第六章船舶通信设备

四、卫星通信中的主要技术
1.多路复用：在基带内复用
1）定义：同一信道 ，互不干扰传输 多路信号 ，收端能将各路
信号分离
2）技术难点： 多用户信号的合并和分离
要控制卫星的运行姿态和位置
2）其他因素：恶劣的气候
降雨
大气
噪声
电离层闪烁 太阳黑子活动
四、卫星通信频段及主要性能参数
１．卫星通信频段的选择原则：
① 电波应能穿透电离层且传播过程中衰减要小； ② 天线系统接收的外部噪声要小； ③ 有较宽的频带，较大的通信容量，满足信息传输的要求； ④ 能充分利用现有的通信技术； ⑤ 与其它通信、雷达等电子系统间的干扰要小。
③ 主要涉及的问题 系统组成、特点、信道构成、 各种通信业务的接续过程
1.系统构成
卫星 天线控制
解调
信源 变换器
发送器 传输信道
接收器
信宿 变换器
信源数字化 语音压缩编码
多址通信
多路复用
调制 （多用户共享资源） 多址联接
2.抗干扰
分集技术 差错控制编码 均衡技术
GMDSS通信设备与业务
第六章 卫星通信绪论
系 统
NAVTEX 接收机
SART
设
备
MSI接收设备
EGC 接收机
本篇应了解和掌握的主要知识
1 卫星通信基本知识
什么是卫星通信、特点、通信卫星
2 主要技术
多址通信 终端技术
3 海事卫星通信系统
① Inmarsat系统 (B /F、C 船站） ② COSPAS-SARSAT 系统 （406MHz示位标）
航海学院通信教研室
第六章 卫星通信绪论
一、 卫星通信及其特点 二、 通信卫星 三、 卫星通信频段及主要性能参数 四、 卫星通信中的主要技术 五、 思考题
一、卫星通信及其特点
1. 什么是卫星通信？
1）卫星通信：
卫星作为中继
两个或多个 地球站
间进行的通信
2）地球站：
地球站是指设在地球上 (包括地面、 海洋和低层大气层中 )的无线电通 信站。
缺点：
? 需要先进的空间技术 ? 传输距离较远，有较大的信号延迟 ? 卫星寿命短，寿命约为3-10年
微波 超短波
短波 长、中波
二、通信卫星
1. 卫星的组成及其作用 组成：
通信装置：转发器 --双工器、接收机、变频器、发射机 天线
转发器的数量决定卫星的容量，可达几十个
控制装置：控制卫星的运行姿态和位置 电源装置：太阳能电池、蓄电池—为电气设备供电 作用： 作为无线通信的中继站，实现远距离无线通信
船舶通信设备
MF/HF 设备
SSB台→ 电话通信 NBDP → 电传通信
DSC → 常规和遇险呼叫
VHF 设备
FM 电话通信 DSC（CH70）→ 遇险报警
A/B/F 站
卫通设备
Inmarsat系统设备 C 站 E 站（1.6G EPIRB ）
搜 救
COSPAS系统设备 → 406 MHz EPIRB
时间： 春分、秋分前后 23天，夜间
星蚀
5. 影响卫星通信的其他因素
1） 摄动现象：
理想情况下卫星应在定点位置按指定的轨道运行，但由
于卫星运行中会受到 太阳、地球、月亮的引力的影响及
地球大气层阻力 的影响和太阳辐射压力的影响，使卫星
运行的实际轨道不断发生不同程度地偏离理想轨道的现
象，这一现象称为摄动
２．卫星通信的频段选择
１）穿透电离层 频率足够高 传输衰减要小
工作频率增高
２）引入的外部噪声要小
工作频率＞ 1 GHz时
噪声影响可忽略
３） 但是， 随着频率升高，特别是在 10GHz以上时 云、水蒸气、氧气、雨等噪声增加
４） 综合考虑，1 GHz～10GHz是卫星通信的最佳频段， 称为卫星通信的 电波之窗
包括：
固定地球站 和移动地球站 。固定 地球站通常指连接地面用户的地 面站，而移动地球站通常指安装 在移动体上的地球站。
卫星通信
1）卫星
2）地球站
固定地球站 移动地球站
地面站
车载站
地面站
机载 站
地面站
船载站
2. 卫星通信的特点
优点：
? 覆盖区域大，通信距离远 ? 便于多址连接 ? 机动灵活，不受地理条件的限制 ? 频带宽、容量大 ? 一次转接，通信质量好，可靠性高 ? 通信成本与距离无关
4. 星蚀和日凌中断 1） 日凌中断
条件： 太阳、卫星、地球 依次排列为一直线
原因： 地球站天线对着卫星的同 时也正对着太阳，太阳噪声最大
时间： 每年春分、秋分前后 数日， 白天中午
日凌中断
2） 星蚀
条件： 太阳、地球、卫星 依次排列为一直线
原因： 太阳能电池不工作， 蓄电池工作，通信效果受影响
2Βιβλιοθήκη Baidu 卫星分类
按倾角
赤道轨道（ⅰ= 0 0，轨道面与赤道面重合） 极轨道 （ⅰ= 900，穿过南北极） 倾斜轨道（00 <ⅰ< 900）
低（h ﹤ 5000 km ） 按 高 度 中（h:5000～20000 km）
高（h > 20000 km ）
通信卫星的仰角和方位角 方位角：以正北为基准顺时针转动到卫星在地平线上方向的角度。
仰角：从地平线仰起到卫星所转动的角度。
赤道轨道 极轨道 倾斜轨道
各种轨道示意图
● ● ●
3. 特殊的一类卫星 → 静止卫星
静止卫星： 赤道轨道，高轨道 (36000km)，卫星运行方向、 周期与地球自转方向、周期相同
特 点：
覆盖面大（42%） 卫星跟踪系统不复杂， 存在盲区 传输损耗和时延大 卫星数量有限。
２．卫星通信的频段 ：
ITU分配给卫星通信频道现在扩展为 117MHz--275GHz
3.卫星通信的主要性能参数
（ 1 ）天线增益 ---定向天线增益 天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的 能力，它是卫星通信系统的一个重要参数，通常用 G 表示，定义为定向天线辐射时接收到的最大功率与无 方向性天线辐射时接收到的功率之比。 实际天线增益通常按下式计算： G = (4πA)η/ λ 2 式中：A为天线的口径面积（ m2）；λ为工作波长 （m）；η为天线效率。
（2） 载噪比 载噪比是指载波功率与噪声功率之比，它是决定卫星
通信线路性能的基本参数，通常用 C/N表示。
（3） 全向有效辐射功率EIRP 设发射机的功放输出功率为PT，发射天线的增 益为GT，全向有效辐射功率是指PT与天线增益 GT的乘积，则有：EIRP = PT×GT 。
（4） 接收系统品质因数 接收系统品质因数是衡量接收系统好坏的重要 指标。定义为接收天线增益与接收系统噪声温 度之比，也称为G/T值。G/T值较大为好。