工学电子科大 卫星通信系统概述课件

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1、卫星通信通向无缝覆盖全球移动通信系统之路陈智副教授通信抗干扰技术国家级重点实验室2008.91关于我办公地址：电子通信大楼513房间电话：83208948Email：chenzhi@uestc.edu.cn研究方向：无线与移动通信技术、通信抗干扰技术无线通信网络通信信号处理担任课程：卫星通信移动通信系统信息论导论2关于本课程本课程的学习目标卫星通信系统的一些基本概念卫星通信系统的一些基本特征卫星通信系统的通信技术卫星通信链路设计方法卫星基本覆盖特性和星座设计的计算方法卫星移动通信系统的网

2、络特性和协议卫星定位与导航系统的基本原理3关于考试开卷考试平时成绩（作业加点名）：30分考试成绩：70分4卫星通信通信：在两个或多个位置实现信息的传输、接收和处理。有线通信：光纤、电缆。无线通信：短波/超短波通信、微波中继通信、地面移动通信、卫星通信。5卫星通信卫星通信的概念卫星通信是指利用通信卫星转发器实现地球站（或手持终端）之间、或者地球站与航天器之间的无线通信。卫星通信是个人通信网的组成部分，是地面通信网的补充。678第一章卫星通信系统概述9第一章卫星通信系统概述1.1卫星通信的发展1.2卫星

3、轨道1.3系统的组成1.4频率分配1.5卫星通信的特点1.6卫星通信系统的应用类型101.1卫星通信发展简史卫星通信之父ArthusClarke：1945年，WirelessWorld上发表论文《地球外的中继》卫星通信时代的开启：1957年10月4日，前苏联发射第一颗人造地球卫星SPUTNIK-I1958年1月31日，美国发射其第一颗卫星Explorer-I，发现范·艾伦电磁辐射带1963年，美国发射第一颗静止轨道卫星Syncom-II第一批实用的通信卫星，美国的电星（Telstar）系列111.1

4、卫星通信发展简史续120世纪70年代，开始提供卫星广播业务20世纪80年代，开始提供海事卫星通信服务20世纪90年代，开始提供航空通信、陆地移动通信和个人卫星通信服务1998年11月1日，第一个也是目前为止唯一一个全球个人卫星移动通信系统——铱（Iridium）开始商业运营121.2卫星轨道开普勒定理假设地球是质量均匀分布的圆球体，忽略太阳、月球和其它行星的引力作用，忽略大气阻力，卫星运动服从开普勒三大定律。131.2卫星轨道开普勒第一定理（1602年）小物体（卫星）在围绕大物体（地球）运动时的轨道

5、是一个椭圆，并以大物体的质心作为一个焦点141.2卫星轨道续1开普勒第二定理（1605年）小物体（卫星）在轨道上运动时，在相同的时间内扫过的面积相同；其中：a是半长轴，开普勒常数μ=3.9861×105km3/s2151.2卫星轨道续2开普勒第三定理（1618年）小物体（卫星）的运动周期的平方与椭圆轨道半长轴的立方成正比关系161.2卫星轨道续3圆轨道卫星具有恒定的运动速度典型卫星通信系统的轨道高度、卫星速度和轨道周期如下表卫星系统轨道高度(km)在轨速度(km/s)轨道周期（时/分/秒）Intel

6、sat(GEO)357863.074723/56/04.1NewICO(MEO)103554.895405/59/01.0SkyBridge(LEO)14697.127201/55/17.8Iridium(LEO)7807.462401/40/27.0171.2卫星轨道续4从轨道形状进行分类圆轨道：GEO，GSO，MEO，LEO椭圆轨道HEO181.2卫星轨道续5从轨道高度进行分类低地球轨道LEO：LowEarthOrbit，700~2000km中地球轨道MEO：MediumEarthOrbit，1

7、0000~20000km同步轨道GSO：GeoSynchronousOrbit，35786km静止轨道GEO：GEostationaryOrbit，35786km高椭圆轨道HEO：HighlyEllipticalOrbits，最高点可达40000km191.2卫星轨道续6内范伦带：1500～5000km外范伦带:13000～20000km201.2卫星轨道续6211.2卫星轨道续7GEO/GSO的主要优势对地（球）位置相对固定几乎恒定的传输延时广阔的覆盖区域（单星覆盖面积约占地球表面1/3）GEO/

8、GSO的主要缺点大的传输延时和衰减仰角随着纬度的增高而降低（GEO）不能覆盖极地地区（GEO）轨位资源缺乏发射费用高221.2卫星轨道续8LEO的主要优势低传输延时和衰减（利于使用手持终端）灵活的系统设计（单星）发射费用低LEO的主要缺点对地的快速相对移动，大多普勒频移单星覆盖面积小（因此需要几十到上百颗卫星实现全球覆盖）LEO星座的延时抖动大LEO星座的管理复杂性高231.2卫星轨道续9MEO：GEO和LEO的折中单星的中等覆盖面积（需要几颗到十几颗卫星实现全球覆盖