初级通信工程师考试卫星通信系统

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13.4.2 卫星通信系统

1.卫星通倍系统的构成

卫星通信系统由空中的一颗或多颗通信卫星和多个地球站组成，如图13-20所示。通信卫星上的卫星转发器起着中继的作用，把收到地面发射上去的信号变频和放大后再发回地面。地球站是卫星通信系统与地面系统的接口，地球站通过地面网络实现联网。

为了保证通信卫星的正常工作，通信卫星系统必须有测控系统和监测系统。

测控系统的主要作用是对卫星进行跟踪测景，控制其准确进入静止轨道上的指定位置：卫星正常运行后，要定期对卫星进行轨道修正和位置保持。

监控系统的主要作用是对定点的卫星在业务开通前、后进行通信性能的监测和控制，例如对卫星转发器功率、卫星天线增益以及各地球站发射的功率、射频频率和带宽等基本参数进行监控，以保证正常通信。

通信卫星上除了装有控制系统外，主要装有多个卫星转发器，其主要作用是将地面站发射上去的微弱微波信号经过变频和放大后再转发到其他的地球站。

卫星地球站一般由天线系统、收信机、发信机、终端、通信控制器和电源6大部分组成，其主要作用是用于接收和发射微波信号，将多个相距遥远的地面传输网络通过卫星通信链路连接起来，形成四通八达的多种传输手段同时存在的通信网络。

2.卫里通信的网络结构

每一个卫星通信系统都有一定的网络结构，使系统内的各地球站通过卫星按一定的形式连接起来。卫星通信的网络结构分为星型网结构、网型网结构及混合型网结构。

星型网结构的卫星通信网设置有主站，各地球站通过卫星只能和主站相互通信，除主站外的其他地球站之间不能直接通信，必须经过主站转接才能实现通信。主站是星状网的中心，它对网络实施控制和管理。这种网络是一种高度集中控制的网络，如图13-21所示。

网型结构的卫星通信网中，各地球站可经卫星直接相互通信，这种网络结构是无中心的、分布式的网络结构，网中各地球站均有双向传输功能。系统信道按照预分配、随机竞争或者按需分配的信道分配方式将信道分配给用户使用。

如果系统采用固定分配信道方式，或者是随机竞争分配信道方式，不需要设置网络控制主站，系统始终是无中心工作的。如果系统是按需分配信道方式工作，它需要设置网络控制主站。在分配资源时，系统以网络控制站为中心，地球站在相互通信前向网络控制站申请卫星通信信道资源，在完成通信业务之后，归还所使用的卫星通信信道资源。网型卫星通信网结构如图13-22所示。

混合型网络结构是星型网和网状网的混合体，如果将图13-21与图13-22综合在一起，就组成混合型的网络结构。这样的卫星通信网络比较大，传输的业务范围也较广。如果一部分用户以数据业务为主，另一部分用户以语音业务为主，应用混合型网络结构比较合适，这样既可以满足不同用户的要求，又能有效地提高整个通信网的效果。

混合型网络结构采用混合的控制方式，即系统的信道分配、设备性能的监控、计费等由主站集中控制来完成，而各地球站之间的语音业务是直接进行通信，采用分散控制方式。混合控制方式卫星通信信道的利用率较高，但系统呼叫和建立通信线路的时间较长，与集中控制方式一样，系统的可靠性介于集中控制和分散控制之间。

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