《卫星通信系统》PPT课件
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卫星通信系统概述课件
在民用领域，卫星电视广播和移动通信是最常见的应用 ，为人们提供高质量的电视节目和便捷的通信服务。
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。
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。
卫星通信系统概述ppt课件
► 通过如下方程计算瞬时卫2星a到rct地an心( 的1距e离tranE)
1e 2
ra(1ecosE)
；.
20
卫星运动规律与轨道参数 续16
卫星星下点轨迹 ► 卫星的星下点指卫星－地心连线与地球表面的交点 ► 星下点随时间在地球表面上的变化路径称为星下点轨迹 ► 星下点轨迹是最直接地描述卫星运动规律的方法 ► 由于卫星在空间沿轨道绕地球运行，而地球又在自转，因此卫星运行一圈后，其 星下点一般不会再重复前一圈的运行轨迹
►星地距离随轨道高度的增加而增大，静 3
；.
22
卫星运动规律与轨道参数 续18
卫星星下点轨迹 ► 一颗轨道高度为13892km，轨道倾角60º，初始位置（0ºE，0ºN）的卫星24小时的 星下点轨迹如下图所示
纬 度
；.
23
经度
卫星运动规律与轨道参数 续19
单颗卫星覆盖特性计算 ► 单颗卫星对地覆盖的几何关系如下图所示
观察点
Re
d星地
；.
27
卫星运动规律与轨道参数 续23 单颗卫星覆盖特性计算
► 星地距离
d Re2(hRe)22Re(hRe)cos
► 覆盖区半径=Re2sin2E2hReh2ResinE
XResin
；.
28
卫星运动规律与轨道参数 续24
单颗卫星覆盖特性计算 ► 观察点的最小仰角Emin：系统的一个给定指标。根据Emin和卫星轨道高度 h 便可 以计算卫星的最大覆盖地心角、最小星下点视角和最大星地传输距离，从而确定 卫星的瞬时覆盖区的直径和面积、覆盖区内不同地点的卫星天线辐射增益和边沿 覆盖区的最大传输损耗等
Z
地心坐标系
► 地心O为原点 ► X轴指向春分点方向
《卫星通信系统》课件
导弹制导：卫星通信系统可用于导弹的制导和控制系统，提高导弹的命中精度和作战 效能。
战略侦察：卫星通信系统能够传输大量的侦察数据和情报信息，为军事决策提供重要 支持。
战场指挥：卫星通信系统可实现战场各部队之间的实时通信和信息共享，提高指挥效 率和协同作战能力。
民用领域应用
移动通信：卫星 通信系统提供全 球范围内的移动 通信服务，包括 海上、空中和陆 地上的通信
广播和电视：卫 星通信系统用于 传输广播电视信 号，覆盖范围广， 不受地域限制
互联网接入：卫 星通信系统提供 互联网接入服务， 包括家庭和企业 用户的宽带接入
应急通信：在自 然灾害等紧急情 况下，卫星通信 系统可以提供可 靠的应急通信服 务，保障救援工 作的顺利进行
商业领域应用
商业通信：卫星通信系统为商业 领域提供高效、可靠的通信服务， 支持语音、数据、视频等多种通 信方式。
汇报人：PPT
Part Five
卫星通信系统 关键技术
信号传输技术
调制技术：将基 带信号转换为适 合传输的调制信 号
多路复用技术： 提高频谱利用率， 实现多路信号同 时传输
纠错编码技术： 降低误码率，保 证传输质量
天线技术：实现 信号的高效辐射 和接收
信道编码技术
信道编码的基本 概念
信道编码的原理
常见的信道编码 技术
工作原理简介
卫星通信系统概述
卫星通信系统组成
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统特点
特点与优势
特点：覆盖范围广、不受地理条件限制、通信容量大、传输质量稳定 优势：适用于远程通信、应急通信、军事通信等领域，可提供话音、数据、图像等多种业务
Part Three
卫星通信系统 分类
战略侦察：卫星通信系统能够传输大量的侦察数据和情报信息，为军事决策提供重要 支持。
战场指挥：卫星通信系统可实现战场各部队之间的实时通信和信息共享，提高指挥效 率和协同作战能力。
民用领域应用
移动通信：卫星 通信系统提供全 球范围内的移动 通信服务，包括 海上、空中和陆 地上的通信
广播和电视：卫 星通信系统用于 传输广播电视信 号，覆盖范围广， 不受地域限制
互联网接入：卫 星通信系统提供 互联网接入服务， 包括家庭和企业 用户的宽带接入
应急通信：在自 然灾害等紧急情 况下，卫星通信 系统可以提供可 靠的应急通信服 务，保障救援工 作的顺利进行
商业领域应用
商业通信：卫星通信系统为商业 领域提供高效、可靠的通信服务， 支持语音、数据、视频等多种通 信方式。
汇报人：PPT
Part Five
卫星通信系统 关键技术
信号传输技术
调制技术：将基 带信号转换为适 合传输的调制信 号
多路复用技术： 提高频谱利用率， 实现多路信号同 时传输
纠错编码技术： 降低误码率，保 证传输质量
天线技术：实现 信号的高效辐射 和接收
信道编码技术
信道编码的基本 概念
信道编码的原理
常见的信道编码 技术
工作原理简介
卫星通信系统概述
卫星通信系统组成
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统特点
特点与优势
特点：覆盖范围广、不受地理条件限制、通信容量大、传输质量稳定 优势：适用于远程通信、应急通信、军事通信等领域，可提供话音、数据、图像等多种业务
Part Three
卫星通信系统 分类
卫星通信系统分解课件
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卫星通信系统分解课件
目录
• 卫星通信系统概述 • 卫星通信系统的工作原理 • 卫星通信系统的关键技术 • 卫星通信系统的性能指标 • 卫星通信系统的优势与挑战 • 卫星通信系统应用案例
01
卫星通信系统概述
定义与特点
定义
卫星通信系统是一种利用人造地 球卫星作为中继站，实现地球站 之间或地球站与航天器之间进行 无线通信的通信系统。
通信容量
通信容量
指卫星通信系统的信息传输速率，通常以每秒传输的比特数（bps）或兆比特 （Mbps）来表示。通信容量的提高可以增加系统的吞吐量，满足更多的通信 需求。
频谱效率
频谱效率是指单位频谱资源上所能传输的信息量，是衡量通信容量和频谱资源 利用效率的重要指标。提高频谱效率是卫星通信系统的重要研究方向。
设备成本高
卫星通信系统的设备和运营成本相对较高， 不易普及。
信号衰减
卫星信号在传输过程中会受到大气层和距离 的影响，导致信号衰减。
对地球静止轨道的依赖
卫星通信系统需要依赖地球静止轨道资源， 面临轨道资源紧缺的挑战。
技术发展趋势
高速数据传输技术
随着技术的发展，卫星通信系统的数 据传输速率将进一步提高。
调制方式
用于将数字信号转换为适合无线传输 的信号形式，包括QPSK、QAM和 OFDM等。
多址接入技术
FDMA
频分多址接入，每个用户使用一个特定的频段进行通信。
TDMA
时分多址接入，每个用户使用一个特定的时间片进行通信。
CDMA
码分多址接入，每个用户使用一个特定的码序列进行扩频通信。
04
卫星通信系统的性能指标
信号传输频段
卫星通信系统使用的频段包括微波频段、C波段、Ku波段和Ka波段 等。
卫星通信简介ppt课件
卫星通信的特点
5、可以与接收无线电信号
通信分系统：接收、处理并重发信号。（转发器）
电源分系统：为卫星提供电能，包括太阳能电池、 蓄电池和配电设备。
跟踪遥测指令分系统：
跟踪部分用来为地球站跟踪卫星发送信标
遥测部分用来在星上测定并给地面的TTC站发 送的有关卫星姿态、星上各部件工作状态的数据
➢ 组网灵活，建设周期短（经济活跃时，优势明显） ➢ 非对称信道 ➢ 网状指挥、控制（司令部与单兵） ➢ 面向用户（更好地交互）
卫星通信的缺点
➢ 同步轨道卫星： 通信时延大 通信端站体积大 设备价格高 操作复杂
➢ 中、低轨道卫星： 系统复杂，使用费用高
➢ 政策、通信安全方面 ➢ 易受恶意干扰和攻击
1#站
信信 号号 设识 计别
2#站
信信 号号 设识 计别
3#站
一个无线电信号可以用若干个参量（指广义的参量，
下同）来表征，最基本的是：信号的射频频率，信号 出现的时间以及信号所处的空间
目前卫星通信系统主要多址
按 射
预分配
按需分配
随机接入
频 多
CDMA
CDMA
CDMA 码分多址
址
联 接
SDMA
SDMA
信息调制波频谱 扩频调制后频谱
fc-Rc
fc-Rd fc fc+Rd
频率 fc+Rc
扩频原理示意图
fc为中心频率 Rc为码速率 Rd为数据速率
码分多址方式（CDMA）
CDMA方式的优点是：具有较强的抗干扰能力；有 一定的保密能力；改变地十比较灵活。
缺点是：要占用很宽的频带，频带利用率一般较低； 要选择数量足够的可用地址码组较为困难；接收时，对 地址码的捕获与同步需有一定时间。CDMA方式特别适 用于军事卫星通信系统及小容量的系统。
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。
卫星通信系统概述-PPT
各种用户终端。
1.3 卫星通信的工作频段
选择工作频段时，应考虑的重要因素：
（1）电波传播衰减及其它衰减要小；（图 1-14） 在0.3-10GHz频段，大气吸收衰减最小，称为“无线
电窗口”。另外，在30GHz附近也有一个衰减的低谷， 称为“半透明无线电窗口”。
（2）天线接收的外界噪声要小；（图 1-15） 从降低接收系统噪声的角度来考虑，工作频段最好选
1.4 卫星通信的特点
• 由于卫星通信相对于地面通信网的综合造价成本 高，终端贵，因此，卫星通信的市场定位应该是 地面通信网的延伸和补充，主要服务于地面通信 网不能覆盖的区域及有特殊通信需求的人群。
• 卫星覆盖区域广，可以较经济地为地面蜂窝网覆 盖范围以外的用户---“唯星用户”提供移动通信 业务。
1.5 卫星通信系统的业务类型
从应用的角度来看，卫星通信可分为4个阶段： 第一阶段：主要用于国际通信； 第二阶段：开始提供电视传送； 第三阶段：提供国内公众通信和各种专网通信； 第四阶段：提供卫星移动通信。
1.5 卫星通信系统的业务类型
卫星通信系统通常用于支持： 1、卫星视频广播业务 2、卫星电话等交互式业务 3、数据通信和Internet业务 4、卫星移动通信业务
1.4 卫星通信的特点
卫星通信在中国的特殊地位： • 幅员辽阔； • 人口众多； • 地区发展不平衡； • 中国有60％左右的地区是地面网盲区，如
海洋、高山、沙漠和草原等，通信的困难 甚至成为人们生存的障碍。
1.5 卫星通信系统的业务类型
ITU定义的卫星通信系统的业务类型有三种： 固定卫星业务FSS (Fixed satellite service) 移动卫星业务MSS (Mobile satellite service) 广播卫星业务BSS (Broadcasting satellite service)
1.3 卫星通信的工作频段
选择工作频段时，应考虑的重要因素：
（1）电波传播衰减及其它衰减要小；（图 1-14） 在0.3-10GHz频段，大气吸收衰减最小，称为“无线
电窗口”。另外，在30GHz附近也有一个衰减的低谷， 称为“半透明无线电窗口”。
（2）天线接收的外界噪声要小；（图 1-15） 从降低接收系统噪声的角度来考虑，工作频段最好选
1.4 卫星通信的特点
• 由于卫星通信相对于地面通信网的综合造价成本 高，终端贵，因此，卫星通信的市场定位应该是 地面通信网的延伸和补充，主要服务于地面通信 网不能覆盖的区域及有特殊通信需求的人群。
• 卫星覆盖区域广，可以较经济地为地面蜂窝网覆 盖范围以外的用户---“唯星用户”提供移动通信 业务。
1.5 卫星通信系统的业务类型
从应用的角度来看，卫星通信可分为4个阶段： 第一阶段：主要用于国际通信； 第二阶段：开始提供电视传送； 第三阶段：提供国内公众通信和各种专网通信； 第四阶段：提供卫星移动通信。
1.5 卫星通信系统的业务类型
卫星通信系统通常用于支持： 1、卫星视频广播业务 2、卫星电话等交互式业务 3、数据通信和Internet业务 4、卫星移动通信业务
1.4 卫星通信的特点
卫星通信在中国的特殊地位： • 幅员辽阔； • 人口众多； • 地区发展不平衡； • 中国有60％左右的地区是地面网盲区，如
海洋、高山、沙漠和草原等，通信的困难 甚至成为人们生存的障碍。
1.5 卫星通信系统的业务类型
ITU定义的卫星通信系统的业务类型有三种： 固定卫星业务FSS (Fixed satellite service) 移动卫星业务MSS (Mobile satellite service) 广播卫星业务BSS (Broadcasting satellite service)
最新卫星通信系统PPT课件
• VSAT是一种天线口径很小的卫星通信地球站，又 称微型地球站或小型地球站。其特点是天线直径很小 (一般为0.3-2.4米)，设备结构紧凑、固体化、智能化 、价格便宜、安装方便、对使用环境要求不高，且不 受地面网络的限制，组网灵活。
我国已建成的广播电视卫星地球站共31座 ，地面卫星收转台站52万多座。与1985年上 卫星时相比，我国广播电视人口覆盖率已由 68.3%和68.4%上升为2001年底的92.9%和 94.1%。
卫星与地心连线同地球表面的交点）进入当地时间午夜前后 ，卫星、地球和太阳共处在一条直线上，卫星进入地球阴影 区而造成星蚀；此时一般靠星载蓄电池来供给能源。卫星位 置西移1º，星蚀开始时间可推迟4分钟，东移1º则可提前4 分钟。
• 2、 日凌中断
在每年春分秋分前后，当卫星星下点进入当地中午前后时 ，卫星处在太阳和地球中间，天线在对准卫星的同时也会对 准太阳，会因接收到强大的太阳热噪声而使通信无法进行， 称为日凌中断（每次延续约6天）；月亮也会引起类似问题 ，但其噪声比太阳小的多，不会造成中断。每天出现中断的 最长时间与天线口径、工作频率有关。
谢谢大家！
4.1 概述 4.2 卫星通信定义 4.3 通信卫星的轨道 4.4 同步静止轨道卫星 4.5 卫星通信的发展概况 4.6 卫星通信的特点 4.7 卫星通信的应用范围 4.8 卫星通信系统 4.9 卫星通信工作波段 4.10 星蚀、日凌中断及传输时延
利用静止卫星建立全球通信示意图
• （2）工作过程
• 在一个卫星通信系统中，各地球站经过卫 星的转发可以组成多条卫星通信线路。整 个系统的全部通信任务就是利用这些线路 分别完成的，在卫星通信线路中，通常把 从发信地球站到卫星这一段称为上行线路 （或称上行链路）。从卫星到收信地球这 一段称为下行线路（或称下行链路）。两 者合起来就构成一条最简单的单工线路， 如图所示。
我国已建成的广播电视卫星地球站共31座 ，地面卫星收转台站52万多座。与1985年上 卫星时相比，我国广播电视人口覆盖率已由 68.3%和68.4%上升为2001年底的92.9%和 94.1%。
卫星与地心连线同地球表面的交点）进入当地时间午夜前后 ，卫星、地球和太阳共处在一条直线上，卫星进入地球阴影 区而造成星蚀；此时一般靠星载蓄电池来供给能源。卫星位 置西移1º，星蚀开始时间可推迟4分钟，东移1º则可提前4 分钟。
• 2、 日凌中断
在每年春分秋分前后，当卫星星下点进入当地中午前后时 ，卫星处在太阳和地球中间，天线在对准卫星的同时也会对 准太阳，会因接收到强大的太阳热噪声而使通信无法进行， 称为日凌中断（每次延续约6天）；月亮也会引起类似问题 ，但其噪声比太阳小的多，不会造成中断。每天出现中断的 最长时间与天线口径、工作频率有关。
谢谢大家！
4.1 概述 4.2 卫星通信定义 4.3 通信卫星的轨道 4.4 同步静止轨道卫星 4.5 卫星通信的发展概况 4.6 卫星通信的特点 4.7 卫星通信的应用范围 4.8 卫星通信系统 4.9 卫星通信工作波段 4.10 星蚀、日凌中断及传输时延
利用静止卫星建立全球通信示意图
• （2）工作过程
• 在一个卫星通信系统中，各地球站经过卫 星的转发可以组成多条卫星通信线路。整 个系统的全部通信任务就是利用这些线路 分别完成的，在卫星通信线路中，通常把 从发信地球站到卫星这一段称为上行线路 （或称上行链路）。从卫星到收信地球这 一段称为下行线路（或称下行链路）。两 者合起来就构成一条最简单的单工线路， 如图所示。
第1章卫星通信系统概述-PPT课件
• GEO/GSO的主要缺点
– – – – – 大的传输延时和衰减 仰角随着纬度的增高而降低（GEO） 不能覆盖极地地区（GEO） 轨位资源缺乏 发射费用高
22
• LEO的主要优势
1.1 卫星轨道
– 低传输延时和衰减（利于使用手持终端） – 灵活的系统设计 – （单星）发射费用低
• LEO的主要缺点
38
五、卫星通信的业务类型
ITU (International Telecommunication Union)定义三种 业务类型：
固定卫星业务FSS (Fixed satellite service) 移动卫星业务MSS (Mobile satellite service) 广播卫星业务BSS (Broadcasting satellite service)
29
系统的组成
信关站天线
网络控制中心 韩国城南，地面中心
30
系统的组成
• 用户信息管理系统CIMS 负责维护信关站配置信息，完成系统记帐 和计费，实现详细通话记录
31
系统的组成
• 用户段
手持终端 掌上型终端 车/舰/机载终端 便携式终端 固定终端
32
三、频率分配
• 两个权威组织
3.0747
4.8954 7.1272 7.4624
23/56/04.1
05/59/01.0 01/55/17.8 01/40/27.0
19
1.1 卫星轨道
Pentriad (Molnya HEO) GPS GLONASS Outer Van Allen Belt ICO, Spaceway NGSO Concordian of Ellipso Teledesic Skybridge Globalstar Iridium Orbcomm Borealis of Ellipso Inner Van Allen Belt
《卫星通信系统》课件
通信稳定性高
相对于地面通信系统，卫星通信系统 受自然灾害和人为干扰的影响较小， 通信稳定性较高。
灵活性
卫星通信系统具有较高的灵活性，可 以快速建立通信链路，满足应急通信 和快速部署的需求。
挑战与问题
传输延迟
设备成本高
卫星通信的传输距离较长，导致信号传输 存在一定的延迟，影响了实时通信的效果 。
卫星通信系统的设备和终端成本较高，限 制了其在某些领域的应用。
广播与电视节目传输
卫星通信系统广泛应用于电视 节目和广播节目的传输，可实 现大范围覆盖和高质量信号传
输。
移动通信
卫星通信系统为移动用户提供 全球覆盖的通信服务，包括海 事卫星通信、航空卫星通信等 。
应急通信
在灾害或紧急情况下，卫星通 信系统可快速建立应急通信链 路，保障救援工作的顺利进行 。
国际通信
无线电波的传输方式
无线电波可以通过直射、反射、折射 和散射等方式传输，其中直射传输是 卫星通信中常用的传输方式。
卫星轨道与覆盖
卫星轨道参数
卫星轨道参数包括高度、倾角、 近地点幅角和偏心率等，这些参 数决定了卫星的覆盖范围和运行
周期。
卫星覆盖区域
根据卫星轨道参数，可以确定卫星 的覆盖区域，从而实现全球或区域 性的卫星通信服务。
总结词
各具特色、服务特定区域或领域
详细描述
除了国际通信卫星组织和中国的北斗卫星导航系统，世界各国还纷纷建设自己的卫星通 信系统，以满足特定区域或领域的通信需求。这些系统在技术、覆盖范围和应用领域方
面各具特色，如欧洲的伽利略卫星导航系统（Galileo）、俄罗斯的GLONASS等。
THANKS
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信号衰减
安全保密问题
卫星通信系统-PPT
通信卫星用的电源有太阳能电池和化学电池。
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。
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。
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卫星等级
大卫星
小卫星 迷你卫星 微卫星 微小卫星 (奈米级卫星) 微微卫星 (皮米级卫星)
英文名称 Large Satellite Small Satellite Mini-Satellite Micro-Satellite Nano-Satellite
Pico-Satellite
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质量 一千公斤以上 五百公斤至一千公斤 一百公斤至五百公斤 十公斤至一百公斤 一公斤至十公斤
卫星覆盖波束
全球覆盖：卫星天线照射地球表面最大面积，约17.4度 区域覆盖：典型的区域覆盖天线波束宽度5度 点波束覆盖：天线的波束宽带约2度
全球覆盖
区域覆盖
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点波束覆盖
6.1 卫星通信系统概述
卫星覆盖波束
赋形波束（成形波束）
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6.1 卫星通信系统概述
非全球波束的优点 提高卫星有效辐射功率，提高系统容量 在系统容量不变的情况下，减小地球站天线口径，因而提高地球站的机动性 和灵活性 便于实现空分多址
卫星通信系统分类（续） 按所用频段 特高频（UHF）卫星通信系统 超高频（SHF）卫星通信系统 极高频（毫米波）（EHF）卫星通信系统 激光卫星通信系统 按通信业务种类 固定业务卫星通信系统 移动业务卫星通信系统 广播电视卫星通信系统 科学实验卫星通信系统
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6.1 卫星通信系统概述
一公斤以内
6.1 卫星通信系统概述
卫星通信特点——优点 （1）通信距离远，且费用与通信距离无关。(最大通信距离18000km） （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）通信线路稳定可靠，传输质量高
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6.1 卫星通信系统概述
卫星通信特点——缺点和问题 （1）静止卫星的发射与控制技术比较复杂。 （2）地球高纬度地区通信效果不好，并且两极地区为通信盲区。 （3）存在日凌中断和星蚀现象。 （4）电波的传播时延较大和存在回波干扰。 单跳时延0.27秒
当前，国家公用卫星通信网和各部门的专用卫星通信 网 （长途电话、传真、数据、电视等业务）
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6.1 卫星通信系统概述
卫星通信系统分类 按卫星运动状态 同步卫星通信系统 运动卫星通信系统 按卫星通信范围 国际卫星通信系统 区域卫星通信系统 国内通信卫星系统 按卫星转发能力 有源卫星通信系统（主动型） 无源卫星通信系统（被动型）
卫星通信简况 卫星通信的定义 卫星通信发展历史 卫星通信系统分类 卫星通信特点
卫星通信系统组成 卫星通信系统的技术体制
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6.1 卫星通信系统概述
什么是卫星通信？ 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两 个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信工作在微波频段。
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6.1 卫星通信系统概述
日凌中断和星蚀现象
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6.1 卫星通信系统概述
卫星通信系统的组成 卫星通信系统主要由空间分系统、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令 分系统和监控管理分系统四大功能部分组成。
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6.1 卫星通信系统概述
卫星通信简史
1945年，英国《Extra-Terrestrial Relays》一文中提出利用3颗 静止卫星覆盖全球的设想。
1945年到1964年间，曾经先后利用月球、气球、铜针偶极子 带作为中继，进行电话电视传输试验
1957年，前苏联发射了第1颗LEO卫星－Sputnic（美苏太空竞 赛的导火索）
传送延迟来 回时间
优点
缺点
15ms
100ms
低成本 传输延迟低 讯号衰减低 生命周期短 卫星体系复杂 有多普勒效应
中度成本 传输延迟低
卫星体系复杂 有多普勒效应
16
250ms
地表覆盖率 42.2% 无多普勒效应 传输延迟大 卫星成本较高 轨道位置有限
6.1 卫星通信系统概述
卫星通信系统分类（续） 按卫星重量
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6.1 卫星通信系统概述
卫星通信简史（我国）
1970年，我国发射成功第一颗人造地球卫星“东方红1 号”
1972年，北京、上海建设4座大型地球站 1975年，第一个试验性卫星通信工程开始全面实施。 1984年，成功发射第一颗试验通信卫星 （静止卫星，
E125°） 1986年第一颗实用通信卫星发射成功（E103°）
卫星通信系统分类（续） 按卫星轨道高度 高轨（HEO, GEO）卫星 中轨(MEO)卫星 低轨(LEO)卫星
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6.1 卫星通信系统概述
型态
低轨卫星 LEO
中轨卫星 MEO
同步卫星 GEO
高度 可用时间
300-3000 km 15min
3000-30000 km 2-4hrs
36000 km 24hrs
1962年，美国第1次发射了真正实用通信卫星（Telstar/MEO） 1965年，第1颗商业通信卫星（INTELSAT-1）进入静止轨道 1990-2000年，引入卫星直播音频（DAB）业务 2000-2005年，引入宽带个人通信；Ka频段系统得到迅速发展；
多个LEO和EO卫星系统投入运行
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6.1 卫星通信系统概述
卫星通信系统分类（续） 按基带信号体制 模拟卫星通信系统 数字卫星通信系统 按多址方式 频分多址（FDMA）卫星通信系统 时分多址（TDMA）卫星通信系统 空分多址（SDMA）卫星通信系统 码分多址（CDMA）卫星通信系统 混合多址卫星通信系统
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6.1 卫星通信系统概述
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6.1 卫星通信系统概述
同步卫星通信系统 绝大多数通信卫星是地球同步卫星（静止卫星） 卫星运行于赤道上空 距地面约35786km 周期24小时，相对于地面静止
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6.1 卫星通信系统概述
同步卫星通信系统 3颗卫星即可覆盖全球 重叠区内地球站可用于不用卫星覆 盖区内地球站通信
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6.1 卫星通信系统概述
第六章 卫星通信系统
王磊
wanglei@
中国民航大学电子信息工程学院
2020/11/23
第6章 卫星通信系统
6.1 卫星通信系统概述 6.2 海事卫星通信系统 6.3 航空移动卫星通信业务 6.4 VAST卫星通信网络 6.5 中国民航C波段卫星通信网络
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6.1 卫星通信系统概述