卫星通信导论上课课件-第6章 卫星移动通信系统1

导弹制导：卫星通信系统可用于导弹的制导和控制系统，提高导弹的命中精度和作战 效能。
战略侦察：卫星通信系统能够传输大量的侦察数据和情报信息，为军事决策提供重要 支持。
战场指挥：卫星通信系统可实现战场各部队之间的实时通信和信息共享，提高指挥效 率和协同作战能力。
民用领域应用
移动通信：卫星 通信系统提供全 球范围内的移动 通信服务，包括 海上、空中和陆 地上的通信
广播和电视：卫 星通信系统用于 传输广播电视信 号，覆盖范围广， 不受地域限制
互联网接入：卫 星通信系统提供 互联网接入服务， 包括家庭和企业 用户的宽带接入
应急通信：在自 然灾害等紧急情 况下，卫星通信 系统可以提供可 靠的应急通信服 务，保障救援工 作的顺利进行
商业领域应用
商业通信：卫星通信系统为商业 领域提供高效、可靠的通信服务， 支持语音、数据、视频等多种通 信方式。
汇报人：PPT
Part Five
卫星通信系统 关键技术
信号传输技术
调制技术：将基 带信号转换为适 合传输的调制信 号
多路复用技术： 提高频谱利用率， 实现多路信号同 时传输
纠错编码技术： 降低误码率，保 证传输质量
天线技术：实现 信号的高效辐射 和接收
信道编码技术
信道编码的基本 概念
信道编码的原理
常见的信道编码 技术
工作原理简介
卫星通信系统概述
卫星通信系统组成
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统特点
特点与优势
特点：覆盖范围广、不受地理条件限制、通信容量大、传输质量稳定 优势：适用于远程通信、应急通信、军事通信等领域，可提供话音、数据、图像等多种业务
Part Three
卫星通信系统 分类

信号衰减问题
卫星通信系统的信号在传输 过程中会受到大气层和太空 环境的影响，导致信号衰减 和失真。
对地球位置的依赖
卫星通信系统需要在地球上 建立接收站和卫星网络，对 于偏远地区或移动用户来说 可能存在覆盖问题。
05卫星通信系统的发展现 状与 Nhomakorabea势CHAPTER
卫星通信系统的发展现状
卫星通信技术不断进步 卫星通信应用领域广泛 卫星通信产业链完善
可靠性好
卫星通信系统具有较高的可靠性和稳 定性，因为卫星通信不受地面环境影 响，如自然灾害、战争等。
卫星通信系统的局限
传输延迟大
卫星通信系统的传输延迟比 地面通信系统要大，因为信 号需要经过卫星转发器进行 中继。
传输成本高
卫星通信系统的建设和运行 成本较高，因为需要使用昂 贵的卫星转发器和接收设备。
卫星通信系统概述课 件
• 卫星通信系统简介 • 卫星通信系统的工作原理 • 卫星通信系统的种类与特点 • 卫星通信系统的优势与局限 • 卫星通信系统的发展现状与趋势 • 卫星通信系统的实际应用案例
01
卫星通信系统简介
CHAPTER
卫星通信系统的定义
卫星通信系统的组成
卫星通信系统的应用场景
02
VS
详细描述
静止轨道卫星通信系统是指卫星在地球的 静止轨道上运行，与地球保持相对静止， 从而实现与地球表面进行通信的卫星通信 系统。这种系统的优点是覆盖范围广，传 输容量大，传输质量稳定，并且可以提供 全球无缝覆盖的通信服务。但是，由于卫 星轨道资源的限制，建设成本较高。
非静止轨道卫星通信系统
总结词
卫星通信系统的工作原 理
CHAPTER
卫星通信系统的信号传输原理

保护频带
卫星转发器 频带分配
f
地球站 A
地球站 B
FDMA示意图
地球站 C
（2)FDMA的三种方式
①单址载波: 单址载波是指一个载波只传一路信号，每个 地球站与其它不同的地球站通信时采用各自 不同的载波以实现多路通信。
②多址载波:
多址载波是指每个地球站只允许发射一个 载波，但一个载波可传多路信号，各地球 站利用基带多路复用进行信道定向，实现 多路通信。
二、果树带的划分
• 1.热带常绿果树带。 • 2.亚热带常绿果树带。 • 3.云贵高原常绿落叶混交带。 • 4.温带落叶果树带。 • 5.旱温落叶果树带。 • 6.干寒落叶果树带。 • 7.耐寒落叶果树带。 • 8.青藏高原落叶果树带。
1.热带常绿果树带
• 本带位于北纬24°以南地区，年平均气温在21℃以上，最 高均温约28℃，最低均温为12--21℃；年降水量830-1666mm，无霜期340--360天，大多终年无霜。
卫星 （含转换开关）
点波 束1
点波 束m
地
地
地
球 站
球 站
球 站
地
地
地
球
球
球
站
站
站
1n
m1
m2
mn
SDMA示意图
12 11
（3）特征 卫星有多个窄波束，每个波束覆盖地球表面一定区域。
（4）主要特点
① 频率利用率高，通信容量大； ② 发射能量集中，通信效果好； ③ 卫星对其它地面系统的干扰小； ④ 卫星控制要求高。
• 主要代表：柑桔，橙，柚，柠檬等。
5.坚果类
主要特点：大多由子房发育而成，果皮通常硬 化或成革质，食用部分为种子。种子含有丰富 的脂肪，蛋白质，淀粉。 • 极耐贮藏和运输。 • 主要代表：核桃，山核桃，板栗，榛子，银杏， 香榧，槟榔，榴连等。

太阳能 电池
控制分系统
执行 机构
自旋
传感器
蓄电池
电源控 制电路
姿态 控制
天线 控制
轨道 控制
遥测指令分系统
遥测 编码器
遥测 发射机
指令 编码器
指令 接收机
通信分系统 (转发器)
本机 振荡器
变频器
发射机
接收机
双工器
双工器
遥测指令天线
通信天线
1.控制分系统
控制分系统主要由各种可控的调整装 置、驱动装置（喷气抵进器）及各种 转换开关等组成。它在地面遥控指令 下，主要完成对卫星姿态、位置、工 作状态，主、备用设备切换等控制功 能。
通信微波天线的波束应对准地球上的通信区域。 但是，对于采用自旋稳定方式以保持姿态稳定的静 止卫星，由于卫星是旋转的，故要采用消旋天线， 才能使波束始终对准地球。常用的有机械消旋天线 和电子消旋天线，其消旋原理是用机械的方法或电 子的方法，让天线的旋转方向与卫星自旋方向相反， 而两者的旋转速度相等，以保证天线波束始终朝着 地球上需要通信的区域。
（2）双变频转发器。现在用得很少。
（3）处理转发器。处理转发器，主要具有处理信号 的功能。在卫星上的信号处理主要指经下变频后， 对信号进行解调后的处理，然后重新调制、上变频、 功放后发向地面站。卫星上的信号处理一般分三种 情况：第一种是对数字信号进行判决、再生，使噪 声不积累；第二种是多个卫星天线之间的信号交换 处理；第三种为更复杂的星上处理系统，它包括了 信号的变换、交换和处理等。
它实质上是一组宽频带收、发信机，对其 要求是工作稳定可靠，附加的噪声小。卫星转 发器是通信卫星中最重要的组成部分，它能起 到卫星通信中继站的作用，其性能直接影响到 卫星通信系统的工作质量。

900mm
300mm
900mm
卫星天线底座俯视图
900mm
卫星天线底座正视图
300mm
900mm
► d. 文化共享工程卫星小站接收系统软件部分由卫星 监控系统和信息接收系统两个部分组成。
卫星主站用一定的频 率将制作好的IP数据节目 传送至亚太六号卫星，卫 星转发器将信号转发至卫 星接收天线，DVB卡通过 卫星监控程序将卫星接收 天线收到的信号转换回IP 数据信号并传送给信息接 收系统，信息接收系统将 接收到的节目储存在本地 计算机硬盘指定目录中。
卫星通信系统的分类 ---按高度分
►低高度卫星： 小于5000公里，周期2--4小时 ►中高度卫星： 5千—2万公里，周期4--12小时 ►高高度卫星： 大于2万公里，周期大于12小时
卫星通信系统的分类 ---按同地球表面任一点的相对位置分
►同步卫星：人造卫星绕地球的周期和地球的 自转同步称为同步卫星，它的优点是使用者 只要对准人造卫星就可进行沟通而不必再追 踪卫星的轨迹。
卫星主站通信系统
►卫星主站数据广播系统是一套完全开放构架 的与DVB-S兼容的卫星广播网络系统。
►可为用户提供LAN、视频A/V等接口，传输速 率最大为48Mbps（根据功放的大小）。可完 成卫星远程培训、信息发送、文件传输等多 种形式的高速多媒体应用。
卫星主站系统的设备配置主要包括
►远端用户的管理功能。
主站用户应用系统功能
► １.传送不同格式的文件，包括文件格式及流媒体格式 等，文件大小不受限制；
► ２. 可设定传送方式，定时、循环、定次等能力； ► ３. 具有良好的纠错机制及方法； ► ４. 同时可传送多个节目内容，可设定流量。同时具
► 静止卫星通信系统：利用静止卫星作为中继的通信系统。另 外，静止卫星的组成包括：天线分系统 通信分系统 电源分系统 跟踪遥测指令分系统 控制分系统

• GEO/GSO的主要缺点
– – – – – 大的传输延时和衰减 仰角随着纬度的增高而降低（GEO） 不能覆盖极地地区（GEO） 轨位资源缺乏 发射费用高
22
• LEO的主要优势
1.1 卫星轨道
– 低传输延时和衰减（利于使用手持终端） – 灵活的系统设计 – （单星）发射费用低
• LEO的主要缺点
38
五、卫星通信的业务类型
ITU (International Telecommunication Union)定义三种 业务类型：

固定卫星业务FSS (Fixed satellite service) 移动卫星业务MSS (Mobile satellite service) 广播卫星业务BSS (Broadcasting satellite service)
29
系统的组成
信关站天线
网络控制中心 韩国城南，地面中心
30
系统的组成
• 用户信息管理系统CIMS 负责维护信关站配置信息，完成系统记帐 和计费，实现详细通话记录
31
系统的组成
• 用户段
手持终端 掌上型终端 车/舰/机载终端 便携式终端 固定终端
32
三、频率分配
• 两个权威组织
3.0747
4.8954 7.1272 7.4624
23/56/04.1
05/59/01.0 01/55/17.8 01/40/27.0
19
1.1 卫星轨道
Pentriad (Molnya HEO) GPS GLONASS Outer Van Allen Belt ICO, Spaceway NGSO Concordian of Ellipso Teledesic Skybridge Globalstar Iridium Orbcomm Borealis of Ellipso Inner Van Allen Belt

和工作。
▪ 具体的结构上，固定卫星系统和移动卫星系统会有所区别
卫星通信使用的频段
为24颗小卫星星座系统,分6个轨道平面覆盖全球
跟踪遥测及指令分系统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。
IPSTAR系统的综合优势（一）
预约ALOHA
由此产生的转换成本给用户带来较大的不便。例如一位欧洲用户
到美国和日本商务旅行，需买3个通话卡才能与这3个地区的传输
技术标准相匹配，而每个卡大约价格为660－900美元。
▪
语音质量和传输速度不理想
铱星所采用的MF-TDMA（多频时分多址）通信体制的话音
质量不如CDMA（码分多址）。另外，铱星系统的数据传输速率
相当于把地面蜂窝网倒置在空中，使地面实现无缝隙通讯。
▪ 另外一个先进之处是铱星系统解决了卫星网与地面蜂窝网之间的
跨协议漫游。铱星系统由空间段和地面段组成：空间段即星座，
地面段包括系统控制中心、关口站和用户终端。
▪ 铱星系统开创了全球个人通信的新时代，被认为是现代通信的一
个里程碑，使人类在地球上任何"能见到 的地方"都可以相互联络。

N
B
n
F KT
铱星失败的原因——技术角度
▪
铱星电话在建筑物内无法接收信号
▪
铱星电话过于笨重，使用不方便
摩托罗拉公司的铱星双模式手机重约454克，京瓷公司的铱
星单模式和双模式手机均重400克，它们比重量不到100克的GSM
手机笨重得多，使用也不方便。
▪
铱星系统与蜂窝电话网络相连，必须适应不同的区域传输标准，
▪ 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

由一颗包或括多地颗球通站信和卫通星信组业成务，控在制空中中对 发来的心信，号其起中中有继天放馈大设和备转、发发作射用机。、每 颗通信接卫收星机均、包信括道收终发端天、线跟、踪通与信伺转发 器、跟服踪系遥统测等指。令、控制和电源等分系 统。
图1-5 卫 星通信系 统的组成
卫星通信基本概念及其系统组成
系统组成另一种说法
日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后， 当卫星星下点进入当地时间中午前后。
春分
卫星通信基本概念及其系统组成
秋分
（3）电波的传播时延较大且存在回波干扰。 （4）卫星通信系统技术复杂。 （5）静止卫星通信在地球高纬度地区通信效 果不好，并且两极地区为通信盲区。
卫星通信基本概念及其系统组成
1.1.3 卫星通信系统的组成和分类
星通信系统。
卫星通信基本概念及其系统组成
1.1.2 卫星通信的特点
优点： （1）通信距离远，且费用与通信距离无关。 （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）通信链路稳定可靠，传输质量高。
卫星通信基本概念及其系统组成
局限性：
（1）通信卫星使用寿命较短。
*部件故障导致的不可修复 *推进剂携带量有限
控制卫星入轨 推进剂的应用 轨道位置保持
姿态保持
（2）存在日凌中断和 星蚀现象。
图1-4卫静星止通信卫基星本的概日念及凌其中系断统组和成星蚀现象
静止卫星的星蚀
卫星、地球、太阳共处在一条直线上，且地球挡住了阳光, 静止卫星处于地球的阴影区，导致卫星上的太阳能电池无法 正常工作。
卫星通信系统指利用人造地球卫星在地球站之间进行通 信的通信系统。
通信卫星指用于实现通信目的的人造卫星。 卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波接 力向太空的延伸。

通信稳定性高
相对于地面通信系统，卫星通信系统 受自然灾害和人为干扰的影响较小， 通信稳定性较高。
灵活性
卫星通信系统具有较高的灵活性，可 以快速建立通信链路，满足应急通信 和快速部署的需求。
挑战与问题
传输延迟
设备成本高
卫星通信的传输距离较长，导致信号传输 存在一定的延迟，影响了实时通信的效果 。
卫星通信系统的设备和终端成本较高，限 制了其在某些领域的应用。
广播与电视节目传输
卫星通信系统广泛应用于电视 节目和广播节目的传输，可实 现大范围覆盖和高质量信号传
输。
移动通信
卫星通信系统为移动用户提供 全球覆盖的通信服务，包括海 事卫星通信、航空卫星通信等 。
应急通信
在灾害或紧急情况下，卫星通 信系统可快速建立应急通信链 路，保障救援工作的顺利进行 。
国际通信
无线电波的传输方式
无线电波可以通过直射、反射、折射 和散射等方式传输，其中直射传输是 卫星通信中常用的传输方式。
卫星轨道与覆盖
卫星轨道参数
卫星轨道参数包括高度、倾角、 近地点幅角和偏心率等，这些参 数决定了卫星的覆盖范围和运行
周期。
卫星覆盖区域
根据卫星轨道参数，可以确定卫星 的覆盖区域，从而实现全球或区域 性的卫星通信服务。
总结词
各具特色、服务特定区域或领域
详细描述
除了国际通信卫星组织和中国的北斗卫星导航系统，世界各国还纷纷建设自己的卫星通 信系统，以满足特定区域或领域的通信需求。这些系统在技术、覆盖范围和应用领域方
面各具特色，如欧洲的伽利略卫星导航系统（Galileo）、俄罗斯的GLONASS等。
THANKS
感谢观看
信号衰减
安全保密问题