《卫星通信系统》课件

2022/11/26第六章卫星通信系统中国民航大学电子信息工程学院王磊wanglei@2022/11/26第六章卫星通信系统中国民航大学电子信息2第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海事卫星通信系统

6.3航空移动卫星通信业务

6.4VAST卫星通信网络6.5中国民航C波段卫星通信网络2第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海36.1卫星通信系统概述卫星通信简况卫星通信的定义卫星通信发展历史卫星通信系统分类卫星通信特点卫星通信系统组成卫星通信系统的技术体制36.1卫星通信系统概述卫星通信简况46.1卫星通信系统概述什么是卫星通信？卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信工作在微波频段。46.1卫星通信系统概述什么是卫星通信？56.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统绝大多数通信卫星是地球同步卫星（静止卫星）卫星运行于赤道上空距地面约35786km周期24小时，相对于地面静止56.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统66.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统3颗卫星即可覆盖全球重叠区内地球站可用于不用卫星覆盖区内地球站通信66.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统76.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束全球覆盖：卫星天线照射地球表面最大面积，约17.4度区域覆盖：典型的区域覆盖天线波束宽度5度点波束覆盖：天线的波束宽带约2度全球覆盖区域覆盖点波束覆盖76.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束全球覆盖区域覆盖点波束86.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束赋形波束（成形波束）86.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束96.1卫星通信系统概述非全球波束的优点提高卫星有效辐射功率，提高系统容量在系统容量不变的情况下，减小地球站天线口径，因而提高地球站的机动性和灵活性便于实现空分多址96.1卫星通信系统概述非全球波束的优点106.1卫星通信系统概述卫星通信简史1945年，英国《Extra-TerrestrialRelays》一文中提出利用3颗静止卫星覆盖全球的设想。1945年到1964年间，曾经先后利用月球、气球、铜针偶极子带作为中继，进行电话电视传输试验1957年，前苏联发射了第1颗LEO卫星－Sputnic（美苏太空竞赛的导火索）1962年，美国第1次发射了真正实用通信卫星（Telstar/MEO）1965年，第1颗商业通信卫星（INTELSAT-1）进入静止轨道1990-2000年，引入卫星直播音频（DAB）业务2000-2005年，引入宽带个人通信；Ka频段系统得到迅速发展；多个LEO和MEO卫星系统投入运行106.1卫星通信系统概述卫星通信简史116.1卫星通信系统概述卫星通信简史（我国）1970年，我国发射成功第一颗人造地球卫星“东方红1号”1972年，北京、上海建设4座大型地球站1975年，第一个试验性卫星通信工程开始全面实施。1984年，成功发射第一颗试验通信卫星（静止卫星，E125°）1986年第一颗实用通信卫星发射成功（E103°）当前，国家公用卫星通信网和各部门的专用卫星通信网（长途电话、传真、数据、电视等业务）116.1卫星通信系统概述卫星通信简史（我国）126.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类按卫星运动状态同步卫星通信系统运动卫星通信系统按卫星通信范围国际卫星通信系统区域卫星通信系统国内通信卫星系统按卫星转发能力有源卫星通信系统（主动型）无源卫星通信系统（被动型）126.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类136.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）按基带信号体制模拟卫星通信系统数字卫星通信系统按多址方式频分多址（FDMA）卫星通信系统时分多址（TDMA）卫星通信系统空分多址（SDMA）卫星通信系统码分多址（CDMA）卫星通信系统混合多址卫星通信系统136.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）146.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）按所用频段特高频（UHF）卫星通信系统超高频（SHF）卫星通信系统极高频（毫米波）（EHF）卫星通信系统激光卫星通信系统按通信业务种类固定业务卫星通信系统移动业务卫星通信系统广播电视卫星通信系统科学实验卫星通信系统146.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）156.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）按卫星轨道高度高轨（HEO,GEO）卫星中轨(MEO)卫星低轨(LEO)卫星156.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）166.1卫星通信系统概述250ms100ms15ms传送延迟来回时间传输延迟大卫星成本较高轨道位置有限卫星体系复杂有多普勒效应生命周期短卫星体系复杂有多普勒效应缺点地表覆盖率42.2%无多普勒效应中度成本传输延迟低低成本传输延迟低讯号衰减低优点24hrs2-4hrs15min可用时间36000km3000-30000km300-3000km高度同步卫星GEO中轨卫星MEO低轨卫星

LEO型态166.1卫星通信系统概述250ms100ms15ms传送176.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）按卫星重量卫星等级英文名称质量大卫星LargeSatellite一千公斤以上小卫星SmallSatellite五百公斤至一千公斤迷你卫星Mini-Satellite一百公斤至五百公斤微卫星Micro-Satellite十公斤至一百公斤微小卫星(奈米级卫星)Nano-Satellite一公斤至十公斤微微卫星(皮米级卫星)Pico-Satellite一公斤以内176.1卫星通信系统概述卫星通信系统分类（续）卫星等级英186.1卫星通信系统概述卫星通信特点——优点（1）通信距离远，且费用与通信距离无关。(最大通信距离18000km）（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）机动灵活。（5）通信线路稳定可靠，传输质量高186.1卫星通信系统概述卫星通信特点——优点196.1卫星通信系统概述卫星通信特点——缺点和问题（1）静止卫星的发射与控制技术比较复杂。（2）地球高纬度地区通信效果不好，并且两极地区为通信盲区。（3）存在日凌中断和星蚀现象。（4）电波的传播时延较大和存在回波干扰。

单跳时延0.27秒196.1卫星通信系统概述卫星通信特点——缺点和问题206.1卫星通信系统概述日凌中断和星蚀现象206.1卫星通信系统概述日凌中断和星蚀现象216.1卫星通信系统概述卫星通信系统的组成卫星通信系统主要由空间分系统、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统四大功能部分组成。216.1卫星通信系统概述卫星通信系统的组成226.1卫星通信系统概述空间分系统指通信卫星，主要由天线分系统、遥测与指令分系统、控制分系统、通信分系统和电源分系统组成。通信地球站由天线馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设备等组成226.1卫星通信系统概述空间分系统236.1卫星通信系统概述跟踪遥测及指令分系统（TT&C，tracking,telemetryandcommandstation）对卫星进行跟踪测量，控制其准确进入静止轨道上的确定位置，并对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开通前的监测和校正。监控管理分系统(SCC,satellitecontrolcenter)对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开通前的监测和业务开通后的例行监测和控制，以确保通信卫星正常运行和工作。236.1卫星通信系统概述跟踪遥测及指令分系统（TT&C，246.1卫星通信系统概述卫星转发器（通信卫星中的通信分系统）为避免同频干扰，收发不同频，需要混频246.1卫星通信系统概述卫星转发器（通信卫星中的通信分系256.1卫星通信系统概述卫星通信系统的工作频段大气中自由电子、离子、氧和水气分子对电波的吸收衰减256.1卫星通信系统概述卫星通信系统的工作频段大气中自由266.1卫星通信系统概述卫星通信系统的工作频段（续）外界噪声对接收信号的影响1-266.1卫星通信系统概述卫星通信系统的工作频段（续）外界276.1卫星通信系统概述卫星通信系统的工作频段（续）UHF波段：400/200MHzL波段：1.6/1.5GHzC波段：6.4GHzX波段：8/7GHzKu波段：14/11GHz、14.12GHzKa波段：30/20GHz276.1卫星通信系统概述卫星通信系统的工作频段（续）286.1卫星通信系统概述卫星通信系统的技术体制多址方式FDMATDMACDMASDMA286.1卫星通信系统概述卫星通信系统的技术体制296.1卫星通信系统概述TDMA帧结构296.1卫星通信系统概述TDMA帧结构306.1卫星通信系统概述例某一TDMA系统5个地球站共用一卫星转发器，TDMA帧周期（frameduration）为125μs，数据速率为40Mbps，话音信号采样频率为8kHz，8bit量化，每一地面站的报头时间（preambletime）为5μs，保护时间（guardtime）为2μs,计算每一地面站可容纳的语音信道数目。306.1卫星通信系统概述例某一TDMA系统5个地球站共316.1卫星通信系统概述解：316.1卫星通信系统概述解：326.1卫星通信系统概述卫星通信系统的技术体制（续）信道分配方式信道含义：FDMA中指频段，TDMA中指时隙，CDMA中指正交码组等预分配方式固定预分配（PAMA）按时预分配（TPA）按需分配方式全可变方式分群全可变方式随机分配方式326.1卫星通信系统概述卫星通信系统的技术体制（续）33作业1.卫星通信系统主要由哪几部分组成，主要功能是什么？2.什么是日凌和星蚀中断现象？33作业1.卫星通信系统主要由哪几部分组成，主要功能是什么？34第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海事卫星通信系统

6.3航空移动卫星通信业务

6.4VAST卫星通信网络6.5中国民航C波段卫星通信网络34第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2356.2海事卫星通信系统美国于1976年建立了世界上第一个海事卫星通信站1979年7月国际海事卫星组织（INMARSAT）成立,最初有28个成员国先后租用美国MARISAT，欧洲INTELSAT1982年建立了国际海事卫星通信系统，成为第一代国际海事卫星通信系统INMARSAT总部设在伦敦，系政府间合作356.2海事卫星通信系统美国于1976年建立了世界上第366.2海事卫星通信系统包括四个重叠覆盖区域，这种复叠覆盖可保证发生故障时业务不致中断最初用于海事通信，目前INMARSAT已成为世界上唯一为海陆空用户提供全球移动卫星公众通信和遇险安全业务的国际组织国际海事卫星组织（现已改称国际移动卫星组织）是全球移动卫星通信业务的主要提供者366.2海事卫星通信系统包括四个重叠覆盖区域，这种复叠376.2海事卫星通信系统国际海事卫星（INMARSAT）是一个GEO卫星系统组成: 空间段 地面站 移动终端376.2海事卫星通信系统国际海事卫星（INMARSAT386.2海事卫星通信系统空间段空间段:通信卫星、网络控制中心和网络协调站组成通信卫星INMARSAT分布在地球同步轨道上，距地球约为35800km。卫星收发采用L波段和C波段，天线采用圆极化方式。网络控制中心（NOC）负责检测、协调和控制网络内所有卫星的操作运行。网络协调站（NCS）的主要任务包括分配语音、数据和高速数据信道频率。386.2海事卫星通信系统空间段396.2海事卫星通信系统地面站（岸站）地面站:设在海岸附近的地球站，它既是卫星系统与地面系统的接口，又是一个控制和接入中心主要功能有： ①对从船舶或陆上来的呼叫分配和建立信道； ②信道状态（空闲、正在受理申请、占线等）的监视和排队的管理396.2海事卫星通信系统地面站（岸站）406.2海事卫星通信系统地面站（岸站）（续）③船舶识别码的编排和核对；④登记呼叫，产生计费信息；⑤遇难信息监收；⑥卫星转发器频率偏差的补偿；⑦通过卫星的自环测试；⑧在多岸站运行时的网络控制功能；⑨对船舶终端进行测试。406.2海事卫星通信系统地面站（岸站）（续）416.2海事卫星通信系统移动终端(船站)移动终端信号上达卫星，再经地面站，通过国际或国内的邮电公众通信网与其他的用户通信。反过来，公众网用户也可以通过卫星与卫星移动终端联系。416.2海事卫星通信系统移动终端(船站)426.2海事卫星通信系统海事卫星电话便携性好可移动性新的终端带宽比较宽426.2海事卫星通信系统海事卫星电话便携性好可移动性新436.2海事卫星通信系统海事卫星电话（续）汶川灾区一线救援人员正在用海事卫星电话与外界沟通436.2海事卫星通信系统海事卫星电话（续）汶川灾区一线救446.2海事卫星通信系统INMARSAT航空系统1990年开始全球运行由卫星、航空地球站（简称航站）和机站卫星与航站之间通信用C和L波段双频，卫星和机站之间通信用L波段446.2海事卫星通信系统INMARSAT航空系统456.2海事卫星通信系统航空移动通信系统的限制因素带宽有限EIRP（等效全向辐射功率）有限飞机高速运动引起的多普勒效应比海事系统严重得多多径衰落效应比海事系统严重得多频率重用高功率放大器交错编码、比特交织与偏置调制机站天线仰角大于25度如何

应对456.2海事卫星通信系统航空移动通信系统的限制因素频率重46第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海事卫星通信系统

6.3航空移动卫星通信业务

6.4VAST卫星通信网络6.5中国民航C波段卫星通信网络46第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.247现在的通信未来的通信通信47现在的通信未来的通信通信486.3航空移动卫星通信业务——概况航空移动通信业务（AMSS）概述AeronauticalMobileSatelliteService移动通信业务提供全球范围内，包括双向话音通信、传真和数据通信服务由国际移动卫星组织（INMARSAT）从海事移动卫星业务扩展而来始用于1990年486.3航空移动卫星通信业务——概况航空移动通信业务（496.3航空移动卫星通信业务——概况航空移动通信业务（AMSS）概述（续）首先提供航空旅客通信（APC）用的空中电话，后扩展到传真，直至数据链从向航空公司提供航务通信（AOC）、管理通信（AAC）直至空中交通服务（ATS）通信从航空非安全通信到航空安全通信，直至全面的空地通信服务数据链路从面向字符协议到面向位协议496.3航空移动卫星通信业务——概况航空移动通信业务（506.3航空移动卫星通信业务——概况航空移动通信业务（AMSS）概述（续）飞机与卫星之间通信采用L波段，下行1545-1555MHz，上行1646.5-1656.5MHz航空地面地球站和网络协调站与卫星之间通信可采用C（INMARSAT）或Ku（MTSAT）频段，跟踪遥控站与卫星之间通信可采用C、Ku或Ka频段AMSS信息传输过程中按优先级高低有序传播506.3航空移动卫星通信业务——概况航空移动通信业务（516.3航空移动卫星通信业务——概况AMSS通信系统的特点飞机速度高，机动性大，活动范围广，所通过区域电磁环境可能有大而迅速的变化飞机某些部位的电磁散射可能干扰通信信号飞机速度快，产生较大的多普勒频移多径衰落叫地面小，衰落储备量可以低些516.3航空移动卫星通信业务——概况AMSS通信系统的526.3航空移动卫星通信业务——概况AMSS的业务种类1、数据通信2、自动相关监视(ADS)3、话音通信

应急通信及驾驶员与管制员间的非常规通信仍需用话音通信。526.3航空移动卫星通信业务——概况AMSS的业务种类536.3航空移动卫星通信业务——概况AMSS的业务种类（续）空中交通服务（ATS）航务管理通信（AOC）航空行政管理通信（AAC）航空旅客通信（APC）

其中ATS和AOC属于安全通信，AAC和APC属于非安全通信。536.3航空移动卫星通信业务——概况AMSS的业务种类546.3航空移动卫星通信业务——设备AMSS设备系统组成空间段通信卫星地面地球站GES提供空间段与地面固定话音和数据网络之间的接口机载地球站AES网络协调站NCS管理卫星资源在各GES的分配546.3航空移动卫星通信业务——设备AMSS设备556.3航空移动卫星通信业务——设备空间段(卫星转发器)平台包括姿态和轨道控制系统，跟踪、遥测和指令系统，机械骨架及通信载荷和电源分系统。通信载荷(通信转发器)正向转发器：接收GES发来的(C或Ku)频段信号，变为L频段信号，转发至AES；饱和输出功率约80W反向转发器：接收AES发来的L频段信号，变为C(或Ku)频段信号，转发至GES）；饱和输出功率约20W抛物面天线增益公式556.3航空移动卫星通信业务——设备空间段(卫星转发器566.3航空移动卫星通信业务——设备转发器方框图566.3航空移动卫星通信业务——设备转发器方框图576.3航空移动卫星通信业务——设备地面地球站(GES)每个卫星波束覆盖一到多个GES多个GES中可能指定一个GES协调全网工作，称为网络协调站（NCS）组成天线C或Ku频段收发机L频段收发机网络管理设备576.3航空移动卫星通信业务——设备地面地球站(GES586.3航空移动卫星通信业务——设备586.3航空移动卫星通信业务——设备596.3航空移动卫星通信业务——设备天线C频段天线直径9～13米，远离干扰严重的郊区Ku频段天线直径7米，可置于近郊区及城内备份保证可靠工作每颗卫星应有不止一个GES，彼此可代用最好有一个备份GES经常指向备用卫星，若工作卫星故障，可立即转至备用GES和备用卫星否则，若将GES的大型天线重新指向备用卫星一般需3-5分钟596.3航空移动卫星通信业务——设备天线606.3航空移动卫星通信业务——设备606.3航空移动卫星通信业务——设备616.3航空移动卫星通信业务——设备616.3航空移动卫星通信业务——设备626.3航空移动卫星通信业务——设备C（或Ku）频段收发信机收发首先经过70MHz中频再变频为射频L频段收发信机对于GES，空地通信本身不用L频段，由于GES与卫星间有多普勒频移，也由于卫星转发器中本振有较大频率偏移，需要对C(或Ku)频段载波进行自动频率补偿，因此收发信机需用L频段“导频”网络管理（NCP）设备控制卫星容量分配，建立优先权体制626.3航空移动卫星通信业务——设备C（或Ku）频段收636.3航空移动卫星通信业务——设备机载地球站AES组成：天线、卫星数据单元（SDU）、射频单元（RFU）、高功率放大器（HPA）636.3航空移动卫星通信业务——设备机载地球站AES646.3航空移动卫星通信业务——设备卫星数据单元（SDU）包括调制解调器、纠错编译码器、交织/去交织器、扰码去扰码器、数据速率切换控制器等获得基带或中频信号射频单元（RFU）包括低功率放大器、滤波器、变频器等将基带或中频信号变频到射频高功率放大器（HPA）射频功放646.3航空移动卫星通信业务——设备卫星数据单元（SD656.3航空移动卫星通信业务——设备天线天线类型顶装小型可控型，装在天线罩内顶装相控阵天线装在两侧与机身共形的相控阵天线天线增益低增益(0dB)中增益(6dB)高增益(12dB)656.3航空移动卫星通信业务——设备天线666.3航空移动卫星通信业务——设备网络协调站（NCS）NCS和各GES的接口，目的是管理卫星资源的分配，即卫星功率和通信信道在各GES间的分配。666.3航空移动卫星通信业务——设备网络协调站（NCS676.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术物理层——4种信道数据信道：P信道R信道T信道话音信道：C信道676.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术物理层——686.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术P信道时分复用分组方式数据信道仅用于正向(GES到AES)，传送信令和用户数据Psmc信道----系统管理功能Pd信道----其他功能686.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术P信道696.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术R信道随机多址存取信道仅用于反向(AES到GES)，传送信令和小量用户数据,以突发方式工作,多架飞机可以共用一条R信道。Rsmc信道----系统管理功能Rd信道----其他功能696.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术R信道706.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术T信道预约时分多址信道仅用于反向传送较大的报文数据工作时先用R信道为T信道预约一定数量的时隙706.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术T信道716.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术C信道按需分配电路交换方式716.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术C信道726.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术调制方式信道速率≤2400bps，航空二相相移键控（A-BPSK）信道速率≥2400bps，航空四相相移键控（A-QPSK）常用信道间隔17.5KHz10KHz7.5kHz5.0/2.5kHz信道编码卷积码726.3航空移动卫星通信业务——系统结构与技术调制方式736.3航空移动卫星通信业务——机载移动式卫星通信几种地空通信方式比较VHF优点：技术成熟，通信质量好，设备资费适中缺点：通信距离近HF优点：技术成熟，成本低，通信距离远缺点：通信质量差，不稳定，易受干扰AMSS优点：技术先进，通信质量好，通信距离远缺点：投资费用高，运行费用高，技术不够成熟736.3航空移动卫星通信业务——机载移动式卫星通信几种地74第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海事卫星通信系统

6.3航空移动卫星通信业务

6.4VAST卫星通信网络6.5中国民航C波段卫星通信网络74第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2756.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介VAST卫星通信网络的组成VAST卫星通信网络的网络结构VAST网络协议VAST站原理756.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介766.4VAST卫星通信网络——简介VSAT卫星通信的基本概念所谓VSAT（VerySmallApertureTerminal）卫星通信网络，其含义是“甚小口径终端”卫星通信系统。是指利用大量小口径天线的小型地球站与—个大站协调工作构成的卫星通信网络。可以通过它进行单向或双向数据、语音、图像及其它业务通信。

766.4VAST卫星通信网络——简介VSAT卫星通信的基776.4VAST卫星通信网络——简介VSAT卫星通信的基本概念（续）VSAT是卫星通信技术发展的一个重要成果天线口径越来越小VSAT的另外一种定义VSAT是天线典型口径小于2.4m，且适用在用户房顶或附近简易安装的通过中央站或另一VSAT站能够提供多种业务的小型地球站。这个定义充分反映了VSAT卫星通信系统的特点。VSAT系统天线口径小到可直接安装在用户房顶或附近，并且结合其它先进的技术措施，使其具有独特的优点。776.4VAST卫星通信网络——简介VSAT卫星通信的基786.4VAST卫星通信网络——简介VSAT的特点小口径天线，天线口径0.3-2.4m，设备简单，体积小，重量轻，功耗小，造价低，安装、维护和操作简便组网灵活，易扩展和改进多种业务可以在一个网内并存，适于多种数据率和多种业务类型：数据、话音、图象等可建立直接面对用户的直达电路集成化程度高，VSAT从外表看只有天线、室内单元(IDU)和室外单元(ODU)三部分786.4VAST卫星通信网络——简介VSAT的特点796.4VAST卫星通信网络——简介VSAT的特点（续）智能化功能强，可无人操作覆盖范围广，特别适合用户分散、业务量轻的边远地区和用户终端分布范围广的专用通信网互操作性好，采用不同标准的用户可以跨越不同的地面网而在同一个VSAT网内进行通信796.4VAST卫星通信网络——简介VSAT的特点（续）806.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介VAST卫星通信网络的组成VAST卫星通信网络的网络结构VAST网络协议VAST站原理806.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介816.4VAST卫星通信网络——组成VAST卫星通信系统组成主站（也叫中央站、中心站、枢纽站）包括网络管理系统VSAT站（也叫小站）数量众多通信卫星主要是卫星转发器816.4VAST卫星通信网络——组成VAST卫星通信系统826.4VAST卫星通信网络——组成826.4VAST卫星通信网络——组成836.4VAST卫星通信网络——组成主站VSAT网的核心它与普通地球站一样，使用大型天线，天线直径一般约3.5m～8m（Ku波段）或7m～13m（C波段）主站通常规模做的较大（如天线口径，发射功率等），功能也比较复杂。为了提高可靠性，中央站通常还要有备份（站备份或设备备份）836.4VAST卫星通信网络——组成主站846.4VAST卫星通信网络——组成主站主站通常与主计算机配置在一起，也可通过地面线路与主计算机连接。为了对全网进行监测、控制、管理与维护，在主站还设有网络监控与管理中心，对全网运行状态进行监控管理，如监测地球站及主站本身的工作状况、信道质量、信道分配、统计、记费等等。846.4VAST卫星通信网络——组成主站856.4VAST卫星通信网络——组成主站的组成856.4VAST卫星通信网络——组成主站的组成866.4VAST卫星通信网络——组成VAST站安装在VSAT用户处的独立单元。它提供用户终端设备与卫星信道的接口。为了降低VSAT站成本，其设计尽量简单，例如单接收VSAT站不含任何发射设备VSAT站通常不设备份866.4VAST卫星通信网络——组成VAST站876.4VAST卫星通信网络——组成VAST站的组成小口径天线室外单元ODU（OutdoorUnit）室外单元的组件紧密地集成在一起，其结构防水、易散热、便于安装，通常设置在天线馈源附近。室内单元IDU（IndoorUnit）室内外单元之间通常以同轴电缆连接。876.4VAST卫星通信网络——组成VAST站的组成886.4VAST卫星通信网络——简介886.4VAST卫星通信网络——简介896.4VAST卫星通信网络——组成896.4VAST卫星通信网络——组成906.4VAST卫星通信网络——组成VAST系统主站与VAST站的比较主站发射功率大于VAST站主站的天线尺寸比VAST站大得多主站具有网络管理和控制的功能906.4VAST卫星通信网络——组成VAST系统主站与V916.4VAST卫星通信网络——组成卫星转发器一般采用工作于C或Ku波段的同步卫星透明转发器。在第一代VSAT网中主要采用C波段转发器，从第二代VSAT开始，以采用Ku波段为主。卫星转发器造价很高，空间部分设备的经济性是VSAT网必须考虑的一个重要问题，因此，可以只租用转发器的一部份，地面终端网可以根据所租用卫星转发器的能力来设计。916.4VAST卫星通信网络——组成卫星转发器926.4VAST卫星通信网络——组成VSAT的工作频段C频段电波传播条件好、降雨影响小、可靠性高、VAST站设备简单、可利用地面微波成熟技术、开发容易、系统费用低。由于与地面微波线路干扰问题，功率通量密度不能太大，限制了天线尺寸进一步小型化。而且在干扰密度强的大城市选址困难。C波段通常采用扩频技术降低功率谱密度，以减小天线尺寸。但采用扩频技术限制了数据传输速率的提高。926.4VAST卫星通信网络——组成VSAT的工作频段936.4VAST卫星通信网络——组成VSAT的工作频段Ku频段与C频段相比，不存在与地面微波线路互相干扰问题，架设时不必考虑地面微波线路而可随地安装。允许的功率通量密度较高，天线尺寸可以更小，传输速率可更高。天线尺寸一样时，天线增益比C频段高6~10dB。因此，目前大多数VSAT系统主要采用Ku频段。抛物面天线增益936.4VAST卫星通信网络——组成VSAT的工作频段抛946.4VAST卫星通信网络——组成VSAT按波段分类C波段VAST，6/4GHz，一般C频段VSAT站的天线口径为2.4m、1.8m、1.2mKu波段VAST，14/12GHz，一般天线口径1m左右，如1.2m、1m、0.75m、0.6mKa波段VAST，30/20GHz，天线口径0.6m甚至更小在相同的条件下（例如相同的频段、相同的转发器条件）话音VSAT网的VAST站为了实现VAST站之间的直接通信，其天线明显大于只与主站通信的数据VSAT站。946.4VAST卫星通信网络——组成VSAT按波段分类956.4VAST卫星通信网络——组成按照通信方式，VSAT系统可分为单向和双向VSAT系统。单向VSAT系统VSAT只具有单向传输功能。一般是单向接收，如数据广播系统。图像和数据等信号从主站传输到许多单收VSAT终端。如证券公司的数据信息发布系统。也有单向发送，数据采集系统，比如新闻数据采集系统，气象数据采集系统。956.4VAST卫星通信网络——组成按照通信方式，VSA966.4VAST卫星通信网络——组成单向VSAT数据广播系统966.4VAST卫星通信网络——组成单向VSAT数据广播976.4VAST卫星通信网络——组成单向VSAT新闻数据采集系统976.4VAST卫星通信网络——组成单向VSAT新闻数据986.4VAST卫星通信网络——组成双向VSAT系统VSAT与主站，或VSAT与VSAT之间可进行交互通信，它由主站控制许多VSAT终端来提供数据传输、语音和传真等业务。如电话传输用的VSAT系统。主战（中心站）发送给VSAT的信号称为外向(outbound)传输或出境。VSAT发送给主站（中心站）的信号称为内向(inbound)传输或入境。986.4VAST卫星通信网络——组成双向VSAT系统996.4VAST卫星通信网络——组成出境(外向)入境(内向)中央地球站VSAT用户小站通信卫星双向VSAT系统996.4VAST卫星通信网络——组成出境(外向)入境(内1006.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介VAST卫星通信网络的组成VAST卫星通信网络的网络结构VAST网络协议VAST站原理1006.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介1016.4VAST卫星通信网络——网络结构VSAT网的网络结构广播式点到多点--单向星状双向交互式--双向星状点到点式--双向网状混合型--双向网状网络结构1016.4VAST卫星通信网络——网络结构VSAT网的网1026.4VAST卫星通信网络——网络结构实际的VSAT卫星通信网络常用混合型的网络拓扑结构在星状网络中，各VSAT地球站都是直接与主站发生联系，而各VSAT地球站之间是不能经通信卫星直接进行通信的。必要时须经主站转发，才能进行连接和通信。1026.4VAST卫星通信网络——网络结构实际的VSAT1036.4VAST卫星通信网络——网络结构根据经过卫星转发器的转发次数，又分为单跳和双跳体系结构。(a)广播式点到多点--单向星状（单跳）(b)双向交互式--双向星状（双跳）

星状网络拓扑结构单跳和双跳体系结构示意图

1036.4VAST卫星通信网络——网络结构根据经过卫星转1046.4VAST卫星通信网络——网络结构双跳体系结构中，各VSAT地球站之间一般都是通过主站间接地进行通信。这种网络结构，由于一条通信线路要经过两跳的延迟，因而，对于要求实时的话音业务来说，是不适用的，而只适用于记录话音业务和数据业务。

1046.4VAST卫星通信网络——网络结构双跳体系结构中1056.4VAST卫星通信网络——网络结构(a)点到点式--双向网状 (b)混合型--双向网状

网状网络拓扑结构中单跳和单跳与双跳相结合体系结构示意图

1056.4VAST卫星通信网络——网络结构(a)点到点式1066.4VAST卫星通信网络——网络结构在网状网络中，任何两个VSAT地球站之间都是单跳结构，因而它们可以直接进行通信。但是必须利用一个主站控制与管理网络内各地球站的活动，并按需分配信道。显然，单跳星状结构是最简单的网络结构，而网状网络结构则是最复杂的网络结构，它具有全连接特性，并能按需分配卫星信道。1066.4VAST卫星通信网络——网络结构在网状网络中，1076.4VAST卫星通信网络——网络结构混合网络结构一种单跳与双跳相结合的混合网络结构网络的信道分配、网络的监测管理与控制等由主站负责但是通信不经主站连接。从网络结构来说，数据和话音信道是网状网，控制信道是星状网1076.4VAST卫星通信网络——网络结构混合网络结构1086.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介VAST卫星通信网络的组成VAST卫星通信网络的网络结构VAST网络协议VAST站原理1086.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介1096.4VAST卫星通信网络——网络协议频分多址(FDMA)在VSAT系统中用的最多的是单载波单路SPSC，即每一个小站分配一个信道。特别是在以传输话音业务为主的VSAT系统中，大量采用SCPC方式，与按需分配相结合，可以大大提高卫星信道利用率。典型代表为美国休斯公司的话音地球站（TES,TelephonyEarthStation）系统。1096.4VAST卫星通信网络——网络协议频分多址(FD1106.4VAST卫星通信网络——网络协议时分多址(TDMA)此体制特别适合于网络容量大、地球站少的情况。它的缺点是随着地面站数目的增加，将导致延迟增长很快。VSAT这种站数多的系统单纯使用TDMA方式是不合理的。VSAT系统中，TDMA是与FDMA以及频率跳变结合在一起共同发挥优势，即FDMA-TDMA方式。避免使用较大的TDMA载波，降低了小站发射功率和成本。典型代表为日本NEC公司的NEXTAR系统。1106.4VAST卫星通信网络——网络协议时分多址(TD1116.4VAST卫星通信网络——网络协议码分多址(CDMA)适用于传输速率较低的业务，用于较小的系统，尤其是军用通信系统，也可用于广播式系统中。主要用于C波段，常用方案是直接序列扩频(DSSS)。典型代表为GTEspacenet公司的产品，其数据广播采用CDMA方式。1116.4VAST卫星通信网络——网络协议码分多址(CD1126.4VAST卫星通信网络——网络协议随机多址(RA)主要用于突发型信息业务，应用广泛。P-ALOHA方式下的系统成本与复杂性最低，实现最为容易，但它的吞吐量低，只适用于短信息的处理；S-ALOHA因为需要全网同步，所以其系统成本与复杂性较高，但其吞吐量也很大，适用于定长的信息；SREJ-ALOHA的系统成本与复杂性较低，吞吐量性能也很好，非常适合于传输短或中等的变长信息数据。1126.4VAST卫星通信网络——网络协议随机多址(RA1136.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介VAST卫星通信网络的组成VAST卫星通信网络的网络结构VAST网络协议VAST站原理1136.4VAST卫星通信网络VAST卫星通信网络简介1146.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理VSAT站原理VSAT站组成基本框图如下图所示。在这里小口径天线、ODU、IDU三个部分合在一起按设备进行讲解。天线ODUIDU1146.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理VSAT1156.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理天馈设备功能将发射机送来的射频信号变为对准卫星的定向电磁波收集卫星发来的电磁波，将其转变成电信号送到接收设备1156.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理天馈设备1166.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理天馈设备主要组成双工器通常，地球站的天线是收、发共用的，为了使收、发信号隔离，因此，需要接入双工器，也称为收、发转换开关。馈线从双工器到收、发信机之间有一定长度的馈线连接，它起传输能量的作用。天线跟踪设备为了使天线的波束对准卫星，对于大型标准的地球站，通常还应该有天线跟踪设备。天线由于地球站通常工作在微波波段，因此地球站天线通常是面天线。小型地球站常采用“偏馈天线”，也可采用“抛物面天线”和“卡塞格伦天线”。1166.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理天馈设备1176.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理抛物面天线由馈源和反射器组成。反射器是一个旋转抛物线形成的抛物面，馈源的相位中心位于抛物面的焦点。抛物面天线结构简单，容易调整，增益和效率适中。其缺点是，当天线仰角较小时，地面噪声很容易从反射器边缘进入馈源(此时，馈源喇叭对着地面)。

1176.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理抛物面天1186.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理卡塞格伦天线由馈源、抛物面主反射器和双曲面副反射器构成。馈源的“等效辐射中心”与副反射器的共轭焦点F1相重合。卡塞格伦天线有许多优点，首先是因为馈源位于主反射器的顶点附近，馈线短，损耗小，且馈源能安装得较稳定，有助于形成指向准确的高增益窄波束天线。其次是地面噪声不易进入馈源（因馈源指向天空）而形成干扰，因此噪声温度很低。

1186.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理卡塞格伦1196.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理偏馈天线1196.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理偏馈天线1206.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理偏馈天线馈源的放置位置偏离天线反射面的几何对称轴消除了其它形式天线中馈源喇叭或副反射器及其支撑结构所引起的遮挡效应再加上反射面的优化设计，偏馈天线具有效率高、旁瓣电平低等特点。与普遍抛物面天线相比较，在相同仰角下，偏馈天线的馈源以较高的仰角指向天空，因而地面反射噪声较小。偏馈天线发射面一般为圆形，但休斯网络系统公司(HNS)的VSAT系统中，当天线口径在1m以下(含lm)时，采用矩形反射面。1206.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理偏馈天线1216.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理馈线设备在收、发共用天线的系统中，馈线设备除包括波导外，主要是一个双工器。它起传输能量和分离收、发信号的作用。收、发信号的分离是利用频率和极化方式不同来完成的上行载波频率和下行载波频率是不相等的，因此可利用滤波器实现信号的分离。1216.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理馈线设备1226.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理馈线设备在采用频率再用(Reuse)技术的卫星转发器系统中，上行载波和下行载波的极化方向也不一样，它们相互正交，从而可利用极化分离器实现收发信号的隔离。在C波段(上、下行频率分别约为6GHz和4GHz)，多采用圆极化波在空间发送在Ku波段(上、下行载波频率分别14GHz和l2GHz)，则采用线性极化波发送泄漏波带阻滤波器为防止发送载波信号馈入接收机而设置1226.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理馈线设备1236.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理发射设备将已调制好的中频(一般为70MHz)信号经上变频器变换为射频信号(上行载波频率)将功率放大到一定水平，经馈线送到天线向卫星发射。1236.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理发射设备1246.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理发射设备原理由于技术上的限制，目前在卫星转发器中，还不可能采用高增益天线和低噪声放大器，因而要求地球站能向卫星发射大功率信号，地球站功率放大器的输出功率最大可达数百瓦至数千瓦自动功率控制电路的作用是把输出功率的波动限制在额定值的土0.5dB以内。发送波合成装置是将多个已调载波合在一起送到放大器去放大。

1246.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理发射设备1256.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理接收设备把天线收集的来自卫星转发器的有用信号，经下变频器变换为中频信号后，送给解调器解调。1256.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理接收设备1266.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理接收设备原理由于从卫星接收到的信号非常微弱，为了减少接收机内部噪声的干扰影响，提高接收灵敏度，接收设备必须首先使用一个低噪声微波前置放大器对接收信号放大。为了减少馈线损耗的影响，该放大器一般安装在天线上。下变频器既可采用一次变频方式，也可采用二次变频方式。前者电路较简单，但频率灵活性差，对那些仅需接收单个卫星转发器信号的小型地球站比较合适。后者对载波中心频率变化的适应性强，应用较广泛。1266.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理接收设备1276.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理信道终端设备信道终端设备分为上行和下行两部分。信道终端设备的上行部分位于用户设备和发射设备之间，它将用户送来的基带信号进行处理并调制为中频信号。下行部分位于接收设备和用户设备之间，它把接收设备送来的中频信号进行放大、解调，最后对基带信号处理，并送给用户设备。1276.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理信道终端1286.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理电源设备地球站电源设备要供应站内全部设备的电能，因此电源设备的性能优劣将影响卫星通信的质量及设备的可靠性。现代卫星通信系统，一年中要求99.9％的时间不间断地、稳定可靠地工作。电源设备必须满足这一要求。特别是大型地球站，一般要有几种供电电源，即市电、发电机和蓄电池。正常情况下是利用市电，一旦市电中断，即由应急发电机供电。在发电机启动到正常供电期间，由蓄电池加交流逆变器短期供电作为过渡。平时，蓄电池是由市电通过整流器对其进行浮充，以备急用。对于小型地球站，可直接配置不间断电源(UPS)，外加发电机。1286.4VAST卫星通信网络——VSAT站原理电源设备129第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海事卫星通信系统

6.3航空移动卫星通信业务

6.4VAST卫星通信网络6.5中国民航C波段卫星通信网络129第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.21306.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航卫星通信的发展“八五”期间（1991-1995）在全国民航机场建成了以北京为主站，广州为备用网控站，全国97个卫星地球站的全国民航TES话音专用通信网和PES数据专用通信网络，采用美国休斯网络系统公司的TES和PES卫星通信设备，构成了中国民航C波段卫星通信网络。“九五”期间（1996-2000），利用日元贷款余款又在全国尚未建立卫星地球站的机场及VHF转播台台址上建设了65座卫星地球站，截止到“九五”期末，中国民航TES卫星通信网络的地球站数量己达162座，PES网的地球站数量己达95座。中国民航C波段卫星通信网络的建成为空管、航空公司、民航各单位的话音、数据等通信信息的传递提供了可靠的手段1306.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航卫星通信的发1316.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航卫星通信的发展（续）中国民航C波段卫星通信网络建立之后，使用亚太一号通信卫星，1998年9月开始使用鑫诺1号SINO-1通信卫星，2011年8月转星至中星10号卫星上。该网络中七个地区级民航管理局远端站分别是华东、华北、中南、西北、西南、东北和乌鲁木齐。中国民航C波段卫星通信网络具有很大的覆盖面积，主要面向亚太地区。该为网络覆盖了中国整个地区，并覆盖了中国周边国家。中国民航C波段卫星通信网络不仅可以进行话音通信和高速数据交换，而且可以完成转报、分组交换和雷达数据传输等功能。1316.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航卫星通信的发1326.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航卫星通信的发展（续）2006年建成Ku波段卫星通信网，使用VSATPlusII系统主站位于北京，备用主站位于上海VSATPlusII系统是全网状，无单独坏点支持目前大部分网络应用，包括高质量话音、数据、视频会议等使用亚洲四号卫星目前民航Ku波段卫星通信网正陆续投入使用1326.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航卫星通信的发1336.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航专用卫星通信网已开通的业务管制移交电话通信AFTN电报电路雷达数据联网VHF地空数据链行政管理电话航行气象数据库联网气象信息广播全国民航办公自动化局域网互联航空结算1336.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航专用卫星通信1346.5中国民航C波段卫星通信网络C波段卫星通信网络的基本组成结构主用网络控制中心备用网络控制中心中星10号通信卫星转发器卫星通信地球站TES（TelephonyEarthStation）网络系统卫星通信地球站PES（PersonalEarthStation）网络系统1346.5中国民航C波段卫星通信网络C波段卫星通信网络的1356.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航C波段卫星通信网络系统的分布结构图1356.5中国民航C波段卫星通信网络中国民航C波段卫星通1366.5中国民航C波段卫星通信网络网络的基本组成结构（续）卫星通信地球站TES和PES站属于VSAT站TES网络和PES网络分别采用了不同的网络拓扑结构TES系统采用的是混合型网络拓扑结构PES系统则采用的是星状网络拓扑结构

1366.5中国民航C波段卫星通信网络网络的基本组成结构（1376.5中国民航C波段卫星通信网络TES网络系统TES(TelephonyEarthStation)是由美国修斯网络制造的基于卫星的全数字话音和数据通信的网状网。它在多个地球站之间提供网状连接，支持系统内任意地点远端站之间的电话、同步和异步数据通信。中国民航C波段卫星通信网络TES系统由一百多个远端站（RemoteStation）和主备两个网络控制系统NCS(NetworkControlSystem)，共约1346多块信道单元CU（ChannelUnit）组成,分布在中国各个民航机场和相关导航台。主用网络控制系统NCS位于中国民航空中交通管理局，提供网络管理和控制；备用网络控制系统NCS位于中国民航中南空中交通管理局广州卫星站。1376.5中国民航C波段卫星通信网络TES网络系统1386.5中国民航C波段卫星通信网络TES网络系统TES利用Ku波段或C波段卫星采用频分多地方式FDMATES系统使用QPSK（9600bps）或BPSK（4800bps）调制系统提供码率为1／2或3／4的前向纠错编码FEC系统中话音电路采用按需分配DAMA（DemandAssignmentMultipleAccess）操作方式数据电路采用预分配PAMA(Pre-assignmentMultipleAccess)方式，通过单跳的单路单载波SCPC(SingleCarrierPerChannel)信道实现两地地球站间的通信1386.5中国民航C波段卫星通信网络TES网络系统1396.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统综合卫星商业网ISBN（IntegratedServiceBusinessNetwork），又称个人地球站PES系统。在中国民航C波段卫星通信网系统中主要提供数据通信服务它由一个主站（HUB）和很多个PES远端站组成，为星状拓扑结构可以提供主站与远端站的点到点双向连接或主站到多点的广播方式传输1396.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统1406.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统（续）ISBN主站到远端站的数据通道称为“出境信道（OUTROUTE）”，出站信道采用时分复用TDM（TimeDivisionMultiple）技术，它是由一连串不同长度的数据包复用成一个512kbps的连续比特流。系统根据服务级别的不同，定期轮询主站的各个端口。被询问的端口可以发送全部或部分在本端口上排队的数据包，这些包经复用后，通过出向信道广播到卫星接收远端站。1406.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统（续）1416.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统（续）远端站到主站方向的传输称为“入境信道（INROUTE）”,包括多个互相独立的128kbps的数据通道，每个入站信道采用时分多址TDMA（TimeDivisionMultipleAccess）技术。远端站的各个端口根据系统分配的信道大小，传输方式，按规定的时间，将本端口的数据打包，通过入向信道，以突发帧的方式传输到主站。1416.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统（续）1426.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统（续）网控控制系统NCS根据每个用户的实际需要，对主站和远端站的相应端口进行协议、发送时间段等参数的配置。PES系统支持多种协议的数据传输，提供专线、转发、竞争三种传输方式。1426.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络系统（续）1436.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络结构示意图1436.5中国民航C波段卫星通信网络PES网络结构示意图1446.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统网络控制系统NCS（NetworkControlSystem）（或网络控制中心或网络管理中心）是VSAT网络的核心，它是关系到VSAT网运行成功与否的重要关键因素。其作用是保证VSAT网络正常、可靠地运行，并对网络的运行进行监视、维护、测试与控制等。因此，要求网络控制系统高度可靠。VSAT网性质不同，网络管理系统也有所不同。对于单一用户的专用网可以用一个管理设备进行监控即可，而公用网一般要分为两级管理，高一级管理整个网络，低一级则管理属于用户的部分网络。

1446.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统1456.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能通常，VSAT网的各种网络管理功能分布在网络的各个组成部分。主站有一个较大的处理机或工作站，用以处理网络的数据库和全部非实时的网络管理工作。实时的网络管理功能则分布在网内其它处理设备内，其中包括VSAT站、主站的处理设备和主站的网络管理计算机。为了保证网络管理系统的高度可靠，通常均要求硬件与软件有备份。1456.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能1466.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续）行政管理网络结构管理、计费管理、设备管理以及安全管理等网络运行数据收集、归档和记录报告的产生、操作接口、网络监控和网络资源使用以及故障监视与告警等规划管理向规划人员提供足够的信息和数据，协助他们作出最佳设计1466.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续1476.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续）网络结构管理操作员通过操作台加入和删除远端站，加入和删除网络接口，增减内向和外向卫星信道，其中包括分配给远端站的信道，改变网络的硬件和软件以增加VSAT网的功能。网络控制功能操作员可以启动或关闭某一远端站或用户终端接口，并能使用户终端接口进行复核或重新启动。

1476.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续1486.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续）数据库管理网络结构信息存入有关的数据库。换句话说，网络部件和端口配置等都是以数据库形式将网络运行中过去和当前的信息存入主站的主计算机。这些数据库包括

(1)确定全网定时单元的系统数据库；

(2)确定网络各处理单元硬件配置的硬件数据库；

(3)关于网内通信接续的数据库；

(4)关于TDMA时隙的多处数据库。

1486.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续1496.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续）外向加载功能网络管理中心能开启远端站引导程序。状态监测与控制网络管理中心定期采集关于网络状态的工作数据。并登录于数据库。操作员可通过访问数据库，监测网络的工作状态，并实现放故障的告警和设备的切换。异常事件报告和登记网络有关部件发生异常时，能及时向网络管理中心报告，经分析后将有关信息登记于数据库，以便进行相应的处理。1496.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续1506.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续）安全管理安全管理主要是指保密管理特别是密钥管理，它既涉及密钥设备的维修．又应能防止无权用户使用网络资源和管理设备，并使已被放弃的网络部分失效以及禁用某些部件，以防危害网络的运行。1506.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续1516.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续）给操作员提供良好的人机接口以实现包括命令、响应、告警显示等项功能，为了完成网络管理与控制功能当网络管理与控制系统采用多台处理机时，一般都要求主站的管理计算机与其它处理设备之间相互协同工作。在主站内，各处理机之间以一定的局域网(譬如以太网)互连形式解决数据传翰。而主站的网络管理中心与VSAT远端站的网络管理模块之间，则组成一个星形网络，解决相互间的数据传输。1516.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统功能（续1526.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统组成网络控制系统NCS终端设备是一台或多台网控计算机,其上配有网络控制系统（NCS）软件。1526.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统组成1536.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统组成（续）中国民航C波段卫星通信网络主站采用6.3m卡塞格伦天线、40WEFDATA高功放、高频、中频和基带设备以及卫星网络管理控制设备组成。1536.5中国民航C波段卫星通信网络网络控制系统组成（续1546.5中国民航C波段卫星通信网络1546.5中国民航C波段卫星通信网络1556.5中国民航C波段卫星通信网络中星10号通信卫星（2011年6月21日发射）1556.5中国民航C波段卫星通信网络中星10号通信卫星（156小结卫星通信的优缺点卫星通信系统的组成及各部分功能日凌和星蚀中断现象AMSS系统的组成及各组成部分功能AMSS系统飞机与卫星及地面与卫星的通信频段正向转发器与反向转发器的信息流向AMSS系统四种信道156小结卫星通信的优缺点157小结157小结158小结什么是VSATVSAT网基本组成主站与VSAT站的差别VSAT系统Ku波段相比C波段的优点VSAT站组成VSAT网四种网络结构中国民航卫星通信网C波段——TES,PES（ISBN）Ku波段——VSATPlusII158小结什么是VSAT159本章作业1.什么是日凌和星蚀中断现象？2.以卫星通信系统为例，解释一下多个地球站共享一个卫星转发器的TDMA多址方式。4.什么是TES系统，什么是PES系统？5.AMSS系统中飞机与卫星通信采用什么频率？地面地球站与卫星通信采用什么频率？为什么？6.简述AMSS系统物理层的4种信道类型。7.试从多个方面比较民航地空通信系统HF、VHF和卫星通信系统的优缺点。159本章作业1.什么是日凌和星蚀中断现象？2022/11/26第六章卫星通信系统中国民航大学电子信息工程学院王磊wanglei@2022/11/26第六章卫星通信系统中国民航大学电子信息161第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海事卫星通信系统

6.3航空移动卫星通信业务

6.4VAST卫星通信网络6.5中国民航C波段卫星通信网络2第6章卫星通信系统6.1卫星通信系统概述6.2海1626.1卫星通信系统概述卫星通信简况卫星通信的定义卫星通信发展历史卫星通信系统分类卫星通信特点卫星通信系统组成卫星通信系统的技术体制36.1卫星通信系统概述卫星通信简况1636.1卫星通信系统概述什么是卫星通信？卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信工作在微波频段。46.1卫星通信系统概述什么是卫星通信？1646.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统绝大多数通信卫星是地球同步卫星（静止卫星）卫星运行于赤道上空距地面约35786km周期24小时，相对于地面静止56.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统1656.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统3颗卫星即可覆盖全球重叠区内地球站可用于不用卫星覆盖区内地球站通信66.1卫星通信系统概述同步卫星通信系统1666.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束全球覆盖：卫星天线照射地球表面最大面积，约17.4度区域覆盖：典型的区域覆盖天线波束宽度5度点波束覆盖：天线的波束宽带约2度全球覆盖区域覆盖点波束覆盖76.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束全球覆盖区域覆盖点波束1676.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束赋形波束（成形波束）86.1卫星通信系统概述卫星覆盖波束1686.1卫星通信系统概述非全球波束的优点提高卫星有效辐射功率，提高系统容量在系统容量不变的情况下，减小地球站天线口径，因而提高地球站的机动性和灵活性便于实现空分多址96.1卫星通信系统概述非全球波束的优点1696.1卫星通信系统概述卫星通信简史1945年，英国《Extra-TerrestrialRelays》一文中提出利用3颗静止卫星覆盖全球的设想。1945年到1964年间，曾经先后利用月球、气球、铜针偶极子带作为中继，进行电话电视传输试验1957年，前苏联发射了第1颗LEO卫星－Sputnic（美苏太空竞赛的导火索）1962年，美国第1次发射了真正实用通信卫星（Telstar/MEO）1965年，第1颗商业通信卫星（INTELSAT-1）进入静止轨道1990-2000年，引入卫星直播音频（DAB）业务2000-2005年，引入宽带个人通信；Ka频段系统得到迅速发展；多个LEO和MEO卫星系统投入运行106.1卫星通信系统概述卫星通信简史1706.1卫星通信系统概述卫星通信简史（我国）1970年，我国发射成功第一颗人造地球卫星“东方红1号”1972年，北京、上海建设4座大型地球站19