卫星通信基础.ppt

卫星通信基础,什么是卫星通信?>卫星通信是以人造通信卫星作为中继的一种微波通信方式.>促使卫星通信起源和发展的两种民用应用:1、广播电视2、微波中继,2,卫星通信基础,通信卫星的种类>按轨道高度分类：低轨道卫星，中轨道卫星，高轨道卫星>按轨道倾角分类：赤道轨道卫星，极地轨道 卫星，倾斜轨道卫星>按运转周期分类：同步卫星，非同步卫星>按业务方式分类: 气象卫星，通信卫星，遥感遥测卫星，侦查卫星等,卫星通信基础,卫星轨道与地球的相对位置,卫星通信基础,通信卫星使用的频段 理论上讲，可以使用任何频率，但一般使用的频段为：>L－波段（1GHz）>S－波段（2.5GHz）>X－波段（8/10GHz）（军事）>C－波段（4/6GHz）（商用）>Ku-波段（12/14GHz）（商用）>Ka-波段（20/30GHz）（今后商用）,卫星通信基础,C波段 标准C波段：>上行（地球站发卫星收）：5.925—6.425GHz>下行（卫星发地球站收）：3.7—4.2GHz扩展C波段：>上行（地球站发卫星收）：5.845—6.425GHz>下行（卫星发地球站收）：3.62—4.2GHz,卫星通信基础,Ku波段 上行频率：>标准：14.0—14.5GHz>扩展：13.75—14.5GHz下行频率：>第一区：10.95—11.7GHz>第二区：11.7—12.2GHz>第三区：12.25—12.75GHz,卫星通信基础,Ka波段 上行>计划A：28—29.1GHz>计划B：29—30.25GHz>计划C：30—31GHz下行：>计划A：17.7—18.8GHz>计划B：18.8—19.3GHz>计划C：19.2—20.2GHz>计划D：20—21.2GHz,卫星通信基础,C波段与Ku波段的比较,注：传输损耗的大小 是相对C和KU本身而 言的，实际的损耗即使 是C波段仍然非常大， 有200dB左右,卫星通信基础,卫星通信中，电磁波的传播主要面临以下的损耗： 自由空间损耗 大气损耗 指向损耗 雨衰,卫星通信基础,自由空间损耗 = 20 lg (4πdf/c) d: 通信距离 f: 无线电波的频率 c: 光速,卫星通信基础,大气损耗,卫星通信基础,大气损耗,卫星通信基础,雨衰图,卫星通信基础,日凌和星蚀,卫星通信基础,,卫星通信基础,卫星通信多址方式 FDMA （SCPC/MCPC） TDMA CDMA,卫星通信体制,卫星通信体制,卫星通信多址方式－－续,,,,,,,Frequency,Time,,,,Frequency,Time,,,,,Frequency,Time,TDMA FDMA混合方式,FDMA,,,,,,,,,,,,,,,,TDMA,Time,卫星通信体制,CDMA,卫星通信体制,,卫星通信网的拓扑结构(特指业务类型) 星状网 网状网 混合网 （树状网）,组网方式,,卫星通信网拓扑结构－续,组网方式,,树状网,组网方式,只要是有网管的系统，那么一定会存在一套“信令系统”，包括： 信令模式 信令通道 信令通道的容量 信令指令集 信令信道与业务信道的配合,卫星通信系统的控制方式 集中控制：整个网络必须在一个中央控制站的控制之下才能工作。

所有的星状网和部分网状网是集中控制方式 分散控制：没有绝对意义上的中央站，任何站发生故障将不会影响网络中其他站的工作卫星地球站的组成,地球站系统组成,基带信号处理,中频信号处理,射频信号处理天线,,基带信号处理1、模拟信号2、数字信号 模拟/数字 纯数字信号3、纯数字信号的传输方式,物理传输串口方式（modem最常用）并口方式（modem不常用）以太网口方式其他接口方式（DVB使用的多）,成“帧” IDR/IBS 厂家自己的方式 EDMAC,IBS/IDR,IBS/IDR,EDMAC,Modem Processor M&C Data bits,,,RS-232 RS-485,,差分编码 作用：避免解调端出现“相位模糊”的现象扰码 作用：避免当信源有长“0”或长“1”时在解调端无法恢复出时钟信号加密纠错码 作用：通过对信源数据增加校验码的方式，在牺牲带宽的情况下获得可以接受的误码率要求的技术调制 调制就是信息加载到模拟信号上的过程目前，常用的调制方式有： 调幅 调频 调相（或调角）,QPSK调制,纠错码技术的发展 无编码 Viterbi、Sequencial RS Turbo、TCM、LDPC,Turbo编码 “不识庐山真面目，只缘身在此山中” “偏方治大病”、“野路子解决大问题” Claude Berrou 和Alain Glavieux,调制技术的发展 BPSK QPSK 8PSK QAM,QPSK m = 2bits/Hz,8PSK m = 3bits/Hz,16QAM m = 4,星座图,功率放大器（单独章节） 天线（单独章节） 低噪声放大器件（单独章节） 转发器（单独章节）,转发器,低噪声放大器 上、下变频器 上变频器频率公式 输出频率=中心频率+（输入频率-70）下变频器频率公式 输出频率=70+（输入频率-中心频率）,如果不考虑用户设备，最简单的卫星通信链路设备框图是这样的：,交叉调制（交调） >是指多个信号（中频信号）经过非线性器件或混频器时产生出的不需要的杂波成分。

对功放的输出功率会产生很大的影响所以对发射多个载波的得站一定要在设计时很好的考虑谐波,可用度 指因为天气的影响和电器指标的限制，任何系统都不能做到100%的时间内正常工作 可用度一般用一个百分数来表示，指：在一段时间内，在可用度时间内，系统应能正常工作 例如：如果可用度为99.99%，则表示一年内可以允许53分钟的系统中断 卫星通信系统误码的特点：随机性，大量性参数和术语介绍,Modem参数/术语 接口：RS232、RS449/RS422/RS530、V35、G.703、以太网，高速接口类（并口、ASI、LVDS、HSSI等） 调制：BPSK、QPSK、OQPSK、8PSK，8QAM，16QAM、APSK FEC：Viterbi、Sequencial、Turbo、RS、LDPC、TCM IBS、IDR、D&I； 速率（数据速率、符号速率、发射速率） AUPC，时钟，Doppler Buffer， 载波参数：功率/电平、频率、稳定度、步进 解调器参数：输入功率范围、捕获范围、Eb/n0、AGC 相位噪声、杂散；,参数和术语介绍,XCVR/LNx/BUC参数/术语 接口：中频接口、射频接口； 功率：最大输入功率；Psat、P1、稳定度、功率范围、 增益：发射增益、接收增益、增益调节范围、增益变化、稳定都、 频率：发射频率、接收频率、频率范围、步进、稳定都 噪声温度（仅对LNx）； 相位噪声、杂散、三阶交调； 其它电气、机械参数；,参数和术语介绍,变频器参数/术语 接口：中频接口、射频接口； 功率：输入功率范围、最大输出功率、稳定度、功率范围、 增益：增益、增益调节范围、增益变化、稳定度、 频率：发射频率、接收频率、频率范围、步进、稳定度 相位噪声、杂散、三阶交调、载波关断； 群时延 其它电气、机械参数；,参数和术语介绍,天线 增益（发射增益、接收增益） 噪声温度 波束宽度 插入损耗 隔离度 其他值得关注的指标,参数和术语介绍,转发器 EIRP、Pad Setting、OBO SFD、G/T、IBO 转发器数量、标识、中心频率 覆盖范围、极化方式 卫星定点位置,参数和术语介绍,。