第6章数字微波与卫星通信系统
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.1 复用原理介绍
•2、复用示意图
Multiplexor (MUX) Demultiplexor (DEMUX，or DMX)
Sometimes just called a MUX
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.1 复用原理介绍
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.2 准同步数字系列PDH
•4、PDH体制电接口和光接口的主要参
数 •对基群2.048Mb/s
•编码传号反转码
•Coded Mark Inversion
•E1
•E2
•E3
•E4
•CMI编码
•输入码字 编码结果
•0
01
•1
00/11交替
第6章数字光纤通信系统
•发送顺序
•采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC:Virtual Container)的概念， 解决了低速信号复接成高速信号时，由 于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题。
第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.3 同步数字系列SDH
•3、SDH复用结构
•SDH高速率等级有： • STM-4， STM-16， STM-64， STM-256 •相应速率为STM-1的4，16，64，256倍。
•时隙=8bit=前7bit(信息)+末位1bit(信令)
•一次群(基群)速率T1=193bit/125 µs=1.544Mb/s 第6章数字光纤通信系统
•6.1 两种传输体制
•6.1.2 准同步数字系列PDH
•PDH-E基群帧结构
数字微波通信概述
第一章数字微波通信概述本章主要内容：➢微波和微波通信的概念➢微波通信的常用频段➢数字微波通信的特点➢微波通信的分类➢微波通信的应用➢微波站的分类➢数字微波的中继方式➢数字微波通信系统的组成➢数字微波通信系统的技术指标重点：➢什么是微波和微波通信？➢微波通信的分类➢微波站的作用➢中继方式➢数字微波通信系统的组成1.1 数字微波通信的概念本节需要掌握的内容：➢微波通信的概念➢微波通信的频段➢微波的视距传播特性➢微波通信的分类一、微波与微波通信什么是微波？频率在300MHz到300GHz（波长为1m到1mm）范围内的电磁波。
什么是微波通信？利用微波作为载波来携带信息并通过电波空间进行传输的一种无线通信方式。
模拟微波通信和数字微波通信。
与其他通信系统一样，都由模拟微波通信发展为数字微波通信。
微波通信的起源和发展。
微波技术是第二次世界大战期间围绕着雷达的需要发展起来的，由于具有通信容量大而投资费用省、建设速度快、安装方便和相对成本低、抗灾能力强等优点而得到迅速的发展。
20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽，性能较稳定的模拟微波通信，成为长距离大容量地面干线无线传输的主要手段，其传输容量高达2700路，而后逐步进入中容量乃至大容量数字微波传输。
80年代中期以来，随着同步数字序列（SDH）在传输系统中的推广使用，数字微波通信进入了重要的发展时期。
目前，单波道传输速率可达300Mbit/s以上，为了进一步提高数字微波系统的频谱利用率，使用了交叉极化传输、无损伤切换、分集接收、高速多状态的自适应编码调制解调等技术，这些新技术的使用将进一步推动数字微波通信系统的发展。
因此，数字微波通信和光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大支柱。
我国第一条微波中继通信线路是60年代初开始建立的。
目前已试制成功2，4，6，8，11GHz等多个频段的各种容量的微波通信设备，并正在向数字化、智能化、综合化方向迅速发展。
二、微波通信的常用频段微波既是一个很高的频率，同时也是一个很宽的频段，在微波通信中所使用的频率范围一般在1GHz～40GHz，具体来讲，主要有以下几个频段：L波段 1.0——2.0GHz C波段 4.0——8.0GHzS波段 2.0——4.0GHz x波段8.0——12.4GHzKu波段12.4——18GHz K波段18——26.5GHz三、微波的传播特性微波除了具有电磁波的一般特性外，还具有一些自身的特性，主要有：1.视距传播特性微波的特点和光有些相似。
微波与卫星通信概述
第一章微波与卫星通信概述主要讲述地内容：①微波与卫星通信地基本概念与特点;②微波通信系统地组成,移动通信系统地组成,卫星通信系统地组成;1.1微波与卫星通信地基本概念与特点1.2长途微波通信系统地组成1.3移动通信系统地组成1.4卫星通信系统地组成1.1 微波与卫星通信地基本概念与特点1.1.1 微波与卫星通信1．微波与卫星通信共同点：微波与卫星通信地工作频率都是属于微波频率,微波是指频率为300MHz至300GHz 地电磁波。
不同点：微波通信,是指用微波频率作载波携带信息,通过无线电波空间进行中继（接力）通信地方式。
常见地典型地面微波通信系统包含长途微波通信系统与移动通信系统。
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,在两个或多个地球站之间进行地通信。
实际上,卫星通信可以看作是利用微波频率,把通信卫星作为中继站而进行地一种特殊地微波中继通信。
2．长途微波通信地特点①微波：②多路③接力数字通信地缺点：数字微波要求传输信道带宽较宽,因而产生了频率选择性衰落。
3,移动无线通信地特点移动通信是指通信双方或至少一方在运动状态中进行信息传递地通信方式。
(1) 电波传播环境极恶劣由于移动台处于运动状态之中,无线电地多径传输会造成接收信号瑞利衰落,使所接收场强地幅度与相位呈现快速变化地现象。
另外移动台地通信质量还会受到地理环境地影响。
(2)移动台受到多种干扰影响与噪声影响(3)应采用动态范围大地移动接收设备(4)频谱资源非常珍贵(5)组网技术复杂4,卫星通信地特点(1) 静止卫星通信地优点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信号传输质量高,通信线路稳定可靠⑤建立通信电路灵活,机动性好(2) 静止卫星通信地缺点①静止卫星地发射与控制技术比较复杂②地球地两极地区为通信盲区,而且地球地高纬度地区通信效果不好③存在星蚀与日凌中断现象：注意各自地特点④有较大地信号传输时延与回波干扰假定地球站与卫星间地通信距离为40000km,发端地球站信号经卫星转发到收端地球站（信号一上,一下）,单程传输时间约为0.27s,当进行双方通信（一问一答）时,就是0.54s。
微波与卫星通信第六章 微波与卫星通信的线路噪声及线路参数计算
背景误块数与扣除不可用时间和严重 误块秒期间的所有误块数后的总块数之比 称为背景误块比。
由于计算BBER时，已扣除了大突发 性误码的情况，因此该参数大体反映了系 统的背景误码水平。由上面的分析可知， 三个指标中，SESR指标最严格，BBER最 松，因而只要通道满足ESR指标的要求， 必然BBER指标也得到满足。
6.2
数字微波的信道噪声与噪声指标分配
6.3
数字微波信道线路参数计算
6.4
移动通信系统中的无线链路计算
6.5
卫星接收机载噪比与G/T值的计算
6.6
卫星通信线路的C/T值
6.7
FDM/FM/FDMA系统中的卫星线路参数设计
6.1 数字微波通信的假想参考通道 与误码性能指标
假设参考数字连接模型 数字信道是指对话音信号进行PCM处 理后的数字化语音信号经过多路复用的信 道。
ITU-T建议的一个标准的最长HRX包 含14个假设参考数字链路和13各数字交换 点，全长27500km。
(2) 假设参考数字链路（HRDL）
为了简化数字传输系统的研究，把 HRX中的2个相邻交换点的数字配线架间 所有的传输系统、复接、分接设备等各种 传输单元（不包括交换），用假想参考数 字链路（HRDL）表示。
这样在ITU-R F.1189建议的基础上规 定了我国最长的假想参考通道（HRP）， 如图6-2所示，可见假想参考通道的全长为 6900km，并且它是由长途网、中继网和用 户网构成。
其中在长途网中两最远网络节点之间 的距离为6500km；中继网中从长途网传输 节点与本地传输节点之间的最长距离为 100km，而本地节点到用户之间的最长距 离为100km。
系统参考模型有三种假设形式：假设 参考数字连接（HRX），假设参考数字链 路（HRDL），假设参考数字段 （HRDS）。
《微波通信与卫星通信》课程作业部分答案
《微波通信与卫星通信》课程作业注意事项：要求该课程作业全部手写在浙江理工大学标准作业本上；每一章的作业题目要另起一页从新开始；本文档中所列出的题目必须把原题抄写在作业本上，随后再写答案；所有题目都是必选的，请全部做完并且独立完成；要求字迹清晰工整。
请于2015年1月7日上课时随课程论文一起上交。
第1章微波与卫星通信概述1-1 微波通信有哪些特点？卫星通信有哪些特点？微波通信具有良好的抗灾性能，对水灾、风灾以及地震等自然灾害，微波通信一般都不受影响。
但微波经空中传送，易受干扰，在同一微波电路上不能使用相同频率于同一方向，因此微波电路必须在无线电管理部门的严格管理之下进行建设。
此外由于微波直线传播的特性，在电波波束方向上，不能有高楼阻挡,因此城市规划部门要考虑城市空间微波通道的规划，使之不受高楼的阻隔而影响通信卫星通信①通信距离远，且费用与通信距离无关。
②广播方式工作，可以进行多址通信。
③通信容量大，适用多种业务传输。
④可以自发自收进行监测。
⑤无缝覆盖能力。
⑥广域复杂网络拓扑构成能力。
⑦安全可靠性。
1-2 请阐述智能天线的概念。
智能天线又称自适应天线阵列、可变天线阵列、多天线。
智能天线指的是带有可以判定信号的空间信息（比如传播方向）和跟踪、定位信号源的智能算法，并且可以根据此信息，进行空域滤波的天线阵列。
智能天线是一种安装在基站现场的双向天线，通过一组带有可编程电子相位关系的固定天线单元获取方向性，并可以同时获取基站和移动台之间各个链路的方向特性。
[1]智能天线采用空分复用（SDMA）方式，利用信号在传播路径方向上的差别，将时延扩散、瑞利衰落、多径、信道干扰的影响降低，将同频率、同时隙信号区别开来，和其他复用技术相结合，最大限度地有效利用频谱资源。
早期应用集中于雷达和声呐信号处理领域，20世纪70年代后被引入军事通信中。
随着移动通信技术的发展，阵列处理技术被引入到移动通信领域，很快就形成了智能天线的研究领域。
第七章微波通信和卫星通信（习题与参考答案）一、填空题1、微波通信
第七章微波通信和卫星通信（习题与参考答案）一、填空题1、微波通信分为通信和通信两类。
2、数字已成为一种重要的手段，并与，一起作为当今三大传输手段。
3、电磁频谱，包含从到的各种波、光和射线的。
4、电磁波的频率非常高，故微波又称为。
电磁波的传播速度υ与其频率f 、波长λ之间的固定关系是。
若微波是在真空中传播，则速度为。
5、微波频段的波长范围为，频率范围为。
6、微波中继通信是利用微波作为并采用方式在地面上进行的通信。
7、微波中继通信主要用来传送、、、基地站与交换中心之间的信号。
8、微波频段占用的频带约，而全部长波、中波和短波频段占有的频带总和不足。
9、当通信频率高于时，、及的活动对其影响小。
10、当天线面积给定时，与的平方成反比。
11、微波通信的工作波长，天线尺寸可做得，通常做成，的面式天线。
12、数字微波通信系统设备由、、、等组成。
13、在民用数字微波通信中数字微波通信系统的终端复用设备是时分复用设备。
14、微波站的基本功能是传输来自设备的信号。
15、微波站分为、、和。
16、数字微波站的主要设备包括、、、、等。
17、目前的微波中继系统中大多数采用方式，勤务信号经常采用方式。
18、微波中继范围很宽，工作频率，愈容易获得较宽的和的通信容量。
19、输出功率是指处功率的大小。
输出功率的确定与设备的、、及方式等因素有关。
20、微波通信对频率的要求取决于所采用的以及对的要求。
发信机的工作频率的取决于发信的频率。
21、数字微波通信系统多采用调制方式，若发信机不稳，有，将使解调的幅度下降，增加。
22、要求1⨯10-6～5⨯10-6时，则必须采用石英晶体控制的或。
23、微波收信设备包括、和三部分。
24、对于一个中继段而言，前一个微波站的发信频率就是同一波道的。
频段使用。
25、噪声系数是的重要指标。
数字微波收信机的噪声系数一般为。
26、收信机本身产生的热噪声功率，值就越大，也就是说值是衡量收信机热噪声性能的一项指标。
27、收信机要使接收的已调信号地通过，就要具有足够的工作，即。
微波与卫星通信技术 PPT课件
(五) 数字微波信道的干扰和噪声
微波线路的干扰主要来自反馈系统和空间传播引入，一 般有回波干扰、交叉极化干扰、收发干扰、邻近波道干扰、 天线系统同频干扰等。 噪声主要来自设备，如收、发信机热噪声以及本振源 的热噪声等。
5.1.3 数字微波的使用与发展简况
20世纪50年代，数字微波通信起步； 20世纪70年代初，小容量、低频段的数字微波通信系统； 20世纪70年代末，迅速发展，形成了完整的技术系统。 20世纪90年代后，建成基于SDH的数字微波通信系统。 从实用化的70年代算起至今，调制方式由(2PSK)的相移 键控，发展到(1024QAM)的正交调幅方式，其频谱利用率大 大提高。目前由于新的调制方式及频带压缩技术的使用，已 使数字微波的频谱利用率大大提高。传输一路码流为64kb/s 的数字电话，已能被压缩到与一路模拟电话(带宽4KHz)所占 用的信道频谱利用率相当。数字微波具有建站快、成本低、 不须铺设线路的特点，尤其适合于紧急通信、临时通信、无 线接入等用途。
（一）无线电波和频段划分
无线电频段的划分如表5.1所示。
频段名称
长波 中波 短波 超短波（特高频） 微 波 分米波 厘米波 毫米波
频率范围
30～300kHz 300～3000kHz 3～30MHz 30～300MHz 300MHz～3GHz 3～30GHz 30～300GHz
波长范围
10000～ 1000m 1000～100m 100～10m 10～1m 100～10cm 10～1cm 1cm～1mm
（三）大气对微波传播的影响
电磁波传播主要在对流层中完成，对流层对微波传播 的影响主要表现在3个方面： （1）氧气分子和水蒸汽分子对电磁波的吸收； （2）雨、雾、雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射； （3）对流层结构的不均匀对电磁波的折射。 当微波中继通信系统的工作频段在10GHz以下时，前 两个方面的影响不显著，只需考虑对流层折射的影响；当 工作频段在10GHz以上时，3个方面的影响都需考虑。
微波通信和卫星通信课件
• 微波通信是把微波信号作为载波信号， 用被传输的模拟信号或数字信号来调制 它，故微波通信是模拟传输。
微波波段 300MHz~300GHz
2．微波中继通信
• 沿地球表面直线传播，一般只有50km左 右。但若采用100m高的天线塔，则距离 可增大到l00km。
短波电离层反射
• 离地面60~600 km的大气层为电离层。当 频率范围为3~30 MHz 的短波射入电离层 时，由于折射现象会使电波发生反射， 返回地面。
0
A
地球
F F
DE300km
B
F
地球反射点
A
B
3．微波通信的特点
• 通信频段的频带宽，传输信息容量大 • 通信稳定、可靠 • 接力 • 通信灵活性较大 • 天线增益高、方向性强 • 投资少、建设快 • 数字化
7.1.2 数字微波通信系统的组成
终端站、 分路站、 枢纽站和
中继站
7.1.3 微波站设备
– 利用35786.6km高的人造同步地球卫星
B 地球 A
7.2.1 卫星通信的特点
• 通信覆盖面积大
– 1颗卫星覆盖地球表面42%
• 通信距离远
– 卫星单跳最大通信距离达1800km
• 传输容量大 • 线路稳定可靠，质量高
– 畅通率在99.8%以上
• 通信灵活 • 传输延迟大
– 往返传播延迟约为0.54s
卫星通信系统的分类
• 同步卫星通信系统(GEO) • 非同步卫星通信系统
– 中轨道卫星系统(ICO或MEO) – 椭圆轨道卫星系统(HEO) – 低轨道卫星系统(LEO)
1．同步卫星
2．铱星系统
• 铱元素：银白色金属，原子序数77。 • 摩托罗拉 • “铱星”电话系统于1998年11月正式投入
卫星通信系统
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６. ４ 卫星通信系统的频带划分
• 卫星通信系统频带划分有以下4个要求： • （1）电波应能穿过电离层，传输损耗和外部附加噪声应尽可能小。 • （2）有较宽的可用频带，尽可能增大通信容量。 • （3）较合理地使用无线电频谱，防止各宇宙通信业务之前及与其他
地面通信业务之间产生相互干扰。 • （4）通信采用微波频段为300MHz~300GHz。
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６. ４ 卫星通信系统的频带划分
• 注：由于空间通信是超越国界的，频谱分配是在ITU主管下进行的， 1978年世界无线电行政大会（WRAC）分配给卫星通信的频带包含 17个业务分类，并将全球分为3个地理区域，即I区，II区，III区，我 国位于第III区。详细的频率分配见表6-1。C波段与Ku波段比较见表 6-2。
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６ .２ 卫星系统的组成
• 卫星通信网络的结构有以下几种。 • （ １） 点对点。 两个卫星站 之 间 互 通； 小 站 间 信 息 的 传 输
无 须 中 央 站 转 接；组网方式简单。 其结构如图 ６－ ５ 所示。 • （2）星状网。外围各边远站仅与中心站直接发生联系，各边远站之
间不能通过卫星直接相互通信（必要时需经中心站转接才能建立联 系），其结构如图6-6所示。 • （3）网状网。网络中的各站彼此可经卫星直接沟通，其结构如图6-7 所示。 • （4）混合网。这是星状网和网状网的混合形式，其结构如图6-8所示。
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导入案例
网易独家缔造真维斯线上“休闲王国” • 真维斯在与客户的沟通交流方面，也走了与众不同的道路。
真维斯没有找明星代言品牌，也鲜有电视广告的投放，却通 过组织一系列倡导自由、休闲的活动来影响更多年轻、时尚 的消费者。早在2002年，网易就已经成为真维斯系列营销活 动的独家网络合作谋体。作为国内最活跃的门户网站，网易 连续多年帮助真维斯进行了成功的营销传播。近年来，真维 斯连续举办了“真维斯杯校园服装设计大赛”，挖掘极具潜 力的学生市场;举办了“真维斯休闲服装设计大赛”“真维斯 全国极限运动大师赛”“真维斯中国模特大赛”以及“真维 斯超级新秀评选”等一系列大型营销活动，来影响年轻消费 人群。另外，真维斯也非常注重利用网络这一以“年轻人” 为主力受众的谋体来开展广告营销活动。时下，以网络谋体 为平台的真维斯“休闲王国”活动正开展得如火如茶。真维 斯“休闲王国”，是一个大型消费者互动网络社区。在这个 社区中，喜爱真维斯的消费者可以了解品牌的市场动态，参 与一些饶有兴趣的互动活动和回馈客户的抽奖活动。
微波与卫星通信
卫星通信的工作频段与微波通信相同。
图1-4所示的是卫星通信的示意图。
图 卫 星 通 信 示 意 图
1-4
静止卫星是指卫星的运行轨道在赤道
平面内。轨道离地面高度约为35800km
（为简单起见，经常称36000km）。 图1-5所示为静止卫星配置的几何关系
示意图。
图1-5 静止卫星的配置
③ 存在星蚀和日凌中断现象。
④ 有较大的信号传输时延和回波干扰。
1.2 微波通信系统的组成
1.2.1系统组成
一条微波中继信道是由终端站、中间站和 再生中继站、终点站及电波空间组成，如
图1-1（a）所示。
终端站的任务是将复用设备送来的基带信号 或由电视台送来的视频及伴音信号，调制到微波 频率上并发射出去；或者反之，将收到的微波信 号解调出基带信号送往复用设备，或将解调出的
2.微波通信的特点
用于传输频分多路-调频制（FDM-FM） 基带信号的系统叫作模拟制微波通信系统； 用于传输数字基带信号的系统叫作数字微
波通信系统。
“微波、多路、接力”。
“微波”是指微波工作频段宽，它包 括了分米波、厘米波和毫米波三个频段。
“多路”是指微波通信的通信容量大， 即微波通信设备的通频带可以做得很宽。 “接力”是目前广泛使用于视距微波 的通信方式。
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，在两个或多个地球站之间 进行的通信。
卫星通信又是宇宙无线电通信形式之 一，而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象 的无线电通信，它有三种形式：
（1）宇宙站与地球站之间的通信； （2）宇宙站之间的通信； （3）通过宇宙站转发或反射而进行 的地球站间的通信。
目前国际卫星通信组织负责建立的国
第六章 《卫星通信》典型卫星通信设备简介
20
卫
星
通
信
6． 4 ． 3
基本操作方式
SM2900Modem可以利用前面板按键和液晶显示在本地 进行控制，也可以利用机箱后面的串行遥控接口(J10)进行 遥控，同样也能用前面板后面的一个RS232本地控制口(J17) 插入一个手持键盘显示终端进行控制，其功能与前面板本地 控制一样。 Modem的这三种控制方法优先级相同。对于各种控制命 令采取“先来先执行”的原则。本地控制通过前面板按键和 液晶显示来设置Modem的一系列参数。SM2900的控制菜单 采用树型结构，操作方便。主菜单分为4个部分： 检查(CHK)、编程(PROG)、计算(CALC)和校准。 21
10
卫
星
通
信
6． 3． 3
PROPAK模块（规程卡）
SDM-T复用器是一个基于多路的数字信号处理器，PRORAK 中存储着它的软件程序。PROPAK应用了EEPROM技术，从而只 需插入SDM-T即可重新编程。一般出厂时EEPROM中已固化好程 序，当然我们也可用计算机或ACTView的NMS(网络管理系统)通 过本地或远程的异步命令口重新下装。 PROPAK中EEPROM包含两类软件：
15
6.4
SM2900调制解调器
16
卫
星
通
信
6．4．1 SM2900调制解调器的组成
SM2900调制解调器最高数据速率2304kbit/s，而SM2900 PLUS由于更换了监控卡（M&C）和改进了调制解调器，可以传 输8448kbit/s。 SM2900调制解调器原理
监控板：微处理器系统，IBS/IDR定帧器（IFU）和工程勤务通道 (ESC)，完成监视、控制Modem的各项功能。 调制器板：加扰器、差分编码器、Viterbi和序列编码器、调制器 解调器板：解调器、载波捕获和跟踪电路、位定时恢复电路等。 前面板：左半区是电源开关、按键和LCD，右半区是内部三块板 LED指示。
微波与卫星通信章 (1)
第1章 概 述 图1－6 数字微波中继通信线路的组成
第1章 概 述
2.微波中继站的中继方式 微波中继站的中继方式可以分成直接中继(射频转接)、外 差中继(中频转接)、基带中继(再生中继)三种。不同中继方式 的微波系统构成是不一样的。中继方式可以是直接中继和中频 转接，枢纽站为再生中继方式且可以上下话路。 (1)直接中继。直接中继最简单，只是将收到的射频信号 直接移到其他射频上，无需经过微波—中频—微波的上下变频 过程，因而信号传输失真小。这种方式的设备量小，电源功耗 低，适用于无需上下话路的无人值守中继站，其基本设备如图 1－7所示。
(2)数字微波通信。用于传输数字基带信号的系统称为数字 微波通信系统。数字微波通信系统可再细分为准同步数字系列 (PDH)微波通信系统和同步数字系统(SDH)微波通信系统。
“微波、多路、接力”是微波通信最基本的特点。
第1章 概 述
“微波”是指工作频段宽，它包括了分米波、厘米波和毫 米波三个频段，可容纳较其他频段多得多的话路。微波频率高， 波长短，易制成高增益微波天线。此外，微波通信的可靠性和 稳定性可以做得很高，因为基本不受天电干扰、工业干扰和太 阳黑子变化的影响。
第1章 概 述 图1－4 静止卫星与地球相对位置示意图
第1章 概 述 图1－5 全球通信网
第1章 概
述 1.2 微波与卫星通信的特点
1.微波通信的特点
根据所传基带信号的不同，微波通信分为如下两种制式：
(1)模拟微波通信。用于传输频分多路－调频制（FDM－FM） 基带信号的系统称为模拟微波通信系统。
第1章 概 述
微波的传播与光波的传播类似，具有似光性、频率高、极 化等传输特性，因此微波在自由空间中只能沿直线传播，其绕 射能力很弱，且在传播中遇到不均匀的介质时，将产生折射和 反射现象。正因为如此，在天线高度一定的情况下，为了克服 地球的凸起而实现远距离通信就必须采用中继接力的方式，如 图1－1所示。否则，A站发射出的微波射线将远离地面而根本 不能被C站接收。微波采用中继方式的另一个原因是，电磁波 在空间传播过程中因受到散射、反射、大气吸收等诸多因素的 影响，而使能量受到损耗，且频率越高、站距越长，微波能量 损耗就越大，因此微波传播一定距离后就要进行能量补充，这 样才能将信号传向远方。由此可见，一条上万米的微波通信线 路是由许多微波站连接而成的，信息是通过这些微波站逐站传 播的。
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第6章数字微波与卫星通信系统
数字微波系统实例
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第6章数字微波与卫星通信系统
发信设备的组成
•中 放 •中频 •信号
•发 信
•混 频
•单 向 器
•滤 波 器
•微 波
•功 放
•输出 •功放
•分 路
•滤 波
•发信
•本振
•自动电
平控制
•变容 管调频
•公务信号
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第6章数字微波与卫星通信系统
第6章数字微波与卫星通信系统
PPT文档演模板
•微波通信系统的构成
第6章数字微波与卫星通信系统
中继传输方式
• 地面微波接力通信系统工作在46GHz，它 通过地面多座中继站在两地之间建立通信链路， 相邻中继站的距离为视距（约50Km）。
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第6章数字微波与卫星通信系统
数字微波系统组成
•时 分复
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第6章数字微波与卫星通信系统
FDMA的分类
• 1. 每 载 波 多 路 MCPC-FDMA 方 式 • 2.每载波单路SCPC-FDMA方式 • 3. 星上交换SS-FDMA
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第6章数字微波与卫星通信系统
FDMA的分类
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•SCPC系统的频率配置
第6章数字微波与卫星通信系统
卫星通信系统的组成
第6章数字微波与卫星通信系统
3. 卫星通信的多址连接方式
• 所谓多址连接方式，就是许多个地 面站通过共同的通信卫星来实现覆盖区 域内的相互连接，而无需中间转接。这 就要求各个地面站发向其它地面站的信 号之间必须有区别。
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第6章数字微波与卫星通信系统
频分多址方式
• 频分多址（FDMA）是根据各地 面站发射的信号频率不同，按照频 率的高低，顺序排列在卫星的频带 里，各地面站的信号频谱要排列得 互相不重叠。也就是说，按照频率 不同来区分是哪个站址。
扩频）；经卫星信道传输后，在接收端以本地
产生的已知的地址码为参考，根据相关性的差
异对收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码
与本地地址码完全一致的宽带信号还原为窄带
而选出，其它与本地地址码无关的信号则仍保
持或扩展为宽带信号而滤去。
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第6章数字微波与卫星通信系统
4. 通信卫星
• 通信卫 星是卫星通信 系统的重要组 成部分。
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第6章数字微波与卫星通信系统
自由空间的传播损耗
• 由于卫星通信用的无线电波主要是在 大气层以外的宇宙空间内传播，而宇宙空 间是接近真空状态的，并且由于在目前所 使用的频段范围内，与自由空间的传播衰 耗相比，大气层的衰减损耗很小，所以基 本上可以认为，电波是在均匀媒介的自由 空间内传播，信道的特性较稳定。因此， 从信道性质来说,一般都认为是恒参信道。
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第6章数字微波与卫星通信系统
5. 卫星地面站
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第6章数字微波与卫星通信系统
地面站的组成
•市内电 话
•终端 •系统
•发射 •系统
•控制 •系统
•天线系统
•馈电 •设备
•电源 •系统
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•接收 •系统
•跟踪 •设备
第6章数字微波与卫星通信系统
地面站发射系统的组成
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第6章数字微波与卫星通信系统
通信系统
• 在通信卫星的各组成系统中，真正起 到卫星通信中继站作用的是通信系统，也叫 转发器。
•前 放
•变 频 器
•中 放
•限 幅 器
•变 频
•高
器放
•倍频 器
•本 振
•倍频器
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第6章数字微波与卫星通信系统
电源系统
• 通信卫星的电源一般同时采用太阳 能电池和化学电池（或原子能电池）。 通常太阳能电池作为常用电源使用，当 卫星进入地球阴影区(或者说卫星日蚀) 时，使用化学电池供电。
•
• （2）要求采用突发解调器（系统中各站在规定的时
•
• （3）模拟信号需转换成数字信号才能在网络中传输。
• （4）初期的投资较大，系统实现复杂。
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第6章数字微波与卫星通信系统
时分多址方式
•TDMA帧结构 •
• TDMA系统的帧结构主要包括同步 分帧（也称为基准分帧）（RB）和数据 （业务）分帧（DB）。
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第6章数字微波与卫星通信系统
时分多址方式
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•TDMA系统帧结构
第6章数字微波与卫星通信系统
时分多址方式
•系统的定时与同步
• 就目前的卫星发射技术而言，如果使 卫星的位置保持在精度±0.1°范围，高度 变化在0.1%以内，那么卫星可在 75km×75km×75km的立体空间内漂移。
第6章数字微波与卫星通信系统
空分多址方式
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•SDMA-SS-TDMA系统原理图 第6章数字微波与卫星通信系统
码分多址方式
• 码分多址方式（CDMA）的原理是：利用
自相关性非常强而互相关性非常弱的周期性码
序列作为地址信息，对被用户信息调制过的已
调波进行再次调制，使其频谱大为展宽（称为
收信设备的组成
•
•
•
•
•
• • •
•中频 •输出
主 中 放
自
衡
适 应
均
前 置 中 放
•
检
合 成
器
出 控
制
•
前 置 中 放
收
抑
低
信 混
镜 滤
大
噪 声
频
波
放
•本 振
•移 相
•
•
•
收
抑
低
信 混
镜 滤
大
噪 声
频
波
放
•
微 波 滤 波 •来自
•上天线
•来自 微 •下天线 波 滤 波
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第6章数字微波与卫星通信系统
收分帧报头中完成基准载波和时钟信号的提取工作。
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第6章数字微波与卫星通信系统
时分多址方式
分帧同步包括两方面的内容，其一是指 在地球站开始发射数据时，如何使其进入指定 的时隙，而不会对其他分帧构成干扰，这就是 分帧的初始捕获。其二是指如何使进入指定时 隙的分帧信号处于稳定的工作状态，即使该分 帧与其他分帧维持正确的时间关系，不致出现 相互重叠的现象，这就是分帧同步技术。
第6章数字微波与卫星通信系统
时分多址方式
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•TDMA系统模型
第6章数字微波与卫星通信系统
时分多址方式
•TDMA技术有如下优点。
• （1）不存在FDMA
• （2
• （3）提高信号传输质量，有利于综合业务的接入。
• （4）使用灵活。
•存在以下不足:
• （1）必须保持各地球站之间的同步，才能让所有用
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第6章数字微波与卫星通信系统
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静止卫星的配置 第6章数字微波与卫星通信系统
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卫星通信示意图
第6章数字微波与卫星通信系统
通信卫星的组成
• 在卫星通信系统中，所有地面站发
出的信号都是经过卫星中继转发到地面接
收站的。为了完成这一转发的任务，卫星
上必须配备转发无线电信号的通信系统与
天线系统。除此之外，为了保证通信卫星
的正常工作，还必须配备控制系统、遥测
系统和电源系统。
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第6章数字微波与卫星通信系统
控制系统
• 控制系统的任务是根据地面指令信 号来控制卫星姿态和位置等。通信卫星 的控制系统包括卫星的位置控制系统和 卫星的姿态控制系统。
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第6章数字微波与卫星通信系统
FDMA的分类
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•SS-FDMA卫星转发器方框图
第6章数字微波与卫星通信系统
时分多址方式
• 时分多址（TDMA）是将通过卫星 转发器的信号在时间上分成“帧”来进 行多址划分的，在一帧内又划分成若干 个时隙，将这些时隙分配给地面站，只 允许各地面站在所规定的时隙内发射信 号。
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第6章数字微波与卫星通信系统
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卫 星 通 信 示 意 图
第6章数字微波与卫星通信系统
卫星通信的基本概念
•通信卫星
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•地面站A
•地面站B
第6章数字微波与卫星通信系统
卫星通信系统的优点
• 通信距离远 • 覆盖面积大，可以进行多址通信 • 通信频带宽、容量大 • 性能稳定可靠
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第6章数字微波与卫星通信系统
卫星传输信号处理技术
1) 能量扩散技术 2) 2) 预加重 3) 3)
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第6章数字微波与卫星通信系统
2. 卫星通信系统的组成
•通信卫 星
•测控 •系统
•地面站
•监控 •管理系统
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第6章数字微波与卫星通信系统
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第6章数字微波与卫星通信系统
卫星通信的频段选择
• 早期的同步通信卫星使用的工作频段主要 是C波段（4/6GHz），因为当时同一波段的微波 接力通信技术已比较成熟，开发费用低，并且 该波段处于地球的无线电窗口范围内，大气层 吸收很小。随着通信技术的发展和通信业务的 增 加 ， 新 的 波 段 不 断 被 开 发 ， 目 前 Ku 波 段 （11/14GHz）已大量应用于民用卫星通信和卫 星广播业务，20/30GHz频段也已投入使用。