卫星通信基础知识介绍.pptx

---北京星空年代通信技术有限公司 卫星通信基础知识简介 范晓晴 5 November 2015 1 卫星通信 1、卫星通信概述 2、卫星通信特点 3、卫星轨道及频段 5、卫星通信系统的组成 6、卫星信道多址接入方式 7、卫星网络组成及结构 8、 VSAT 4、通信卫星的组成 2 卫星通信概述 卫星通信是指地球上的两个或多个无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站而进行的通信。从技术上讲，卫星通信是在地面微波中继通信和空间技术基础上发展起来的一种特殊形式的微波中继通信，它相当于将微波中继通信的中继站搬到卫星上。 5 November 2015 范晓晴 卫星 地球站 B 本地应用 如：数据、 话音、视频 本地应用 如：数据、 话音、视频 地面链路 地球站 A 地面链路 范晓晴 5 November 2015 3 卫星通信概述 4 优点： – 覆盖面积大，除了地球南、 北极地区，三颗卫星即可覆 盖地球 – 通信费用与通信距离无关 – 星际通信 – 组网灵活，建设周期短（经济 活跃时，优势明显） – 非对称信道 GEO 5 November 2015 范晓晴 卫星通信特点 5 –同步轨道卫星： 通信时延大（0.27秒） 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 5 November 2015 范晓晴 缺点： 卫星通信特点 6 星蚀与日凌 5 November 2015 范晓晴 卫星通信特点 7  GEO：同步静止轨道，35,863Km，24小时静止可见 – – 覆盖广、静止易跟踪、广播和多点应用 时延长和信号弱不利点对点、极地覆盖困难  LEO：低地球轨道，500-1,500Km，15-20分钟可见 – – 时延短且信号强适合点对点 多星组网费用大、多普勒、大气阻力-轨道恶化  MEO：中地球轨道，8,000-18,000Km，2-8小时可见 – – 很少几颗卫星可组网，远少于LEO 时延和信号不如LEO，但比GEO好  Molniya Orbit：闪电轨道（大椭圆轨道） – – 俄罗斯已使用10年，高纬度和极地地区，倾角60° 相对静止可见8小时，3 闪电轨道卫星可当1 GEO  HAPs：高空平台（卫星），20Km – – 一个飞艇或飞机，覆盖范围小，信号强 易布置，但需要很多个才能组网 5 November 2015 范晓晴 卫星轨道及频段 8 5 November 2015 范晓晴 各类轨道优缺点比较 LEO/MEO HEO GEO 优 点 可覆盖全球 传输延时短 频率可多次复用 卫星和地面设备简单 搞摧毁性好 适合个人通信 可覆盖高纬地区 地球站可工作在大仰角上，减少大气影响 发射成本低 开发早 发展星上多点波束技术，可简化地面设备 适用于低纬度地区 缺 点 连续工作需要多颗卫星 复杂的网络设计 要使用星上处理及星间通信等光电技术 较大的多普勒移需要频率补偿功能 从一颗星向另一颗星切换时，需要电路中继保护措施 地球站必须从一颗星跟踪到另一颗星，所以系统至少需要两副天线和一套跟踪设备 需要2-3颗卫星保障连续通信业务 从一颗星向另一颗星切换时，需要电路中继保护措施 需要多普勒移频率补偿功能 地球站必须从一颗星跟踪到另一颗星，所以系统至少需要两副天线和一套跟踪设备 地面设备比较大，成本高 卫星天线必须有波束定位控制系统 对高纬度地区通信覆盖效果差 地面设备大，成本高，机动性差 要用星上处理技术和大功率发射及大口径天线 9 卫星通信频段及应用 – – – – 用于 MSS （移动业务） 用于 MSS 和深空研究 用于 FSS （固定业务） 用于 FSS 和陆地成像 L–Band：1 ~ 2 GHz， S-Band： 2 ~ 4 GHz， C-Band：4 ~ 8 GHz， X-Band：8 ~ 12.5 GHz，  如：军用和气象卫星 – Ku-Band：12.5 ~ 18 GHz， – K-Band： 18 ~ 26.5 GHz， – Ka-Band： 26.5 ~ 40 GHz， 用于 FSS 和 BSS (DBS) 用于 FSS 和 BSS 用于 FSS BSS (DBS)：广播（直播）卫星 不同卫星使用不同的频段 范晓晴 5 November 2015 10 卫星传输段分段定义 5 November 2015 范晓晴 t𝑔−1 方位角 𝛼𝑍= 180 + = 180 − 极化角∅𝑝 = 𝑡𝑔−1 1