Ka及更高频段HTS卫星通信地面关口站技术
休斯中国市场部
1. 介绍
应用点波束和频率复用技术，Ka频段高吞吐量卫星（HTS）通信系统支持更高速率的互联网接入，更复杂的交互式服务（如VoIP、视频会议、远程教学和数字标牌），相应地，其配套地面关口站的架构和能力也需要进行提升。本文以休斯Jupiter系统关口站为参考探讨这方面的问题。
2. Ka卫星网络架构
基于Ka频段地球同步轨道卫星的通信网络通常采用由关口站、远端小站构成的星形结构（如图1所示）。关口站的容量通常很大，配置大口径天线，连接地面电信网络和卫星馈电波束。远端小站通过双向宽带卫星电路与关口站进行通信，用户数据从小站传到关口站，再传输至地面网络；回程数据在反方向传输。通常卫星链路是不对称的，从关口站到小站比反方向有更多的流量。
图1 Ka频段卫星通信系统架构
采用与地面移动蜂窝网（如GSM）类似的技术，采用点波束架构的Ka频段卫星在点波束之间重复使用所分配的频谱，从而使自身的通信容量成倍增加。一颗Ka频段地球同步轨道卫星支持较多数量的用户波束（48个或更多），星上天线的方向性指标决定这颗卫星的通信容量大小。
要最大化使用小站覆盖区域的频率资源，其配套的关口站必须也要有相应的频谱分配。通常的Ka 网络是4个用户点波束对应一个特定的关口站波束，这样的组合使用所分配的全部频谱。考虑到卫星天线的性能，不同的关口站波束之间要有一定的地理位置间隔。
在建设Ka卫星网络时，关口站的建设位置选择非常重要，需要注意多方面条件能否满足。每个关口站地点要有互联网光纤接入，要有充沛、可靠的电力供应；最好是在一个低降雨区，以保证馈
电波束的链路可用度；关口站地点最好选择在业务量密度较稀的区域，以让关口站拥有更多的带宽。通常所有馈电波束频谱都分配给关口站使用，但在某些情况下，与关口站位置邻近的小站可以使用一部分关口站的频率资源。
假设一颗有48个用户点波束的Ka卫星，每波束带宽500MHz，全网采用图1所示的4X频率复用模式。图2是关口站上行链路的可用频段，在每个极化方向4个250MHz频段形成1GHz带宽，这样关口站总共有2GHz的上行带宽。一个关口站支持4个500MHz的用户点波束，全网48个用户点波束共需要建设12个这样的关口站。
图2 上行链路频率分配
3. 地面关口站架构
图3展示了一个关口站的主要设备构成及其连接示意图。
关口站设备主要有两部分：
1. 室内基带设备
2. 天线和室外射频设备
基带设备：基带设备包括调制和解调设备、系统时钟单元、中频分配电路、倒换开关、关口站服务器，与地面互联网之间的接口设备等。通常的数据中心（Data Center）机房就适合于放置关口站室内基带设备。
关口站的调制器发射DVB-S2载波到每个点波束；解调器解调从每个小站发射的TDMA回传载波；时钟单元提供时钟信号给关口站的调制器和解调器，从而使全网小站与关口站保持时钟同步，每个小站都在最精确的时刻进行TDMA突发。
关口站中的部分服务器执行IP数据处理和Web加速功能。IP处理功能给小站分配所需的卫星带宽，Web加速补偿因与地球同步轨道卫星之间的距离而导致的长传输时延，以提升用户的互联网浏览体验。关口站通过光纤接入ISP的接入点，进而并入Internet骨干网。关口站的服务器、调制器和解调器之间通过高端交换机来实现数据的快速流动。
一个关口站中所有的电源分配单元、开关部件、数据和IF接口设备、调制器、解调器、时钟分配单元和服务器都是冗余配置，整个关口站不会因单点故障而引起服务中断。
射频设备：为充分利用Ka卫星馈电波束的EIRP、G/T性能，要尽量将中频和射频部件安装在关口站天线馈源舱（Antenna Hub）内。这样的安装方式减短波导、同轴电缆的连接长度，最大化地保证端到端射频信号指标，同时也方便对射频设备的维护操作。
上变频器（BUC）通常靠近HPA安装，它们之间通过Ka频段波导连接。低噪声放大器（LNA）靠近天线馈源口安装，以提高关口站的G/T性能。
为获得高可用度，RF系统通常作冗余配置，在示例中上行和下行电路均采用1:2冗余。当然，综合系统可用度要求、安装空间大小等因素，也可以有其它不同的冗余设计。
大多数的天线组件位于室外，包括反射面、天线支撑件、仰角和方位角电机和驱动电子设备、馈源雨偏系统（feed rain deviator system）、除冰系统、交流配电、辐射计（如果需要的话）。
图3 Ka-band地面关口站设备连接示意图
4. 关口站基带设备
由于相当数量的Ka关口站要部署在地理位置分散的偏远地区，比传统Ku系统相比，Ka关口站需要有一些特殊的能力，例如关口站要支持无人值守，要能进行远程管理；关口站要有全面的故障检测功能，设备要冗余配置；不能因单点故障而破坏整个服务，系统要能自动检测故障，自动切换到冗余部件。
Ka卫星的高容量也给关口站设备的体积和造价提出了挑战。部署高处理能力、高容量的地面关口站设备可以缩减体积，降低每用户成本。
4.1 高处理能力
为了解决以上提及的问题，休斯与HP（惠普）合作，整合最先进的数据中心（Data Center）技术和最先进的卫星通信技术，形成一个面向未来的模块化、可扩展架构。此架构可以充分应用数据中心的虚拟化技术，支持网络规模的不断发展。数据中心的高密度特性使Ka关口站比Ku频段的主站还要小很多。
图4 Ka、Ku关口站的机柜体积、每用户成本比较
HP的数据中心硬件采用刀片系统架构，在强大的处理密度和高电源效率基础上，HP又融入了卓越的管理和冗余能力。每个HP机箱可安装多达16台双核刀片服务器，形成一个高度密集、可靠的计算平台。机箱中的每台服务器与2台无阻塞交换机之间形成全冗余的40GB以太网连接。数据中心的其它冗余特性包括每个机箱配置6个电源模块和10个风扇。
每个HP机箱配置1:1冗余的机箱控制器（OA，Onboard Administrators），通过OA
可以管理各个处理和开关部件，并可以对部件进行软件更新。OA监视各部件的运
行状态，能显示整个机箱温度、散热和电源子系统运行状况等信息。
4.2 高容量卫星调制/解调器
关口站的调制器和解调器能直接安装至HP机箱。通过OA可以管理调制器和解调器。
采用最先进的DSP/FPGA技术，休斯Ka关口站的调制器和解调器拥有比Ku系统更高的传输吞吐性
能、更低的每用户开支。FPGA技术支持通过软件升级来扩展模块功能，而应用PCIe总线的HP刀片服务器保障高容量传输所需要的强大处理能力。
休斯关口站的每块调制器支持速率超过1Gbps的出向调制载波，每块解调器支持速率超过
100Mb/s的入向载波。这些部件支持M:N的冗余配置方式。执行IP处理、WEB加速、加/解密的刀片服务器可以安装在机箱其它位置上。
围绕着这个混合刀片架构的是全冗余的L-band信号和时钟分配系统。与刀
片架构中的其它部件一样，这些部件的故障检测、工作温度跟踪和软件升
级也被集中管理。通过监视被L-band分配和开关系统环回的主用调制器信
号输出，可以判断出向电路是否正常工作。同样，系统监视备份调制器的
信号输出，以确保它们工作正常，可以随时接替主用调制器。备用解调器
一直监视入向载波的工作状态，并判断它们是否正常。这些冗余和工作状态监视功能的组合，使得模块化系统高可靠运转。
5. RF设备
以前一颗Ku卫星容量为数百MHz，而Ka频段关口站馈电波束的带宽就达数GHz。传统Ku卫星转发器为36MHz、72MHz带宽；而今天的Ka卫星转发器带宽为250MHz，甚至更大。为支持更高频率、更宽容量的Ka频段，必须要提升关口站RF系统的性能，包括改善增益平稳度和相位线性指标，减小波导损耗，以及针对大带宽的精确上行雨衰消除技术。
5.1 改善关口站上行性能
宽载波可以充分利用Ka卫星转发器的高带宽资源。为保持宽载波调制后的信号整体性，上行链路的各个主要部件都要符合严格的幅度和相位响应指标要求。关口站的整个传输环节，包括中频（IF）和射频（RF）部分，都要保证250MHz（卫星转发器）带宽上的幅度、群时延和相位响应的性能。
图5显示关口站对振幅、群时延、相对于线性响应相位偏差的端对端指标要求。
图5 关口站的端对端振幅、群时延、相对于线性响应的相位偏差特性
要确保尽可能低的幅度和相位失真。在评估全路径性能指标时要考虑关键部件和它们之间的电路连接，例如：
●要对信号传输全程中的每个设备建模，并做性能分析
●要明确所有部件（包括上变频器、高功率放大器）的关键性能参数取值
●部件间的接口要满足最低的电压驻波比（VSWR）
●同轴电缆和波导要支持最佳的幅度平坦度和相位响应指标
●斜率均衡器
●对每单个器件、整个集成系统都要做100％的性能验证。
5.2 减小波导损耗
设计物理连接时，要尽量将Ka频段信号元器件的安装位置靠近天线馈源口。与其它低频段相比，Ka频段关口站射频设备的安装位置非常重要，一个重要原因是波导元件的插入损耗变大了。
30GHz/Ka频段的波导损耗通常为每米0.4dB，而14GHz/Ku频段的波导损耗为每米0.2dB。尽量将高功率放大器（HPA）安装在靠近天线馈源口的位置，这样可以有效地解决波导插入损耗的问题，同时又提高了关口站的EIRP值，进而有助于优化整个Ka频段系统的性能。
波导可以低损耗地在主要部件之间传送宽带Ka频段信号。通常情况下HPA和天线馈源口之间的标称插入损耗是0.8dB，其中包括：
●波导组件损耗0.4dB
●冗余倒换开关损耗0.14dB
●定向耦合器损耗：0.26dB
5.3 Ka关口站的精确上行雨衰消除
与Ku频段相比，Ka频段的信号更容易受降雨的影响。当关口站的馈电波束遭受恶劣天气时，关口站的上行功率控制单元分析接收到的信标信号变化，相应调整上行衰减器的设置，从而使卫星接收的关口站上行信号通量密度维持不变。
但Ka频段的宽载波特性带来了新的要求。见图6，信标通常位于Ka系统的下行20GHz频段，发生雨衰时，上行功率控制单元检测信标值的减少量，进而计算针对整个上行链路所需要的增益调整值。但由于Ka系统的上行频段太宽（约2GHz），为使卫星接收的上行通量密度维持恒定，整个2GHz 上行频段的不同频率部分所需要的增益调整幅度是不一样的。与简单、一视同仁的上行功率调整方法相比，针对具体频率的精确控制技术能做到数十分之几dB的功率调整精度。
图6 Ka系统雨衰效果图
6. 结论
要开发、利用Ka频段点波束卫星系统的高吞吐能力，用户要采用全面技术革新的地面关口站系统，关口站要采用高密度架构；IF、RF、时钟分配单元要作全冗余配置，以提高整个系统的可靠性；要保证宽载波的RF性能，需要对RF设备的安装及连接做科学的设计/安排，要采用改进型的上行雨衰消除技术。
采用休斯Jupiter地面关口站系统，运营商们可以在Ka、甚至更高频段为各行各业的用户提供更加灵活、更高成本效益的卫星宽带通信服务。
卫星通信基站选址及勘察 一、简介 （一）项目建设基本流程 （二）无线设计基本流程 一般来说，一个完整的项目应该包括：项目启动、选址、勘察、设计、出版归档、会审等五个阶段（过程），如果会审的结果需要进行修正设计，则还包含设计修正阶段（过程） （三）规划、可研报告编制流程
（四）选址及勘察工作内容 1、选址 工程阶段：可研、规划阶段；初步设计（两阶段设计）；施工图设计（一阶段设计）。 工作内容：根据网络规划方案或现有网络布局情况，对新增或搬迁站点的建设位置进行选定。 选址是网络建设从规划走向实施的第一步，实际网络是否基本符合规划设想，选址的恰当至关重要 选址是网络建设的奠基石，优质的网络建立在科学的选址上 2、勘察 工程阶段：初步设计或施工图设计 工作内容：在移动站点建设现场收集设计工作的必备数据，是着手进行设计的前提。勘察的输出主要有：勘察资料（勘察表、勘察草图、照片等）、勘察数据。这些资料、数据是后续设计阶段的重要基础，必须保证其正确性和完整性。 二、流程及方法 （一）选址流程及方法 1、工作流程
2、选址方法 1)选址前准备 ●计划 时间、地点、人、工作量、车、钱 ●沟通 领导、甲方、相关人员、司机 ●资料 电子地图（纸质地图）、规划方案（建设原则、建设思路、布点图）、通信录 当地基本情况（话务、覆盖、城市规划） ●工具 包、勘察夹、勘察表、勘察纸、四色笔、
相机、手提电脑、指北针、测距仪、GPS、望远镜、皮尺、卷尺……… 测试软件、测试设备、车载电源？ 2)选址 ●了解环境 明确周围基站位置 核实规划目标 ●确定目标 基本要求：位置、高度、机房、天面、承重、业主、电、传输； 安全性要求：洪涝区、高压电站、加油站、滑坡山体、航空管制区、易燃易爆区、粉尘区…… 业主要求、市政规划情况； 备选点 ●记录资料 周围环境：描述、拍照（30/12）、建筑物外观（物业用） 基本信息：位置（GPS，地址）、高度、机房条件、天面条件、承重、业主联系方式、特殊要求 填表（选址记录表） 3)选址后工作 ●当天 整理选址数据：照片、记录表、选址明细表、布点图
问题： 5、降雨损耗及链路可用度 6、饱和通量密度 7、转发器的增益 8、连路计算 9、系统容量估算 5、降雨损耗及链路可用度： ①降雨对链路的影响：降雨会导致电磁波的散射并且会吸收无线电波的能量；降雨的衰减量随着频率的升高而增加，因此Ku波段的降雨衰减要比C波段严重；水平极化的降雨衰减要比垂直极化的降雨衰减要大；雨衰会产生噪声，衰减和噪声对卫星链路性能的影响在上、下行链路的雨衰余量中考虑。 降雨对天线罩的影响：对半球形的天线罩，降雨会产生一个厚度不均匀的水层，水层将导致吸收损耗和反射损耗（1mm厚的水层所产生的损耗是14dB）。 降雨会导致信号的去极化：雨滴通过大气层时略带椭圆形，主轴方向对电场分量的影响不同于次轴方向对电场分量的影响，其结果就是使电波变成了椭圆极化波；对圆极化波的影响大于线性极化波，为了弥补降雨引起的去极化，需要安装去极化装备。 ②链路可用度： 定义：在一年中% p的时间内，链路的误比特率不超过一个给定的门限值 p的概率，称为链路可用度。因此链路可用度表示含义是：一 b
年中经过该链路传输的误比特率性能优于门限b p 的时间百分比。为了使链路可用度达到要求，定义一个门限载噪比C/N []th 和余量[M]，余量[M]包括雨衰余量、系统余量以及设备余量等，因此设计系统应该达到的载噪比为：[][M](dB)[]C C N N th =+。 6、饱和通量密度： 卫星转发器的行波管放大器（TWTA ）存在输出功率饱和现象，由此定义：使TWTA 达到饱和时接收天线所要求的通量密度为饱和通量密度，用s ψ表示。卫星转发器的饱和通量密度也称为卫星转发器的灵敏度。 如果用[]EIRP S 表示能使卫星接收天线达到饱和通量密度所要求的地球站的有效全向辐射功率，则有： 2 4[][][]10lg( )s s s LOSS EIRP π ψλ =-+ 显然，2 4[][][]10lg( )s s s LOSS EIRP π ψλ =+-，这样，如果知道卫星接收系统 的设计参数s ψ以及系统的工作频率、各种传输损耗，就可以计算单一载波时地球站的[]EIRP S 。 7、转发器的增益： 卫星转发器的三个主要参数为[]G T 、S ψ与EIRP 。[]G T 和S ψ（饱和通量密度）反映卫星接收系统在其服务区内的性能，它们与卫星接收天线的增益分布线性相关。EIRP 反映转发器的下行功率，它与卫星发送天线的增益分布线性相关。
卫星通信地球站 科技名词定义 中文名称：卫星通信地球站 英文名称：satellite communication earth station;earth station of satellite communications 其他名称：卫星通信地面站 定义1：设置在地球表面，对通信卫星发射信号的设备。 应用学科：航空科技（一级学科）；航空电子与机载计算机系统（二级学科） 定义2：在地球的陆上、水上、空中设置的能通过通信卫星传输信息的微波站。 应用学科：通信科技（一级学科）；卫星通信（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布 求助编辑百科名片 卫星通信地球站，satellite communications earth station，卫星通信系统中设置在地球上（包括大气层中）的通信终端站。用户通过卫星通信地球站接入卫星通信线，进行相互间的通信。主要业务为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。20世纪60年代中期，为使卫星通信进入实用阶段，主要使用地球同步轨道通信卫星。卫星通信使用微波频段。由于卫星距地球3万多千米，电波路径损失很大，地球站需要采用大口径天线、大功率发射机和高灵敏度低噪声的接收系统。 目录 类型
卫星通信地球站 卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、车载、飞机载)；按通信性能分为标准站和非标准站。在标准站中又分为A、B、C、D 4种类型。A、B、D3种站的天线口径分别为29～32米、11米和4.5～5米，用于6吉赫(上行)和4吉赫(下行)通信频段的系统；C型站天线口径为16～20米，用于14吉赫(上行)和11吉赫（下行）通信频段的系统。典型的卫星通信地球站的基本组成包括：天线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系统、监控系统。为实现用户间通信，还需有地面接口系统、信息传输系统和信息交换中心。随着对卫星通信需求的日益增长和通信卫星技术的迅速发展，卫星通信地球站的种类日益增多，数量巨大。近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球站，发展了一种非常小口径通信终端(VSAT)地球站，具有广阔的应用前景。 工作过程 卫星通信地球站的工作过程与微波接力通信终端站类似。发信时,每站的用户信号(电话、电报、图像、数据等)经基带处理、调制、上变频、功率放大,变换成适于卫星信道传输的形式，由天线对准卫星发送，卫星则将 卫星通信地球站 收到的信号经转发器变频、放大及其他处理后发回地面。各地球站天线接收到卫星转来的全部信号，经过与发射相应的反变换和处理，从中选出属于本站的信号分送给有关用户。为克服电波远程传播的巨大损耗、时延和噪声干扰的影响并有效地利用卫星
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/a211119293.html, 便携式卫星通信站设计与实现 作者：高伟陈志汪梦 来源：《中国新通信》2013年第22期 【摘要】本文论述了一种新型便携式卫星通信站，对便携站的主要功能、基本原理、实 现方法做了详细的分析和介绍。通过对卫星天线单元、终端单元和结构设计等方面的阐述可知，我司设计、生产的便携式卫星通信站具有安装简单，对星快速，性能稳定的优点，可以在较短时间内为用户提供一个高品质的卫星通信网络，具有非常广阔的应用前景。 【关键词】便携式卫星通信站卫星天线终端单元卫星通信网络 一、引言 随着应急通信指挥系统的应用领域逐渐扩大，便携式卫星通信站已成为应急通信的一种重要通信组成部分。便携式卫星通信站通过与地球同步轨道卫星组网形成卫星通信网络，可以实现话音、数据、音视频和广域网接入功能的多媒体通信业务，实现如电话、传真、电传、电报、图像、可视电话、话带数据、计算机数据、复用数据、电话会议等功能，广泛应用于交通运输、抢险救灾、新闻采访、科考探险、公安、军事等应急和特殊通信领域。 二、技术方案 2.1 系统组成及功能 便携式卫星通信站主要由便携式卫星天线单元（含天线、伺服、BUC、LNB）和终端单元（含卫星调制解调器、交换机、视频会议终端、VOIP、矩阵、显示器、3G图传、单兵图传接收机等）组成。整套系统可由2人完成操作使用，总质量不大于60Kg。便携式卫星通信站基于VSAT卫星通信网，通过便携天线，可与后方指挥中心建立基于IP的透明链路。主要特点是简单、方便，易于运输，适应应急性指挥通信的要求，能够在较短时间内迅速搭建一个卫星通信平台，并建立起与主站的通信连接。便携式卫星通信站原理框图如图1所示，该系统具备卫星通信、视频会议、VOIP语音通话等功能。在执行任务时，通过单兵式微波图像传输系统将野外现场的声音、图像等相关资料实时传输到便携站，再通过VSAT卫星系统和专业视频会议系统将其传送到国家、省、市级指挥中心，为领导总揽全局，果断决策，正确指挥提供直接的现场信息。本文设计的便携式卫星站具备“一键式”对星功能，同时采用双跟踪寻星模式，寻星时间小于3分钟，跟踪精度小于0.2度。为满足不同场合不同业务量的需求，天线单元可选用等效口径1m或1.2m天线面，功放选用20W～40W功率功放，组合配置，用于提供传输不低于2Mbps的通信业务。 2.2 便携式卫星天线单元
卫星通信系统建设招标文件 技 术 规 范 书 2013年4月
目录 1概述 (1) 1.1总体需求 (1) 1.2技术要求 (1) 1.3设计原则 (2) 2系统组成 (4) 3卫星通信设计 (5) 3.1卫星通信体制选择 (5) 3.2卫星链路计算 (5) 4X移动卫星通信站系统设计方案 (6) 4.1X移动卫星通信站功能 (7) 4.2卫星通信子系统 (7) 4.2.1x天线伺服控制系统 (7) 4.2.1.1x天线组成 (8) 4.2.1.2x天线系统设计要求 (8) 4.2.1.3x天线系统功能要求 (9) 4.2.1.4x天线系统技术指标 (9) 4.2.2卫星功放 (11) 4.2.3卫星调制解调器 (12) 4.2.3.1卫星调制解调器（网管） (12) 4.2.3.2卫星调制解调器（业务） (13) 4.2.4频谱仪 (14) 4.2.4.1便携式频谱仪 (14) 4.2.4.2机架式频谱仪 (15) 4.3视音频处理子系统 (17) 4.3.1图像采集 (18) 4.3.1.1单兵无线图像传输设备 (18) 4.3.1.2便携式摄像机 (20) 4.3.1.3装载平台室外云台摄像机 (21) 4.3.1.4装载平台室内云台摄像机 (23) 4.3.1.5装载平台两侧及后部摄像机 (24) 4.3.2图像处理与显示 (25) 4.3.2.1视频编解码器 (25) 4.3.2.2高清视频矩阵 (26) 4.3.2.3高标清转换器 (27) 4.3.2.4四联监视器技术要求： (28) 4.3.2.59寸头枕监视器技术要求： (29) 4.3.3音频系统 (30) 4.3.3.1数字调音台 (30) 4.3.3.2无线话筒 (30) 4.3.4VOIP语音网关 (33)
卫星通信基础知识五E I R G T值的意义 集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
卫星通信基础知识（五）EIRP值，G/T值的意义 在卫星通信中常常看到 EIRP、G/T 他们是什么意思呢 EIRP EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)有效全向辐射功率 EIRP也称为等效全向辐射功率，它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率（P）和该天线 增益（G）的乘积，即： EIRP=P*G 如果用dB计算，则为 EIRP(dBW) = P(dBW) + G(dBW) EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。 EIRP是卫星通信和无线网络中的一种重要参数。有效全向辐射功率EIRP为卫星转发器在指定 方向上的辐射功率。它为天线增益与功放输出功率之对数和，单位为dBW。EIRP的计算公式为 EIRP = P – Loss + G式中的P为放大器的输出功率，Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗，G 为卫星天线的发送增益。 通过对比同一颗通信卫星的C频段EIRP分布图和Ku频段EIRP分布图可知，C频段转发器的服务区大，通常覆盖几乎所有的可见陆地，适用于远距离的国际或洲际业务；Ku频段转发器的服务区小，通常只覆盖一个大国或数个小国，只适用于国内业务。C频段转发器的EIRP通常为36到 42dBW，G/T通常为-5到+1dB/k，地面天线的口径一般不小于1.8米；Ku频段转发器的EIRP通常为44到56dBW，G/T通常为-2到+8dB/k，地面天线口径有可能小于1米。另一方面，C频段因为电波 传播通常不受气候条件的影响，适用于可靠性较高的业务；Ku频段转发器则因电波传播可能遭受降雨衰耗的影响，只适用于建网条件较差、天线尺寸和成本受限的业务。下表是亚洲卫星公司四颗卫星的最大EIRP、G/T值 地面站性能指数G/T值是反映地面站接收系统的一项重要技术性能指标。其中G为接收天线增益，T 为表示接收系统噪声性能的等效噪声温度。G/T值越大，说明地面站接收系统的性能越好。 目前，国际上把G/T≥35dB/K的地面站定为A型标准站，把G/T≥31.7dB/K的站定为B型标准站，而把G/T＜31.7dB/K的站称为非标准站。
便携式卫星通信系统
目录 1需求分析 (2) 1.1 技术需求 (2) 1.2 设计思路 (2) 1.3 设计依据 (3) 2系统总体技术方案 (4) 2.1 网络拓扑 (4) 2.2 系统组成 (4) 2.3 系统功能描述 (5) 2.4 系统设计方案 (6) 2.5 设备配置表 (19) 2.6 空间卫星资源 (19)
1需求分析 根据应急通信及现场新闻采访的需求，建设1套卫星机动通信系统以满足应急通信及现场新闻采访的需求，包括1套通信固定站和1套卫星通信便携站及现场图像采集传输系统，固定站和卫星通信便携站之间的通信采用现有卫星通信ku资源实现。卫星通信便携站将通过现场图像采集传输系统采集到的话音、数据及视频传送到卫星通信便携站，再经卫星通信便携站通过卫星传输到固定站和指挥中心的大屏幕上。 根据通信系统实际情况，卫星通信系统建设规模如下： (1)指挥中心建固定卫星通信地球站； (2)建设1套机动通信机动平台。 本建议书对用户需求分析要点如下： 1.1技术需求 根据通信系统需求，工程系统配置包括固定和机动两大系统： 1、位于指挥中心的固定站通信系统：包括 ●天线系统：Ku频段天线系统一套； ●主站室外单元设备：包括低噪声放大器系统一套，SSPA系统（置BUC）一 套，安装在天线基座架上； ●室单元设备：包括调制解调器系统一套；视频编码器和解码器一套；语音网 关一套；网管、监控设备一套； 2、应急通信机动平台：包括 ●卫星通信便携站一套； 自动卫星便携天伺馈系统、一体化卫星信道设备、BUC ●单兵图传设备一套； 1.2设计思路 我们的设计原则是建立在满足用户当前需求和今后的扩展要求之上，采用以下设计思路： ●系统设计采用成熟技术，尽量减少技术风险，采用模块化、通用化设计原
常用卫星通信天线简介 天线是卫星通信系统的重要组成部分，是地球站射频信号的输入和输出通道，天线系统性能的优劣影响整个通信系统的性能。地球站与卫星之间的距离遥远，为保证信号的有效传输，大多数地球站采用反射面型天线。反射面型天线的特点是方向性好，增益高，便于电波的远距离传输。 反射面的分类方法很多，按反射面的数量可分为双反射面天线和单反射面天线；按馈电方式分为正馈天线和偏馈天线；按频段可分为单频段天线和多频段天线；按反射面的形状分为平板天线和抛物面天线等。下文对一些常用的天线作简 单介绍。 1．抛物面天线 抛物面天线是一种单反射面型天线，利用轴对称的旋转抛物面作为主反射面，将馈源置于抛物面的焦点F上，馈源通常采用喇叭天线或喇叭天线阵列，如图1所示。发射时信号从馈源向抛物面辐射，经抛物面反射后向空中辐射。由于馈源位于抛物面的焦点上，电波经抛物面反射后，沿抛物面法向平行辐射。接收时，经反射面反射后，电波汇聚到馈源，馈源可接收到最大信号能量。
图1 抛物面天线 抛物面天线的优点是结构简单，较双反射面天线便于装配。缺点是天线噪声温度较高；由于采用前馈，会对信号造成一定的遮挡；使用大功率功放时，功放 重量带来的结构不稳定性必须被考虑。 2．卡塞格伦天线 卡塞格伦天线是一种双反射面天线，它由两个发射面和一个馈源组成，如图2所示。主反射面是一个旋转抛物面，副反射面为旋转双曲面，馈源置于旋转双曲面的实焦点F1上，抛物面的焦点与旋转双曲面的焦点重合，即都位于F2点。从从馈源辐射出来的电磁波被副反射面反射向主反射面，在主反射面上再次被反射。由于主反射面的焦点与副反射面的焦点重合，经主副反射面的两次反射后，电波平行于抛物面法向方向定向辐射。对经典的卡塞格伦天线来说，副反射面的
卫星通信的基础知识
卫星通信概述 1.卫星通信的基本概念与特点 定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信又是宇宙无线电通信形式之一，而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象的无线电通信，它有三种形式： （1）宇宙站与地球站之间的通信；（直接通信） （2）宇宙站之间的通信；（直接通信） （3）通过宇宙站转发或反射而进行的地球站间的通信。（间接通信） 第三种通信方式通常称为卫星通信，当卫星为静止卫星时称为静止卫星通信。 大多数通信卫星是地球同步卫星（静止卫星：轨道在一定高度时卫星与地球相对静止）。静止卫星是指卫星的运行轨道在赤道平面内。轨道离地面高度约为35800km （为简单起见，经常称36000km）。 静止卫星通信的特点 （1）静止卫星通信的优点 a 通信距离远，且费用与通信距离无关（只要在卫星波束范围内两站之间的传 输与距离无关） b 覆盖面积大（三颗卫星即可覆盖所有地方），可进行多址通信（一发多收） c 通信频带宽（带宽为500M），传输容量大 d 信号传输质量高，通信线路稳定可靠 e 建立通信电路灵活、机动性好（只要卫星覆盖到，均可建立地面站进行通信） f 可自发自收进行监测 （2）静止卫星通信的缺点 a 静止卫星的发射与控制技术比较复杂（所以国内做卫星发射的很少）。 b 地球的两极地区为通信盲区（轨道与赤道平行，切线方向下来无法到达两 极），而且地球的高纬度地区通信效果不好。 c 存在星蚀（卫星在地球和太阳之间）和日凌（地球在太阳和卫星之间）中断 现象。——（现今可通过处理缩短这种现象）
卫星通信基站选址及勘察一、间介 （一）项目建设基本流程 （二）无线设计基本流程 一般来说，一个完整的项目应该包括：项目启动、选址、勘察、 设计、出版归档、会审等五个阶段（过程），如果会审的结果需要进彳亍修正设计，则还包含设计修正阶段（过程） （三）规划、可研报告编制流程 立顶阶段实能阶段验收投产阶段
（四）选址及勘察工作内容 1、选址 工程阶段：可研、规划阶段；初步设计（两阶段设计）；施工图设计（一阶段设计）。 工作内容：根据网络规划方案或现有网络布局情况，对新增或搬迁站点的建设位置进行选定。 选址是网络建设从规划走向实施的第一步，实际网络是否基本符合规划设想，选址的恰当至关重要 选址是网络建设的奠基石，优质的网络建立在科学的选址上 2、勘察 工程阶段：初步设计或施工图设计 工作内容：在移动站点建设现场收集设计工作的必备数据，是着手进行设计的前提。勘察的输出主要有：勘察资料（勘察表、勘察草图、照片等）、勘察数据。这些资料、数据是后续设计阶段的重要基础，必须保证其正确性和完整性。 二、流程及方法 （一）选址流程及方法 1、工作流程
召开项目 启动会 2、选址方法 1）选址前准备 计划 时间、地点、人、工作量、车、钱 沟通 领导、甲方、相关人员、司机 资料 电子地图（纸质地图）、规划方案（建设原则、建设思路、布点图）、通信录当地基本情况（话务、覆盖、城市规划） 工具 包、勘察夹、勘察表、勘察纸、四色笔、
相机、手提电脑、指北针、测距仪、GPS望远镜、皮尺、卷尺…… 测试软件、测试设备、车载电源？ 2）选址 了解环境 明确周围基站位置 核实规划目标 确定目标 基本要求：位置、高度、机房、天面、承重、业主、电、传输；安全性要求：洪涝区、高压电站、加油站、滑坡山体、航空管制 区、易燃易爆区、粉尘区…… 业主要求、市政规划情况； 备选点 记录资料 周围环境：描述、拍照（30/12 ）、建筑物外观（物业用）基本信息：位置（GPS地址）、高度、机房条件、天面条件、承重、业主联系方式、特殊要求填表（选址记录表） 3）选址后工作 当天 整理选址数据：照片、记录表、选址明细表、布点图汇总讨论，确定明天选址目标 回单位前 向甲方汇报选址情况
浅述卫星通信系统 当今世界已经进入了信息时代，信息技术改变着人们的生活和工作方式，作为信息传输基础的通信技术，越来越与人们的日常生活密切相关。21世纪通信的发展与多媒体、互联网络、个人通信等高科技产物融合在一起，成为信息产业中发展最为迅速，进步最快的行业。面对如此迅猛的发展，我们必须以新观念、新思路、新模式和新设计方法去适应未来信息化社会。 卫星通信指的是在两个以上的地球站之间利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波进行的通信，之前提到的地球站是设置在地球上（包括地面、水面和低层大气中）的无线电通信站。它将通信技术、计算机技术与航空航天技术相结合的一项重要成果，并且作为一种远距离通信方式从上世纪五十年代应用至今。 目前，卫星通信广泛应用于国际通信、国内通信、国防、移动通信和广播电视等诸多领域。较其他传统的通信方式而言，卫星通信具有极大优势，特别是在边远山区、人烟稀少地区、沙漠地区、江河湖泊地区以及海岛等通信不发达的地区，卫星通信具有其他通信手段不可替代的作用。鉴于卫星通信具有的上述优势，使得它自诞生之日起便迅速发展成为现如今通信领域中最为重要的一种通信方式。 一、卫星通信系统的起源于发展 1667年，著名物理学家牛顿在开普勒三定律的基础上，总结出了万有引力定律。万有引力定律的内容是：任何两个物体之间都存在着引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，而与两物体之间的距离平方成反比。卫星和地球也服从万有引力定律，这就使得牛顿发现的万有引力定律成为卫星诞生的理论基础。 1945年10月，就在第二次世界大战刚刚结束不久，当时的英国空军雷达军官阿瑟〃克拉克（Arthur C.Clark）在《无线电世界》杂志上发表了关于“地球外的中继站”（Extra-Terrestrial Relays）学术性文章。在
卫星通信地球站设备 一、地球站的分类及组成 1.1地球站的各类 1.1.1卫星通信地球站 可以按安装方式、传输信号特征、天线口径尺寸、设备规模及用途来分类： 1、按安装方式： ●固定站 ●可搬运站 ●移动站 2、按传输信号特征： ●模拟站 ●数字站 3、按业务性质： ●遥测、遥控、跟踪站 ●通信业务站 4、按用途分： ●民用通信站：公用站 专用站 ●军用通信站：战略通信站 战术通信站
●卫星广播业务 ●气象卫星 ●航空、航海、导航 ●科学实验 另外还可以按工作频段、通信卫星类型、多址方式、天线口径等分类。 目前国际上，通常地球站天线口径尺寸及G/T值的大小将地球站分为A、B、C、D、E、F、G、Z等各种类型见下表1： 表1：各类地球站的天线尺寸及性能指标 ●其中A、B、C型站称为标准站，用于国际通信；
E和F又分为E－1、E－2、E－3和F－1、F－2、F－3等类型，主要用于国内通信。 其中E－2、E－3和F－2、F－3又称为中型站。E－1、F－1称为小型站。 1.1.2VSAT地球站的分类 1、按安装方式――固定、可搬、车载、机载、船载、背负式、手提式等 站。 2、按网络结构――星状、网状、星状网状混合结构。 3、按收发方式――单收站、单发站、双向站。 4、按业务性质――固定业务和移动业务。 5、按支持的主要业务类型分――话音VSAT站、数据VSAT站、综合VSAT 站。 其它的还有按工作频段分（L波段、C波段、Ku波段等）、多址方式（FDMA、TDMA、CDMA、SDMA等）。 1.2地球站的组成 一般的卫星通信地球站，尽管对于不同的通信体制，地球站的组成不尽相同。但其基本组成一般包括： 天线分系统、发射分系统、接收分系统、信道终端设备、遥测跟踪、监控分系统、伺服跟踪分系统和电源分系统。 1.2.1VSAT地球站设备组成 VSAT卫星通信网由卫星转发器、主站（中心站）和远端小站三部分
浅谈卫星通信地球站的维护管理经验 【摘要】本文从卫星通信地球站各设备在安装调试、使用维护过程中应注意的事项及卫星通信地球站的几点维护管理经验等方面，全面阐述了在卫星通信地球站维护管理过程中应注意把握的环节，总结了在维护管理过程中几点体会，对卫星通信地球站系统的维护管理具有很好的参考价值。 【关键词】卫星通信地球站;操作维护;频谱;稳定性 1.引言 卫星通信作为一体化联合作战的主要通信手段，可确保在任何情况下，甚至在地面网络无法覆盖或遭到破坏的情况下，及时、快速、可靠、稳定地提供宽带多媒体通信服务，真正做到广域无缝隙覆盖。在汶川地震、日本海啸等重大灾害中，卫星通信以其独特的优势发挥了无可替代的作用。而卫星通信地球站设备运行的稳定与否，直接关系到卫星通信业务的可靠性，所以我们应重视对卫星通信地球站的操作维护工作，更好地保障卫星通信地球站各设备的稳定运行。 2.地球站系统组成 卫星地球站是卫星通信系统中的关键组成部分，随着通信技术的发展，卫星通信设备种类越来越多、复杂程度越来越高、地球站系统规模不断扩大、业务任务多样化趋势明显。在这种条件下，大型卫星地球站面临的主要问题是：天线、射频、变频设备、解调设备、终端设备等公共资源以及多样化的终端设备等资源复杂程度高，数量大，难以有效调度;支持的众多的任务如临时视频传输、应急通信保障、业务变更调整等，人工协调困难;系统配置变化应对不及时;多种应急任务对人员技术水平要求高;资源缺乏统一的调度管理，人工协调调度效率低下，无法充分发挥设备、资源的效益。 卫星地球站的组成：天线及伺服子系统，射频收发子系统，调制解调子系统，基带子系统，监控子系统，（接口子系统），电源子系统等。 天线及跟踪伺服子系统：卫星信号的收发，及天线驱动（自动、电动、手动/跟踪）。 上行：将HPA输出的射频信号通过天线放大并向卫星发射。 下行：接收来自卫星的射频信号。 跟踪伺服：控制天线对准卫星。 射频收发子系统：完成信号的变频、放大。
卫星通信系统设计 一、设计要求 1.覆盖东南亚地区（地面终端为手持机）； 2.波束：卫星天线有140个点波束，EIRP：73dbw, G/T :15.3db/k； 3.支持数据速率9.6kbps，至少提供10000路双向信道； 4.频段：L波段，上行1626--1660MHZ; 下行1525--1559MHZ。 二、总体设计方案 1.系统组成 卫星通信系统由卫星星载转发器、地球站接收、地球站发送设备组成。本设计系统卫星定位与赤道上空123oE，加里曼丹（即婆罗洲）上空。距地面3.6KM，属地球同步卫星。 系统组成如图1所示 发送端输入的信息经过处理和编码后，进入调制器对载波（中频）进行调制；以调的中频信号经过上变频器将频率搬移至所需求的上行射频频率，最后经过高功率放大器放大后，馈送到发送天线发往卫星。卫星转发器对所接受的上行信号提供足够的增益，还将上行频率变换为下行频率，之后卫星发射天线将信号经下行链路送至接受地球站。地球站将接受的微弱信号送入低噪声模块和下变频器。低噪声模块前端是具有低噪声温度的放大器，保证接收信号的质量。下变频、解调器和解码与发送端的编码、调制和上变频相对应。
2.系统传输技术体制 ○1，调制方式 本系统采用π／4-QPSK调制机制 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)正交相移键控，是一种数字调制方式。在数字信号的调制方式中QPSK四相移键控是目前最常用的一种卫星数字信号调制方式,它具有较高的频谱利用率、较强的抗干扰性、在电路上实现也较为简单。但是，当QPSK进行脉冲成形（信号发送前的滤波，减小信号间干扰，将信号通过设定滤波器实现）时，将会失去恒包络性质，偶尔发生的弧度为π的相移（当码组0011或0110时，产生180°的载波相位跳变），会导致信号的包络在瞬时通过零点。任何一种在过零点的硬限幅或非线性放大，都将由于信号在低电压时的失真而在传输过程中带来已被滤除的旁瓣。为了防止旁瓣再
大学毕业设计论文 题目船载卫星通信地球站监控系统分析及软件设 计 专业通信工程 学生姓名XXX 班级学号XXXXX 指导教师XXX 指导单位XXXXXXXX
摘要 在突发灾难情况下，现有的地面通信网络，往往很容易遭到破坏，且难以快速恢复，此时建立先进的应急通信系统显得格外重要。快速反应，应急开通，是抢险救灾服务中争取时间、减少损失的关键，它甚至关系到救援行动的成败。然而目前的“动中通”虽然已经应用于应急通信，但是仍然有不尽如人意的地方，未来的“动中通”应具有良好的人机界面和高度的可靠性，以嵌入式处理芯片和嵌入式实时操作系统为标志。 本课题研究是的船载卫星站监控器，它是控制物体在运动状态下能够实现实时通信、精确定位的功能。与此同时会涉及到动载体卫星通信的工作原理的理解。所谓动载体卫星通信，其工作原理是：载体在移动过程中，由于其姿态和地理位置发生的变化，会引起原对准卫星天线偏离卫星，使通信中断，因此必须对载体的这些变化进行隔离，使得天线不受影响并始终对准卫星。这就是天线稳定系统要解决的主要问题，也是移动载体进行不间断卫星通信的前提。 对于本次课题研究的主要任务是实现船载卫星站系统的监控功能，并且利用KEIL集成开发平台软件辅助实现天线监控系统的各部分功能，包括电子罗盘数据采集和处理程序的编写、监控器面板键盘程序的编写以及监控器液晶显示器显示程序的编写等。 关键词：卫星移动通信,动中通,捷联技术,单脉冲自跟踪
ABSTRACT In case of sudden disasters, the existing terrestrial telecommunication networks are often easily damaged and difficult to be recovered, Seting up an advanced emergency communications system is particularly important at this time. The rapid response and emergency open is the key to gain time to reduce the loss in the emergency rescue. Though some types of "mobile communications services" have been used in emergency communications, there are some failures in these systems, such as higher costs, poor human-computer interface. The new type of "mobile communications"system should solve those problems and enhance the reliability, the embedded chips and embedded real-time operating system will be wildly applied. The vehicle "mobile communications" reaserched in this issue can be installed in a normal cross-country vehicles and has merit of miniaturization, light-duty, rapid response, high tracking precision which improve the mobility of vehicle, so that it can automatic track satellite and set up satellite communications link qucikly, and satisfy the needs of the emergency communications and control. This research is a satellite station on board to monitor, it is to control the state of an object in motion to achieve real-time communications, precision positioning capabilities. At the same time would involve moving the satellite communications carrier the understanding of the working principle. The so-called dynamic carrier satellite communications, and its working principle is: the process in the mobile carrier, because of their attitude and location changes, will cause deviation from the original aligned satellite satellite antenna, so that communication interruption, it is necessary to isolate these changes in carrier so that the satellite antenna is not affected and always aligned. This is the antenna stabilization system to solve the main problem is uninterrupted mobile satellite communications carrier the premise. For this research the main task is to achieve satellite station ship monitoring systems, and integrated software development platform using KEIL assisted to achieve the various parts of the antenna control system functions, including electronic compass data acquisition and processing procedures for the preparation, monitoring panel keyboard and monitor procedures for the preparation of procedures for the preparation of liquid crystal display and so on. Key word: Satellite Mobile Communication, mobile communication, Strap-down technology，monopulse tracking
小卫星通信系统关键技术论文 小卫星通信系统具有研发费用少，重量轻，性能稳定， 信号覆盖范围广以及不受地域条件限制等优点，能够对当前大型 同步轨道的卫星通信进行补充作用，在全球范围内得到广泛应用 的同时也受到了众多研究机构的重视，因此对小卫星通信系统的 技术进行研究同时具有实践意义和理论意义。 卫星通信技术在军事、政治、工业、生活等方面均具发 挥着重要作用，而相比之下，小卫星则更具有大型同步卫星所无 法实现的众多优势而受到国内外研究学者的重视，同时，卫星向 小型化趋势发展也是全球卫星产业的主要发展方向。我国从本世 纪初期开始着手小卫星的相关研制和发射工作。 1 小卫星的技术优势 1.1 荷载较少 小卫星在每次的的任务中一般仅需要装载一种特殊设备，进而很好地避免了大型卫星中出现的荷载间复杂配比问题。 1.2 研制时间短、费用低 小卫星的研制一般只需经过一到两年，同时相关的研究 经费也相比大型卫星明显降低，因此更具有经济性，更体现其实 践意义。 1.3 重量轻 小卫星的重量一般较小，就当前国际情况来看，最微型 的小卫星的质量仅有几百克，体积也很小，因此功能密度大，模 块可多次利用。
1.4 信号覆盖范围广 由于小卫星具有较强的组网能力，因此能够形成精度较高，功能强大而且信号覆盖范围广的星座系统，进而具有易于补网和星座功能稳定的优势。 1.5 减缓频率压力 小卫星的星座中包括多颗卫星，可以频率复用，因此具有减小空间任务所具有的频率压力。 2 小卫星通信系统主要技术简介 卫星在通信中起着中转作用，即将地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站，地球站是卫星与地面信息系统的链接点，用户通过地球站途径进入卫星通信系统中，形成链接的电路信号链;为了确保系统的运行正常，卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接，测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制，以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控，保证系统安全与稳定的运行。 小卫星通信的关键技术主要有通信系统的链路预算以及接收机参数估计技术和同步技术等，其中链路预算技术是设计小卫星通信系统的主要计算方法和参考依据，精确的链路预算能够确保通信系统的稳定运行。近年来，通信系统接收技术和相应的算法逐渐由信号模拟技术向数字化转变;由于卫星通信整体码速率有所提升因此对接收机的信息处理速度以及算法的复杂度、同步速度和稳定性也提出了更高的要求;信息传输量的大幅增加使得遥测领域中逐渐采用比特传输速率更高的调制方式;由于卫星通信系统在数字通信过程中的发射机和接收机的晶振不同，以及移动平台引起的多普勒效应，造成发射机和接收机之问会产生相位和频
卫星通信系统 设计方案 班级：011241 学号：01 姓名：
一、背景及研究目标 1.1卫星通信 卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信"卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大,只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信,不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速),同时可在多处接收,能经济地实现广播!多址通信(多址特点);电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量,同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。 卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站"地球站则是卫星系统形成的链路"由于静止卫星在赤道上空3.6万千米,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23小时56分4秒)一致,从地面看上去如同静止不动一样"三颗相距120度的卫星就能覆盖整个赤道圆周"故卫星通信易于实现越洋和洲际通信"。 通信卫星的最大特点就是可以为移动用户之间提供通信服务,具有覆盖区域更广，不受地理障碍约束和用户运动限制等优势,从移动通信卫星的轨道看,目前移动通信卫星的轨道主要有三种: GEO卫星位于地球赤道上空高度为35 786 km的轨道上,其角速度与地球表面旋转的角速度相同,因此相对地面静止,单颗GEO卫星覆盖范围较广约占地球总面积的1/3),最大可覆盖纬度±70°以内的区域[1]。在三种卫星中,GEO卫星距离地球最远,导致其与地面终端之间的通信延时最大,约为250 ms,链路损耗也较大。对于GEO轨道，利用三颗卫星可构成覆盖除地球南、北极区的卫星移动通信系统。 MEO卫星通常位于距离地面高度为10 000 km～20 000 km之间的圆形轨道上,其与地面终端之间的通信延时约为120 ms,链路损耗也相对较小。 LEO星座系统中的LEO卫星通常位于距离地面高度为500 km～2 000 km之间的圆形轨道上,其与地面终端之间的通信延时最短,约为25 ms,链路损耗也最小。 1.2目标 本文中所设计的卫星移动通信系统覆盖目标区域为中国大陆和沿海地区,为便于讨论,将目标区域抽象成圆心在东经105°、北纬30°、地心角为26°的一个圆内,其范围基本包括了中国大陆、领海以及部分周边地区。 通信卫星为GEO 同步轨道卫星，采用QPSK调制方式,上行链路为卫星交换的FDMA 每载波单路信号的FDMA（SDMA-SCPC-FDMA）,下行链路为卫星交换的TDMA每载波单路信号的FDMA（SDMA-FDMA-MCPC-TDMA）。.LTE 随机接入策略为ALOHA协议。信道分配为按需分配（DA）方式。传输协议为IP协议。 该系统设计思路为：用户终端→信息编码→调制器→上变频器→功率放大器→卫星接收、下变频→解调、路由→上变频、发射→接收机与解调器→用户终端。
卫星通信关键技术最新进展 姓名：唐聪 班级：1402015 学号：14020150005
摘要：随着经济全球化的发展，人们对于移动通信的需求增加，同时军队对 于卫星通信的要求也越来越高。为满足未来移动通讯的发展需要，新一代的 卫星通信系统应该具备速率快、覆盖广等优点本文从分析目前卫星通信系 统出发，简述卫星通信系统的关键技术及最新进展，并对未来卫星通信系统 的发展进行展望，以作为相关人员的参考。 目录 0引言 (3) 1卫星通信 (3) 2卫星通信系统的特点及面临的问题 (3) 2.1卫星通信的特点 (3) 2.2功能 (3) 2.3卫星通信发展历程 (3) 2.4卫星通信面临的问题 (4) 3卫星通信系统体系结构 (4) 3.1体系结构分类 (4) (1)交互式宽带卫星Internet接入系统结构； (4) (2)非对称宽带卫星接入系统结构； (4) (3)宽带卫星骨干传输系统结构。 (4) 3.2应用方面 (4) 4卫星通信关键技术及进展 (4) 4.1随机接入技术 (4) 4.2多波束天线 (4) 4.3星上处理 (5) 4.4星间链路 (5) 4.5卫星频谱资源 (6) 4.6星地融合通信 (6) 4.7卫星宽带通信 (6) 5卫星通信发展展望 (7) 5.1通信卫星的发展趋势 (7) 5.2卫星通信的演进 (7) 5.3卫星通信的结合 (8) 5.4卫星通信宽带化 (8) 6结论 (8) 7参考文献 (9)
0引言 通信卫星始于1964年，当年在美国成立了国际通信卫星组织INTELSAT。1965年，美国发射了第一颗商用通信卫星晨鸟号（“Early Bird”）。之后，卫星通信技术及其应用蓬勃发展，取得了巨大的成功。除了在军事领域中发挥着关键性的作用以外，卫星通信还为人们提供丰富多彩的电视广播和语音广播，为地面蜂窝网络尚未部署的偏远地区、海上和空中提供必要的通信，为发生自然灾害的区域提供宝贵的应急通信，为欠发达或人口密度低的地区提供互联网接入等…但是卫星通信自身存在的弱点却使得它长期以来一直作为地面固定、无线或移动通信系统的一种补充通信方式。例如：对于网络层存在的传输时延长、丢包率高及链路干扰等问题，需要采用新的算法和协议对网络层进行优化，从而使卫星通信适合于个人移动通信和宽带互联网接入；在物理层，由于卫星通信的视距传输特性，限制了部分区域特别是繁华市区的用户接入卫星网络，需要采用新的通信网络架构来推进卫星通信网络和地面通信网络的融合。近期，卫星通信新技术的迅速发展和通信商业市场需求的不断增长，极大地促进了卫星通信业务和通信模式的创新发展，使当前成为卫星通信历史上最活跃的时期之一。 1卫星通信 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站的两个或多个地球站相互之间的无线电通信，是微波中继通信技术和航天技术结合的产物。卫星通信的特点是通信距离远，覆盖面积广，不受地理条件限制，且可以大容量传输，建设周期短，可靠性高等。 2卫星通信系统的特点及面临的问题 2.1卫星通信的特点 卫星通信与其他通信方式比较，有以下几个方面的特点。 (1)传输速率高； (2)为了独立于地面网络，多数卫星宽带通信系统使用微波或激光星间链路实现卫星互连，构成空间骨干传输网络； (3)由于卫星链路的传输损耗大，在高速传输情况下，要求用户使用具有较大口径的天线。因此，短时间内卫星宽带系统将无法支持手持终端移动中的高速通信。 (4)通信距离远，且费用与通信距离无关。从图16.2中可见，利用静止卫星，最大的通信距离达18100km左右。而且建站费用和运行费用不因通信站之间的距离远近、两通信站之间地面上的自然条件恶劣程度而变化。这在远距离通信上，比微波接力、电缆、光缆、短波通信有明显的优势。 (5)广播方式工作，可以进行多址通信。通常，其他类型的通信手段只能实现点对点通信，而卫星是以广播方式进行工作的，在卫星天线波束覆盖的整个区域内的任何一点都可以设置地球站，这些地球站可共用一颗通信卫星来实现双边或多边通信，即进行多址通信。另外，一颗在轨卫星，相当于在一定区域内铺设了可以到达任何一点的无数条无形电路，它为通信网络的组成，提供了高效率和灵活性。 (6)通信容量大，适用多种业务传输。卫星通信使用微波频段，可以使用的频带很宽。一般C和Ku频段的卫星带宽可达500～800MHz，而Ka频段可达几个GHz。