卫星通信
卫星通信介绍 - 同步通信卫星
三颗卫星覆盖全球 离地面3万6千公里 在赤道上方，与地球自转同步 卫星间的距离从地面看应保持2度 左右。 “一跳”电波延时在240--270ms之 间
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星通信介绍 - 卫星通信的特点
ViaSat Brings Your Network To Life
调制方式（续）
z
z
调制方式对系统设计时的考虑是重要的 调制方式与系统占用转发器带宽和性能有直 接影响 OQPSK，MSK和GMSK是通常用于低成本 非线性功放，但与QPSK比较： 实际占用卫星转发器带宽比QPSK大近1/3 非线性功放输出功率不可调，QPSK通常用 于线性功放，输出功率灵活可变。
- 按需分配
高效利用资源 降低通信成本 FDMA, TDMA, CDMA, SCPC 当用户需要时才分配频率和时隙 用户使用完毕后即释放资源
ViaSat Brings Your Network To Life
时分多址（TDMA）
小站在同一频率上不同时间发送信号
同一频率上两个小站不在同一时间发送信号 每个小站需轮流等待发送 需要精确同步防止碰撞
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星资源共享方式
Frequency Division Multiple Access (FDMA) (频分多址） • Based on frequency Time Division Multiple Access (TDMA) (时分多址） • Based on time Code Division Multiple Access (CDMA) （码分多址） • Based on time, frequency, power, or combination Single Carrier Per Channel (SCPC) • Based on frequency （单路单载波）
14 GHz
变频器
12.25 GHz
高功放
12.25 GHz 下行
发往地球站
转发器
ViaSat Brings Your Network To Life
VSAT网络系统 - 什么是VSAT网络
VSAT = Very Small Aperture Terminal 甚小口径卫星地面站 发送、接收双向功能 VSAT小站主要包括三个部分: 室内单元 (IDU) – 卫星调制解调器 室外单元 (ODU) – 发送器、接收器
ViaSat Brings Your Network To Life
频分多址
每个小站在分配的频率上发送信号
两个站点不能使用同一频率 载波速率可以各不相同
z H W
z W H
频率
f1
ViaSat Brings Your Network To Life
f2
DAMA
(Demand Assign Multiple Access)
中心站发射一个TDM时分复用载波 多个TDMA载波回传信道用于小站回传 所有小站通过中心站进行通信
出
境
出
境
入 境
入
境
入 境
入
境
INROUTES UP TO 31
ViaSat Brings Your Network To Life
提高带宽分配利用率
先进的BOD算法可优化带宽的使用
保证信息速率Committed Information Rate (CIR)
LNA 地球站
下变频器
下行接收
ViaSat Brings Your Network To Life
VSAT网络系统 - VSAT网络拓扑
网络结构 网状结构 星状结构 混合结构
混合 网状网 星状
ViaSat Brings Your Network To Life
VSAT通信方式
点到点的连接: 通过卫星，VSAT连接到 HUB 通过中心站（HUB），VSAT连接到 VSAT 点到多点的连接: HUB 与全网 VSAT 通信 - “广播” HUB 同特定范围的 VSAT 通信 - “组播”
z
• •
确保承诺的带宽 CIR 重分配 当有需要时才分配承诺的带宽 当没有数据时带宽可重新用于公共带宽池 从公共带宽池中按需分配带宽 响应时间快，用于突发业务 高效的窄带及传统业务 响应时间快,适用于小数据量通信，如信用卡交易应用
ViaSat Brings Your Network To Life
带宽按需分配Bandwidth on Demand (BOD)
•
时隙Aloha(Slotted Aloha)
• • •
ALOHA定义
站1 t 重发 站2 t 重发 站 n t 碰撞 通过 转发器 t
分组的碰撞和重发
ViaSat Brings Your Network To Life
调制方式
BPSK （二相相移键控） QPSK （四相相移键控） 8PSK （八相相移键控） MSK （最小频移键控） OQPSK （偏置四相相移键控） 调制方式的选择，以及系统带宽和功率占用的 优化评估，将直接关系到系统性能和成本。
MF-TDMA（多频点TDMA）
TDMA载波时隙速率可以不一样 可以根据各类用户的不同应用，选择合适的工作载波 跳频功能 使整个卫星通信网络的资源得到更充分的利用，它包括
• 同速率载波间跳频 • 不同速率载波间跳频
ViaSat Brings Your Network To Life
TDM/TDMA(星状网)
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星的组成
转发器 电源系统和太阳能电池 板 推进引擎 导航系统 天线 RF 设备 切换和备份部件
ViaSat Brings Your Network To Life
什么是转发器 ?
FEC 3/4
AMPLITUDE
QPSK modulation FEC 3/4 Data rate 64 kbps Eb/No 9.0 dB
(Power)
BANDWIDTH
(Frequency)
FEC 3/4 FEC 1/2
ViaSat Brings Your Network To Life
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星类型 同步轨道 (GEO)
35,680 Km.
在同步轨道上空有丰富的卫星资源，数量众多的卫星分布其上。 根据国际标准，卫星之间需要一定的空间间隔，一般为2度。 中国内可选卫星资源举例：
中卫1号：东经87.5度 亚洲4号卫星：东经122度 亚太2R：东经76.5度 鑫诺卫星：东经100.5度
传播距离远，覆盖面积大 通信成本低，与距离无关 不受地形、地貌条件影响 点对多点的广播或组播 非对称信道传播 传输速率高、支持数据、话音、视频 等综合业务 网络结构简单 网络建设快捷 可靠性、安全性高
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星转发器频率和极化
ViaSat Brings Your Network To Life
通信链路
= Uplink上行 = Downlink下行
ViaSat Brings Your Network To Life
通信链路
= 出境 = 入境
ViaSat Brings Your Network To Life
卫星通信基础知识介绍
美国卫讯公司 （ViaSat, Inc.）
卫星通信介绍
什么是卫星通信
卫星通信就是利用卫星作为中继站，进行地 球上无线电台、站之间的通信。由于卫星通 信所使用的射频在微波频段，因而它属于微 波通信的范畴。 一个卫星通信系统包括卫星转发器、通信主 站/通信小站
ViaSat Brings Your Network To Life
Turbo Coding
相比传统编码方式，可降低3dB左右的系统 门限值 Turbo Coding码率：1/2, 2/3, 6/7 有效地降低射频设备成本
在传输相同速率的信息时，可采用较小的天线及 功放设备 采用同样的射频单元，则可达到更高的传输速率
ViaSat Brings Your Network To Life
通常卫星天线 – 口径从 60 cm 至 3.7 m
ViaSat Brings Your Network To Life
典型卫星小站组成
卫星
上行发射
IFL
HPA
上变频器
数字通信设备 Digital Communications Equipment
Digital Terminal Equipment TELCO,DATA
ViaSat Brings Your Network To Life
系统可用度
Rain Climatic Zones of the World
BER
10 -8
REQUIRED MARGIN FOR 99.x% LINK AVAILABILITY 5.5dB Eb/No
LINK SETTING
Rain Rate Exceeded 0.1% of time Less than 10 mm/m 12 mm/m 20 mm/m 35 mm/m 65 mm/m
