卫星通信导论上课课件第8章 卫星数字电视广播系统28页PPT
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卫星通信基础知识ppt课件
静止卫星发生星 蚀和日凌中断的原理
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
影响静止卫星通信的因素
圆形倾斜轨道同步卫星视在位置的日漂移
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
地球卫星的轨道
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信的特点
1、通信范围大，三颗同步卫星即可覆盖全球（除两极外）。只要 在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通 信。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信的基本原理
什么是卫星通信? 卫星通信，简单地说，就是地球上（包括地面、水面 和低层大气中）无线电通信站之间利用人造卫星作中 继站而进行的通信，它覆盖面积大、不受地理条件的 限制、通信频带宽、容量大、机动灵活，因而在国际 和国内通信领域中，成为不可缺少的通信手段。
卫星通信系统的分类
按业务分
固定业务卫星通信系统 移动业务卫星通信系统 广播业务卫星通信系统 科学实验卫星通信系统
按多址方式分
频分多址卫星通信系统 时分多址卫星通信系统 空分多址卫星通信系统 码分多址卫星通信系统
混合多址卫星通信系统
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
卫星通信系统概述ppt课件
► 通过如下方程计算瞬时卫2星a到rct地an心( 的1距e离tranE)
1e 2
ra(1ecosE)
；.
20
卫星运动规律与轨道参数 续16
卫星星下点轨迹 ► 卫星的星下点指卫星－地心连线与地球表面的交点 ► 星下点随时间在地球表面上的变化路径称为星下点轨迹 ► 星下点轨迹是最直接地描述卫星运动规律的方法 ► 由于卫星在空间沿轨道绕地球运行，而地球又在自转，因此卫星运行一圈后，其 星下点一般不会再重复前一圈的运行轨迹
►星地距离随轨道高度的增加而增大，静 3
；.
22
卫星运动规律与轨道参数 续18
卫星星下点轨迹 ► 一颗轨道高度为13892km，轨道倾角60º，初始位置（0ºE，0ºN）的卫星24小时的 星下点轨迹如下图所示
纬 度
；.
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经度
卫星运动规律与轨道参数 续19
单颗卫星覆盖特性计算 ► 单颗卫星对地覆盖的几何关系如下图所示
观察点
Re
d星地
；.
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卫星运动规律与轨道参数 续23 单颗卫星覆盖特性计算
► 星地距离
d Re2(hRe)22Re(hRe)cos
► 覆盖区半径=Re2sin2E2hReh2ResinE
XResin
；.
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卫星运动规律与轨道参数 续24
单颗卫星覆盖特性计算 ► 观察点的最小仰角Emin：系统的一个给定指标。根据Emin和卫星轨道高度 h 便可 以计算卫星的最大覆盖地心角、最小星下点视角和最大星地传输距离，从而确定 卫星的瞬时覆盖区的直径和面积、覆盖区内不同地点的卫星天线辐射增益和边沿 覆盖区的最大传输损耗等
Z
地心坐标系
► 地心O为原点 ► X轴指向春分点方向
卫星通信系统要点PPT学习教案
(1~2) (1~3) (1~k) (2~1) (2~k)
(i~1)
(i~k)
(k~1)
(k~k-1)
1#
2#
3#
站
站
站
i#站
k#
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1# 站
2# 站
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k# 站
i#站
4.信 道 分 配 与 交换 制度
（2）按时预分配方式(TPA)
事先知道各地球站间业务量随“时差”及其它 因素作周期性变动时，可约定一天内通道分配作 几次固定的调整。这种方式称为按时预分配方式。 显然其通道利用率比固定时要高，但从每一时刻 看，它仍然是固定分配的。这种方式只适用于大 容量线路，而且多用于国际通信场合。
第20页/共59页
4.信 道 分 配 与 交换 制度
按申请分配（DA）
固定分配的主要矛盾是业务量随机变化而通道 的分配却是固定的，两者难以达到很好的匹配。 对于业务量较小且地球站较多的卫星通信网，最 好采用分配可变的制度，即卫星的通道不是或不 完全是固定分配给各站专用的，而是根据地球站 的申请临时分配给其使用，通话完毕又收归公用， 通常称之为按申请分配或按需分配。
其二其二是指如何使进入指定时隙的分帧信号处于稳定的是指如何使进入指定时隙的分帧信号处于稳定的工作状态就是使该分帧与其他分帧维持正确的时间工作状态就是使该分帧与其他分帧维持正确的时间关系不致出现相互重叠的现象这就是分帧同步技关系不致出现相互重叠的现象这就是分帧同步技333时分多址tdma方式第41页共59页43一种典型的一种典型的tdmatdma帧结构帧结构pcmtdmpsktdmapcmtdmpsktdma基准分帧基准站前置码到站a到站c到站z分帧周期tpcm数据保护时间载波恢复比特定时独特码基准站分帧数据分帧分帧报头第42页共59页4411基准站分帧基准站分帧基准站分帧中包括载波位定时恢复基准站分帧中包括载波位定时恢复crcr和和btrbtr独特码独特码uwuw站址识别码站址识别码sicsic和指令信号和指令信号cwcw
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4.信 道 分 配 与 交换 制度
（2）按时预分配方式(TPA)
事先知道各地球站间业务量随“时差”及其它 因素作周期性变动时，可约定一天内通道分配作 几次固定的调整。这种方式称为按时预分配方式。 显然其通道利用率比固定时要高，但从每一时刻 看，它仍然是固定分配的。这种方式只适用于大 容量线路，而且多用于国际通信场合。
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4.信 道 分 配 与 交换 制度
按申请分配（DA）
固定分配的主要矛盾是业务量随机变化而通道 的分配却是固定的，两者难以达到很好的匹配。 对于业务量较小且地球站较多的卫星通信网，最 好采用分配可变的制度，即卫星的通道不是或不 完全是固定分配给各站专用的，而是根据地球站 的申请临时分配给其使用，通话完毕又收归公用， 通常称之为按申请分配或按需分配。
其二其二是指如何使进入指定时隙的分帧信号处于稳定的是指如何使进入指定时隙的分帧信号处于稳定的工作状态就是使该分帧与其他分帧维持正确的时间工作状态就是使该分帧与其他分帧维持正确的时间关系不致出现相互重叠的现象这就是分帧同步技关系不致出现相互重叠的现象这就是分帧同步技333时分多址tdma方式第41页共59页43一种典型的一种典型的tdmatdma帧结构帧结构pcmtdmpsktdmapcmtdmpsktdma基准分帧基准站前置码到站a到站c到站z分帧周期tpcm数据保护时间载波恢复比特定时独特码基准站分帧数据分帧分帧报头第42页共59页4411基准站分帧基准站分帧基准站分帧中包括载波位定时恢复基准站分帧中包括载波位定时恢复crcr和和btrbtr独特码独特码uwuw站址识别码站址识别码sicsic和指令信号和指令信号cwcw
《卫星通信原理》PPT课件
降雨、冰晶
C和Ku频段的双极化系统（与系统 配置有关）
大气层中的大气
低仰角时的通信和跟踪
对流层和电离层的折射率起伏 对流层：10GHz以上的频率和低仰 角；
电离层：10GHz以下的频率
地表面、地球表面上的物体 卫星移动业务
传播时延、变化 系统间干扰
对流层、电离层 风管、散射、衍射
精确定时和定位系统，时分复用 多址接入（TDMA）系统
卫星通信系统
收发地球站
卫星通信网络的结构
星形
网格形
卫星通信体制
1）基带信号形式 模拟/数字、信源编码、信源调制、单路/多路、
FDM/TDM、预加重、加密、差错控制等； 2）中频（或射频）调制制度
FM、PSK等； 3）多址联接方式
FDMA、TDMA、SDMA、CDMA等； 4）通道分配与交换制度
卫星通信系统组成（二）
2、水平极化、垂直极化
极化通常是指与电波传播方向垂直的平面内，瞬时电场矢量的方 向。在极化波中，以地平线为准，当极化方向与地面平行时，称 为水平极化。当极化方向与地面垂直时，称为垂直极化。
线极化：水平极化、垂直极化 圆极化：左旋极化、右旋极化
卫星通信系统组成（三）
3、卫星天线
江苏/上海/广东/广西/云南/浙江/四川 /贵州卫视等10套
西藏/陕西/CETV教育/CCTV综合/经 济/国际/军事/农业/英语频道 等10套
中国波束 中国波束 中国波束
11960
左旋圆极化
28800
直播付费业务
中国波束
对地静止轨道
（１）卫星必须以与地球旋转相同的速度 向东运动；
（２）轨道必须是圆形的； （３）轨道的倾角必须为零度。
对地静止轨道
卫星通信设备讲解ppt-课件
卫星通信设备讲解
1 微波天线
1、1喇叭天线
可参照声学喇叭理解其工作原理
结构：横截面可为圆形或矩形，有的内部为波纹结构。从波导到开 口面横截面尺寸逐渐变大。口面越大，方向性越强。
1 微波天线
1、2抛物面天线
抛物面天线是指带有旋转抛物面作为反射面的微波天线。反射 面由金属板或金属网制成。初级辐射器放在抛物面的焦点上。 由此辐射的射线到达抛物面后经反射形成平行射线，即定向辐 射。
3 应急通信天线
3、5可拆卸“静中通”车载卫星通信天线
可拆卸“静中通”车载卫星通信天线，即便安装在不同车辆的、可以方 便拆卸的卫星通天线。可以根据执行任务的公路等级不同，换不同的车型。 像“静中通”车载卫通天线一样，可以快速地开赴现场，投入工作。如下图 所示：
3 应急通信天线
3、6便携式卫通天线
结构举例:平面型,微带贴片 6、4卫星通信设备 网状网VSAT设备 4 天线性能与主要指标 3、7背负式/箱式卫通天线 F为焦点，从F发出的射线，到达抛物面上任一点，理想情况下，反射线均与Z-Z’轴平行，从而构成沿Z-Z’轴向的定向辐射。 4 天线性能与主要指标 结构举例:平面型,微带贴片 利用多馈源构成的多波束天线 1、3抛物面天线原理 接收滤波器：就是一个低通滤波器，就是要有足够大的衰减，因为发射假 2 卫星通信天线的波束覆盖 作用是要阻掉携带的其它噪声，否则 该型天线没有自动跟踪及伺服装置，其使用前需对用户进行培训。
2 卫星通信天线的波束覆盖
采用不同射频产生点波束所需天线口径
2 卫星通信天线的波束覆盖
多波束覆盖
2 卫星通信天线的波束覆盖
2、4赋形波束覆盖
所谓赋形波束覆盖，是指卫星天线系统通过波束形成网络产生与地面通信 区域形状相匹配的天线波束，即该波束在地球表面上的“足印”恰好重合覆 盖在一定表面形状的通信区域上。
1 微波天线
1、1喇叭天线
可参照声学喇叭理解其工作原理
结构：横截面可为圆形或矩形，有的内部为波纹结构。从波导到开 口面横截面尺寸逐渐变大。口面越大，方向性越强。
1 微波天线
1、2抛物面天线
抛物面天线是指带有旋转抛物面作为反射面的微波天线。反射 面由金属板或金属网制成。初级辐射器放在抛物面的焦点上。 由此辐射的射线到达抛物面后经反射形成平行射线，即定向辐 射。
3 应急通信天线
3、5可拆卸“静中通”车载卫星通信天线
可拆卸“静中通”车载卫星通信天线，即便安装在不同车辆的、可以方 便拆卸的卫星通天线。可以根据执行任务的公路等级不同，换不同的车型。 像“静中通”车载卫通天线一样，可以快速地开赴现场，投入工作。如下图 所示：
3 应急通信天线
3、6便携式卫通天线
结构举例:平面型,微带贴片 6、4卫星通信设备 网状网VSAT设备 4 天线性能与主要指标 3、7背负式/箱式卫通天线 F为焦点，从F发出的射线，到达抛物面上任一点，理想情况下，反射线均与Z-Z’轴平行，从而构成沿Z-Z’轴向的定向辐射。 4 天线性能与主要指标 结构举例:平面型,微带贴片 利用多馈源构成的多波束天线 1、3抛物面天线原理 接收滤波器：就是一个低通滤波器，就是要有足够大的衰减，因为发射假 2 卫星通信天线的波束覆盖 作用是要阻掉携带的其它噪声，否则 该型天线没有自动跟踪及伺服装置，其使用前需对用户进行培训。
2 卫星通信天线的波束覆盖
采用不同射频产生点波束所需天线口径
2 卫星通信天线的波束覆盖
多波束覆盖
2 卫星通信天线的波束覆盖
2、4赋形波束覆盖
所谓赋形波束覆盖，是指卫星天线系统通过波束形成网络产生与地面通信 区域形状相匹配的天线波束，即该波束在地球表面上的“足印”恰好重合覆 盖在一定表面形状的通信区域上。
《卫星通信系统》课件
高带宽传输
卫星互联网采用高带宽的卫星 转发器，能够提供高速的互联 网接入服务。
灵活组网
卫星互联网可以根据用户需求 灵活组网，满足不同规模和不
同需求的用户接入需求。
卫星导航定位系统
卫星导航定位系统
利用卫星信号实现导航和定位功能。
高精度定位
卫星导航定位系统可以实现高精度的 定位，满足各种导航和定位需求。
覆盖范围广
卫星电视广播的覆盖范围广泛，可以覆盖全 球或特定区域。
多频道传输
卫星电视广播可以实现多个频道的传输，满 足不同观众的需求。
高质量信号传输
卫星电视广播采用高功率的卫星转发器，能 够实现高质量的信号传输。
卫星移动通信
卫星移动通信
利用卫星转发器实现移动终端（如手机）之间的 通信。
高速数据传输
卫星移动通信可以实现高速数据传输，满足用户 对语音、数据和多媒体通信的需求。
卫星通信与地面移动通信的融合
总结词
融合将带来更加丰富的业务模式和服务体验。
详细描述
通过融合卫星通信和地面移动通信，可以开发出更加丰富的业务模式和服务体验，例如 基于位置的服务、应急通信、物联网应用等。这将为用户带来更加便捷、高效总结词
低轨道卫星通信系统将提供更低延迟、 更高带宽的数据传输服务，满足不断增 长的用户需求。
信道编码原理
信道编码是一种用于提高数据传输可靠性的技术。通过在 数据中添加冗余信息，信道编码可以在接收端检测和纠正 传输过程中的误码。
常见编码方式
常用的信道编码方式包括线性分组码、循环码和卷积码等 。这些编码方式具有不同的特点和适用场景，选择合适的 编码方式可以提高卫星通信系统的性能。
编码增益
信道编码可以在一定程度上提高系统的抗干扰能力，从而 提高通信系统的可靠性。这种由于信道编码而带来的性能 提升称为编码增益。
通信导论卫星通信课件
为了提高星载转发器的可靠性，一些容易失效的模 块或器件都有冗余配置，并配有各种切换开关，以 便在工作单元失效时切换至备用单元 。
通信导论卫星通信课件
16
3.遥测指令分系统
l）遥测部分
此部分主要收集卫星上设备工作的数据，如电流、
电压、温度、传感器信息、气体压力指令证实等信 号。这些数据经处理后送往地面监测中心站。
通信导论卫星通信课件
34
(2)处理转发器
指除了信号转发外，还具有信号处理功能 的转发器。与上述双变频透明转发器相比，处 理转发器只是在两级变频器之间增加了信号的 解调器、处理单元和调制器。先将信号解调， 便于信号处理，再经调制、变频、功率放大后 发回地面。
通信导论卫星通信课件
35
3 卫星通信地面站
卫星通信系统
一.通信卫星 二.同步通信卫星组成
三.卫星通信系统特点 四.卫星通信系统的组成与原理 五.数字卫星通信系统 六.卫星地球站
七.典型数字卫星通信系统介绍
通信导论卫星通信课件
1
一.通信卫星
地球卫星都有自己的运行轨道，这种轨
道有圆形，也有椭圆形，轨道所在的平 面称为轨道面，轨道面都要通过地心。
调
发
路
制
射
复
器
机
用
多
路
调
接
分
制
收
离
器
机
双
双
工
工
器
器
天线 馈电 设备
发
调
多
射
制
路
机
器
复
用
多
接
解
路
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机
器
离
通信导论卫星通信课件
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3.遥测指令分系统
l）遥测部分
此部分主要收集卫星上设备工作的数据，如电流、
电压、温度、传感器信息、气体压力指令证实等信 号。这些数据经处理后送往地面监测中心站。
通信导论卫星通信课件
34
(2)处理转发器
指除了信号转发外，还具有信号处理功能 的转发器。与上述双变频透明转发器相比，处 理转发器只是在两级变频器之间增加了信号的 解调器、处理单元和调制器。先将信号解调， 便于信号处理，再经调制、变频、功率放大后 发回地面。
通信导论卫星通信课件
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3 卫星通信地面站
卫星通信系统
一.通信卫星 二.同步通信卫星组成
三.卫星通信系统特点 四.卫星通信系统的组成与原理 五.数字卫星通信系统 六.卫星地球站
七.典型数字卫星通信系统介绍
通信导论卫星通信课件
1
一.通信卫星
地球卫星都有自己的运行轨道，这种轨
道有圆形，也有椭圆形，轨道所在的平 面称为轨道面，轨道面都要通过地心。
调
发
路
制
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器
机
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多
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天线 馈电 设备
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卫星通信系统基础PPT课件
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轨道位置
2006卫星通信工程师培训
1 概述
1、6 卫星通信的特点
卫星通信的优点 无缝隙覆盖能力 宽域的复杂的网络拓扑构成能力
17
移动性 距离不敏感性
2006卫星通信工程师培训
1 概述
1、6 卫星通信的特点
卫星通信存在的问题 时延问题 高速宽带问题
18
高性能、低误码率问题 网络控制协议优化设计问题 轨道/频谱分配与干扰协调问题
降雨、冰晶
主要影响对象 大约10GHz以上的频率
C和Ku波段的双极化系统（与系统配置有关） 20
折射、大气层的多径 信号闪烁
大气层中的大气
对流层和电离层的 折射率起伏
低仰角时的通信和跟踪
对流层：10GHz以上的频率和低仰角； 电离层：10GHz以下的频率
反射多径、阻挡 传播时延、变化
系统间干扰
地表面、地球表面上的物体 对流层、电离层
2006卫星通信工程师培训
2 卫星通信的电波传播和工作频段
2、1 电波传播
大气吸收损耗
气压＝1个标准大气压
22
温度＝20C 水蒸气含量＝7.5g/m3
频率（GHz）
2006卫星通信工程师培训
总的天顶衰减（分贝）
2 卫星通信的电波传播和工作频段
2、1 电波传播
大气吸收损耗 大气吸收存在两个吸收峰值点：第一个峰值点 在 22.3GHz频率处，主要是由水蒸气(H2O)谐振吸收
11
2006卫星通信工程师培训
1 概述
1、3 卫星通信系统的组网形式
星状网 Star-like network
12
网状网 Mesh-like network
2006卫星通信工程师培训
轨道位置
2006卫星通信工程师培训
1 概述
1、6 卫星通信的特点
卫星通信的优点 无缝隙覆盖能力 宽域的复杂的网络拓扑构成能力
17
移动性 距离不敏感性
2006卫星通信工程师培训
1 概述
1、6 卫星通信的特点
卫星通信存在的问题 时延问题 高速宽带问题
18
高性能、低误码率问题 网络控制协议优化设计问题 轨道/频谱分配与干扰协调问题
降雨、冰晶
主要影响对象 大约10GHz以上的频率
C和Ku波段的双极化系统（与系统配置有关） 20
折射、大气层的多径 信号闪烁
大气层中的大气
对流层和电离层的 折射率起伏
低仰角时的通信和跟踪
对流层：10GHz以上的频率和低仰角； 电离层：10GHz以下的频率
反射多径、阻挡 传播时延、变化
系统间干扰
地表面、地球表面上的物体 对流层、电离层
2006卫星通信工程师培训
2 卫星通信的电波传播和工作频段
2、1 电波传播
大气吸收损耗
气压＝1个标准大气压
22
温度＝20C 水蒸气含量＝7.5g/m3
频率（GHz）
2006卫星通信工程师培训
总的天顶衰减（分贝）
2 卫星通信的电波传播和工作频段
2、1 电波传播
大气吸收损耗 大气吸收存在两个吸收峰值点：第一个峰值点 在 22.3GHz频率处，主要是由水蒸气(H2O)谐振吸收
11
2006卫星通信工程师培训
1 概述
1、3 卫星通信系统的组网形式
星状网 Star-like network
12
网状网 Mesh-like network
2006卫星通信工程师培训