衛(wèi)星通信原理論文

通信系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)課論文

衛(wèi)星通信原理研究

專業(yè)名稱 班級(jí)學(xué)號(hào) 學(xué)生姓名

通信工程

摘要： 摘要：衛(wèi)星通信的特點(diǎn)是通信范圍大,只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍 內(nèi),從任何兩點(diǎn)之間都可進(jìn)行通信,不易受陸地災(zāi)害的影響,只要設(shè)置地球 站電路即可開(kāi)通,同時(shí)可在多處接收,能經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)廣播、多址通信,電路設(shè)

置非常靈活,可隨時(shí)分散過(guò)于集中的話務(wù)量,同一信道可用于不同方向或不

同區(qū)間。 關(guān)鍵字： 關(guān)鍵字：衛(wèi)星通信 使用頻段 覆蓋范圍

1 引言
衛(wèi)星通信，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是地球上（包括地面、水面和低層大氣中）的 無(wú)線電通信站之間利用人造衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無(wú)線電波，以此來(lái) 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)地球站之間通信的一種通信方式。它是一種無(wú)線通信方式， 可以承載多種通信業(yè)務(wù)，是當(dāng)今社會(huì)重要的通信手段之一

2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成
衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星在空中起中繼站的作 用，即把地球站發(fā)上來(lái)的電磁波放大后再返送回另一地球站。地球站則是 衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，地面用戶通過(guò)地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈 路。由于靜止衛(wèi)星在赤道上空 3600Km，它繞地球一周時(shí)間恰好與地球自轉(zhuǎn) 一周(23 小時(shí) 56 分 4 秒)一致，從地面看上去如同靜止不動(dòng)一般。三顆相距 120°的衛(wèi)生就能覆蓋正個(gè)赤道圓周。故衛(wèi)星通信易于實(shí)現(xiàn)越洋和洲際通 信。最適合衛(wèi)星通信的頻率是 1～10GHz 頻段。為了滿足越來(lái)越多的需求， 已開(kāi)始研究應(yīng)用新的頻如 12GHz，14GHz，20GHz 及 30GHz。

衛(wèi)星通信的主要特點(diǎn)： 3 衛(wèi)星通信的主要特點(diǎn)：
優(yōu)點(diǎn)方面： 3.1 優(yōu)點(diǎn)方面： (1)通信范圍大，只要衛(wèi)星發(fā)射的波束覆蓋進(jìn)行的范圍均可進(jìn)行通信。 (2)不易受陸地災(zāi)害影響。 (3)建設(shè)速度快。 (4)易于實(shí)現(xiàn)廣播和多址通信。 (5)電路和話務(wù)量可靈活調(diào)整。 (6)同一信通可用于不同方向和不同區(qū)域。 3.2 缺點(diǎn)方面： 缺點(diǎn)方面： (1)由于兩地球站向電磁波傳播距離有 72000Km，信號(hào)到達(dá)有延遲。 (2)10GHz 以上頻帶受降雨雪的影響。 (3)天線受太陽(yáng)噪聲的影響。

4 衛(wèi)星通信使用頻率
(1) 頻段（3.4-6.65GHz） (2) 頻段(10.95-18GHz) (3) Ka 頻段(18-40GHz) (4) L 頻段(1.12-2.6GHz) (5) 其他頻段(UHF,S,X,Q,V)

5 覆蓋范圍
靜止地球軌道(GEO) (GEO)衛(wèi)星 5.1 靜止地球軌道(GEO)衛(wèi)星 全球覆蓋的固定衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)靜止地球軌道(GEO)衛(wèi)星，軌道高度大約 為 36 000km，成圓形軌道，只要三顆相隔 120° 的均勻分布衛(wèi)星，就可以 覆蓋全球。國(guó)際衛(wèi)星通信組織的 Intelsat I-IX 代衛(wèi)星。是全球覆蓋的最 好例子，目前已發(fā)展到第九代。 衛(wèi)星在空中起中繼站的作用,即把地球站發(fā)上來(lái)的電磁波放大后再反 送回另一地球站。地球站則是衛(wèi)星系統(tǒng)形成的鏈路。由于靜止衛(wèi)星在赤道 上空 36000 千米,它繞地球一周時(shí)間恰好與地球自轉(zhuǎn)一周(23 小時(shí) 56 分 4 秒) 一致,從地面看上去如同靜止不動(dòng)一樣。三顆相距 120 度的衛(wèi)星就能覆蓋整 個(gè)赤道圓周。故衛(wèi)星通信易于實(shí)現(xiàn)越洋和洲際通信。最適合衛(wèi)星通信的頻 率是 1 一 10GHz 頻段,即微波頻段、為了滿足越來(lái)越多的需求,已開(kāi)始研究 應(yīng)用新的頻段,如 12GHz,14GHz,20GHz 及 30GHz。 5.2 移動(dòng)衛(wèi)星通信 全球覆蓋的移動(dòng)衛(wèi)星通信海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) Inmarsat 是全球覆蓋的移 動(dòng)衛(wèi)星通信，目前工作的為第三代海事通信衛(wèi)星，它們分布在大西洋東區(qū) 和西區(qū)、印度洋區(qū)和太平洋區(qū)，第四代 Inmarsat-4 衛(wèi)星，已于 2005 年 3 月 發(fā)射了第一顆衛(wèi)星，另一顆衛(wèi)星亦準(zhǔn)備發(fā)射，它們分別定點(diǎn)在 64。E 和 53。 W，具有一個(gè)全球波束，l9 個(gè)寬點(diǎn)波束，228 個(gè)窄點(diǎn)波束，，采用數(shù)字信號(hào)處 理器。有信道選擇和波束成形功能。 全 球 覆 蓋 的 低 軌 道 移 動(dòng) 通 信 衛(wèi) 星 有 “ 銥 星 ” (Iridium) 和 全 球 星 (G10balstar)， “銥星”系統(tǒng)有 66 顆星，分成 6 個(gè)軌道，每個(gè)軌道有 11 顆 衛(wèi)星，軌道高度為 765km，衛(wèi)星之間、衛(wèi)星與網(wǎng)關(guān)和系統(tǒng)控制中心之間的鏈

路采用 ka 波段，衛(wèi)星與用戶間鏈路采用 L 波段。2005 年 6 月底銥星用戶達(dá) 12．7 萬(wàn)戶，在卡特里娜颶風(fēng)災(zāi)害時(shí)， “銥”星業(yè)務(wù)流量增加 30 倍，衛(wèi)星電 話通信量增加 5 倍。 全球星(Globalstar)有 48 顆衛(wèi)星組成，分布在 8 個(gè)圓形傾斜軌道平面 內(nèi)，軌道高度為 1 389km，傾角為 52 度。用戶數(shù)逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)，成本下降， 2005 年比 2004 年話音用戶增長(zhǎng)。 6 多址聯(lián)接方式 多址聯(lián)接的意思是同一個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器可以聯(lián)接多個(gè)地球站，多址技術(shù) 是根據(jù)信號(hào)的特征來(lái)分割信號(hào)和識(shí)別信號(hào)，信號(hào)通常具有頻率、時(shí)間、空 間等特征。衛(wèi)星通信常用的多址聯(lián)接方式有頻分多址聯(lián)接(FDMA)、時(shí)分多 址聯(lián)接(TDMA)、碼分多址聯(lián)接(CDMA)和空分多址聯(lián)接(SDMA)，另外頻率再 用技術(shù)亦是一種多址方式。 在微波頻帶,整個(gè)通信衛(wèi)星的工作頻帶約有 500MHz 寬度,為了便于放大 和發(fā)射及減少變調(diào)干擾,一般在衛(wèi)星上設(shè)置若干個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的工 作頻帶寬度為 36MHz 或 72MHz 目前的衛(wèi)星通信多采用頻分多址技術(shù),不同的 地球站占用不同的頻率,即采用不同的載波。它對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)大容量的通信比 較適合。近年來(lái),已逐漸采用時(shí)分多址技術(shù),即每一地球站占用同一頻帶,但 占用不同的時(shí)隙,它比頻分多址有一系列優(yōu)點(diǎn),如不會(huì)產(chǎn)生互調(diào)干擾,不需 用上下變頻把各地球站信號(hào)分開(kāi),適合數(shù)字通信,可根據(jù)業(yè)務(wù)量的變化按需 分配,可采用數(shù)字話音插空等新技術(shù),使容量增加 5 倍。另一種多址技術(shù)使 碼分多址(CDMA),即不同的地球站占用同一頻率和同一時(shí)間,但有不同的隨 機(jī)碼來(lái)區(qū)分不同的地址。它采用了擴(kuò)展頻譜通信技術(shù),具有抗干擾能力強(qiáng), 有較好的保密通信能力,可靈活調(diào)度話路等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)使頻譜利用率較 低。它比較適合于容量小,分布廣,有一定保密要求的系統(tǒng)使用。 7 衛(wèi)星通信的應(yīng)用范圍 衛(wèi)星通信的應(yīng)用范圍很廣，涉及長(zhǎng)途電話、傳真、電視廣播、娛樂(lè)、 計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)、電視會(huì)議、電話會(huì)議、交互型遠(yuǎn)程教育、醫(yī)療數(shù)據(jù)、應(yīng)急業(yè) 務(wù)、新聞廣播、交通信息、船舶、飛機(jī)的航行數(shù)據(jù)及軍事通信等。 目前國(guó)內(nèi)公眾衛(wèi)星通信網(wǎng)的干線已有 37 個(gè)大型 C 波段地球站，運(yùn)行著 3 萬(wàn) 5 千條雙向電路（占國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途電路的 5~6‰） ，另有 4 個(gè)試驗(yàn)地球站和

約 30 臺(tái)移動(dòng)衛(wèi)星通信車載站工作在 Ku 波段。 國(guó)際通信方面我國(guó)運(yùn)營(yíng) 15 座國(guó)際通信衛(wèi)星地球站，開(kāi)通了約 1 萬(wàn) 3 千 條雙向電路（占國(guó)際長(zhǎng)途電路的 26%） 。中國(guó)通信廣播衛(wèi)星公司等具有國(guó)際 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)許可的單位開(kāi)通了 150~200 條國(guó)際雙向 VSAT 電路。公眾通信約 使用 50 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器 。 我國(guó)已有中央電視臺(tái)的 12 套節(jié)目，中央人民廣播電臺(tái)和國(guó)際臺(tái)的 32 路聲音廣播節(jié)目，以及 31 個(gè)省、自治區(qū)、直轄市的廣播電視節(jié)目均通過(guò)通 信衛(wèi)星向全國(guó)傳送。目前我國(guó)廣播電視節(jié)目共使用了 11 顆通信衛(wèi)星（亞太 1A、亞洲 2 號(hào)、亞洲 3S、鑫諾 1 號(hào)、亞太 2R、泛美 3R 號(hào)、泛美 8 號(hào)、泛 美 9 號(hào)、泛美 3R 號(hào)、泛美 10 號(hào)、銀河 3R 和熱鳥(niǎo) 3 號(hào)）的 32 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。 我國(guó)已建成的廣播電視衛(wèi)星地球站共 31 座，地面衛(wèi)星收轉(zhuǎn)臺(tái)站 52 萬(wàn) 多座。與 1985 年上衛(wèi)星時(shí)相比，我國(guó)廣播電視人口覆蓋率已由 68.3%和 68.4%上升為 2001 年底的 92.9%和 94.1%。 至 2001 年底國(guó)內(nèi) VSAT 經(jīng)營(yíng)者有 43 家。雙向 VSAT 站 7000 多個(gè)，單向 VSAT 站近 17000 個(gè)。目前，經(jīng)營(yíng)性和專用性 VSAT 衛(wèi)星通信網(wǎng)約達(dá) 120 個(gè)左 右。專網(wǎng)通信約使用 14 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，經(jīng)營(yíng)性 VSAT 通信用了約 14 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器 8 總結(jié) 衛(wèi)星通信的花費(fèi)巨大，但卻有著不可替代的地方，在防止因自然災(zāi)害 而發(fā)生的通信中斷中會(huì)起著越來(lái)越重要的作用。 通過(guò)這次的結(jié)課論文，對(duì)衛(wèi)星通信的原理，組成，工作頻段，應(yīng)用等 有了初步的認(rèn)識(shí)，在以后的日子里希望可以進(jìn)一步的了解它。

參考文獻(xiàn)
[1]于麗娜，千兵，周賢偉，黃旗明．衛(wèi)星通信系統(tǒng)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2006 [2]閔士權(quán)．2004----2020 年我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展目標(biāo)探討．電信快報(bào)，2004 年 03 期



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本文編號(hào)：25174