卫星通信系统的研究
(4)卫星宽带通信:积极发展卫星宽带通信业务;密切跟踪新型卫星宽带通信系统动态。
1.1.2
目前,用于全球固定卫星通信的老牌著名通信卫星——“国际通信卫星”已发展到第10代,它可装载36台Ku和70台C频段转发器,为客户提供卫星固定业务,包括数字广播、电视、话音、宽带因特网访问和公司网络的链接以及政府或军方的特殊需求。不过,移动通信卫星、电视直播卫星、音频广播卫星已成为通信卫星的新亮点。国际移动卫星系统是由国际移动卫星组织倡导建立起来的一个全球卫星移动通信系统。该系统卫星已经历了三代,使用的都是对地静止轨道卫星。笫三代全系统由4颗静止轨道卫星组成,每颗卫星有1个全球波束和5个点波束,卫星采用透明转发器。它提供电话、传真、数据和多媒体等业务。它的用户终端有国际移动卫星-A、B/M、C、D/D+、E、MiNi-M、M4及Aero航空系统,并将推出国际移动卫星-F。其中M4为最新的多媒体移动通信终端。该系统1982年开始海事通信,1985年增加航空通信,1989年又将业务扩展到陆地。
(1)地面电信网通常由交换网、传输网和接入网组成,现代卫星通信技术都可实现上述功能。技术上卫星通信系统已能做到不依赖地面电信网独立成网,直接向公众提供各种通信服务。这对有通信需求但无地面通信设施或建立地面通信设施不经济的地区有重要意义。这些地区是发展卫星通信业务的主要市场。
(2)随着卫星固定通信业务和卫星直接广播业务用户终端进一步小型化和可移动性,与卫星移动通信业务用户终端的区别将减小;同样,随着卫星直接广播业务由单向电视和声音广播向双向多媒体通信业务发展,卫星直接广播业务与卫星固定通信业务的区别也将减小;此外,这三种业务都在往宽带多媒体通信业务发展。这三种业务同一性增加、互异性减小的趋势,体现了这三种业务正在往融合方向发展,这种发展将更妤地适应人们进行各种活动的需要。
参考文献:
[1]通信原理/王福昌,熊兆飞,黄本雄编著.—北京:清华大学出版社,2006.3.
[2]现代通信原理及应用/苗长云等编.—北京:电子工业出版社,2005.1.
[3]通信原理与通信技术/张卫钢主编.—2版.—西安:西安电子科技大学出版社,2008.1.
[4]通信原理/樊昌信,曹丽娜编著.—6版.—北京:国防工业出版社,2001.1重印.
(1)卫星固定通信:空间段建设大发展;相应的卫星公用通信网、卫星专用通信网和卫星广播电视传输网得到较好的发展。
(2)卫星移动通信:静止轨道的便携式用户终端的全球卫星移动通信系统运营良好;中低轨道的手持式用户终端的各种全球卫星移动通信系统运营不佳。
(3)卫星直接广播:国外卫星声音直播系统正在进入中国市场;国内卫星电视直播系统已纳入国家重点建设项目,前期建设准备工作已开始。
2.3
卫星通信系统的工作原理:地球卫星站首先将需要发送的基带信号对中频(70MHz)载波进行调制,然后经发射机中的上变频器变换为微波频率Fu射频信号,再经发射机中的功率放大器、双工器和天线发向卫星。该信号经过大气层和宇宙空间,强度必将受到衰减,并引入一定的噪声,最后到达卫星转发器,由卫星转发器接收。卫星转发器的接收机首先将该信号进行低噪声放大,并经下变频器将Fu变换为载波频率为Fd较低的下行射频信号,该信号被送入转发器中的发射机中,再经发射机中的功率放大器放大,最后由天线发向收端地球站。该信号经宇宙空间和大气层,强度也将受到很大的衰减,最后到达接收地球站。接收地球站对接收信号经高增益放大器放大,后由变频器将载波为Fd的信号转换为中频(70MHz)信号并放大,然后经解调器解调,恢复基带信号,如图2.3所示为卫星与地球站的工作示意图。
关键词:卫星通信;地面基站;中继基站;公众通信网
Study of Communication System Based OnSatellite
Communications technology
XiongHuafengInstructor: An kang
Abstract:This paper presents thesatellite communication system by satellite and ground station two major components, isbased on the artificialearth satellite as a relay base station radio signal amplification or processingcarried forward, in pair or more of the ground station communication process between or manner.In actually a satellite system ground station and ground public communication network interface,on the groundthrough the ground station users access to satellite communications system formed
the circuit.
Key words:SatelliteCommunications;Ground station;Relaystation;Public communication network
卫星通信系统的研究
通信技术
电子信息工程专业091班 熊华锋 指导教师 安康
1
1.1
1.1.1
中国尚无自建的国内商用卫星移动通信系统,现使用的或准备使用的都是外商建设的卫星移动通信系统,包括国际移动卫星系统、亚洲蜂窝卫星(ACeS)系统、铱星系统、全球星系统、轨道通信系统和ICO系统等,目前我国卫星通信发展情况如下:
(5)宽带多媒体卫星通信将会有重大发展,将成为地面信息高速公路的一个重要组成部分。它将为正在到来的信息化社会提供各种服务。
(6)卫星移动通信业务将会由小到大逐渐发展起来,将成为个人通信业务一个不可缺少的组成部分。在第二代地面移动通信业务基础上发展起来的第三代移动通信业务将包含卫星移动通信业务。第三代移动通信业务的开通和进一步发展将使人们进入真正的个人通信时代。
2.4.2
地面微波中继的通信区域基本上是一条线路,而卫星通信可使通信卫星所覆盖区域内的地面站都能利用这一卫星进行相互间的通信。我们称卫星通信的这种能同时实现多方向、多个地面站之间的相互联系的特性为多址联接,这是卫星通信体系最为突出的优点。
2.4.3
卫星通信采用微波频段,占有近275GHz的频宽(地面微波中继仅占39GHz),可供宽带的综合业务信息传输。卫星通信系统的传输容量取决于卫星转发器的带宽和发射功率,而且一颗卫星可设置多个转发器,例如国际电信卫星集团的IS—VII号卫星有46个转发器,其通信容量为路电话和3路彩色电视,仅低于光纤通信。
图2.3卫星与地球站工作示意图
2.4
一刻同步通信卫星可以覆盖地球表面的40%左右,因而利用三颗同步卫星即可实现全球通信(除南、北两个极点外),它是远距离越洋通信和电视转播的主要手段。卫星通信建站费用和运行费用不因通信站之间的距离远近、两站之间地面上的自然条件恶劣程度而变化。这在远距离通信上,比地面微波中继、电缆、光缆、短波通信等有明显优势。除了国际通信外,在国内或区域通信中,尤其对边远、交通及经济不发达地区,卫星通信是极有效的现代通信手段。
2
2.1
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电信号,在两个或多个地面站之间进行的通信过程或方式。这里的地面站(也称地球站)是指设在地球表面(包括地面、海洋和大气中)的无线电通信站,而用于实现通信目的的人造卫星叫做通信卫星,卫星功能不同命名也不相同。卫星通信属于宇宙无线电通信的一种形式,工作在微波频段。
2.4.6
卫星通信所使用的频率范围在微波段(300MHz-300GHz)。地球站发射,通信卫星接收所使用的频率叫做上行频率;通信卫星发射,地球站接收所使用的频率叫做下行频率。卫星通信使用的频段主要有:
UHF波段上行频率 400MHz下行频率200 MHz
L波段上行频率1.6GHz下行频率1.5 GHz
2.4.4
卫星通信的电波主要是在大气层以外的宇宙空间传输,宇宙空间差不多处于理想的真空状态,传输电波十分稳定,不易受天气、季节或人为干扰的影响。而且通常只经过卫星一次转接,其噪声影响较小,通信质量好,通信可靠性可达99.8%以上。
2.4.5
地面微波通信要考虑地势情况,要避开高空遮挡,而卫星通信可以实现地面微波通信无法完成的高空和海洋上的通信,具有较大的灵活性。同时卫星通信不仅能作为大型地面站之间的远距离通信干线,而且可以为车载、船载、地面小型机动终端以及个人终端提供通信,能够根据需要迅速建立同各个方向的通信联络,能在短时间内将通信网延伸至新的区域,或者使设施遭到破坏的地域迅速恢复通信。
(3)各种卫星通信网与多种地面业务传输网将进一步互连互通,成为地面业务传输网不可缺少的补充和延伸,并与地面通信网一起联合组成全球无缝隙覆盖的海陆空立体通信网。
(4)地面电信网、计算机网和有线电视网将继续往三网融合方向发展。自然,作为地面三网补充和延伸的卫星通信网也参与了融合。其步骤是不同性能和用途的卫星通信网先分别接入各种地面通信网发挥它们的作用,然后随着地面三网融合很自然地成为四网融合。
2Hale Waihona Puke 5随着卫星通信技术的进步和卫星通信能力的提高,卫星通信应用范围愈来愈广泛,服务水平愈来愈提高。在当今地面通信飞速发展的情况下,卫星通信在发展市场中虽然遇到很大的困难和风险,甚至遭受重大挫折,但由于它的不可替代的特点决定了它仍要发展和应用。因此,从全局和长远来看,未来卫星通信的发展前景仍是光明而美好的。
C波段上行频率6GHz下行频率 4 GHz
X波段上行频率8GHz下行频率7 GHz
Ku波段上行频率14GHz下行频率12 GHz或11 GHz
Ka波段上行频率30GHz下行频率20 GHz
现行国际卫星通信中的商用卫星大多数都使用6/4GHz频段,即上行线路5.925~6.425GHz,下行线路3.7~4.2GHz。随着卫星通信的业务量大量增加,使1~10GHz的“窗口频率”日益拥挤,从而开发使用了频率更高的Ku波段(即14/11GHz频段)。