现代通信技术概论 卫星通信系统
卫星通信
4.2 通信卫星的组成及部分功能
通信卫星主要有两部分组成：
有效载荷：装载于卫星上用于完成通信任务的仪器设备的总称。
卫星公用舱：用于安装固定有效载荷的服务系统。
二、卫星公用舱的组成——五个分系统组成。
Ⅰ姿态和轨道控制系统——Aocs（Attitude and orbit control subsystem）
重叠区设置中继站，可实现全球通卫星通信。
第二阶段：实用阶段
1964年，美国人成功发射了“辛康姆”卫星——事件标志着卫星通信进入实 用阶段，标志性体现在：
1、成功的进行了电话和电视的传输试验。 2、向美国国内传播在日本东京举行的奥运会。 第三阶段：商用阶段
由于卫星通信带来的巨大经济效益。卫星通信商用化逐渐提上了议事日程。
第四章 卫星通信系统的组成
4.1 卫星通信系统的组成 一个完整的卫星通信系统由空间段、地面段和用户段三部分组成：
一、空间段：也称空间分系统，通常是指通信卫星，研究的重点
二、地面段：一般包括地球站群，测控系统和监控中心
1、地球站群：包括一个中央地球站和若干个普通地球站，中央站和普通站之
间采用高度集中的星形网络结构
的“闪电”号卫星及实现全球通信三颗同步卫星）
2、国内卫星通信系统——为本国提供卫星业务的系统 3、区域卫星通信系统——低轨卫星。（用于特殊服务，地质勘测，海洋勘探等）
二、按卫星业务分类 1、卫星固定业务：向现有的电话网（PSTN）和有线电视网（CATV） 提供卫星链路，用来传输语音信号和电视信号。
S
Sun
Earth Satellite
E
E
Td=2d/c=0.27s
为消除0.27s的时间延迟，必须增加回波抵消器，大大增加了星上设备的复杂
学习现代通信技术概论的认识与体会
JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY学习《现代通信技术概论》的认识与体会学院：电气信息工程学院专业：电子信息工程班级：xxxxxxxxxxxxxxxxx姓名：xxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxxxxx指导老师：张维玺设计时间: ______2013年6月21 日_______学习《现代通信技术概论》的认识与体会摘要：21世纪是一个信息社会，信息交流已成为人们生活的基本需要。
现代通信系统是信息时代的生命线，通信是推动人类社会文明、进步与发展的巨大动力。
人类社会是建立在信息交流的基础上的，所以人们总是离开信息的传递，古代的人力、马力以及烽火台，到现代社会的文字、书信、电报、电话、传真、电视以及电子邮件等，尽管通信的方式各种各样，传递的内容千差万别，但都有一个共性，那就是进行信息的传递。
因此，通信的任务就是要克服信息源与接收者之间在地里上的障碍，迅速而准确的传递信息。
但是，随着社会的发展和技术的进步，人们对传递信息的要求越来越高，人类通信交流的方式越来越复杂。
由于用电的方式能使消息几乎在任意距离上实现迅速、有效、准确、可靠地传递。
In the 21st century is an information society, information exchange has become the basic needs of people's life. Modern communication system is the lifeline of the information age, communication is to promote the development of human social civilization and progress and great power. Is based on the information exchange on the basis of human society, so people always leave the information transmission, the ancient human, horsepower, and beacon tower, to the modern society of words, letters, telegraph, telephone, fax, television and email, despite all kinds of communication way, pass the content of the differ in thousands ways, but there is a common, that is to transfer information. Communication task, therefore, is to overcome the obstacle of the information source and the receiver in the field between, rapid and accurate information. However, with the development of the society and the progress of technology, people more and more high requirement for transfer of information, human communication means of communication is more and more complex. Because of the way electricity can make the news almost at any distance to realize rapid, effective, accurate and reliable transmission.关键词：通信技术；光纤通信；卫星通信；计算机通信一、《现代通信技术概论》主要内容通过本学期《现代通信技术概论》的学习，让我们对现代通信技术有了一定的认识和了解。
通信工程卫星概论分解
移动卫星通信 全球覆盖的移动卫星通信海事卫星通信系统Inmarsat是全球覆盖的 移动卫星通信，目前工作的为第三代海事通信卫星，它们分布在大西 洋东区和西区、印度洋区和太平洋区，第四代Inmarsat一4卫星，已于 2005年3月发射了第一颗卫星，另一颗卫星亦准备发射，它们分别定 点在64。E和53。W，具有一个全球波束，l9个宽点波束，228个窄点波 束，采用数字信号处理器。有信道选择和波束成形功能。 全球覆盖的低轨道移动通信卫星有“铱星”(Iridium）和全球星 (Globalstar），“铱星”系统有66颗星，分成6个轨道，每个轨道有11颗 卫星，轨道高度为765km，卫星之间、卫星与网关和系统控制中心之 间的链路采用ka波段，卫星与用户间链路采用L波段。2005年6月底铱 星用户达12．7万户，在卡特里娜飓风灾害时”铱星”业务流量增加30 倍，卫星电话通信量增加5倍。 全球星（Globalstar）有48颗卫星组成，分布在8个圆形倾斜轨道平面内， 轨道高度为1 389km，倾角为52度。用户数逐年稳定增长，成本下降， 2005年比2004年话音用户增长。
•
•
• 短波频率范围 • 电离层最高可反射40MHz的频率，最低可反射1.5MHz的频率。根据这 一特性，短波工作频段被确定为1.6MHz - 30MHz。 • 短波传播途径 • 短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。 • 如前所述，地波沿地球表面传播，其传播距离取决于地表介质特性。 海面介质的电导特性对于电波传播最为有利，短波地波信号可以沿海 面传播1000公里左右；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而 且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗 小，干燥沙石地面衰耗大）。短波信号沿地面最多只能传播几十公里。 地波传播不需要经常改变工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天 波传播是不同的。 • 短波的主要传播途径是天波。短波信 号由天线发出后，经电离层反 射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很 远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。但天波是很不 稳 定的。在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效 应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信 的效果。
现代通信技术概论-完整版
区分敌人的进攻方向
东
南
两个比特表示四个信息
西
北
n比特可表示的信息数为2n
可以传送２个消息
（０ １）
２1
可以传送４个消息
（００ ０１ １０ １１）
２2
２3
１０１ １１０ １１１）
可以传送８个消息
（０００ ００１ ０１０ １００ ０１１
可以传送１６个消息
２4
（3）ITU对电信的定义
国际电信联盟 (International Telecommunication Union -- ITU)
– 数字系统：每秒所传输的位数来计量(bit/s)
• ADSL上网的速率: 上行：0.54Mbit/s 下载： 8Mbit/s • 以太网上网的速率: 10Mbit/s 、100Mbit/s 到桌 面
宽带：2Mbit/s 作为划分点
1.2 电信技术的发展
电信技术的发展简史 我国电信的现状 电信的发展趋势
87第5章 移动通信 885.1 移动通信概述 885.1.1 什么是移动通信 895.1.2 无线通信系统的组成 895.1.3 移动通信的特点 915.1.4 移动通信的工作方式 925.1.5 移动通信中的多址方式 935.1.6 移动通信服务区体制 965.1.7 我国蜂窝移动通信系统的频率分配 985.2 GSM移动通信系统 995.2.1 GSM网络系统的组成 1015.2.2 GSM的网络结构 1035.2.3 移动电话的编号方式 1055.2.4 数字移动台的构成 1075.2.5 GSM无线接口信令 1105.3 CDMA移动通信系统 1115.3.1 码分多址技术的基本原理 1135.3.2 扩频通信的基本原理 1145.3.3 码分多址直接序列扩频通信系统 1165.3.4 CDMA系统的主要优势 1175.4 第三代移动通信系统 1175.4.1 3G发展概述 1185.4.2 3G标准 1195.4.3 3G标准比较 1205.4.4 3G通信业务应用 1215.5 其他移动通信系统简介 1215.5.1 无线寻呼系统 1215.5.2 集群调度系统 1225.5.3 小灵通系统简介 1235.5.4 大灵通系统简介 1245.6 实做项目及教学情境 124小结 126思考题与练习题
大学现代通信技术概论复习资料
第一章1. 通信的发展分为3个阶段：语言和文字通信阶段；电通信阶段；电子信息时代。
2. 通信系统的模型：信源，发送设备，信道，接收设备，信宿，噪声源。
3. 通信系统的分类：按通信内容：语音通信、数据通信、图像通信、多媒体通信。
按信号特征：模拟通信系统、数字通信系统。
按传输介质分：有线通信（双绞线、同轴电缆、光纤通信）、无线通信（短波、微波、卫星）。
4. 信息是人们在人类社会和自然界中需要传递、交换、存储和提取的抽象内容。
5. 信号的分类：确知信号和随机信号；周期信号和非周期信号；数字信号和模拟信号。
6. 最简单的数字信号是二元码或二进制码。
从信号电压是否占满整个符号持续期分为归零码和不归零码。
7. 信息处理的主要目的有：提高有效性；提高抗干扰性；改善主观感觉效果；对信息进行识别和分类；分离和选择信息。
8. 信息处理需要进行以下几方面：信源编码；加密；信道编码。
9. 信道是指以介质传输为基础的信号通路。
10.噪声的分类：按照来源分：人为噪声和自然噪声。
按性质来分：脉冲噪声、窄带噪声、起伏噪声。
11.信道的分类：传输介质：明线、双绞线、同轴电缆、光纤、微波通信、卫星通信；通信方式：单工通信、半双工通信、全双工通信；传输方式：串行传输、并行传输；同步方式：异步传输、同步传输；复用方式：频分复用、时分复用、码分复用、波分复用。
12.通信系统的性能指标有两个：传输速率和差错率。
13.构成通信网组成的基本要素（硬件）是：终端设备、传输链路、转接交换设备。
14.通信网的拓扑结构：星形网、树形网、网状网、环形网、总线形网、复合形网。
15.传统通信网络由传输、交换、终端3大部分组成。
16.通信协议有以下三个要素：语义：需要发出何种控制信息、完成何种协议以及作出何种应答，通俗地说是“讲什么”。
语法：数据与控制信息的结构或格式等，“怎么讲”。
同步：规定事件实现顺序的详细说明，即确定通信状态的变化和过程。
17.协议分层的优点：①各层之间相互独立；②灵活性好，任何一层发生变化，只要接口关系保持不变，其他各层均不受影响；③结构上可以隔开，各层都可以采用最合适的技术来实现；④易于实现和维护。
现代通信技术概论-完整版
•
153小结
•
154思考题与练习题
2020/1/31
•
第7章 微波通信和卫星通信
•
1577.1 微波通信
•
1577.1.1 微波通信的概念和特点
•
1597.1.2 数字微波通信系统
•
1617.1.3 微波站设备
•
1667.1.4 微波的传播特性与补偿技术
•
1727.1.5 数字微波通信技术的发展及应用
•
1366.2.4 光纤的传输特性
•
1396.2.5 光缆
•
1416.3 光纤通信系统
•
1416.3.1 光源与光发送机
•
1426.3.2 光电检测器与光纤数字接收机
•
1436.3.3 中继器
•
1446.3.4 光纤通信系统的码型
•
1456.4 SDH
•
1456.4.1 SDH的产生
•
1476.4.2 SDH的帧格式和速率
47思考题与练习题
•
49第4章 数据通信
•
504.1 数据通信概述
•
504.1.1 数据、信号与信息
•
514.1.2 系统组成
•
534.1.3 数据通信网络互连
•
574.1.4 通信协议
•
604.2 数据传输
•
604.2.1 传输方式
•
644.2.2 数字数据编码
•
664.2.3 数据通信系统的主要质量指标
– 1969年5月17日，决定5月17日定为“世界电信 日”。
• ITU对电信的定义
– 利用有线、无线的电磁系统或者光电系统，传输 、发射、接收或者处理语音、文字、数据、图像
现代通信技术概论(崔健双工业出版社)
(b) 周期脉冲信号
18
信号的频域特性
信号的频域特性表达的是信号幅度和相位随频 率变化的规律。
F(f) A π 0 f1 f O an/a0
2π x
(a)周期正弦信号的频谱
(b)周期脉冲信号的频谱
19
周期脉冲信号的频谱分析
根据傅立叶级数理论，任意周期函数u(t)均可分 解为直流分量和无限多个正弦及余弦分量之和。
2
第1章 绪论
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 通信发展简史 信号与通信 通信系统的模型与指标 通信系统的分类 通信系统的传输方式 通信信道 调制与解调
3
1.1 通信发展简史
现代通信源于西方科技的发展与进步，通信发 展史也是一部人类科技进步史。 我国通信事业经历了从早期非常落后到后来跨 越式发展的变化历程，目前已经处于世界先进国 家行列。 了解通信发展史将有助于我们更深入地认识过 去、把握现状、展望未来。
33
1.4.2 按照传输信号的特性分
模拟通信系统：优点是简单直观；缺点是抗干 扰能力弱，噪声积累无法彻底消除。 数字通信系统：
抗干扰能力强：可消除噪声累积现象，适于远 距离传输； 易加密：对数字信号加密容易处理； 便于集成化、智能化：采用计算机技术 占用较宽频带： 4kHz VS 64kHz 技术较复杂
未导致系统产生新的谐波频率的失真称为线性 失真，否则称为非线性失真。
26
噪声叠加导致信号幅度失真
信号
噪声
信号叠 加噪声
27
1.3 通信系统的模型与指标
通信系统的一般模型：
噪声
信源 信宿
发送设备 接收设备 信道
接收设备 发送设备
信宿 信源
现代通信概论：卫星通信
卫星通信上下行通信频率
政府、军事：x频段的8／7GHz频段
上行频率为7.9GHz～8.4GHz 下行频率为7.25~7.75GHz。
这样，将民间卫星通信频段和政府部门、军事 部门卫星通信频段分开，可以避免相互之间的 干扰。
5.4.1概述
波通信系统。
5.4.1概述
卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、 水面和大气层）利用空中人造通信卫星作为 中述
2．卫星的轨道 卫星通信的轨道 （1）轨道形状 圆形：地球的中心处于圆形轨道的圆心 椭圆形：地球的中心应处于椭圆轨道一个焦点上 （2）卫星轨道倾角 赤道轨道：卫星轨道平面与地球赤道平面重合，
多颗静止卫星）
5.4.2卫星通信的发展及应用
1．卫星通信的发展 卫星通信概念的提出可以追溯到1945年，英
国空军雷达军官阿瑟．克拉克在《无线电世 界》上发表了“地球外的中继站”，最先提 出了利用静止卫星进行通信的设想，约20年 之后，人类就实现了这个设想。
下面分别介绍国际上卫星通信的发展和我国 的发展。
一是在国际卫星通信系统中，如果两个相距甚远，分别 位于两个卫星覆盖区内，而处于它们的“共视区”之外 的地球站之间的通信，必须采用双跳工作方式才能进行 卫星通信，参见图5-28(a)所示情况。
二是在被同一颗卫星所覆盖的、卫星通信“星形网络” 远、近地球站之间的通信，必须采用如图5-28 (b)所示 的双跳工作方式才能进行卫星通信。注意，图5-28 (b) 中的中央主站，就是星形网络的中心结点。
ku 频段的14／11GHz频段
上行频率为14～14.5GHz 下行频率为11.7～12.2GHz， 或为10.95～11.2GHz和11.45GHz～11.7GHz 并已用于卫星通信和卫星广播业务中。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
6.1 概述
卫星通信是指设置在地球上（包括地面、水面 和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造 地球卫星作中继站转发或反射无线电波，在两 个或多个地球站之间进行的通信。
卫星通信是在地面微波中继通信和空间电子技 术的基础上发展起来的一种通信方式，它是宇 宙无线通信的主要形式之一，也是微波通信发 展的一种特殊形式。
地面段
22
6.1.5 卫星通信系统的分类
按照卫星的运动状态（制式），可分为静止卫 星通信系统和非静止卫星通信系统，非静止卫 星通信系统又可进一步分为随机运动卫星通信 系统和相位运动卫星通信系统。
按照卫星的通信覆盖区范围，可分为全球卫星 通信系统、国际卫星通信系统、国内卫星通信 系统和区域卫星通信系统。
的相互干扰要小。
8
6.1.3 卫星通信的工作频段
卫星通信的频段范围
卫星通信的频率范围一般选在微波频段 （300MHz ~ 300GHz）。
微波频段的特点是：有较宽的频谱，可以获得 较大的通信容量；天线增益高、尺寸小；现有 的微波通信设备稍加改造就可以利用。此外， 考虑到卫星处于电离层之外的外层空间，而微 波频率恰恰能够较容易地穿透电离层。
20
6.1.4 卫星通信系统的组成
电源分系统
➢ 通信卫星的电源除要求体积小、重量轻、效率 高之外，最主要的还应在其寿命期内保持输出 足够的电能。
➢ 在宇宙空间，阳光是最重要的能源，在有光照 时，主要使用太阳能电池产生功率；当卫星处 于发射状态或处于地球阴影区时，使用蓄电池 来保证电源功率。
21
6.1.4 卫星通信系统的组成
18
6.1.4 卫星通信系统的组成
跟踪、遥测和指令（TT&C）分系统
➢ 跟踪设备用来为地球站跟踪卫星发送信标。 ➢ 遥测部分用来对所有的卫星分系统进行监测，
获得有关卫星姿态及星内各部分工作状态等的 数据，经放大、多路复用、编码、调制等处理 后，通过专用的发射机和天线发给地面的 TT&C站。 ➢ 指令部分专门用来接收和译出TT&C站发给卫 星的指令，控制卫星的运行。
4
6.1.1 卫展简史
1957年10月，前苏联成功发射了世界上第一颗低轨人 造地球卫星Sputnik。
1958年，美国宇航局发射了“SCORE”卫星，并通过 该卫星广播了美国总统圣诞节祝词。
1962年，美国电话电报公司发射了“电星” ，它可进 行电话、电视、传真和数据的传输。
23
6.1.5 卫星通信系统的分类
按照卫星的结构，可分为无源卫星通信系统 （被动卫星通信系统）和有源卫星通信系统 （主动卫星通信系统）。
按照多址方式，可分为频分多址卫星通信系 统、时分多址卫星通信系统、码分多址卫星 通信系统、空分多址卫星通信系统、混合多 址卫星通信系统等。
按照所传输信号的体制，可分为模拟卫星通 信系统和数字卫星通信系统。
9
6.1.3 卫星通信的工作频段
微波频段
频率范围 （GHz）
微波频段
频率范围 （GHz）
微波频段
频率范围 （GHz）
L
1~2
K
18 ~ 26
E
60 ~ 90
S
2~4
Ka
26 ~ 40
W
75 ~ 110
C
4~8
Q
33 ~ 50
D
110 ~ 170
X
8 ~ 12
U
40 ~ 60
G
140 ~ 220
Ku
14
6.1.4 卫星通信系统的组成
单变频转发器
15
6.1.4 卫星通信系统的组成
双变频转发器
16
6.1.4 卫星通信系统的组成
星上处理转发器
17
6.1.4 卫星通信系统的组成
天线分系统
➢ 天线分系统承担 了接收上行链路 信号和发射下行 链路信号的双重 任务。
➢ 卫星天线分为遥 测指令天线和通 信天线两类。
1964年8月，美国发射了首颗静止轨道的通信卫星“辛 康姆3号”（SYNCOM-3），并利用它成功地进行了电 话、电视和传真的传输试验。
1965年4月，INTELSAT把原名为“晨鸟” 的第1代 “国际电信卫星” 射入地球静止轨道。
1970年4月24日，我国在酒泉卫星发射中心成功地发 射了第一颗人造地球卫星“东方红一号”。
24
6.1.5 卫星通信系统的分类
按照用户性质，可分为商用卫星通信系统、专 用卫星通信系统和军用卫星通信系统。
12 ~ 18
V
50 ~ 75
Y
220 ~ 325
10
6.1.4 卫星通信系统的组成
11
6.1.4 卫星通信系统的组成
空间段
12
通信卫星的组成
13
6.1.4 卫星通信系统的组成
通信分系统 ➢ 卫星上的通信分系统又称为转发器，它实 际上是一个提供卫星发射天线和接收天线 之间链路连接的设备，是构成卫星通信的 中枢，其功能是使卫星具有接收、处理并 重发信号的能力。 ➢ 转发器按照变频方式和传输信号形式的不 同可分为单变频转发器、双变频转发器和 星上处理转发器。
19
6.1.4 卫星通信系统的组成
控制分系统
➢ 控制分系统（CS）由一系列机械的或电子的可 控调整装置组成，在TT&C站的指令控制下完 成对卫星轨道位置、姿态、工作状态等的调整 与控制。
➢ CS需要完成两种控制，即姿态控制和位置控制。 姿态控制主要是保证天线波束始终对准地球， 同时确保太阳能电池帆板始终对准太阳。位置 控制用来消除天体引力产生的摄动影响，使卫 星与地球的相对位置保持固定。
6
6.1.2 卫星通信的特点
通信时延较长 通信链路易受外部条件影响 存在星蚀和日凌中断现象
7
6.1.3 卫星通信的工作频段
选择工作频段时考虑的因素
工作频段的电磁波应能轻易穿透电离层； 电波传播损耗应尽可能地小； 天线系统引入的外部噪声要小； 有较宽可用频带，与地面现有的通信系统的兼
容性要好，且相互间的干扰要小； 星上设备重量要轻，消耗的功率要小； 尽可能地利用现有的通信技术和设备； 与其他通信、雷达等电子系统或电子设备之间
现代通信技术概论
第6章 卫星通信系统
6.1 概述 6.2 卫星运行轨道 6.3 卫星通信的多址方式 6.4 VSAT系统 6.5 卫星导航定位系统
2
6.1 概述
6.1.1卫星通信发展简史 6.1.2卫星通信的特点 6.1.3卫星通信的工作频段 6.1.4卫星通信系统的组成 6.1.5卫星通信系统的分类