通信工程师初级考试卫星通信系统

初级通信工程师 责任编辑:wcz198406 2013-07-22

摘要:视频教程在线辅导面授招生考试大纲指定教材报名时间13.4卫星通信系统卫星通信是当今通信领域中的一个重要组成部分,是现代通信技术、算机技术结合的重要成果。近30年来,卫星通信在国际通信、国内通信、视等领域得到了广泛的应用。本节主要介绍卫星通信的基本概念、特点、VSAT网。13.4.1卫星通信概述1.卫星通信的基

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13.4 卫星通信系统

卫星通信是当今通信领域中的一个重要组成部分,是现代通信技术、算机技术结合的重要成果。近30年来,卫星通信在国际通信、国内通信、视等领域得到了广泛的应用。本节主要介绍卫星通信的基本概念、特点、VSAT网。

  13.4.1 卫星通信概述

1.卫星通信的基本概念

卫星通信是指地球上的无线电通信站之间利用空中的人造地球卫星做微波中继站进行的通信,通信卫星就是用于通信的人造同步地球卫星。通信卫星中装有微波转发设备,它接收卫星地面站发射上去的微弱信号,经变频与放大等信号变换后转发给另一个地面站。从而实现卫星通信。

一颗同步通信卫星天线辐射的微波信号大约能榭盖地球上三分之一的区域,三颗地球同步通信卫星天线辐射的微波信号可以覆盖地球上所有的卫星地球站,很容易地实现全球通信。同步通信卫星位于地球赤道上空35800km髙的圆形轨道上且其运行方向和速度与地球自转的方向和速度完全一致,因而同步通信卫星相对地球来说是静止不动的。

通信卫星与卫星地球站之间相距遥远,两者的接收信号度十分微弱,要实现有效的卫星通信,必须利用先进的空间电子技术、信号传输时延控制技术、卫星姿态的控制技术等技术。

由于电磁波在空间的传播损耗很大,需要采用高增益的天线、大功率发射机、低噪声接收机和高灵敏度的调制解调器等设备。并且空中的电子环境复杂多变,通信系统必须克服高低温差大、宇宙辐射强等不利因素,卫星设备必须采用特制的、能适应空间环境的材料,由于卫星造价高,高可靠度设计是十分必要的。

由于卫星通信信号传播路径的影响,信号传输存在明显的时延,对于一些实时性要求较严格的业务来说,必须采取措施解决时延带来的影响。

空间的环境复杂多变,卫星轨道可能出现漂移,姿态可能偏转,由于卫星离地远,卫星轻微漂移和姿态的偏转可能造成地面接收信号的很大变化,卫星的精确姿态控制是卫星通信中必须解决的问题。

2.卫星通信的特点

卫星通信与其他通信方式相比,有如下特点和优势。

①通信距离远,建站成本与通信距离无关。卫星通信目前仍是远距离远洋通信的主要手段。

②组网灵活,以广播方式工作,便于实现多址连接。在卫星所覆盖的通信区域内,所有的地球站都可以利用卫星作为中继站进行相互间的通信。可以很容易实现一点到多点的多址联接,即多址通信。

③通信容量大,能传送的业务类型多。卫星通信工作在米波至毫米波范围内,可用带宽在575MHz以上,加上多种频分复用技术及电磁波极化技术,大大提髙了卫星通信的通信容量。

④通信线路质量稳定可靠。卫星通信的电磁波主要在大气层以外的宇宙空间传播,而宇宙空间可以看作是均匀介质,电波传播比较稳定,且不受地形、地物的影响,传输质量稳定可靠。

⑤机动性好。卫星通信不仅用于大型地球站之间的远距离通信,而且还可用于车载、船载、地面小型终端、个人终端以及飞机提供通信,能迅速组网,在短时间内将通信延伸至新的区域。

尽管卫星通信具有很大的优越性,但也存在着某些不足。

①两极地区为通信盲区,高纬度地区通信效果不好。

②卫星的发射、测控技术比较复杂。

③存在日凌中断和星蚀现象。在每年春分和秋分前后数日,太阳、卫星和地球在同一直线上,因太阳千扰太强,每天会造成几分钟通信间断称为日凌中断。而当卫星进入地球阴影区曰,造成卫星日蚀,称为星蚀,这种情况也会对通信造成影响。

④抗千扰性能差。任何一个地面站,发射功率的强度和信息质量都可造成对其他地球站的影响。人为因素可以使转发器功放达到饱和而中断通信。

⑤保密性能差。卫星通信具有广播特性,不利于信息传输的保密性。卫星通信的保密只有依靠信息自身的加密。

⑥通信时延长。地球站一卫星一地球站的传播时延高达270ms。

3.卫星通信的工作频段

卫星通信工作频段的选择是一个十分重要的问题,它直接影响到整个卫星通信系统的通信容量、质量、可靠性、设备的复杂程度和成本的高低,并且还将影响到与其他通信系统的协调。

目前考虑到各种传输因素的影响,卫星通信工作频段选择如表13-4所示。

卫星通信在现有技术的基础上,其工作频段选择在1-10GHz范围内最佳。而最理想的工作频率在6.0/4.0GHZ附近,该频段带宽较宽,便于利用较成熟的微波中继通信技术,而且由于工作频率较高,天线尺寸也较小。H前固定业务使用的频段多为C波段和Ku波段。

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