第八讲卫星通信系统

卫星通信系统概述一卫星通信的基本概念二INMARSAT海事卫星通信系统三INMARSAT在GMDSS中的作用第一节卫星通信的基本概念什么叫卫星通信什么叫静止卫星和静止卫星通信系统卫星覆盖区实现全球通信的条件衡量卫星通信系统性能的主要技术指标卫星通信的特点短波通信利用电离层反射短波通信电离层地球GMDSS原理与操作•卫星通信——利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号,在两个或多个地球站之间进行的通信。GMDSS原理与操作什么叫静止卫星？•一、卫星的种类•二、什么叫静止卫星？卫星的种类——1•按卫星的结构划分–无源卫星–有源卫星卫星内部是否含有有源器件卫星的种类——2•按卫星的轨道划分•1）按卫星轨道的形状划分•圆形轨道卫星•椭圆形轨道卫星2）按卫星距地球表面的高度划分低轨道：H5,000Km;h4小时中轨道：5,000KmH20,000Km;4小时h12小时高轨道：H20,000Km;h12小时注：H：表示高度，h：旋转一圈所需时间GMDSS原理与操作卫星的种类——2续3）按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角θ=0°，赤道轨道卫星；θ=90°，极轨道卫星;0°θ90°,倾斜轨道卫星注：θ表示夹角GMDSS原理与操作卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图0θ90°倾斜轨道θ=0赤道轨道θ=90°极轨道GMDSS原理与操作卫星的种类——2续•按卫星的轨道划分（续）–按相对于地球的运动状态划分运动轨道卫星静止轨道卫星GMDSS原理与操作什么叫静止卫星？卫星在地球赤道上空，距地面35,786公里的圆形轨道上绕地球旋转，卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角为0°，其绕地球旋转一周的时间和地球自转一周所需时间相同为24小时，并且其围绕地球旋转的方向和地球自转的方向相同，不论在地球的什么地方观察卫星，卫星始终是相对静止不动的我们把这种卫星称为静止卫星。GMDSS原理与操作卫星覆盖区一、定义：卫星在地球表面的投影二、静止卫星覆盖区：覆盖面积超过地球表面总面积的三分之一BAB间弧长18100KM35786KM地球静止卫星AGMDSS原理与操作地球周长40075.24KM实现全球通信的条件在静止卫星轨道放置四颗静止卫星,在卫星覆盖区的重叠部分建立转发站，则经过一次跳变，即通过一颗卫星或经过二次跳变和转发站便可实现二个地球站间的通信联络，并可基本实现全球通信P3P2P1GMDSS原理与操作卫星通信线路的信道复用与多址连接•多路复用方式1.频分多路复用2.时分多路复用•调制方式•多址连接方式1.频分多址连接方式2.时分多址连接方式3.空分多址连接方式4.码分多址连接方式•信道分配方式GMDSS原理与操作卫星通信的特点优点:覆盖面积大、通信距离远、灵活机动并可基本实现全球通信。频带宽、通信容量大。抗干扰能力强，通信质量高。卫星通信系统是实时、全天候通信系统。功效高。GMDSS原理与操作•缺点：–技术难度大，投资多，费用高。–卫星通信有较大的信号延迟和回声干扰。返回第三节INMATSAT简介3.1Inmarsat海事卫星通信系统原名：国际海事卫星组织国际移动卫星组织现名：国际移动卫星公司GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成INMARSAT通信系统：空间段地面站——卫星通信地面网络（含网络协调站NCS、网络控制中心NCC）移动地球站——卫星移动通信终端（MES）GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——空间段•海事卫星（Satellite）接收岸站和船站发来的信号，对所接收的信号加以放大和处理,然后转发给船站或岸站。•POR•IOR•AOR-E•AOR-WInmarsat卫星覆盖图点波束模式与全球覆盖模式•点波束模式：将卫星发射功率集中在一些航运密集，通信业务繁忙的地区，以便为这一地区提供更多的通信线路，并可进一步减小移动站的体积。•全球覆盖模式:除了给航运密集的地区提供足够的能量、保证其正常通信外，也兼顾航运稀疏过往船舶较少的地区，使得航行于世界任何地区的船舶能够利用卫星进行通信。GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——空间段卫星控制中心（SCC）英国INMARSAT卫星控制中心位于伦敦INMARSAT总部，卫星控制中心接收从全球测控站（TTC)发来的数据将这些数据加以处理，并通过测控站对INMARSAT卫星进行控制和管理。作用：负责对INMARSAT通信卫星的控制。INMARSAT系统组成——空间段测控站（TTC)测控站直接对INMARSAT卫星进行控制和管理。测控站跟踪遥测卫星，并把测得的数据送卫星控制中心处理。测控站还接收卫星控制中心发来的分析结果，以此为依据给卫星发指令，对卫星进行控制。全球设立了四个测控站，分别是加拿大的考伊琴湖（LakeCowichan）与彭南特角(PennantPoint)、意大利的福希诺(Fucino)和中国的北京（Beijing）。测控站在必要时可以替代卫星控制中心控制卫星，起到备用的作用。GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——地面段网络协调站(NCS)在每个洋区都有一个岸站兼作网络协调站，对本洋区的通信情况进行监控。NCS之间的相互通信，由INMARSAT网络操作中心控制。GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——地面段网络控制中心(NCC)它使用全球通信网络与四个网络协调站连接起来。网络控制中心和网络协调站进行信息交换，可以使网络控制中心对整个网络的通信业务进行监视、协调和控制。作用：通过四个网络协调站，对整个INMARSAT系统的通信情况进行监管、协调和控制GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——地面段地面站（LES）地面站也称陆地地球站，是陆地网络和移动终端的网关（接口）。目前每一个卫星覆盖区可建立若干个地面站，其中一个地面站兼做网络协调站，在四颗卫星的情况下，全球最多可建60个地面站。GMDSS原理与操作INMARSAT系统组成——用户段INMARSAT船舶地球站（简称：船站(SES)、移动站(MES))作用：通过卫星和岸站与陆地用户或其它船站之间进行通信联络种类：包括A站、C站、B站、M站、E站、F站和P站等多种型号的船站.GMDSS原理与操作INMARSAT标准业务功能电传网络电话网络Inm-ALESInm-A移动终端Inmarsat卫星Inmarsat-系统标准业务包括：电话，传真，电传，电子邮件，数据传输应急通信服务2.INMARSAT系统分类及主要特点目前存在的主要系统和特点：Ｃ系统：投入运营时间：业务：特点：９１年正式投入商业运行电传、数据（600bps）、E-mail全向螺旋状天线、全球波束，终端小、重量轻，传送短信息极为经济存储转发方式Ｂ系统：投入运营时间：业务：特点：M系统：投入运营时间：业务：该系统不符合GMDSS系统要求９３年正式投入商业运行电话、电传（2.4kbps）、传真和数据（9.6kbps）、高速数据（64/55kbps）直径1米抛物面天线，全球波束点波束适用大业务量９4年正式投入商业运行电话、传真、低速数据业务F系统：投入运营时间：业务：特点：０２年正式投入商业运行f77f55f33电话、传真、ISDN（综合业务数字网）、MPDS（移动分组交换数据业务）高速E-mail定向天线全球波束/点波束，具有较高传输速率，大信息量传输较经济，MPDS功能可满足24小时上网第三节INMARSAT在GMDSS中的作用•INMARSAT系统是GMDSS的重要组成部分，是GMDSS得以实施的重要保障。•在GMDSS中，船舶遇险救助是以岸基为核心的，船舶一旦遇险，岸上的有关部门和船舶附近的其它船舶能以最小的时延，组织有效的救助，这主要得益于有远距离通信的手段，INMARSAT则提供了可靠的远距离通信手段。GMDSS原理与操作•船至岸遇险报警•岸至船遇险报警•搜救协调通信•常规通信GMDSS原理与操作