第6章卫星通信系统ppt课件.ppt

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1、移动通信第6章卫星通信7/28/20211《现代通信概论》第1章通信的基本理论6.1基本概念6.2卫星通信系统的组成6.3卫星通信的技术体制6.4卫星通信系统范例6.5卫星通信系统的应用第6章卫星通信6.1.1卫星的概念行星：繞著恆星(如太陽)運轉的星球(如水星、金星、地球等)，而繞著行星運轉的星球稱為衛星(如月亮)。人造衛星是指按照一定軌道環繞地球運行的人造物體。避免大氣的摩擦，衛星高度都遠超過大氣層頂。人造衛星的設計不像飛機需考慮外形是否流線，再加上太陽電池板，因此人造衛星的外形大都是千奇百怪。6.1基本概念6.1.1卫星的概念自一九五七年蘇聯第一顆衛星成功發

2、射後，衛星已迅速成為推動科技進步、經濟發展與國防建設之重要手段。五十年來，全世界共發射大約4500顆衛星，其中90%以上是美、蘇兩大強權所有，80%衛星被用於軍事用途。衛星已融入人們生活之中，提供定位、導航、氣象、電信、廣播及多媒體等服務。軌道現有約700~800枚衛星6.1基本概念衛星應用分類就應用方面來說，衛星約可分成下列幾類：偵察衛星(SurveillanceSatellites)預警衛星(EarlyWarningSatellites)氣象衛星(WeatherSatellite)天文衛星(AstronomicalSatellite)導航衛星(Navigati

3、onalSatellite)探測衛星(RemoteSensorSatellite)殺手衛星(KillerSatellite)通信衛星(CommunicationSatellite)6.1基本概念6.1.2卫星通信的基本概念卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，从而实现两个或多个地面站之间的通信。卫星通信的工作方式：延迟转发式卫星通信系统立即转发式卫星通信系统6.1基本概念卫星通信发射天线接收天线上行频下行频卫星发射站：把电视节目、通信、广播等信号发射到卫星上的发射系统。接收站：利用天线、卫星接收机等设备接收卫星信号的设备系统。上行频：指发射站把信号发射

4、到卫星上用的频率，由于信号是由地面向上发射，所以叫上行频。转发器：指卫星上用于接收地面发射来的信号，并对该信号进行放大，并以另一个频率向地面进行发射的设备。一颗卫星上可以有多个转发器。卫星通信的基本概念卫星通信的基本概念下行频：指卫星向地面发射信号所使用的频率，不同的转发器所使用的下行频不同，在使用卫星接收机时所设置的参数也就不同，如果设置不正确，将不能接收相应的节目内容。例如：我国鑫诺一号卫星用于教育部远教数据广播使用6a转发器的下行频为12620MHz，而甘肃教育数据广播所使用7b转发器的下行频为12660MHZ。一颗卫星上有多个转发器，所以会有多个下行频。6

5、.1.2卫星通信的基本概念卫星通信的分类按应用分：海事卫星移动系统航空卫星移动系统陆地卫星移动系统按频率分：L波段卫星，Ka波段卫星等按区域分：全球、区域和国内通信卫星6.1基本概念6.1.2卫星通信的基本概念卫星通信的分类按軌道高度劃分：低軌道(LEO):300to1,500km中軌道(MEO):8,000to12,000km同步軌道(GEO):approx.36,000km按軌道形狀劃分：圓形軌道(Circular)橢圓軌道(Elliptical)6.1基本概念低軌道衛星衛星高度在2000公里以下運行週期在1.5至2小時之間涵蓋面積的直徑大約是8000公里信號

6、傳輸之來回延遲少於20ms在地面上看到衛星的停留時間最多是20分鐘低軌道衛星系統會有多普勒效應產生，所以信號的頻率會隨著改變地心引力對低軌道衛星的作用非常大，因此衛星運行的軌道高度會逐漸下降。6.1基本概念低軌道衛星種類微低軌道衛星(LittleLEOs)工作頻率在1GHz以下使用頻寬不超過5MHz資料傳輸率最多為10kbps系統主要用於傳呼(paging)、追踪(tracking)和一些低速訊息的系統上巨型低軌道衛星(BigLEOs)工作頻率在1GHz以上資料速率為每秒數個Mbps以上另增加了語音通訊和定位系統的服務6.1基本概念中軌道衛星衛星軌道高度在5000

7、至12000公里間的圓形軌道高空上衛星繞地球一週大約是6小時涵蓋地面範圍的直徑是10,000到15,000公里來回一趟信號傳輸延遲少於150ms在地面上看到衛星停留在空中的時間在幾小時之內6.1基本概念同步衛星(GEO)：距離地球表面約36000公里的高度。繞地球旋轉速度與地球自轉速度一樣，因此在地球上觀看該衛星時，好像靜止不動的停留在太空中。做為通訊使用，因為Delay嚴重，會造成信息傳送時間較長。同步軌道中的衛星，因與地球自轉同步，因此只需三顆(一顆可覆蓋42％地表)即可構成全球通信。6.1基本概念静止卫星与地球的相对位置在静止轨道上，以1200的间隔配置三颗

8、卫星，则在