现代通信新技术原理

1、*1 现代通信新技术 *2 21世纪通信技术的发展趋势 面向21世纪通信的两大通信平台 光纤通信平台：无线通信平台： 超大容量、超长距离 宽带、移动 关键技术：波分复用、关键技术：CDMA、智 光纤放大器能天线、软件无线电 IP over ? *3 21世纪电信网的发展趋势 无线通信热点之一：个人通信 l 1986年 CCIR(国际无线通信咨询委 员会）制订 FPLMTS(未来公共陆 地移动通信系统 )，以个人全球通 信为目标，首次提出个人通信概念 l 1986年 CCITT讨论 UPT（全球通 用个人通信） l 1989年 英国政府发放许可证建立 双向个人通信网，首次出现 PCN名 词 l 90年代以来，美国提出个人通信业 务（ PCS），或个人通信系统 （ PCS） 但是，到底什么是个人通信？ l CCITT 个人的移动性和终端移动性分开 着重于个人的移动性，用户号码可 以在任何终端上使用 无线接入不是必要的条件 l CCIR、欧洲 PCN、美国 PCS 个人的移动性靠终端的移动性实现 移动通信网作为个人通信网的底层 网络结构 无线接入是必要的条件 l 以无线接入为基础的个人通信叫

2、做无 线个人通信 Wireless Personal Communications *4 通信的发展目标-个人通信 目标是实现：个人通信系统 (PCN) 无论任何人 (Whoever) 在任何时候 (Whenever) 在任何地方 (Wherever) 与另一个人 (Whomever) 进行任何类型 (Whatever) *5 个人通信是新的挑战 个人通信(PC)：任何人在任何时间与任何地 点以任何形式的通信 “任何时间” 要求支持动中通: 无线通信是前提 “任何人” 要求支持巨大用户量: 频谱资源有限 “任何地点” 要求无缝覆盖: 传输能力有限 “任何形式” 要求多媒体: 处理能力有限 *6 个人通信的发展基础 新一代集成电路新一代信息处理 新一代卫星通信 新一代移动通信 新一代广播电视 新一代无线接入 新一代信息网络与服务 新一代光纤通信 *7 信息社会的PC时代 第一个PC时代 1980年2000年 Personal Computer 第二个PC时代 20012020年 Personal Communication 第三个PC时代 20202040 Power Chip (?)

3、*8 卫星通信 高轨道卫星通信 特点：同步轨道、静 止卫星、容量大、质 量好、功率受限信道 用途： 国际长途 海事卫星 电视广播 军事通信 中低轨道卫星通信 特点：距离近、地面设 备简单灵活，非静止轨 道，要求跟踪 用途： 非实时信息传送 遥感 侦测 卫星移动通信 *9 卫星通信导航和定位 四大卫星导航系统 中国的北斗导航系统和 美国GPS、俄罗斯格罗 纳斯、欧盟伽利略系统 并称为全球四大卫星导 航系统。目前，联合国 已将这4个系统一起确认 为全球卫星导航系统核 心供应商。 北斗卫星定位导统系 北斗卫星定位导统系由 四颗(两颗工作卫星、两 颗备用卫星)北斗定位卫 星、地面控制中心、北 斗用户终端三部分组成 。 *10 移动卫星通信系统 卫星通信的概念卫星通信的概念 卫星通信卫星通信是指地球站（也可能是手持终端）之间是指地球站（也可能是手持终端）之间 或地球站与航天器之间利用通信卫星转发器实现的无或地球站与航天器之间利用通信卫星转发器实现的无 线电通信。线电通信。 主要包括：主要包括： 卫星固定通信卫星固定通信(FSS)(FSS) 卫星移动通信卫星移动通信(MSS)(MSS) 卫星直接广

4、播卫星直接广播(BSS)(BSS) 卫星中继通信卫星中继通信 *11 卫星通信系统组成 空间段：转发无线电 信号，要求放大，且 尽量无失真，无噪声 ； 地面段：放大、发射 、接收信号等； 监控中心：保证通信 卫星正常运转，通信 网络正常工作，对地 球站的方向图、功率 和频率进行监测。 *12 空间段空间段 *13 地面段地面段 *14 用户段用户段 *15 卫星通信系统工作方式 A）双星双跳： 用 于国际通信，两个 地球站看不到同一 颗卫星，传输时延 大； B）单星双跳：用于 星形网，平时不通 信，需要时进行通 信，不允许国内话 音通信，用于数据 通信。 *16 卫星通信的业务类型 ITU (International Telecommunication Union)ITU (International Telecommunication Union)定定 义三种业务类型：义三种业务类型： l l 固定卫星固定卫星业务业务FSS (Fixed satellite service) FSS (Fixed satellite service) l l 移动卫星业务移动卫星业务MSS (Mo

5、bile satellite service)MSS (Mobile satellite service) l l 广播卫星业务广播卫星业务BSS (Broadcasting satellite BSS (Broadcasting satellite service) service) *17 世界卫星通信的发展 1997年世界卫星市场销售额512亿美圆，预计2007年达到 1900亿美圆 截止1999年底，全球300颗同步卫星提供60%的州际通信和 100%国际电视转播 全球在轨转发器4467个，正在建造的转发器1793个 发展经历了：从模拟数字 ;从窄带话音宽带综合业务 ;从FSSMSS ;从C波段Ku、Ka波段。 *18 世界通信卫星的发展-亚洲区 *19 移动卫星通信系统 早期：同步卫星早期：同步卫星 （国际海事卫星组织（国际海事卫星组织IMASSAT-AIMASSAT-A、B B、C C、M M） 卫星信号弱，主要为船载或车载终端。卫星信号弱，主要为船载或车载终端。 近期：中、低轨道卫星近期：中、低轨道卫星 “铱铱”（IridiumIridium）星系统）星系统(Motoro

6、la)(Motorola) 77 77（6666）颗卫星组成，）颗卫星组成，5050亿美圆亿美圆 全球用户全球用户5.55.5万（中国万（中国900900个）个） 终端：终端：$3500,$3500,通话费，通话费，7$/7$/分分 19981998投入使用，投入使用，2000.3.182000.3.18停止服务停止服务 “ “全球星全球星” ”（GlobalstarGlobalstar）系统）系统 4848颗卫星组成，颗卫星组成，1717亿美圆亿美圆 终端：￥终端：￥1 1，5800,5800,通话费，通话费，1010￥/ /分分 *20 卫星导航系统 四大卫星导航系统四大卫星导航系统 中国的北斗导航系统和 美国GPS、俄罗斯格罗纳 斯、欧盟伽利略系统并 称为全球四大卫星导航 系统。目前，联合国已 将这4个系统一起确认为 全球卫星导航系统核心 供应商。 北斗卫星定位导航系统 北斗卫星定位导航系统由 四颗(两颗工作卫星、两 颗备用卫星)北斗定位卫 星、地面控制中心、北斗 用户终端三部分组成。 *21 四大卫星导航系统 中国的北斗导航系统和 美国GPS、俄罗斯格罗纳 斯、欧盟伽利略系统并

7、 称为全球四大卫星导航 系统。目前，联合国已 将这4个系统一起确认为 全球卫星导航系统核心 供应商。 美国的第二代GPS卫星导航系 统 欧盟的伽利略卫星导航系统 俄罗斯的“格洛纳斯”导航系统 北斗二号导航卫星导航系统 *22 中国卫星通信的发展 中国第一颗试验卫星“东方红一号”于1970年4月24日发射成功，重 37Kg，运转周期110分钟，绕地球一周，以旋极化的全球波束向全球 广播“东方红乐曲”。 1972年我国邮电部租用国际第四代卫星(IS-IV)，引进国外设备，在 北京和上海建立了四座大型地球站(30m)，首次开展了商业性的国际 卫星通信业务。 1975年后建成了北京，南京，乌鲁木齐，昆明，拉萨等地球站。先 后利用法国，德国提供的交响乐卫星和国际IS-V卫星成功地进行了 各种通信业务的传输试验。证明研制的地球站主要技术性能达到国 际标准。 1984年4月8日成功发射第一颗同步轨道试验通信卫星“东方红二-1” 定位在125E，重433Kg，携带2个8W的C频段转发器，以全球波束辐 射，中心波束为23.4dBW，工作在C(6/4GHz)频段。 通过这颗卫星开通了北京至乌鲁木齐，昆明，

8、拉萨三个方向的数字 电话，中央人民广播电台和中央电视台对新疆、西藏、云南等边远 地区传送了广播和电视节目。 *23 中国卫星发展史（续 ） 1986年2月1日“东方红二号-2”成功定位在103E，携带2个C频转发器， 以区域椭圆波束(中国地形)辐射传送，重 433Kg，中心波束为34.5dBW 。携带2个8W的C频段转发器，以全球波束辐射，中心波束为 23.4dBW。 通过这颗卫星开通了电视，广播，数字电话，电报，传真等各项国内卫 星通信业务。标志着我国的卫星通信从试验、试用阶段进入实用阶段。 1988年3月7日“东方红二号甲-1“简称“东二甲-1”，对外称“中卫一号“定 位在87.5E，波束中心指向101.7E，34.11N，中心波束为36dBW。 4个C频段转发器，二个8W，二个10W，以区域椭圆波束辐射传送。卫星 重441Kg，寿命7年。1988年12月22日，在110.5E发射了相同的一颗卫 星。这两颗卫星的定位精度，通信容量和工作寿命都有所提高。 1990年2月4日“东方红二号甲3“简称“东二甲3“，对外称“中卫三号“定位 在98E，波束中心指向103.23E，33.84N，

9、中心波束36dBW。4个C 频段转发器以区域椭圆波束辐射传送。卫星重441Kg。 1991年12月28日“东方红三号”发射但卫星定位失败。 1993年7月“中星五号”卫星启用，定位115.5o，播出8个省级节目。 *24 中国卫星发展史（续 ） 1996年7月3日亚太一A在西昌发射中心成功发射，本卫星和亚太一 号相同为C频段双极星， 定位于东经134E，台湾地区信号覆盖强度 为37dBm，接收容易。 1997年5月11日新的“东方红三号”又称为“中卫6号”发射成功，它是新型 大功率的卫星，携带24个C频段转发器，定位125E。 1998年5月30日新的“中卫一号”发射成功。它是第一颗携带Ku频段的新型 大功率的卫星，携带18个 C频段转发器，定位在87.5E。 1998年7月18日“鑫诺一号”发射成功。携带14个Ku频段转发器和24个C频 段转发器和一对C-Ku频段互联转发器，定位在 110.5 E。 2003年5月23日 “北斗一号”第三颗卫星发射成功，预计用户30万。 2003年10月21日11时16分，太原卫星发射中心用“长征”四号乙运载火箭 成功地将中国与巴西联合研制的第二颗“资源一号”卫星和中国科学院研 制的“创新一号”小卫星送入太空。火箭发射13分钟后，“资源一号”卫星进 入太阳同步轨道。火箭继续飞行约40秒后，“创新一号”卫星与火箭分离 ，进入预定轨道。 2009年4月15日 “北斗二号”卫星发射成功 *25 中国卫星发展史（续） 2003年，我国已建成： (1)国际卫星通信地面站二十座； (2)国际双向电路万余条； (3)国内卫星地球站四十多座； (4)国内双向电路30000条； (5)通信使用的转发器36个； (6)卫星专用通信网近百个； (7)VSAT地球站万余个； (8)广播电视节目四十余套； (9)与通信合计使用约80个转发器 。 台湾：“中华一号”，“中华二号”和 “中华三号” “中华一号”： 1999年12月由雅典

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