第四章卫星通信系统2通信卫星.pptx
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第四章卫星通信系统2通信卫星
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
太阳、月亮引力的影响
低高度卫星，地球引力占绝对优势，太 阳、月亮引力的影响可以忽略。对于高高度 卫星，地球的引力仍是主要的，但太阳、月 亮的引力已有一定的影响。这些力使卫星轨 道位置每天发生微小摆动。从地球看去，这 种摄动使“静止”卫星的位置主要在南北方 向上缓慢地漂移。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
地球引力场不均匀的影响
由于地球并非理想的球体而是略呈椭 球状，且表面起伏不平，这样就使地球四 周等高度处的引力不保持为常数，即使在 静止轨道上，地心引力仍然有微小起伏。 显然地心引力的这种不均匀性，将使卫星 的瞬时速度偏离理论值，从而在轨道平面 内产生摄动。对静止卫星而言，瞬时速度 的起伏，将使它的位置在东西方向上漂移。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
4、通信卫星的姿态稳定技术
通信卫星，不论是静止的还是非静止 的，在轨道上运行时，都必须保持正确的 姿态，以保证它的天线波束始终指向地面 的服务区；对采用太阳能电池帆板的卫星， 还应始终使帆板朝向太阳。实现这一要求 的措施，称为姿态稳定技术。
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星结构人造卫星可分为有源卫星和 无源卫星两种
有源卫星：
目前，所有的通信卫星都是有源卫星， 即卫星上装载电子设备，能将接收到的来自 地球站发射的信号进行放大、变频和其他处 理，再发回地球，是一种有增益的可以部分 地补偿传输损耗的中继。
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
太阳、月亮引力的影响
低高度卫星，地球引力占绝对优势，太 阳、月亮引力的影响可以忽略。对于高高度 卫星，地球的引力仍是主要的，但太阳、月 亮的引力已有一定的影响。这些力使卫星轨 道位置每天发生微小摆动。从地球看去，这 种摄动使“静止”卫星的位置主要在南北方 向上缓慢地漂移。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
地球引力场不均匀的影响
由于地球并非理想的球体而是略呈椭 球状，且表面起伏不平，这样就使地球四 周等高度处的引力不保持为常数，即使在 静止轨道上，地心引力仍然有微小起伏。 显然地心引力的这种不均匀性，将使卫星 的瞬时速度偏离理论值，从而在轨道平面 内产生摄动。对静止卫星而言，瞬时速度 的起伏，将使它的位置在东西方向上漂移。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
4、通信卫星的姿态稳定技术
通信卫星，不论是静止的还是非静止 的，在轨道上运行时，都必须保持正确的 姿态，以保证它的天线波束始终指向地面 的服务区；对采用太阳能电池帆板的卫星， 还应始终使帆板朝向太阳。实现这一要求 的措施，称为姿态稳定技术。
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星结构人造卫星可分为有源卫星和 无源卫星两种
有源卫星：
目前，所有的通信卫星都是有源卫星， 即卫星上装载电子设备，能将接收到的来自 地球站发射的信号进行放大、变频和其他处 理，再发回地球，是一种有增益的可以部分 地补偿传输损耗的中继。
《卫星通信系统》课件
导弹制导：卫星通信系统可用于导弹的制导和控制系统，提高导弹的命中精度和作战 效能。
战略侦察：卫星通信系统能够传输大量的侦察数据和情报信息，为军事决策提供重要 支持。
战场指挥：卫星通信系统可实现战场各部队之间的实时通信和信息共享，提高指挥效 率和协同作战能力。
民用领域应用
移动通信：卫星 通信系统提供全 球范围内的移动 通信服务，包括 海上、空中和陆 地上的通信
广播和电视：卫 星通信系统用于 传输广播电视信 号，覆盖范围广， 不受地域限制
互联网接入：卫 星通信系统提供 互联网接入服务， 包括家庭和企业 用户的宽带接入
应急通信：在自 然灾害等紧急情 况下，卫星通信 系统可以提供可 靠的应急通信服 务，保障救援工 作的顺利进行
商业领域应用
商业通信：卫星通信系统为商业 领域提供高效、可靠的通信服务， 支持语音、数据、视频等多种通 信方式。
汇报人：PPT
Part Five
卫星通信系统 关键技术
信号传输技术
调制技术：将基 带信号转换为适 合传输的调制信 号
多路复用技术： 提高频谱利用率， 实现多路信号同 时传输
纠错编码技术： 降低误码率，保 证传输质量
天线技术：实现 信号的高效辐射 和接收
信道编码技术
信道编码的基本 概念
信道编码的原理
常见的信道编码 技术
工作原理简介
卫星通信系统概述
卫星通信系统组成
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统特点
特点与优势
特点：覆盖范围广、不受地理条件限制、通信容量大、传输质量稳定 优势：适用于远程通信、应急通信、军事通信等领域，可提供话音、数据、图像等多种业务
Part Three
卫星通信系统 分类
战略侦察：卫星通信系统能够传输大量的侦察数据和情报信息，为军事决策提供重要 支持。
战场指挥：卫星通信系统可实现战场各部队之间的实时通信和信息共享，提高指挥效 率和协同作战能力。
民用领域应用
移动通信：卫星 通信系统提供全 球范围内的移动 通信服务，包括 海上、空中和陆 地上的通信
广播和电视：卫 星通信系统用于 传输广播电视信 号，覆盖范围广， 不受地域限制
互联网接入：卫 星通信系统提供 互联网接入服务， 包括家庭和企业 用户的宽带接入
应急通信：在自 然灾害等紧急情 况下，卫星通信 系统可以提供可 靠的应急通信服 务，保障救援工 作的顺利进行
商业领域应用
商业通信：卫星通信系统为商业 领域提供高效、可靠的通信服务， 支持语音、数据、视频等多种通 信方式。
汇报人：PPT
Part Five
卫星通信系统 关键技术
信号传输技术
调制技术：将基 带信号转换为适 合传输的调制信 号
多路复用技术： 提高频谱利用率， 实现多路信号同 时传输
纠错编码技术： 降低误码率，保 证传输质量
天线技术：实现 信号的高效辐射 和接收
信道编码技术
信道编码的基本 概念
信道编码的原理
常见的信道编码 技术
工作原理简介
卫星通信系统概述
卫星通信系统组成
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统特点
特点与优势
特点：覆盖范围广、不受地理条件限制、通信容量大、传输质量稳定 优势：适用于远程通信、应急通信、军事通信等领域，可提供话音、数据、图像等多种业务
Part Three
卫星通信系统 分类
卫星通信系统教学课件
跳频扩频（FHSS）
使用伪随机序列在多个频率上跳变，实现扩频。
跳时扩频（THSS）
使用伪随机序列在多个时隙上跳变，实现扩频。
04
卫星通信系统的优势与挑战
卫星通信系统的优势
覆盖范围广
卫星通信系统能够覆盖地 球的各个角落，实现全球 通信。
通信容量大
卫星通信系统具有较大的 通信容量，能够满足大量 数据的传输需求。
01 无线传输
卫星通信系统通过无线电波进行信号传输，包括 微波、毫米波和激光等频段。
02 信号覆盖
卫星信号覆盖范围广泛，可以实现全球通信和广 播服务。
03 信号传输距离
卫星信号传输距离远，可以克服地理障碍，实现 远距离通信。
卫星通信信号的处理过程
01 信号调制解调
在卫星通信中，信号需要进行调制解调，以适应 无线传输的需要。
电视机。这种方式可以实现大范围覆盖，提高电视信号的覆盖率和质量
。
02
直播卫星电视
直播卫星电视是将卫星信号直接传输到用户的接收设备上，用户可以实
时收看卫星转播的电视节目。这种方式可以提供更高质量的电视信号，
并且可以实现全球范围内的直播。
03
数字卫星电视
数字卫星电视采用数字信号传输技术，相比模拟信号传输具有更高的传
可靠性
卫星通信系统的可靠性要 求高，需要保证在各种恶 劣环境下能够正常工作。
适应性
卫星通信系统需要适应各 种复杂环境，包括不同地 区、不同气候条件等。
03
卫星通信系统的关键技术
调制解调技术
调频（FM）
01
通过改变载波的频率来携带信息。
频同时存在的调制方式
卫星通信系统教学课 件
目录
使用伪随机序列在多个频率上跳变，实现扩频。
跳时扩频（THSS）
使用伪随机序列在多个时隙上跳变，实现扩频。
04
卫星通信系统的优势与挑战
卫星通信系统的优势
覆盖范围广
卫星通信系统能够覆盖地 球的各个角落，实现全球 通信。
通信容量大
卫星通信系统具有较大的 通信容量，能够满足大量 数据的传输需求。
01 无线传输
卫星通信系统通过无线电波进行信号传输，包括 微波、毫米波和激光等频段。
02 信号覆盖
卫星信号覆盖范围广泛，可以实现全球通信和广 播服务。
03 信号传输距离
卫星信号传输距离远，可以克服地理障碍，实现 远距离通信。
卫星通信信号的处理过程
01 信号调制解调
在卫星通信中，信号需要进行调制解调，以适应 无线传输的需要。
电视机。这种方式可以实现大范围覆盖，提高电视信号的覆盖率和质量
。
02
直播卫星电视
直播卫星电视是将卫星信号直接传输到用户的接收设备上，用户可以实
时收看卫星转播的电视节目。这种方式可以提供更高质量的电视信号，
并且可以实现全球范围内的直播。
03
数字卫星电视
数字卫星电视采用数字信号传输技术，相比模拟信号传输具有更高的传
可靠性
卫星通信系统的可靠性要 求高，需要保证在各种恶 劣环境下能够正常工作。
适应性
卫星通信系统需要适应各 种复杂环境，包括不同地 区、不同气候条件等。
03
卫星通信系统的关键技术
调制解调技术
调频（FM）
01
通过改变载波的频率来携带信息。
频同时存在的调制方式
卫星通信系统教学课 件
目录
卫星通信系统与技术-PPT课件
4.1 传输方程
4.1.1 引言
图4-1绘出与链路设计有影响的、一个网络的主 要组成部分。由信号的始发站到终点站，从无 线电链路设计的目标来看，可以划分为：地球 站 ~ 卫星链路 (或上行链路)；卫星；卫星 ~ 地 球站 (或下行链路) 三部分。
图4-1 用于端对端链路设计的、 从信号始发站到终点站的无线电链路划分
BoO EIsR ,stu /P EIsR 1P
可得出：
C N uEIst R u 4fc u P du 2 G T u u k 1 B Bi 1 O L ' 1,
C N uP fd,st u4cf2 u2 G T u u k1 B Bi O 1,
4.1.2 传输方程
传输方程是设计无线电链路的基础。这个方程描 述发送地球站发送的射频功率，与接收地球站收 到的射频信号功率、传输频率、和发射机到接收 机之间距离的关系。
EIRP一般都用dBW单位来表示，即有： EIRP (dBW) = 10 lg GT + 10 lg PT
功率通量密度P f d 的分贝值为： P f d = EIRP – 10 lg 4πd2 (dBW / ㎡)
4.2.1 上行载噪比计算
图4-4 基本卫星链路 (睛天，卫星转发器是透明型)
上行载噪比为：
2
C NuE LuL I' R 4 P fcuduG Tu uk1B ,
C Nu
Pfd4cf2u2G Tuuk1B
C NC Nu1C Nd11
按物理意义用分贝数写出下行链路载噪 比为：
( C /N ) d Es I L p R d L m P G d 1 lo 0 k) g T d( B B
卫星通信系统分解课件
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卫星通信系统分解课件
目录
• 卫星通信系统概述 • 卫星通信系统的工作原理 • 卫星通信系统的关键技术 • 卫星通信系统的性能指标 • 卫星通信系统的优势与挑战 • 卫星通信系统应用案例
01
卫星通信系统概述
定义与特点
定义
卫星通信系统是一种利用人造地 球卫星作为中继站，实现地球站 之间或地球站与航天器之间进行 无线通信的通信系统。
通信容量
通信容量
指卫星通信系统的信息传输速率，通常以每秒传输的比特数（bps）或兆比特 （Mbps）来表示。通信容量的提高可以增加系统的吞吐量，满足更多的通信 需求。
频谱效率
频谱效率是指单位频谱资源上所能传输的信息量，是衡量通信容量和频谱资源 利用效率的重要指标。提高频谱效率是卫星通信系统的重要研究方向。
设备成本高
卫星通信系统的设备和运营成本相对较高， 不易普及。
信号衰减
卫星信号在传输过程中会受到大气层和距离 的影响，导致信号衰减。
对地球静止轨道的依赖
卫星通信系统需要依赖地球静止轨道资源， 面临轨道资源紧缺的挑战。
技术发展趋势
高速数据传输技术
随着技术的发展，卫星通信系统的数 据传输速率将进一步提高。
调制方式
用于将数字信号转换为适合无线传输 的信号形式，包括QPSK、QAM和 OFDM等。
多址接入技术
FDMA
频分多址接入，每个用户使用一个特定的频段进行通信。
TDMA
时分多址接入，每个用户使用一个特定的时间片进行通信。
CDMA
码分多址接入，每个用户使用一个特定的码序列进行扩频通信。
04
卫星通信系统的性能指标
信号传输频段
卫星通信系统使用的频段包括微波频段、C波段、Ku波段和Ka波段 等。
卫星通信基本概念及其系统组成 ppt课件
•双跳工作方式及示意图(经卫星两次转发) 双星双跳 单星双跳
卫星通信系统工作方式
A: 用于国际通 信，两个地球 站看不到同一 颗卫星，传输 时延大；
B: 用于星形网， 平时不通信， 需要时进行通 信，不允许国 内话音通信， 用于数据通信。
卫星通信基本概念及其系统组成
星蚀现象发生在每年春分和秋分前后各23天， 每天当卫星星下点进入当地时间午夜前后。
春分
秋分
静止卫星的日凌中断
卫星处在太阳与地球之间，地球站的天线对准卫 星的同时，也对准了太阳，这样大量的太阳噪声进入 地球站接收设备，导致通信中断。
日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后， 当卫星星下点进入当地时间中午前后。
只用一颗卫星就能实现立即转发通信，这种系统称为立即转发式卫 星通信系统。
卫星通信基本概念及其系统组成
卫星通信基本概念及其系统组成
图1-4 静止卫星的日凌中断和星蚀现象
卫星通信基本概念及其系 统组成
卫星、地球、太阳共处在一条直线上，且地球挡住了阳光, 静止卫星处于地球的阴影区，导致卫星上的太阳能电池无法 正常工作。
第１章 卫星通信概述 第２章 卫星通信基本技术 第３章 卫星通信链路设计 第４章 卫星通信网 第５章 移动卫星通信系统
第1章 卫星通信概述
➢ 1.1 卫星通信的基本概念和特点 ➢ 1.2 卫星通信地球站 ➢ 1.3 通信卫星（组成、轨道及星座设计） ➢ 1.4 卫星通信工作频段的选择及电波传输 的特点 ➢ 1.5 卫星通信的发展
持固定不变。
➢ 静止轨道必须具备以下三个条件： 卫星绕地球公转的方向和周期与地球自转的方 向和周期相同(T=23:56:4.09)； 轨道面与赤道面重合； 轨道是圆轨道。
注意：静止卫星与同步卫星的区别
卫星通信系统工作方式
A: 用于国际通 信，两个地球 站看不到同一 颗卫星，传输 时延大；
B: 用于星形网， 平时不通信， 需要时进行通 信，不允许国 内话音通信， 用于数据通信。
卫星通信基本概念及其系统组成
星蚀现象发生在每年春分和秋分前后各23天， 每天当卫星星下点进入当地时间午夜前后。
春分
秋分
静止卫星的日凌中断
卫星处在太阳与地球之间，地球站的天线对准卫 星的同时，也对准了太阳，这样大量的太阳噪声进入 地球站接收设备，导致通信中断。
日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后， 当卫星星下点进入当地时间中午前后。
只用一颗卫星就能实现立即转发通信，这种系统称为立即转发式卫 星通信系统。
卫星通信基本概念及其系统组成
卫星通信基本概念及其系统组成
图1-4 静止卫星的日凌中断和星蚀现象
卫星通信基本概念及其系 统组成
卫星、地球、太阳共处在一条直线上，且地球挡住了阳光, 静止卫星处于地球的阴影区，导致卫星上的太阳能电池无法 正常工作。
第１章 卫星通信概述 第２章 卫星通信基本技术 第３章 卫星通信链路设计 第４章 卫星通信网 第５章 移动卫星通信系统
第1章 卫星通信概述
➢ 1.1 卫星通信的基本概念和特点 ➢ 1.2 卫星通信地球站 ➢ 1.3 通信卫星（组成、轨道及星座设计） ➢ 1.4 卫星通信工作频段的选择及电波传输 的特点 ➢ 1.5 卫星通信的发展
持固定不变。
➢ 静止轨道必须具备以下三个条件： 卫星绕地球公转的方向和周期与地球自转的方 向和周期相同(T=23:56:4.09)； 轨道面与赤道面重合； 轨道是圆轨道。
注意：静止卫星与同步卫星的区别
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。
《卫星通信系统》课件
高带宽传输
卫星互联网采用高带宽的卫星 转发器，能够提供高速的互联 网接入服务。
灵活组网
卫星互联网可以根据用户需求 灵活组网，满足不同规模和不
同需求的用户接入需求。
卫星导航定位系统
卫星导航定位系统
利用卫星信号实现导航和定位功能。
高精度定位
卫星导航定位系统可以实现高精度的 定位，满足各种导航和定位需求。
覆盖范围广
卫星电视广播的覆盖范围广泛，可以覆盖全 球或特定区域。
多频道传输
卫星电视广播可以实现多个频道的传输，满 足不同观众的需求。
高质量信号传输
卫星电视广播采用高功率的卫星转发器，能 够实现高质量的信号传输。
卫星移动通信
卫星移动通信
利用卫星转发器实现移动终端（如手机）之间的 通信。
高速数据传输
卫星移动通信可以实现高速数据传输，满足用户 对语音、数据和多媒体通信的需求。
卫星通信与地面移动通信的融合
总结词
融合将带来更加丰富的业务模式和服务体验。
详细描述
通过融合卫星通信和地面移动通信，可以开发出更加丰富的业务模式和服务体验，例如 基于位置的服务、应急通信、物联网应用等。这将为用户带来更加便捷、高效总结词
低轨道卫星通信系统将提供更低延迟、 更高带宽的数据传输服务，满足不断增 长的用户需求。
信道编码原理
信道编码是一种用于提高数据传输可靠性的技术。通过在 数据中添加冗余信息，信道编码可以在接收端检测和纠正 传输过程中的误码。
常见编码方式
常用的信道编码方式包括线性分组码、循环码和卷积码等 。这些编码方式具有不同的特点和适用场景，选择合适的 编码方式可以提高卫星通信系统的性能。
编码增益
信道编码可以在一定程度上提高系统的抗干扰能力，从而 提高通信系统的可靠性。这种由于信道编码而带来的性能 提升称为编码增益。
通信导论卫星通信课件
为了提高星载转发器的可靠性，一些容易失效的模 块或器件都有冗余配置，并配有各种切换开关，以 便在工作单元失效时切换至备用单元 。
通信导论卫星通信课件
16
3.遥测指令分系统
l）遥测部分
此部分主要收集卫星上设备工作的数据，如电流、
电压、温度、传感器信息、气体压力指令证实等信 号。这些数据经处理后送往地面监测中心站。
通信导论卫星通信课件
34
(2)处理转发器
指除了信号转发外，还具有信号处理功能 的转发器。与上述双变频透明转发器相比，处 理转发器只是在两级变频器之间增加了信号的 解调器、处理单元和调制器。先将信号解调， 便于信号处理，再经调制、变频、功率放大后 发回地面。
通信导论卫星通信课件
35
3 卫星通信地面站
卫星通信系统
一.通信卫星 二.同步通信卫星组成
三.卫星通信系统特点 四.卫星通信系统的组成与原理 五.数字卫星通信系统 六.卫星地球站
七.典型数字卫星通信系统介绍
通信导论卫星通信课件
1
一.通信卫星
地球卫星都有自己的运行轨道，这种轨
道有圆形，也有椭圆形，轨道所在的平 面称为轨道面，轨道面都要通过地心。
调
发
路
制
射
复
器
机
用
多
路
调
接
分
制
收
离
器
机
双
双
工
工
器
器
天线 馈电 设备
发
调
多
射
制
路
机
器
复
用
多
接
解
路
收
调
分
机
器
离
通信导论卫星通信课件
16
3.遥测指令分系统
l）遥测部分
此部分主要收集卫星上设备工作的数据，如电流、
电压、温度、传感器信息、气体压力指令证实等信 号。这些数据经处理后送往地面监测中心站。
通信导论卫星通信课件
34
(2)处理转发器
指除了信号转发外，还具有信号处理功能 的转发器。与上述双变频透明转发器相比，处 理转发器只是在两级变频器之间增加了信号的 解调器、处理单元和调制器。先将信号解调， 便于信号处理，再经调制、变频、功率放大后 发回地面。
通信导论卫星通信课件
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3 卫星通信地面站
卫星通信系统
一.通信卫星 二.同步通信卫星组成
三.卫星通信系统特点 四.卫星通信系统的组成与原理 五.数字卫星通信系统 六.卫星地球站
七.典型数字卫星通信系统介绍
通信导论卫星通信课件
1
一.通信卫星
地球卫星都有自己的运行轨道，这种轨
道有圆形，也有椭圆形，轨道所在的平 面称为轨道面，轨道面都要通过地心。
调
发
路
制
射
复
器
机
用
多
路
调
接
分
制
收
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器
机
双
双
工
工
器
器
天线 馈电 设备
发
调
多
射
制
路
机
器
复
用
多
接
解
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收
调
分
机
器
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卫星通讯系统课件.ppt
900mm
300mm
900mm
卫星天线底座俯视图
900mm
卫星天线底座正视图
300mm
900mm
► d. 文化共享工程卫星小站接收系统软件部分由卫星 监控系统和信息接收系统两个部分组成。
卫星主站用一定的频 率将制作好的IP数据节目 传送至亚太六号卫星，卫 星转发器将信号转发至卫 星接收天线，DVB卡通过 卫星监控程序将卫星接收 天线收到的信号转换回IP 数据信号并传送给信息接 收系统，信息接收系统将 接收到的节目储存在本地 计算机硬盘指定目录中。
卫星通信系统的分类 ---按高度分
►低高度卫星： 小于5000公里，周期2--4小时 ►中高度卫星： 5千—2万公里，周期4--12小时 ►高高度卫星： 大于2万公里，周期大于12小时
卫星通信系统的分类 ---按同地球表面任一点的相对位置分
►同步卫星：人造卫星绕地球的周期和地球的 自转同步称为同步卫星，它的优点是使用者 只要对准人造卫星就可进行沟通而不必再追 踪卫星的轨迹。
卫星主站通信系统
►卫星主站数据广播系统是一套完全开放构架 的与DVB-S兼容的卫星广播网络系统。
►可为用户提供LAN、视频A/V等接口，传输速 率最大为48Mbps（根据功放的大小）。可完 成卫星远程培训、信息发送、文件传输等多 种形式的高速多媒体应用。
卫星主站系统的设备配置主要包括
►远端用户的管理功能。
主站用户应用系统功能
► １.传送不同格式的文件，包括文件格式及流媒体格式 等，文件大小不受限制；
► ２. 可设定传送方式，定时、循环、定次等能力； ► ３. 具有良好的纠错机制及方法； ► ４. 同时可传送多个节目内容，可设定流量。同时具
► 静止卫星通信系统：利用静止卫星作为中继的通信系统。另 外，静止卫星的组成包括：天线分系统 通信分系统 电源分系统 跟踪遥测指令分系统 控制分系统
《卫星通信系统》课件
通信稳定性高
相对于地面通信系统，卫星通信系统 受自然灾害和人为干扰的影响较小， 通信稳定性较高。
灵活性
卫星通信系统具有较高的灵活性，可 以快速建立通信链路，满足应急通信 和快速部署的需求。
挑战与问题
传输延迟
设备成本高
卫星通信的传输距离较长，导致信号传输 存在一定的延迟，影响了实时通信的效果 。
卫星通信系统的设备和终端成本较高，限 制了其在某些领域的应用。
广播与电视节目传输
卫星通信系统广泛应用于电视 节目和广播节目的传输，可实 现大范围覆盖和高质量信号传
输。
移动通信
卫星通信系统为移动用户提供 全球覆盖的通信服务，包括海 事卫星通信、航空卫星通信等 。
应急通信
在灾害或紧急情况下，卫星通 信系统可快速建立应急通信链 路，保障救援工作的顺利进行 。
国际通信
无线电波的传输方式
无线电波可以通过直射、反射、折射 和散射等方式传输，其中直射传输是 卫星通信中常用的传输方式。
卫星轨道与覆盖
卫星轨道参数
卫星轨道参数包括高度、倾角、 近地点幅角和偏心率等，这些参 数决定了卫星的覆盖范围和运行
周期。
卫星覆盖区域
根据卫星轨道参数，可以确定卫星 的覆盖区域，从而实现全球或区域 性的卫星通信服务。
总结词
各具特色、服务特定区域或领域
详细描述
除了国际通信卫星组织和中国的北斗卫星导航系统，世界各国还纷纷建设自己的卫星通 信系统，以满足特定区域或领域的通信需求。这些系统在技术、覆盖范围和应用领域方
面各具特色，如欧洲的伽利略卫星导航系统（Galileo）、俄罗斯的GLONASS等。
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二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星同地球表面之间相对位置的关系,将 卫星分成两大类
1）对地静止卫星： 相对于地球表面任一点，卫星位
置保持固定不变。
2）对地非静止卫星： 相对地球表面任一点，卫星位置
不断地变化。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
地球大气层阻力的影响
高高度卫星处于高度真空的环境中，故 大气层阻力的影响可不考虑。低高度卫星， 大气阻力可能有一定的影响，它将使卫星 的机械能受到损耗，从而使轨道日渐缩小。 例如椭圆形轨道的卫星由于受大气阻力的 影响，其近地点高度和远地点高度都将逐 渐减小。
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星离地面最大高度Hmax的大小，通常把 卫星分成三类
1）低高度卫星：Hmax< 5000KM，周 期T小于4小时；
2）中高度卫星：5000KM<Hmax<20 000K，
3）高高度卫星：H周m期aTx约>为2040-0102K小M时，； 周期T 大于12小时。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按倾角i的大小分，卫星可分为三类
极轨道卫星
倾斜轨道卫星
赤道轨道卫星
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
地球引力场不均匀的影响
由于地球并非理想的球体而是略呈椭球 状，且表面起伏不平，这样就使地球四周 等高度处的引力不保持为常数，即使在静 止轨道上，地心引力仍然有微小起伏。显 然地心引力的这种不均匀性，将使卫星的 瞬时速度偏离理论值，从而在轨道平面内 产生摄动。对静止卫星而言，瞬时速度的 起伏，将使它的位置在东西方向上漂移。
多卜勒频移可以忽略
对地面通信覆盖区面积大，便于实施广 播和多址联接
信道的大部分在自由空间中，工作稳定， 通信质量高
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
对地静止卫星的缺点： 卫星的发射和在轨监控技术复杂；
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星结构人造卫星可分为有源卫星和 无源卫星两种
有源卫星：
目前，所有的通信卫星都是有源卫星，即 卫星上装载电子设备，能将接收到的来自地 球站发射的信号进行放大、变频和其他处理， 再发回地球，是一种有增益的可以部分地补 偿传输损耗的中继。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
传输损耗和传输时延都很大； 两极附近有盲区； 有日凌中断和星蚀现象； 自然的对地静止轨道只有一条，能容纳 的卫星数量有限； 在战时易受敌方干扰和摧毁；
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
自然轨道
人工静止轨道
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
对地静止卫星的主要优点是：
地球站天线易于保持对准卫星，不需要 复杂的跟踪系统，通信连续，不必频繁 地更换卫星
利用过无源卫星。这种卫星是靠星体的金属 表面对无线波进行反射作为中继的，可以 想到，由于自由空间的传输损耗，卫星表面 的吸收损耗和反射的无规则性，通信质量是 很差的。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
太阳、月亮引力的影响
低高度卫星，地球引力占绝对优势，太阳、 月亮引力的影响可以忽略。对于高高度卫星， 地球的引力仍是主要的，但太阳、月亮的引 力已有一定的影响。这些力使卫星轨道位置 每天发生微小摆动。从地球看去，这种摄动 使“静止”卫星的位置主要在南北方向上缓 慢地漂移。
通
信 卫
在卫星通信系统中，通信卫星是最 重要的组成部分之一。它为系统内的各
星
地球站转发信号，沟通信道。因此，通
信卫星技术同卫星信道的建立和使用有
着密切关系，对系统性能具有决定性的
影响。
一 通信卫星的一 通基信卫本星的知基 识
本知识
二 卫星信道的二 输时卫传延星及信输回道波的时的传 延及回波的 抑制和抵消抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
三 静止卫星的组成
一 通信卫星的基 本知识
二1、卫卫星星的信分道类的传 输2、时卫延星及的回摄波动的 抑3、制星和蚀抵及消日凌中 断 三4、通静信止卫星的姿组 成态稳定技术
1、卫星的分类
按卫星结构人造卫星可分为有源卫星和 无源卫星两种。
无源卫星： 在五、六十年代进行卫星通信试验时，曾
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
在理想条件下的人造地球卫星运动 轨道应该是严格按照理论值运转的，但 由于一些因素的影响，卫星运动的实际 轨道不断发生不同程度偏离理想轨道的 现象。这一现象称为摄动。引起人造卫 星摄动的原因有如下几个方面：
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星同地球表面之间相对位置的关系,将 卫星分成两大类
1）对地静止卫星： 相对于地球表面任一点，卫星位
置保持固定不变。
2）对地非静止卫星： 相对地球表面任一点，卫星位置
不断地变化。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
地球大气层阻力的影响
高高度卫星处于高度真空的环境中，故 大气层阻力的影响可不考虑。低高度卫星， 大气阻力可能有一定的影响，它将使卫星 的机械能受到损耗，从而使轨道日渐缩小。 例如椭圆形轨道的卫星由于受大气阻力的 影响，其近地点高度和远地点高度都将逐 渐减小。
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星离地面最大高度Hmax的大小，通常把 卫星分成三类
1）低高度卫星：Hmax< 5000KM，周 期T小于4小时；
2）中高度卫星：5000KM<Hmax<20 000K，
3）高高度卫星：H周m期aTx约>为2040-0102K小M时，； 周期T 大于12小时。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按倾角i的大小分，卫星可分为三类
极轨道卫星
倾斜轨道卫星
赤道轨道卫星
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
地球引力场不均匀的影响
由于地球并非理想的球体而是略呈椭球 状，且表面起伏不平，这样就使地球四周 等高度处的引力不保持为常数，即使在静 止轨道上，地心引力仍然有微小起伏。显 然地心引力的这种不均匀性，将使卫星的 瞬时速度偏离理论值，从而在轨道平面内 产生摄动。对静止卫星而言，瞬时速度的 起伏，将使它的位置在东西方向上漂移。
多卜勒频移可以忽略
对地面通信覆盖区面积大，便于实施广 播和多址联接
信道的大部分在自由空间中，工作稳定， 通信质量高
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
对地静止卫星的缺点： 卫星的发射和在轨监控技术复杂；
三 静止卫星的组 成
1、卫星的分类
按卫星结构人造卫星可分为有源卫星和 无源卫星两种
有源卫星：
目前，所有的通信卫星都是有源卫星，即 卫星上装载电子设备，能将接收到的来自地 球站发射的信号进行放大、变频和其他处理， 再发回地球，是一种有增益的可以部分地补 偿传输损耗的中继。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
传输损耗和传输时延都很大； 两极附近有盲区； 有日凌中断和星蚀现象； 自然的对地静止轨道只有一条，能容纳 的卫星数量有限； 在战时易受敌方干扰和摧毁；
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
自然轨道
人工静止轨道
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
对地静止卫星的主要优点是：
地球站天线易于保持对准卫星，不需要 复杂的跟踪系统，通信连续，不必频繁 地更换卫星
利用过无源卫星。这种卫星是靠星体的金属 表面对无线波进行反射作为中继的，可以 想到，由于自由空间的传输损耗，卫星表面 的吸收损耗和反射的无规则性，通信质量是 很差的。
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
二 卫星信道的传 输时延及回波的 抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
太阳、月亮引力的影响
低高度卫星，地球引力占绝对优势，太阳、 月亮引力的影响可以忽略。对于高高度卫星， 地球的引力仍是主要的，但太阳、月亮的引 力已有一定的影响。这些力使卫星轨道位置 每天发生微小摆动。从地球看去，这种摄动 使“静止”卫星的位置主要在南北方向上缓 慢地漂移。
通
信 卫
在卫星通信系统中，通信卫星是最 重要的组成部分之一。它为系统内的各
星
地球站转发信号，沟通信道。因此，通
信卫星技术同卫星信道的建立和使用有
着密切关系，对系统性能具有决定性的
影响。
一 通信卫星的一 通基信卫本星的知基 识
本知识
二 卫星信道的二 输时卫传延星及信输回道波的时的传 延及回波的 抑制和抵消抑制和抵消
三 静止卫星的组 成
三 静止卫星的组成
一 通信卫星的基 本知识
二1、卫卫星星的信分道类的传 输2、时卫延星及的回摄波动的 抑3、制星和蚀抵及消日凌中 断 三4、通静信止卫星的姿组 成态稳定技术
1、卫星的分类
按卫星结构人造卫星可分为有源卫星和 无源卫星两种。
无源卫星： 在五、六十年代进行卫星通信试验时，曾
三 静止卫星的组 成
2、卫星的摄动
在理想条件下的人造地球卫星运动 轨道应该是严格按照理论值运转的，但 由于一些因素的影响，卫星运动的实际 轨道不断发生不同程度偏离理想轨道的 现象。这一现象称为摄动。引起人造卫 星摄动的原因有如下几个方面：
一 通信卫星的基 本知识
1、卫星的分类 2、卫星的摄动 3、星蚀及日凌中 断 4、通信卫星的姿 态稳定技术