第八讲卫星通信系统

1、卫星通信系统 概述一 卫星通信的基本概念二 INMARSAT海事卫星通信系统三 INMARSAT在GMDSS中的作用 第一节第一节 卫星通信的基本概念卫星通信的基本概念 l什么叫卫星通信什么叫卫星通信l什么叫静止卫星和静止卫星通信系统什么叫静止卫星和静止卫星通信系统l卫星覆盖区卫星覆盖区l实现全球通信的条件实现全球通信的条件 l衡量卫星通信系统性能的主要技术指标衡量卫星通信系统性能的主要技术指标 l卫星通信的特点卫星通信的特点短波通信短波通信利用利用电离层电离层反射短波反射短波通信通信电离层电离层地球GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作 卫星通信卫星通信利用人造地球卫星作利用人造地球卫星作

2、为为中继站中继站转发无线电信号转发无线电信号, , 在两个或多在两个或多个地球站之间进行的通信。个地球站之间进行的通信。 GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作什么叫静止卫星？什么叫静止卫星？ 一、卫星的种类一、卫星的种类 二、什么叫静止卫星？二、什么叫静止卫星？ 卫星的种类卫星的种类1 1 按卫星的结构划分按卫星的结构划分无源卫星有源卫星卫星内部是否含有有源器件卫星的种类卫星的种类2 2按卫星的轨道划分按卫星的轨道划分 1）按卫星轨道的形状卫星轨道的形状划分 圆形轨道卫星 椭圆形轨道卫星2 2）按卫星距地球表面的高度划分）按卫星距地球表面的高度划分低轨道：H5,000Km ; h 4小时

3、中轨道：5,000Km H 20,000Km; 4小时 h 20,000Km ; h 12 小时 注：H：表示高度，h：旋转一圈所需时间GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作卫星的种类2续n3）按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角n = 0 ，赤道轨道卫星 ；n = 90 ，极轨道卫星;n0 90,倾斜轨道卫星 注：注： 表示夹角表示夹角GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作卫星轨道平面与地球赤道平面的夹卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图角示意图090倾斜轨道倾斜轨道=0赤赤 道轨道道轨道=90 极轨道极轨道GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作卫星的种

4、类卫星的种类2 2续续 按卫星的轨道划分（续）按卫星的轨道划分（续） 按相对于地球的运动状态相对于地球的运动状态划分 运动轨道卫星静止轨道卫星 GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作什么叫静止卫星？什么叫静止卫星？ 卫星在地球赤道上空，距地面 35,786 公里的圆形轨道上绕地球旋转，卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角为 0，其绕地球旋转一周的时间和地球自转一周所需时间相同为 24 小时，并且其围绕地球旋转的方向和地球自转的方向相同，不论在地球的什么地方观察卫星，卫星始终是相对静止不动的我们把这种卫星称为静止卫星。GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作卫星覆盖区卫星覆盖区一、定义：一、定义：

5、 卫星在地球表面的投影二、静止卫星覆盖二、静止卫星覆盖区：区： 覆盖面积超过地球表面总面积的三分之一BA B 间 弧 长18100KM35786KM地球静止卫星AGMDSSGMDSS原理与操作原理与操作地 球 周 长40075.24KM实现全球通信的条件实现全球通信的条件 在静止卫星轨道放置四颗四颗静止卫星,在卫星覆盖区的重叠部分建立转发站转发站 ，则经过一次跳变，即通过一颗卫星或经过二次跳变和转发站便可实现二个地球站间的通信联络 ，并可基本实现基本实现全球通信 P3P2P1GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作卫星通信线路的信道复用与多址连接 多路复用方式1.频分多路复用2.时分多路复用

6、调制方式 多址连接方式1.频分多址连接方式2.时分多址连接方式3.空分多址连接方式4.码分多址连接方式 信道分配方式GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作卫星通信的特点 o 优点优点 : :n 覆盖面积大、通信距离远、灵活机动并可基本实现全球通信。n 频带宽、通信容量大。n 抗干扰能力强，通信质量高。n 卫星通信系统是实时、全天候通信系统。n 功效高。GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作 缺点：缺点：技术难度大，投资多，费用高。卫星通信有较大的信号延迟和回声干扰。第三节第三节 INMATSAT INMATSAT 简介简介3.1 Inmarsat海事卫星通信系统海事卫星通信系统原名：国际海

7、事卫星组织原名：国际海事卫星组织 国际移动卫星组织国际移动卫星组织现名：国际移动卫星公司现名：国际移动卫星公司GMDSS原理与操作INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成n INMARSAT 通信系统：q空间段空间段q地面站地面站卫星通信地面网络（含网络协调站NCS、网络控制中心NCC）q移动地球站移动地球站卫星移动通信终端（MES） GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作INMARSAT 系统组成空间段 海事卫星（海事卫星（SatelliteSatellite） 接收岸站和船站发来的信号，对所接收的信号加以放大和处理, 然后转发给船站或岸站。 POR IOR AOR-E AOR

8、-WInmarsat 卫星覆盖图卫星覆盖图点波束模式与全球覆盖模式点波束模式与全球覆盖模式 点波束模式点波束模式：将卫星发射功率集中在一些航运密集，通信业务繁忙的地区，以便为这一地区提供更多的通信线路，并可进一步减小移动站的体积。 全球覆盖模式全球覆盖模式: :除了给航运密集的地区提供足够的能量、保证其正常通信外，也兼顾航运稀疏过往船舶较少的地区，使得航行于世界任何地区的船舶能够利用卫星进行通信。GMDSS原理与操作INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成空间段空间段l卫星控制中心（卫星控制中心（SCCSCC） 英国英国INMARSAT 卫星控制中心位于伦敦伦敦INMARSAT 总

9、部，卫星控制中心接收从全球测控站（TTC)发来的数据将这些数据加以处理，并通过测控站对 INMARSAT 卫星进行控制和管理。作用：负责对作用：负责对INMARSAT INMARSAT 通信卫星的控制。通信卫星的控制。INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成空间段空间段l 测控站（TTC) 测控站直接对INMARSAT 卫星进行控制和管理。测控站跟踪遥测卫星，并把测得的数据送卫星控制中心处理。测控站还接收卫星控制中心发来的分析结果，以此为依据给卫星发指令，对卫星进行控制。全球设立了四个测控站，分别是加拿大的考伊琴湖（Lake Cowichan）与彭南特角 (Pennant Poin

10、t)、意大利的福希诺(Fucino)和中国的北京（Beijing）。测控站在必要时可以替代卫星控制中心控制卫星，起到备用的作用。GMDSS原理与操作INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成地面段地面段l网络协调站网络协调站(NCS)(NCS) 在每个洋区都有一个岸站岸站兼作网络协调站，对本洋区的通信情况进行监控对本洋区的通信情况进行监控。 NCS之间的相互通信，由INMARSAT网络操作中心控制。 GMDSS原理与操作INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成地面段地面段l网络控制中心网络控制中心(NCC)(NCC) 它使用全球通信网络与四个网络协调站连接起来。网络控制中

11、心和网络协调站进行信息交换，可以使网络控制中心对整个网络的通信业务进行监视、协调和控制。作用：通过四个网络协调站，对整个INMARSAT系统的通信情况进行监管、协调和控制GMDSS原理与操作INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成地面段地面段l地面站（地面站（LESLES）地面站也称陆地地球站，是陆地网络和移动终端的网关（接口）。目前每一个卫星覆盖区可建立若干个地面站，其中一个地面站兼做网络协调站，在四颗卫星的情况下，全球最多可建6060个地面站。GMDSS原理与操作INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成用户段用户段oINMARSAT INMARSAT 船舶地球站船舶

12、地球站（简称：船站（简称：船站(SES)(SES)、移动站、移动站(MES)(MES)作用：通过卫星和岸站与陆地用户或其它 船站之间进行通信联络 种类： 包括A 站、C站、B站、M站、E站、 F站和P站等多种型号的船站 .GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作INMARSAT标准业务功能电传网络电话网络Inm-A LESInm-A移动终端Inmarsat卫星Inmarsat-系统标准业务包括：电话，传真，电传，电子邮件，数据传输应急通信服务2.INMARSAT系统分类及主要特点目前存在的主要系统和特点：系统：投入运营时间：业务：特点：年正式投入商业运行 电传、数据（600 bps）、E-ma

13、il 全向螺旋状天线、全球波束，终端小、重量轻，传送短信息极为经济存储转发方式系统：投入运营时间：业务：特点：M系统：投入运营时间：业务： 该系统不符合GMDSS系统要求年正式投入商业运行 电话、电传（2.4 kbps）、传真和数据（9.6 kbps）、高速数据（64/55 kbps）直径1米抛物面天线，全球波束点波束适用大业务量4 年正式投入商业运行 电话、传真、低速数据业务F系统：投入运营时间：业务：特点：年正式投入商业运行 f77 f55 f33电话、传真、ISDN（综合业务数字网）、MPDS（移动分组交换数据业务）高速E-mail定向天线 全球波束/点波束，具有较高传输速率，大信息量传输较经济，MPDS功能可满足24小时上网第三节第三节 INMARSATINMARSAT在在GMDSSGMDSS中的作用中的作用 INMARSAT系