卫星通信3

20-1第20章卫星通信概述学习目标掌握卫星通信的特点掌握卫星通信线路类型了解卫星通信所使用的频率范围了解卫星通信的业务了解卫星通信的体制20-2第20章卫星通信概述卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信。20-320.1卫星通信的特点1)通信距离远，而通信的成本与通信距离无关;2)通信覆盖面积大，便于多址连接;3)传输容量大;4)通信线路稳定可靠，通信质量高;5)通信灵活;6)传输延迟大;7)卫星使用寿命短。20-420.2卫星通信线路在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星发器可以组成多条单跳单工或双跳单工星通信线路。单跳单工通信的双方分别被固定为发信站和收信站。发信站发送的信号只经一次卫星转发后就被接收站接收的卫星通信线路。双跳单工固定为发信站发送的信号经过两次卫星转发后被固定为接收站接收的卫星通信线路叫做双跳单工卫星通信线路20-520.2卫星通信线路上行线路发信地球站到卫星这一段线路称为上行线路下行线路从卫星到收信地球站这一段线路称为下行线路双工卫星通信线路当两个地球站都有收发设备和上、下行线路，而且这两条线路共用一个通信卫星转发传播相反的信号进行通信，就构成了双工卫星通信线路。20-620.3卫星通信所使用的频率范围频率范围微波段300MHz~300GHz最适合卫星通信的频率是1-10GHZ频段上行频率发信地球站发向通信卫星的信号所用的载频频率称为上行频率下行频率发信通信卫星发向地球站的信号所用的载频频率称为下行频率20-720.3卫星通信所使用的频率范围卫星通信使用的频段主要有:UHF波段上行频率400MHz下行频率200MHzL波段上行频率1.6GHz下行频率1.5GHzC波段上行频率6GHz下行频率4GHzX波段上行频率8GHz下行频率7GHzKu波段上行频率14GHz下行频率12GHz或11GHzKa波段上行频率30GHz下行频率20GHz20-820.4卫星通信的业务卫星公用网通信业务卫星专用网通信业务卫星电视广播业务卫星移动通信业务20-920.5卫星通信的体制一、基带信号的类型卫星通信系统中基带信号的类型可以是模拟的，也可以是数字的。模拟信号如要在数字卫星通信系统中传输，要先进行模／数转换，模／数转换的方法很多,常用的有脉冲编码调制（PCM）、自适应差分脉冲编码调制（ADPCM）、增量调制（DM）等。基带信号：频谱从零一直到很宽。二、信号的复用方式在卫星通信系统中，一个地球站一般要传输多路信号，如何把多路信号组合成一个复用信号，然后调制到一个载波上？这种基带信号组合方式就是多路复用方式。卫星通信系统中有频分多路复用（FDM）和时分多路复用（TDM）。模拟卫星通信系统采用频分多路复用，数字卫星通信系统采用时分多路复用。1）频分多路复用：将多路信号调制到频率轴上相互错开互不重叠的频率范围内用同一信道传输信号的复用方法。2）时分多路复用：将多路信号采用时间分割的方法用同一信道传输信号的复用方法。20-1020.5卫星通信的体制三、信号的调制方式调制方式是指基带信号（调制信号）对载波波形的某些参数进行控制，这些参数随调制信号变化而变化。在模拟卫星通信系统中，可采用频率调制。在数字卫星通信系统中，可采用相位调制。也可采用其他调制方式，如交错四相移相键（OQPSK）、最小移频键控（MSK）、正弦移频键控（SFSK）、平滑调频（TFM）等。1）频率调制（FM）基带信号（调制信号）对中频（或射频）载波的频率进行控制。采用调频制可以改善信噪比。2）相位调制（PSK）基带信号（调制信号）对载波的相位进行控制。如四相移相键控。20-1120.5卫星通信的体制四、多址联接方式多址联接是指在卫星的覆盖区内，各地球站通过共同的卫星，同时分别建立相互之间的通信线路而实现的多边通信。但要使各地球站之间同时通信，又不使各站信号相互干扰，就必须采用一定的多址联接方式技术，多址联接是建立在信号分割基础之上的，即发射端利用信号之间参量的差别来进行信号设计，使接收端能够根据发端所设计的信号差别，从接收的信号中分离出本站的信号。常用的多址联接方式有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）。20-1220.5卫星通信的体制五、信道分配方式由于卫星通信具有多址联接的特点，因而各地球站如何占用卫星信道需一定的制度。所采用的多址联接方式不同，其信道的内容不同。在频分多址（FDMA）方式中，信道分配是指的地球站所占用的通信卫星转发器的频段；在时分多址（TDMA）方式中，信道分配指的地球站所占用转发器的时隙；在码分多址（CDMA）方式中，信道分配指的地球站所使用的码型。如果通信卫星采用的是有交换功能的处理转发器，还有采用何种交换制度的问题。常用的有预分配（PA）、按需分配（DA）、随机分配（RA）等。20-1320.5卫星通信的体制1.预分配1）按频预分配按频预分配是各地球站的信道按频率划分，把各地球站发射的信号配置在卫星转发器频带的指定位置上。各地球站只能用分配给它的频率与有关地球站通信，其它站不能占用这些频率。优点：技术成熟、设备简单、不需网同步、工作可靠。特别适用于站少而容量大的场合。缺点：使用不灵活，信道不能相互调剂，业务量较小时信道利用率较低。2）按时预分配按时预分配系统中，事先把转发器的时隙分成若干分帧，并分配给各地球站，业务量大的站分的分帧长度长，反之分的分帧长度短。也用于大容量线路，且多用于国际卫星通信。20-1420.5卫星通信的体制2.按需分配按需分配这种方式是所有信道不是固定给各地球站使用，而是根据地球站的申请临时分配给使用，当某地球站需要与另一地球站通信时，首先提出申请，通过控制系统分配给一对空闲信道供其使用。一旦通信结束，这对信道又归还。由于各站之间可以互相调剂使用信道，因而可用较少的信道为较多的站服务，提高信道利用率，但控制系统较复杂。20-1520.5卫星通信的体制3.随机分配随机分配方式是各地球站根据需要随机的占用卫星信道。由于数据通信一般是间断的、不连续的使用信道，如采用预分配和按需分配则信道利用率低，而采用随机占用卫星信道的随机分配方式可极大提高信道利用率。当然这种方式会发生两个以上地球站同时占用同一个信道而产生“碰撞”，因此必须采取措施减少或避免“碰撞”，并重发已遭“碰撞”的数据。20-16本章小结卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信.卫星通信是一种微波中继传输技术与空间技术相结合的通信方式。卫星通信具有通信质量高.通信灵活,可以实现大容量、远距离、稳定可靠的通信。卫星通信所使用的频率范围是在微波段(300MHz~300GHz)。最适合卫星通信的频率是1-10GHZ频段。我国国内卫星通信主要用于公用网通信、专用网通信、广播和移动通信等。一个通信系统的性能与采用的通信体制有着密切联系，完整的卫星通信体制通常包括：所用基带信号的类型、基带信号的复用方式、信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等。目前国内电信部门的地球站大多采用：基带信号为64kbit/s脉冲编码调制信号(PCM)，多路PCM信号采用时分复用，采用四相移相键控，多址方式为频分多址，信道采用预分配制，简称为PCM/TDM/QPSK/FDMAS/PA。20-17本章小结卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信.卫星通信是一种微波中继传输技术与空间技术相结合的通信方式。卫星通信具有通信质量高.通信灵活,可以实现大容量、远距离、稳定可靠的通信。卫星通信所使用的频率范围是在微波段(300MHz~300GHz)。最适合卫星通信的频率是1-10GHZ频段。我国国内卫星通信主要用于公用网通信、专用网通信、广播和移动通信等。一个通信系统的性能与采用的通信体制有着密切联系，完整的卫星通信体制通常包括：所用基带信号的类型、基带信号的复用方式、信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等。目前国内电信部门的地球站大多采用：基带信号为64kbit/s脉冲编码调制信号(PCM)，多路PCM信号采用时分复用，采用四相移相键控，多址方式为频分多址，信道采用预分配制，简称为PCM/TDM/QPSK/FDMAS/PA。20-18思考题与作业习题思考题：透明转发器与处理转发器有何区别？作业习题：P21121.1