通信网络概论第05章.ppt

1、第五章数字微波中继通信和卫星通信、5.1数字微波中继通信5.2卫星通信、5.1数字微波中继通信、5.1.1微波通信的特征(1)微波频带的载波操作频率(与相对短波频带相比)高，而相对带宽相同，则通道的绝对带宽比短波大得多(2)微波频带长度使得高增益天线的创建更加容易天线增益可达数十dB。(3)天电干扰、产业干扰和太阳黑子的变化在微波波段几乎不起作用。(4)微波中继通信比有线通信灵活。(5)电磁波在微波波段的传播是直线视距的传播方式。为了进行远距离通信，应每50公里设置一个中继站，接收和扩大上一站的信号，然后采取发送到下一站的中继通信方式。(大卫亚设，北美国电视电视剧，长距离)，图5-1-1所示，

2、是构成5.1.2数字微波通信系统的数字微波系统方框图。微波站分为两大类：终端站和中继站。5.1.3数字信号调制和曹征数字信号调制和调节是数字微波通信的核心技术。图5-1-1数字微波通信系统块图表，图5-1-2正弦信号的旋转量表示1 4个相位移动键控制(4PSK或QPSK) 4PSK调制，如图5-1-3所示。如图所示，输入二进制代码流(信息速度FB)以fb/2的速度转换为并行双插槽二进制流，并转换为字符串。如图5-1-3 4PSK示意图，2正交幅度调制(QAM) M-QAM调制器框图5-1-4所示。M-QAM信号是振幅、相位复合调制信号。m表示调整后的波的状态数，对应于不同状态的不同振幅和相位。

3、图5-1-4 M-QAM调制器块图表，3曹征数字微波发射机通过调制将基带信号转换为微波波段信号，接收方通过解调将波段信号转换为基带信号。4各种调制性能比较(1)各种调制通道频带利用率2ASK方法的高频通道利用率通过对FB2FB=12位、HZ2 FSK方法的高频通道利用率进行FB (FC2FC 1 2FB 12位、HZ、(2)错误性能比较分析，可以得出以下结论：徐璐对于其他调制方法，当调整后的波相量相同时，M-QAM、M-PSK、M-ASK位错误率依次增加。5.2卫星通信，5.2.1卫星通信概述卫星通信是使用地球卫星作为中继站来传递微波信号，并在两个或多个地球站之间进行通信。卫星与地球的相对位置

4、关系，如图5-2-1所示。图5-2-1静止卫星通信图表，卫星通信具有以下特征：(1)卫星通信服务区大，通信距离远，越过高山和海洋时，更能体现其优越性。(2)卫星通信便于多址连接。(3)业务频率带宽、通信容量大，适用于电话、传真、电视机、高速数据等多种业务传输。(4)通信质量好，可靠性高。5.2.2卫星通信系统的配置1系统构成卫星通信系统组件，如图5-2-2所示。图5-2-2卫星通信系统配置块图表、2通信卫星配置和功能通信卫星天线子系统、通信子系统、遥测和命令子系统、控制子系统和电源子系统5个组件(见图5-2-3)。图5-2-3通信卫星配置，(1)天线子系统：卫星天线有两种茄子类型。一种是遥测、

5、遥控和信标天线，通常使用全方位天线可靠地接收地面命令，向地面发送遥测数据和信号。(2)通信子系统：卫星上的通信子系统也称为中继器，充当通信中继器。实际上是宽频皮带收发器。对此的基本要求是以最低的附加噪音、失真和足够的电力向地球站安全可靠地传递无线信号。(3)遥测和指令系统：其功能是了解星内设备的工作方式。控制卫星操作、位置和姿势。(4)控制子系统：有两种茄子控制。一个是姿势控制，另一个是位置控制。(5)电源子系统：常用电源供应设备是太阳能电池和化学能电池。3地球站设备(1)地球站的配置和性能要求图5-2-4显示了标准地球站的框图。如图所示，地球站由天线系统、发射系统、接收系统、通信控制系统、终

6、端系统和电源系统的六个部分组成。图5-2-4地球站完整块图表，地球站的性能要求如下：操作频率范围大。国际卫星通信组织是在6/4GHz频段下工作的地球工作站，其上下带宽均为500MHz。地球站的质量系数G/T高度：G是天线增益，T是放大器的等效噪声温度。等效的全方位辐射功率(EIRP)具有很高的稳定性。地球站天线增益与供给功率的乘积称为EIRP。载波频率的准确度和稳定性很高。相互调节引起的带外辐射及寄生辐射的允许平度较小。(2)天线子系统天线系统通常发送和接收公共天线。(3)大功率发射子系统发射系统由大功率放大器、执行器、发射波合成器、上行转换器和自动功率控制电路等组成。(4)低噪声接收子系统的

7、卫星转发器的发射功率只有几瓦到几十瓦，因此卫星天线的增益较小，卫星转发信号通过下行线路传输约4万公里，达到200dB，因此信号到达地球站时非常微弱，只有1017瓦或1018瓦左右。5.2.3卫星通信的技术体系第一频带分配国际全联对卫星通信应用的各个频段提出了详细建议。我国使用6/4GHz频段。上行5.9256.425GHz、下行3.74.2GHz、下行3 . 74 . 2 GHz调制方式和多址连接方式卫星通信技术系统涉及基带信号和多通道信号的多路复用方法、调制方法、多址连接方法和信道分配技术的问题。3公平分配多地址(FDMA)方法FDMA方法是，网络中的每个地球工作站共享一个转发程序，将卫星转

8、发程序的可用带宽划分为徐璐非重叠部分，然后分配给每个地球工作站。(1)分频多路复用/分频多址(FDM/FM/FDMA)牙齿方法有两种茄子配置方法。第一种方法：每个地球站对不同的地球站通信使用不同频率的载波。也就是说，与多个工作站通信时，发送多个载波。第二种方法：每个地球站将发送到其他地球站的电话信号重复用于基带指定频段，仅发送一个载波，每个地球站包含有关其馀地球站的所有信息。因此，接收方必须接收有关整个乐队的信息，并提取与本网站相关的信息。(约翰f肯尼迪、Northern Exposure(美国电视电视剧)、Northern Exposure、(2)单插槽单载波/分频多址(SCPC/FDMA

9、(3)按需分配分频多址，4小时多址(TDMA)方法在TDMA方法中，分配给每个地球工作站的是特定的时隙。每个地球站都受基准站产生的定时同步信号的控制。仅在指定的时隙内，卫星发射信号(称为射频突发信号)被称为(射频突发信号)。这些射频信号在通过卫星发射器时严格按顺序排列，没有重叠。有关5码分段多址(CDMA)方式代码分段多址讨论，请参阅本书第6章移动通信。5.2.4超小型天线地球站(VSAT)卫星网络系统VSAT系统表示天线口径小，G/T值小于19.7dB/K，由软件控制地球站组成的卫星传输系统。VSAT系统可以包含数百个或数千个终端工作站。VSAT网络由中央站、小型站和小型站三个茄子地球站(后两个站也称为远程站)组成。VSAT网络可以由单级跳、双级跳、单级跳混合、完整连接网络等组成，如图5-2-5所示。单级跳网络(也称为星形网络)将多个远程VSAT工作站连接到中央工作站。图5-2-5 VSAT网络的配