卫星通信原理论文

卫星通信原理论文

通信系统实验结课论文

卫星通信原理研究

专业名称 班级学号 学生姓名

通信工程

摘要： 摘要：卫星通信的特点是通信范围大,只要在卫星发射的电波所覆盖的范围 内,从任何两点之间都可进行通信,不易受陆地灾害的影响,只要设置地球 站电路即可开通,同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信,电路设

置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量,同一信道可用于不同方向或不

同区间。 关键字： 关键字：卫星通信 使用频段 覆盖范围

1 引言
卫星通信，简单的说就是地球上（包括地面、水面和低层大气中）的 无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站转发或反射无线电波，以此来 实现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式。它是一种无线通信方式， 可以承载多种通信业务，是当今社会重要的通信手段之一

2 卫星通信系统的基本组成
卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星在空中起中继站的作 用，即把地球站发上来的电磁波放大后再返送回另一地球站。地球站则是 卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地球站出入卫星系统形成链 路。由于静止卫星在赤道上空 3600Km，它绕地球一周时间恰好与地球自转 一周(23 小时 56 分 4 秒)一致，从地面看上去如同静止不动一般。三颗相距 120°的卫生就能覆盖正个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通 信。最适合卫星通信的频率是 1～10GHz 频段。为了满足越来越多的需求， 已开始研究应用新的频如 12GHz，14GHz，20GHz 及 30GHz。

卫星通信的主要特点： 3 卫星通信的主要特点：
优点方面： 3.1 优点方面： (1)通信范围大，只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。 (2)不易受陆地灾害影响。 (3)建设速度快。 (4)易于实现广播和多址通信。 (5)电路和话务量可灵活调整。 (6)同一信通可用于不同方向和不同区域。 3.2 缺点方面： 缺点方面： (1)由于两地球站向电磁波传播距离有 72000Km，信号到达有延迟。 (2)10GHz 以上频带受降雨雪的影响。 (3)天线受太阳噪声的影响。

4 卫星通信使用频率
(1) 频段（3.4-6.65GHz） (2) 频段(10.95-18GHz) (3) Ka 频段(18-40GHz) (4) L 频段(1.12-2.6GHz) (5) 其他频段(UHF,S,X,Q,V)

5 覆盖范围
静止地球轨道(GEO) (GEO)卫星 5.1 静止地球轨道(GEO)卫星 全球覆盖的固定卫星通信业务静止地球轨道(GEO)卫星，轨道高度大约 为 36 000km，成圆形轨道，只要三颗相隔 120° 的均匀分布卫星，就可以 覆盖全球。国际卫星通信组织的 Intelsat I-IX 代卫星。是全球覆盖的最 好例子，目前已发展到第九代。 卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再反 送回另一地球站。地球站则是卫星系统形成的链路。由于静止卫星在赤道 上空 36000 千米,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23 小时 56 分 4 秒) 一致,从地面看上去如同静止不动一样。三颗相距 120 度的卫星就能覆盖整 个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频 率是 1 一 10GHz 频段,即微波频段、为了满足越来越多的需求,已开始研究 应用新的频段,如 12GHz,14GHz,20GHz 及 30GHz。 5.2 移动卫星通信 全球覆盖的移动卫星通信海事卫星通信系统 Inmarsat 是全球覆盖的移 动卫星通信，目前工作的为第三代海事通信卫星，它们分布在大西洋东区 和西区、印度洋区和太平洋区，第四代 Inmarsat-4 卫星，已于 2005 年 3 月 发射了第一颗卫星，另一颗卫星亦准备发射，它们分别定点在 64。E 和 53。 W，具有一个全球波束，l9 个宽点波束，228 个窄点波束，，采用数字信号处 理器。有信道选择和波束成形功能。 全 球 覆 盖 的 低 轨 道 移 动 通 信 卫 星 有 “ 铱 星 ” (Iridium) 和 全 球 星 (G10balstar)， “铱星”系统有 66 颗星，分成 6 个轨道，每个轨道有 11 颗 卫星，轨道高度为 765km，卫星之间、卫星与网关和系统控制中心之间的链

路采用 ka 波段，卫星与用户间链路采用 L 波段。2005 年 6 月底铱星用户达 12．7 万户，在卡特里娜飓风灾害时， “铱”星业务流量增加 30 倍，卫星电 话通信量增加 5 倍。 全球星(Globalstar)有 48 颗卫星组成，分布在 8 个圆形倾斜轨道平面 内，轨道高度为 1 389km，倾角为 52 度。用户数逐年稳定增长，成本下降， 2005 年比 2004 年话音用户增长。 6 多址联接方式 多址联接的意思是同一个卫星转发器可以联接多个地球站，多址技术 是根据信号的特征来分割信号和识别信号，信号通常具有频率、时间、空 间等特征。卫星通信常用的多址联接方式有频分多址联接(FDMA)、时分多 址联接(TDMA)、码分多址联接(CDMA)和空分多址联接(SDMA)，另外频率再 用技术亦是一种多址方式。 在微波频带,整个通信卫星的工作频带约有 500MHz 宽度,为了便于放大 和发射及减少变调干扰,一般在卫星上设置若干个转发器。每个转发器的工 作频带宽度为 36MHz 或 72MHz 目前的卫星通信多采用频分多址技术,不同的 地球站占用不同的频率,即采用不同的载波。它对于点对点大容量的通信比 较适合。近年来,已逐渐采用时分多址技术,即每一地球站占用同一频带,但 占用不同的时隙,它比频分多址有一系列优点,如不会产生互调干扰,不需 用上下变频把各地球站信号分开,适合数字通信,可根据业务量的变化按需 分配,可采用数字话音插空等新技术,使容量增加 5 倍。另一种多址技术使 码分多址(CDMA),即不同的地球站占用同一频率和同一时间,但有不同的随 机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱通信技术,具有抗干扰能力强, 有较好的保密通信能力,可灵活调度话路等优点。其缺点使频谱利用率较 低。它比较适合于容量小,分布广,有一定保密要求的系统使用。 7 卫星通信的应用范围 卫星通信的应用范围很广，涉及长途电话、传真、电视广播、娱乐、 计算机联网、电视会议、电话会议、交互型远程教育、医疗数据、应急业 务、新闻广播、交通信息、船舶、飞机的航行数据及军事通信等。 目前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 5~6‰） ，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。 国际通信方面我国运营 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%） 。中国通信广播卫星公司等具有国际 点对点业务许可的单位开通了 150~200 条国际双向 VSAT 电路。公众通信约 使用 50 个转发器 。 我国已有中央电视台的 12 套节目，中央人民广播电台和国际台的 32 路声音广播节目，以及 31 个省、自治区、直辖市的广播电视节目均通过通 信卫星向全国传送。目前我国广播电视节目共使用了 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。 我国已建成的广播电视卫星地球站共 31 座，地面卫星收转台站 52 万 多座。与 1985 年上卫星时相比，我国广播电视人口覆盖率已由 68.3%和 68.4%上升为 2001 年底的 92.9%和 94.1%。 至 2001 年底国内 VSAT 经营者有 43 家。双向 VSAT 站 7000 多个，单向 VSAT 站近 17000 个。目前，经营性和专用性 VSAT 卫星通信网约达 120 个左 右。专网通信约使用 14 个转发器，经营性 VSAT 通信用了约 14 个转发器 8 总结 卫星通信的花费巨大，但却有着不可替代的地方，在防止因自然灾害 而发生的通信中断中会起着越来越重要的作用。 通过这次的结课论文，对卫星通信的原理，组成，工作频段，应用等 有了初步的认识，在以后的日子里希望可以进一步的了解它。

参考文献
[1]于丽娜，千兵，周贤伟，黄旗明．卫星通信系统．北京：国防工业出版社，2006 [2]闵士权．2004----2020 年我国卫星通信发展目标探讨．电信快报，2004 年 03 期