卫星通信系统

第四章卫星通信系统 4.1卫星通信系统组成 4.2多址及随机多址访问方式 4.3卫星移动通信系统4.4VSAT卫星通信系统卫星通信系统第1页4.1卫星通信系统组成4.1.1卫星通信系统基本概念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通信。地球站是指设在地球表面，包含地面、海洋和大气中通信站。

按卫星结构划分，通信卫星又可分为无源卫星和有源卫星。按卫星运转轨道划分，通信卫星又可分为静止卫星和运动卫星。

静止卫星就是只发射到赤道上空35800km附近圆形轨道上卫星，其运动方向与地球自转方向一致，并绕地球一周时间恰好为24h，与地球自转周期相同，因而从地球看过去，如同静止普通，因而称为静止卫星。以静止卫星作为中继站所组成通信系统为静止卫星通信系统或同时卫星通信系统。

图4-1中标示出了地球与静止卫星之间相对位置。卫星通信系统第2页4.1卫星通信系统组成图4-1静止卫星配置几何关系卫星通信系统第3页4.1卫星通信系统组成4.1.2卫星通信系统组成一个完整卫星通信系统是由空间分系统、地球站群、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统4部分组成，如图4-2所表示。各部分功效介绍以下。图4-2卫星通信系统基本组成卫星通信系统第4页4.1卫星通信系统组成空间分系统是指包含通信装置在内通信卫星主体以及星体遥测指令、控制系统和能源装置等。

地球站群包含中央和若干个普通地球站。

跟踪遥测及指令系统功效主要是完成对卫星跟踪测量和控制，使其准确进入卫星轨道上指定位置，并对卫星定时进行轨道修正和位置保持。

监控管理系统功效主要是在业务开通前后对定点卫星进行通信性能检测和控制。卫星通信系统工作原理

图4-3所表示为一个经典卫星通信线路，其中包含收发地球站、上下行无线传输线路和通信卫星。

当发端地球站A欲未来自市话局多路电信号发往地球站B时，首先对这些多路信号进行复用，从而组成多路基带信号，然后由发射设备进行中频调制经上变频，将70MHz中频信号变换成微波信号，再经射频功率放大器、双工器和地球站天线发往处于外层空间卫星。信号经过大气层和宇宙空间传输。卫星通信系统第5页4.1卫星通信系统组成图4-3卫星通信线路组成卫星通信系统第6页4.1卫星通信系统组成卫星转发器接收器中，首先对微波频率为f1上行信号进行低噪声放大，然后将其转换成为频率为f2下行微波信号，再经过卫星发射机功率放大，经过双工器由天线将信号发往地面站。地球站基本组成

（1）对地球站性能要求。为了确保地球站与通信卫星之间正常通信，所以国际上相关部门对标准地球站必备性能做出了规范。①地球站品质因数指标。地球站品质因数是指地球站接收天线增益G与地球站接收系统等效噪声温度T之比，它代表地球站接收微弱信号能力，用符号G/T表示，不一样类型标准地球站品质因数不一样。A型站B型站C型站卫星通信系统第7页4.1卫星通信系统组成②有效全向辐射功率EIRP。有效全向辐射功率表示地球或卫星发射能力强弱。③稳定射频频率。④射频能量扩散。⑤干扰影响限制。

（2）地球站组成。图4-4所表示为一个经典标准地球站结构示意图，主要由天线分系统、发射机分系统、接收机分系统、通信控制分系统、信道终端设备分系统和电源分系统6个分系统组成。分别为：天线分系统、发射机分系统、接收机分系统、信道终端设备分系统、通信控制分系统和电源分系统。

（3）地球站天馈线系统。地球站天线系统是一个庞大系统。依据地球站天线口径大小，可将地球站划分为A、B、C3种站型。VSAT称为甚小口径终端。性能以及适用业务类型如表4-1所表示。卫星通信系统第8页4.1卫星通信系统组成图4-4国际卫星通信频分多址方式A型标准地球站组成方框图卫星通信系统第9页4.1卫星通信系统组成表4-1

各类地球站天线尺寸、工作性能以及适用业务类型类型地球站标准天线尺寸/m最小（G/T）值/（dB/K）业务频段/GHz大型站（国家）ACB15～18（原30～32）12～14（原15～18）11～1335.0（原40.7）37.0（原39）31.7电话、数据、TV、IDR、IBS电话、数据、TV、IDR、IBS电话、数据、TV、IDR、IBS6/414/11&126/4中型站（卫星通信）F—3E—3

F—2

E—29～108～107～85.0～7.029.034.027.029.0电话、数据、IBS、TV、IDR电话、数据、IBS、TV、IDR电话、数据、IBS、TV、IDR电话、数据、IBS、TV、IDR6/414/11&126/414/11&12小型站（商用）F—1

E—1

D—14.5～53.54.5～5.522.72

50022.7IBS、TVIBS、TVVISTA6/414/11&126/4VSAT

TVROG0.6～2.41.2～115.516INTELNETTV6/4；14/11&126/4；14/11&12国内Z0.6～325.5～16国内6/4；14/11&12卫星通信系统第10页4.1卫星通信系统组成通信卫星组成

（1）对通信卫星技术要求。符合维持通信卫星正常工作供电要求；保持正常卫星姿态；保持稳定自旋速度；保持在要求轨道上；卫星上设备应工作在稳定温度环境下。

（2）通信卫星组成

其组成结构图如图4-6所表示。详细包含天线分系统、通信分系统、控制分系统、遥测与指令系统、电源分系统和温控分系统等6个部分。①天线分系统：共配置了两种不一样用途天线，一个是用于收发用户信息通信天线，另一个是适合用于收发遥测指令信号天线。通常遥测指令天线采取全向天线。②通信分系统：也称为卫星转发器或中继器，它是一部宽频带收发信机。每个转发器使用一定频段，负责覆盖指定区域。所以要求转发器能够提供稳定可靠地工作环境，并要求附加噪声小和失真要小。卫星通信系统第11页4.1卫星通信系统组成③控制分系统：负责完成姿态控制和位置控制功效。姿态控制用以确保卫星对地球或其它基准物保持正确姿态。④遥测与指令分系统：为了随时了解卫星内部设备运行状态和便于地球站天线进行卫星跟踪，需要发射一系列遥测信号，包含卫星内部工作状态信号、来自传感器信号、指令证实信号等。指令信号是由地面控制站依据需要发起，由转发器中遥测指令天线负责接收，送至控制分系统。⑤电源分系统：通信卫星上常使用两种电池，即太阳能电池和化学电池。⑥温控分系统：当卫星围绕地球运转时，时而面向太阳，时而绕到地球后面，二者温差改变很大，且频繁。所以必须采取温控装置来控制卫星内部温度，以确保卫星发射频率稳定。

卫星通信系统第12页4.1卫星通信系统组成图4-6通信卫星组成示意图卫星通信系统第13页4.1卫星通信系统组成（3）卫星转发器。卫星转发器常分为透明转发器和处理转发器两种。①透明转发器。透明转发器也称非再生转发器，包含单变频转发器和双变频转发器两种。

单变频转发器是当前使用最多一个转发器，如图4-7（a）所表示。双变频转发器结构如图4-7（b）所表示。②处理转发器。处理转发器是指除了含有转发功效之外，还含有处理功效转发器，其结构如图4-7（c）所表示。

（4）通信卫星天线系统。卫星天线大致可分为两种类型。一个是用于遥测、遥控和标信信号全向天线，这类天线惯用鞭状、螺旋形、绕杆式或套筒偶极子天线；是一个高频或甚高频天线。依据波束二代宽度不一样，它又分为3类：全球波束天线；点波束天线；区域波束天线。卫星通信系统第14页4.1卫星通信系统组成图4-7卫星转发器卫星通信系统第15页4.2多址及随机多址访问方式4.2.1多址技术基本概念及信道分配方式多址技术是指在卫星覆盖区内多个地球站，经过同一颗卫星中继建立两址和多址之间通信技术。

多址技术是建立在信号分割基础之上，即在发射端利用信号之间参量差异来进行信号设计，使接收端能够按发端所设计信号差异，从所接收信号中分离出各路信号，因而不一样控制策略组成不一样多址访问方式。多址技术包含多址方式和多址分配方式。信道分配方式

信道分配方式实际上就是指怎样进行信道分配。所采取多址方式不一样，其信道内含不一样。在FDMA方式中，信道分配是指各地球站所占用转发器频段；在TDMA方式中，则是指各地球站所占用时隙，而在CDMA方式中却是指各地球站所使用码型。

（1）预分配方式。预分配（PA）方式又可分为固定预分配（FPA）和按时预分配（TPA）。卫星通信系统第16页4.2多址及随机多址访问方式①固定预分配（FPA）方式。固定预分配是指按事先要求半永久性地分配给每个地球站固定数量信道，这么各地球站只能各自在特定信道上完成与其它地球站通信，其它地球站不得占用该信道。如图4-10（a）所表示。②按时预分配（TPA）方式。事先知道了各地球站间业务随时间改变规律，那么在一天内可按约定对信道做几次固定调整，这种方式就是按时预分配（TPA）方式。

（2）按需分配方式。按需分配（DA）方式是一个分配可变制度，这个可变是指按申请进行改变信道分配。依据信道分配可变程度不一样，按申请分配制度又可分为以下几个类型：收端可变、发端固定DA方式；收端固定、发端可变DA方式；收、发可变DA方式；动态分配；随机分配。多址技术

可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。卫星通信系统第17页4.1卫星通信系统组成图4-10多址分配示意图卫星通信系统第18页4.2多址及随机多址访问方式频分多址访问方式（FDMA）是卫星通信多址技术中一个比较简单多址访问方式。时分多址访问方式（TDMA）是以时间为参量来进行分割，其在频率和空间上无法分开，那么不一样信号占据不一样时间段，彼此互不重合。

空分多址访问方式（SDMA）是以空间作为参量来进行分割，其在频率和时间上无法分开，因而不一样信道占据不一样空间，这么卫星可依据空间位置接收对应覆盖区域中各地球站发送上行链路信号。

码分多址访问方式（CDMA）是以信号波形、码型为参量来实现多址访问，其频率、时间、空间上均无法分开，因而不一样地球站使用不一样码型作为地址码，而且这些码型相互正交或准正交。卫星通信系统第19页4.2多址及随机多址访问方式4.2.2频分多址技术频分多址技术工作原理与应用特点（1）工作原理。如图4-11所表示。

（2）应用特点。最突出特点是简单、可靠、易于实现。FDMA分类

依据每个地球站在其发送载波中是否采取复用技术，又可将FDMA分为两大类：每载波多路信道FDMA（MCPC-FDMA）和每载波单路信道FDMA（SCPC-FDMA）。通常采取卫星交换FDMA（SS-FDMA）以实现不一样波束区内地球站之间互通。

（1）每载波多路MCPC-FDMA方式。图4-12所表示为采取每载波多路MCPC-FDMA方式系统工作原理示意图，它是利用A、B地球站实现A、B、C、D地球站通信实例。从图中能够看出，在发送地球站A，首先基带复用器按接收站归类将发往B、C和D地球站几路数据信号复用成基带复用信号，其频谱如图所表示，然后将其送往调制器和发射机进行信号调制、上变频，使之位于分配给A站卫星通信系统第20页4.1卫星通信系统组成图4-11频分多址方式示意图卫星通信系统第21页4.1卫星通信系统组成图4-12以MCPC-FDMA方式实现两个地球站之间通信示意图卫星通信系统第22页4.2多址及随机多址访问方式射频频带BA之中，并沿上行链路发送给卫星接收器。在卫星上通常所接收信号中包含许多频谱互不重合载波。当经过卫星合路、变频和放大处理之后，转发到下行链路之中。

（2）每载波单路SCPC-FDMA方式。每载波单路FDMA方式是指在SCPC系统中，每个载波中仅传送一路信号，这么在SCPC工作过程中，将无须进行基带复用、基带滤波和基带去复用处理。SCPC方式主要应用于业务量较小、同时通信路数最多只有几条甚至一条地球站。显然采取固定分配载波MCPC方式会造成频带浪费，所以SCPC系统信道分配不再采取固定方式，而采取按申请分配方式，即用户欲进行通信时，需预先发出一个使用信道申请，当使用完成之后，便将其释放，今后其它用户能够申请使用该通道。SCPC系统SCPC（SingleChannelPerCarrier），它是每载波单路FDMA方式，它既能够采取固定预分配线路方式，也能够采取按需分配线路方式。在此方式下工作语音线路能够采取语音激活技术，从而更有效地利用卫星转发器。卫星通信系统第23页4.2多址及随机多址访问方式依据基带体制和对载波调制方式不一样，SCPC可分为模拟制（FM-SCPC）及数字制（预分配SCPC和按需分配SCPC）两种。

（1）预分配SCPC。数字制预分配SCPC又包含PCM-PSK-SCPC和DM-PSK-SCPC方式。我们以PCM-PSK-SCPC为例进行介绍。

在预分配SCPC方式中，任意两地球站之间进行通信时，其下行链路载波只携带一路信号而且占用一条卫星通道。可见这种方式是以制订通道完成对应两个地球站之间通信，所以通道划分便尤为主要。

图4-15

SCPC系统频率配置卫星通信系统第24页4.2多址及随机多址访问方式①SCPC频率配置。采取SCPC方式工作IS-IV卫星通信系统将其中一个卫星转发器36MHz带宽间隔地分为800个通道，其频率分配如图4-15所表示。②SCPC终端设备结构。图4-16所表示为在SCPC方式下工作各地球站终端设备结构图，SCPC终端设备包含地面接口单元、信道单元和公用单元3大部分。

地面接口单元：负责语音业务和数据业务输入与输出功效。

信道单元：包含语音接口、数据接口、语音编码/译码器、数据编码/译码器、语音检测器、信道同时器、频率合成器和相位调制/解调器等用来完成语音信号和数据信号编码、调制功效设备。

公用单元：主要包含中频单元和定时与频率单元等。③语音信号传输过程。a.语音信号传输格式；b.载波恢复码和位定时恢复码；c.SOM作用；d.语音信号传输过程。④数据信号传输过程。卫星通信系统第25页4.1卫星通信系统组成图4-16

SCPC终端设备结构图卫星通信系统第26页4.1卫星通信系统组成图4-17语音信号传输格式卫星通信系统第27页4.1卫星通信系统组成图4-18

SPADE系统频率配置卫星通信系统第28页4.2多址及随机多址访问方式（2）按需分配SCPC。按需分配SCPC，即SPADE，SPADE设备采取按需分配脉冲调制、多址连接方式SCPC设备，其系统频率配置如图4-18所表示。

在采取SPADE方式工作卫星通信系统中，通常将一个卫星转发器一部分频率配置为公用传信通道（CSC），而另一部分频率配置为语音通道（CH）。其中语音通道频率配置与PCM-PSK-SCPC系统中频率配置相同，其相邻两通道间间隔为45kHz，并以导频为界划分为高频组和低频组，每组中各排列了400条通道。

可见是因为SPADE在卫星线路占用上采取是按需分配方式，从而大大地提升了有限信道利用率，因而受到世界各国重视，并得到广泛应用。卫星通信系统第29页4.2多址及随机多址访问方式4.2.3时分多址技术时分多址概念及其应用特点（1）基本概念

图4-19所表示为TDMA系统模型，从中能够清楚地看出，再按时分多址方式工作系统中，因为分配给各地球站是特定时隙，而不是特定频带，因而每个地球站必须在分配给自己时隙中用相同载波频率向卫星发射信号，并经放大后沿下行链路重新发回地面。卫星转发器也必须按时间次序接收来自不一样地球站信号，而且彼此互不重合。

因为TDMA系统那个中全部地球站所发送上行信号载波频率都相同，因而要求全部地球站在时间上必须保持同时。

（2）应用特点TDMA技术有以下优点：不存在FDMA中互调问题；系统容量大，卫星功率利用率高；提升信号传输质量，有利于综合业务接入；使用灵活。卫星通信系统第30页4.2多址及随机多址访问方式但同时也存在着不足：必须保持各地球站之间同时，才能让全部用户实现共享卫星资源目标；要求采取突发解调器；模拟信号需转换成数字信号才能在网络中传输；早期投资较大，系统实现复杂。图4-19

TDMA系统模型卫星通信系统第31页4.2多址及随机多址访问方式TDMA地球站设备图4-20所表示为TDMA地球站设备组成示意图，它由地面接口、TDMA终端和信道终端组成。图4-20

TDMA地球站设备卫星通信系统第32页4.2多址及随机多址访问方式（1）TDMA帧结构。如图4-21所表示，TDMA系统帧结构主要包含同时分帧（RB）和数据分帧（DB）。①同时分帧（或基准分帧）。同时分帧中包含载波、位定时恢复（CR和BTR）、独特码（UW）和站址识别码（SIC）。②数据分帧。一个数据分帧包含了若干个业务分帧，而且每个业务分帧是由分帧报头和多个PCM数据通路组成，其中所包含业务分帧数目与系统中所容纳站数或地址数相关，他们长度能够相同，也能够不相同。③帧效率。若帧长为Tf，从图4-20中能够看出每一帧包含一个同时分帧和m个业务分帧，这说明该系统能够与m个地球站实现互通。a.系传输速率Rb。卫星通信系统第33页4.2多址及随机多址访问方式b.帧长。。比如某PCM编码器抽样速率为每秒8000次，则，若K=1，那么；若K=6，那么，这意味着缓冲存放器每存入6次取样比特数，才输出1次。可见Tf越长，则要求缓冲存放器容量越大，所以必须依据实现设计要求，选取适当Tf。c.分帧长度。d.帧效率。所谓帧效率是指一帧内有效数据信息所占时间与帧长之比。在一定情况下，Tf越长，帧效率越高，但普通帧长Tf取125μs整数倍；当所采取缓冲存放器存放量K增大，而其它参数不变时，随之增高，当K→∞，则→1，但成本也增大。卫星通信系统第34页4.1卫星通信系统组成图4-21

TDMA系统帧结构卫星通信系统第35页4.1卫星通信系统组成例4-1已知一个TDMA系统，采取QPSK调制方式，设帧长为系统中所包含站数m=5，各站所包含通道数相同n=4，保护时间，基准分帧比特数Br与各报头比特数Bp均为90bit，每个通道传输24路（PCM编码，没取样值编8bit码，一群加一位同时比特），求PCM编码器输出速率Rs、系统传输比特率Rb、分帧长度Tb、帧效率ηf及传输线路要求带宽B。解：

卫星通信系统第36页4.2多址及随机多址访问方式（1）地面接口。地面接口是与用户进行信息交互输入、输出接口。地面接口电话包含PCM编码器、异步复接器和FDM/TDM制式转换器等。

（3）TDMA终端。从图4-22中能够清楚地看出，TDMA终端包含三大部分，即发射部分、接收部分和控制部分。①TDMA终端功效：完成帧发送和接收；实现网络同时；实现对卫星线路分配与控制。②帧发送与接收。在TDMA系统中，不一样性质信号，其发送个接收过程不一样。

语音信号传送如图4-21所表示，n路模拟语音信号同时被送入地面接口电路（TIM），在这里首先分别经过PCM编码器换成与卫星时钟同时数字语音信号，然后送至各自缓冲存放器，送入多路复用装置，并经扰码和纠错编码处理，在TDMA定时单元控制下，在每帧要求时间段，由合路器将报头插入，从而组成一个完整TDMA帧，随即进行QPSK调制，将TDMA帧信号调制到中频（70MHz）响应信号，再利用QPSK解调器进行解调，恢复出基带数据信号，并将其送至报头检测器和多路分路装置，在报头检卫星通信系统第37页4.2多址及随机多址访问方式测器中分析分帧报头中独特码，以此判断出该分帧信号是由哪个地球站发送给本站，同时在定时单元和收时序控制装置控制下，取出对应分帧数字信号，经解扰码和纠错译码后，送至扩展缓冲存放器，最终在收时序控制器控制下，将压缩了告诉信号扩展成连续低速数据信号，送往地面接口单元。

数据传送原理与语音信号传送原理相同，所不一样是用异步合路器和异步分路器取代PCM编码和解码器。卫星通信系统第38页4.1卫星通信系统组成图4-22

TDMA终端组成图卫星通信系统第39页4.3卫星移动通信系统4.3.1卫星移动通信系统基本概念及其分类卫星移动通信是指利用卫星转接移动用户间或移动用户与固定用户间相互通信。卫星移动通信系统分类

（1）按卫星移动通信系统业务进行划分。分为海事卫星移动通信系统（MMSS），航空卫星移动通信系统（AMSS），陆地卫星移动通信系统（LMSS）。

（2）按卫星移动通信系统卫星轨道进行划分。中轨道卫星移动通信系统：其系统距地面5000～15000km。低轨道卫星移动通信系统：其系统距地面5000～1500km左右。

（3）按卫星移动通信系统通信覆盖区域进行划分。分为国际卫星移动通信系统、区域卫星移动通信系统和国内卫星移动通信系统。卫星通信系统第40页4.3卫星移动通信系统卫星移动通信系统特点为：通信距离远；系统容量大；在使用静止轨道同时，也可使用中、低轨道卫星，使杨文武性能更优良，但在星座设计和技术上更为复杂。卫星运行轨道及星座设计

卫星在外层空间围绕着地球运动，从而实现对地服务，可见其前提是使卫星到达并运行于某一适当任务需求空间轨道。

（1）为性能更轨道基本概念。卫星运行轨道是指卫星质心运动轨迹。

第一定律（椭圆率）：卫星运动轨迹为一个椭圆，称为开普勒椭圆，其形状大小保持不变。

第二定律（面积率）：链接卫星与地球之间直线在相同时间内扫过面积相等。

第三定律（周期律）：卫星运行周期平方正比于卫星到地球平均距离立方，或者说卫星运转周期平方与卫星到地球平均距离立方之比为一个常数。卫星通信系统第41页4.3卫星移动通信系统（2）卫星轨道分类。①按轨道倾角划分：卫星轨道可分为圆轨道、近圆轨道、椭圆轨道和大椭圆轨道。②按轨道倾角划分：卫星轨道可分为顺行轨道、逆行轨道、赤道轨道、倾斜轨道和极低轨道。③按轨道高度划分：卫星轨道分为地轨道（LEO）、中轨道（MEO）和高轨道（HEO）。高轨道通常是指轨道高度高于0km轨道，同时卫星轨道属于此范围。

（3）星座设计。连接空中星座内相邻卫星之间通信链路被称为星际链路。卫星移动通信系统结构及工作过程

如图4-27所表示，卫星移动通信系统通常包含空间段和地面段两部分。空间段是指卫星星座，而地面段是指包含卫星测控中心、网络操作中心、关口站和卫星移动终端在内地面设备。卫星通信系统第42页4.3卫星移动通信系统（1）按一定规则分布卫星构成一个卫星移动通信系统卫星星座。不一样卫星移动通信系统其用途及功能不一样，则采用卫星数量、轨道性能也不一样。（2）网络操作中心具有管理卫星移动通信系统业务功能。（3）卫星测控中心负责卫星星座管理功能。（4）卫星移动终端是一个终端设备。（5）关口站一方面负责为卫星移动通信系统与地面固定网、地面移动通信网提供接口以实现彼此间互通；其次，还负责卫星移动终端接入控制工作。卫星关口站又有归属关口站和本地服务关口站。归属关口站负责卫星移动终端注册登记。任何一个卫星移动终端一定归属某一个归属关口站。我们将远离自己归属关口站卫星移动终端附近关口站称为本地服务关口站，该关口站具有为此卫星移动终端提供呼叫服务功能。卫星通信系统第43页4.1卫星通信系统组成图4-27卫星移动通信系统基本组成卫星通信系统第44页4.3卫星移动通信系统卫星移动通信系统工作过程可用图4-1加以说明，在卫星A下一个移动一个终端将呼叫处于卫星B下一个移动终端，或呼叫与卫星B下某个关口站相连固定网用户，其呼叫过程以下。

（1）卫星移动终端开机后，便自动向其归属关口站发出一个移动终端开机通知信息，并通知其详细所在位置。假如该机处于备用状态，或移动至一偏远地域，则需向归属关口站送一更新信息，方便更新存放在归属关口站中该移动终端位置信息。

（2）移动用户向卫星移动终端输入被叫号码。

（3）卫星移动终端向该终端视线内卫星发出一个包含该终端注册号码和被叫终端号码请求服务信息，并经过卫星将此信息传送到当地服务关口站，以建立呼叫。

（4）当地关口站又经过卫星线路分别向主叫终端和被叫终端归属关口站发出问询信息，如主叫或被叫终端是否有权使用此系统及其权限。卫星通信系统第45页4.3卫星移动通信系统（5）如双方都拥有使用权限，则系统将某卫星信道分配给此主叫终端和被叫终端，以供连接，并同时向被叫终端发起呼叫。

（6）通话完成后，主叫和被叫终端释放通信链路，并由当地关口站经过卫星链路向双方归属关口站发送对应通信统计，以供主叫和被叫终端归属关口站计费等项使用。4.3.2卫星移动通信技术抗干扰技术

在卫星移动通信系统那个中一样存在热噪声、交调干扰、邻道干扰、交叉极化干扰以及码间干扰。

（1）同频干扰。全部进入接收机通带内、与本信道频率相同或相近无用信号都会对本信道信号组成干扰，这种干扰就是同频干扰。相邻波束间干扰和交叉极化都属于同频干扰。

（2）近端对远端干扰。这种干扰一样存在于地面移动通信系统中，也称为远近效应。

（3）多址访问干扰。卫星通信系统第46页4.3卫星移动通信系统抗干扰技术

在卫星移动通信系统那个中一样存在热噪声、交调干扰、邻道干扰、交叉极化干扰以及码间干扰。

（1）同频干扰。全部进入接收机通带内、与本信道频率相同或相近无用信号都会对本信道信号组成干扰，这种干扰就是同频干扰。相邻波束间干扰和交叉极化都属于同频干扰。

（2）近端对远端干扰。这种干扰一样存在于地面移动通信系统中，也称为远近效应。

（3）多址访问干扰。功率控制

一个卫星发射天线覆盖区中卫星传输分为上行链路和下行链路。下行链路是指由卫星至卫星移动终端或关口站链路，普通卫星移动通信系统中下行链路无须采取功率控制方式，功率控制使用于上行链路之中。上行链路是指由关口站至卫星或卫星移动终端至卫星间传输链路。卫星通信系统第47页4.3卫星移动通信系统星上处理与交换

其处理内容以下：

（1）对数字信号进行解调再生，然后再进行调制，去除噪声积累影响。

（2）不一样卫星天线波束之间信号交换。

（3）更高级别信号变换和处理。4.3.3卫星移动通信原理同时轨道卫星移动通信原理

在同时轨道（GEO）卫星移动通信系统中，因为通信卫星与地球同时运行，因为相对地面静止，这么经过3颗彼此相距73000km同时卫星组成卫星星座，可覆盖除南北极之外全部地域。

（1）同时轨道卫星移动通信系统普通结构。通常GEO卫星移动通信系统由空间段GEO卫星、地面关口站（MGS）、网络控制中心（NCC）和卫星移动终端（MT）组成。移动终端能够是车载台、船航、机战、手持机等。卫星通信系统第48页4.3卫星移动通信系统①GEO卫星。当最小仰角为5°时，只需采取3颗GEO卫星，便可实现除南北纬76°以外全球覆盖。②关口站。关口站（MGS）是卫星移动通信系统与地面通信网（PSTN）进行连接接口单元。③网络控制中心。主要负责卫星移动通信系统地面段控制管理任务。

（2）不一样GEO卫星移动通信系统通信信道①单星GEO卫星移动通信系统②无星际链路多星GEO卫星移动通信系统。③有星际链路多星GEO卫星通信系统。中、低轨卫星移动通信系统轨道高度较低中、低轨卫星移动通信系统，其链路损耗小，因而对用户终端要求有所降低；同时因为其传输时延较短，在一卫星移动终端到另一卫星移动终端之间允许采取双跳通信，这么便无需采取复杂星上交换处理技术。当然中、低轨道卫星卫星通信系统第49页4.3卫星移动通信系统高度较低，卫星运行速率快，也使得多普勒频移影响更严重，而且系统中采取卫星数目多，也给星间切换控制带来难题。

（1）中、低轨卫星移动通信系统结构。中、低轨卫星移动通信系统也是由空间段和地面段两部分组成。空间段主要指卫星星座，它是由相对于地球高速运动非静止卫星系组成，而地面段包含卫星移动终端、关口站和系统控制中心。下面依次进行介绍。①卫星星座。它以一个最小仰角覆盖地球一定区域，这个区域通常呈圆形，这些区域连结起来，组成卫星星座对全球区域连续性覆盖。②卫星移动终端。卫星移动终端就是用户使用卫星移动通信系统借口终端设备。③关口站。关口站是中、低轨卫星移动通信系统与各种地面通信网之间接口单元。④系统控制中心。系统控制中心由卫星控制中心和网络控制中心组成。卫星通信系统第50页4.3卫星移动通信系统（2）中、低轨卫星移动通信系统切换。在中、低轨卫星移动通信系统中，因为卫星运行轨道较低，所以它围绕地球运动速度很高，地面卫星移动终端不一样时刻是由卫星星座中不一样卫星为其提供服务，要求在中止原有卫星服务信道同时寻找新卫星，重新进行信道分配以确保此呼叫链路连续性，完成这一过程所进行操作就称为切换。①切换种类。针对卫星移动终端与卫星星座之间相对运动影响而采取切换操作；针对关口站与卫星星座之间相对运动影响而采取切换操作；针对系统控制中心与卫星星座相对运动影响而采取切换操作；针对卫星移动终端与关口站之间相对运动影响而采取切换操作；针对各卫星之间相对运动影响而采取切换操作；关口站间卫星切换；区内卫星移动终端切换。②切换实现。卫星通信系统第51页4.3卫星移动通信系统4.3.4卫星移动通信系统中交换方式由数据通信原理可知，传统交换方式主要有3种：电路交换、报文交换和分组交换。卫星移动通信系统中业务特点卫星移动通信系统中交换方式卫星移动通信系统中呼叫建立过程卫星通信系统第52页4.4VSAT卫星通信系统4.4.1VSAT概念及通信业务类型VSAT基本概念VSAT（VerySmallApertureTeminal），译为甚小口径终端（地球站）。VSAT卫星通信系统是指利用大量小口径天线小型地球站与一个大型地球站协调工作组成一个卫星通信系统。

（1）天线尺寸小，重量轻，安装方便，能够在Ka波段和Ku波段采取VSAT小型化技术。

（2）通信质量好，可靠性高，组网灵活。

（3）终端尺寸小。VSAT卫星通信网业务类型可概括成以下4种：

（1）交互式业务。

（2）查询/对应式业务。

（3）叙述统计式业务。

（4）批量数据业务。卫星通信系统第53页4.4VSAT卫星通信系统4.4.2VSAT卫星通信系统组成VSAT卫星系统组成VSAT卫星通信系统中主要包含了主站、卫星转发器和若干小型远端VSAT小站。VSAT卫星通信系统工作原理

（1）VSAT系统结构。通常将经卫星传送到主站载波称为入主站载波，其中传输链路定义为内向链路；而将由主站经卫星传送到VSAT系统中各小站载波称为出主站载波，其传输链路定义为外向链路。假如入主站载波采取RA/TDMA方式时，出主站载波则以时分复用（TDM）方式工作，如图4-29所表示。

系统中任何一个VSAT小站都是以分组形式工作，在数据报文