電信傳輸技術(shù)第五章

1、第5章 無(wú)線傳輸技術(shù)5.1 引言5.2 無(wú)線傳輸理論5.3 微波中繼傳輸?shù)幕靖拍?.4 衛(wèi)星傳輸?shù)幕靖拍?5.1 引 言 無(wú)線電通信就是不用導(dǎo)線，而利用電磁波振蕩在空中傳遞信號(hào)，天線就是波源。電磁波中的電磁場(chǎng)隨著時(shí)間而變化，從而把輻射的能量傳播至遠(yuǎn)方。 5.2 無(wú)線傳輸理論5.2.1 無(wú)線電波傳播特性1. 電波傳輸所涉及的地球大氣層 大氣層又叫大氣圈，地球就被這一層很厚的大氣層包圍著。大氣層的空氣密度隨高度而減小，越高空氣越稀薄。大氣層的厚度大約在1000千米以上，但沒(méi)有明顯的界限。整個(gè)大氣層隨高度不同表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，分為對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是星際空間了。 除此

2、之外，還有兩個(gè)特殊的層，即臭氧層和電離層。臭氧層距地面20至30千米，實(shí)際介于對(duì)流層和平流層之間。電離層很厚，大約距地球表面80千米以上。電離層對(duì)電磁波影響很大，我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地面的特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁波的遠(yuǎn)距離通訊。2. 無(wú)線電波的傳播方式和特性 第2章已介紹了無(wú)線電波有4種主要傳播方式，即地波傳播，天波傳播、空間波傳播和散射波傳播。盡管電磁波的波長(zhǎng)不同，其傳播方式和特點(diǎn)也不同，但電磁波在傳播過(guò)程中有以下共同特性： （1）電磁波在均勻介質(zhì)中沿直線傳播。 （2）能量的擴(kuò)散與吸收。 5.2.2 無(wú)線信道噪聲與衰落 我們將信道中不需要的電信號(hào)統(tǒng)稱為噪聲。傳輸系統(tǒng)中沒(méi)有傳輸信號(hào)時(shí)也

3、有噪聲，噪聲永遠(yuǎn)存在于系統(tǒng)中。1. 噪聲的分類噪聲內(nèi)部噪聲外部噪聲熱噪聲散彈噪聲電源噪聲自然噪聲人為噪聲大氣噪聲太陽(yáng)噪聲銀河噪聲工業(yè)噪聲汽車點(diǎn)火圖5-1 噪聲分類圖2. 噪聲指標(biāo)的分配 信道的傳輸質(zhì)量不僅取決于信號(hào)功率的大小，而且與信道中所存在的噪聲功率的大小有關(guān)。在無(wú)線通信系統(tǒng)中是用載噪比來(lái)描述他們之間的關(guān)系。 載噪比是指信號(hào)載波功率與噪聲功率之比。通常用符號(hào)C/N來(lái)表示。載噪比越低，誤碼率就越高，信道的傳輸質(zhì)量就越。 噪聲干擾按其性質(zhì)可以分為固定惡化干擾、恒定惡化干擾和變化惡化干擾，對(duì)噪聲干擾的這種分類法是與數(shù)字無(wú)線信道傳播特點(diǎn)相適應(yīng)的。3. 常見(jiàn)噪聲類型 （1）白噪聲 白噪聲是指在較寬的

4、頻率范圍內(nèi)，各等帶寬的頻帶所含的噪聲能量相等的噪聲。白噪聲的功率譜密度在整個(gè)頻域內(nèi)均勻分布，所有頻率具有相同能量。（2）高斯噪聲 高斯噪聲是指它的概率密度函數(shù)服從高斯分布。（3）高斯白噪聲 如果一個(gè)噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。（4）窄帶高斯噪聲 當(dāng)高斯噪聲通過(guò)以wc為中心角頻率的窄帶系統(tǒng)時(shí)，就可形成窄帶高斯噪聲。4. 衰落原因與分類（1）慢衰落 在無(wú)線信道傳播環(huán)境中，電波在傳播路徑上遇到起伏的山丘、建筑物、樹(shù)林等障礙物阻擋，形成電波的陰影區(qū)，就會(huì)造成信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)中值的緩慢變化，引起衰落，通常把這種現(xiàn)象稱為陰影效應(yīng)，由此引起的衰落又稱為陰影慢衰

5、落。 慢衰落產(chǎn)生的原因：一是路徑損耗，這是慢衰落的主要原因；二是障礙物阻擋電磁波產(chǎn)生的陰影區(qū)，因此慢衰落也被稱為陰影衰落；三是天氣變化、障礙物和移動(dòng)臺(tái)的相對(duì)速度、電磁波的工作頻率等有關(guān)。 （2）快衰落 移動(dòng)臺(tái)附近的散射體（地形，地物和移動(dòng)體等）引起的多徑傳播信號(hào)在接收點(diǎn)相疊加，造成接收信號(hào)快速起伏的現(xiàn)象叫快衰落?？焖ヂ浼?xì)分為： 時(shí)間選擇性衰落（快速移動(dòng)在頻域上產(chǎn)生多普勒效應(yīng)而引起頻率擴(kuò)散） 空間選擇性衰落（不同的地點(diǎn)、不同的傳輸路徑衰落特性不一樣） 頻率選擇性衰落（不同的頻率衰落特性不一樣，引起時(shí)延擴(kuò)散）。 多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)指相對(duì)運(yùn)動(dòng)體之間有電波傳輸時(shí)，其傳輸頻率隨瞬時(shí)相對(duì)距離的縮短和增

6、大而相應(yīng)增高和降低的現(xiàn)象。 無(wú)線電波傳播中的衰落現(xiàn)象及其隨機(jī)性給中繼傳輸帶來(lái)不利的影響，因此，人們?cè)谘芯侩姴▊鞑ソy(tǒng)計(jì)規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出各種對(duì)抗電波衰落的技術(shù)?？顾ヂ浼夹g(shù)一般用分集接收技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 分集接收就是采用兩種或兩種以上的不同的方法接收同一信號(hào)，以減少衰減帶來(lái)的影響，是一種有效的抗衰落的措施。 5. 抗衰落技術(shù)分集接收主要有空間分集和頻率分集。（2）頻率分集 頻率分集是用兩個(gè)以上的頻率同時(shí)傳送一個(gè)信號(hào)，在接收端對(duì)不同頻率的信號(hào)進(jìn)行合成，利用電磁波在不同頻率下的不同行程來(lái)減少或消除影響。 （1）空間分集 空間分集指在接收端架幾副高度不同的天線，利用電磁波到達(dá)各接收天線的不同行程來(lái)減少衰減。

7、這種方法通常應(yīng)用在大通路的微波干線上。 （3）自適應(yīng)均衡技術(shù) 均衡就是接收端的均衡器產(chǎn)生與信道特性相反的特性，用來(lái)抵消信道的時(shí)變多徑傳播特性引起的干擾。均衡可分為時(shí)域均衡和頻域均衡兩種 。5.2.3 無(wú)線電波傳播損耗無(wú)線電波的傳輸頻段見(jiàn)表5.2-11. 常用的無(wú)線電波傳播損耗（1）自由空間傳播損耗通常把電磁波在真空中的傳播稱之為“自由空間傳播”。也就是說(shuō)，把大氣看成為近似真空的均勻介質(zhì)，電磁波沿直線傳播，不發(fā)生反射、折射、繞射和散射等現(xiàn)象，這時(shí)在大氣中的傳播就等效于自由空間傳播，其能量會(huì)因向空間擴(kuò)散而損耗。如示意圖5-6所示：圖5-6自由空間傳播損耗 由電磁場(chǎng)理論可知，若無(wú)方向性（也稱全向天線

8、）天線的輻射功率為PT瓦時(shí)，則距輻射源d米處收點(diǎn)B處的單位面積上的電波平均功率為： 由天線理論知，一個(gè)各向均勻接收的天線，其有效接收面積為： 一個(gè)無(wú)方向性天線在B點(diǎn)收到的功率為： 或自由空間的傳播損耗定義為： 式中，d為收發(fā)天線的距離，f為發(fā)信頻率。 自由空間基本傳播損耗Lp只與頻率f和傳播距離有關(guān)d，當(dāng)頻率增加一倍或距離擴(kuò)大一倍時(shí)，Lp分別增加6 dB 。 若用發(fā)射天線的增益為GT，接收天線的增益為GR 則式上式應(yīng)改寫為： 例5.2.1 某微波傳輸信道，發(fā)射天線的增益為22 dB ，接收天線的增益為18 dB ，收發(fā)距離為14500 Km，載波中心頻率為5.904 GHz。求：(1)該信道的

9、基本傳輸損耗為多少？ (2) 若發(fā)射功率為25 W，接收機(jī)的接收到的功率為多少？例5.2.2 已知發(fā)射功率PT = 1W，發(fā)信頻率f = 3800 MHz，收發(fā)距離為45 Km，GT = 38 dB ，GR = 40 dB ，饋線系統(tǒng)損耗Lr = 1（dB），Lt = 3（dB），求自由空間傳播條件下收信功率。（2）大氣吸收損耗（3）雨霧引起的散射損耗（4）大氣折射的引起損耗（5）電離層、對(duì)流層閃爍引起的損耗（6）多徑傳播引起損耗2. 常用的無(wú)線傳播模型 實(shí)際中，可以按照下述各種特定傳播環(huán)境的傳播模型來(lái)估算電波的傳播損耗。（1）自由空間傳播模型（2）平坦大地的繞射模型 （3）粗糙大地上的傳播模

10、型（4）OKUMURA - HATA模型（5）LONGLEY - RICE（ITS）模型5.2.4 無(wú)線傳輸?shù)亩嘀贩绞?在無(wú)線通信中，許多用戶同時(shí)通話，以不同的無(wú)線信道分隔，防止相互干擾的技術(shù)方式稱為多址方式。根據(jù)信號(hào)的特征有三種多址方式，即：頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）等方式。 時(shí)間頻率FDMA時(shí)間頻率TDMA時(shí)間地址碼CDMA頻率圖5-9 三種多址方式示意圖1. FDMA（頻分多址） FDMA （Frequency Division Multiple Access） 指把信道頻帶分割為若干更窄的互不相交的頻帶（稱為子頻帶），把每個(gè)子

11、頻帶分給一個(gè)用戶專用（稱為地址），這種技術(shù)稱為“頻分多址”技術(shù)。2. TDMA（時(shí)分多址） TDMA（Time Division Multiple Access）是把時(shí)間分割成互不重疊的時(shí)段（幀），再將幀分割成互不重疊的時(shí)隙（信道）與用戶具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，依據(jù)時(shí)隙區(qū)分來(lái)自不同地址的用戶信號(hào)，從而完成的多址連接叫時(shí)分多址。3. CDMA（碼分多址） CDMA(Code Division Multiple Access）通信系統(tǒng)中，不同用戶傳輸信息所用的信號(hào)不是靠頻率不同或時(shí)隙不同來(lái)區(qū)分，而是用各自不同的編碼序列來(lái)區(qū)分，或者說(shuō)，靠信號(hào)的不同波形來(lái)區(qū)分。如果從頻域或時(shí)域來(lái)觀察，多個(gè)CDMA信號(hào)是互相

12、重疊的。 4. 空分多址（SDMA） 空分多址(SDMA)，也稱為多光束頻率復(fù)用。它通過(guò)標(biāo)記不同方位的相同頻率的天線光束來(lái)進(jìn)行頻率的復(fù)用。 5.3 微波中繼傳輸技術(shù) 隨著通信技術(shù)的迅速發(fā)展，微波技術(shù)已成為一門比較成熟的學(xué)科，它在移動(dòng)通信、微波通信、衛(wèi)星通信、雷達(dá)、導(dǎo)航、電子對(duì)抗、計(jì)算機(jī)通信以至于日常生活及醫(yī)療衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代化國(guó)防建設(shè)中發(fā)揮著巨大作用。5.3.1 微波中繼傳輸?shù)幕靖拍?. 微波的定義 微波是一種頻率極高，波長(zhǎng)很短的電磁波。微波的所謂“微”是指其波長(zhǎng)比普通無(wú)線電波波長(zhǎng)更微小。 微波在整個(gè)無(wú)線電波中的位置見(jiàn)表5-1。 頻段名稱波長(zhǎng)范圍頻率范圍頻帶寬度長(zhǎng)波10

13、0010000m30300 KHz270 KHz中波1001000m3003000 KHz2.7 MHz短波10100m330 MHz27 MHz超短波110m30300 MHz270 MHz微波10 cm1m0.33 GHz2700 MHz110cm330 GHz27 GHz110mm30300 GHz270 GHz2. 微波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)（1）具有類似光波的特性。（2）微波波段的頻帶寬、通信容量大（3）適于傳送寬頻帶信號(hào)（4）采用中繼傳輸方式（5）抗干擾能力強(qiáng)3. 微波中繼傳輸線路 微波中繼傳輸主要是解決城市與城市之間、地區(qū)與地區(qū)之間大容量信息的傳輸問(wèn)題，用于長(zhǎng)途電話及電視節(jié)目的傳輸。 （1）

14、微波中繼傳輸線路的組成 由于微波沿直線傳播，不能沿地球表面繞射。所以微波傳輸?shù)奶攸c(diǎn)是每隔50km要設(shè)一個(gè)微波中繼站。微波傳輸靠幾個(gè)甚至幾十個(gè)微波站進(jìn)行無(wú)線電波的發(fā)射和接收，進(jìn)行接力傳送達(dá)到遠(yuǎn)距離通信的目的。 一個(gè)典型的微波中繼傳輸線路示意圖如圖5-13所示，整個(gè)通信鏈路由多個(gè)相距幾十千米的中繼站構(gòu)成，系統(tǒng)中包含了各種類型的微波通信站。圖5-13中的結(jié)點(diǎn)，統(tǒng)稱為微波站，除兩頭的終端站之外，還有大量的中繼站、樞紐站和分路站。終端站終端站中繼站樞紐站分路站圖5-13微波中繼傳輸線路示意圖（2）微波站的主要設(shè)備 微波站的設(shè)備包括天線、收發(fā)信機(jī)、調(diào)制器、多路復(fù)用設(shè)備以及電源設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備等。 最新的

15、微波通信設(shè)備，其數(shù)字系列標(biāo)準(zhǔn)與光纖通信的同步數(shù)字系列（SDH）完全一致，稱為SDH微波。這種新的微波設(shè)備在一條電路上，八個(gè)束波可以同時(shí)傳送三萬(wàn)多路數(shù)字電話（2.4Gbit/s）。 微波天線：微波天線都采用定向天線，增益約為40分貝。目前用得最多的有喇叭拋物面天線和卡塞格林雙反射面天線，如圖5-14所示，用高頻同軸電纜或波導(dǎo)管與發(fā)射機(jī)或接收機(jī)相連。cc主反射面副反射面饋源PEM圖5-14 拋物面天線示意圖發(fā)射機(jī)：發(fā)射機(jī)由調(diào)制器、發(fā)信本地振蕩源、發(fā)信混頻器和微波功率放大器等主要部件組成。 接收機(jī)：接收機(jī)由本地振蕩源、收信混頻器、中頻放大器和解調(diào)器組成。 4. 微波接力傳輸方式 微波接力傳輸系統(tǒng)的中

16、繼方式有兩類。 第一類，是將中繼站收到的前一站信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后，再進(jìn)行調(diào)制，然后放大，轉(zhuǎn)發(fā)至下一站。 第二類是將中繼站收到的前一站信號(hào)，不經(jīng)解調(diào)、調(diào)制，直接進(jìn)行變頻，變換為另一微波頻段，再經(jīng)放大發(fā)射至下一站。終端端局交換中心交換中心交換中心交換中心交換中心端局終端衛(wèi)星通信光纖通信微波通信圖5-15微波、光纖和衛(wèi)星聯(lián)合組網(wǎng)方式圖5-15是一個(gè)微波、光纖、衛(wèi)星一體的通信組網(wǎng)方式示意圖 5. 微波信號(hào)傳輸線路中的余隙概念 收、發(fā)兩微波站間的電波傳播，受到電離層、對(duì)流層影響，環(huán)境的大氣壓力、溫度、濕度等參數(shù)變化。在空間不同高度的波束，其傳播速度會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)上層比下層快，則電波射線往下彎曲，當(dāng)下層比上層

17、傳播快則往上彎曲，如圖5-17所示: 地面反射和大氣折射示意圖。 當(dāng)在設(shè)計(jì)天線高度時(shí)一定要有余隙的計(jì)算。余隙的計(jì)算與等效地球半徑系數(shù)k和第一菲涅爾區(qū)半徑F1有關(guān)。其中k主要隨氣象變化而受影響； F1與電波反射波長(zhǎng)、地面反射點(diǎn)距兩微波天線距離等有關(guān)，計(jì)算公式為： 式中表示微波工作波長(zhǎng)（m）；d1表示反射點(diǎn)離發(fā)射天線距離（m）；d2表示反射點(diǎn)離接收天線距離（km）；d表示收、發(fā)天線間距離(d=d1+d2)（km）。余隙計(jì)算如下：當(dāng)?shù)孛娣瓷湎禂?shù)較小時(shí)。線路(山區(qū)、城市、森林等地區(qū))天線不能太低，否則會(huì)使大氣折射電波向下彎曲，這時(shí)k=2/3，hc0.3F1當(dāng)?shù)孛娣瓷湎禂?shù)較大的線路，如水面、稻田等地區(qū)，

18、余隙不能太小。這時(shí)，余隙標(biāo)準(zhǔn)為：K=4/3(標(biāo)準(zhǔn)大氣)，hc1.0F1。當(dāng)K=(余隙較大)，hc1.35 F1，則 0.3 F1 (K=2/3) 1.0 F1 (K4/3) 1.35 F1 (K) hc=5.3.2 SDH大容量數(shù)字微波傳輸系統(tǒng) 20世紀(jì)90年代隨著電信傳輸技術(shù)的發(fā)展，同步數(shù)字系列SDH技術(shù)在數(shù)字微波傳輸中逐步取代了原來(lái)使用的準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH，SDH可以應(yīng)用于光纖傳輸系統(tǒng)，也適用于微波傳輸，使其成為新一代大容量的微波通信系統(tǒng)。SDH傳輸體制規(guī)范了數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速度等級(jí)、接口碼型等特性。1. SDH傳輸系統(tǒng)的組成 一個(gè)實(shí)用的STM-4速率SDH傳輸系統(tǒng)的組成

19、如圖5-18所示。 圖5-18 STM-4速率SDH傳輸系統(tǒng)的組成 支路信號(hào)（TR）是要傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)，它們可以是PDH基群到四次群信號(hào)，也可以是SDH的低次群信號(hào)。終端復(fù)用器（TM）在網(wǎng)絡(luò)的終端站點(diǎn)上，將輸入的低次群信號(hào)復(fù)用成高速率的合路信號(hào)STM-4后，送入微波傳輸線路，或從STM-4的信號(hào)中分離出低速支路信號(hào)。STM-4是由4個(gè)STM-1按字節(jié)復(fù)接而成，1個(gè)STM-1同步傳輸模塊的速率為155. 520 M bit/s。再生中繼器（REG）采用基帶中繼方式，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行抽樣、判決和再生整形，以達(dá)到不積累線路噪聲和干擾的影響，保證線路上傳送信號(hào)波形的完好性。分插復(fù)用器（ADM）或數(shù)字

20、交叉連接設(shè)備（SDXC）用于需上下話路的轉(zhuǎn)接站點(diǎn)處，以避免PDH傳輸系統(tǒng)中多級(jí)復(fù)用設(shè)備成對(duì)連接的復(fù)雜性。 2. SDH數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)的容量 我國(guó)規(guī)定，SDH數(shù)字微波系統(tǒng)可采用以下的容量系列。（1）51. 840Mbit/s (STM-0或STM- RR)，表示容量為51.840 M bit/s的同步數(shù)字系列，即傳送微波傳輸接力系統(tǒng)零階同步傳送模塊（STM-0）的標(biāo)稱速率。（2）155. 520M bit/s (STM-1)，表示容量為155.520Mbit/s的同步數(shù)字系列，即傳送微波傳輸接力系統(tǒng)一階同步傳送模塊（STM-1）的標(biāo)稱速率。（3）2155.520Mbit/s ( 2STM-1

21、)，表示容量為2155.520Mbit/s的同步數(shù)字系列，即傳送二倍的微波傳輸接力系統(tǒng)一階同步傳送模塊（2STM-1）的標(biāo)稱速率。（4）4155.520Mbit/s (4STM-1)，表示容量為4155. 520Mbit/s的同步數(shù)字系列，即傳送4倍微波傳輸接力系統(tǒng)一階同步傳送模塊（4STM-1）的標(biāo)稱速率。（5）622. 080Mbit/s (STM-4 )，表示容量為622.080Mbit/s的同步數(shù)字系列，即傳送微波傳輸接力系統(tǒng)四階同步傳送模塊（STM-4）的標(biāo)稱速率 其中第一種速率是根據(jù)SONET的規(guī)范和微波及衛(wèi)星傳輸時(shí)頻帶較窄的特點(diǎn)確定的，SDH的基本傳輸速率為155.520Mbit

22、/s，而很多情況下，業(yè)務(wù)需求并不需要這么高的傳輸速率。為了促進(jìn)SDH網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)必須能支持低于STM-1的速率。一個(gè)合適的接口速率為51.840Mbit/s，稱做STM-0速率或子STM-1速率，這個(gè)速率與SONET的STS-1速率一致。5.3.3 微波傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)調(diào)制技術(shù)2.交叉極化干擾抵消技術(shù) 3.自適應(yīng)均衡技術(shù) 4.高線性功率放大器和自動(dòng)發(fā)射功率控制（ATPC）5.4 衛(wèi)星傳輸技術(shù) 衛(wèi)星傳輸技術(shù)是在微波中繼傳輸和航天技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興的通信傳輸技術(shù)。它是微波傳輸向太空的延伸，采用的是微波頻段。5.4.1衛(wèi)星傳輸?shù)幕靖拍?. 衛(wèi)星通信 衛(wèi)星通信是指利用人

23、造衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線電信號(hào)，在多個(gè)地球站之間進(jìn)行的通信。由于作為中繼站的衛(wèi)星離地面很高，所以經(jīng)過(guò)一次中繼轉(zhuǎn)接之后即可進(jìn)行長(zhǎng)距離的通信。 用于實(shí)現(xiàn)通信目的的人造地球衛(wèi)星被稱為通信衛(wèi)星。按衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道劃分，通信衛(wèi)星又分為靜止衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）和運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星（非同步衛(wèi)星）。 靜止衛(wèi)星與地球的相對(duì)位置關(guān)系如圖5-19所示。 圖5-19 同步通信衛(wèi)星2. 衛(wèi)星通信的特點(diǎn) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)以通信衛(wèi)星為中繼站。與其他的通信系統(tǒng)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)。（1）通信距離遠(yuǎn)，通信成本與距離無(wú)關(guān)（2）以廣播方式工作，便于實(shí)現(xiàn)多址聯(lián)接（3）通信容量大，傳送的業(yè)務(wù)種類多（4）性能穩(wěn)定可靠由于衛(wèi)星通信的特殊性，也帶來(lái)了技術(shù)上的特

24、殊性：需要采用先進(jìn)的空間電子技術(shù)；需要解決信號(hào)傳播時(shí)延帶來(lái)的影響；需要解決衛(wèi)星的姿態(tài)控制問(wèn)題還必須解決星蝕、地面微波系統(tǒng)與衛(wèi)星系統(tǒng)的干擾等問(wèn)題，這些都是保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件。3. 衛(wèi)星通信使用的頻率 目前，大多數(shù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)選擇在表5-2所示的頻段工作。表5-2 衛(wèi)星通信的主要工作頻段： 目前大部分國(guó)際通信衛(wèi)星尤其是商業(yè)衛(wèi)星使用C頻段，即6/4GHz頻段（上行頻率為6GHz，下行頻率為4GHz），轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬為500MHz，國(guó)內(nèi)區(qū)域性通信衛(wèi)星多數(shù)也應(yīng)用該頻段 。5.4.2衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)1. 衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)的基本組成圖5-20是一個(gè)最簡(jiǎn)單的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng) 圖5-20所示的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)包括如

25、下幾個(gè)基本部分： （1）控制與管理系統(tǒng) ：它是保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要組成部分。它的任務(wù)是對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測(cè)量，控制其準(zhǔn)確進(jìn)入軌道上的指定位置，衛(wèi)星正常運(yùn)行后，需定期對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行軌道修正和位置保持 （2）星上系統(tǒng)：通信衛(wèi)星內(nèi)的主體是通信裝置，其保障部分有星體上的遙測(cè)指令、控制系統(tǒng)和能源裝置等。通信衛(wèi)星的主要作用是無(wú)線電中繼，星上通信裝置包括轉(zhuǎn)發(fā)器和天線。 （3）地球站：地球站是衛(wèi)星通信的地面部分，用戶通過(guò)它們接入衛(wèi)星線路，進(jìn)行通信。地球站一般包括天線、饋線設(shè)備、發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備、信道終端設(shè)備、天線跟蹤伺服設(shè)備、電源設(shè)備。2. 同步衛(wèi)星通信系統(tǒng) 同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)由同步通信衛(wèi)星、地球站和控制中心三部分組成。（1）同步通信衛(wèi)星 同步通信衛(wèi)星由衛(wèi)星天線分系統(tǒng)、衛(wèi)星通信分系統(tǒng)、衛(wèi)星電源分系統(tǒng)、跟蹤遙測(cè)指令分系統(tǒng)和控制分系統(tǒng)五部分組成。如圖5-21所示。圖5-21 通信衛(wèi)星的組成框圖 衛(wèi)星天線分系統(tǒng)：衛(wèi)星天線有兩類：遙測(cè)指令天線和通信天線。 衛(wèi)星通信分系統(tǒng)：衛(wèi)星通信分系統(tǒng)是通信衛(wèi)星的核心部分 。 衛(wèi)星電源分系統(tǒng)：為了保證衛(wèi)星的工作時(shí)間必須有充足的能源，衛(wèi)星上的能源主要來(lái)源有兩部分：太陽(yáng)能和蓄電池。 蹤遙測(cè)指令分系統(tǒng)：該系統(tǒng)包括遙測(cè)和指令兩大部 分，此外還有應(yīng)用于衛(wèi)星跟蹤的信標(biāo)發(fā)射設(shè)備。 控制分系統(tǒng)：控制分系統(tǒng)由一系列機(jī)械或電