卫星通信系统概述(课件PPT)
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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。
现代通信技术3(卫星通信)课件ppt
卫星轨道类型及特点
地球同步轨道（GEO）
低地球轨道（LEO）
卫星运行周期与地球自转周期相同， 相对地面位置固定，适合大范围覆盖 和连续通信。
卫星运行轨道离地面较近，通信时延 小，但覆盖区域有限，需要多个卫星 组成星座才能实现全球覆盖。
中地球轨道（MEO）
卫星运行周期较地球自转周期长，但 较低轨道高，可实现全球覆盖和较好 的通信性能。
包括卫星轨道、频段、调制方式等基本概 念和原理。
详细介绍了卫星、地球站、控制系统等组 成部分及其功能。
卫星通信链路分析
卫星通信网络与协议
对上行链路、下行链路以及整个通信链路 的性能进行了深入的分析。
讲解了卫星通信网络的拓扑结构、协议体系 以及关键技术。
新型卫星通信技术发展趋势预测
高通量卫星通信技术
解密算法原理
加密算法实现
解密算法实现
解释与加密算法相对应 的解密算法原理。
详细阐述加密算法的实 现过程，包括密钥生成、
加密解密流程等。
详细阐述解密算法的实 现过程，包括密钥管理、
解密流程等。
可靠性保障策略制定和实施过程
制定可靠性保障策略
根据卫星通信网络的特点和需求，制定相应 的可靠性保障策略。
实施可靠性保障措施
行业应用前景拓展思考
海上通信领域
卫星通信技术可实现海上船舶与陆地之间 的实时通信，提高海上运输的安全性和效
率。
A 航空航天领域
卫星通信技术在航空航天领域具有 广泛的应用前景，如飞机导航、无
人机遥控等。
B
C
D
偏远地区通信覆盖
卫星通信技术可解决偏远地区的通信覆盖 问题，为当地居民提供基本的通信服务。
应急通信领域
现代通信技术3(卫星通信)课件ppt
发展趋势
未来，随着技术的进步和市场的变化，高轨卫星和低轨卫星将各自发 挥优势，并在某些领域实现互补，共同推动卫星通信技术的发展。
卫星通信与地面通信的融合发展
融合发展的必要性
随着通信技术的不断发展，卫星通信与地面通信的融合成 为一种必然趋势，可以更好地满足用户对于高速、大容量、 低延迟的通信需求。
融合技术
兼容性与互操作性
卫星通信协议与标准应保证不同 厂商的设备能够兼容和互操作，
促进市场竞争和技术创新。
04
卫星通信应用
卫星电视广播
卫星电视广播
通过卫星将电视信号传输到地面接 收站，再由接收站将信号传输给电
视机，实现电视节目的播放。
覆盖范围广
卫星电视广播的覆盖范围广泛， 可以覆盖全球，为不同地区的人 们提供相同的电视节目。
能接入互联网。
高速度连接
卫星互联网可以实现高速数据 传输，满足用户对高带宽业务
的需求。
可靠性高
卫星互联网的可靠性较高，不 易受到地面网络故障的影响。
卫星导航定位
卫星导航定位
通过卫星信号实现定位和导航服务。
高精度定位
卫星导航定位可以实现高精度定位，提供 准确的地理位置信息。
多功能应用
实时性强
卫星导航定位不仅可以用于车辆、船舶、 飞机的导航，还可以用于地图绘制、地质 勘查等领域。
为了实现卫星通信与地面通信的融合，需要发展一系列关 键技术，如网络融合技术、终端设备兼容技术、信号处理 技术等。
未来展望
未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，卫星 通信与地面通信的融合将更加紧密，为用户提供更加优质、 高效的通信服务。
06
案例分析
国际通信卫星组织案例
未来，随着技术的进步和市场的变化，高轨卫星和低轨卫星将各自发 挥优势，并在某些领域实现互补，共同推动卫星通信技术的发展。
卫星通信与地面通信的融合发展
融合发展的必要性
随着通信技术的不断发展，卫星通信与地面通信的融合成 为一种必然趋势，可以更好地满足用户对于高速、大容量、 低延迟的通信需求。
融合技术
兼容性与互操作性
卫星通信协议与标准应保证不同 厂商的设备能够兼容和互操作，
促进市场竞争和技术创新。
04
卫星通信应用
卫星电视广播
卫星电视广播
通过卫星将电视信号传输到地面接 收站，再由接收站将信号传输给电
视机，实现电视节目的播放。
覆盖范围广
卫星电视广播的覆盖范围广泛， 可以覆盖全球，为不同地区的人 们提供相同的电视节目。
能接入互联网。
高速度连接
卫星互联网可以实现高速数据 传输，满足用户对高带宽业务
的需求。
可靠性高
卫星互联网的可靠性较高，不 易受到地面网络故障的影响。
卫星导航定位
卫星导航定位
通过卫星信号实现定位和导航服务。
高精度定位
卫星导航定位可以实现高精度定位，提供 准确的地理位置信息。
多功能应用
实时性强
卫星导航定位不仅可以用于车辆、船舶、 飞机的导航，还可以用于地图绘制、地质 勘查等领域。
为了实现卫星通信与地面通信的融合，需要发展一系列关 键技术，如网络融合技术、终端设备兼容技术、信号处理 技术等。
未来展望
未来，随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，卫星 通信与地面通信的融合将更加紧密，为用户提供更加优质、 高效的通信服务。
06
案例分析
国际通信卫星组织案例
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
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
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
最新卫星通信系统PPT课件
• VSAT是一种天线口径很小的卫星通信地球站，又 称微型地球站或小型地球站。其特点是天线直径很小 (一般为0.3-2.4米)，设备结构紧凑、固体化、智能化 、价格便宜、安装方便、对使用环境要求不高，且不 受地面网络的限制，组网灵活。
我国已建成的广播电视卫星地球站共31座 ，地面卫星收转台站52万多座。与1985年上 卫星时相比，我国广播电视人口覆盖率已由 68.3%和68.4%上升为2001年底的92.9%和 94.1%。
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则可提前4 分钟。
• 2、 日凌中断
在每年春分秋分前后，当卫星星下点进入当地中午前后时 ，卫星处在太阳和地球中间，天线在对准卫星的同时也会对 准太阳，会因接收到强大的太阳热噪声而使通信无法进行， 称为日凌中断（每次延续约6天）；月亮也会引起类似问题 ，但其噪声比太阳小的多，不会造成中断。每天出现中断的 最长时间与天线口径、工作频率有关。
谢谢大家！
4.1 概述 4.2 卫星通信定义 4.3 通信卫星的轨道 4.4 同步静止轨道卫星 4.5 卫星通信的发展概况 4.6 卫星通信的特点 4.7 卫星通信的应用范围 4.8 卫星通信系统 4.9 卫星通信工作波段 4.10 星蚀、日凌中断及传输时延
利用静止卫星建立全球通信示意图
• （2）工作过程
• 在一个卫星通信系统中，各地球站经过卫 星的转发可以组成多条卫星通信线路。整 个系统的全部通信任务就是利用这些线路 分别完成的，在卫星通信线路中，通常把 从发信地球站到卫星这一段称为上行线路 （或称上行链路）。从卫星到收信地球这 一段称为下行线路（或称下行链路）。两 者合起来就构成一条最简单的单工线路， 如图所示。
我国已建成的广播电视卫星地球站共31座 ，地面卫星收转台站52万多座。与1985年上 卫星时相比，我国广播电视人口覆盖率已由 68.3%和68.4%上升为2001年底的92.9%和 94.1%。
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则可提前4 分钟。
• 2、 日凌中断
在每年春分秋分前后，当卫星星下点进入当地中午前后时 ，卫星处在太阳和地球中间，天线在对准卫星的同时也会对 准太阳，会因接收到强大的太阳热噪声而使通信无法进行， 称为日凌中断（每次延续约6天）；月亮也会引起类似问题 ，但其噪声比太阳小的多，不会造成中断。每天出现中断的 最长时间与天线口径、工作频率有关。
谢谢大家！
4.1 概述 4.2 卫星通信定义 4.3 通信卫星的轨道 4.4 同步静止轨道卫星 4.5 卫星通信的发展概况 4.6 卫星通信的特点 4.7 卫星通信的应用范围 4.8 卫星通信系统 4.9 卫星通信工作波段 4.10 星蚀、日凌中断及传输时延
利用静止卫星建立全球通信示意图
• （2）工作过程
• 在一个卫星通信系统中，各地球站经过卫 星的转发可以组成多条卫星通信线路。整 个系统的全部通信任务就是利用这些线路 分别完成的，在卫星通信线路中，通常把 从发信地球站到卫星这一段称为上行线路 （或称上行链路）。从卫星到收信地球这 一段称为下行线路（或称下行链路）。两 者合起来就构成一条最简单的单工线路， 如图所示。
《卫星通信技术》课件
拓展应用领域
卫星通信技术的应用领域将进一步拓展，如应急 通信、远程医疗、智慧城市等领域。
3
推动国际合作
卫星通信技术的发展需要国际合作，共同推进相 关技术和标准的发展，促进全球卫星通信产业的 繁荣。
05
结论
总结
卫星通信技术是现代通信领域的重要分支，具 有覆盖范围广、不受地面限制等优势，在军事 、民用等领域得到广泛应用。
发展，以满足日益增长的数据需求。
灵活的频谱利用
02
卫星通信将更加灵活地利用频谱资源，通过动态频谱分配和共
享技术提高频谱利用率。
高效的天线技术
03
天线技术的进步将有助于提高卫星通信系统的覆盖范围和数据
传输效率。
卫星通信技术的未来挑战
安全性问题
随着卫星通信的广泛应用 ，网络安全和隐私保护成 为重要挑战，需要加强安 全措施和技术研发。
《卫星通信技术》PPT 课件
目录 CONTENT
• 卫星通信技术概述 • 卫星通信系统组成 • 卫星通信技术的应用 • 卫星通信技术的未来发展 • 结论
01
卫星通信技术概述
卫星通信技术的定义
01
卫星通信技术是指利用人造地球 卫星作为中继站，实现地球站之 间的无线电通信。
02
卫星通信技术可以实现全球覆盖 、远距离传输和广播服务等功能 ，是现代通信技术的重要分支之 一。
数据传输。
加强卫星通信在偏远地区和 海洋等地的覆盖和应用，提 高信息传递的普及率和便捷
性。
加大对卫星通信技术研发的支 持力度，鼓励创新，突破关键
技术瓶颈。
对未来研究的展望
01
探索新型卫星通信体制和传输协议，提高数据传输 效率和可靠性。
02
卫星通信技术的应用领域将进一步拓展，如应急 通信、远程医疗、智慧城市等领域。
3
推动国际合作
卫星通信技术的发展需要国际合作，共同推进相 关技术和标准的发展，促进全球卫星通信产业的 繁荣。
05
结论
总结
卫星通信技术是现代通信领域的重要分支，具 有覆盖范围广、不受地面限制等优势，在军事 、民用等领域得到广泛应用。
发展，以满足日益增长的数据需求。
灵活的频谱利用
02
卫星通信将更加灵活地利用频谱资源，通过动态频谱分配和共
享技术提高频谱利用率。
高效的天线技术
03
天线技术的进步将有助于提高卫星通信系统的覆盖范围和数据
传输效率。
卫星通信技术的未来挑战
安全性问题
随着卫星通信的广泛应用 ，网络安全和隐私保护成 为重要挑战，需要加强安 全措施和技术研发。
《卫星通信技术》PPT 课件
目录 CONTENT
• 卫星通信技术概述 • 卫星通信系统组成 • 卫星通信技术的应用 • 卫星通信技术的未来发展 • 结论
01
卫星通信技术概述
卫星通信技术的定义
01
卫星通信技术是指利用人造地球 卫星作为中继站，实现地球站之 间的无线电通信。
02
卫星通信技术可以实现全球覆盖 、远距离传输和广播服务等功能 ，是现代通信技术的重要分支之 一。
数据传输。
加强卫星通信在偏远地区和 海洋等地的覆盖和应用，提 高信息传递的普及率和便捷
性。
加大对卫星通信技术研发的支 持力度，鼓励创新，突破关键
技术瓶颈。
对未来研究的展望
01
探索新型卫星通信体制和传输协议，提高数据传输 效率和可靠性。
02
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。
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覆盖范围随地面基础设施的建设 而持续增长
全球通用
多标准，难以全球通用
频率利用率低
频率利用率高（蜂窝小区小）
遮蔽效应使得通信链路恶化
适合于低人口密度、有限业务量的 农村环境
提供足够的链路余量以补偿信号衰落
适用于该人口密度、大业务量的城市
环境
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卫星运动规律与轨道参数
开普勒三定理
► 第一定理（1602年） 小物体（卫星）在围绕大物体（地球）运动时的轨道是一个 椭圆，并以大物体的质心作为一个焦点 ► 第二定理（1605年） 小物体（卫星）在轨道上运动时，在相同的时间内扫过的面 积相同 ► 第三定理（1618年） 小物体（卫星）的运动周期的平方与椭圆轨道半长轴的立方 成正比关系
R 半 焦 距 a e r 远 地 点 r m a x a ( 1 e )r 近 地 点 r m i n a ( 1 e )
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卫星运动规律与轨道参数 续4
卫星轨道的极坐标表达式
卫星椭圆轨道的极坐标表达式为
r a(1e2) p
1ecos 1ecos
式中：θ是瞬时卫星-地心连线与地心-近地点连线的夹角，是
e 1(b/a)2
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卫星运动规律与轨道参数 续3
卫星轨道形状参数
► 半焦距 ：地心与椭圆轨道中心的距离 ► r ：卫星到地心的瞬时距离，对椭圆轨道是个时变量，对圆 轨道可看作常数 ► 远地点 (apogee)：地心与椭圆轨道中心的距离 ► 近地点 (perigee )：地心与椭圆轨道中心的距离
·1976年，由3颗静止卫星构成的MARISAT系统成为第1个提供海事移动通信服务的 卫星系统（舰载地球站40W发射功率，天线直径1.2米）
·1982年，Inmarsat-A成为第1个海事卫星移动电话系统
第二代卫星移动通信系统：数字传输技术
·1988年，Inmarsat-C成为第1个陆地卫星移动数据通信系统 ·1993年，Inmarsat-M和澳大利亚的Mobilesat成为第1个数字陆地卫星移动电话系统 支持公文包大小的终端 ·1996年，Inmarsat-3可支持便携式的膝上型电话终端
2 a 2 R e h p h a 2 6 3 7 8 . 1 3 7 1 0 0 0 4 0 0 0 1 7 , 7 5 6 . 2 7 4 k m 所以，半长轴a = 8878.137km，由此可计算轨道周期：
T＝2 a3 8325.1703 (s)
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卫星运动规律与轨道参数 续7
轨道参数
确定轨道平面几何形状和卫星的运动特性的三个参数为：
► 轨道偏心率e：反映了轨道面的扁平程度，取值范围[0,1) ；
► 轨道半长轴a：椭圆轨道中心到远地点的距离；
► 平均近点角M或过近地点时间tp ：通过平均近点角M或过近 地点时间tp可以计算卫星的真近点角ν。 M和tp满足如下关系式 （式中Ts为卫星轨道周期）。
卫星在轨道面内相对于近地点的相位偏移量；p = a(1-e2)为椭 圆半焦弦。
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卫星运动规律与轨道参数 续5
卫星的轨道速度和周期
根据机械能守恒原理可以推出： ► 椭圆轨道上卫星的瞬时速度和轨道周期
V 卫 星 ＝ （ 2 ra 1）(km /s) T 卫 星 ＝ 2 a 3 (s)
► 圆轨道上卫星的瞬时速度和轨道周期
V 卫 星 ＝ r (km /s) T 卫 星 ＝ 2(R e h)3 (s)
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卫星运动规律与轨道参数 续6
例6.1 某采用椭圆轨道的卫星，近地点高度（近地点到地球表 面的距离）为1000km，远地点高度为4000Km。在地球平均半 径为6378.137 km的情况下，求该卫星的轨道周期T。
解：根据图6-1(a)可知，长轴为远地点和近地点之间的直线距离，在半长轴 为a，地球半径为Re，近地点高度为hp和远地点高度为ha时，有：
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卫星运动规律与轨道参数 续9
轨道参数
确定轨道平面方位的三个参数为：
► 右旋升交点赤经Ω：赤道平面内从春分点方向到轨
道面交点线间的角度，按地球自转方向度量 ► 轨道倾角i：轨道平面与赤道平面间的夹角
► 近地点幅角ω：轨道平面内，升交点与近地点间的
夹角，从升交点按卫星运行方向度量
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卫星运动规律与轨道参数 续10
第为首个支持手持终端的全球低轨卫星移动通信系统 ·2003年以后，集成了卫星通信子系统的全球移动通信系统（UMTS/IMT-2000） 3
卫星移动通信系统概述 续1
卫星与地面移动通信系统的比较
卫星移动通信系统
地面移动通信系统
易于快速实现大范围的完全覆盖
Z
地心坐标系
► 地心O为原点
近地点
► X轴指向春分点方向
降交点
交点线
v
► Z轴与地球的自转轴重合，
赤道平面
O
i
Y
指向北极点
春分点 X
升交点
► X轴和Y轴确定的平面
方向
与赤道平面重合 ► X、Y、Z轴构成一个右手坐标系
轨道平面
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卫星运动规律与轨道参数 续8
轨道参数
► 在地心坐标系中，为完整地描述任意时刻卫星在 空间中的位置，通常使用2组6个轨道参数 ► 第一组参数定义了轨道的方位，用于确定卫星相 对于地球的位置 ► 第二组参数定义了轨道的几何形状和卫星的运动 特性，用于确定卫星在轨道面内的位置
第6章 卫星移动通信系统
电子科技大学 2006.08
大纲
卫星移动通信系统概述 卫星运动规律与轨道参数 非静止轨道卫星星座设计 卫星星际链路特性 卫星移动通信系统网络结构 卫星移动通信系统频率规划 典型卫星移动通信系统介绍
2
卫星移动通信系统概述
卫星移动通信系统发展过程
第一代卫星移动通信系统：模拟信号技术
5
卫星运动规律与轨道参数 续1
开普勒定理的图形描述
远
近
地
br
地
点
点
a
CO
ae
Re
a (1+e)
(a)
a (1-e)
O
(b)
6
卫星运动规律与轨道参数 续2
卫星轨道形状参数
► 偏心率e ：决定了椭圆轨道的扁平程度，当e =0时，椭圆轨 道退化为圆轨道 ► 轨道半长轴a ：远地点与椭圆轨道中心C 的距离 ► 轨道半短轴b ：近地点与椭圆轨道中心C 的距离 ► e 、a 和b 满足关系
M
2
Ts
(t tp )
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卫星运动规律与轨道参数 续11