靜止軌道(GEO)衛(wèi)星系統(tǒng).pdf

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1、靜止軌道(GEO)衛(wèi)星系統(tǒng)靜止軌道衛(wèi)星（GEO）移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的特征來源于使用位于赤道上方35800km的對地同步衛(wèi)星開展通信業(yè)務(wù)的條件。在這個(gè)高度上，一顆衛(wèi)星幾乎可以覆蓋整個(gè)半球，形成一個(gè)區(qū)域性通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以為其衛(wèi)星覆蓋范圍內(nèi)的任何地點(diǎn)提供服務(wù)，例如美國一顆衛(wèi)星就可以覆蓋美國大陸的連續(xù)部分，如阿拉斯加、夏威夷、波多黎各幾百海里的近海地區(qū)。在GEO衛(wèi)星系統(tǒng)中，只需要一個(gè)國內(nèi)交換機(jī)對呼叫進(jìn)行選路，信令和撥號方式比較簡單，任何移動(dòng)用戶都可以被呼叫，無需知道其所在地點(diǎn)。同時(shí)，移動(dòng)呼叫可以在任何方便的地點(diǎn)落地，不需要昂貴的長途接續(xù)，衛(wèi)星通信費(fèi)用與距離無關(guān)，它與提供本地業(yè)務(wù)的陸地系統(tǒng)的費(fèi)用相近

2、。當(dāng)衛(wèi)星對地面臺站的仰角較大的時(shí)候（如在美國本土經(jīng)度范圍內(nèi)，衛(wèi)星對地面的仰角一般在20°～56°之間），移動(dòng)天線具有朝上指向的波束，可以與地面的反射區(qū)分開，這樣就可以幾乎完全避免在陸地系統(tǒng)中常見的深度多徑衰落。衛(wèi)星信號因其仰角大，僅僅穿過樹冠，從而使由枝葉引起的衰減降到只有幾dB。一、系統(tǒng)的組成1、空間系統(tǒng)由于移動(dòng)天線終端尺寸小，在L頻段每信道所需衛(wèi)星輻射功率較固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)中相應(yīng)的信道的功率為大，預(yù)計(jì)所需的衛(wèi)星功率為3000W，天線直徑約為5m，用多波束覆蓋業(yè)務(wù)區(qū)。這就要使每個(gè)信號選定從單一K頻段波束到所需L頻段波束以及反向的接續(xù)路由。K頻段被劃分幾段，每段對應(yīng)L頻段的一個(gè)特定的點(diǎn)波束。

3、為解決以下兩個(gè)難點(diǎn)：（1）每個(gè)L段上的業(yè)務(wù)無法精確預(yù)測，而且隨時(shí)變化；（2）國內(nèi)業(yè)務(wù)和國際業(yè)務(wù)的分配很復(fù)雜，也使得衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)的陸地、海上、空中三個(gè)部分的分配很困難，以便與本波束內(nèi)業(yè)務(wù)取得一致。但是，這里不存在L頻段到L頻段的路徑。2、地面系統(tǒng)（1）衛(wèi)星移動(dòng)無線電臺和天線衛(wèi)星移動(dòng)無線電臺和陸地移動(dòng)無線電臺的功能、復(fù)雜性。部件數(shù)量和類型很相似，只是衛(wèi)星移動(dòng)無線電臺使用5kHz信道間隔而不是25或30kHz。電臺話音、調(diào)度電話、數(shù)據(jù)、消息分組、定位、尋呼等都屬于該衛(wèi)星電話系統(tǒng)本身的功能，每個(gè)衛(wèi)星移動(dòng)電臺都需要一個(gè)頻率綜合器，以便將他們調(diào)諧到所需的5kHz信道。該系統(tǒng)還采用專用信令信道

4、，以免系統(tǒng)在公共安全緊急救援期間飽和，并為天線的指向調(diào)整提供參考。信令信道在移動(dòng)臺從一個(gè)衛(wèi)星波束進(jìn)入相鄰衛(wèi)星波束時(shí)，為波束轉(zhuǎn)換提供幅度參考電平。為獲得滿意的話音質(zhì)量以及鄰星的頻率再用，需要約13dBi的高增益天線。天線的輻射圖形可以是圓的或是橢圓的，在方位角上通過電動(dòng)的機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)調(diào)整。也可以通過圓形陣列的切換達(dá)到近13dBi的增益。（2）關(guān)口站、基站地球站工作于K頻段，由于衛(wèi)星移動(dòng)通信服務(wù)的基本結(jié)構(gòu)是每載波單信道，所以關(guān)口站必須自動(dòng)按網(wǎng)控中心從信令信道傳來的指令調(diào)諧到5kHz信道?；拘枰l率合成器，可以工作在固定信道。這兩種站都使用3.3m天線，但通信密度大的地區(qū)的關(guān)口站需要較大的天

5、線。關(guān)口站應(yīng)有足夠的容量，以免阻塞；還要有足夠備份以保證高的可用性。一個(gè)出故障的關(guān)口站將被旁路，這時(shí)呼叫由相鄰的關(guān)口站臨時(shí)轉(zhuǎn)接。二．幾種典型的靜止軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)1.國際海事衛(wèi)星(Inmarsat)系統(tǒng)最早的GEO衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)，由美國通信衛(wèi)星公司（COMSAT）利用Marisat衛(wèi)星進(jìn)行衛(wèi)星通信，是一個(gè)軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)。70年代中期為增強(qiáng)海上船只的安全保障，將部分內(nèi)容提供給遠(yuǎn)洋船只使用。1982年形成了以國際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）管理的Inmarsat系統(tǒng)，開始提供全球海事衛(wèi)星通信服務(wù)。1985年對公約作修改，決定把航空通信納入業(yè)務(wù)之內(nèi)，1989年又決定把業(yè)務(wù)從海事擴(kuò)展到陸

6、地。目前它已經(jīng)是一個(gè)有72個(gè)成員國的國際衛(wèi)星移動(dòng)通信組織，控制著135個(gè)國家的大量話音和數(shù)據(jù)系統(tǒng)。中國交通部和中國交通通信中心分布代表中國參加了這個(gè)組織。Inmarsat系統(tǒng)由船站、岸站、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站和衛(wèi)星組成。下面簡要介紹各部分的工作特點(diǎn)：（1）．衛(wèi)星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3顆衛(wèi)星覆蓋了幾乎整個(gè)地球，并使三大洋的任何點(diǎn)都能接入衛(wèi)星，岸站的工作仰角在5°以上。（2）．岸站岸站（CES）是指設(shè)在海岸附近的地球站，歸各國主管部門所有，并歸它們經(jīng)營。它既是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的接口，又是一個(gè)控制和接入中心。（3）．網(wǎng)路協(xié)調(diào)站網(wǎng)路協(xié)調(diào)站（NCS）是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。每一個(gè)海域設(shè)一個(gè)

7、網(wǎng)路協(xié)調(diào)站，它也是雙頻段工作。（4）．船站船站（SES）是設(shè)在船上的地球站。在海事衛(wèi)星系統(tǒng)中它必須滿足：（1）船站天線滿足穩(wěn)定度的要求，它必須排除船身移位以及船身的側(cè)滾、縱滾和偏航的影響而跟蹤衛(wèi)星；（2）船站必須設(shè)計(jì)的小而輕，使其不至于影響船的穩(wěn)定性，同時(shí)又要設(shè)計(jì)的有足夠帶寬，能提供各種通信業(yè)務(wù)。（5）．系統(tǒng)工作在Inmarsat系統(tǒng)中基本信道類型可分為：電話、電報(bào)、呼叫申請（船至岸）和呼叫分配（岸至船）。Inmarsat系統(tǒng)規(guī)定在