《卫星通信ch》PPT课件.ppt

1、卫星通信,朱立东 电子科技大学通信与信息工程学院 通信抗干扰技术国家级重点实验室- 卫星通信技术研究中心 2006年3月,卫星通信的概念 卫星通信是指地球站（也可能是手持终端）之间或地球站与航天器之间利用通信卫星转发器实现的无线电通信。主要包括： 卫星固定通信 卫星移动通信 卫星直接广播 卫星中继通信,通信：有线通信和无线通信 有线通信：光纤、电缆、明线 无线通信：短波通信、微波中继通信、 地面蜂窝移动通信、卫星通信 卫星通信是个人通信网的组成部分，是地面通信网的补充。,教材和参考书,吴诗其等，卫星通信导论，北京：电子工业出版社，2002年 （卫星通信课程教材） Timothy Pratt,

2、Charles Bostian and Jeremy Allnutt. Satellite Communications. New York: John Wily and Sons, Inc., 2003 （电子工业出版社） Erich Lutz, Markus Werner and Axel Jahn. Satellite Systems for Personal and Broad Communications. Berlin: Springer-Verlag, 2000 Dennis Roddy. Satellite Communications. The McGraw-Hill Com

3、panies, inc., 2002 （清华大学出版社） 张乃通等，卫星移动通信系统(第2版），北京：电子工业出版社，2000,联系方式,E-mail： 电话：83202172（office） 地址：电子通信大楼507房,第一章 卫星通信系统概述,一、卫星通信系统的组成 二、卫星通信的业务类型 三、频率分配 四、卫星通信的特点 五、卫星通信的发展历史 六、通信卫星的分类 七、卫星通信的研究动态 八、卫星通信的应用,一、卫星通信系统的组成,空间段 主要是卫星本身。星体包括两大子系统：星载设备和卫星母体。 地面段 典型的地面段即地球站，包括地面卫星控制中心（SCC, Satellite contr

4、ol center）及其跟踪、遥测和指令站（TT从窄带话音宽带综合业务 ;从FSSMSS ;从C波段Ku、Ka波段。,中国卫星通信的发展,中国第一颗试验卫星“东方红一号”于1970年4月24日发射成功，重37Kg，运转周期110分钟，绕地球一周，以旋极化的全球波束向全球广播“东方红乐曲”。 1984年8月8日成功发射第一颗同步轨道试验通信卫星“东方红二-1”，定位在125E，重433Kg，携带2个8W的C频段转发器，以全球波束辐射，中心波束为23.4dBW。,中国卫星发展史（续）,1986年2月1日“东方红二号-2“成功定位在103E，携带2个C频转发器，以区域椭圆波束辐射传送，重 433Kg

5、，中心波束为34.5dBW。携带2个8W的C频段转发器，以全球波束辐射，中心波束为 23.4dBW。 1988年3月7日“东方红二号甲-1“简称“东二甲-1“，对外称“中卫一号“定位在87.5E，波束中心指向101.7E，34.11N，中心波束为36dBW。4个C频段转发器，二个8W，二个10W，以区域椭圆波束辐射传送。卫星重441Kg，寿命7年。,中国卫星发展史（续）,1990年2月4日“东方红二号甲3“简称“东二甲3“，对外称“中卫三号“定位在98E，波束中心指向103.23E，33.84N，中心波束36dBW。4个C频段转发器以区域椭圆波束辐射传送。卫星重441Kg。 1991年12月2

6、8日“东方红三号”发射但卫星定位失败。 1993年7月“中星五号”卫星启用，定位115.5o，播出8个省级节目。,中国卫星发展史（续）,1996年7月3日亚太一A在西昌发射中心成功发射，本卫星和亚太一号相同为C频段双极星， 定位于东经134E，台湾地区信号覆盖强度为37dBm，接收容易。 1997年5月11日新的“东方红三号”又称为“中卫6号”发射成功，它是新型大功率的卫星，携带24个C频段转发器，定位125E。,中国卫星发展史（续）,1998年5月30日新的“中卫一号”发射成功。它是第一颗携带Ku频段的新型大功率的卫星，携带18个 C频段转发器，定位在87.5E。 1998年7月18日“鑫诺

7、一号”发射成功。携带14个Ku频段转发器和24个C频段转发器和一对C-Ku频段互联转发器，定位在 110.5 E。,中国卫星发展史（续）,2003年5月23日 “北斗一号”第三颗卫星发射成功，预计用户30万，直接产值35亿。 2003年10月21日11时16分，太原卫星发射中心用“长征”四号乙运载火箭成功地将中国与巴西联合研制的第二颗“资源一号”卫星和中国科学院研制的“创新一号”小卫星送入太空。火箭发射13分钟后，“资源一号”卫星进入太阳同步轨道。火箭继续飞行约40秒后，“创新一号”卫星与火箭分离，进入预定轨道。,中国卫星发展史（续）,台湾：“中华一号”，“中华二号”和“中华三号” “中华一号

8、”： 1999年12月由雅典娜一型火箭运载的“中华一号”卫星在佛州卡纳维拉尔角46号发射场发射升空，并顺利进入任务轨道。该卫星用于科学研究 “中华二号”：对地观测，2004年6月发射 “中华三号”：军事应用,中国部分卫星参数,1988-1991：DFH-2A（东-2甲），4颗，1000kg，300w 1994-1997：DFH-3，2颗，寿命8年，2300kg，有效载荷165kg，800w 1999：FH-1（烽火一号），2320kg，有效载荷175kg，整星功率1688w，有效载荷功率900w 2000.10-2000.12：BD-1（北斗一号），2颗，2315kg，有效载荷185kg，有效

9、载荷功率900w，L/S天线2.6m，C天线1m，S功率（2路）120W，C功率（2路）20W,卫星通信的发展趋势,传统的C、Ku频段静止轨道卫星将保持稳定发展，并将以大容量(转发器数量在50个左右)、高功率(功率为8000瓦至15000瓦)和长寿命(寿命在15年左右)的新系统逐步更换现有系统。 静止轨道卫星移动通信系统服务对象将从原有的传统用户转移至缺少陆地服务的边远地区。 Ka频段静止轨道卫星系统已逐步走向实用化，卫星通信网从窄带向宽带过渡，如覆盖美洲的EchoStar-Ka、ASTROLINK和PAS等。,卫星通信的发展趋势（续）,窄带的中、低轨道卫星移动通信系统将投入运行，如Iridi

10、um 、ICO和Globalstar等系统。 宽带低轨道系统正在加紧开发之中，预计在21世纪初可陆续发射，用于高速数据和可视电话传输。如Teledesic系统共包括288颗卫星，工作于Ka频段，寿命设计为10年左右。 小型低轨卫星系统已陆续投入运行，用于低速数据传输，如E-Sat、GE American和 GEMnet等系统。 全球定位卫星系统将面临升级换代的问题。 中、低轨道卫星系统为适应新技术发展和系统对容量的更大要求已形成了新的演变过渡方案，如Iridium系统将其运行的卫星数目从66颗增加至96颗。 随着1997年9月26日美国FCC频率申请计划新周期的开始，Q、V段新系统纷纷推出，各

11、公司开始申请Q和V频段新系统。,卫星通信的发展趋势（续）,同步卫星向大容量、多波束、智能化方向发展 低轨卫星与地面蜂窝通信相结合，实现全球个人通信 小卫星通信地面站的广泛应用 数字视频广播(DVB)和数字音频广播步入家庭和个人用户 多媒体通信和Internet接入 微小卫星、纳卫星和皮卫星的快速发展,卫星通信技术,空间段技术 地面段技术 运控技术 应用系统管理技术 移动性管理技术 组网和频率复用技术 多波束和星上交换、处理,卫星通信技术,空间段技术 卫星通信系统空间段：卫星重量、功率和尺寸，星上通 信设备。 卫星转发器数目增多，从最少1个增加到48个，同时每个转发器的容量增加到36MHz(C波

12、段)/54MHz(Ku波段)； 使用频段从C波段(6/4GHz)移向Ku波段(14/12GHz或14/11GHz； 星上天线增多，从第四代卫星开始逐步形成由全球波束、半球波束、区域波束和点波束组成的多波束系统，频率复用次数增多； 实现星上波束交换。,卫星通信技术（续）,地面段技术 以前：超低温参数放大器，速调管或行波管放大器； 现在：全固化常温低噪声放大器和全固化功率放大器发展起来；卫星功率不断增大，地面站逐步由大变小，天线直径由30米减小到几米甚至不到1米。,卫星移动通信的关键技术,星座设计 星间链路 多波束天线技术 星上交换和处理 移动性管理技术 资源管理技术 卫星系统与地面系统的综合应用

13、 （微）小卫星技术,需要发展的一些技术,更高频段的开发和多频段共用 多星共位 大型可展开天线技术 动态可调功率放大器技术 先进的调制、编码和压缩技术 高功率、高EIRP技术,六、通信卫星的分类,按轨道分：GEO， HEO，MEO，LEO 按工作区域分：国际通信卫星、国内通信卫星、区域通信卫星 按应用领域分：广播电视卫星、跟踪与数据中继卫星、军事通信卫星（如战略、战术通信卫星、舰队通信卫星、军用数据转发卫星等）、导航卫星、侦察卫星、资源观测卫星、气象卫星、海洋卫星等。,卫星按重量分类,七、卫星通信的研究动态,国外卫星通信研究动态 英国：Surrey大学，ICO全球通信公司的ICO(10355km

14、, 12颗卫星，轨道倾角45度 美国：Motorola铱系统，Loral和Qualcomm的全球星系统， 俄罗斯：Informcosmos的Marathon-Acros（GEO,5)，2003年预计发射40余颗通信卫星和探测卫星 德国：SATCON公司的LEO SAT COURIER(800km，77颗卫星，轨道倾角77度） 法国：Alcatel Espace的SkyBridge (1457km, 64颗卫星）,国内卫星研究动态,航天科技集团：五院（含501、502、503、504所）、八院 航天科工集团 中科院：上海微系统与信息技术研究所 清华大学 北京大学 哈尔滨工业大学 解放军理工大学 电子科技大学,电子科技大学存储转发小卫星,1、声码话机,2、用户终端基带处理单元（简称：用户基带单元）,4、星载处理单元,5、联试用信道单元,