移动通信技术讲义-第4讲.ppt

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1.3.5移动卫星通信系统移动卫星通信系统11、卫星通信的定义：

、卫星通信的定义：

卫星通信简单地说就是卫星通信简单地说就是地球上地球上（包括地面和低层大气中包括地面和低层大气中）的的无线电通信站间无线电通信站间利利用用卫星卫星作为作为中继中继而进行的通信。

卫星通信系统而进行的通信。

卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成由卫星和地球站两部分组成。

卫卫星星在空中起在空中起中继站中继站的作用的作用,即把即把地球站发上来的电磁波放大地球站发上来的电磁波放大后再后再反送回另一地球反送回另一地球站站。

地球站地球站则是卫星系统形成的则是卫星系统形成的链路链路。

22、基本知识：

、基本知识：

三颗三颗相距相距120120度度的静止卫星就能的静止卫星就能提供除南北极之外任意两点之间的通信提供除南北极之外任意两点之间的通信。

故卫。

故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。

星通信易于实现越洋和洲际通信。

最适合卫星通信的频率最适合卫星通信的频率是是11一一10GHz10GHz频段频段,即即微波频段微波频段。

为了满足越来越多的需。

为了满足越来越多的需求求,已开始研究应用新的频段已开始研究应用新的频段,如如12GHz,14GHz,20GHz12GHz,14GHz,20GHz及及30GHz30GHz。

在微波频带在微波频带,整个通信卫星的整个通信卫星的工作频带工作频带约有约有50OMHz50OMHz宽度宽度,为了为了便于放大和发射便于放大和发射及减少变调干扰及减少变调干扰,一般在卫星上设置一般在卫星上设置若干个转发器若干个转发器。

每个转发器每个转发器的的工作频带宽工作频带宽度度为为36MHz36MHz或或72MHz72MHz。

目前的目前的卫星通信卫星通信多采用多采用频分多址技术（频分多址技术（FDMAFDMA）,不同的地球站占用不同的频率不同的地球站占用不同的频率,即即采用不同的载波采用不同的载波。

它对于点对点大容量的通信比较适合。

它对于点对点大容量的通信比较适合。

33、卫星通信的特点是：

、卫星通信的特点是：

通信范围大通信范围大。

卫星通信易于实现卫星通信易于实现越洋和洲际通信。

越洋和洲际通信。

只要在只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内卫星发射的电波所覆盖的范围内,从从任何两点之间都可进行通信任何两点之间都可进行通信；不易受不易受陆地灾害陆地灾害的影响的影响（可靠性高可靠性高）；只要只要设置地球站电路即可开通设置地球站电路即可开通（开通电路迅速开通电路迅速）；同时同时可在多处接收可在多处接收,能经济地能经济地实现广播、多址通信实现广播、多址通信（多址特点多址特点）；电路设置非常灵活电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量；可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向同一信道可用于不同方向或不同区间或不同区间（多址联接多址联接）。

44、卫星移动通信系统的定义、卫星移动通信系统的定义卫星移动通信系统卫星移动通信系统,其最大特点是其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式利用卫星通信的多址传输方式,为为全球用全球用户户提供提供大跨度、大范围、远距离的漫游大跨度、大范围、远距离的漫游和和机动、灵活的移动通信服务机动、灵活的移动通信服务,是陆地蜂是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸窝移动通信系统的扩展和延伸,在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。

及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。

55、卫星移动通信系统的分类、卫星移动通信系统的分类（11）卫星移动通信系统）卫星移动通信系统,按所用轨道分按所用轨道分,可分为可分为静止轨道静止轨道（GEO）（GEO）和中轨道和中轨道（MEO）（MEO）、低轨道低轨道（LEO）（LEO）卫星移动通信系统卫星移动通信系统。

静止卫星轨道：

静止卫星轨道：

卫星运行周期卫星运行周期与与地球自转周期地球自转周期（23（23小时小时5656分分44秒秒）相同的轨道相同的轨道称为称为地球同步卫地球同步卫星轨道星轨道（简称同步轨道简称同步轨道）,）,而在而在无数条同步轨道中无数条同步轨道中,有一条圆形轨道有一条圆形轨道,它的它的轨道平面轨道平面与地球赤道平面重合与地球赤道平面重合,在在这个轨道上的所有卫星这个轨道上的所有卫星,从地面上看都像是悬在赤道上空从地面上看都像是悬在赤道上空静止不动静止不动,这样的卫星称为这样的卫星称为地球静止轨道卫星地球静止轨道卫星,简称简称静止卫静止卫星星,这条轨道就称为地这条轨道就称为地球静止卫星轨道球静止卫星轨道,简称简称静止卫星轨道静止卫星轨道,高度大约是高度大约是3580035800公里公里。

人们通常简称的同。

人们通常简称的同步轨道卫星一般指的是静止卫星。

步轨道卫星一般指的是静止卫星。

静止卫星的发射要比低轨道卫星难得多静止卫星的发射要比低轨道卫星难得多。

其一。

其一,需要需要大推力运载火箭大推力运载火箭;其二其二,卫星的卫星的发射过程比较复杂发射过程比较复杂,需要有需要有高超的测控技术高超的测控技术。

发射静止卫星一般用发射静止卫星一般用三级火箭三级火箭,卫星本身还装有卫星本身还装有远地点发动机远地点发动机,整个发射过程整个发射过程要经过要经过三次轨道变换三次轨道变换,卫星才能到达预定的位置。

运载火箭的第一级和第二级首卫星才能到达预定的位置。

运载火箭的第一级和第二级首先把卫星连同第三级火箭送入先把卫星连同第三级火箭送入100100200200公里高的圆形轨道公里高的圆形轨道,称为称为停泊轨道停泊轨道。

然后。

然后第三级火箭分两次点火第三级火箭分两次点火,把卫星送入远地点在赤道上空约把卫星送入远地点在赤道上空约3580035800公里的大椭圆轨道公里的大椭圆轨道,称为称为转移轨道转移轨道。

卫星在转移轨道上运行过程中。

卫星在转移轨道上运行过程中,由由地面测控中心控制地面测控中心控制,调整卫星调整卫星姿态姿态,在在到达远地点到达远地点时时,指令远地点发动机点火指令远地点发动机点火,把卫星送入把卫星送入准静止轨道准静止轨道。

卫星由。

卫星由地面控制地面控制,经过一段时间飘移经过一段时间飘移,最后定点在预定位置。

这个位置可用经度表示最后定点在预定位置。

这个位置可用经度表示,例例如我国的如我国的“东方红东方红”三号通信卫星是定位在东经三号通信卫星是定位在东经125125。

从以上可以看出从以上可以看出,没有高超的火箭技术和遥测控制技术没有高超的火箭技术和遥测控制技术,发射不了静止卫星。

发射不了静止卫星。

目前世界上只有美国、俄罗斯、法国、中国和日本等几个国家能独立发射这种卫目前世界上只有美国、俄罗斯、法国、中国和日本等几个国家能独立发射这种卫星。

因为星。

因为静止卫星位于赤道上空静止卫星位于赤道上空,所以它的所以它的发射场越靠近赤道越好发射场越靠近赤道越好,以便以便节省发射节省发射卫星所消耗的能量卫星所消耗的能量。

例如在。

例如在我国我国,静止卫星静止卫星都是在都是在西昌发射中心西昌发射中心发射而不在太原发射而不在太原或洒泉发射中心发射或洒泉发射中心发射,法国的卫星发射场法国的卫星发射场建在赤道附近的建在赤道附近的法属圭亚那法属圭亚那而不在法国而不在法国本土本土,道理就在于此。

道理就在于此。

中轨道卫星中轨道卫星中轨道卫星移动通信系统由中轨道卫星移动通信系统由轨道高度轨道高度在在500015000km的卫星群（星座）的卫星群（星座）构成的移动通信系统。

用构成的移动通信系统。

用较少数目较少数目的中轨道卫星即可构成全球覆盖的移动通信系的中轨道卫星即可构成全球覆盖的移动通信系统。

统。

中轨道卫星系统为非同步卫星系统中轨道卫星系统为非同步卫星系统，由于，由于卫星相对地面用户的运动卫星相对地面用户的运动，用户与用户与一颗卫星能够保持通信的时间约为一颗卫星能够保持通信的时间约为100min。

低轨道卫星：

低轨道卫星：

1.1.利用低轨道（利用低轨道（LEOLEO）卫星实现手持机个人通信的优点在于：

一方面）卫星实现手持机个人通信的优点在于：

一方面卫星的卫星的轨轨2.2.道高度低道高度低，使得，使得传输延时短传输延时短。

路径损耗小路径损耗小，多个卫星组成的星座多个卫星组成的星座可以可以实现真实现真正的正的3.3.全球覆盖全球覆盖，频率复用更有效频率复用更有效；另一方面蜂窝通信、多址、点波束、频率复用；另一方面蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技等技4.4.术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。

因此，术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。

因此，LEOLEO系统被认为是最新最系统被认为是最新最有有5.5.前途的卫星移动通信系统。

前途的卫星移动通信系统。

（22）卫星移动通信系统卫星移动通信系统按应用分类按应用分类，可分为，可分为海事卫星移动系统海事卫星移动系统（MMSSMMSS）、）、航空卫星移动系统航空卫星移动系统（AMSSAMSS）和）和陆地卫星移动系统陆地卫星移动系统（LMSSLMSS）。

海事卫星移动系）。

海事卫星移动系统主要用于改善海上救援工作，提高船舶使用的效率和管理水平，增强海上统主要用于改善海上救援工作，提高船舶使用的效率和管理水平，增强海上通信业务和无线定位能力。

航空卫星移动系统主要用于飞机和地面之间为机通信业务和无线定位能力。

航空卫星移动系统主要用于飞机和地面之间为机组人员和乘客提供话音和数据通信。

陆地卫星移动系统主要用于为行驶的车组人员和乘客提供话音和数据通信。

陆地卫星移动系统主要用于为行驶的车辆提供通信。

辆提供通信。

（33）按频率分类按频率分类按照该卫星所使用的频率范围将卫星划分为按照该卫星所使用的频率范围将卫星划分为LL波段卫星波段卫星和和KaKa波段卫星波段卫星等等。

等等。

雷达波段即雷达发射电波的频率范围。

雷达概念形成于雷达波段即雷达发射电波的频率范围。

雷达概念形成于2020世纪世纪初。

雷达是英文初。

雷达是英文radarradar的音译，为的音译，为RadioDetectionAndRangingRadioDetectionAndRanging的缩写，意为的缩写，意为无线电检测和测距无线电检测和测距，是，是利用微波利用微波波段电磁波探测目标的电子设备波段电磁波探测目标的电子设备。

其其度量单位是赫兹度量单位是赫兹（Hz）（Hz）或周或周/秒秒（C（CS）S）。

大多数雷达工作在。

大多数雷达工作在超短波及微波波段超短波及微波波段，其，其频频率范围在率范围在3030000030300000兆赫兆赫，相应波长为，相应波长为1010米至米至11毫米毫米，包括，包括甚高频甚高频（VHF）（VHF）、特高频、特高频（UHF）（UHF）、超高频超高频（SHF）（SHF）、极高频、极高频（EHF）4（EHF）4个波段个波段。

第二次世界大战期间，第二次世界大战期间，为了保密，用大写英文字母表示雷达波段为了保密，用大写英文字母表示雷达波段。

将。

将23023010001000兆赫兆赫称为称为PP波段、波段、1000100020002000兆赫称为兆赫称为LL波段波段、2000200040004000兆赫称为兆赫称为SS波段、波段、4000400080008000兆赫称兆赫称为为CC波段、波段、800080001250012500兆赫称为兆赫称为xx波段、波段、12.512.51818千兆赫称千兆赫称KuKu波段、波段、181826.526.5千兆赫称千兆赫称KK波段、波段、26.526.54040千兆赫称为千兆赫称为KaKa波段波段。

上述波段一直沿用至今。

随着超视距雷达和激光雷。

上述波段一直沿用至今。

随着超视距雷达和激光雷达的出现，新波段的开辟，雷达采用的工作波长已扩展到从大于达的出现，新波段的开辟，雷达采用的工作波长已扩展到从大于166166米的短波至小于米的短波至小于10-710-7米的紫外线光谱。

米的紫外线光谱。

（44）按服务区域分类，有按服务区域分类，有全球、区域和国内通信卫星全球、区域和国内通信卫星。

顾名思义，。

顾名思义，全球通全球通信卫星是指服务区域遍布全球的通信卫星信卫星是指服务区域遍布全球的通信卫星，这常常