現(xiàn)代通信技術(shù)-衛(wèi)星移動(dòng)通信.ppt

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1、第4章衛(wèi)星移動(dòng)通信本章將介紹衛(wèi)星通信系統(tǒng)和衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成、分類及其技術(shù)特點(diǎn)，衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的電波傳播、多址分配技術(shù)、調(diào)制解調(diào)技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)等，并對(duì)靜止衛(wèi)星及中、低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本原理和與地面網(wǎng)的互聯(lián)等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。4.1概述4.2衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)4.3同步軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信原理4.4中、低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)4.5衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)與地面網(wǎng)的互聯(lián)4.1概述4.1.1衛(wèi)星通信的基本概念及其系統(tǒng)組成4.1.2衛(wèi)星移動(dòng)通信的基本概念及其分類4.1.3衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的使用頻段4.1.4衛(wèi)星移動(dòng)通信的特點(diǎn)和面對(duì)的技術(shù)問題4.1

2、.1衛(wèi)星通信的基本概念及其系統(tǒng)組成所謂衛(wèi)星通信是指人們利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)地球上任意兩個(gè)或多個(gè)地球站之間用于進(jìn)行通信的無線電波。目前，通信中最為廣泛應(yīng)用的是有源靜止衛(wèi)星。一、靜止衛(wèi)星所謂靜止衛(wèi)星就是指發(fā)射到赤道上空35800km附近圓形軌道上的衛(wèi)星，其運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，并且繞地球一周的時(shí)間恰好為24h，與地球自轉(zhuǎn)周期相同，因而從地球看過去，如同靜止一般，固而稱為靜止衛(wèi)星，以靜止衛(wèi)星作為中繼站所組成的通信系統(tǒng)為靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)或同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)。二、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成一個(gè)完整的衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由空間分系統(tǒng)、地球站群、跟蹤遙

3、測(cè)及指令系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)四部分組成，如圖所示。4.1.2衛(wèi)星移動(dòng)通信的基本概念及其分類衛(wèi)星移動(dòng)通信是指利用衛(wèi)星轉(zhuǎn)接移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定用戶間的相互通信。衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)通常包括空間段和地面段兩部分?？臻g段是指衛(wèi)星星座，而地面段是指包括衛(wèi)星測(cè)控中心、網(wǎng)絡(luò)操作中心、關(guān)口站和衛(wèi)星移動(dòng)終端在內(nèi)的地面設(shè)備。4.1.3衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的使用頻段研究表明，0.3～10GHz頻段，大氣損耗小，故而選擇此頻段作為“無線電窗口”。另外由于在30GHz附近有一個(gè)損耗最小點(diǎn)，因而我們稱此頻段為“半透明無線電窗口”。在表4-1中列出了

4、頻段劃分標(biāo)準(zhǔn)。表4-1衛(wèi)星通信的頻段頻段范圍/GHz頻段范圍/GHzUHF0.3～1.12L1.12～2.6Ku12.4～18S2.6～3.95K18～26.5C3.95～8.2Ka26.5～40X8.2～12.4毫米波40～3004.1.4衛(wèi)星移動(dòng)通信的特點(diǎn)和面對(duì)的技術(shù)問題其特點(diǎn)如下：(1)通信距離遠(yuǎn)，具有全球覆蓋能力，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的全球通信和個(gè)人通信。(2)系統(tǒng)容量大，可提供多種通信業(yè)務(wù)，(3)在使用靜止軌道的同時(shí)，也可使用中、低軌道衛(wèi)星，使業(yè)務(wù)性能更優(yōu)良，4.2衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù)基礎(chǔ)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的通信系統(tǒng)，其中除涉

5、及電波傳播問題外，還涉及到調(diào)制解調(diào)技術(shù)、編碼技術(shù)、多址技術(shù)、信道分配技術(shù)以及信號(hào)處理技術(shù)等。4.2.1衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的電波傳播4.2.2編碼技術(shù)4.2.3調(diào)制與解調(diào)技術(shù)4.2.4多址技術(shù)4.2.5數(shù)字處理技術(shù)4.2.1衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的電波傳播在衛(wèi)星移動(dòng)通信中，由于通信衛(wèi)星位于外層空間，因此其無線電傳播環(huán)境相當(dāng)特殊，它即兼?zhèn)湫l(wèi)星固定業(yè)務(wù)通信的特點(diǎn)，又具有移動(dòng)通信的特點(diǎn)，不但傳輸損耗大，而且還受到多徑效應(yīng)、多普勒效應(yīng)等方面的影響。多普勒效應(yīng)：1.多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的原因如果無線收發(fā)終端之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，那么就會(huì)使接收端所接收到的信號(hào)頻率與原發(fā)送

6、端的發(fā)送信號(hào)頻率不同，這種現(xiàn)象便被稱之為多普勒效應(yīng)。而由此所產(chǎn)生的附加頻率變化量(頻移)被稱為多普勒頻移。2.克服多普勒效應(yīng)的技術(shù)措施具體措施如下：(1)在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量選用低一些的工作頻率。(2)采用差分調(diào)制，并且在解調(diào)過程中不應(yīng)采取相干檢測(cè)方式。(3)采用具有校正多普勒效應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器。4.2.2編碼技術(shù)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中所使用的編碼技術(shù)包括信源編碼和信道編碼兩類。一、信源編碼的概念所謂信源編碼是指首先將話音、圖像等模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，然后再根據(jù)傳輸信息的性質(zhì)，采用適當(dāng)?shù)木幋a方法，實(shí)現(xiàn)話音或圖像信號(hào)的頻帶壓縮傳輸

7、，這樣可以降低系統(tǒng)的傳輸速率，提高通信系統(tǒng)效率。二、信道編碼的概念信道編碼是指在數(shù)據(jù)發(fā)送之前，在信息碼中每隔一定的比特增加一些冗余比特以此來作為監(jiān)測(cè)碼元或檢驗(yàn)碼元，這樣當(dāng)出現(xiàn)誤碼時(shí)，可供接收端進(jìn)行糾錯(cuò)或檢出信息，以克服傳輸中由于干擾衰落、噪聲等因素造成的影響。4.2.3調(diào)制與解調(diào)技術(shù)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)調(diào)制方式的要求：在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中，要求數(shù)字調(diào)制具有如下特點(diǎn)：(1)要求調(diào)制后的波形具有等幅包絡(luò)結(jié)構(gòu)，故此一般不主張采用數(shù)字調(diào)幅技術(shù)。(2)選擇盡可能少地占用射頻頻帶，而又能高效利用有限頻帶資源，抗衰落和干擾性能強(qiáng)的調(diào)制技術(shù)。(3)為減

8、少相鄰?fù)ǖ乐g干擾所采用的調(diào)制信號(hào)的旁瓣應(yīng)較小。多數(shù)廠家的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)多采用QPSK調(diào)制方式.4.2.4多址技術(shù)所