卫星通信
卫星通信的概念
卫星通信，就是利用通信卫星作为中继站来转发无线电波，实现两个或多个地球站之间的通信。
卫星通信是现代通信技术与航天技术相结合并由计算机实现其控制的先进通信方式卫星通信具有覆盖面积（区域）大,通信传输距离远，通信频带宽、容量大，通信线路稳定、质量好，建设成网快、机动灵活，可以广播方式工作、便于实现多址联接，通信成本与通信距离无关等诸多优点。
通信卫星是指接收和转发中继信号，用来作为通信中介的人造地球卫星。
按通信方式来分则可分为有源和无源两种。
由于无源通信卫星只是反射电波，需要大功率的发射机，大尺寸的接收天线和高灵敏的放大接收设备，对发送和接收设备的技术要求较高，费用昂贵，因而难以实用；有源通信卫星则在卫星上装备了电源和接收、放大、发送设备，使地面接收设备简化，易于实现。
目前运行的均为有源卫星。
通信卫星多采用低轨、大椭圆或地球同步轨道。
目前，通信卫星绝大部分采用地球同步轨道，在地球赤道上空约36000km外围绕地球的圆形轨道运行，绕地球转一圈的时间是24小时，刚好与地球自转同步，这样相对于地球上的某一区域就像是静止不动的一样，又叫同步卫星，也叫静止卫星，其运行轨道叫同步或静止轨道。
我们常常提到的VSAT卫星和我国相继发射的几颗通信卫星都属于同步轨道卫星。
近年来为大多数读者耳熟能详的几个全球移动卫星通信系统，国际移动通信卫星（ICO）、铱(Iridium)和全球星(Globalstar)系统都属于中轨道（MEO，5000km～15000km）、低轨道（LEO，500km～1500km）卫星通信系统。
通信卫星按工作区域可分为国际通信卫星、国内通信卫星和区域通信卫星。
按应用领域则又可分为广播电视卫星、跟踪卫星、数据中继转发卫星、国防通信卫星、航空卫星、航海卫星、战术通信卫星、舰队通信卫星和军用数据转发卫星。
频率的划分:作为无线电通信的一种，频率的划分非常重要。
卫星通信工作频段的选择和划分，直接影响卫星通信系统的通信容量、质量、可靠性、设备复杂程度和成本，也影响到与其它通信系统的协调。
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
卫星通信介绍 - 同步通信卫星
三颗卫星覆盖全球 离地面3万6千公里 在赤道上方，与地球自转同步 卫星间的距离从地面看应保持2度 左右。 “一跳”电波延时在240--270ms之 间
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星通信介绍 - 卫星通信的特点
ViaSat Brings Your Network To Life
调制方式（续）
z
z
调制方式对系统设计时的考虑是重要的 调制方式与系统占用转发器带宽和性能有直 接影响 OQPSK，MSK和GMSK是通常用于低成本 非线性功放，但与QPSK比较： 实际占用卫星转发器带宽比QPSK大近1/3 非线性功放输出功率不可调，QPSK通常用 于线性功放，输出功率灵活可变。
- 按需分配
高效利用资源 降低通信成本 FDMA, TDMA, CDMA, SCPC 当用户需要时才分配频率和时隙 用户使用完毕后即释放资源
ViaSat Brings Your Network To Life
时分多址（TDMA）
小站在同一频率上不同时间发送信号
同一频率上两个小站不在同一时间发送信号 每个小站需轮流等待发送 需要精确同步防止碰撞
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星资源共享方式
Frequency Division Multiple Access (FDMA) (频分多址） • Based on frequency Time Division Multiple Access (TDMA) (时分多址） • Based on time Code Division Multiple Access (CDMA) （码分多址） • Based on time, frequency, power, or combination Single Carrier Per Channel (SCPC) • Based on frequency （单路单载波）
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。
【DOC】卫星通信的定义是什么(精)
作业第一章1、卫星通信的定义是什么？卫星通信有何特点？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2个或多个地球站之间进行的通信。
优点：A.通信距离远，且费用与通信距离无关；B.覆盖面积大，可进行多址通信；C.通信频带宽，传输容量大；D.机动灵活；E.通信线路稳定可靠，传输质量高。
缺点：A.同步卫星的发射和控制技术比较复杂；B.地球高纬度地区通信效果不好，并且两极为通信盲区；C.存在日凌中断和星蚀现象；D.具有较大的信号延迟和回声干扰。
2、卫星通信的范围和距离与卫星的运行高度密切相关，为什么？卫星通信是一种视距通信方式。
故通信的范围和距离与卫星的高度密切相关。
3、卫星通信系统一般分为哪几种类型？a)立即转发式卫星通信系统b)低轨道移动卫星通信系统c)延迟转发式卫星通信系统；d)静止卫星通信系统（同步卫星通信系统）4、卫星通信系统由哪几部分组成？通信卫星、地球站、跟踪遥测指令系统、监控管理系统？5、地球站的接收系统有何特点？6、通信卫星的运行轨道通常分为哪几种？如何划分？卫星的轨道平面在赤道平面内，其运动轨道称为赤道轨道卫星的轨道平面与赤道有一定夹角，称为倾斜轨道卫星的轨道平面通过地球两级的附近，称为极轨道7、通信卫星运行轨道的形状主要取决于卫星的什么因素？卫星运行的轨道的形状主要取决于卫星的初始速度v，其轨道可以是圆形(v=7.9km/s)、或椭圆形(7.9<v<11.2km/s)，抛物形(v=11.2km/s),双曲线(11.2<v<16.7km/s),挣脱太阳引力(v=16.7km/s)8、卫星为什么会产生摄动？1).太阳和月亮的影响—高轨道卫星2).地球引力场不均匀的影响—低轨道卫星3).地球大气阻力的影响—低轨道卫星4).太阳辐射压力的影响—表面积较大的卫星9、通信卫星的核心部件是什么？它可由哪几种类型？它们有何不同。
转发器。
类型：1、透明转发器：亦称路由器，仅对信号变频和放大。
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。
卫星通信基本概念及其系统组成
功能：接收和发送卫星信 号
组成：天线、发射机、接 收机、调制解调器等
作用：实现卫星通信与地 面通信的连接
应用：广播电视、电话、 互联网等通信领域
功能：负责卫星的运行控制、状态监测和故障处理 设备：包括计算机、通信设备、监控设备等 操作人员：负责卫星的运行监控和故障处理 通信方式：通过地面站与卫星进行通信实现对卫星的控制和监测
卫星：作 为通信的 中继站负 责接收和 转发信号
地面站： 负责与卫 星通信包 括发射和 接收信号
通信链路： 连接卫星和 地面站的通 信线路包括 上行链路和 下行链路
信号处理 设备：负 责信号的 编码、解 码、调制 和解调等 处理
网络管理设 备：负责网 络的管理和 控制包括路 由选择、流 量控制等
用户终端： 负责接收 和发送信 号包括手 机、电脑 等设备
覆盖范围广：全球范 围内都可以实现通信
传输速度快：数据传 输速度比地面通信快
抗干扰能力强：不受 地面电磁干扰影响
保密性好：不易被窃 听和干扰
稳定性高：不受天气、 地形等因素影响
建设成本高：需要发射 卫星和建设地面站等基 础设施
卫星类型：通信卫星、导航卫星、遥感卫பைடு நூலகம்等 卫星功能：通信、导航、遥感、气象等 卫星轨道：地球同步轨道、中地球轨道、低地球轨道等 卫星寿命：根据不同类型和用途寿命从几年到几十年不等
卫星通信技术将更加注重与地面通信技术的融合实现天地一体化通信
卫星通信技术将更加注重与物联网、大数据、人工智能等技术的融合实现智能化、自动化和 数字化
卫星通信技术将更加注重环保和可持续发展实现绿色通信和可持续发展
卫星通信系统架构：包括卫星、地面站、 用户终端等
用户终端：包括固定终端、移动终端、 便携终端等
卫星通信知识点
第1章1．卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站转发无线电破，在两个或多个地球站之间进行通信。
它是宇宙通信形式之一。
2．卫星通信的特点：①覆盖面积大, 通信距离远。
一颗静止卫星可最大覆盖地球表面三分之一, 三颗同步卫星可覆盖除两极外的全球表面, 从而实现全球通信。
②设站灵活, 容易实现多址通信。
③通信容量大, 传送的业务类型多。
④卫星通信一般为恒参信道, 信道特性稳定。
⑤电路使用费用与通信距离无关。
⑥建站快, 投资省。
3．卫星通信的缺点：①卫星要求严格,要求有高可靠性、长寿命。
②通信地球站设备较复杂、庞大。
③存在日凌和星蚀现象。
④卫星传输信号有延迟4．非同步卫星系统按轨道分：1）低轨道卫星通信系统(LEO)，如极轨道卫星, 当卫星通过赤道上空时卫星间的距离最大, 此时须多开放一些小区; 当卫星通过两极时, 卫星间的距离变小, 这时会出现小区重叠, 在切换时要关闭一些小区。
2）中轨道卫星通信系统(MEO)3）同步（静止）卫星通信系统(GEO)：当卫星的运行轨道在赤道平面内，其高度大约为35800 km 时，它的运行方向与地球自转的方向相同．5．地球卫星轨道分为：赤道轨道，极轨道，倾斜轨道。
6．卫星通信系统的组成：通信卫星，地球站，跟走遥测及指令系统和监控管理系统。
7．地球站的组成：天馈设备，收信机，发信机，终端设备，天线跟踪设备，以及电源设备。
8．基本工作原理：当甲地一些用户要与乙地的某些用户通话时, 甲地首先要把本站的信号组成基带信号, 经过调制器变换为中频信号(70 MHz), 再经上变频变为微波信号, 经高功放放大后, 由天线发向卫星(上行线)。
卫星收到地面站的上行信号，经放大处理, 变换为下行的微波信号。
9．影响同步卫星通信的因素：1）摄动：在空中运行的卫星, 受到来自地球、太阳、月亮的引力以及地球形状不均匀, 太阳辐射压力等影响, 使卫星运行轨道偏离预定理想轨道, 这种现象称为摄动。
2）轨道平面倾斜效应3）星蚀与日凌中断4）卫星姿态的保持与控制10．同步卫星通信卫星的组成：控制分系统，通信分系统，遥测指令分系统，电源分系统，温控分系统。
卫星通信的基础知识
卫星通信的基础知识1.卫星通信的基本概念与特点定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球东站之间展开的通信。
卫星通信又就是宇宙无线电通信形式之一，而宇宙（1）宇宙站与地球站之间的通信；（直接通信）（2（3）通过宇宙站留言或散射而展开的地球站间的通信。
（间接通信）第三种通信方式通常称作卫星通信，当卫星为恒定卫星时称作恒定卫星通信。
大多数通信卫星就是地球同步卫星（恒定卫星：轨道在一定高度时卫星与地球相对恒定）。
恒定卫星就是指卫星的运转轨道在赤道平面内。
轨道距地面高度约为35800km（为直观确保安全，经常表示36000km）。
静止卫星通信的特点（1a通信距离远，且费用与通信距离毫无关系（只要在卫星波束范围内两站之间的传输与距离毫无关系）b覆盖面积大（三颗卫星即可覆盖所有地方），可进行多址通信（一发多收）c通信频带宽（带宽为500md信号传输质量低，通信线路平衡可信e建立通信电路灵活、机动性好（只要卫星覆盖到，均可建立地面站进行通信）f可自发自收进行监测（2a恒定卫星的升空与控制技术比较复杂（所以国内搞卫星升空的很少）。
b地球的两极地区为通信盲区（轨道与赤道平行，切线方向下来无法到达两c存有星蚀（卫星在地球和太阳之间）和日凌（地球在太阳和卫星之间）中断——（现今可通过处理缩短这种现象）d存有很大的信号传输时延（升空和拒绝接受时间）和脉冲阻碍。
2.卫星通信系统的共同组成（1通常卫星通信系统是由地球站、通信卫星（前两个为主要组成，负责卫星收发）、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统（后两个提供辅助功能，监测卫星、姿态调整等）4大部分组成的，如图所示。
两个地球东站通过通信卫星展开通信的卫星通信线路的共同组成如图所示，就是由发端地球站，上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。
3.卫星通信地球东站设备一般来说，对地球站应有以下几方面的要求。
①传送的信号应当就是宽频拎、平衡、大功率的信号，能够发送由卫星留言器转发来的微弱信号（可通过放大解调处理）。
卫星通信
当卫星为静止卫星时，空间传输距离和最小为
35786.6公里，最大为41679.4公里，一般取40000 公里的约值，单程时延一般取0.27秒，双程取0.54 秒
星蚀 所有静止卫星在每年春分和秋分前后各23天
中，当星下点（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
1、直接序列码分多址系统
收发两端PN序列 码结构相同并同 步
特点：很强的抗 干扰能力和保密 性。
2、跳频码分多址系统
利用伪随机码（PN）去控制频率合成器，产生一组在一个 宽范围内频率随PN地址码跳动的调制信号，在接收端，用 与发射端完全相同的跳频信号解调，达到恢复信号的目的。
4.三种多址连接方式的运用场合
• 时分多址访问（TDMA）方式即转发器发送的 高速数字流，按帧构成，每帧分为若干时隙， 每个地球站占用一个时隙，按序进行传送。各 站占用时序大小可因业务量的大小而不同。
• 码分多址访问（CDMA）方式是将低速率数据 信息叠加在高速率伪码序列（称地址码）上， 生成扩展频谱的数字流，然后以相移键控的方 式发送出去。常用的扩频调制有两种：（1）直 接序列码分多址系统（2）跳频码分多址系统
传感 器
跟踪接收 机
信道控制 分系统
驱动马达
天线控制 器
14
2）通信卫星（卫星分系统）
位置与姿态 控制系统 电 源 系 统 遥测指令 天 线 系 统
转 发 器 系 统
系统 温 控 系 统
入轨和推进
系统
通信卫星的基本组成框图
卫星通信的相关基本概念及特点
1.卫星通信的相关基本概念及特点卫星通信的定义：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。
宇宙无线电通信的定义：宇宙无线电通信指以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电通信方式，简称宇宙通信。
卫星通信属于宇宙无线电通信中的第三种方式，是地面微波中继通信的发展，是微波中继通信的一种特殊方式。
微波通信的特点1.波长短－100厘米至1毫米2.直线传播，视距通信（Line-of-Sight）3.最大通信距离受地球曲率限制4.微波通信天线铁塔的高度：50－60米，则其视距通信距离：约50公里。
计算公式：其中，r为地球半径，6378km h为中继站天线到地面的高度。
2.静止卫星的相关概念如满足条件、覆盖参数等静止卫星：卫星的位置相对地球站呈静止状态，即同步卫星。
静止卫星的条件：✧卫星的运行轨道在赤道平面内✧卫星运行的轨道形状为圆形轨道✧卫星距地面的高度约为35786.6km✧卫星运行的方向与地球自转的方向相同，即自西向东✧卫星绕地球运行一周的时间恰好是24h，和地球的自转周期相等覆盖参数：由于卫星的高度较高，因而一颗卫星对地球表面的覆盖区域面积大。
该区域的面积达到全球表面的42.4%，因此只需设置彼此间隔为120°的三颗卫星，就可以建立起除南、北两极地区以外的全球通信。
最大通信距离可达18000km3.大气吸收损耗的基本内容大气对电波有吸收作用，从而造成大气吸收损耗吸收电波的大气成份电子、氧分子、水汽水汽、氧分子对电波的吸收衰减起主要作用大气吸收损耗与使用频段关系✧1-5GHz：大气损耗小✧5-10GHz：大气损耗开始增加✧30-50GHz：大气损耗急剧增加大气吸收损耗与地球站天线仰角相关✧天线仰角大，则电波穿过大气层距离减小，大气损耗小✧天线仰角应大于5 °坏天气引起的大气损耗，与损耗大小相关的因素✧雨、雪的大小✧云、雾的浓度✧工作频段4.开普勒三定律(自行整理公式)开普勒第一定律人造地球卫星0<=e<1e=0 表示圆形轨道，圆心即地心。
卫星通信的技术和应用
卫星通信的技术和应用卫星通信指的是利用人造卫星进行通信的一种方式。
这种通信方式已经广泛应用于全球范围的通信、气象探测、军事侦察、科学研究等领域。
在现代社会中，卫星通信对于促进全球化、信息化和数字化发展具有重要作用。
一、卫星通信的技术卫星通信的技术主要包括两个方面：卫星和地面终端。
1.卫星技术卫星通信主要使用地球同步卫星，具有高度稳定的轨道，可以覆盖全球范围内的地面站。
目前，卫星通信使用的频段包括C、Ku、Ka和L波段，每个频段的特点不同，能够克服不同的传输障碍。
C波段：具有强的穿透性能，适用于距离较远、发射功率较小的通信场景。
Ku波段：适用于短距离通信，具有高容量和大带宽。
Ka波段：适用于高清晰度视频传输和卫星定位服务。
L波段：适用于海上通信、气象探测等领域。
2.地面终端技术地面终端主要包括卫星地面站和用户终端，这些设备用于与卫星进行信息交换。
卫星地面站可以进行信号发送和接收、信号调制和解调、信道控制等操作。
用户终端则可以通过天线接收卫星信号并与其他终端进行通信。
二、卫星通信的应用1.全球通信卫星通信可以覆盖全球范围内的通信需求。
通过卫星通信，人们可以在地球上的任何一个角落进行通信。
这种通信方式同时适用于个人、企业和政府机构，能够极大地促进全球化发展。
2.气象探测卫星可以获取地球各个角落的气象信息，使气象预测变得更加精确和实时。
例如，卫星可以追踪气旋、风暴和热带气旋，及时通知相关部门和民众。
3.军事侦察卫星可以用于军事侦察，进行照片测量、电子侦察、天文侦察等活动。
卫星可以收集到高分辨率的图像和视频，并进行实时监视。
4.科学研究卫星通信对于天文学、地球科学、生态学等领域的研究都具有巨大的推动作用。
卫星可以对宇宙、地球、气候等进行观测和研究，提供重要的数据支持。
5.地理信息系统卫星通信可为地理信息系统（GIS）提供数据支持。
通过卫星图像和位置数据，GIS可以进行地图制作和空间分析，更好地理解地球上的自然和人文环境。
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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卫星通信的基本概念
极化方式(Polarization） 垂直极化； 极化方式(Polarization）: V垂直极化；H水平极 (Polarization 即电磁场的振动方向， 化，即电磁场的振动方向，卫星向地面发射信号 时，所采用的无线电波的振动方向可以有多种方 式，目前所使用的有： 目前所使用的有： 水平极化（ ）：水平极化是指卫星向地面发射信 水平极化（H）：水平极化是指卫星向地面发射信 号时，其无线电波的振动方向是水平方向。例如： 号时，其无线电波的振动方向是水平方向。例如： 我们拿一条绳子左右抖动，产生的波是左右波动。 我们拿一条绳子左右抖动，产生的波是左右波动。 垂直极化（ ）：垂直极化是指卫星向地面发射信 垂直极化（V）：垂直极化是指卫星向地面发射信 号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。例如： 号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。例如： 我们拿一条绳子上下抖动，产生的波是上下波动。 我们拿一条绳子上下抖动，产生的波是上下波动。
鑫诺一号
法国宇航公司SPACEBUS－3000平台, 法国宇航公司SPACEBUS－3000平台,总功率 SPACEBUS 平台 5130W 星上共38个转发器,其中C频段24个 星上共38个转发器,其中C频段24个, 有882MHz 38个转发器 24 带宽; 带宽; Ku频段14个, 有756MHz带宽. Ku频段14个 756MHz带宽. 频段14 带宽 设计寿命大于15年 设计寿命大于15年 15 EIRP: C频段 >36 dBW Ku频段最高52dBW Ku频段最高52dBW 频段最高
卫星IP数据广播接收的主要参数 卫星IP数据广播接收的主要参数 IP
PID码 PID码：指在一个单节目或多节目的传送码流中用 于伴随基本码流的一个特定整数值， 于伴随基本码流的一个特定整数值，供解码端识 别码流性质。 别码流性质。 符号率Symbol rate：指数据传输的速率， 符号率Symbol rate：指数据传输的速率，当一个 载波信号携带的节目数越多时，此值越大。 载波信号携带的节目数越多时，此值越大。 LNB本振频率：指高频头的本振频率。Ku频段高频 LNB本振频率：指高频头的本振频率。Ku频段高频 本振频率 头的本振频率各不相同， 头的本振频率各不相同，在接收时要根据接收天 线高频头上的本振频率参数进行设置重新输入参 数。
鑫诺一号卫星转发器 鑫诺一号卫星转发器
村村通 远程教育
村村通
H V
远程教育
中国教育卫星宽带传输网播出节目安排表
分类 PID值 PID值 频道编号 CEBsat -TV-1 TVCEBsat -TV-2 TV电视 节目 CEBsat -TV-3 TVCEBsat -TV-5 TVCEBsat -TV-6 TV语音 节目 CEBsatCEBsat-A-1 CEBsatCEBsat-A-2 VBI 节目 VBIVBI-1 VBIVBI-2 VBIVBI-3 用户服务 CEBsatCEBsat-S-1 频道名称 CETVCETV-1 CETVCETV-2 同步课堂 远程教学传送 远程教学传送 英语课堂、农广 英语课堂、 校节目 试验频道 CEBat-TVCEBat-TV-6 VBI CEBat-TVCEBat-TV-1 VBI CEBat-TVCEBat-TV-2 VBI 试验 频道内容 综合教育节目 中央电大教学节目 同步课堂 士官教育培训、高校课程、 士官教育培训、高校课程、 CETVCETV-SD 基础教育、高校课程、电大双 基础教育、高校课程、 向答疑等 初、高中英语教学辅导、农业 高中英语教学辅导、 广播教育节目 试验 扶贫信息 电大信息、星空放送、绿网工 电大信息、星空放送、 程 电大网上节目 卫星因特网接入服务
三、中国教育卫星宽带多媒 体传输平台
中国教育卫星多媒体传输平台介绍
2000年10月31正式开通运行， 2000年10月31正式开通运行，面向全国提供各 正式开通运行 类教育的电视、语音广播、IP数据广播的服务 数据广播的服务。 类教育的电视、语音广播、IP数据广播的服务。 中国教育卫星宽带网实现了与中国教育科研网 的高速连接， 的高速连接，构建起天地合一的全国的大规模 的远程教育服务网。 的远程教育服务网。 实现了西部地区与东部地区共享优秀的教育资 源。
卫星通信的基本概念
下行频： 下行频：指卫星向地面发射信号所使用的频 不同的转发器所使用的下行频不同， 率，不同的转发器所使用的下行频不同，在 使用卫星接收机时所设置的参数也就不同， 使用卫星接收机时所设置的参数也就不同， 如果设置不正确， 如果设置不正确，将不能接收相应的节目内 例如： 容。例如：我国鑫诺一号卫星用于教育部远 教数据广播使用6a 6a转发器的下行频为 教数据广播使用6a转发器的下行频为 12620MHz， 而甘肃教育数据广播所使用7b 12620MHz， 而甘肃教育数据广播所使用7b 转发器的下行频为12660MHZ 12660MHZ。 转发器的下行频为12660MHZ。 一颗卫星上 有多个转发器，所以会有多个下行频。 有多个转发器，所以会有多个下行频。
二、数字卫星广播
卫星IP数据广播 卫星IP数据广播 IP
卫星数据IP广播是通过UDP（用户数据包） 卫星数据IP广播是通过UDP（用户数据包） IP广播是通过UDP 协议将数据打包送上卫星， 协议将数据打包送上卫星，再通过卫星下 发至接收端。接收端使用指定的PC PC卡 发至接收端。接收端使用指定的PC卡/接收 机和相应的接收软件即可接收。IP广播是 机和相应的接收软件即可接收。IP广播是 基于新一代的卫星数据广播方式， 基于新一代的卫星数据广播方式，需要占 用专门的IP频道资源。卫星IP IP频道资源 IP数据广播的 用专门的IP频道资源。卫星IP数据广播的 数据传送速率可达1Mbps，可以在实时传输 数据传送速率可达1Mbps， 1Mbps 高清晰度的数字视频信号的同时传输远程 教学所需的其他多媒体信息， 教学所需的其他多媒体信息，完全能够满 足远程教学对带宽的要求。 足远程教学对带宽的要求。
中国教育卫星宽带传输网播出节目安排表
分类 PID值 PID值 F0 节 F1 目 类 F2 F3 IP 节 目 B3 信 息 B4 类 B5 B7 B8 B9 BA CEBsatCEBsat-I-3 CEBsatCEBsat-I-4 CEBsatCEBsat-I-5 CEBsatCEBsat-I-7 CEBsatCEBsat-I-8 CEBsatCEBsat-I-9 CEBsatCEBsat-I-10 星空放送 绿网工程 共享工程 试验频道 党员干部培训 素质教育 党员干部信息频道 B0 B1 B2 频道编号 CEBsat -P-1 CEBsat -P-2 CEBsat -P-3 CEBsat -P-4 CEBsatCEBsat-I-0 CEBsatCEBsat-I-1 CEBsatCEBsat-I-2 频道名称 外语 科普 基础教育（中学） 基础教育（中学） 基础教育（小学） 基础教育（小学） 试验 CEBsat导引 CEBsat导引 教育部信息 扶贫教育信息 频道内容 中小学学生及教师外语学习与培训 全国各地中学名校优质课、展播 全国各地中学名校优质课、 小学同步教学 电大课程辅导 CEBsat播出的相关信息 CEBsat播出的相关信息 教育部网站 基础教育、农业科技信息、气象、 基础教育、农业科技信息、气象、 报刊等 经济、文化、科技、教育、 经济、文化、科技、教育、报刊 部队政治思想教育、军事科技等 部队政治思想教育、 共享工程节目 农业教育试播 党员干部培训 基础教育（深圳清华实验小学） 基础教育（深圳清华实验小学） 党员干部信息频道
卫星通信应用简介 Ku波段卫星接收系统原理及安装调试 Ku波段卫星接收系统原理及安装调试 卫星数据广播( )节目的接收与应用 卫星数据广播( IP )节目的接收与应用
第一部分 卫星通信应用简介
一、卫星接收常用基本概念 二、数字卫星广播 三、中国教育卫星宽带多媒体传输平台
一、卫星接收常ห้องสมุดไป่ตู้基本概念
卫星通信
卫星数字电视广播的传输标准
DVBDVB-S (Satellite) 它主要应用于利用卫 星作为传输媒体的数字电视技术与标准。 星作为传输媒体的数字电视技术与标准。 简称数字卫星电视广播标准。 简称数字卫星电视广播标准。
卫星数字电视广播视频压缩标准
MPEG：MPEG(活动图象专家小组) 成立于1988年 MPEG：MPEG(活动图象专家小组)，成立于1988年，研究运动图象 活动图象专家小组 1988 压缩编码技术，MPEG采用帧内压缩和帧间压缩技术 采用帧内压缩和帧间压缩技术， 压缩编码技术，MPEG采用帧内压缩和帧间压缩技术，帧内压缩减 少空间域的冗余，帧间压缩减少时间域的冗余，MPEG系统由系统 系统由系统、 少空间域的冗余，帧间压缩减少时间域的冗余，MPEG系统由系统、 音频和视频组成。 音频和视频组成。 MPEGMPEG-1：面向速率1.5Mbps的全屏幕活动图象的数据压缩算法； 面向速率1.5Mbps的全屏幕活动图象的数据压缩算法； 1.5Mbps的全屏幕活动图象的数据压缩算法 1.1Mbps用于视频 128Kbps用于音频 其余带宽用于MPEG 用于视频， 用于音频， MPEG约1.1Mbps用于视频，128Kbps用于音频，其余带宽用于MPEG-1本 压缩比高达200 200： VCD采用的是MPEG- 压缩方式。 采用的是MPEG 身；压缩比高达200：1；VCD采用的是MPEG-1压缩方式。 MPEGMPEG-2：编码速率可从2Mbps到100Mbps，MPEG-2兼容MPEG-1，满 编码速率可从2Mbps到100Mbps，MPEG- 兼容MPEG2Mbps MPEG 足数字电视、数字存储、会议电视/可视电话等各方面的要求， 足数字电视、数字存储、会议电视/可视电话等各方面的要求， DVD采用的是MPEG-2编码方式。MPEG-2是一种动态音、视频信号 DVD采用的是MPEG- 编码方式。MPEG- 是一种动态音、 采用的是MPEG 的压缩传输标准(Moving group)，它分为音频、视频， 的压缩传输标准(Moving picture group)，它分为音频、视频， 传输标准等多种形式。 传输标准等多种形式。 MPEGMPEG-4：它是基于内容的压缩方法，而不同于MPEG-1,MPEG-2 将 它是基于内容的压缩方法，而不同于MPEG-1,MPEGMPEG 图象分割成方块处理，常用的压缩速率为100 500Kbps， 100～ 图象分割成方块处理，常用的压缩速率为100～500Kbps，远程教 育平台传送的IP广播中的视频流节目采用的是MPEG 编码方式。 IP广播中的视频流节目采用的是MPEG育平台传送的IP广播中的视频流节目采用的是MPEG-4编码方式。