卫 星 通 信
通信系统概述
1. 1通信系统的组成
通信系统的基本模型:
1、 信息源 连续信源
信息源是消息产生的来源
离散信源
2、 发送设备
发送设备的任务是将基带信号改变成适合在给定信道中传输的信号，以提高传输质量和效率。调制就是一中典型的变换。
3、信道 狭义信道：仅指传输媒质
传输信号的通路就是信道
广义信道：媒质与收发设备
4、接收设备
对信号实施与发送设备相反变换的设备
5、收信者
将信号复原成消息的设备
1.2 通信系统的分类
电报通信系统
电话通信系统
1、按消息的物理特征
数据通信系统
图象通信系统
有线通信系统
2、按传输媒质划分
无线通信系统（长波、中波、短
波、微波、光波）
模拟通信系统
3、按传输信号的特征划分
数字通信系统
基带传输系统
4、按调制方式划分
调制传输系统
频分复用系统 （FDMA）
5、按复用方式划分 时分复用系统 （TDMA）
码分复用系统 （CDMA）
1.3 通信方式
1、点对点通信 通信仅在点与点之间进行，按消息传输的方向和时间，有以下几种通信方式：
（1）、单向通信和双向通信
（2）、单工通信：按键发话；松键收话
（3）、双工方式（全双工方式）：
双方可以同时进行收信和发信的通信方式
（4）、半双工方式：一方为单工另一方为双工的通信方式
（5）、串序通信和并序通信方式
2、通信网：
当有多个通信点互相连接，并且他们之间的连接不止一个路由时，就形成了通信网。通信网必须具有传输设备和交换设备，才能实现网内多用户之间任意两点的通信。
通信网的三种网络形式：
A：直通方式
B：分支方式
C：交换方式
1.4 通信系统主要性能指标
1、传输信息的有效性
通信系统传输信息“量”的描述
模拟系统：指有效频带宽度
数字系统：指信息传输速率（码元速率、信息速率）
2、传输信息的可靠性
通信系统传输信息“质”的描述
模拟系统：信噪比
数字系统：误码率
第一篇：卫星通信系统
第一章 概述
一、 卫星通信历史回顾
l 1945年10月，英国人A.C.克拉克提出静止卫星通信的设想。
l 1957年10月4日，世界上第一颗人造卫星升空。
l 1960年10月，美利用“信使1B”卫星进行延迟中继通信。
l 1963年11月，美日利用“中继1号”卫星成功地进行了横跨
太平洋的有源中继通信。
l 1966年10月至1967年9月，4颗“国际通信卫星——Ⅱ”升空，
通信容量为400个比问话路，通信能力遍及环球。
l 1975年至1979年，2颗“国际通信卫星——ⅣA”升空，每颗
有20个转发器，通信容量为6250个双向话路和2路彩色电视，
寿命为7年。
l 90年代开始，“国际通信卫星——Ⅶ”升空，使用了大量的
窄波束，并开发应用了5种新技术。该卫星可同时传送10万个
双向话路加4路彩色电视。
l 1984年4月8日，我国发射成功“东方红—Ⅰ型”试验通信卫星
(STW—1)，4月6日定点于东经125度赤道上空。
l 1986年2月1日，发射成功“东方红-Ⅱ型”实用通信广播卫星
（STW-2），2月20日定点于东经103度赤道上空，用于部分电视、
广播及通信的传输。
l 1988年3月7日，我国发射又一颗实用通信卫星(东方红
—Ⅱ甲)，3月22日定点在东经87.5度赤道上空。
l 1988年12月22日，我国又发射1颗实用通信卫星(东方红
Ⅱ甲)，12月30日定点在东经110.5度赤道上空，作为前一颗“东方
红Ⅱ甲”的后继星。
l 1990年2月4日，我国再发射1颗实用通信卫星（东方红Ⅱ
甲），2月13日定点在东经98度赤道上空。
l 1994年12月1日，我国发射成功由空间技术研究院研制，
达到国际80年代水平的“东方红Ⅲ)实用广播通信卫星。
二、我国卫星通信现状
l 1984年4月，我国第一颗同步通信卫星发射成功并投入使用，标志着我国通信卫星从研制转入实用阶段。
l 在80年代中期，4颗东二甲同步通信卫星的发射成功与交付使用，建立了公用卫星通信网和专用网 。
上个世纪末，我国卫星通信所取得的成绩：
1、地球站、通信网与双向话路等方面：
l 37座大中型卫星通信地球站，开通7万条双向电话线路 。
l 建立了约80个低成本VSAT专用卫星通信网，终端约1万多个。涉及人民银行、煤炭、电力、石油、人民日报、海关、民航、新华社、证券交易公司及以三金工程为代表的金字号工程等许多部门和专用公司。
2、在移动卫星通信网方面 ：
l 开通了约400～500个国际海事卫星A型站和几十个M型站
l 将建立静止轨道区域性卫星移动通信系统。
3、在卫星通信技术体制方面：
已研制生产了SCPC、CDMA、MCPC等通信体制的设备，并用于各种不同的卫星通信系统中 。
尚存不足之处：
l VSAT小型地球站设备，除天线外，国内市场几乎全被国外产品占据 。
l 在轨运行的卫星，除东方红三号卫星外，都是国外制造的。
三、卫星通信在广播电视中的应用
1.广电行业卫星应用的历程
? 20世纪80年代初期，国务院决定将广播电视业务做为卫星技术应用的一个方面，列入国家的发展计划 。
?1985年开始，研制和发射了“东方红二号”卫星，通过卫星传送CCTV1和CCTV2电视节目以及中央的多路声音广播节目。
? 进入90年代，各省电视台纷纷申请用卫星传本省的广播电视节目。
? 到1998年，全国的31个省级电视台节目全部上星传输，加上中央电视台的9套节目，共有44套电视节目在卫星上传输。
?于1999年初，中广影视卫星有限公司（CBSat）开始了卫星直播（DTH）试验播出，将中央电视台和各省电视台40多套电视节目集中打包在鑫诺卫星（SINOSat）上播出。
2.竞争不可避免，出路在于发展
?渗透和反渗透
?发展直播卫星业务（BSS）的突出优势和重要意义：
（1）尽快占领轨道资源，使其产生效益，维护国家的空间权益；
（2）促进火箭、卫星制造业、电子产品制造业、影视信息制作业协调发展，扩大内需，形成规模，创造新的经济增长点；
（3）丰富电视频道，满足观众需求，有效地缩小非法卫星电视的市场空间，起到反渗透作用；
（4）卫星直接接收，不受地理条件的限制，可有效地提高以往难以覆盖地区的人口覆盖率；
（5）采用最新的数字压缩技术，卫星通道的利用率将大大提高，系统的造价和运行成本得以大大降低；
（6）采用条件接收（CA）和综合商务系统（IBS）管理，经营手段更加灵活高效，服务更周全。
3.新世纪的展望
?在今后5-10年的发展规划中确定建立中国的卫星直播系统，开展用户服务，力争2005年达到2500万用户。
?跟踪国际上对Ka卫星的研究，适时开展卫星多媒体交互技术试验，为新技术的应用创造有利的条件和环境，让中国的广播电视卫星应用跟上世界的发展
四、卫星互联网技术 1、VSAT（甚小口径天线）的发展
? VSAT是卫星通信中的主流技术，它的应用相当成功和普及，一些在VSAT市场角逐的大公司投入大量的资金和人力正在进行一场提高网络速度的竞争。
传统VSAT提供的业务速率：入向链路速率达到64kb／s，出向链路速率一般可达到512kb／s。
目前最高网络速率达到20Mb／s或更高。
? VSAT系统还不断吸取各种最新信息技术IP Multicast、数字广播技术、PUSH技术，支持TCP／IP、UDP／IP等协议，把卫星高速宽带广播的特点扩展到网络应用。
2、VSAT系统在Internet接入方面的应用主要有以下几种方式：
(1)、为大型ISP提供远程Internet连接
(2)、扩展Internet到边远地区并在ISP间提供链接
(3)、直连到计算机（包括连接到LAN服务器
3、卫星Internet技术热点
(1)、提高卫星链路TCP／IP性能——卫星协议网关
? 同步轨道卫星通信系统，存在时延长、误码率高和带宽不对称等问题，严重影响了TCP／IP的性能。
? 优化措施包括：调整传输控制协议在卫星链路应用中的参数：减轻卫星链路上TCP的负荷：使用协议转换网关。
(2)、卫星外交互通信技术
? 如果一种通信系统的收发信道彼此分离，并且可以实现一个发信道对应于一个或多个收信道这两种特征，称之为外交互通信。
? 外交互技术组网灵活，系统用户容量大，很容易适应于传输比例大范围内变化的非平衡传输。
? 采用外交互通信技术，路将各卫星高速广播系统改造为双向网络通信系统,也是目前卫星通信领域中的一个热点。
外交互通信技术实现成本可以降得很低。如一套卫星接收站价格（包括天线、高频头）可在5000-6000元人民币，天线尺寸可以降到45厘米。
外交互技术来实现卫星通信存在的问题：
1）系统与互联网兼容性问题。
2）系统用户容量低。
3）速率较低。
4、宽带卫星通信技术的未来
? 现代宽带卫星系统，大多利用Ka频段（20／30GHz），至EHF或Q／F（40／50／60GHz）的更高频段。可以发展成为全球信息高速公路的重要组成部分，成为实现全球无缝个人通信、Internet空中高速通道必不可少的手段。而且最终进入家庭。
1、1卫星通信的 基本概念
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。
卫星通信属于宇宙无线电通信。宇宙通信有三种基本形式：
（1）、地球站与宇宙站之间的通信；
（2）、宇宙站之间的通信；
（3）、通过宇宙站转发或反射进行的地球站之间的通信。
与其它通信手段相比，卫星通信的主要优点是：
①通信距离远，且费用和通信距离无关；
②工作频段宽，通信容量大，适用于多种业务传输。
②通信线路稳定可靠，通信质量高；
④以广播方式工作，具有大面积覆盖能力而通信灵活机动；
⑤可以自发自收进行监测。
静止卫星通信也存在某些不足：
①两极地区为通信盲区，高纬度地区通信效果不佳；
②卫星发射和控制技术比较复杂；
②存在日凌中断现象
④有较大的信号延迟和回波干扰；
⑥卫星通信需要有高可靠、长寿命的通信卫星；
⑥卫星通信要求地球站有大功率发射机、高灵敏度接收机
和高增益天线
总而言之，卫星通信有优点，也存在一些缺点，这些缺点与优点相比是次要的，而且有的缺点随着卫星通信技术的发展，已经得到或正在得到解决。
下图是静止卫星与地球相对位置的示意图。由此可见，只需三颗等间隔配置静止卫星就可以实现全球通信。
1、3卫星通信系统的组成
空间分系统
通信地球站
卫星通信系统
跟踪遥测及指令分系统
监控管理分系统
1、4通信卫星的组成和功能
通信卫星由以下部分组成：
1、天线分系统
天线系统由两部分组成：接受地球指令，发射遥测数据和信标的全向天线；通信用微波天线。
2、通信分系统（卫星转发器）
卫星上的通信系统称为卫星转发器，其主要功能是：接收上行信号，进行放大变频，经功率放大后，作为下行信号发回地球。
转发器有两类：透明转发器 处理转发器
（1）透明转发器：仅对信号进行放大、变频、功放。单纯完成转发任务，不作其他处理。
（2）处理转发器：转发时还要进行多种形式的处理。
3、电源分系统
太阳能电池和蓄电池组成。
4、遥测、指令分系统
检测、发射卫星控制信息。
5、控制分系统
控制卫星的各种运行、工作状态。
1、6 卫星通信工作频段及电波传播特点
1.6.1 工作频段的选择
工作频段主要考虑电离层的反射、吸收；对流层的吸收、散射损耗等因数与频率的关系。
一般工作频段选择在1G~10G；最理想的频率在4~6G。
1.6.2 电波传播的特点
1、自由空间的传播损耗
卫星通信中电波的损耗主要有自由空间的传播损耗和大气损耗。由于卫星一般位于3~4万千米的太空，所以主要考虑自由空间传播的损耗。
在自由空间传播过程中，接收信号的功率为：
PT 为天线发射功率； G T 为发射天线增益； A R为接收天线开口面积； G R 为接收天线增益。
自由空间传播损耗为：
以分贝为单位表示为：
式中d为地球站到静止卫星的距离，可以取d=40000km
电磁波在传播过程中除了与距离的平方呈反比衰减外，还要受大气因数（如水分、电离层等）的影响，而衰减。
各种因数的影响见下图：
下图为 雨、雾、云引起的损耗：
3、移动卫星通信电波的衰落现象
多径传播 高频电波在传播过程中，往往经过了反
射、 散射、 绕射等途径，最后以合成波的
形式到达接收天线，这种传输方式称为多径
传播。
多径衰落 在多径传播的过程中，由于传播途径变
化引起的衰落现象称为多径衰落。
引起传播途径改变的原因主要是通信双方位置的改变。
4、多普勒频移
由于通信双方相对位置在移动时，由多普勒效应引起的附加频移称为多普勒频移。
1.6.3 卫星通信线路噪声
在卫星通信中，由于信号十分微弱，对通信质量产生影响的主要是信道噪声。
（1）宇宙噪声
（2）大气噪声
（3）降雨噪声
（4）干扰噪声
（5）地面噪声
作业：P151 1、1 1、2
第2章 卫星通信的通信体制
2.1卫星通信体制概述
卫星通信系统的工作方式即卫星通信体制。指以下两方面内容：
1、卫星通信采用的信号传输方式 多路复用方式
调制方式
2、信号处理和交换方式 编码方式
多址连接方式
2.1.1 基带信号和复用方式
基带信号的形式 模拟或数字、信源编码方式（增量调制或脉冲编码调制）、单路传输或多路传输。
- 单路传输即单路单载波（SCPC）：一路信号去调制一个频率的载波。
- 多路传输即群路制（MCPC）：用多路复用的基带信号去调制一个频率的载波。
多路复用的方式采用频分多路和时分多路两种。
2.1.2 卫星通信调制方式
由于不同的数字调制方式具有不同的功率利用率和频带利用率，综合两方面考虑，现在主要采用二相移相键控和四相移相键控调制方式。
随着转发器线性技术的发展，也有采用正交调幅QAM方式，以提高频率利用率。
2.1.3卫星通信数字话音编码方式
1、编码方式选择的原则：
- 保证话音质量 数码率越高越好
- 有较高的信道利用率 数码率越低越好
2、两类编码技术：
波形编码 将时域信号直接编为数字代码如PCM、
ADPCM等。
参量编码 抽取频域特征参量或其它参量进行数字编码的方式，如线性预测声编码器 LPC 等。一般常用 ADPCM 方式
2.1.4卫星通信中的差错控制与扰码
1、差错控制
（1）、前向纠错（FEC）码
是一种无反馈的差错控制方式，依靠在编码过程中选用适当的纠错码，在接收端进行识别纠错。
特点：不需要重发，适合于传输时延大的白噪声信道。
框图如下：
前向纠错码（FEC）分为分组码和卷积码两大类。
- 分组码主要采用：
循环冗长校验（CRC）码和循环（BCH）码
- 卷积码主要采用：
代数译码和概率译码两种方法
（2）、重传技术
是一种反馈差错控制方式，采用双向信道，当接收端收到信号被判有误时，反馈NAK(negetive acknowledgment)信号要求重发，直到信号被确认，反馈ACK(acknowledge)信号时，再发送下一组信号。
特点：由于卫星信道时延太长（单边时延为0.27秒），重传方式适合于非实时的数据信息传输。
框图如下：
重传技术（ARQ）分三种类型： 1、停止与等待ARQ 2、连续ARQ 3、有选择的ARQ
2.1.5 卫星多址联接方式和信道分配技术
1、多址联接----------多址通信是指卫星天线波束覆盖区内的任何地球站可以通过共同的卫星进行双边或多边通信联接，常称之为“多址联接”。
频分多址 FDMA
时分多址 TDMA
多址联接方式
码分多址 CDMA
空分多址 SDMA
2、信道分配制度
信道对于不同的多址方式有不同的含义：
FDMA——转发器频段 TDMA——各地球站占用的时隙
CDMA——各站使用的码型
预分配方式 （PA）
常用分配制度 按需分配方式（DAMA）
随机分配方式（RA）
例如：
曾经在国际卫星通信中传输多路电话采用最多的一种体制是：
模拟制——频分多路复用——调频——频分多址——预分配
记为： FDM——FM——FDMA——PA 或 FDM/FM/FDMA/PA
当前发展最快的一种方式为：
数字制——时分多路复用——数字调相——频分多址——预分配
记为：TDM——PSK——FDMA——PA或TDM/PSK/FDMA/PA
多 址方式概述：
卫星通信的一个基本特点是，能进行多址通信(多址联接)。系统中的各地球站均向卫星发送信号，卫星将这些信号混合并作必要的处理(如放大、变频等)与交换(如不同波束之间的交换)，然后向地球某—区域转发或向地球的某些区域分别转发。
多址通信示意图
多址联接方式要解决的问题：
（1）、用怎样的信号传输方式，才能使接收站从这些信号中识别出发给本站的信号并知道发自何站?
（2）、怎样使转发器中进行混合的各站信号间的相互干扰尽量小?
在卫星通信中，信号的分割和识别可以利用信号的任一种参量（如频率、时间等）来实现。考虑到实际存在的噪声和其它因素的影响，最有效的分割和识别方法则是设法利用某些信号所具有的正交性，来实现多址联接。
2、2频分多址（FDMA）方式：
1、 在多个地球站共用卫星转发器的通信系统中，按不同配置的射频频率来区别地址(地球站)的方式，就是——频分多址(FDMA)。
简单、可靠、便于实现是FDMA突出的优点
频分多址的特点：
（1）、属于功率受限通信系统，要求系统进行严格的功率控制。
当地址或通路增加到一定程度时，卫星的射频功率已被占用无余，而频带还有富裕，这样的卫星通信系统称为功率受限系统。
（2）、 为了避免因载频漂移致使各载波频谱重叠，产生“邻道干扰”在各载波占用的频带之间，要留有一定的间隙作为保护频带。
（3）、要减小互调干扰。
频分多址示意图：
2.2.1 预分配——频分多址方式：每个地球站预先分配一个专用的上行和下行载波频率，其他地球站要接收某一地球站信号时，必须具备接收该站频率的条件。
优点：技术成熟、工作可靠等，适合用于站少而容量大的场合。
缺点：转发器同时放大多个载波，存在互调干扰。
2.2.2 单路单载波——频分多址方式（SCPC/FDMA）：每一载波上只传送一路信号的方式。
特点——系统设备简单、经济灵活、线路易于改动，适用于站址多、业务量少的场合。
2.2.3 按需分配——频分多址（SPADE）式：
SPADE——SCPC/PCM/DAMA/FDMA
若某站（A）需要和另一站（B）通信时，首先随机选择一对空闲载频通过公用信道向B发出申请，B则根据该载频是否空闲决定连接与否。
2.2.4 数字制多路复用频分多址方式：
TDM/PSK/FDMA
多路信号通过PCM调制后进行时分复用，以四相绝对移相键控（QPSK）对载波频率调制。根据载波频率的不同区分站址。
2.2.5 频分多址方式的互调干扰
由于放大器存在非线性，在放大过程中不可避免地要产生谐波，而FDMA方式卫星转发器要同时放大多个载波，各个载波产生的谐波将互相影响，形成的干扰称为互调干扰。
2.3 时分多址（TDMA）方式
时分多址——各地球站在定时同步系统的控制下，只能在指定的时隙内向卫星发射信号，使各地球站的信号在时间上互相分开互不重叠。
时分多址的特点： 由于用时隙区分地址，所以网中各地球站可以使用相同的射频，并且任何时刻通过转发器的只有一个站发出的信号，因而转发器处于单载波工作状态·，不存在FDMA方式的互调问题；卫星功率利用率可达90％以上；频带几乎可以全部利用；容量在一定程度上与地球站数目无关；通信容量比FDMA大得多。
2.3.1 TDMA系统工作原理和帧结构
帧——在TDMA方式中，卫星转发器以循环的方式将时隙分配给各站使用，循环的一个重复周期称为一帧。
分帧——每一帧中各站使用的时隙称为分帧。
TDMA系统工作示意图：
TDMA系统的帧结构：
2.3.2 TDMA方式的系统效率 —— PCM信号占用的 时
间与帧周期之比值
m 为地球站（分帧）数
Tr 为基准分帧长度
作业：P151 1.4
2.3.3 TDMA方式的系统同步
系统同步的意义—— 各地球站要在指定的时隙中将各自的信号发向卫星，而且不能干扰其它时隙的信号，这就需要严格的定时同步系统。
初始捕捉
系统同步包括 分帧同步
位同步
1、初始捕捉：地球站开始发射突发信号时，使其系统分帧准确地进入指定的时隙的过程。
初始捕获方法：本质是测距和瞄准，并以反馈过程中完成。对初始捕获的要求：是速度快、精度高、设备简单。
常用的方法有：计算机预测法和相对测距法
2、分帧同步：指完成初始捕捉进入锁定后，保证稳态情况下分帧之间的正确时间关系，不致造成信号重叠。
分帧同步方案：
原理：当本站时基与基准时基相位相符时，产生定时脉冲并发射分帧信号。
2、4 频分多址——时分多址 （FDMA——TDMA）方式
若干个窄带（10Mb/s）TDMA方式工作的地球站，以频分多址的方式共用一个转发器的技术。
2、5 卫星交换——时分多址 （SS——TDMA）方式
利用转发器上交换矩阵进行不同波束之间传输信息的方式。
2、6 码分多址（CDMA）方式
码分多址的基本原理：
码分多址方式中区分不同地址信号的方法是：利用适当的周期性码序列作为地址信息(称为地址码)，对被用户信息调制过的裁波进行再次调制，使其频谱大为展宽(称为扩频调制)；经卫星信道传输后，在接收端以本地产生的已知地址码为参考，根据相关性的差异对收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码与本地地址码完全一致的宽带信号还原为窄带选出，其它与本地地址码无关的信号则仍保持或扩展为宽带信号而滤去(称为相关检测或扩频解调)。
常用的扩频调制有两种：
（1）直接序列码分多址系统
（2）跳频码分多址系统
1、直接序列码分多址系统
信码恢复条件：
收发两端PN序列码结构相同并同步。
特点：
有很强的抗干扰能力和保密性。
2、跳频码分多址系统
原理：利用伪随机码（PN）去控制频率合成器，产生一组在一个宽范围内频率随PN地址码跳动的调制信号，调制信码调制信号；在接收端，用与发射端完全相同的跳频信号解调，达到恢复信号的目的。
2、7 ALOHA方式
是一种无规则时分多址方式或随机多址方式
ALOHA的两种方式介绍：
1、P-ALOHA 纯ALOHA方式：
即完全随机多址方式。各站不需要同步控制，将信号分组发送，接收到对方确认信号后再发下一组，未收到确认时，经过一段随机时间后再重发，这样总可以避免和其它站的信号重叠。
2、S-ALOHA（时隙ALOHA）
将信道分成许多时隙，每个时隙正好传送一个分组，各站必须与时隙时钟同步，只允许在时隙内发射分组信号。
第3章 卫星通信系统线路的设计与计算
3.1概述
1）、卫星通信系统线路的要求：保证通信质量，使接收到的射频载波功率必须远大于噪声功率。
2）设计的主要内容：通过对解调前载波功率与等效噪声温度之比 C/T 的计算，设计通信链路。
单向空间链路示意图
3.4卫星通信线路载波功率与噪声功率比的计算
1、载波功率计算
上行载波功率 CS （即卫星接收端输入率）
载波功率 C
下行载波功率 CE （即地球接收端输入率）
载波功率与发射功率PT、发射天线增益GT、接收天线增益GR成正比，与各种损耗L成反比。
用分贝功率表示为：
[ C ] = [ EIRP ] + [ GR ] - [ L ] （dBW）
式中EIRP = PT GT（W）或[ EIRP ]=[ PT ] + [ GT ]（dBW）
EIRP称为有效全向辐射功率，是指卫星和地球站发射天线在波束中心轴向上辐射的功率。
例3．1 已知IS—W号卫星作点波束1872路运用时，其有效全向辐射功率[EIRP]S＝34．2dBW，接收天线增益GRS＝16．7dB。又知某地球站有效全向辐射功率[EIRP]E＝98．6dBW，接收天线增益GRE＝60.0 dB，接收馈线损耗LFRE＝0.05dB。试计算卫星接收机输入端的载波接收功率Cs和地球站接收机输入端的载波接收功率CE。
解 ： 若上行线路工作频率为6GHz，下行线路工作频率为4GHz，距离d=40000 km，则利用(1. 3)式可求得上行线路传输损耗Lu为：
[Lu]= 92.44+20lg40000+20lg6=200．04（dB）
下行线路传输损耗LD为:
[LD]＝92.44+20lg40000+20lg4= 196．52（dB）
利用(3．5)式(忽略La、Lr和LFRS)求得卫星接收机输入端的载波接收功率Cs为：
[Csl=[EIRP]E十[GRS]一[Lu]＝一84. 74dBW
地球站接收机输入端的载波接收功率CE(忽略La和Lr)为：
[CE]＝[EIRP]s十[GRE]一[LD] 一[LFRS]＝-102．37dBW
2、噪声功率的计算
1）、 噪声功率
如果接收系统输入端匹配，则各种外部噪声和天线损耗噪声综合在一起，进入接收系统的噪声功率应为
Na = kTaB
式中， Na为进入接收系统的噪声功率；Ta为天线的等效噪声温度；B为接收系统的等效噪声带宽；k为波尔兹曼常数
2）、等效噪声温度
将环境温度为T0时放大器内部噪声在输出端产生的噪声功率折算到输入端热噪声在输出端产生同样大小的噪声功率时所对应的绝对温度Te，叫做等效噪声温度。
噪声系数：
放大器内部噪声在输出端产生的噪声功率：
折算到放大器输入端：
若把它视为信号源内阻处于绝对温度Te所产生的，则送入放大器的噪声功率应等于：
于是：
得出：
等效噪声温度示意图：
等效噪声温度的换算：
Te=（ F - 1 ）T0
式中：
Te为等效噪声温度；T0为输入端环境温度；
F为接收机噪声系数
ΔN: 输出端噪声功率
G: 放大器功率增益
载噪比：
将噪声改为单位带宽的噪声功率表示：
或
即：
代入前式可得：
从上式可看出：当发射功率（有效全向辐射功率）和损耗一定时，接收信号的载噪比就决定于接收天线增益和等效噪声温度。
3、卫星通信载波功率与噪声功率比
1）、上行线路载噪比
式中等式右端第三项称为卫星接收机性能指数，表示接收性能的好坏。
2）、下行线路载噪比
式中等式右端第三项称为地球站性能指数（品质因数），表示地球站接收性能的好坏。
3）、卫星转发器载波功率与互调噪声功率比
互调噪声——当卫星转发器同时放大多个信号载波时（频分多址方式），由于“行波管放大器”的非线性使信号产生高次谐波而互相影响的互调产物，对其影响的频带来看就成为互调噪声。
由于影响互调噪声的因素较多，一般不能估算。
4）、卫星通信线路的总载噪比
地球站接收端总的载噪比是卫星通信线路载噪比的总和，它是地球站 卫星 地球站整个线路的载噪比。
5）、门限余量和降雨余量
考虑到实际卫星通信线路上各种不稳定因素影响，在设计通信线路时要留有一定的载噪比余量——门限余量。
调频鉴频器门限余量
门限余量
降雨余量
调频鉴频器门限余量： （S/N）th= 10 dB
降雨余量： m 10 lg m = 4 dB ~ 6 dB
在设计卫星通信线路时应留有门限余量为：
E = [C/T] — [C/T]th
6）、转发器灵敏度与输入、输出补偿
转发器灵敏度——使卫星转发器达到最大饱和输出时，其 输入端所需要的信号功率。
或
输出功率补偿——
为了抑制因互调干扰所引起的噪声，需要使总输入信号功率从饱和点减少一定数值，通常把行波管放大单个载波时的饱和输出电平与放大多个载波时工作点的总输出电平之差称为输出功率退回或输出补偿；
输入功率补偿——
把放大单个载波达到饱和输出时的输入电平与放大多个载波时工作点的总输入电平之差称为输入功率退回或输入补偿。
输入补偿： [BO]I = [EIRP]ES — [EIRP]EM
输出补偿： [BO]O = [EIRP]SS — [EIRP]SM
由于进行输入补偿，因此由各地球站所发射的EIRP总和， 将比单波工作使转发器饱和时地球站所发射的EIRP要小一个输入补偿值。 假设以［EIRP］ES表示转发器在单波工作时地球站的有效全向辐射功率，那么多波工作时地球站的有效全向辐射功率的总和应为 ：
［EIRP］EM = ［EIRP］ES—［ＢＯ］I
当考虑到卫星转发器要同时放大多个载波时，为了减小互调噪声，行波管放大器进行输入补偿的同时，输出功率也应有一定补偿值。 因此，多载波工作时的有效全向辐射功率为
［EIRP］SM = ［EIRP］SS—［BO］O
式中，［EIRP］SS为卫星转发器在单波饱和工作时的［EIRP］。 代入式下行链路载噪比的计算式，得
作业：P117 1.4 1.5 1.6 1.7 1.9 1.10
第四章 卫星通信地球站
4.1 地球站的分类、组成及性能要求
1、地球站的种类：
2、地球站的组成：
天线馈线分系统
发射分系统
地球站组成： 接收分系统
伺服跟踪分系统
监控、电源分系统
一、天馈系统：
（一）、功能 实现自由空间传播的电磁波能量与发射或接收的导行波能量之间联系的设备。
（二）、任务
(1) 要把发送设备产生的大功率微波信号以电磁波 的形式向卫星方向辐射。
(2) 接收卫星转发的微波信号，并把它送至接收设 备的第一级——低噪声放大器。
(3) 使天线轴始终对准卫星方向，即对卫星跟踪，因此，还要通过它取得跟踪用的误差信号。
2、天线馈线设备的基本要求
（1）工作频率范围宽。转发器总带宽可达几百兆。
（2）天线增益高。有利于提高EIRP和G/T指标。
（3）天线波束宽度窄，旁瓣电平低。对地面中继系统干扰小。
（4）噪声温度低。
（5）损耗小、匹配好、收发通道隔离度大。
（6）机械强度高。
3、天线
地球站采用卡塞格伦天线，将馈源口辐射的球面微波会聚成平面波辐射向天空；具有馈电波导较短，大地反射噪声较小的优点。
天线结构如下图：
（a）、卡塞格伦天线原理 （b）、镜面修正作用
4.3 发射分系统
1、大功率发射机分系统的组成和要求
组成： 大功率发射机由大功率放大器、激励器、发射波合成器、上变频器及自动功率控制电路等组成。
要求：
(1)输出功率要大。 102 ~ 104 W
(2)频带要宽。 500MHz
(3)增益稳定性要高。 0.5dB
(4)放大器线性要好。 23dB/4KHz
2、大功率放大器
大功率放大管组成放大设备的方式：
(1)共同放大方式。
在末级大功率放大之前，先把多个要发射的载波合成在一起，然后加到宽频带大功率放大设备进行共同放大。（采用具有宽频特性的行波管）
(2)分别放大／合成方式。
各载波先用频带较窄的大功率微波管放大设备分别放大(通常用大功率速调管完成这种任务)，再将放大后的信号合路。
3、上变频器
地球站发射系统中，将较低的频率变换到较高的频率，这一变换设备，称作上变频器。上变频器可分一次变频和二次变频两种方式。
一次变频 70MHz 6GHz
二次变频 70MHz 700MHz 6GHz
4.4 接收分系统
1、接收分系统的要求
a）、高灵敏度要求：G 约为10—17 W ~ 10—18 W
b）、低噪声性
2、低噪声放大器
冷参量放大器：采用低温冷却的方式可获得15K的低噪温度。
常温参量放大器：在常温下工作，可到几十K的噪声温度。
4、5 伺服跟踪分系统
基本作用：保证地球站的天线能够稳定可靠地对准通信卫星，从而使通信系统能保持正常工作。
跟踪方式：手动跟踪；程序跟踪；自动跟踪。
4、6 监控分系统和电源分系统
第五章 VSAT卫星通信系统
5、1 VSAT卫星通信网的基本概念和特点
ＶＳＡＴ卫星通信系统是近几年发展起来的一种新的卫星通信技术，正广泛用于各种通 信目的中。
ＶＳＡＴ远端站是由天线、射频单元（室外单元）和信道单元（室内单元）组成 。
射频单元将低噪声放大器、固态功率放大器、上、下变频器、本振源等部件组成个整体 ，直接装于天线上。它采用模块结构，各部件为独立的模块，便于快速维护和系统扩容。射 频单元的工作状态由室内控制器进行监控。
主要特点：
１．适用于各种数据和话音ＶＳＡＴ 系统。
２．７０ＭＨｚ中频接口。
３．模块结构，维护扩容方便。
主要技术性能：
１．发送 频率范围５９２５～６４２５ＭＨｚ。
２．接收频率范围３７００～４２００ＭＨｚ。
３． 合成器频率步级２．５ＭＨｚ或１ＭＨｚ。
４．中频频率（发送、接收）７０ＭＨｚ。
５． 相位噪声：１００Ｈｚ＜－６２ｄＢｃ／Ｈｚ；１ＫＨｚ＜－７２ｄＢｃ／Ｈｚ；１０ＫＨ ｚ＜－７８ｄＢｃ／Ｈｚ；１００ＫＨｚ＜－９２ｄＢｃ／Ｈｚ。
６．低噪声放大器噪声温 度：５５°Ｋ。
７．高频功放输出功率：５瓦或１０瓦。
８．发送、接收增益平坦度：≤１． ２ｄＢｒ－ｒ／３６ＭＨｚ。
９．发送、接收杂散：＜６０ｄＢｃ。
VSAT——即甚小天线地球站，由于天线口径可以做得很小，所以称之甚小天线地球站。VSAT是一种工作在C频段（4一6GHz）或Ku频段（11一14GHZ）的一种小型高度软件控制的卫星地球站。
用途——可以实现VSAT终端用户之间的数据、话音、传真、广播、图像、电视等通信。
VSAT网络的主要优点有： （1）经济效益好。 VSAT网在通信距离远、范围大的情况下，一般比其它通信手段便宜20％～50％，并且系统拥有的远端小站越多，其单位成本越低，规模效益越好。 （2）组网灵活，在VSAT网络中增加、减少或搬迁VSAT站都十分容易，网中用户不受地理位置及复杂的通信线路限制。 （3）信道误码率低，容易构成端对端的独立专用通信网。
应用现况——在发达国家目前VSAT已广泛应用于工业、农业，建筑业、运输业、金融业、外贸等，并被有效地用于解决边远地区的通信。我国目前采用VSAT组建的行业、地区专用计算机通信网主要有中国人民银行金融卫星数据通信专用网、外贸部卫星数据专用网、新华社卫星主站报版远程传输系统、民航VSAT专用网、上海浦东VSAT卫星通信专用网等。
5、2 VSAT网的组成及工作原理
1、VSAT网的组成——主站、卫星、远端小站
2、VSAT系统的工作原理
双跳方式——由于小站EIRP较小，星载转发器增益有限， 小站之间的通信必须以：小站——卫星——主站——卫星——小站的方式（双跳方式）完成。
VSAT网通常采用随机分配/时分多址（RA/TDMA）方式。
TDMA的帧结构：
信息分组（包）的概念：在TDMA通信网中传输的信号，在计算机的处理下，要分成固定长度的段落（报文），每段报文要加上必要的地址和控制信息，并按规定格式排列起来形成信息“分组”或称信息“包”。
VSAT系统的同步：由于采用时分多址方式，系统必须同步。同步是由主站以广播的方式向系统内所有小站发送帧起始信息（OSF）来完成的。
（1）、外向传输：主站 卫星 小站
外向传输帧结构：
（2）内向传输： 小站 卫星 主站
内向传输帧结构：
5、3 VSAT分类及特点
分类方式：
（1）按安装方式
固定式、车载式、机载式、手提式、船载式等等
（2）按主要业务分类
小数据站、小通信站、小电视单收站（TVRO）
（3）按网络结构分类
星型结构、网型结构、混合结构
（4）按收发方式分类
单收、单发、双向
（5）按业务性质分类
固定业务、移动业务
（6）按支持的业务类型分类
其他分类法：
根据天线口径、调制类型、传输速率等因数分类
例如超小型终端USAT系统，天线口径小到 0.25米
VSAT的主要特点：
5、4 VSAT业务类型及应用
5、5 VSAT数据网的网络结构及组网形式
（1）、星形网、网形网及混合网
星形网采用双跳方式，便于实现中心站管理；时延较大;网形网采用单跳方式，时延较小，要求VSAT功率较大
（2）VSAT通信系统结构
点—点卫星单跳结构
远端终端结构
共用网结构
卫星广域网：
5、6 VSAT网多址协议
（1）、VSAT数据网突出的特点是：
大量分散的VSAT共享卫星信道与中枢站通信，即网 络结构多是星状的。其数据业务差异非常之大。
如：
数据的规模可从40比特到106比特以上；
响应时间可从几秒钟到几分钟；
其数据速率由每秒100比特到每秒1. 544兆比特。
因此，对VSAT网络设计时，多址方式及由其决定的吞吐量、时延和稳定性等便成至关重要的问题。这些性能是评价多址入网协 议的指标。
（2）、多址方式的选择须考虑的主要因素
报文长度
数据速率的高低
第六章 移动卫星通信系统
第六章 移动卫星通信系统
6.1 概述
什么是移动卫星通信系统
移动卫星通信是指利用卫星转发器构成的通信链路，使移动体之间或移动体与固定体之间建立的通信。因此它可以看成是陆地移动通信系统的延伸和扩展。
6.1.1移动卫星通信系统的分类
一、按用途分类
1、海事移动卫星系统（MMSS）
2、航空移动卫星系统（AMSS）
3、陆地移动卫星系统（LMSS）
二、按卫星运行轨道分类
1、同步轨道卫星系统（GEO）
2、大椭圆轨道卫星系统（HEO）
3、中轨道卫星系统（MEO）
4、低轨道卫星系统（LEO）
三、卫星轨道
范·艾伦带：在地球大气层以外，由高能粒子组成的辐射带。
卫星必须避开这些区域。
低地球轨道(LEO)卫星： hmax＜5000Km
运行周期 2～4 小时；
中地球轨道(MEO)卫星： 5000Km＜hmax＜20000Km
运行周期4～12小时；
高地球轨道(HEO)卫星： hmax＞20000Km
运行周期12小时以上；
同步地球轨道(GEO)卫星： hmax≈35860Km
运行周期24小时。
6.1.2移动卫星通信系统的特点
1．移动卫星通信系统具有的技术特点
（1)系统庞大、构造复杂、技术要求高、站址数量多
(2)移动终端设备的体积、重量、功耗均受天线尺寸外形限制。
(3)卫星天线波束应能适应地面覆盖区域的变化并保持指向，用户移动终端的天线波束应能随用户的移动而保持对卫星的指向，或者是“方向性天线波束。
(4)移动卫星通信系统中的用户链路，其工作频段受到一定的限制，一般在200 MHz一10 GHz。
(5)因为移动终端的EIRP(有效全向辐射功率)有限，对空间段的卫星转发器及星上天线需专门设计，并采用多点波束技术和大功率技术以满足系统的要求，
(6)由于移动体的运动，当移动终端与卫星转发器间的链路受到阻挡时，会产生“阴影”效应，造成通信的阻断。对此，移动卫星通信系统应使用户移动终端能够多星共视。
(7)多颗卫星构成的卫星星座系统，需要建立星间通信链路和星上处理、星上交换。或者，需建立具有交换和处理能力的信关关口地球站。
2．移动卫星通信系统的卫星轨道带来的一些特点
(1)移动卫星通信覆盖区域的大小与卫星轨道高度及卫星数量有关。
(2)为了实现全球覆盖，需要采用多卫星系统。
(3)采用中、低轨道带来的好处为传播时延较小，服务质量提高；传播损耗小，使手持卫星终端易于实现；
6．1．3 移动卫星通信系统的关键技术及发展趋势
1)卫星轨道选定和发射控制技术。
2)卫星大型多波束天线及控制、转发技术
3)星上交换和处理技术。
4)大型卫星平台技术。
5)星上大功率输出技术。
6)卫星星间通信技术。
7)信道切换技术(硬切换、软切换）
8)系统内外频率兼容和干扰控制技术。
9)防窃听加密技术。
10)高效纠错编译码算法和调制解调技术，多址技术(FDMA、TDMA、CDMA)。
11)小型高效移动终端天线技术，包括手持机天线和机载天线。
12)网管和网控技术(信令路由、业务路由、信道分配等)。
13)网络接续技术(卫星网与地面网接续)。
2、移动卫星通信系统的发展趋势
总趋势是实现全球无缝隙通信
几种卫星通信系统介绍
一、静止轨道（GEO）区域移动卫星通信系统
1、国际移动卫星INTELSAT（IS）
IS系统是一个全球商用卫星通信系统，为实现全球
通信，根据各国、各地区用户(地球站)业务量的大小，分别在大西洋、太平洋、印度洋的赤道上空，部署若干颗通信卫星。
其卫星配置如下图：
INTELSAT具有以下特点：
1、系统庞大，用户广泛。今天，世界上有170个不同国家和地区使用IS业务，地球站遍布全球。系统成员，既有发达国家，也有第三世界国家。自然环境、国力干差万别，但整个系统十分畅通，通信质量很高，可称得上是国际通信史上的奇迹。
2、IS在系统容量、可靠性、可联接性和经济性方面，均居世界前列。以IS VI为例，每颗卫星至少能同时传送120000路电话话音，或200路以上的电视，或30亿bit／s信息，代表了全世界话音、图像和数据业务总量的跃进。系统空间段的可靠性持续达到99．99％。
3、技术先进，不断创新。其中最为突出的有；4／6GHz六重频率再用、星上处理、数字化技术(TDMA、数字化电视、语音处理、数字调制解调)等。每代卫星，都包含有杰出的技术成就，使之处于该领域的前沿，从而保持了在竞争中的优势。
2、低轨道（LEO）移动卫星通信系统
低轨道移动卫星通信系统是位于500Km~1500Km高度范围的多颗卫星组成的全球移动通信系统
低轨卫星系统的主要优点：
1）、信号传输时延小。
2）、地面终端设备简单、造价低，是手持式终端的最佳方式。
3）、卫星造价低、发射容易。
低轨卫星系统的两种成功的应用：
铱星系统
全球星系统
铱星系统：
铱星系统于1990年提出，1998年11月投入使用，由66颗低轨卫星组成，耗资50亿美圆，1999年9月破产。成为通信史上的一个神话。
“铱星”电话系统于１９９８年１１月正式投入运营的时候，被誉为科技的创举、通讯的先锋；然而还没风光上一年，１９９９年８月，铱星公司便在纽约南区根据《美国破产法》的规定提出了破产重组的申请，并于２０００年３月终止所有业务。铱星历经１１年努力、耗资５０亿美元开发成功的由６６颗卫星组成的通讯网几乎成了一堆昂贵的太空玩具。 ２０００年底，从破产法庭传来好消息：剥离沉重债权负担的铱星系统被一家私人公司收购，６６颗周游天际的卫星又将重振威风。新铱星公司于３月２８日宣布，将在３月３０日重新开始新的卫星通讯业务。正值早春天气，“借壳出世”的新“铱星”看上去洋溢着勃勃生机。
一、新“铱星”重新定位 新“铱星”之所以能够在无线通讯领域里再展宏图，与其轻巧的“身段”分不开。耗资５０亿美元建成的铱星系统被新铱星公司以２５００万美元的象征性价格买下，所有债权全部剥离。无债一身轻的新“铱星”不再需要庞大的客户群，也不再需要高额的运营费用，因此可以在市场上重新找回自己的位置。 新铱星公司在购得６６颗卫星组成的庞大通讯网之后，不再陶醉于当初筹划全球卫星通讯新纪元的美丽蓝图之中，把自己的目标用户定位在那些身处偏远地方，地面无线通讯网无法延伸到的地方，如海上石油钻井平台或油轮上工作的人，以及那些希望随时随地保持稳定通讯的大企业，而不是像原铱星公司一样瞄准普通的商务旅行者和一般消费者。
二、价格
费用大幅降低也将是新铱星公司的一大卖点。原铱星公司的手机由摩托罗拉公司和日本京都陶瓷国际公司制造，每台售价约３５００美元，通话费用更为高昂，达到每分钟７美元的话费。新铱星公司的手机预计价格约为每部９５０美元，收费标准不高于每分钟１.５美，显然吸引力大大增加。 此外，新铱星公司还计划在2001年６月份开始提供因特网和短信息等无线数据服务，进一步缩小卫星通讯与普通无线通讯的距离。
三、美国防部鼎力相助 新“铱星”能够借壳出世，与美国国防部的鼎力相助有着密切关系。如果没有五角大楼的大笔定单，６６颗卫星现在还可能“命运未卜”。 早在２０００年年底，新铱星公司接洽收购事宜之际，美国国防部为了促成这笔交易，一口气签下了７２００亿美元的定单，比交易金额足足多出两倍多。这笔定单为新“铱星”的重生提供了最初的资金和定户的保障。根据合同，国防部２万名工作人员在新铱星公司开业之后两年内能够享有无限时通话的便利
尊敬的用户：您好！ 感谢您使用铱星电话充值卡业务。为维护系统，使之更好的运行。铱星地面站决定对铱星电话充值卡业务收费进行调整，具体措施如下： 1、2004年3月1日以前的200分钟卡用户，在2005年1月1日以前可以继续使用200分钟充值卡业务，每次充值200分钟（￥2500），有效期只到2005年1月1日。
2、铱星公司（Iridium）对通信资费作出调整，于2006年8月1日以后调整如下（单位：人民币/元）：
3、SIM卡开通后（包括200分钟卡），可以选择上述四种充值业务进行RELOAD（续费）或选择如下方式： * 50分钟充值，￥656。只增加通信时间，不延长使用期限。 * 充值￥320，不增加通信时间，延长1个月使用期限。
海事卫星新干线（BGAN）
海事卫星新干线（BGAN）作为融合3G的移动卫星通信产品，具有空前的适用性和兼容性：具备各种通信接口（WLAN、蓝牙、LAN、USB、ISDN和电话、传真接口），提供简单的人机操作界面 适用于Windows/Moc/Linux操作系统及各种数据传输软件 ，与全球各大通信运营商互联互通，未来将与3G网络通用 ，容许多用户使用（最多可容许11个用户同时使用）。
同时，海事卫星新干线（BGAN）作为最理想的应急通信系统，还具备以下特点：1，设备轻巧、便携，最小为1公斤，最大仅2.5公斤。 2，系统安装及使用简单方便，无需专业安装 。3，设备可靠、耐用，具有抗低温、防尘、防潮设计 。4，充电方式多样且待机时间长。
2005年3月11日全球移动卫星（Inmarsat）新的第四代（I-4）卫星在美国卡纳维拉尔角顺利发射升空，同年7月9日Inmarsat宽带全球局域网系统－BGAN (Braodband Global Area Network)投入服务。这颗迄今为止世界最大、最先进的商用通信的卫星，由欧洲著名EADS公司制造，卫星重6吨，太阳能翼展45米，转发器功率14KW，场强值67dBW，每个信道带宽200KHz，信道总数超过600个，并且信道可以组合使用。BGAN整个系统耗资16亿美元，星座设计是三颗卫星覆盖全球。第一颗卫星（F1）在轨位置64E（印度洋，IOR-E）；第二颗卫星（F2）位于54W（大西洋-西，AOR-W），05年7月发射；第三颗于年底升空。新卫星不仅支持BGAN宽带业务，还将继续支持目前工作在第三代卫星上的全部数字业务和Inmarsat区域性中等带宽的RBGAN 业务，以保持业务的连续性和平滑过渡。I-4综合了高低端多种业务模式，采用高效的频率复用技术，在有限L波段的带宽资源情况下，实现了容量和多样化的双佳选择。新技术最大限度地节约卫星资源、提高有效功率，使得用户终端小型化，综合一体化以及通信高质量和系统高可用度得到有效保证。
BGAN系统
利用海事卫星新干线（BGAN），全面满足以下通信需求：
一、满足人们对移动多媒体（视频）的需求，实现对全球任何地方发生的事件进行实时的视频直播和远程参与，解决多点电视会议，数字视频点播以及其他各种多媒体节目传输问题；
二、满足移动办公需求，BGAN可以作为虚拟办公室，用户无需固定办公地办公，随时随地的进行业务联系、信息共享、与客户的商务和生产协调，高速互联网以及企业专网接入，并实现远程对企业活动的管理；
三、满足人们移动娱乐包括随时的网络游戏，广告，节目点播，理财与咨询等信息通信需求。
BGAN的应用：
应急救援：应急人员可随身携带BGAN设备进入灾区，重构与外界通信的网络，将灾区的现场情况的视频图像或图片第一时间发给国家指挥中心及地方指挥中心，进行多方电话、电视会议，收发灾情预报及现场信息；同时，在BGAN方圆百米内可以建立现场无线通信局域网， 设置11个点进行互相间或与外界的通话、数据传输。
移动办公： 商务活动地点不定，差旅人员携带BGAN设备，无论到了哪个国家，都能保证随时与公司进行通话、提取公司数据库资料、收到最新资讯信息以及随时召开视频会议，从而实现对商业情况的准确判断和决策，提高工作效率和成绩；作为“周游列国”的成功人士，利用BGAN拔打国际长途，能享受比现有手机移动漫游更低的资费，还可以在工作之余随时与家人网上沟通。
新闻报导：作为新闻人员，往往需要对突发事件、灾情现场甚至战争情况进行抢先报导，使用BGAN系统能不受外界情况影响、随时向公司发送图像图片、新闻稿件。
科考探险：科探人员总是身在无人区、荒野、雪山等生命极限地区，BGAN作为“生命线”可以担负与外界联系的重任，具有抗雨衰的能力，同时终端设备具有耐高低温、耐粉尘、耐湿、抗腐蚀等性能，能最大限度保障通信，确保活动“有惊无险”，同时，可以利用先进的数据通信手段做到前方取样、后方分析并行，提高工作的针对性和有效性。BGAN系统
全球星系统（GLOBALSTAR）
福特空间公司（即现在的劳拉空间系统公司）在1986年提出为轿车提供移动卫星通信服务的计划，而今这一计划的产物—全球星—已发展成跨全球的无线移动和固定电话、数据、短信息、传真通信系统。全球星于1999年第三季度开始逐渐在全球范围内开通业务。
全球星系统是基于低地球轨道卫星的数字通信系统，通过48颗卫星组成的低轨卫星群向全球提供无线电话及其它通信业务。
全球星系统提供的业务有：话音、数据（最高速率达9.6kbps）、短信息、传真、紧急呼叫、语音信箱、定位及全球漫游等，其中定位和全球漫游是全球星能提供的特别业务。系统弥补了现有地面通信网无法全球覆盖的不足，为现有通信用户和发展中国家的广大人口开辟了新的通信机会。
全球星系统由空间段、地面段和用户段组成。 在空间段，由48颗卫星构成了全球星星群，这48颗卫星分布在8个轨道平面上，每个平面上有6颗卫星，轨道高度1414公里，倾角52度。另外，每个平面上还有一颗备用卫星。卫星采用简单、高效、可靠性强的“弯管”式设计，重460公斤（包括星上助推器），功率1100瓦，寿命为7.5年。这一星群实现了全球南北纬70度之间的全覆盖。
地面段主要由关口站、卫星运行控制中心（SOCC）、地面运行控制中心（GOCC）和全球星数据网（GDN）组成。关口站把全球星卫星的无线网络与地面公网和移动网相连。每一个关口站同时与3颗卫星通信，把来自不同数据流的信号进行合成。全球星与电话局、移动局之间的相互兼容都有保障，用户也只有一个话费计帐点。关口站的设计采用了灵活的模块式结构，可随着市场需求进行扩建。在中国，计划修建北京、兰州和广州三个关口站，从而实现全国覆盖。
TELEDESIC系统
1999年提出由288颗低轨卫星组成的通信系统
DirecPC卫星直播技术是美国休斯公司96年 推出的新一代高速宽带多媒体接入技术。它充分利用互联网不对称传输特点，上行信号通过任何一个拨号或专 线TCP/IP网络上传，下行信号通过卫星宽带广播下传，使互联网用户只需加装一套0.75-0.9m小型卫星天线即可 享用200-400Kps高速宽带交互浏览以3Mps高速单向广播式数据文件下载快递，流式视频、音频节目。
第7章 卫星通信网络建立、
入网验证和系统测试
入网验证就是按照一定的程序和规范对地球站的必备特性进行测试和认证的过程。
7．1 新地球站入网运行程序
1．入网申请与批准
2．验证测试与认证
3．开通测试
4．专用网地球站入网的一般程序
7。2 地球站的必备工作特性
必备特性是地球站与卫星进行通信连接时所必须具有的最低性能。
1．品质因素(G／T值)
G／T值的大小直接关系到卫星接收性能的好坏，G／T值越大，系统质量就越好。（见72页）
2．天线方向图
极坐标表示的天线方向图
主波束（主瓣）——对应于最大增益的波束
旁瓣——其它波束
曲线上某点到天线中心距离表示天线在该点对应方向上的增益
用直角坐标表示的天线方向图
INTELSAT 对 D/λ>=150的地球站天线的设计目标是：
Gi (θ) = 29 — 25 lgθ (dB) ( 1° < θ <= 48° ）
3．地球站的极化和轴比
椭圆极化波的轴比VAR定义为长轴与短轴之比。
对地球站天线要求达到的轴比为
VAR<=1．06(0．5dB)，相应的极化隔离度XPI则＞=30.7dB
4．天线或波束的可控性
天线指向性可改变，以便与仰角大于5度的同步卫星通信。
5．跟踪方式
分手动、自动和程序跟踪三种跟踪方式。
6．系统带宽
通常系统带宽要达到500MHz
7．有效全向辐射功率(EIRP)
几百W~几十KW （ ±0.5dB )
8．载波频率容限
指频率的精确性。对于SCPC／PSK和电视载波，射频容限为士250kHz。
9．射频带外辐射
7.3验证测试项目与测试方法
地球站的验证测试是对地球站入网通信质量的评估
一、验证测试项目主要有：
G/T值（天线增益与噪声温度比，也称为品质因素）
发射增益的测量
发射轴比的测量发射旁瓣方向图的测量
EIRP和频率稳定度的测量
二、测试方法
直接测试法
1、G/T值的测试方法
间接测试法
（1）、G/T值的间接测试：
分别测出接收系统噪声温度T和天线增益G再计算出G/T值
（2）、G/T值的直接测试
常利用宇宙中稳定的自然辐射源—射电星的电磁波通量密度为标准来测量G/T
2、发射增益的测量
测试方法的思路是将被测系统的发射功率与一已知功率进行比较得出结果。
3、发射轴比的测量
轴比的概念：电磁波的电场和磁场互相垂直并垂直与传播方向，其电场方向称为极化方向，两个正交极化波的极化分量之比（大比小），称为轴比。
轴比越接近于1，表示极化纯度月高，极化隔离度也就越高，两路同频率信号干扰越小。
4、发射旁瓣方向图的测量
固定被测站的发射功率，使被测天线在一定的偏离角度内连续扫描，测出接收功率与发射天线方位的关系。
5、EIRP 和频率的稳定性的测量
被测站发射频率、功率固定，进行长时间地测量。
7.4卫星转发器主要参数的测量
卫星转发器在轨测试的项目：
(1)卫星转发器单波饱和有效全向辐射功率
(2)卫星转发器饱和通量密度。
(3)输入输出特性。
(4)转发器的振幅频率特性(带内及带外)。
(5)卫星转发器G／T值。
(6)转发器本地振荡器的频率稳定度。
(7)转发器天线的波瓣图。
(8)波束隔离度。
(9)信标信号的频率稳定度。
(10)信标信号的输出功率和通信信号输出功率的关系
(11)卫星转发器的互调特性。
(12)卫星天馈系统的极化轴比。
(13)群延迟测试。
(14)微分增益持性。
(15)微分相位持性。
(16)转发器大小信号抑制持性。
END
仙后座
金牛座
天鹅座
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B
B
期末复习
概念：
卫星通信 同步卫星 多址方式及信道
宇宙无线电窗口 多径衰落 多径传播
卫星通信体制 信道的预分配方式 VSAT
卫星通信采用的多路复用和调制方式 互调干扰
输入(出)功率退回 输入(出)补偿 等效噪声温度 内向传输 外向传输 天线的波束 ALOHA方式 铱星系统 双跳方式
移动卫星通信系统 范·艾伦带
要求会计算
自由空间传播损耗LP
天线增益
有效全向辐射功率
载波接收功率
品质因数
载噪比C／N 及C/T