卫星通信简介

1、，卫星通信基础开发和新技术，北京星团通信技术有限公司范小青，第一部分：卫星通信概述第二部分：卫星通信系统的组成和各部分的作用第三部分：卫星通信基本理论第四部分：多连接方法第五部分：卫星通信新技术，新业务，第一部分，卫星通信概述，定义，1，卫星通信概念，通信卫星类型，按轨道分类：GEO(同步)，MEO(中轨道)，LEO(低轨道)光束分类：半球形束，按点光束分类业务：综合业务，军事，海上(。 卫星通信的缺点，同步轨道卫星：通信延迟大通信团通信站体积大、大、非高运行复杂性中，低轨道卫星：系统复杂，使用成本高的政策，通信安全方面容易受到恶性干扰和攻击，卫星通信的发展概况，1945年英国空军雷达军官亚瑟

2、克拉克在杂志上发表，首先提出了对静止卫星通信的科学构想。 20年后成为现实，发展过程(a)、实验阶段手动卫星通信实验(1954-1964):利用月球、手动气球卫星等作为中继站。信号质量差，实用价值不大。活动卫星通信实验低轨道卫星：美国60年“信使”通信卫星中，高轨道：62年，“电星”，“中继”卫星同步轨道：63，64年，“深空”卫星连续发射3颗，最后进入同步轨道。开发过程(b)，实用和改进阶段(1965-1965年)，国际卫星通信组织：INTELSAT1正式负责国际通信工作。苏联：第一颗异步通信卫星“闪电”1，开发过程(3)，民用：国际卫星通信组织海洋卫星通信组织中，低轨道卫星系统VSAT系统

3、军事：开发过程(4)，中国卫星通信开发：民用：卫星：卫星：zhhhat 卫星通信系统各部分的作用，即通信卫星(通信设备(转发器)、遥测命令设备、控制设备、太阳能电池)的作用：通信卫星主要充当无线中继站，天线馈线设备、发送设备、接收设备、信道终端设备、天线跟踪、伺服设备、太阳能电池角色：用户通过地球站连接卫星线进行通信，2、地球站、卫星通信系统各部分的作用，3、跟踪遥测和指令分仪、卫星通信系统各部分的作用，卫星跟踪测量，控制其准确进入禁止轨道上指定位置的卫星；卫星启动后，定期对卫星进行轨道修饰和位置维护，4，监视管理子系统监视卫星转发器功率、卫星天线增益和每个地球站发射的功率、射频和带宽等基本通

4、信参数，以确保正常通信，监视和控制固定点后的卫星在营业前、营业后的通信性能。卫星通信系统各部分的作用，卫星通信的特点，1，通信距离远。干站费用与通信距离无关。dmax=18000km。(静止卫星)，18100公里，卫星通信的特性，2，复盖范围大。一颗静止卫星能复盖地球表面42.4%，三颗卫星能复盖整个地球，并且作为广播，便于卫星通信的特性，3，多址连接。像无线电发射器一样，只能在复盖区域接收。这样可以同时进行多站点多向通信，使联网更加灵活。卫星通信特性，4，通信容量大。可以传达的业务类型很多。卫星通信的特点，5，自动可自行接收的信号监控。通信卫星配置、天线子系统：定向发射和接收无线信号通信子系

5、统：接收、处理和重新发送信号。(转发器)电源子系统：为太阳能电池、电池和配电设备等卫星供电。跟踪遥测命令子系统：跟踪部分用于传送地面站跟踪卫星的信标遥测部分。卫星的姿势和星星中每个部件工作状态的数据命令部分接收来自地面的控制命令，处理后由控制子系统执行。控制子系统：用于对卫星的姿态、轨道位置以及每个子系统的运行状态进行必要的调整和控制。天线子系统、遥测、指令和信标天线全向天线可以可靠地接收指令，并将遥测数据和信号发送到地面。通信天线全局波束天线点波束形成波束天线、转发器、通信卫星中中继站直接工作的部分。要求：以最小的额外噪音和失真，足够的工作频带和输出功率行业有效可靠地向每个地球站传递无线信号

6、。透明转发器仅对接收到的信号执行低噪声放大、频率转换、功率放大，是频带内所有信号的透明信道。转发器处理除了传递信号外，还具有信号处理功能。，转发器图，放大器，中频放大，固有振动1，主振动源，固有振动2，混合，混合，放大器，放大器，解调，信号处理任务：配置发射和接收信号：天线双面打印器极化转换器服务跟踪设备要求：天线增益高噪声温度低天线波束窄、旁瓣电平低馈线损耗、频率带宽、射频高功率、高功率、发射子系统、放大器：输出功率大宽带增益稳定性高放大器线性频率转换器：第一变频二次变频、接收调制、带宽、噪声和电磁波测量的参数频率/波长、振幅、相位分贝公式、单位、增益概念天线的增益等效全向辐射功率eirp位

7、速率、带宽和发射功率、噪声、噪声功率和带宽噪声功率和温度相关、测量的带宽载波对载波对载波对载波对载波对噪声比相关术语常开触点天线类型天线模式天线的旁瓣波束宽度和天线口径波束宽度和频率波束宽度以及干扰天线的指向错误和干扰天线发射旁瓣和接收旁瓣影响天线的正确安装、调制和解调、模拟调制和数字调制BPSK、QPSK、8PSK、16QAM符号和位前向纠错FEC位比(Viterbi)、栅格编码(viter bi) 电磁波传输极化的设置信号的交叉极化交叉极化极化隔离度频率多路复用线偏振、圆极化、多连接方式、多连接配置概述、多连接配置基础、1#站、2#站、3#站、一个无线信号具有多个参数(广义参数、以下简称)

8、 因此，在FDMA方法中，每个托架的RF频率不同。发送时间可以匹配，但每个托架占用的频带彼此严格分离。分频多连接FDMA、站1、分频多连接(FDMA)、分频多连接(FDMA)、分频多连接是微波中继通信系统中使用方法的扩展。技术成熟，设备简单，处理大容量线路时效率高。缺点是，当多个载波信号同时通过传递器时，发送器的有效输出功率减少、原始互噪声减少专用和可理解字符串、对强信号弱信号的抑制等，从而随着有效容量的增加，急剧减少，大大小小的工作站难以兼容，每个工作站的发送功率必须稳定(波动值通常为正负0.5 db)；必须小于)。缺乏灵活性，重新指定频率更难(详细分析在第5章进行)。时分多连接TDMA，(

9、2)时分多连接(TDMA)TDMA的基本特征是，卫星转发器的工作时间定期划分为互不重叠的时隙(每个时隙称为分帧，周期称为帧)。典型的标准包括TDM-PSK-TDMA，其中每个工作站以多路复用信号分时后信号的相移键控、转发器(transfer)随时间实现多个连接(包括保护时隙)。TDMA方法的优点是：可以最大限度地利用卫星电源，而不会相互篡改。充分利用转发器的乐队。不会出现弱信号抑制问题，也不需要精确控制上行电源。每个车站分支的帧的编码率可能不同，大大小小的车站和空格很方便。如果TDMA方法在中等和小型线路上工作，您还可以获得相当高的效率。以比FDMA慢得多的速度随着工作站数量的增加而减少。TD

10、MA方法的主要问题是，通过精确同步，确保每个突发到达转发程序的时间不会重叠，并使接收站正确标识站点地址，快速构建载波、位定时同步，这是一种更复杂、更困难的技术。代码分段多连接CDMA，一些典型的多连接方法，(3)代码分段多连接(CDMA) CDMA的基本特征是每个工作站发送的信号在结构上不同，具有互垂性，并且可以通过区分地址在频率、时间和空间上重叠。使用此方法时，每个站发射的载波大多受到两种调制，一种是基带信号(通常是数字)的调制，另一种是地址代码的调制。在接收时，对于一个位置10码，仅检测该接收器的信号，而其他接收器则以类似高斯过程的宽带噪声检测信号。基于CDMA系统特征、扩频技术的CDMA

11、具有扩频通信中固有的抗干扰能力、多路径衰落预防、安全保密等优点，CDMA通信还具有隐蔽性、多访问灵活性、对非正交系统不需要系统同步、与同频率通信系统的相互干扰较少、对多普勒频移不敏感等优点。与TDMA、FDMA相比，CDMA系统的优势在卫星通信系统中更为明显。fc、fc-Rd、fc Rd、fc-Rc、fc Rc、频率、信息调制频谱、扩频调制后频谱、fc中心频率Rc指示码速率Rd指示数据速率、扩频原理图、码分多连接(CCS有一定的保密能力。变化10比较灵活。缺点是要使用宽频带，通常频带利用率低。选择足够数量的可用地址代码组更加困难。接收时，地址代码的捕获和同步需要一定的时间。CDMA方式特别适合

12、军用卫星通信系统和少量系统。几种常见的多连接方式，(4)空气分离多连接方式(sdma)sdma的基本特征是，卫星天线具有多个窄带波束(也称为点波束)，每个窄带波束指向不同的区域地球站，转换开关设备将它转换为不同的通信区域，卫星传送到该区域的一个站。如果通信区域内有多个地球站，则它们之间的站点标识必须使用FDMA或TDMA方法。sdma(空气分离多连接)、sdma方法有许多新功能，卫星天线增益很高。卫星电源可以合理有效地使用。不同地区的地球站发出的信号在空间上不会相互重叠，即使使用相同的频率，也不会相互干扰，因此可以重复使用频率，使系统的通信容量增加一倍。转换开关使卫星成为像自动电话系统一样容易

13、进行多址通信的空中开关。卫星对另一个地面通信系统的干扰减少，对地球局的技术要求也减少。不足：但是，SDMA方法对卫星的稳定性和姿态控制要求很高。卫星天线和馈线设备也更大更复杂。切换开关不仅使设备复杂，而且空间故障难以修复，增加了通信中断的风险。这些分割的限制只能使用有限的频带，通常分配给卫星的多个转发器；时间分割与占用频带相关。时间窗分割得越小，为了传递足够的信息，必须加快代码速度。这意味着增加所需标注栏的宽度，可用标注栏的宽度受到限制。可占用的最大空间是卫星超球光束所占用的范围。虽然很多窄梁被分割成小空间，但不能无限分割；有效使用的地址代码不是无限的。，多种连接形式，tdma/FDMA td

14、ma/sdma tdma/FDMA/sdma，多连接选择，需要考虑的原因，通信容量要求，(2)，卫星频带，电源的有效使用；(3)、互连能力要求；(4)、灵活的自适应功能，可无缝处理各种工作量和网络的持续增长；(5)、成本和经济效益；(六)、技术的先进性和可行性；(7)、能适应技术和政治状况的变化；(八)、军事保密、抗干扰等其他特定要求。第5部分，卫星通信新技术业务、高级卫星天线、大直径可扩展抛物面天线(UHF Ku)、近几年预计可产生12 20米至100多个光束的相控阵列天线，包括新材料的大型轻型天线(如压电材料)、频率可选多层天线反射面、高级能源系统光电转换效率高40%高效率太阳能电池转换效率高50%热电能源转换器，功耗比现有组件低4倍纳米电源组件大容量存储电源系统、高级调制解调器和编码技术、bpsk 1位/Hz(频谱利用率，理想)qpsk 2位/Hz 8 PSK 3位/Hz 16 MODEM 4 新的调制技术8PSK的频带比QPSK减少40%到50