现代通信技术-卫星CH6

1、第二篇 卫星通信 卫星通信部分的主要内容第6章 卫星通信概论 第7章 卫星通信系统 第8章 卫星通信系统信号传输技术 第9章 卫星通信网 第六章 卫星通信概论6.1 卫星通信的概念 6.2 卫星通信的发展 6.3 卫星通信系统概述 本章主要内容6.1卫星通信的概念 6.1.1 基本概念 什么是卫星？FIG卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行通信的技术宇宙通信的三种形式 地球站与宇宙站之间的通信； 宇宙站与宇宙站之间的通信； 通过宇宙站转发或反射实现的地球站之间的通信。卫星通信是宇宙通信的第三种形式。 (通信双方能够看到卫星 FIG)静止卫星（

2、FIG COLOR）6.1.2 卫星通信的特点 优点通信距离远，且费用与通信距离无关 覆盖范围大，且便于实现多址联接通信 通信频带宽，传输容量大，能传输的业务类型多 便于地球站自行检测所发射信号的质量 机动灵活 通信线路稳定可靠，传输质量高缺点要有高可靠、长寿命的通信卫星。 静止卫星在地球两极地区有通信盲区，在高纬度地区的通信效果不好 （FIG）静止卫星的发射与控制技术比较复杂 抗干扰性能差 保密性能差 静止卫星通信具有较大的传输延迟和回声干扰 静止卫星存在星蚀和日凌现象 星蚀和日凌6.1.2 卫星通信系统概述 卫星通信线路 2、使用的频段 工作频段的选择应着重考虑以下因素： 该频段电磁波应能

3、穿过电离层，大气吸收小，传播损耗和外界附加噪声小。 可供使用的带宽大，以便尽可能增大通信容量。 较合理地使用无线电频谱，尽量避免与其它通信系统之间产生互相干扰。 能充分利用现有的成熟技术和设备，并便于与现有通信设备接口。关系到卫星通信系统的性能： 通信容量、通信质量。 通信可靠性。 设备的复杂程度，如天线尺寸、接收机的灵敏度等。 卫星转发器的发射功率 具体频段值6.2 卫星通信的发展大致可分为五个阶段： 第一阶段：1945至1964，1945英的Arthur C.Clarke 美国、前苏联先后研制出的低轨道无源、有源及准同步实验卫星1951 年 微波中继 Bell Lab Microwave

4、Radio-Relay Skyway The system was designed to carry television signals as well as telephone messages PIC1954年 Bell Lab 发明The Solar Cell PIC 1957年10月4日前苏联拜科努尔航天中心发射第一颗人造卫星P本体是一只用铝合金做成的圆球，直径58厘米，重836公斤。圆球外面附着4根弹簧鞭状天线，其中一对长240厘米，另一对长290厘米。卫星内部装有两台无线电发射机频率分别为20005及40002兆周，无线电发射机发出的信号，采用一般电报讯号的形式，每个信号持续时

5、间约03秒，间歇时间与此相同。此外还安装有一台磁强计，一台辐射计数器，一些测量卫星内部温度和压力的感应元件及作为电源的化学电池。它距离地面最远时为9641公里，最近时为2285公里，轨道与地球赤道平面的夹角为65度，以962分钟时间绕地球1周，卫星在天空中运行了92天，绕地球约1400圈，行程6000万公里，于1958年1月4日陨落1960年4月美国发射了Echo-1 (后来Echo-2、现代Echo-3P)1962年7月，美国AT&T发射了第一颗有源通信卫星Telstar I首次实现了穿过大西洋的电视信号和电话信号的传输 V 1964年发射了“辛康3”（SYNCOM-3） 第二阶段：始于19

6、65年，国际卫星通信组织（INTELSAT）的静止卫星(EARLY BIRD)开始提供全球商业服务，主要用于传输长途电话、传真和电视信号；6.2 卫星通信的发展（C1）第三阶段：1973至1982年，主要提供电话、电视和基本数据业务服务，并提供移动卫星业务，如INTELSAT、INMARSAT、INTERSPUTNIC等为陆地、空中、海上的用户提供固定和移动卫星业务；第四阶段：1982到1990，逐步应用于专用商业网中的数据网、数话兼容网，提供压缩视频和音频传输服务；卫星直播业务出现了蓬勃发展的趋势，播放大量的电视节目。VSAT网络得到了迅猛发展，已广泛应用于公众电话/数据网、信息服务网、银行

7、、证券、民航、石油、海关、交通、军事、教育、新闻、医疗和经贸等专用网。 第五阶段：1990年至今，LEO、MEO和混合式轨道卫星通信系统开始广泛应用于全球电信网、卫星移动电话，以满足宽带和移动用户的各种需求。尤其是TCP/IP技术、互联网业务的发展，给传统的卫星通信注入了新的活力，使卫星通信的应用及业务进入新的发展时期。JUNK6.2.1 国际卫星通信的发展 1、国际卫星通信系统(1)INTELSAT国际通信卫星组织（国际通信卫星公司）成立于1965年11月，总部:华盛顿IS系统是世界上建立最早、发展最迅速、服务遍及全球的国际卫星通信系统，自1965年发射IS I以来，已先后推出了九代（IS

8、IIS XI）卫星，承担了大部分国际通信业务和全球性电视广播业务。为近200个国家和地区提供卫星通信服务。前后一共发射卫星近50颗，目前在轨卫星有20余颗。 2001年7月，改组 INTELSAT CO. , LTD. V(2) INMARSAT国际海事卫星通信组织 INMARSAT成立于1979年7月，是全球第一个提供卫星移动通信业务的国际性卫星组织，为海上船只提供商用通信、求救及救援服务。目前在轨卫星共9颗，其中INMARSAT-2为4颗，INMARSAT-3为5颗，3颗第四代卫星的发射已经列入发射计划 1999年重组为商业公司（Inmarsat Ltd.）。(3) EUTELSAT欧洲通

9、信卫星组织成立于1985年，总部:巴黎，由47个国家共同组建。主要服务区域:欧洲、中东地区、亚洲西南部、南北美洲。目前在轨卫星20余颗，全部为静止卫星。 2001年重组为一个商业运营公司，其主要业务范围包括：广播电视节目传送、专用通信网、Internet、移动通信等。2、国家和区域卫星通信系统 各国卫星通信系统能迅速地发展的原因： 一是由于国家政治、经济和文化发展的需要，在发达工业国家，信息流通量与日俱增，对通信的需求量急剧增加；在发展中国家，其经济和文化教育的发展，也迫切需要改善其通信网络。 二是卫星通信技术的不断发展，使卫星线路成本大幅度下降，为各国国内通信建设提供了一条现代化的、较为廉价

10、、建设周期较短的途径。主要公司：美国的SBS、GTE、SPC、澳星、日本的CS、意大利的ITALSAT、阿拉伯的Arabsat、巴西的Brasisat、印度的Insat、印度尼西亚的Palapa，还有主要为我国提供服务的亚洲卫星公司（Asiasat）和亚太卫星公司（APT）。 人造卫星列为年的重点任务。这项绝密的工作被定为代号“”任务1970年4月24日 “东方红一号”（DFH-1）（一星）P1972年，在上海虹桥建立了10m可搬运地球站； 1984年4月8日，我国自行设计、制造的实验通信卫星“东方红二号”（DFH-2）发射成功 DFH2、DFH2A1997年5月12日，“东方红三号”（DFH

11、-3）成功发射（中星6号ChinaSat-6），DFH-3中国的卫星公司：中国通信卫星广播公司中星六号（ChinaSat-6）、中星八号（ChinaSat-8）中国东方通信卫星公司 在轨卫星有：中卫一号 鑫诺卫星通信有限责任公司 在轨卫星：鑫诺-1号。主要业务：向全国传送中央电视台和地方台的43套电视节目，是“村村通”工程的主要负荷卫星，并提供电话、传真、数据、Internet等电信业务。 另外：亚洲卫星公司、亚太卫星公司是设在香港的合资公司，中国相关的公司参股或控股。中国卫星的发展情况6.2.3 卫星通信技术的发展趋势 开发和使用更高的频段 Ka波段（2030GHz）、Q波段（3350GHz

12、）和V波段（5075GHz） 发展大型同步通信卫星，向大功率、多波束覆盖、智能化发展 、保密技术FALUNGONG HIJACK低轨卫星群与蜂窝技术相结合,实现全球移动通信 小型卫星通信地球站(VSAT)、卫星电视直播DTH(DVB-S)和数字音频广播(DAB)步入家庭和个人用户，实现数字、语音、图像多种信号兼容的综合业务；利用LEO卫星和小卫星星座实现卫星移动通信系统，研究解决小卫星之间星际激光链路传输技术，达到全球移动通信的无缝覆盖。 进一步降低通信费用，改善服务质量 QoS 面临地面的光纤通信系统、移动通信系统、CATV及HFC网络的激烈竞争和挑战，必须充分发挥卫星通信的优势，从技术上、

13、网络管理上进一步降低运营成本，从而降低通信费用，同时提高服务质量（QoS），以满足用户对各种通信业务的需求。卫星通信的应用领域(总结与补充)End of CH6 卫星电视卫星转发电视（村村通CCT、HBO、体育赛事）、卫星直播电视(TV)（DTH）、电视新闻（CNN、FOX news、半岛电视台、CCTV Gulf war、伊拉克战争报道 ）长途电信Internet、VPN（企业网 WAL-MART）、数据传输（电子汇兑、报纸版面传送）卫星移动电话（Iridium、Global star、Inmarsat）科学研究、气象、地质勘探、军事间谍（FIG）全球定位导航（GPS Pentagon）、海

14、难救护DFH-1Echo-3DFH-2DFH-2AJUNK IN THE SPACEThe LEO environment is getting very crowded. The United States Space Command keeps track of the number of satellites in orbit. This is a graphic display of the objects in low earth orbit. According to the USSC, there are more than 8,000 objects larger than a softball now circling the globe.三颗卫星覆盖地球示意图静止卫星的两极通信盲区气象及资源勘察卫星T