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《现代通信系统导论（西电版）第六章卫星通信系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第六章卫星通信系统6.1概述6.2卫星通信系统的组成6.3卫星通信的多址连接方式6.4通信卫星的组成6.5卫星地面站6.6卫星通信的新技术习题6.1概述6.1.1卫星通信的基本概念通信卫星工作的基本原理如图6-1所示。图6-1卫星通信示意图6.1.2卫星通信的电波传播特点1.卫星通信的频段选择通常在选择卫星通信用的工作频段时,主要从以下一些方面来考虑:(1)工作频段内的噪声与干扰小;(2)电波传播过程中的损耗小;(3)尽可能有较宽的频带,以满足通信业务的要求;(4)充分利用现有的通信技术与现有
2、的通信设备;(5)与其他通信或雷达等微波设备之间的干扰尽可能小。2.自由空间的传播损耗由于卫星通信用的无线电波主要是在大气层以外的宇宙空间内传播,而宇宙空间是接近真空状态的,并且由于在目前所使用的频段范围内,与自由空间的传播衰耗相比,大气层的衰减损耗很小,因此基本上可以认为,电波是在均匀媒质的自由空间内传播的,信道的特性较稳定。所以,从信道性质来说,一般都认为是恒参信道。6.1.3卫星通信系统的特点1.卫星通信的优点通信距离远,建站成本与通信距离无关。(2)组网灵活,便于多址连接。(3)通信容量
3、大。(4)通信线路质量稳定可靠。(5)机动性能好。2.卫星通信的缺点(1)两极地区为通信盲区,高纬度通信效果不好。(2)卫星的发射、测控技术比较复杂。(3)存在日凌中断和星蚀现象。(4)抗干扰性能差。(5)保密性能差。(6)通信时延长。6.1.4卫星通信传输线路性能参数1.等效各向同性辐射功率(EIRP)EIRP(EquivalentIsotropicRaditatedPower)也称为等效全向辐射功率,它的定义是地球站或卫星的天线发送出的功率(P)和该天线增益(G)的乘积,即EIRP=P·G如果
4、用dB计算,则为EIRP(dB/W)=P(dB/W)+G(dB/W)式中，EIRP表示了发送功率和天线增益的联合效果。2.噪声温度(Te)噪声温度(Te)和噪声系数(Nf)的关系如下:Nf=10lg(1+Te/290)dB(在室温17°)3.品质因数(G/Te)G/Te是天线增益与噪声温度之比。在卫星通信系统中,Te的高低严重影响接收信号的实际效果,因此必须在G中减去Te的影响才能正确反映接收系统的实际质量,G/Te值的计算公式如下:G/Te=G(dB)-10lgTe(dB/K)6.
5、2卫星通信系统的组成卫星通信系统是由空间的一颗(或多颗)通信卫星和多个地面站组成,如图6-2所示。图6-2卫星通信系统的基本组成为了保证通信卫星的正常工作,通信卫星必须有测控系统和监测系统1.测控系统2.监控管理系统3.通信卫星通信卫星主要起无线电中继作用,它是靠星上转发器和天线系统来完成的。图6-3是卫星通信系统的通信部分方框图。4.地面站卫星通信地面站是卫星通信系统中重要的组成部分,它是连接卫星线路和用户的中枢。图6-3卫星通信系统的组成方框图6.3卫星通信的多址连接方式6.3.1多址方式的信
6、道分配技术在卫星通信系统中,如何将信道分配给系统内需要通信的两个站,这是信道分配技术需要解决的问题。这里的“信道”在FDMA中是指频带,在TDMA中是指时隙,而在CDMA中是指地址码。6.3.2多址连接方式1.频分多址方式(FDMA)频分多址是根据各地面站发射的信号频率不同,按照频率的高低,顺序排列在卫星的频带里,各地面站的信号频谱需要排列的互相不重叠。也就是说,按照频率不同来区分是哪个站址。图6-4为频分多址方式的示意图。图6-4频分多址方式示意图频分多址方式可以根据多路复用和调制方式的不同,分成如
7、下几种方式：(1)FDM／FM／FDMA方式。这种方式是把要传送的电话信号进行频分多路复用处理,即FDM,再对载波进行调频,即FM,最后按照载波频率的不同,区分四个地面站址,即FDMA。(2)SCPC／FDMA方式。SCPC(SingleChannelPerCarrier,单路单载波)方式的含义是每个话路使用一个载波。(3)PCM／TDM／PSK／FDMA方式。2.时分多址方式(TDMA)时分多址方式是将通过卫星转发器的信号在时间上分成“帧”来进行多址划分的,在一帧内又划分成若干个时隙(分帧),再将这些
8、时隙分配给地面站,并且只允许各地面站在所规定的时隙(分帧)内发射信号。图6-5示出了时分多址的帧结构图。图6-5时分多址的帧结构典型的PCM-TDM-PSK-TDMA系统的原理方框图如图6-6所示。图6-6PCM-TDM-PSK-TDMA方式从以上简单说明可以看出,TDMA方式有以下3个特点:(1)各地面站发射的信号是射频突发信号,或者说它是周期性的间隙信号。(2)由于各站信号在卫星转发器内是串行
