卫星通信概论

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,卫星通信概论,2007-5,主要内容,卫星通信的根本概念,卫星通信系统的分类,VSAT系统,移动卫星通信系统,几个主要的卫星通信系统,参考文献,定义,卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射？无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。卫星通信工作在微波频段。,简史,1945年，英国?Extra-Terrestrial Relays?一文中提出利用3颗静止卫星覆盖全球的设想。,1945年到1964年间，曾经先后利用月球、气球、铜针偶极子带作为中继，进行 电视传输试验,1957年，前苏联发射了第1颗LEO卫星Sputnic美苏太空竞赛的导火索,1962年，美国第1次发射了真正实用通信卫星Telstar/MEO,1965年，第1颗商业通信卫星INTELSAT-1进入静止轨道,1990-2000年，引入卫星直接播送语言DAB业务,2000-2005年，引入宽带个人通信；Ka频段系统得到迅速；多个LEO和MEO卫星系统投入运行,开展,早期卫星通信系统采用C波段和S波段的静止轨道卫星通信，后来在K波段通信采用VSATVery Small Aperture Terminals系统，可以覆盖到原来通信网络覆盖不到的区域。另外，出现了许多全球移动卫星通信系统，利用许多颗中低轨道卫星，提供全球的移动通信效劳。,早期的卫星通信要求昂贵笨重的终端，因此限制了它的普及和可用性。静止轨道卫星处于高轨道，传输时延大，不能满足语音业务对时延的高要求。后来的中低轨道移动卫星通信系统虽然时延相对减小，但由于卫星运动速度很高，带来的多普勒频移很大，严重影响系统性能。随着射频技术的改进，在提高性能、减小体积和重量的同时降低了终端的本钱。技术的进步也更好的解决了多普勒频移带来的影响。,要求,卫星通信的普及要求：,低本钱：通信费用和终端费用,方便：手持 ，漫游，切换,可靠：低掉线率，高连接率,高质量通信：可接受的时延，语音质量,铱系统的失败,66颗低轨卫星(轨道高度780km)组成的铱星座是运行过一段时间的商业移动卫星通信系统，该系统最引人注目的成绩是在1997年5月至1998年5月的1年多时间中完成了整个卫星星座的发射，曾成为世界上第一个投人使用的大低轨系统。到2000年3月17日一直苦苦支持的铱公司终于半途夭折，宣告破产。,该系统发射成功后反映出的先进之处在于:应用了星上处理与星间链路技术，相当于把地面蜂窝网倒置于空中;解决了卫星网与地面蜂窝网之间、以及蜂窝网之间的跨协议漫游，从而实现了通信终端 化、个人通信全球化，证明了LEO可以用于全球个人通信。,铱系统的失败,铱系统全球覆盖全球漫游的优势是显而易见的，然而，铱系统固有的问题决定了它失败的命运：,高本钱：系统本钱47亿美元；铱 Eurasia公司卖8000美元/部，TDCOM公司卖5132美元/部；通话费数美元/分钟。漫游费用,不方便：终端笨重，美国Motorola双模为454g，日本单模双模均为400g；而GSM 100 g,不可靠：铱系统掉线率高，通信率80%，掉话率15%,质量低：数据传输率低，只有2.4k/s，远低于GSM系统,其它问题：目标客户定位错误，交货逾期，来自其它廉价陆地移动通信系统的竞争,主要内容,卫星通信的根本概念,卫星通信系统的分类,VSAT系统,移动卫星通信系统,几个主要的卫星通信系统,参考文献,分类,静止轨道卫星Geostationary Earth Orbit：GEO：,与地球上某一点保持相对静止,赤道延伸平面：36000km,优点：,经济，三颗卫星，覆盖全球,缺点：,长距离造成大信号衰减和大传播时延500ms以上,分类,中轨道卫星Medium Earth Orbit：MEO,高度在500012000km左右,为了覆盖整个地球需要10颗左右卫星,GPS：为美国空军系统运作，用作全球定位。,早期为12个卫星星座，在19781985年间发射;,新的GPS系统，在19891994年间发射；为24颗小卫星星座系统,分6个轨道平面覆盖全球,分类,低轨道卫星Low Earth Orbit：LEO,高度在500900km,提供全球移动 和数据效劳；也可用于地面摄影和侦察,优点：,信号衰减小，时延小,卫星重量轻，结构简单,缺点：,为了覆盖整个地球需要大量卫星，系统复杂！,主要应用领域,互接长途 业务：,国内公众卫星通信网的干线已有37个大型C波段地球站，运行着3万5千条双向电路占国内长途电路的56，另有4个试验地球站和约30台移动卫星通信车载站工作在Ku波段,国际通信方面：中国电信运营15座国际通信卫星地球站，开通了约1万3千条双向电路占国际长途电路的26%,可以提供备份电路或传送峰值业务,主要应用领域,无线电和电视播送：,使用了11颗通信卫星亚太1A、亚洲2号、亚洲3S、鑫诺1号、亚太2R、泛美3R号、泛美8号、泛美9号、泛美3R号、泛美10号、银河3R和热鸟3号的32个转发器,中央电视台的12套节目，中央人民播送电台和国际台的32路声音播送节目，以及31个省、自治区、直辖市的播送电视节目均通过卫星向全国传送,主要应用领域,海上、地面和空中的移动通信：,可以提供广域或全球覆盖的移动通信业务,成为UMTS的一局部,基于TCP/IP的internet业务,卫星通信的特点,通信距离远且建站费用与通信距离无关,地球站建设的费用不因两站之间距离远近、地面自然条件而变化。除了国际通信以外，在国内通信中，尤其是遥远地区和陆地通信系统难以覆盖的地区，卫星通信是不可替代的选择,通信频带宽，传输容量大，适用于多种业务,宽带数据业务、国际互联网业务、卫星电视业务、移动通信业务,固定卫星系统通信质量高，通信线路稳定可靠,卫星和地球站的位置相对稳定，只有直射径，无多径干扰和其他衰落。,卫星通信的特点,发射与控制技术复杂,要把卫星发射到静止轨道上应确定点，并经常保持较小的漂移，难度是很高的。因为地球外表凹凸不平，太阳和月球的引力，大气层阻力，太阳辐射压力等都会造成轨道摄动。,与其他地面通信系统之间的相互干扰,卫星通信与同频段地面微波通信系统间的干扰；卫星通信系统网络的上下行线路间的干扰；卫星通信系统与雷达系统间的干扰；卫星通信系统与播送电视系统间的干扰；卫星通信系统与ISM设备间的干扰存在可能性，但尚未发现,较大信号传输时延和回波干扰,静止卫星通信系统中，卫星与地球相距约36000千米，语音通信时，来回传播时延超过500ms。,具有播送特性，保密要求高,卫星通信系统的组成,卫星通信系统主要由空间分系统、通信地球站分系统、跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统四大功能局部组成。,卫星通信系统的组成,空间分系统是指通信卫星，主要由天线分系统、遥测与指令分系统、控制分系统、通信分系统和电源分系统组成。,通信地球站由天线馈线设备、发射设备、接收设备、信道终端设备等组成,跟踪遥测及指令分系统对卫星进行跟踪测量，控制其准确进入静止轨道上确实定位置，并对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开通前的监测和校正。,监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进行业务开通前的监测和业务开通后的例行监测和控制，以确保通信卫星正常运行和工作。,具体的结构上，固定卫星系统和移动卫星系统会有所区别,卫星通信使用的频段,卫星通信使用的频段,L频段1-2 GHz移动卫星业务、地面微波、广电、蜂窝,S频段2-4 GHz移动卫星业务、数字音频播送、NASA研究,C频段4-8 GHz 固定卫星业务、地面微波,X频段8-12.5 GHz卫星军事通信、地球观测卫星,Ku频段12.5-18 GHz固定卫星、播送卫星、地面微波,K频段18-26.5 GHz固定卫星、播送卫星、LMDS,Ka频段26.5-40 GHz固定卫星、星际链路、卫星成像、LMDS,主要内容,卫星通信的根本概念,卫星通信系统的分类,VSAT系统,移动卫星通信系统,几个主要的卫星通信系统,参考文献,VSAT,卫星通信,什么是VSAT卫星通信？,VSAT全称是Very Small Aperture Terminal，可以理解为小站。它的特点就是一个小字。由于小站具有灵活、简单、方便、本钱低等特点，很多企业、政府部门把它作为系统内的专用通信网。现在VSAT系统的传输速率较初期大为提高，除了数据外，还传输各种多媒体信息。包括卫星电视接收小站在内，VAST应用得越来越广泛。,VSAT,卫星通信,VSAT,通信小站的数量,Comsys,在,1999,年发布的,VSAT,研究报告指出，,VSAT,销售量的增长，已经使许多大公司采用,VSAT,技术作为他们网络中的核心部件。,1997,年全球订购,5.5,万个星形,TDMA VSAT,终端,1998,年为,8,万个,连续,3,年增长率超过,27%,至,1999,年，全球共有,50,万,VSAT,终端,VSAT,卫星通信,VSAT通信业务的应用范围,语音通信,数据通信,高速互联网,播送电视,电子商务,证券交易,VSAT,通信的应用技术,利用Ku波段，VSAT终端的数据传输速率到达2Mbps以上,Ka波段的开发，使VSAT带宽大大增加,数据通信协议逐渐标准，采用TCP/IP，与Internet互联,采用多波束天线，节省星上资源，增加下行功率,与 B-ISDN结合，实现卫星多媒体通信,采用VSAT实现移动通信业务,VSAT,与,ATM,ATM,ATM是CCITT(ITU的前身)在1990年确定的B-ISDN的传输和交换模式。它吸收了电路交换和分组交换的优点，将数据、图像、语音等信息分解成定长的数据块，并在各个数据块前面加上信头，构成信元，以信元多路复用方式进行发送。当信元空闲时，就可以插入数据发送。插入的位置无周期性，所以成为异步传输模式。,ATM是信息高速公路的核心技术，ATM到达用户端的传输带宽为155.2Mbps。压缩后数字化电视的传输速率为34Mbps，HDTV信号速率为140Mbps，这些ATM是完全可以传送的。VSAT和ATM结合，是信息高速公路必不可少的组成局部。,VSAT,与,ATM,VSAT-ATM的优点,卫星的参加，使ATM业务覆盖全球任何地方,卫星通信按需求分配带宽的能力更强,在不同地方建立ATM网时，卫星通信可以提供十分灵活的网络配置和容量分配,利用卫星通信的播送特性，可以建立ATM网的多点对多点应用,扩容简单，只需简单的在用户处建立ATM地面站,