第1章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述ppt課件.ppt

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1、衛(wèi)星通信課程簡(jiǎn)介課程名稱(chēng)：衛(wèi)星通信課程學(xué)時(shí)：48周學(xué)時(shí)：4課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)選修課程目的本課程是為通信工程、計(jì)算機(jī)通信、無(wú)線(xiàn)電技術(shù)等專(zhuān)業(yè)高年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，其目的是使學(xué)生掌握衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成、原理和技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)。課程特點(diǎn)講述衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)知識(shí)，側(cè)重于基本概念和原理，而對(duì)于復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，則從略。課程概況課程成績(jī)計(jì)算平時(shí)成績(jī)：30％（考勤和作業(yè)各占15％）期末考試：70％通信：在兩個(gè)或多個(gè)位置實(shí)現(xiàn)信息的傳輸、接收和處理。有線(xiàn)通信：光纖、電纜、明線(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信：短波/超短波通信、微波中繼通信、地面移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信是個(gè)人通信網(wǎng)的組成部分，是地面通信網(wǎng)的補(bǔ)充。

2、衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信的概念衛(wèi)星通信是指利用通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器實(shí)現(xiàn)地球站（或手持終端）之間、或者地球站與航天器之間的無(wú)線(xiàn)電通信。第一章衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述一、衛(wèi)星軌道二、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成三、衛(wèi)星通信的業(yè)務(wù)類(lèi)型四、頻率分配五、衛(wèi)星通信的特點(diǎn)六、衛(wèi)星通信的發(fā)展歷史七、通信衛(wèi)星的分類(lèi)八、衛(wèi)星通信的研究動(dòng)態(tài)九、衛(wèi)星通信的應(yīng)用一、衛(wèi)星軌道假設(shè)地球是質(zhì)量均勻分布的圓球體，忽略太陽(yáng)、月球和其它行星的引力作用，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)服從開(kāi)普勒三大定律。開(kāi)普勒定律開(kāi)普勒第一定律：衛(wèi)星以地心為一個(gè)焦點(diǎn)做橢圓運(yùn)動(dòng)。其軌道平面的極坐標(biāo)為：圖1橢圓軌道的示意圖開(kāi)普勒第二定律：衛(wèi)星與地心的連線(xiàn)在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等

3、。V為衛(wèi)星在軌道上的瞬時(shí)速度。其中a為橢圓軌道的半長(zhǎng)軸，r為衛(wèi)星到地心的距離。u為開(kāi)普勒常數(shù)，u值為398601.58*109m3/s2開(kāi)普勒第三定律：衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)周期的平方與軌道半長(zhǎng)軸的3次方成正比。u為開(kāi)普勒常數(shù)，u值為398601.58109m3/s2。(1)地球非球形引起的攝動(dòng)，表現(xiàn)為：衛(wèi)星的軌道面繞地軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)近地點(diǎn)位置變化（2）大氣阻力的影響衛(wèi)星軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)降低，長(zhǎng)軸縮短，即運(yùn)行周期縮短偏心率減小，軌道愈變愈圓衛(wèi)星軌道攝動(dòng)地球形狀不規(guī)則大氣阻力太陽(yáng)和月球引力等二、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成空間段主要是衛(wèi)星本身。星體包括兩大子系統(tǒng)：星載設(shè)備和衛(wèi)星母體。地面段典型的地面

4、段即地球站，包括地面衛(wèi)星控制中心（SCC,Satellitecontrolcenter）及其跟蹤、遙測(cè)和指令站（TT&C,Tracking,telemetryandcommandstation）。用戶(hù)段：各種用戶(hù)終端三、衛(wèi)星通信的業(yè)務(wù)類(lèi)型ITU(InternationalTelecommunicationUnion)定義三種業(yè)務(wù)類(lèi)型：固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)FSS(Fixedsatelliteservice)移動(dòng)衛(wèi)星業(yè)務(wù)MSS(Mobilesatelliteservice)廣播衛(wèi)星業(yè)務(wù)BSS(Broadcastingsatelliteservice)四、頻率分配衛(wèi)星通信的頻率窗

5、口：大氣對(duì)不同頻率電波傳播的吸收損耗差異很大，形成星－地傳輸?shù)念l率窗口。吸收損耗在22和60GHz有峰值。衛(wèi)星通信頻段：目前常用頻段有L，S，C，X，Ku，Ka。L頻段：1～2GHZ，一般記為1.6/1.5G(上行/下行)，用于MSS，GEO衛(wèi)星測(cè)控。S頻段：2～4GHz，用于MSS，GEO衛(wèi)星測(cè)控。C頻段：4～7GHz，用于FSS和MSS的饋電鏈路。Ku頻段：12～18GHz，用于FSS，BSS。Ka頻段：20～40GHz,用于FSS，MSS。此外，VHF、UHF用于低軌小衛(wèi)星通信。VHF頻段：0.1~0.3GHz，用于移動(dòng)、導(dǎo)航業(yè)務(wù)UHF頻段：0.3~1.0GH

6、z，用于移動(dòng)、導(dǎo)航業(yè)務(wù)更高頻段Q頻段：36.0~46.0GHz，V頻段：46.0~56.0GHz大氣吸收附加損耗與頻率的關(guān)系五、衛(wèi)星通信的特點(diǎn)服務(wù)范圍寬：一顆GEO衛(wèi)星覆蓋全球表面的42%；中低軌星座系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。可用頻段寬：從150MHz～30GHz(Ka波段)。目前已開(kāi)始開(kāi)發(fā)Q、V波段(40～50GHz)。網(wǎng)絡(luò)路由簡(jiǎn)捷：旁路復(fù)雜的地面“網(wǎng)絡(luò)云”。跨國(guó)公司專(zhuān)網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度快、成本低：除建站外，無(wú)需地面施工。運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低。系統(tǒng)均勻服務(wù)，易引入新業(yè)務(wù)：統(tǒng)一的業(yè)務(wù)提供商，利于系統(tǒng)為各地區(qū)提供均勻的服務(wù)。衛(wèi)星通信在中國(guó)的特殊地位幅員遼闊人口眾多地區(qū)發(fā)展不平衡中國(guó)

7、有60％左右的地區(qū)是地面網(wǎng)盲區(qū)，如海洋、高山、沙漠和草原等，通信的困難甚至成為人們生存的障礙由于衛(wèi)星通信相對(duì)于地面通信網(wǎng)的綜合造價(jià)成本高，終端貴，因此，衛(wèi)星通信的市場(chǎng)定位應(yīng)該是地面通信網(wǎng)的延伸和補(bǔ)充，主要服務(wù)于地面通信網(wǎng)不能覆蓋的區(qū)域及有特殊通信需求的人群衛(wèi)星覆蓋區(qū)域廣，可以較經(jīng)濟(jì)地為地面蜂窩網(wǎng)覆蓋范圍以外的用戶(hù)---“唯星用戶(hù)”提供移動(dòng)通信業(yè)務(wù)解決邊遠(yuǎn)地區(qū)通信服務(wù)、企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)、洲際通信、國(guó)防通信，與地面通信網(wǎng)結(jié)合解決廣域無(wú)縫覆蓋衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)能擴(kuò)大地面移動(dòng)通信的地理和業(yè)務(wù)覆蓋范圍，除提供常規(guī)的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)外，還可向空中、海面和復(fù)雜地理結(jié)構(gòu)的地面區(qū)域的各類(lèi)移動(dòng)用