《衛(wèi)星通信體制》PPT課件

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1、第二章衛(wèi)星通信體制衛(wèi)星通信技術(shù)基礎(chǔ)衛(wèi)星通信體制的基本內(nèi)容衛(wèi)星通信多址聯(lián)結(jié)技術(shù)其他多址技術(shù)多址分配制度衛(wèi)星通信技術(shù)基礎(chǔ)電信號與通信系統(tǒng)★信號、消息、信息★模擬信號、數(shù)字信號編碼技術(shù)調(diào)制與解調(diào)編碼技術(shù)在衛(wèi)星通信發(fā)展的早期，衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器一般是功率受限，同時(shí)所需的通信容量（一般指電話、電視的路數(shù)）不是很大，所以模擬信號的傳輸都是采用調(diào)頻FM方式。這種調(diào)制方式一方面?zhèn)鬏斮|(zhì)量較好，能得到較高的信噪比，另一方面能充分利用地面微波中繼的成熟技術(shù)。在這種系統(tǒng)中，一般采用預(yù)加重技術(shù)、門限擴(kuò)展技術(shù)和語音壓縮編碼技術(shù)來改善系統(tǒng)性能。主要體制有兩種：FDM/FM/F

2、DMACSSB（壓擴(kuò)單邊帶）/AM/FDMA概述在模擬衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，一般采用門限擴(kuò)展技術(shù)來降低鑒頻器的門限電平，例如：采用門限擴(kuò)展解調(diào)器（鎖相環(huán)解調(diào)器、頻率負(fù)反饋解調(diào)器等）。由于接收機(jī)鑒頻器的輸出信噪比與調(diào)制指數(shù)（頻偏與調(diào)制頻率之比值）的平方成正比，因此排列在基帶低頻處的話路與排列在基帶高頻處的話路的信噪比不同，調(diào)制頻率高則輸出信噪比就低。為了保證輸出信噪比均勻，還采用了預(yù)加重技術(shù)：在調(diào)頻時(shí)先將多路話音信號通過預(yù)加重網(wǎng)絡(luò)，使排列在低頻處的話路調(diào)制指數(shù)降低，排列在高頻處的話路調(diào)制指數(shù)上升，結(jié)果使得解調(diào)后的各電話通路的信噪比趨向一致。解調(diào)后

3、的基帶信號再通過去加重網(wǎng)絡(luò)，使各路信號電平一致。目前，隨著航天技術(shù)的發(fā)展，已能發(fā)射具有較大輸出功率的衛(wèi)星，并且用戶對通信容量的要求日益增長，所以頻帶寬度的問題已成為主要矛盾，人們采用壓擴(kuò)單邊帶（CSSB）調(diào)制來傳輸電話信號，這種方式占頻帶較窄，可以提高通信容量。CSSB/AM/FDMA體制盡管要求較大的輸出功率，但當(dāng)它和固態(tài)功率放大器SSPA或線性行波管一同使用時(shí)，能使一個(gè)常規(guī)帶寬為36MHz的轉(zhuǎn)發(fā)器容納約7000條單向話路，比FM方式有顯著增加。所以，F(xiàn)MD/FM/FDMA方式是功率利用率較高（與AM方式相比）且頻帶利用率尚可（與PM方

4、式相比）的調(diào)制方式；CSSB/AM/FDMA方式是頻帶較高但功率要求較大的調(diào)制方式。數(shù)字衛(wèi)星通信中對所采用的調(diào)制解調(diào)技術(shù)的一般要求是：具有較高的功率利用率和頻帶利用率。通常一種調(diào)制技術(shù)不能同時(shí)達(dá)到最高的功率利用率和頻帶利用率，而需要根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行折衷。當(dāng)前，衛(wèi)星通信主要是工作在功率受限的情況下，所以，數(shù)字調(diào)制技術(shù)的選擇主要是采用功率利用率高的調(diào)制方式。衛(wèi)星通信使用的數(shù)字調(diào)制方式，最基本的也是ASK、FSK和PSK方式。選擇數(shù)字調(diào)制方式要考慮以下因素：1、設(shè)計(jì)目的：（1）、主要從功率利用率高的角度出發(fā)（功率有效）：如二、四進(jìn)制調(diào)制（2DP

5、SK、QDPSK等）（2）.主要從頻帶利用率高的角度出發(fā)（頻譜有效）：如多進(jìn)制調(diào)制方式（8PSK、MQAM等）2、通信體制：（1）、非恒包絡(luò)調(diào)制：在采用FDMA體制的數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于轉(zhuǎn)發(fā)器是多載波工作（要求系統(tǒng)的非線性影響?。?，行波管的輸入輸出特性工作在準(zhǔn)線性部分，允許非恒包絡(luò)調(diào)制，但實(shí)際上由于還是有交調(diào)干擾的存在，因而限制了非恒包絡(luò)調(diào)制方式，大多采用FSK、PSK等恒包絡(luò)調(diào)制方式。（2）、恒包絡(luò)調(diào)制：在采用TDMA體制的數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)器是單載波工作（不會受到交制裁干擾的影響），所以為了有效的利用衛(wèi)星的功率而使行波管

6、輸入輸出特性在飽和點(diǎn)附近，因此應(yīng)采用恒定包絡(luò)的調(diào)制方式。如FSK、PSK、QPSK、MSK、CPFSK、MPSK等恒包絡(luò)的調(diào)制。（3）信道特性：由于電波主要是在自由空間傳播（只有部分穿過大氣層）信道參數(shù)比較穩(wěn)定，信道的主要干擾就是加性高斯白噪聲，所以是恒參信道。在恒參信道中，采用PSK方式可獲得最佳接收性能，且能有效的利用衛(wèi)星頻帶。調(diào)制與解調(diào)模擬制的頻率調(diào)制與解調(diào)★調(diào)頻★FM調(diào)制器★FM解調(diào)器數(shù)字制中的相位調(diào)制與解調(diào)★BPSK的基本概念★BPSK調(diào)制器與解調(diào)器衛(wèi)星通信體制的基本內(nèi)容衛(wèi)星通信的通信體制——即衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作方式。也就是衛(wèi)星

7、通信系統(tǒng)所采用的信號傳輸方式和信號交換方式。具體來講，就是根據(jù)信道條件及通信要求，在系統(tǒng)中采用的是什么信號形式（時(shí)間波形與頻譜結(jié)構(gòu)），以及怎樣進(jìn)行傳輸（包括各種變換和處理）、用什么方式進(jìn)行交換等。采用的基帶信號形式采用的中頻或射頻調(diào)制制度采用的多址聯(lián)接方式信道分配與交換制度一個(gè)衛(wèi)星通信的體制，主要包括多路復(fù)用方式、調(diào)制解調(diào)方式、編碼方式、多址聯(lián)接方式以及信道分配與交換制度等。多路復(fù)用★單路制--SCPC★群路制—MCPC（模擬：FDM；數(shù)字：TDM）調(diào)制解調(diào)——BPSK、QPSK、OQPSK等編碼方式——主要采用波形編碼，常用的是64kb

8、/s的PCM和32kb/s的ADPCM多址方式與信道分配多址方式的分類多址方式是指在衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)的多個(gè)地球站，通過同一顆衛(wèi)星的中繼建立兩址和多址之間的通信方式。信號的復(fù)合與分離圖信號的復(fù)合與分