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。
•极化
辐射电磁波的极化是迎着电磁波的传播方向，观察 瞬间电场矢量端点所描绘的轨迹曲线。分为线极化 和圆极化。 线极化：E、H电场总是在同一个几何方向里变化。 可分为垂直极化（V 极化）和水平极化（H 极化）。
•极化
圆极化：E、H电场总是在同一个几何方向里变化。 可分为：右旋圆极化和左旋圆极化。
•极化
(4)卫星通信的发展
•截止2000年底 •全球有300颗同步通信卫星提供60%的洲际通信和100%国 际电视传播 •全球在轨转发器近5000个 •正在建造的转发器近1800个 •1997年世界卫星市场营业额达 512亿美圆 •2007年预计达1900亿美元 •未来十年全球将发射近1600颗卫星 2000‾2010年将发射362颗同步通信卫星
•复用方式
FDMA复用方式设备较简单，在大容量线路工 作时效率较高，但存在多载波之间的交调、 转发器利用率低和频率分配不灵活的缺点。 TDMA（时分复用多址方式）：把转发器的 工作时间分割成周期性的互不重叠的时隙 （每个时隙也称为分帧，一个周期则称为一 帧）分配给各站使用。 TDMA方式能充分利用卫星功率且无交调， 能充分利用转发器的频带，不会产生弱信号 受抑制问题，便于大小站兼容；但该方式必 须要有精确的同步，以保证各突发到达转发 器的时间不发生重叠，并保证接收站能正确 识别站址和迅速建立同步。
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极化隔离：指某一信号在本极化信道内产生的主极 化分量与在另一极化信道内产生的交叉极化分量之 比。极化隔离主要指天线馈源系统而言，其指标要 求是大于30dB。 线极化：交叉极化隔离度（极化鉴别率） 圆极化：轴比。
•调制方式
所谓调制，就是为了使信号特性与信道特性相匹 配，调制方式的选择是由系统的信道特性决定的。 数字卫星通信系统中所采用的调制解调技术一般要 求是具有较高的功率利用率和频带利用率。功率利 用率是为了达到一定的比特差错率所需要的比特能 量与噪声功率谱密度之比（Eb/No）；频带利用率 是指1Hz的系统带宽所能传输的信息速率。一种调制 技术不能同时达到最高的功率利用率和频带利用率。 卫星通信的特性决定了其调制技术主要采用功率利 用率高的调制。卫星通信经常使用使用的数字调制 方式是BPSK、QPSK、8PSK等。 QPSK（正交移相键控、四相移相键控）是最常用的 卫星调制方式
高功率放大器 （HPA） 上变频器(U/C) IFL IFL 调 制 解 调 子 系 统 中 继 传 输 子 系 统
馈 源 子 系 统 天线驱动 单元
低噪声放大器 （LNA）
地系统 空调 子系统
卫星通信系统的组成
卫星通信的基本工作流程 在卫星通信系统中传输的信号，如由地面传来的 电话、数据、电视、广播等信号，首先在地球站 上以适当的方式进行调制、变频、放大，再通过 天线发向卫星。卫星接收到地球站发来信号后， 经变频、放大后再发回地面，由另一个地球站用 天线接收下来，再经放大、变频以及适当的解调 还原成原信号 。
卫星通信系统 基本介绍
2006年元月
一、卫星通信的基本概念 二、卫星通信系统的基本组成 三、相关的几个术语
一、基本概念
卫星通信系统简介 卫星通信的特点 卫星通信在中国的特殊地位 卫星通信的发展
(1)卫星通信系统简介
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）的无线电通信站之间利用 人造卫星作为中继站而进行的通信。 静止通信卫星是指卫星的轨道是圆形且在赤道平 面上，卫星离地面35786.6公里，其飞行的方向 和角速度与地球的自转相同，从地面上任一点看 去，卫星是“静止”不动的。这种对地静止的同 步卫星简称为静止卫星。 通信卫星居高临下，所发射的电波能将地球表面 40%的地域覆盖。因此，三颗等间隔分布在大西 洋、太平洋和印度洋上空的通信卫星，其电波几 乎能将整个地球覆盖起来。正是基于这样的一个 原理，只需三颗通信卫星，便能实现全球通信。
•频段
L频段
950 MHz—1450 MHz （950 MHz—1750 MHz）
中频（IF）
50MHz—90 MHz （100 MHz—180 MHZ）
•频段
频段的换算
C与L频段
上行：L频率=上行C频率-4900 MHz 下行：L频率=|下行C频率-变频器本振|（C频段通常为 5150 MHz）
•VSAT
VSAT也称甚小口径天线卫星地球站通信系统，主要由主 站和VSAT小站按照星形、网状或混合方式组建而成。 VSAT小站的主要特征是天线孔径小，设备结构紧凑，全 固态化，功耗小，成本低，覆盖范围广，对环境要求不 高，安装组网灵活方便，网络结构、性能指标、设备特性 和管理等，都可以按照用户的需求来进行设计 。 VSAT主要应用于金融、期货即时交易、行情信息传输； 交通、能源管理系统；远程医疗及会议电视；气象/地震 的数据采集预报；信用卡验证、旅馆预定、订票及零售点 业务；临时应急通信；跨地域专网和专线；卫星寻呼联网 等。
(2)卫星通信的特点
覆盖区域大，通信距离远，三颗同步卫星可以覆盖全球 频带宽、容量大，可用带宽达3000MHz左右 机动性好，不受地理条件限制 通信可靠性高，质量好，性能稳定 通信费用与距离无关 有多址能力，且组网灵活 可实现区域及全球个人移动通信 可开展电话、FAX、会议电视、电视与声广播、数据广播、因特 网等宽带多媒体业务通信业务
•复用方式
SDMA（空分复用多址方式）：卫星天线有多 个窄波束（或点波束），它们分别指向不同 的区域地球站，利用波束在空间指向的差异 来区分不同的地球站。 SDMA方式是目前所有通信卫星均采用的一种 技术。 ALOHA方式 ：ALOHA是一种为交互计算机 传输而设计的按需分配时分多址方式，是一 种无规则的时分多址，或叫随机多址方式。 ALOHA方式主要特点是全网不需要定时和同 步，但传输效率较低。目前主要运用于VSAT 通信网。
(1)卫星通信系统简介
(1)卫星通信系统简介
卫星通信是20世纪的一项重大成果。它的 出现一下子便把地球“缩小”了。当然， 这里所说的"缩小"，不是一个地球体积大小 的概念，而是说，由于有了卫星通信，横 在人们之间的时间和空间间隔一下子变小 了，使人有"天涯咫尺"的感觉。今天，我们 不仅可以通过卫星电路，拨几个数便能与 远在大洋彼岸的亲朋好友建立联系，而且 还能通过卫星转播的电视纵览世界风云， 一睹在世界任何一个地点举行的体育比赛 的盛况。
二、卫星通信系统的组成
1.
空间段 地面段
2.
卫星通信系统的组成
1、空间段 卫星平台
跟踪、遥测和指令系统（TT&C）
卫星通信系统的组成
1、空间段 公用舱（由电源、姿态控制、轨道控制、热控、 指令和遥测功能等子系统构成） 有效载荷（转发器）
卫星通信系统的组成
1、空间段 卫星波束覆盖图
卫星通信系统的组成 2、地面段
L与IF频段
L频率=变频器本振频率-IF频率 或 L频率=变频器本振频率+IF频率 上述值存在频谱反转的对应关系
•频段
频段的换算
例1：主站出境频率为：6205 MHz 则小站接收频率应为： C频率：6205-2225=3980 MHz
L频率：5150-3980=1170 MHz
•频段
频段的换算
例2：小站测试单载波频率为：5914 MHz 则小站发射频率应为： L频率：5914-4900=1014 MHz 主站接收频率应为： C频率：5914-2225=3689 MHz IF频率：70+（3689-3700）=59 MHz 3700为下变频器的中心频率 L频率：1130-59=1071 MHz （反转）或 1130+59=1189 MHz 1130为变频器的本振
•复用方式
多址联接是卫星通信的一个基本特点，也是卫星通 信的一个最主要优势。 多址联接是指多个地球站通过共同的卫星，同时建 立各自的信道，从而实现各地球站相互之间通信的 一种方式。采用多址方式，大大提高了卫星通信线 路的利用率和通信联接的灵活性。 卫星通信中常用的多址联接方式有： FDMA（频分复用多址方式）：在一固定带宽 内，将其划分为多段，分别分配给多个地球 站使用，每个地球站占用一个相对固定的带 宽，各载波的射频频率不同，发送的时间虽 然可以重合，但各载波占用的频带是彼此严 格分开的。