3434卫星通信PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高轨道
✓ 覆盖好、通信时间长，但距离长
低轨道
✓ 覆盖小、通信时间短，但距离近
➢ 卫星通信多址技术
FDMA
✓ 单址载波 ✓ 多址载波 ✓ 单路单载波
TDMA
CDMA
SDMA
随机多址
➢ 卫星通信系统的业务
固定业务（FSS）
✓ 为固定点提供双向通信
• 话音、数据
广播业务（BSS）
✓ 点到面的单向传输
第3章 现代传输技术
3.1 光纤通信 3.2 移动通信 3.3 数字微波通信 3.4
3.4 卫星通信技术
➢ 什么是卫星通信
利用人造卫星构建的通信系统
技术相当于中继站升到天空的微波通信
卫星通信可以是
✓ 电信网中的传输链路
• 地位相当于地面接力微波通信、光缆
✓ 独立的通信网络
• 例如：卫星电视广播、卫星移动通信系统、VSAT系统等 • 可能与公网连接或者不连接
高轨移动卫星通信系统（GEO）
中轨移动卫星通信系统（MEO）
低轨移动卫星通信系统（LEO）
➢ 移动卫星通信系统
移动卫星通信系统特点
✓ 范.艾伦辐射带（高能粒子带）
• 1500km－5000km • 13000km－20000km
✓ 卫星多波束技术 ✓ 移动台和卫星在移动，带来多径 ✓ 众多移动台共享卫星，需要合理的多址方式和信道分配方式 ✓ 移动台要求小型化
➢ 同步卫星通信系统
三颗星覆盖全球
A
不能覆盖极地
多数卫星通信系统用GEO
交叠覆盖区
1
例如：
2
✓ 干线传输（电信）
✓ VSAT（企业） ✓ 电视直播 ✓ 某些移动系统
3 C
B
电源分系统
太阳能电池
蓄电池
控制分系统
传感器
姿
天
态
线
控
控
制
制
轨
自
道
旋
控
制
电源控制电路
指令译码器
遥测指令分系统
通信分系统
本振
✓ 多址
• FDMA为主，也有TDMA
广播卫星
➢ Intelsat组织及其系统
1965年成立，世界性的商业组织; 世界上最早、发展最迅速、遍及全球的国际卫星通信系统; 承担大部分国际通信业务和全球性电视广播业务。
➢ Intelsat卫星发展
➢ Intelsat业务
100多种业务； 国际电话、电视为主要业务； 数据业务：电报、传真、电子印刷等。
遥测编码器
变频器
遥测发射机
指令接收机
发射机
接收机
双工器
双工器
执行机构
天线分系统
➢ 星蚀与日凌
星蚀
✓ 地球挡住了太阳 ✓ 太阳能电池
日凌
地球站、星、日成一条线，地球站直指太阳 太阳辐射
➢ 卫星姿态控制
保证通信天线指向地球的预订区域
✓ 陀螺原理
• 自旋稳定：消旋 • 三轴稳定 • 方向探测：地球、太阳等的红外辐射
➢ 波束
全球波束
✓ 覆盖卫星所见的地球表面
半球波束
点波束
赋形波束
✓ 只覆盖特定地理区域（如中国）
波束越窄，则
✓ 星上的天线增益越高 ✓ 利于频率复用
➢ 若干术语
仰角
✓ 高仰角好
方位角
星下点
星地距离
✓ 用来算损耗及时延
转发器：transponder
✓ =数字微波之中继站 ✓ 转发器一般为射频转接
高轨移动卫星通信系统（GEO）
中轨移动卫星通信系统（MEO）
低轨移动卫星通信系统（LEO）
Βιβλιοθήκη Baidu 系统结构
结构
✓ ISC(international switching center)
✓ NCC(Network Control Center)：
• 管理波束频率，发布路由信息
✓ Direct To Home (DTH) service
特点
✓ Link between terminal and public
✓ Home dishes
• 小天线、机顶盒
广播卫星的制式
✓ 模拟
• FM方式传输全电视信号
✓ 数字
• DVB-S
① MPEG2: 压缩、组成MPEG流 ② FEC: RS+CC ③ QPSK
➢ 卫星通信发展
卫星通信实验期（1954－1964）
✓ 无源卫星实验 ✓ 有源卫星 ✓ 椭圆轨道、同步轨道
卫星通信实用阶段（1964－）
✓ Intelsat ✓ Inmarsat ✓ 铱系统 ✓ 全球星
➢ 卫星通信的特点
通信距离远，通信成本与距离无关 以广播方式，易于实现多址通信 通信容量大，业务种类多
➢ 卫星通信技术特殊性
先进的空间电子技术 信号时延大 卫星姿态控制 其他
➢ 卫星通信使用的频率
1～10G最理想
✓ 此频段已给地面微波 ✓ 卫星也用，但需注意干扰
10G以上
✓ 降雨的影响不可忽视 ✓ 天线可以小一些
➢ 卫星通信系统组成
星上系统（空间分系统） 地球站 跟踪遥测及指令分系统 监测管理分系统
➢ 若干术语
星上处理
✓ 使转发器有后处理功能
• 再生式转发 • 星上交换
➢ 移动卫星通信系统
移动卫星通信系统特点
✓ 范.艾伦辐射带（高能粒子带）
• 1500km－5000km • 13000km－20000km
✓ 卫星多波束技术 ✓ 移动台和卫星在移动，带来多径 ✓ 众多移动台共享卫星，需要合理的多址方式和信道分配方式 ✓ 移动台要求小型化
• 电视广播、音频广播、IP广播
移动业务（MSS）
✓ 为移动终端提供通信业务
• 移动到移动 移动到固定
固定业务
以Intelsat为代表，包括许多的国际及国内卫星系统 业务包括
✓ 国际国内电话 ✓ 电视节目传送 ✓ 数据业务：电报、传真、电子印刷、Internet链路等
广播业务
也称
✓ DBS（Direct Broadcasting Satellite） ✓ Broadcast Satellite Service (BSS)
➢ 与微波通信不一样的地方
距离长
✓ 坏处
① 衰减大 ② 时延长
✓ 好处
① 可快速建立通信系统，成本与距离无关 ② 便于广播 ③ 便于移动 ④ 便于多址通信
➢ 与微波通信不一样的地方
卫星可能在动
✓ 坏处
① 多普勒 ② 天线跟踪 ③ 卫星会转到坏的方向
✓ 好处
① 卫星会转到好的方向 ② 存储转发模式下，单星可覆盖全球
➢ 卫星轨道
轨道不同将导致技术的差别
✓ GEO：地球同步卫星
• 衰减大，覆盖全球需要的星少 ，发射成本高
✓ HEO：高轨卫星
• 高倾斜轨道覆盖特定地域
✓ MEO：中轨卫星
• 衰减小，需要的星多
✓ LEO：低轨卫星
• 兼有高低轨的优缺点
➢ 卫星轨道
圆轨道、椭圆轨道
赤道轨道、倾斜轨道、极轨卫星
✓ 覆盖好、通信时间长，但距离长
低轨道
✓ 覆盖小、通信时间短，但距离近
➢ 卫星通信多址技术
FDMA
✓ 单址载波 ✓ 多址载波 ✓ 单路单载波
TDMA
CDMA
SDMA
随机多址
➢ 卫星通信系统的业务
固定业务（FSS）
✓ 为固定点提供双向通信
• 话音、数据
广播业务（BSS）
✓ 点到面的单向传输
第3章 现代传输技术
3.1 光纤通信 3.2 移动通信 3.3 数字微波通信 3.4
3.4 卫星通信技术
➢ 什么是卫星通信
利用人造卫星构建的通信系统
技术相当于中继站升到天空的微波通信
卫星通信可以是
✓ 电信网中的传输链路
• 地位相当于地面接力微波通信、光缆
✓ 独立的通信网络
• 例如：卫星电视广播、卫星移动通信系统、VSAT系统等 • 可能与公网连接或者不连接
高轨移动卫星通信系统（GEO）
中轨移动卫星通信系统（MEO）
低轨移动卫星通信系统（LEO）
➢ 移动卫星通信系统
移动卫星通信系统特点
✓ 范.艾伦辐射带（高能粒子带）
• 1500km－5000km • 13000km－20000km
✓ 卫星多波束技术 ✓ 移动台和卫星在移动，带来多径 ✓ 众多移动台共享卫星，需要合理的多址方式和信道分配方式 ✓ 移动台要求小型化
➢ 同步卫星通信系统
三颗星覆盖全球
A
不能覆盖极地
多数卫星通信系统用GEO
交叠覆盖区
1
例如：
2
✓ 干线传输（电信）
✓ VSAT（企业） ✓ 电视直播 ✓ 某些移动系统
3 C
B
电源分系统
太阳能电池
蓄电池
控制分系统
传感器
姿
天
态
线
控
控
制
制
轨
自
道
旋
控
制
电源控制电路
指令译码器
遥测指令分系统
通信分系统
本振
✓ 多址
• FDMA为主，也有TDMA
广播卫星
➢ Intelsat组织及其系统
1965年成立，世界性的商业组织; 世界上最早、发展最迅速、遍及全球的国际卫星通信系统; 承担大部分国际通信业务和全球性电视广播业务。
➢ Intelsat卫星发展
➢ Intelsat业务
100多种业务； 国际电话、电视为主要业务； 数据业务：电报、传真、电子印刷等。
遥测编码器
变频器
遥测发射机
指令接收机
发射机
接收机
双工器
双工器
执行机构
天线分系统
➢ 星蚀与日凌
星蚀
✓ 地球挡住了太阳 ✓ 太阳能电池
日凌
地球站、星、日成一条线，地球站直指太阳 太阳辐射
➢ 卫星姿态控制
保证通信天线指向地球的预订区域
✓ 陀螺原理
• 自旋稳定：消旋 • 三轴稳定 • 方向探测：地球、太阳等的红外辐射
➢ 波束
全球波束
✓ 覆盖卫星所见的地球表面
半球波束
点波束
赋形波束
✓ 只覆盖特定地理区域（如中国）
波束越窄，则
✓ 星上的天线增益越高 ✓ 利于频率复用
➢ 若干术语
仰角
✓ 高仰角好
方位角
星下点
星地距离
✓ 用来算损耗及时延
转发器：transponder
✓ =数字微波之中继站 ✓ 转发器一般为射频转接
高轨移动卫星通信系统（GEO）
中轨移动卫星通信系统（MEO）
低轨移动卫星通信系统（LEO）
Βιβλιοθήκη Baidu 系统结构
结构
✓ ISC(international switching center)
✓ NCC(Network Control Center)：
• 管理波束频率，发布路由信息
✓ Direct To Home (DTH) service
特点
✓ Link between terminal and public
✓ Home dishes
• 小天线、机顶盒
广播卫星的制式
✓ 模拟
• FM方式传输全电视信号
✓ 数字
• DVB-S
① MPEG2: 压缩、组成MPEG流 ② FEC: RS+CC ③ QPSK
➢ 卫星通信发展
卫星通信实验期（1954－1964）
✓ 无源卫星实验 ✓ 有源卫星 ✓ 椭圆轨道、同步轨道
卫星通信实用阶段（1964－）
✓ Intelsat ✓ Inmarsat ✓ 铱系统 ✓ 全球星
➢ 卫星通信的特点
通信距离远，通信成本与距离无关 以广播方式，易于实现多址通信 通信容量大，业务种类多
➢ 卫星通信技术特殊性
先进的空间电子技术 信号时延大 卫星姿态控制 其他
➢ 卫星通信使用的频率
1～10G最理想
✓ 此频段已给地面微波 ✓ 卫星也用，但需注意干扰
10G以上
✓ 降雨的影响不可忽视 ✓ 天线可以小一些
➢ 卫星通信系统组成
星上系统（空间分系统） 地球站 跟踪遥测及指令分系统 监测管理分系统
➢ 若干术语
星上处理
✓ 使转发器有后处理功能
• 再生式转发 • 星上交换
➢ 移动卫星通信系统
移动卫星通信系统特点
✓ 范.艾伦辐射带（高能粒子带）
• 1500km－5000km • 13000km－20000km
✓ 卫星多波束技术 ✓ 移动台和卫星在移动，带来多径 ✓ 众多移动台共享卫星，需要合理的多址方式和信道分配方式 ✓ 移动台要求小型化
• 电视广播、音频广播、IP广播
移动业务（MSS）
✓ 为移动终端提供通信业务
• 移动到移动 移动到固定
固定业务
以Intelsat为代表，包括许多的国际及国内卫星系统 业务包括
✓ 国际国内电话 ✓ 电视节目传送 ✓ 数据业务：电报、传真、电子印刷、Internet链路等
广播业务
也称
✓ DBS（Direct Broadcasting Satellite） ✓ Broadcast Satellite Service (BSS)
➢ 与微波通信不一样的地方
距离长
✓ 坏处
① 衰减大 ② 时延长
✓ 好处
① 可快速建立通信系统，成本与距离无关 ② 便于广播 ③ 便于移动 ④ 便于多址通信
➢ 与微波通信不一样的地方
卫星可能在动
✓ 坏处
① 多普勒 ② 天线跟踪 ③ 卫星会转到坏的方向
✓ 好处
① 卫星会转到好的方向 ② 存储转发模式下，单星可覆盖全球
➢ 卫星轨道
轨道不同将导致技术的差别
✓ GEO：地球同步卫星
• 衰减大，覆盖全球需要的星少 ，发射成本高
✓ HEO：高轨卫星
• 高倾斜轨道覆盖特定地域
✓ MEO：中轨卫星
• 衰减小，需要的星多
✓ LEO：低轨卫星
• 兼有高低轨的优缺点
➢ 卫星轨道
圆轨道、椭圆轨道
赤道轨道、倾斜轨道、极轨卫星