分类1. 通讯卫星通信系统通讯卫星通信系统是最常见的卫星通信系统之一。
通讯卫星可以提供从语音、数据传输、移动通信、宽带互联网等多种通信服务，并且可以实现跨越国界的通信。
2. 气象卫星通信系统气象卫星通信系统用于在气象领域进行气象信息采集并提供实时气象预报。
气象卫星通信系统包括对地气象观测、大气组成监测、天气预报以及卫星遥感在内的多种技术。
3. 导航卫星通信系统导航卫星通信系统是通过卫星实现全球定位和导航服务的系统。
卫星通信系统概述
卫星通信系统概述卫星通信系统是指通过卫星进行信息传输和通信的一种技术系统，它由卫星、地面站和用户终端组成。
卫星通信系统具有覆盖范围广、传输速度快、通信质量好等优点，被广泛应用于全球范围内的语音通信、数据传输和互联网接入等领域。
卫星通信系统的核心是卫星，卫星通过搭载在地球轨道上的人造卫星来实现信息的传输。
卫星通信系统中的卫星分为地球同步轨道卫星和低轨道卫星两种类型。
地球同步轨道卫星位于地球上空3.6万公里左右的高度，因其轨道与地球自转速度同步，所以卫星看起来就像是一直悬停在地球上其中一点上，覆盖范围较广；低轨道卫星则位于地球上空500-2000公里之间的低轨道，覆盖范围较小，但传输速度更快，时延更低。
地面站是卫星通信系统中与卫星进行数据交互的节点，主要负责卫星信号的接收、放大、解调和编码等一系列工作。
地面站和卫星之间通过微波或光纤等方式进行数据传输。
地面站还可以与其他地面站互联，构成全球范围的通信网络，进而实现卫星与卫星之间的通信。
1.覆盖范围广：卫星通信系统可以覆盖整个地球，不受地理限制，能够实现全球通信。
2.传输速度快：卫星通信系统具有很高的传输速度，可以满足大容量数据的传输需求。
3.通信质量好：卫星通信系统可以实现高质量的音视频通信，图像清晰，声音稳定。
4.抗干扰性强：卫星通信系统使用无线传输方式，对干扰和故障具有较高的抵抗能力。
但是，卫星通信系统也存在一些不足之处，例如高昂的成本、传输时延较大等。
此外，由于天气干扰和信号衰减等原因，卫星通信系统的稳定性和可靠性也受到一定的影响。
总之，卫星通信系统是一种重要的全球通信技术，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和卫星通信技术的发展，卫星通信系统将会进一步完善，为人类的通信需求提供更加高效、方便和可靠的解决方案。
卫星通信系统与卫星通信技术分析
卫星通信系统与卫星通信技术分析卫星通信系统是一种通过卫星进行信号传输和通信的技术系统。
它利用高速度的地面站和卫星之间的信号传输，实现了全球范围内的通信和传输服务。
卫星通信系统可以分为地球站、卫星和用户终端三个部分。
卫星通信系统的地球站是信号的发送和接收中心。
它由大型天线、发射设备和接收设备组成。
地球站通过天线向卫星发送信号，并从卫星接收信号。
地球站需要具备高传输速度和稳定性，以实现高质量的信号传输。
卫星是卫星通信系统的核心组成部分。
它具备接收地球站信号并将其转发给其他地球站的功能。
卫星通信系统通常由多颗卫星组成，它们通过不同的轨道和位置来实现全球覆盖。
卫星需要具备高度精确的定位技术以及强大的信号处理能力，以确保信号的快速传输和稳定性。
用户终端是卫星通信系统的最终接收信号的设备。
它可以是个人计算机、手机、电视机等各种终端设备。
用户终端需要具备良好的信号接收能力和信号处理能力，以便用户能够正常地使用卫星通信系统提供的服务。
卫星通信技术是卫星通信系统的关键技术之一。
卫星通信技术包括信号传输、调制解调、误码率控制和信道编码等多个方面。
通过这些技术，卫星通信系统可以实现高速的信号传输和稳定的通信质量。
信号传输是卫星通信技术中最基础的环节。
卫星通信系统通过卫星将信号传输到地球站，并将信号从地球站传输到用户终端。
信号传输需要考虑到传输速度和传输延迟等因素。
高速的信号传输可以实现实时的通信和数据传输，而低延迟可以避免通信中的延迟问题。
调制解调是卫星通信技术中的另一个重要环节。
卫星通信系统通过调制将电信号转换为高频信号，然后通过解调将高频信号转换为电信号。
调制解调可以实现信号的传输和解读，从而实现高质量的通信。
误码率控制是卫星通信技术中用于提高信号传输质量的技术手段。
通过在信号传输过程中引入一定的冗余信息，并利用差错编码技术，可以有效降低信号传输中的误码率，从而提高通信质量和可靠性。
信道编码是卫星通信技术中的重要环节。
卫星通信系统课件
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安全保密问题
卫星通信系统面临被窃听、干扰等安全保密问题 ，需要采取有效的加密和防护措施。
发展前景
5G融合发展
随着5G技术的不断发展，卫星通信系统将与5G技术融合，实现更高 效、更智能的通信服务。
物联网应用
卫星通信系统在物联网领域具有广泛的应用前景，为物联网设备提供 全球覆盖的通信服务。
低成本小型化
可靠性高
卫星通信系统不受地形、地 貌等因素影响，具有较强的 抗灾、抗干扰能力，保证通 信的可靠性。
挑战
传输延迟
卫星通信系统的传输距离较长，导致信号传输存 在一定的延迟，影响实时通信效果。
信号衰减
卫星通信过程中，信号经过长距离传输和大气层 时会产生衰减，影响通信质量。
ABCD
设备成本高
卫星通信系统的设备和运营成本较高，限制了其 在某些领域的应用。
优势
覆盖范围广
卫星通信系统可以覆盖地球 的各个角落，特别是在海洋 、荒漠等偏远地区，提供可 靠的通信服务。
通信容量大
卫星通信系统具有较大的通 信容量，可以同时传输语音 、数据和视频等多种信息， 满足各种通信需求。
灵活性强
卫星通信系统具有灵活的组 网方式，可以根据实际需求 快速构建大范围的通信网络 。
特点
覆盖范围广、通信容量大、传输 质量稳定、组网灵活等。
工作原理
01
02
03
信号传输
卫星接收来自地球站的信 号，进行变频和放大处理 后，再发向地面或其他地 球站。
频谱配置
卫星通信系统使用微波频 段，通常为C或Ku波段。
调制解调方式
采用数字调制解调方式， 如QPSK、QAM等。
卫星通信相关系统和业务介绍
卫星通信相关系统和业务介绍卫星通信技术是一种基于卫星运行轨道的无线通信系统，通过卫星与地面通信站点之间的互相连接，实现信息的传输和通信服务。
本文将介绍卫星通信的相关系统和业务，以便读者对该技术有更全面的了解。
一、卫星通信系统概述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。
卫星作为通信载体，负责接收、放大和转发信号；地面站用于与卫星进行通信的控制和管理；用户终端则是通信的使用者，包括移动终端、固定终端等。
卫星通信系统根据通信链路的不同，可分为地球-卫星通信和卫星-卫星通信两种模式。
地球-卫星通信是指地面站与卫星之间的通信，而卫星-卫星通信则是指卫星之间的通信。
这两种模式在实际应用中有不同的应用场景和技术要求。
二、卫星通信系统分类根据卫星的轨道类型，卫星通信系统可分为地球同步卫星通信系统和非地球同步卫星通信系统两种类型。
1. 地球同步卫星通信系统地球同步卫星通信系统（Geostationary Earth Orbit，GEO）是最常见的卫星通信系统之一。
该系统的卫星通信卫星在赤道上空的约3.6万公里的轨道上运行，速度与地球自转周期一致，形成一个固定的位置，从而能够覆盖一个固定的地面区域。
常见的GEO卫星通信系统包括国际通信卫星（Intelsat）和亚太通信卫星（APSTAR）等。
2. 非地球同步卫星通信系统非地球同步卫星通信系统（Non-Geostationary Orbit，NGSO）是指卫星通信卫星在距离地球较近的轨道上运行，包括低轨卫星、中轨卫星和高轨卫星等。
NGSO卫星通信系统的特点是延迟低、覆盖面广，适用于提供全球性的通信服务。
著名的非地球同步卫星通信系统有众星通信（Iridium）和全球星（Globalstar）等。
三、卫星通信业务介绍卫星通信技术的应用已经渗透到了生活的各个领域。
以下将介绍卫星通信在军事、航天、海洋、航空和广播电视等方面的应用。
1. 军事通信卫星通信在军事领域中扮演着重要的角色。
卫星通信系统
卫星通信系统
⼀、什么是卫星通信系统？
卫星通信系统是利⽤卫星作为中继站转发或者反射⽆线电波以此实现俩个或者多个地球站（移动远程终端站）之间通信的⽅式
⼆、卫星系统的拓扑分类：星型拓扑、⽹状拓扑、环形拓扑
三、卫星移动通信系统的分类
1、 3按照应⽤分类：海事卫星移动系统（MMSS）、航空卫星移动系统（AMSS）、陆地卫星移动系统（LMSS）
2、按照轨道分类：低轨道卫星LEO 中⾼轨道卫星MEO、椭圆轨道卫星（⾼轨道卫星HEO），静⽌卫星
3、按频率分类：L波段卫星、Ka波段卫星
4、按照服务区域划分：全球、区域、国内卫星
5、按照业务划分：公共卫星、专⽤卫星
6、按照⽤途分类：综合业务通信卫星、军事卫星、海事卫星、电视直播卫星等
四、卫星⽹络的特点：
1、覆盖⾯积⼴、通信距离远、
2、便于实现多址技术
3、通信频带宽、数据传输容量⼤
4、⽹络便捷、灵活
5、通信线路稳定、传输质量⾼
6、成本与通信距离⽆关
五、卫星⽹络的劣势：
1、⾼可靠性和寿命时间问题需要提⾼
2、发射控制技术复杂、希望⽹络技术进⾏优化
3、传输延时较⼤、有回声⼲扰问题有待提⾼
4、存在星灼和⽇凌现象
除此之外，静⽌卫星通信系统在地球的⾼纬度的通信效果不好，俩级地区存在通信盲区，地⾯微波系统与卫星通信系统存在同频⼲扰六、卫星⽹络的应⽤
应⽤于地⾯通信系统不易覆盖的领域、导航定位的发展、利⽤卫星进⾏预警、防御、适当减轻⾃然灾害等应⽤。
第三章卫星通信系统3-4
C C C C 或 k n0 kT T n0
3.4.2.3 卫星通信线路载波功率与噪声功率比
即
C C C 10lg B 10lg(kB) N n0 T
C GRS n EIRPE LU 10lg k T 0 U s GRS C [ EIRP]E LU T T U s
为Lr dB, 则接收机输入端的载波接收功率［C］dBW可以表示为： ［C］=［EIRP］+［GR］-［La］-［LP］-［Lr］ =［Po］-［LFT］+［GT］+［GR］-［La］-［LP］-［Lr］-［LFR］
3.4.2.1 卫星通信线路载波功率的计算
【例 3.1】已知IS-Ⅳ号卫星作点波束 1872 路运用时， 其有效全向辐射 功率［EIRP］S= 34.2 dBW, 接收天线增益GRS=16.7 dB。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入端的载波接收功率 CS和地球站接收 机输入端的载波接收功率CE。
(3.12)
将式(3.12)代入式(3.9)可得
(3.13) (3.14)
由式(3.9)、 式(3.13)和式(3.14)可以看出，GRS/TS值的大小直接关系到卫星 接收性能的好坏，故把它称为卫星接收机性能指数， 也称为卫星接收机的 品质因数，通常简写为G/T。G/T值越大， C/N越大，接收性能越好。
收机带宽。
3.4.2.3 卫星通信线路载波功率与噪声功率比
如果将LFRS计入GRS之内，则称之为有效天线增益；将La计入LU之内，
卫星通信系统
卫星通信系统现代社会处处离不开通信，通信系统与我们的生活紧密相关,随处可见。
例如：我们每天离不开的手机，当我们用它和亲人朋友打电话时，在使用移动通信系统；我们在使用百度地图时对用GPS定位时，使用卫星通信系统；当我们链接WiFi 在浏览器搜索时，我们使用着网络系统，这时如果发挥一下你的想象力,想象着从你所在的某个方位在你看不见的地下和空气中有着光纤和微波编织着相互交错的大网，而就是这张大网将你和世界联系在一起了，是一件多么神奇而又美妙的事情。
一、卫星通信系统的历史、现状、未来趋势1。
1卫星通信系统的历史卫星通信自二十世纪五、六十年代以来的发展过程大致经历了以下五个阶段：1.第一阶段1945年—1964年，1945年英国人Arthur C. Clarke最早对利用卫星建立全球通信提出了科学设想以来,美国和前苏联先后研制出低轨道无源、有源及准同步实验卫星.2.第二阶段1965年—1972年，国际卫星通信组织开始通过静止卫星向全球提供商业服务。
3.第三阶段1973年-1982年，卫星系统为陆地、空中、海上用户提供固定和移动卫星通信业务.4.第四阶段1983年—1990年,卫星通信被逐步应用于专用数据网、数话兼容网和卫星直播业务。
在这个时期，用户端的VSAT网络得到迅猛的发展,被广泛应用于公众服务、医疗、商业、军事和教育等领域。
5.第五阶段1990年—现在，卫星通信领域进入发展的重要时期,LED、MEO和混合式轨道卫星通信系统开始广泛应用于全球电信网,以满足宽带和移动用户的各种需求。
1.2卫星通信系统的现状近年来,世界上的许多国家相继建立了国内卫星通信系统，最早建立国内卫星通信系统的是加拿大.目前美国拥有的国内卫星通信系统数量最多，日本正在发展30/ZOGHz的国内卫星通信系统，澳大利亚、巴西、墨西哥也都准备建立国内卫星通信系统。
而我国卫星通信的一个严重问题是依赖国外卫星,巨大的市场被国外卫星占领。
1.3卫星通信系统的未来趋势未来卫星通信将沿着数字化、网络化、以及信息化方向前进，针对卫星通信的未来发展趋势而言,由于C、K波段的使用趋于饱和我们应该在现有的基础上提高频段频谱的利用率，同时将IP与ATM技术相结合去建立卫星宽带综合业务数字通信网-—国家信息高速公路；要进一步去实现建立小型化、智能化、经济化未来的卫星通信网，实现移动用户间可以利用卫星进行通信，而不再需要基站；如果将卫星与 Internet 网络相连，实现卫星互联网技术，这样就可以利用宽带卫星进行双向传输,并且下载和地面网络反馈的速度也得到了大幅提升，同时也大大减轻了频谱拥挤现象以及抗干扰能力。
卫星通信系统-PPT
1．太阳能电池 太阳能电池是通信卫星的基本电源，由光电器件组成。 从太阳能电池直接输出的电压是不稳定的，必须经电压调整 后才能供给负载。
2．化学电池 在通信卫星上装有可以充、放电的化学电池与太阳能电 池并用。在没有日蚀期间，由太阳能电池给化学电池充电。 在日蚀期间，则由化学电池供电。
图7.3 频分多地址方式的示意图
(1)FDM/FM/FDMA方式：
FDM表示该方式的多路复用部分是按频率划分的，即 频分多路；FM表示调制方式为调频；FDMA表示通信卫星 和不同地面站的联系是按频率来区分的，即频分多址连接。 适合通信业务量大的地球站。
（2）SCPC方式：
SCPC方式叫做单路单载波传输，每路电话单独调制到 卫星发射的一个射频载波上去。这种方式可以利用话音作开 关，称为话音激活。即有话音时发射载波，而没有话音时则 关闭所用的载波。从而把转发器的容量提高了2.5倍。适合 通信业务量小的地球站。
在时分多址系统中，所有地球站的信号在卫星转发器中 所占时隙之和叫做一帧，而各地球站所占用的时隙叫做分帧。 通常，卫星通信系统中的帧长取为125us(相当于抽样频率为 8KHZ)或125us的整倍数。
图7.4 时分多址系统的简化方框图
PCM/TDM/PSK/TDMA系统是时分多址方式中的一种， 模拟信号经过PCM编码，再经过时分多路复用(TDM)，调 制是采用移相键控调制(PSK)，地面站采用时分多址(TDMA) 的接入方式。
同步卫星是指卫星绕地球转动一周的时间等于地球自转 的周期，因而从地表面上看起来好象卫星停在高空不动。
发射到空间的同步通信卫星装有微波频段的中继器，它 能把地面站发来的电波加以放大，然后再转发回地面，从而 完成了通信过程。
卫星通信系统介绍
1.【卫星通信系统概念】卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信。
卫星通信系统是由通信卫星、地球站和跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统。
通信卫星由若干个转发器、数副天线与位置和姿态控制、遥测和指令、电源分系统组成，其主要作用是转发各地球站信号。
地球站由天线、发射、接受、终端分系统及电源、监控和地面设备组成，主要作用是发射和接受用户信号。
跟踪遥测指令站是用来接收卫星发来的信标和各种数据，然后经过分析处理，再向卫星发出指令去控制卫星的位置、姿态及各部分工作状态。
监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开道前的监测和业务开通后的例行监测与控制，以便保证通信卫星的正常运行和工作2.卫星通信体制所谓通信体制，是指通信系统采用的信号传输方式和信号交换方式。
卫星通信系统的体制主要包括基带信号的类型及复用方式、中频(或射频)信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等四个方面的内容。
其中复用方式和调制方式是无线通信中都要涉及到的，而多址联接和多址分配是卫星通信所特有的.3. 卫星通信地球站卫星通信系统中设置在地球上（包括大气层中）的通信终端站。
用户通过卫星通信地球站接入卫星通信线，进行相互间的通信。
主要业务为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。
卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、车载、飞机载)；按通信性能分为标准站和非标准站。
在标准站中又分为A、B、C、D 4种类型。
典型的卫星通信地球站的基本组成包括：天线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系统、监控系统。
为实现用户间通信，还需有地面接口系统、信息传输系统和信息交换中心。
近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球站，发展了一种非常小口径通信终端(VSAT)地球站，具有广阔的应用前景。
4.卫星通信的线路 (sorry 设计与测试未找到资料)在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条单跳单工或双跳单工卫星通信线路。
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4.1 卫星通信系统的组成
图4-6 通信卫星组成示意图
4.1 卫星通信系统的组成
（3）卫星转发器。卫星转发器常分为透明转发器和处理转发 器两种。 ①透明转发器。透明转发器也称非再生转发器，包括单变频 转发器和双变频转发器两种。 单变频转发器是目前使用最多的一种转发器，如图4-7（a） 所示。双变频转发器的结构如图4-7（b）所示。 ②处理转发器。处理转发器是指除了具有转发功能之外，还 具有处理功能的转发器，其结构如图4-7（c）所示。 （4）通信卫星的天线系统。卫星天线大致可分为两种类型。 一种是用于遥测、遥控和标信信号的全向天线，这类天线常用鞭 状、螺旋形、绕杆式或套筒偶极子天线；是一种高频或甚高频天 线。根据波束二代宽度不同，它又分为3类：全球波束天线；点波 束天线；区域波束天线。
4 f G / T 31.7 20 lg 4
( dB / K )
(dB / K )
G / T 37.0 20 lg
f 11.2
4.1 卫星通信系统的组成
②有效全向辐射功率EIRP。有效全向辐射功率表示地球或卫 星的发射能力的强弱。 EIRP P T GT ③稳定的射频频率。 ④射频能量的扩散。 ⑤干扰影响限制。 （2）地球站的构成。图4-4所示为一个典型的标准地球站的结 构示意图，主要由天线分系统、发射机分系统、接收机分系统、 通信控制分系统、信道终端设备分系统和电源分系统6个分系统组 成。分别为：天线分系统、发射机分系统、接收机分系统、信道 终端设备分系统、通信控制分系统和电源分系统。 （3）地球站的天馈线系统。地球站天线系统是一个庞大的系 统。根据地球站天线口径的大小，可将地球站划分为A、B、C3种 站型。VSAT称为甚小口径终端。性能以及适用业务类型如表4-1所 示。
2. 多址技术
可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址 （CDMA）和空分多址（SD-10 多址分配示意图
4.2 多址及随机多址访问方式
频分多址访问方式（FDMA）是卫星通信多址技术中的一种比 较简单的多址访问方式。 时分多址访问方式（TDMA）是以时间为参量来进行分割的， 其在频率和空间上无法分开，那么不同的信号占据不同时间段， 彼此互不重叠。 空分多址访问方式（SDMA）是以空间作为参量来进行分割的， 其在频率和时间上无法分开，因而不同的信道占据不同的空间， 这样卫星可根据空间位置接收相应覆盖区域中的各地球站发送的 上行链路信号。 码分多址访问方式（CDMA）是以信号的波形、码型为参量来 实现多址访问的，其频率、时间、空间上均无法分开，因而不同 的地球站使用不同的码型作为地址码，并且这些码型相互正交或 准正交。
4.1 卫星通信系统的组成
图4-7 卫星转发器
4.2 多址及随机多址访问方式
4.2.1 多址技术的基本概念及信道分配方式
多址技术是指在卫星覆盖区内的多个地球站，通过同一颗卫 星的中继建立两址和多址之间通信的技术。 多址技术是建立在信号分割基础之上的，即在发射端利用信 号之间参量的差别来进行信号设计，使接收端能够按发端所设计 的信号差别，从所接收信号中分离出各路信号，因而不同的控制 策略构成不同的多址访问方式。多址技术包括多址方式和多址分 配方式。
4.1 卫星通信系统的组成
图4-11 频分多址方式示意图
4.1 卫星通信系统的组成
图4-12 以MCPC-FDMA方式实现两个地球站之间通信的示意图
4.2 多址及随机多址访问方式
射频频带BA之中，并沿上行链路发送给卫星接收器。在卫星上通 常所接收的信号中包含许多频谱互不重叠的载波。当经过卫星合 路、变频和放大处理之后，转发到下行链路之中。 （2）每载波单路SCPC-FDMA方式。每载波单路FDMA方式是指在 SCPC系统中，每个载波中仅传送一路信号，这样在SCPC工作过程 中，将无须进行基带复用、基带滤波和基带去复用处理。 SCPC方式主要应用于业务量较小的、同时通信路数最多只有 几条甚至一条的地球站。显然采用固定分配载波的MCPC方式会造 成频带的浪费，因此SCPC系统的信道分配不再采用固定方式，而 采用按申请分配的方式，即用户欲进行通信时，需预先发出一个 使用信道申请，当使用完毕之后，便将其释放，此后其他用户可 以申请使用该通道。
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4.2 多址及随机多址访问方式
①固定预分配（FPA）方式。固定预分配是指按事先规定半永 久性地分配给每个地球站固定数量的信道，这样各地球站只能各 自在特定的信道上完成与其他地球站的通信，其他地球站不得占 用该信道。如图4-10（a）所示。 ②按时预分配（TPA）方式。事先知道了各地球站间业务随时 间的变化规律，那么在一天内可按约定对信道做几次固定的调整， 这种方式就是按时预分配（TPA）方式。 （2）按需分配方式。按需分配（DA）方式是一种分配可变的 制度，这个可变是指按申请进行变化的信道分配。根据信道分配 可变的程度不同，按申请分配制度又 可分为以下几种类型：收端 可变、发端固定的DA方式；收端固定、发端可变的DA方式；收、 发可变DA方式；动态分配；随机分配。
4.1 卫星通信系统的组成
图4-4 国际卫星通信频分多址方式A型标准地球站的组成方框图
4.1 卫星通信系统的组成
表4-1各类地球站的天线尺寸、工作性能以及适用业务类型
类型 大型站（国 家） 地球站标准 A C B F—3 E—3 F—2 E—2 F—1 E—1 D—1 G Z 天线尺寸/m 15～18（原30～32） 12～14（原15～18） 11～13 9～10 8～10 7 ～8 5.0～7.0 4.5～5 3.5 4.5～5.5 0.6～2.4 1.2～11 0.6～32 最小（G/T）值/（ dB/K） 35.0（原40.7） 37.0（原39） 31.7 29.0 34.0 27.0 29.0 22.7 2 500 22.7 5.5 16 5.5～16 业 务 频段/GHz 6/4 14/11&12 6/4 6/4 14/11&12 6/4 14/11&12 6/4 14/11&12 6/4 6/4；14/11&12 6/4；14/11&12 6/4；14/11&12
空间分系统是指包括通信装置在内的通信卫星主体以及星体 的遥测指令、控制系统和能源装置等。 地球站群包括中央和若干个普通地球站。 跟踪遥测及指令系统的功能主要是完成对卫星跟踪测量和控 制，使其准确进入卫星轨道上的指定位置，并对卫星定期进行轨 道修正和位置保持。 监控管理系统的功能主要是在业务开通前后对定点卫星进行 通信性能检测和控制。
4.1 卫星通信系统的组成
图4-3 卫星通信线路的组成
4.1 卫星通信系统的组成
卫星转发器的接收器中，首先对微波频率为f1的上行信号进 行低噪声放大，然后将其转换成为频率为f2的下行微波信号，再 经过卫星发射机的功率放大，通过双工器由天线将信号发往地面 站。
2. 地球站的基本构成
（1）对地球站的性能要求。为了保证地球站与通信卫星之间 的正常通信，因此国际上有关部门对标准地球站的必备性能做出 了规范。 ①地球站的品质因数指标。地球站的品质因数是指地球站接 收天线的增益G与地球站接收系统的等效噪声温度T之比，它代表 地球站接收微弱信号的能力，用符号G/T表示，不同类型的标准地 球站的品质因数不同。 A型站 G / T 35.0 20 lg f (dB / K ) B型站 C型站
1. 卫星通信系统的工作原理
图4-3所示为一个典型的卫星通信线路，其中包括收发地球站、 上下行无线传输线路和通信卫星。 当发端地球站A欲将来自市话局的多路电信号发往地球站B时， 首先对这些多路信号进行复用，从而构成多路基带信号，然后由 发射设备进行中频调制经上变频，将70MHz的中频信号变换成微波 信号，再经射频功率放大器、双工器和地球站天线发往处于外层 空间的卫星。信号经过大气层和宇宙空间传播。
中型站（卫 星通信）
小型站（商 用） VSAT TVRO 国内
4.1 卫星通信系统的组成
2. 通信卫星的组成
（1）对通信卫星的技术要求。符合维持通信卫星正常工作的 供电要求；保持正常的卫星姿态；保持稳定的自旋速度；保持在 规定的轨道上；卫星上的设备应工作在稳定的温度环境下。 （2）通信卫星的组成 其组成结构图如图4-6所示。具体包括天线分系统、通信分系 统、控制分系统、遥测与指令系统、电源分系统和温控分系统等6 个部分。 ①天线分系统：共配置了两种不同用途的天线，一种是用于 收发用户信息的通信天线，另一种是适用于收发遥测指令信号的 天线。通常遥测指令天线采用全向天线。 ②通信分系统：也称为卫星转发器或中继器，它是一部宽频 带的收发信机。每个转发器使用一定的频段，负责覆盖指定的区 域。因此要求转发器能够提供稳定可靠地工作环境，并要求附加 噪声小和失真要小。
4.1 卫星通信系统的组成
图4-1 静止卫星配置几何关系
4.1 卫星通信系统的组成
4.1.2 卫星通信系统的组成
一个完整的卫星通信系统是由空间分系统、地球站群、跟踪 遥测及指令系统和监控管理系统4部分组成，如图4-2所示。各部 分的功能介绍如下。
图4-2 卫星通信系统的基本组成
4.1 卫星通信系统的组成
4.1 卫星通信系统的组成
③控制分系统：负责完成姿态控制和位置控制功能。姿态控 制用以保证卫星对地球或其他基准物保持正确的姿态。 ④遥测与指令分系统：为了随时了解卫星内部设备的运行状 态和便于地球站天线进行卫星跟踪，需要发射一系列的遥测信号， 包括卫星内部工作状态信号、来自传感器的信号、指令证实信号 等。指令信号是由地面控制站根据需要发起的，由转发器中的遥 测指令天线负责接收，送至控制分系统。 ⑤电源分系统：通信卫星上常使用两种电池，即太阳能电池 和化学电池。 ⑥温控分系统：当卫星围绕地球运转时，时而面向太阳，时 而绕到地球背面，两者的温差变化很大，且频繁。因此必须采用 温控装置来控制卫星内部的温度，以保证卫星发射频率的稳定。