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卫星通信的组成
卫星通信的组成
卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。
1. 卫星端：卫星通信的重要组成部分，包括通信卫星、跟踪遥测指令系统和控制系统等。
通信卫星上装有天线分系统、转发器分系统、电源分系统、跟踪遥测指令分系统和控制分系统。
2. 地面端：地面端通常包括地面卫星控制中心和地面卫星测控站。
地面卫星控制中心对在轨卫星进行跟踪、遥测、遥控，根据业务需要对卫星进行灵活有效的操作，包括轨道控制、位置保持、启用和关闭转发器等。
3. 用户端：用户端包括各类用户终端设备，如手持终端、车载终端、机载终端、固定终端等。
这些终端设备通过与卫星或地面站进行通信，实现语音、数据、图像等信息的传输。
在卫星通信系统中，卫星作为中继站，在地面站之间转发信号，实现远距离的通信。
地面端负责对卫星进行控制和管理，并与用户端进行通信。
用户端则通过各种终端设备接收和发送信息。
随着技术的不断发展，现代卫星通信系统还包括了星间链路、多星组网等技术，以提高通信的可靠性、覆盖范围和容量。
同时，卫星通信也与其他通信技术相结合，形成了更加多样化和高效的通信方式。
卫星通信系统概述-文档资料
• 解决边远地区通信服务、企业专网、洲际通信、 国防通信，与地面通信网结合解决广域无缝覆盖。
15
1.4 卫星通信的特点
卫星移动通信和地面移动通信的关系： 卫星移动通信系统能扩大地面移动通信的地理
和业务覆盖范围，除提供常规的移动通信业务 外，还可向空中、海面和复杂地理结构的地面 区域的各类移动用户提供服务。 从应用来讲，地面移动通信网主要集中在高业 务量的应用环境，而卫星移动通信系统最适合 于低业务量地区、航海、航空及地面网欠发达 地区的应用环境，并且在地面网络过载或发生 故障时作为其迂回网络。
换言之，卫星通信是在地球站上，包
括地面、水面和大气层中的无线电通信站 之间，利用人造卫星作为中继站进行的通 信。
卫星通信是个人通信网的组成部分，
是地面通信网的补充。
2
1.1 卫星轨道
假设地球是质量均匀分布的圆球体，忽略 太阳、月球和其它行星的引力作用，卫星运动 服从开普勒(Kepler)三大定律。
（8）现有卫星通信系统为适应新技术发展和系统对容量的 更大要求形成了新的演变方案，如Iridium系统将其运行 的卫星数目从66颗增加至96颗。
（9）天地网络不断融合。卫星通信与有线电视、宽带互联 网、移动互联网等融合。
（10）新技术广泛应用。如星上交换与处理、多波速天线等。
24
附录：通信卫星的分类
300~3000吉赫(GHz)
10
1.3 卫星通信的工根作据IE频EE段521-2002标准，L
<<<<1223>>>>频段综LSCX工。合作具上频 频 频 频：体述段段段段地要：：：：说求1468，，.///6247目应/1GGG前将.HHH5zzz大卫雷Z也波电导频卫采K句K通3是时和为的电是段范即展7率频比EGi0aa多星.g达使段波航带星用话常HI7用又高1无视M指。围英的代波R受段较KBz5m数的主等用是波系，地，说用KPH作是频线领aeC据频而则语”表段甚特国。大XG~波较e波卫z工要波。这指段统在面且，于电航（电域1波I~H、率在为中着也高高际，KE用用用。段d大段星作3应段个频。等卫站一z该卫u台空波。HE段现无在某7的被Km频频有多0，于于于的，波(通频EF~用，0范率可。星应直的波星1及和，特通，在线8些“称(（关采1）上MMMM8V频加段5信段~：是1围在被电用被正段通电航常高常频~广路场e作2HUH法用SSS1不.行率上卫2系选x1中频SSS1的用2视中广上直信FHz视海用频的率泛由合37律赋t-同频，，，~的G)范K星e2F统G在0G继率是频于广，泛方接。2台 的于 主下为使n、中0H）保 形/u的率GGG频HH围2单是微0d、4GD指率播该使(高波z广沟移要行3EEE0用无，zK是z护波2是~为e段。为AH转0选的波OOO)卫标频。和频用于段8d-G播通动用频,的线X0指，束aBz，7卫卫卫。XG”2发K择无频~H星的b波准带各段。K接.，频通于、率，7波蓝鼠9波H覆13电u星星星o多z器波~线在段~通无2段，0类首收波波z同道信短卫为表v段牙标长4盖离8~0测测测数的e功段电以或信0线的X小先.天段10段。和途星7示中、)等4范，G控控控一，波8M.率。波下特、频2型被线，的G广通“G的H围卫H。。。5段换段一波频高H率Hz效频~播信扩zX星。zz般，，
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1.4 卫星通信的特点
卫星移动通信和地面移动通信的关系： 卫星移动通信系统能扩大地面移动通信的地理
和业务覆盖范围，除提供常规的移动通信业务 外，还可向空中、海面和复杂地理结构的地面 区域的各类移动用户提供服务。 从应用来讲，地面移动通信网主要集中在高业 务量的应用环境，而卫星移动通信系统最适合 于低业务量地区、航海、航空及地面网欠发达 地区的应用环境，并且在地面网络过载或发生 故障时作为其迂回网络。
换言之，卫星通信是在地球站上，包
括地面、水面和大气层中的无线电通信站 之间，利用人造卫星作为中继站进行的通 信。
卫星通信是个人通信网的组成部分，
是地面通信网的补充。
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1.1 卫星轨道
假设地球是质量均匀分布的圆球体，忽略 太阳、月球和其它行星的引力作用，卫星运动 服从开普勒(Kepler)三大定律。
（8）现有卫星通信系统为适应新技术发展和系统对容量的 更大要求形成了新的演变方案，如Iridium系统将其运行 的卫星数目从66颗增加至96颗。
（9）天地网络不断融合。卫星通信与有线电视、宽带互联 网、移动互联网等融合。
（10）新技术广泛应用。如星上交换与处理、多波速天线等。
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附录：通信卫星的分类
300~3000吉赫(GHz)
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1.3 卫星通信的工根作据IE频EE段521-2002标准，L
<<<<1223>>>>频段综LSCX工。合作具上频 频 频 频：体述段段段段地要：：：：说求1468，，.///6247目应/1GGG前将.HHH5zzz大卫雷Z也波电导频卫采K句K通3是时和为的电是段范即展7率频比EGi0aa多星.g达使段波航带星用话常HI7用又高1无视M指。围英的代波R受段较KBz5m数的主等用是波系，地，说用KPH作是频线领aeC据频而则语”表段甚特国。大XG~波较e波卫z工要波。这指段统在面且，于电航（电域1波I~H、率在为中着也高高际，KE用用用。段d大段星作3应段个频。等卫站一z该卫u台空波。HE段现无在某7的被Km频频有多0，于于于的，波(通频EF~用，0范率可。星应直的波星1及和，特通，在线8些“称(（关采1）上MMMM8V频加段5信段~：是1围在被电用被正段通电航常高常频~广路场e作2HUH法用SSS1不.行率上卫2系选x1中频SSS1的用2视中广上直信FHz视海用频的率泛由合37律赋t-同频，，，~的G)范K星e2F统G在0G继率是频于广，泛方接。2台 的于 主下为使n、中0H）保 形/u的率GGG频HH围2单是微0d、4GD指率播该使(高波z广沟移要行3EEE0用无，zK是z护波2是~为e段。为AH转0选的波OOO)卫标频。和频用于段8d-G播通动用频,的线X0指，束aBz，7卫卫卫。XG”2发K择无频~H星的b波准带各段。K接.，频通于、率，7波蓝鼠9波H覆13电u星星星o多z器波~线在段~通无2段，0类首收波波z同道信短卫为表v段牙标长4盖离8~0测测测数的e功段电以或信0线的X小先.天段10段。和途星7示中、)等4范，G控控控一，波8M.率。波下特、频2型被线，的G广通“G的H围卫H。。。5段换段一波频高H率Hz效频~播信扩zX星。zz般，，
卫星通信系统
（2）按需分配方式。按需分配（DA）方式是一种分配可变的 制度，这个可变是指按申请进行变化的信道分配。根据信道分配 可变的程度不同，按申请分配制度又 可分为以下几种类型：收端 可变、发端固定的DA方式；收端固定、发端可变的DA方式；收、 发可变DA方式；动态分配；随机分配。
2. 多址技术
可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址 （CDMA）和空分多址（SDMA）。
（3）卫星转发器。卫星转发器常分为透明转发器和处理转发 器两种。
①透明转发器。透明转发器也称非再生转发器，包括单变频 转发器和双变频转发器两种。
单变频转发器是目前使用最多的一种转发器，如图4-7（a） 所示。双变频转发器的结构如图4-7（b）所示。
②处理转发器。处理转发器是指除了具有转发功能之外，还 具有处理功能的转发器，其结构如图4-7（c）所示。
4.2 多址及随机多址访问方式
①固定预分配（FPA）方式。固定预分配是指按事先规定半永 久性地分配给每个地球站固定数量的信道，这样各地球站只能各 自在特定的信道上完成与其他地球站的通信，其他地球站不得占 用该信道。如图4-10（a）所示。
②按时预分配（TPA）方式。事先知道了各地球站间业务随时 间的变化规律，那么在一天内可按约定对信道做几次固定的调整， 这种方式就是按时预分配（TPA）方式。
4.5～5 3.5
4.5～5.5
0.6～2.4 1.2～11
0.6～32
最小（G/T）值/（ dB/K）
35.0（原40.7） 37.0（原39）
31.7
29.0 34.0 27.0 29.0
22.7 2 500 22.7
5.5 16
5.5～16
业务
电话、数据、TV、IDR、IBS 电话、数据、TV、IDR、IBS 电话、数据、TV、IDR、IBS
2. 多址技术
可分为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址 （CDMA）和空分多址（SDMA）。
（3）卫星转发器。卫星转发器常分为透明转发器和处理转发 器两种。
①透明转发器。透明转发器也称非再生转发器，包括单变频 转发器和双变频转发器两种。
单变频转发器是目前使用最多的一种转发器，如图4-7（a） 所示。双变频转发器的结构如图4-7（b）所示。
②处理转发器。处理转发器是指除了具有转发功能之外，还 具有处理功能的转发器，其结构如图4-7（c）所示。
4.2 多址及随机多址访问方式
①固定预分配（FPA）方式。固定预分配是指按事先规定半永 久性地分配给每个地球站固定数量的信道，这样各地球站只能各 自在特定的信道上完成与其他地球站的通信，其他地球站不得占 用该信道。如图4-10（a）所示。
②按时预分配（TPA）方式。事先知道了各地球站间业务随时 间的变化规律，那么在一天内可按约定对信道做几次固定的调整， 这种方式就是按时预分配（TPA）方式。
4.5～5 3.5
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0.6～2.4 1.2～11
0.6～32
最小（G/T）值/（ dB/K）
35.0（原40.7） 37.0（原39）
31.7
29.0 34.0 27.0 29.0
22.7 2 500 22.7
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5.5～16
业务
电话、数据、TV、IDR、IBS 电话、数据、TV、IDR、IBS 电话、数据、TV、IDR、IBS
卫星通信的基本概念和分类
卫星通信的基本概念和分类一、卫星通信的定义卫星通信是指利用人造卫星作为中继站来转发无线电波，在两个或多个地面站之间所进行的通信。
卫星通信系统由卫星转发器和地球站组成，其中卫星转发器负责接收来自地球站的信号，并将其放大、变频后再转发回地球站，从而实现远距离通信。
二、卫星通信的分类1.按卫星轨道位置：可分为静止卫星通信和中低轨道卫星通信。
静止卫星通信利用位于地球赤道上空的卫星，实现全球覆盖和通信。
中低轨道卫星通信则利用位于地球中低轨道的卫星，实现区域覆盖和通信。
2.按通信频段：可分为L频段（1-2GHz）、S频段（2-4GHz）、C频段（4-8GHz）、Ku频段（10-15GHz）和Ka频段（20-30GHz）等。
不同频段的无线电波具有不同的传播特性和抗干扰能力。
3.按卫星通信系统的结构：可分为单星型、双星型和多星型。
单星型系统只有一个卫星转发器，实现简单的点对点通信。
双星型系统有两个卫星转发器，可实现具有一定覆盖范围的区域通信。
多星型系统则由多个卫星转发器组成，可实现全球覆盖和通信。
三、卫星通信的优点1.覆盖范围广：卫星通信不受地理条件的限制，可实现全球覆盖和通信。
2.通信容量大：卫星通信系统可以利用多个频段和多颗卫星，实现高速数据传输和大容量通信。
3.可靠性高：卫星通信系统具有较高的可靠性和稳定性，适用于各种重要场合和应急通信。
4.灵活性好：卫星通信系统具有较好的灵活性和适应性，可根据不同需求进行定制和优化。
四、卫星通信的应用案例1.含例1：国际卫星通信。
国际卫星通信是利用卫星转发器实现跨国或跨洲的语音、数据和视频传输。
例如，通过国际卫星电话进行远程医疗、灾害救援等紧急通信。
2.含例2：区域卫星通信。
区域卫星通信是利用中低轨道卫星实现一定区域内的通信和信息传输。
例如，通过移动卫星车或便携式卫星电话为野外作业提供实时通信支持。
3.含例3：国内卫星通信。
国内卫星通信是利用静止卫星或中低轨道卫星实现国内范围内的通信和信息传输。
卫星通信简介..
2、国外卫星通信的发展
按轨道高度的划分：
低轨(LEO)卫星移动系统：～1000km~ 中轨(MEO)卫星通信系统：5000～15000km 同步轨道(GEO)卫星通信系统：35786.6km 高椭圆轨道 (HEO) 卫星通信系统：远地点＞ 40000km
距离地球 1500km~5000km 和 13000km~20000km 有两个强 辐射带，对电器器件的破坏力极大，卫星轨道应避开此区 域。此区域被称为范艾伦辐射带。
1、卫星通信的基本概念
卫星通信的优点：
（1）通信距离远（卫星单跳最大通信距离达1800km ），且费
用与距离无关 （2）覆盖面积大（1颗卫星覆盖地球表面42%）三颗同步卫星 即可覆盖全球，可进行多址通信 （3）通信频带宽，传输容量大 （4）通信线路稳定可靠（畅通率在99.8%以上 ），经济效益高 （5）系统容量大，可提供多种通信业务，从而使通信业务向多 样化和综合化方向发展，实现区域及全球个人移动通信 （6）在使用静止轨道的同时，也可使用中、低轨道卫星，使业 务性能更优良。
• 2.0-4.0，S，移动业务、指令传输；
• 4.0-8.0(4/6)，C，固定业务；
• 8..0-12.0，X；
• 12.0-18.0(12/14)，Ku，固定、DSS业务； • 18.0-24.0，K ；24.0-30.0，Ka； • 33.0-50.0，Q ； 50.0-75.0，V。
1、卫星通信的基本概念
全球星系统
2、国外卫星通信的发展
目前,运行于地球低轨道( 1000 km 以下
) 的人造地球卫星,包括成像侦察卫星、 电子侦察卫星、海洋监视卫星和商业 遥感卫星,有很多都直接或间接用于军 事目的。随着卫星在现代战争中的作 用日益增强,了解和认识当前的低轨道 卫星十分必要。
卫星通信基本概念及其系统组成
功能：接收和发送卫星信 号
组成：天线、发射机、接 收机、调制解调器等
作用：实现卫星通信与地 面通信的连接
应用：广播电视、电话、 互联网等通信领域
功能：负责卫星的运行控制、状态监测和故障处理 设备：包括计算机、通信设备、监控设备等 操作人员：负责卫星的运行监控和故障处理 通信方式：通过地面站与卫星进行通信实现对卫星的控制和监测
卫星：作 为通信的 中继站负 责接收和 转发信号
地面站： 负责与卫 星通信包 括发射和 接收信号
通信链路： 连接卫星和 地面站的通 信线路包括 上行链路和 下行链路
信号处理 设备：负 责信号的 编码、解 码、调制 和解调等 处理
网络管理设 备：负责网 络的管理和 控制包括路 由选择、流 量控制等
用户终端： 负责接收 和发送信 号包括手 机、电脑 等设备
覆盖范围广：全球范 围内都可以实现通信
传输速度快：数据传 输速度比地面通信快
抗干扰能力强：不受 地面电磁干扰影响
保密性好：不易被窃 听和干扰
稳定性高：不受天气、 地形等因素影响
建设成本高：需要发射 卫星和建设地面站等基 础设施
卫星类型：通信卫星、导航卫星、遥感卫பைடு நூலகம்等 卫星功能：通信、导航、遥感、气象等 卫星轨道：地球同步轨道、中地球轨道、低地球轨道等 卫星寿命：根据不同类型和用途寿命从几年到几十年不等
卫星通信技术将更加注重与地面通信技术的融合实现天地一体化通信
卫星通信技术将更加注重与物联网、大数据、人工智能等技术的融合实现智能化、自动化和 数字化
卫星通信技术将更加注重环保和可持续发展实现绿色通信和可持续发展
卫星通信系统架构：包括卫星、地面站、 用户终端等
用户终端：包括固定终端、移动终端、 便携终端等
卫星通信简介ppt课件
卫星通信的特点
5、可以与接收无线电信号
通信分系统：接收、处理并重发信号。（转发器）
电源分系统：为卫星提供电能，包括太阳能电池、 蓄电池和配电设备。
跟踪遥测指令分系统：
跟踪部分用来为地球站跟踪卫星发送信标
遥测部分用来在星上测定并给地面的TTC站发 送的有关卫星姿态、星上各部件工作状态的数据
➢ 组网灵活，建设周期短（经济活跃时，优势明显） ➢ 非对称信道 ➢ 网状指挥、控制（司令部与单兵） ➢ 面向用户（更好地交互）
卫星通信的缺点
➢ 同步轨道卫星： 通信时延大 通信端站体积大 设备价格高 操作复杂
➢ 中、低轨道卫星： 系统复杂，使用费用高
➢ 政策、通信安全方面 ➢ 易受恶意干扰和攻击
1#站
信信 号号 设识 计别
2#站
信信 号号 设识 计别
3#站
一个无线电信号可以用若干个参量（指广义的参量，
下同）来表征，最基本的是：信号的射频频率，信号 出现的时间以及信号所处的空间
目前卫星通信系统主要多址
按 射
预分配
按需分配
随机接入
频 多
CDMA
CDMA
CDMA 码分多址
址
联 接
SDMA
SDMA
信息调制波频谱 扩频调制后频谱
fc-Rc
fc-Rd fc fc+Rd
频率 fc+Rc
扩频原理示意图
fc为中心频率 Rc为码速率 Rd为数据速率
码分多址方式（CDMA）
CDMA方式的优点是：具有较强的抗干扰能力；有 一定的保密能力；改变地十比较灵活。
缺点是：要占用很宽的频带，频带利用率一般较低； 要选择数量足够的可用地址码组较为困难；接收时，对 地址码的捕获与同步需有一定时间。CDMA方式特别适 用于军事卫星通信系统及小容量的系统。
卫星通信基础知识简介
➢ 对高纬度地区通
信业务
信覆盖效果差
➢ 从一颗星向另一颗星切换时 ➢ 地面设备大，成
，需要电路中继保护措施
本高，机动性差
➢ 需要多普勒移频率补偿功能 ➢ 要用星上处理技
➢ 地球站必须从一颗星跟踪到
术和大功率发射
及大口径天线
另一颗星，所以系统至少需
要两副天线和一套跟踪设备
➢ 地面设备比较大，成本高
➢ 卫星天线必须有波束定位控
和信标。
➢ 通信天线
全球波束天线
点波束天线
赋形波束天线
范晓晴
5 November 2015
13
转发器
➢ 是通信卫星中直接起中继站作用的部分。
要求：以最小的附加噪声和失真，足够的工作频带和输出功率业为
各地球站有效可靠地转发无线电信号。
➢ 透明转发器
对收到的信号只进行低噪声放大、变频、功率放大，对频带内
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信业务
信覆盖效果差
➢ 从一颗星向另一颗星切换时 ➢ 地面设备大，成
，需要电路中继保护措施
本高，机动性差
➢ 需要多普勒移频率补偿功能 ➢ 要用星上处理技
➢ 地球站必须从一颗星跟踪到
术和大功率发射
及大口径天线
另一颗星，所以系统至少需
要两副天线和一套跟踪设备
➢ 地面设备比较大，成本高
➢ 卫星天线必须有波束定位控
和信标。
➢ 通信天线
全球波束天线
点波束天线
赋形波束天线
范晓晴
5 November 2015
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转发器
➢ 是通信卫星中直接起中继站作用的部分。
要求：以最小的附加噪声和失真，足够的工作频带和输出功率业为
各地球站有效可靠地转发无线电信号。
➢ 透明转发器
对收到的信号只进行低噪声放大、变频、功率放大，对频带内
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用户段：各种用户终端
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。
空间段
地面段
用户段
补充： 卫星通信系统工作方式
•单跳工作方式(只经卫星一次转发)
春分
秋分
（3）电波的传播时延较大且存在回波干扰。 （4）卫星通信系统技术复杂。 （5）静止卫星通信在地球高纬度地区通信效 果不好，并且两极地区为通信盲区。
1.1.3 卫星通信系统的组成和分类
1.卫星通信系统的组成 卫星通信系统通常由通信卫星、通信地球站分
系统、跟踪遥测及指令分系统，以及监控管理分系
星蚀现象发生在每年春分和秋分前后各23天， 每天当卫星星下点进入当地时间午夜前后。
春分
秋分
静止卫星的日凌中断
卫星处在太阳与地球之间，地球站的天线对准卫 星的同时，也对准了太阳，这样大量的太阳噪声进入 地球站接收设备，导致通信中断。
日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后， 当卫星星下点进入当地时间中午前后。
4、下行链路指通信卫星将信号转发到其它地球 站的通信路径。
当卫星运行轨道较高时，相距较远的两个地球站可同时“看”到卫星， 这样就可采用立即转发方式。
只用一颗卫星就能实现立即转发通信，这种系统称为立即转发式卫 星通信系统。
1.1.2 卫星通信的特点
优点： （1）通信距离远，且费用与通信距离无关。 （2）覆盖面积大，可进行多址通信。 （3）通信频带宽，传输容量大。 （4）机动灵活。 （5）通信链路稳定可靠，传输质量高。
(1)地球站与空间站之间的通信； (2)各空间站之间的通信； (3)通过空间站的转发或反射进行的各地球站之 间的通信。 把第三种形式的空间通信称为卫星通信，这里 说的地球站是指设在地球表面(包括地面、海洋或大 气层)的通信站。
几个概念
1、对地非静止卫星： 相对于地球表面上的任一点，卫星的位置不
断地变化。又称运动卫星。
三部分。
空间段
主要是卫星本身。星体包括两大子系统：
有效载ห้องสมุดไป่ตู้——天线分系统、通信分系统(转发器) 空间平台——遥测指令分系统、控制分系统和电源分系统等
地面段(地球站群)
典型的地面段即地球站，通信地球站由天线馈线设备、发射 设备、接收设备、信道终端设备等组成。还包括监控中心： 地面卫星控制中心（SCC, Satellite control center）及其跟踪、 遥测和指令站（TT&C, Tracking, telemetry and command station）。
2、对地静止卫星： 相对于地球表面上的任一点，卫星的位置保
持固定不变。
➢ 静止轨道必须具备以下三个条件： 卫星绕地球公转的方向和周期与地球自转的方 向和周期相同(T=23:56:4.09)； 轨道面与赤道面重合； 轨道是圆轨道。
注意：静止卫星与同步卫星的区别
3、上行链路：从地球站发射信号到通信卫星所 经过的通信路径。
统四部分组成。
其作用是对在轨道上的卫星的通信性能 其控上道正及通器频运作制的、参后功频行用卫指位数的率率和是星定置进例、和工对准位、行行天带作卫确置姿业监线宽。星地，态务测增等进进并进开与益，行入对行通控、以跟静卫监前制地保踪止星视的，球证测轨的和监其发通量道轨校测中射信，和包功卫业括率星务转、正开发射常
局限性：
（1）通信卫星使用寿命较短。
*部件故障导致的不可修复 *推进剂携带量有限
控制卫星入轨 推进剂的应用 轨道位置保持
姿态保持
（2）存在日凌中断和 星蚀现象。
图1-4 静止卫星的日凌中断和星蚀现象
静止卫星的星蚀
卫星、地球、太阳共处在一条直线上，且地球挡住了阳光, 静止卫星处于地球的阴影区，导致卫星上的太阳能电池无法 正常工作。
•双跳工作方式及示意图(经卫星两次转发) 双星双跳 单星双跳
卫星通信系统工作方式
A: 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: 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。
2.卫星通信系统的分类
归纳起来可以从不同角度进行分类： (1)按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类 卫星通信系统； (2)按通信覆盖区的范围，分为国际、国内和区 域3类卫星通信系统； (3)按用户性质，分为公用(商用)、专用和军用 3类卫星通信系统； (4)按业务分为固定业务(FSS)、移动业务 (MSS)、广播业务(BSS)、科学实验及其它业务(如教 学、气象、军事等)卫星通信系统；
第１章 卫星通信概述 第２章 卫星通信基本技术 第３章 卫星通信链路设计 第４章 卫星通信网 第５章 移动卫星通信系统
第1章 卫星通信概述
➢ 1.1 卫星通信的基本概念和特点 ➢ 1.2 卫星通信地球站 ➢ 1.3 通信卫星（组成、轨道及星座设计） ➢ 1.4 卫星通信工作频段的选择及电波传输 的特点 ➢ 1.5 卫星通信的发展
由一颗包或括多地颗球通站信和卫通星信组业成务，控在制空中中对 发来的心信，号其起中中有继天放馈大设和备转、发发作射用机。、每 颗通信接卫收星机均、包信括道收终发端天、线跟、踪通与信伺转发 器、跟服踪系遥统测等指。令、控制和电源等分系 统。
图1-5 卫 星通信系 统的组成
系统组成另一种说法
卫星通信系统的组成还可以分为空间段、地面段和用户段
卫星通信系统指利用人造地球卫星在地球站之间进行通 信的通信系统。
通信卫星指用于实现通信目的的人造卫星。 卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波接 力向太空的延伸。
• 图1-1 卫星通信过程示意图
通常以空间飞行器或通信转发体为对象的无线 电通信称为空间通信(宇宙通信)，它包括三种形式：
1.1 卫星通信的基本概念和特点
1.1.1 卫星通信的基本概念 卫星是指在围绕行星的轨道上运行的天然天体或人造
天体，如月球是地球的卫星。
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电 波，在两个或多个地球站之间进行的通信。其无线电波频率 使用微波频段(300 MHz～300 GHz，即波段1 m～1 mm)。
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。
空间段
地面段
用户段
补充： 卫星通信系统工作方式
•单跳工作方式(只经卫星一次转发)
春分
秋分
（3）电波的传播时延较大且存在回波干扰。 （4）卫星通信系统技术复杂。 （5）静止卫星通信在地球高纬度地区通信效 果不好，并且两极地区为通信盲区。
1.1.3 卫星通信系统的组成和分类
1.卫星通信系统的组成 卫星通信系统通常由通信卫星、通信地球站分
系统、跟踪遥测及指令分系统，以及监控管理分系
星蚀现象发生在每年春分和秋分前后各23天， 每天当卫星星下点进入当地时间午夜前后。
春分
秋分
静止卫星的日凌中断
卫星处在太阳与地球之间，地球站的天线对准卫 星的同时，也对准了太阳，这样大量的太阳噪声进入 地球站接收设备，导致通信中断。
日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后， 当卫星星下点进入当地时间中午前后。
4、下行链路指通信卫星将信号转发到其它地球 站的通信路径。
当卫星运行轨道较高时，相距较远的两个地球站可同时“看”到卫星， 这样就可采用立即转发方式。
只用一颗卫星就能实现立即转发通信，这种系统称为立即转发式卫 星通信系统。
1.1.2 卫星通信的特点
优点： （1）通信距离远，且费用与通信距离无关。 （2）覆盖面积大，可进行多址通信。 （3）通信频带宽，传输容量大。 （4）机动灵活。 （5）通信链路稳定可靠，传输质量高。
(1)地球站与空间站之间的通信； (2)各空间站之间的通信； (3)通过空间站的转发或反射进行的各地球站之 间的通信。 把第三种形式的空间通信称为卫星通信，这里 说的地球站是指设在地球表面(包括地面、海洋或大 气层)的通信站。
几个概念
1、对地非静止卫星： 相对于地球表面上的任一点，卫星的位置不
断地变化。又称运动卫星。
三部分。
空间段
主要是卫星本身。星体包括两大子系统：
有效载ห้องสมุดไป่ตู้——天线分系统、通信分系统(转发器) 空间平台——遥测指令分系统、控制分系统和电源分系统等
地面段(地球站群)
典型的地面段即地球站，通信地球站由天线馈线设备、发射 设备、接收设备、信道终端设备等组成。还包括监控中心： 地面卫星控制中心（SCC, Satellite control center）及其跟踪、 遥测和指令站（TT&C, Tracking, telemetry and command station）。
2、对地静止卫星： 相对于地球表面上的任一点，卫星的位置保
持固定不变。
➢ 静止轨道必须具备以下三个条件： 卫星绕地球公转的方向和周期与地球自转的方 向和周期相同(T=23:56:4.09)； 轨道面与赤道面重合； 轨道是圆轨道。
注意：静止卫星与同步卫星的区别
3、上行链路：从地球站发射信号到通信卫星所 经过的通信路径。
统四部分组成。
其作用是对在轨道上的卫星的通信性能 其控上道正及通器频运作制的、参后功频行用卫指位数的率率和是星定置进例、和工对准位、行行天带作卫确置姿业监线宽。星地，态务测增等进进并进开与益，行入对行通控、以跟静卫监前制地保踪止星视的，球证测轨的和监其发通量道轨校测中射信，和包功卫业括率星务转、正开发射常
局限性：
（1）通信卫星使用寿命较短。
*部件故障导致的不可修复 *推进剂携带量有限
控制卫星入轨 推进剂的应用 轨道位置保持
姿态保持
（2）存在日凌中断和 星蚀现象。
图1-4 静止卫星的日凌中断和星蚀现象
静止卫星的星蚀
卫星、地球、太阳共处在一条直线上，且地球挡住了阳光, 静止卫星处于地球的阴影区，导致卫星上的太阳能电池无法 正常工作。
•双跳工作方式及示意图(经卫星两次转发) 双星双跳 单星双跳
卫星通信系统工作方式
A: 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: 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。
2.卫星通信系统的分类
归纳起来可以从不同角度进行分类： (1)按照卫星制式，分为随机、相位和静止3类 卫星通信系统； (2)按通信覆盖区的范围，分为国际、国内和区 域3类卫星通信系统； (3)按用户性质，分为公用(商用)、专用和军用 3类卫星通信系统； (4)按业务分为固定业务(FSS)、移动业务 (MSS)、广播业务(BSS)、科学实验及其它业务(如教 学、气象、军事等)卫星通信系统；
第１章 卫星通信概述 第２章 卫星通信基本技术 第３章 卫星通信链路设计 第４章 卫星通信网 第５章 移动卫星通信系统
第1章 卫星通信概述
➢ 1.1 卫星通信的基本概念和特点 ➢ 1.2 卫星通信地球站 ➢ 1.3 通信卫星（组成、轨道及星座设计） ➢ 1.4 卫星通信工作频段的选择及电波传输 的特点 ➢ 1.5 卫星通信的发展
由一颗包或括多地颗球通站信和卫通星信组业成务，控在制空中中对 发来的心信，号其起中中有继天放馈大设和备转、发发作射用机。、每 颗通信接卫收星机均、包信括道收终发端天、线跟、踪通与信伺转发 器、跟服踪系遥统测等指。令、控制和电源等分系 统。
图1-5 卫 星通信系 统的组成
系统组成另一种说法
卫星通信系统的组成还可以分为空间段、地面段和用户段
卫星通信系统指利用人造地球卫星在地球站之间进行通 信的通信系统。
通信卫星指用于实现通信目的的人造卫星。 卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波接 力向太空的延伸。
• 图1-1 卫星通信过程示意图
通常以空间飞行器或通信转发体为对象的无线 电通信称为空间通信(宇宙通信)，它包括三种形式：
1.1 卫星通信的基本概念和特点
1.1.1 卫星通信的基本概念 卫星是指在围绕行星的轨道上运行的天然天体或人造
天体，如月球是地球的卫星。
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电 波，在两个或多个地球站之间进行的通信。其无线电波频率 使用微波频段(300 MHz～300 GHz，即波段1 m～1 mm)。