卫星通信概述PPT演示课件
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卫星通信基础知识ppt课件
静止卫星发生星 蚀和日凌中断的原理
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
影响静止卫星通信的因素
圆形倾斜轨道同步卫星视在位置的日漂移
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
地球卫星的轨道
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信的特点
1、通信范围大，三颗同步卫星即可覆盖全球（除两极外）。只要 在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通 信。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信的基本原理
什么是卫星通信? 卫星通信，简单地说，就是地球上（包括地面、水面 和低层大气中）无线电通信站之间利用人造卫星作中 继站而进行的通信，它覆盖面积大、不受地理条件的 限制、通信频带宽、容量大、机动灵活，因而在国际 和国内通信领域中，成为不可缺少的通信手段。
卫星通信系统的分类
按业务分
固定业务卫星通信系统 移动业务卫星通信系统 广播业务卫星通信系统 科学实验卫星通信系统
按多址方式分
频分多址卫星通信系统 时分多址卫星通信系统 空分多址卫星通信系统 码分多址卫星通信系统
混合多址卫星通信系统
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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
卫星通信简介 ppt
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
天线分系统
任务：发射和接收信号 组成：天线
双工器 极化变换器 伺服务跟踪设备 要求：天线增益高 噪声温度低 天线波束窄、旁瓣电平低 馈线损耗小、频带宽、收发隔离度大、耐功率高
发射分系统
放大器：输出功率大 宽频带 增益稳定性高 放大器线性好
上变频器：一次变频 二次变频
接收分系统
低噪声放大器 噪声低，灵敏度高
卫星通信系统各部分的作用
4、监测管理分系统
对定点后的卫星在业务开通前、后进行 通信性能的监测和控制，例如对卫星转发 器功率、卫星天线增益以及各地球站发射 的功率、射频频率和带宽等基本通信参数 进行监控，以确保正常通信。
卫星通信的特点
1、通信距离远。 建站成本与通信距离无关，
dmax=18000km.(静止卫星）
指令部分用于接收来自地面的控制指令，处理 后送给控制分系统执行。
控制分系统：用来对卫星的姿态、轨道位置、各
分系统工作状态进行必要的调节与控制。
天线分系统
遥测、指令和信标天线 全向天线，以便于可靠接收指令与向地面发射遥测数 据和信标。
通信天线 全球波束天线 点波束天ห้องสมุดไป่ตู้ 赋形波束天线
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。
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
天线分系统
任务：发射和接收信号 组成：天线
双工器 极化变换器 伺服务跟踪设备 要求：天线增益高 噪声温度低 天线波束窄、旁瓣电平低 馈线损耗小、频带宽、收发隔离度大、耐功率高
发射分系统
放大器：输出功率大 宽频带 增益稳定性高 放大器线性好
上变频器：一次变频 二次变频
接收分系统
低噪声放大器 噪声低，灵敏度高
卫星通信系统各部分的作用
4、监测管理分系统
对定点后的卫星在业务开通前、后进行 通信性能的监测和控制，例如对卫星转发 器功率、卫星天线增益以及各地球站发射 的功率、射频频率和带宽等基本通信参数 进行监控，以确保正常通信。
卫星通信的特点
1、通信距离远。 建站成本与通信距离无关，
dmax=18000km.(静止卫星）
指令部分用于接收来自地面的控制指令，处理 后送给控制分系统执行。
控制分系统：用来对卫星的姿态、轨道位置、各
分系统工作状态进行必要的调节与控制。
天线分系统
遥测、指令和信标天线 全向天线，以便于可靠接收指令与向地面发射遥测数 据和信标。
通信天线 全球波束天线 点波束天ห้องสมุดไป่ตู้ 赋形波束天线
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。
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
THANKS
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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。
《卫星通信概述》课件
远程教育
卫星通信为远程教育提供了便利。学生可以 通过卫星接收培训和教育内容，与教师进行 远程互动。
农业
卫星通信为农业提供了重要的支持。农民可 以通过卫星接收气象信息和农业技术，提高 农业生产效率。
航空航天
卫星通信在航空航天领域起着重要作用。航 空飞行员和天文学家使用卫星通信进行导航、 通信和数据传输。
卫星作为中继站点，接收发射站发送的信号，并将信号转发给指定的接收 Nhomakorabea3
接收站
站。
接收站接收来自卫星的信号，并将其
转换为人类可理解的格式，供用户使
用。
卫星通信技术的发展趋势
5G技术
卫星通信将与5G技术结合，提 供更快的数据传输速度和更广 泛的通信覆盖。
低地球轨道卫星
低地球轨道卫星将成为未来卫 星通信的重要发展方向，提供 更低的延迟和更大的带宽。
物联网
卫星通信将支持物联网的发展， 连接更多的设备和传感器，实 现智能化和互联互通。
结论和展望
卫星通信在现代社会中发挥着重要的作用，并且具有广阔的发展前景。随着技术的进步和需求的增加， 卫星通信将继续发展和创新，为人类提供更好的通信体验。
卫星通信的基本原理
卫星通信的基本原理是通过发射和接收信号的卫星，将信息从一个地方传输 到另一个地方。发射站将信号转换为微波频段，发送到卫星，然后卫星将信 号转发到接收站。接收站接收信号并将其转换为可理解的格式。
卫星通信的应用领域
电视广播
卫星通信在电视广播行业中发挥着关键的作 用。通过卫星传输信号，人们可以收看各种 电视频道，包括国际频道和高清频道。
卫星通信的优缺点
• 优点： • 全球范围内的通信覆盖 • 高速和稳定的数据传输 • 抗干扰和抗暗示能力强
卫星通信为远程教育提供了便利。学生可以 通过卫星接收培训和教育内容，与教师进行 远程互动。
农业
卫星通信为农业提供了重要的支持。农民可 以通过卫星接收气象信息和农业技术，提高 农业生产效率。
航空航天
卫星通信在航空航天领域起着重要作用。航 空飞行员和天文学家使用卫星通信进行导航、 通信和数据传输。
卫星作为中继站点，接收发射站发送的信号，并将信号转发给指定的接收 Nhomakorabea3
接收站
站。
接收站接收来自卫星的信号，并将其
转换为人类可理解的格式，供用户使
用。
卫星通信技术的发展趋势
5G技术
卫星通信将与5G技术结合，提 供更快的数据传输速度和更广 泛的通信覆盖。
低地球轨道卫星
低地球轨道卫星将成为未来卫 星通信的重要发展方向，提供 更低的延迟和更大的带宽。
物联网
卫星通信将支持物联网的发展， 连接更多的设备和传感器，实 现智能化和互联互通。
结论和展望
卫星通信在现代社会中发挥着重要的作用，并且具有广阔的发展前景。随着技术的进步和需求的增加， 卫星通信将继续发展和创新，为人类提供更好的通信体验。
卫星通信的基本原理
卫星通信的基本原理是通过发射和接收信号的卫星，将信息从一个地方传输 到另一个地方。发射站将信号转换为微波频段，发送到卫星，然后卫星将信 号转发到接收站。接收站接收信号并将其转换为可理解的格式。
卫星通信的应用领域
电视广播
卫星通信在电视广播行业中发挥着关键的作 用。通过卫星传输信号，人们可以收看各种 电视频道，包括国际频道和高清频道。
卫星通信的优缺点
• 优点： • 全球范围内的通信覆盖 • 高速和稳定的数据传输 • 抗干扰和抗暗示能力强
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)
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。
第1章 卫星通信概述ppt课件
ppt精选版
14
卫星通信的链路
图1-2 单颗卫星通信链路的组成
ppt精选版
15
卫星通信的链路
当卫星运行轨道较低时的通信方式: 相距较远的两个地球站不能同时看到同一颗通信卫星。
低轨道移动卫星通信系统 通过多颗卫星转发，从而实现远距离实时通信。 星间链路（ISL）：同轨道卫星间的链路 星际链路（IOL） ：不同轨道通信卫星的链路。
踪遥测指令、控制和电源等分系统。
ppt精选版
23
通信卫星的分类
按照卫星的结构，可分为有源卫星和无源卫星。
按照卫星的运动方式，可分为静止卫星（同步卫星）和运动卫 星（非同步卫星），包括相位卫星和随机卫星等类型。
按照卫星的重量，可分为巨卫星(大于3500 kg)、大卫星(1000～ 3500 kg)、中卫星(500～1000 kg)、小卫星(100～500 kg)、微小 卫星(10～100 kg)、纳卫星(1～10 kg)、皮卫星(0.1～1 kg)和飞 卫星(<0.1 kg)。
信系统； 按用户性质，分为公用(商用)、专用和军用3类卫星通信系
统 按业务，可分为固定业务(FSS)、移动业务(MSS)、广播业务
(BSS)、科学实验及其它业务卫星通信系统； 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； 按基带信号体制，分为数字式和模拟式两类卫星通信系统； 按所用频段，分为特高频(UHF)、超高频(SHF)、极高频
延迟式卫星通信系统： 采用延迟转发方式进行通信。
ppt精选版
16
静止卫星（同步卫星）
当卫星运行轨道在赤道平面内；
高度约为35786 km；
卫星运行方向与地球相同；
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组网灵活，便于多址连接
不受地理条件的限制，不管是固定站还是移动站，不同种类的业务可组网在同一个 卫星通信网内。
通信容量大
卫星通信工作在微波频段，可用带宽范围很大。
通信质量好可靠性高
电磁波主要在接近真空的外层空间传播
经济效益、社会效益好
卫星通信不受地理和环境条件的限制，具有建设快，投资少，经济效益
高的优点。
按高度 中轨道(MEO) (2000km<h<20000km)
2020/5/24
高轨道(HEO) (20000km<h
h=35768km,GEO
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卫星通信基础
今天的卫星通信系统—GEO、MEO、LEO
静止轨道卫星运行在轨道高度为35768km的地球静止轨道上，卫星轨道的 旋转与地球同步，从天空看起来是固定的。
优点：
通信距离远，覆盖面积大，3颗便可覆盖全球。 地球站不需要复杂的跟踪系统即可对准。
缺点：
高度高，因此信号衰减和时延大。 地球的两极为通信盲区，而且高纬度地区通信效果较差。 地球静止轨道只有一条，轨道上所能容纳的卫星数量有限。
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运行在中、低轨的卫星通信系统目前也得到了广泛的应用。 优点：
通信卫星
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跟踪遥测及 指令分系统
监控管理分 系统
地球站
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通信业务 控制中心
卫星通信基础
三、卫星轨道介绍
卫星运动的轨迹和趋势称为卫星运行轨迹，卫星运动所在的平面叫轨道面。
椭圆轨道(偏心率不等于0，卫星在轨道上做非匀速运动，主要用于重点覆盖某些区域) 按形状
轨道面和 圆轨道(具有相对恒定的运动速度，可以提供较为均匀的覆盖特性)
具备广播特性的业务：电视广播 音频广播 数据广播 地面通信手段无法到达的业务：海洋 沙漠 偏远山区 抗自然灾害能力要求高的业务 稀路由广域覆盖业务：点多面广的企业内部专用通信网 其他适合应用：远程教育 远程培训 远程医疗 资源共享等等
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卫星通信基础
一、卫星通信概述
卫星通信优势
覆盖面积大，通信距离远，建站成本与通信距离基本无关
卫星移动业务标准
移动地球站标准
通用标准 舰载站标准 机载标准
通用标准 卫星移动电话标准 GMR标准
UMTS标准
SDR标准 卫星移动电视标准 DVB-SH标准
S-MIM标准
这些标准不仅对地球站的EIRP、带外 抑制等性能指标及其测试方法进行了 规定，还对它们自身的监控功能和管
理提出了要求。
通用标准：对于 BSS、FSS、MSS 的共性内容，ETSI 制定一系标准对其进行规范，如 TR 103 124《SES; 卫星地球站及系统，卫星与地面网络融合》、TR 103 166《SES;卫星地球站及系统，卫星应急通信，基 于卫星的应急通信单元》这些标准不仅对卫星与地面网的融合进行了规定，也对系统测量进行了规定；
卫星通信概述
杨Xi卫天星绘 2017年9月8日
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内容大纲
卫星通信基础 卫星移动通信 卫星宽带通信
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卫星通信基础
卫星通信概述 卫星通信系统组成
卫星轨道介绍 卫星链路设计
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卫星通信基础
一、卫星通信概述
卫星通信是地球站之间或航天器与地球站之间利用人造卫星作为中继的一种微 波通信方式。 目前卫星通信系统主要有固定业务卫星通信系统，移动业务卫星通信系统和广 播业务卫星通信系统。 卫星通信适用于以下业务
卫星高度低，所以信号衰减小，时延小。 卫星重量轻，结构简单。 将卫星均匀地排布在整个地球的周围，即使是在南北极，也能使用低轨道卫星进 行通信，实现真正的全球覆盖。
缺点：
覆盖整个地球需要大量的卫星，系统复杂。 卫星数量多，寿命短，运行期间要及时补充发射替代或备用系统投资较高。
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卫星通信基础
四、卫星链路设计
透明型卫星的卫星链路
卫星
信道(转发器)
(C/N0)u
地球站
放大器 变频器 带通滤波器
(C/N0 )T
(C/N0 )d 地球站
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卫星通信基础
四、卫星链路设计
传输方程
C
PT
GT
GR
(
4d
)2
C(dBW)
PT
(dBW)
GT
(dBW)
GR
(dBW)
20
lg(
4d
)
传输损耗
自由空间损耗 馈线损耗 天线未对准损耗（一般用统计数据来估计） 大气层和离子层损耗 法拉第旋转 雨衰（对比较高的频率有很大的影响）
赤道面的 夹角，i
赤道轨道(i=0,轨道面和赤道面重合。静止通信卫星就位于赤道轨道平面内)
按倾角 极地轨道(i=90o,轨道面穿过地球南北极)
倾斜轨道
顺行倾斜轨道 (0<i<90o) 逆行倾斜轨道(90o<i<180o)
回归/准回归轨道 (星下点轨迹重复)
按轨道周期 非回归轨道(星下点轨迹不重复)
低轨道(LEO) (500<h<2000km)
载波噪声干扰比
C NI
C N
u
1
C N
1 d
C I
1 u
C I
1 d
1
C
1
C
1
1
N I
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邻近信道干扰 交调干扰
卫星移动通信
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卫星移动通信 卫星移动通信标准
EN 300 721《SES; 基于 1GHz 以下频段低轨卫星提供低速率服务的移动地球站》 EN 301 473《SES; 基于 3GHz以下频段航空移动卫星业务和卫星移动业务的机载地球站》
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卫星通信基础
二、卫星通信系统组成
卫星通信系统由空间设备通信卫星、地面设备地球站、跟踪遥测及指令分系 统以及监控管理分系统四大功能部分组成。 (1)空间设备也就是通信卫星是由若干转发器、数副天线与位置和姿态控制、 遥测和指令、以及电源分系统组成，其主要作用是转发各地球站信号。 (2)地球站由天线、发射、接收、终端分系统及电源、监控和地面设备组成。 主要功能是将需要发射的信号传至卫星和从卫星接收信号。 (3)地面的跟踪遥测及指令分系统并不直接用于通信，而是用来保障通信的正 常进行。 (4)监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行监/5/24
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卫星通信基础
四、卫星链路设计
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载波噪声比
(C N )u EIRP Lpu Lmu Gu 10lg(Tu Bk) dB
(C N )d EIRPS Lpd Lmd G 10lg(TBk) dB
C N [(C N )u1 (C N )d 1]1
载波干扰比
i i i 设 1,u 2 ,u… p ,u为上行链路的干扰，在载波带宽内对应的功率为 I1,u ,
I2,u … Ip,u ，则有
卫星链路设计需要考虑：
(C I )u
p
[
(
C
I k 1
)1 k ,u
]1
，(C
I
)d
q
[
(C
)1
]1
I k 1
k ,d
进入或来自邻近卫星的干扰 地面微波干扰 正交极化干扰