卫星基础知识PPT精选文档

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卫星基础知识
卫星通信的缺陷(一) 星上处理时间：50 — 70ms
固定时延(250 — 270ms/跳)
电磁波速率为380,000km/s 卫星距地球赤道36,000km
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卫星通信的缺陷(二)
水衰
雨衰 雪衰 解决办法
加大天线 加大功放
卫星上转发器数目：
C波段：16 — 24个 Ku波段：16 — 24个
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卫星的种类：
功能上划分：
军事卫星、资源卫星、遥感卫星、 通信卫星等等
轨道上划分：
低轨道卫星、同步轨道卫星等
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目前世界上建成了数以百计的卫星通信系统 ，归结起来可进行如下分类：
（1）按卫星制式可分为： 静止卫星通信系统、随机轨道卫星通信系统
地球赤道的周长约为40000公里
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通信卫星的组成
通信卫星是卫星通信系统的重要组成部分。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。为了完成这一转发任务，卫星 上必须配备转发无线电信号的通信系统（即转发器）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。图5-6是 通信卫星的组成框图。
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卫星通信的基本概念
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站 转发无线电信号，在多个地面站之间进行的通信。 由于作为中继站的卫星离地面很高，所以经过一 次中继转接之后即可进行长距离的通信。用于实 现通信目的地这种人造卫星被称为通信卫星。卫 星通信属于宇宙无线电通信的一种形式，工作在 微波频段。
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（6）按多址方式可分为： 频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、空分
多址（SDMA）和码分多址（CDMA）卫星通信系统。 （7）按运行方式可分为： 同步卫星通信系统和非同步卫星通信系统。目前
国际和国内的卫星通信大都是同步卫星通信系统。
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通信卫星
同步轨道卫星 — 在地球赤道的上方36,000公里
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宇宙通信是以宇宙飞行体或通信转发体作为对象的 无线电通信。它可分为三种形式：
（1） 地球站与宇宙站间的通信； （2） 宇宙站之间的通信； （3）通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的 通信。
人们常把第三种形式称为卫星通信。宇宙站是指地 球大气层以外的宇宙飞行体（如人造卫星和宇宙飞船等） 或其它星球上的通信站。地球站是指设在地面、海洋或 大气层中的通信站，习惯上统称为地面站。
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卫星通信的优势(一)
广播功能
一点发送卫星接收 卫星转发多点接收
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卫星通信的优势(二)
覆盖面广
三颗卫星覆盖整个地球 覆盖面内均可通信
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卫星通信的优势(三)
通信与地面距离无关
通信费用与地面距离无关 通信安全与地面距离无关 通信不受地形地貌的影响
36000+36000
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卫 星 通 信 原 理：
镜面反射原理
不知谁 这么讨厌
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卫 星 通 信 原 理：
面状覆盖
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卫 星 通 信 原 理：
同中间距离无关
A点到卫星再到B点的距离 远远大于A到B的距离
只要A点和B点安全，
AB间的任何故障
不会影响通信
A
B
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卫星通信的常用频率
L、S波段 C 波段（4 — 6GHz） Ku波段（12 — 14GHz） Ka波段 （20—30GHz）
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1962年7月，美国成功地发射了一个颗通信卫星 （Telstar），试验了横跨大西洋的电视和电话传 输。但是， Telstar并非在静止轨道上运行，而是 运行在椭圆轨道上，每157分钟绕地球1周。 第一颗静止轨道卫星是在1963年2月由美国发射 的SYNCOM实验卫星，它成功地转播了1964年 东京奥运会的实况，有力地显示出卫星通信的优 越性和实用价值。
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同年8月20日，以美国通信卫星公司为首的国际 性组织宣告成立，称为“国际通信卫星组织”， 即著名的INTELSAT。该组织于1965年4月6日发 射了世界上第一颗商用静止轨道卫星“晨鸟”好。 经过20多年的探索和实验，卫星通信终于跨入了 实用阶段，渐渐走近我们的生活，走向社会各个 领域。
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D
C
A
B
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卫星通信方式(二)
一跳半方式(DAMA_SCPC、TDMA）
DAMA_SCPC：电路交换方式 TDMA：固定时隙复用方式 合用一定数量的带宽 适用于小型网络 拥有管理站，价格较贵 时延较大(通信建立时间较长)
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DHale Waihona Puke Baidu
C A
B
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卫星通信方式(三)
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卫星通信的缺陷(三)
日凌
太阳、卫星、天线接收中心点在一直线上 时间：春分与秋分
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秋分
春分
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非日凌时刻的信号 日凌发生时的信号
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卫星通信的方式(一)
一跳方式(SCPC)
相当于专线通信 固定占用带宽 适合点对点通信，modem必需成对使用 各终端地位平等、透明传输、价格昂贵 时延最小
两跳方式(TDM_TDMA)
时分复用方式 带宽合理复用 适用于中、大型网络及运营商 主站价格较高、用户端站价格便宜 时延最大(可用技术手段补偿)
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卫星通信的带宽远远低于地面光纤
地面光纤的带宽可达150Mbps — 40Gbps 卫星转发器为：
C波段：36M or 72M Ku波段：54M
和低轨道卫星（移动）通信系统。 （2）按通信覆盖区域的范围划分为： 国际卫星通信系统、国内卫星通信系统和区
域卫星通信系统。
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（3）按用户性质可分为： 公用（商用）卫星通信系统、专用卫星通信系 统和军用卫星通信系统。 （4）按业务范围可分为： 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和科学实验卫星通信系 统。 （5）按基带信号体制可分为： 模拟制卫星通信系统和数字制卫星通信系统。
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利用卫星进行通信的科学设想，是在1945年10月 由英国空军雷达专家阿瑟.C.克拉克首先提出的， 他在《无线电世界》杂志上发表的一篇题为《地 球外的中继站》的文章中，提出了在静止轨道上 放置3颗卫星来实现全球通信的设想。 直到1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一 颗人造地球卫星，人们才真正看到实现卫星通信 的希望。