移動與衛(wèi)星通信概論

移動通信與衛(wèi)星通信楊立偉yangliwei@...anyquestionsarewelcome!1目前一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點本課目標(biāo)講授現(xiàn)代移動與衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本概念、基本技術(shù)和基本原理

非理論基礎(chǔ)，內(nèi)容新、范圍廣2目前二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點目錄第1章

移動與衛(wèi)星通信概論第2章

信道的傳播特性與抗衰落技術(shù)第3章

衛(wèi)星鏈路設(shè)計第4章

組網(wǎng)技術(shù)第5章

FDMA模擬蜂窩網(wǎng)

第6章

TDMA數(shù)字蜂窩網(wǎng)第7章

CDMA移動通信系統(tǒng)第8章

衛(wèi)星通信多址聯(lián)接第9章

未來移動3目前三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點知識掌握掌握現(xiàn)代移動通信的基本概念初步了解其發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢掌握移動信道的一些基本概念和初步定量分析方法掌握衛(wèi)星鏈路設(shè)計的基本概念了解現(xiàn)代移動通信新技術(shù)了解GSM系統(tǒng)了解CDMA移動通信系統(tǒng)了解衛(wèi)星多址聯(lián)接技術(shù)4目前四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點學(xué)習(xí)方法主動聽課廣泛閱讀勤于思考輕松活潑5目前五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點參考書移動通信李建東郭梯云鄔國揚西安電子科技大學(xué)出版社移動通信原理GordonL.Stuber著，裴昌幸聶敏岳安軍譯電子工業(yè)出版社2004年第一版。無線通信原理與應(yīng)用TheodoreS.Rappaport著,蔡濤譯 電子工業(yè)出版社1999年第一版。第三代蜂窩移動通信系統(tǒng)—WCDMA，張平等編著，北京郵電大學(xué)出版社2000年第一版。衛(wèi)星通信系統(tǒng)與技術(shù)陳振國楊鴻文

衛(wèi)星通信（第二版）——國外電子與通信教材系列

(美)普拉特6目前六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點考試問題開卷考試閉卷考試大作業(yè)?7目前七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信——第一課概述

8目前八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信概述移動通信的基本概念

移動通信的主要特點移動通信系統(tǒng)的分類典型移動通信系統(tǒng)移動通信的基本技術(shù)

移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

第一代移動通信系統(tǒng)第二代移動通信系統(tǒng)第三代移動通信系統(tǒng)移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化9目前九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的基本概念

至少有一方處于移動狀態(tài)下進(jìn)行信息交換的通信就叫做移動通信。換句話說，移動通信解決因為人的移動而產(chǎn)生的動中通問題。

終端的移動性：手機、車載臺個人的移動性：SIM/UIM卡方式支持的業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)的移動性：

通信網(wǎng)的智能化和無線化使三者統(tǒng)一起來。10目前十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的基本概念

11目前十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的主要特點必須利用無線電波傳輸信息，傳播特性差傳播環(huán)境復(fù)雜：多徑效應(yīng)和陰影效應(yīng)造成電波傳播的幅度衰落和時延擴展用戶高速移動：多普勒頻移造成電波傳播特性的快速隨機變化工作于復(fù)雜的干擾環(huán)境外部干擾：天電、機電和信道熱噪聲系統(tǒng)內(nèi)部和不同系統(tǒng)之間的干擾：鄰道、同信道、互調(diào)、多址和遠(yuǎn)近效應(yīng)12目前十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的主要特點網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜

用戶注冊和登記，鑒權(quán)和計費，安全和保密可利用的頻譜資源有限，而通信業(yè)務(wù)量的需求與日俱增

用戶容量問題，業(yè)務(wù)容量問題移動通信設(shè)備必須適用于移動環(huán)境13目前十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信系統(tǒng)的分類按工作方式分類---單工雙工(TDD,FDD)半雙工按多址方式分類---FDMA,TDMA,CDMA,SDMA按信號形式分類---模擬網(wǎng)和數(shù)字網(wǎng)按覆蓋范圍分類---城域網(wǎng)局域網(wǎng)和個域網(wǎng)按業(yè)務(wù)類型分類---電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)、多媒體按服務(wù)特性分類---專用網(wǎng)、公用網(wǎng)按使用環(huán)境分類---陸地通信、海上通信、空中通信按使用對象分類---民用系統(tǒng)、軍用系統(tǒng)14目前十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

單工通信單工通信通信雙方電臺交替地進(jìn)行收信和發(fā)信。方式

同頻單工雙頻單工

Play15目前十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

雙工通信雙工通信通信雙方均同時進(jìn)行收發(fā)工作。即任一方講話時，可以聽到對方的話音。play16目前十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

半雙工通信半雙工通信通信雙方中，一方使用雙頻雙工方式，即收發(fā)信機同時工作；另一方使用雙頻單工方式，即收發(fā)信機交替工作。Play17目前十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信系統(tǒng)的分類特點：頻率/信道操作功耗單工1/2復(fù)雜小雙工2簡單大半雙工2復(fù)雜較大18目前十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點典型移動通信系統(tǒng)無線尋呼---數(shù)顯、漢顯、雙顯蜂窩移動電話---車載、手持機無繩電話---家用、公共無線接入點集群通信---警察、出租車調(diào)度衛(wèi)星移動通信---銥、全球星等無線局域網(wǎng)（WLAN）---802.11、HyperLAN游牧無線接入系統(tǒng)（WPAN/WVAN）---藍(lán)牙固定無線接入系統(tǒng)（WMAN）---WLL、LMDS無線廣播系統(tǒng)---DAB、DVB19目前十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點1.無線電尋呼系統(tǒng)

傳輸方式：單向傳輸。

適用范圍：公眾通信網(wǎng)。有線電話公用電話網(wǎng)用戶回路無線電尋呼控制中心及主發(fā)射臺發(fā)射臺發(fā)射臺袖珍鈴(BB機）備車載臺典型移動通信系統(tǒng)20目前二十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點無線尋呼系統(tǒng)的組成21目前二十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點2.無繩電話系統(tǒng)(Telepoint)

傳輸方式：雙向傳輸和單向傳輸。

適用范圍：家庭、辦公室及幾十公里內(nèi)。屬局域網(wǎng)。普通電話電信點市話局手機1手機K用戶線典型移動通信系統(tǒng)22目前二十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點3.集群移動通信系統(tǒng)

傳輸方式：以單向傳輸為主。

適用范圍：調(diào)度系統(tǒng)的專用通信網(wǎng)。

簡單的調(diào)度系統(tǒng)

移動臺移動臺1移動臺2移動臺N選呼電路調(diào)度臺典型移動通信系統(tǒng)23目前二十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.典型的蜂窩移動通信系統(tǒng)(CMS)

傳輸方式：雙向傳輸。適用范圍：公眾通信網(wǎng)。公眾通信網(wǎng)

MSBSBSMSBSBSMSCMSC移動交換中心或移動電話交換局MTSO基站移動臺移動通信網(wǎng)MSMS典型移動通信系統(tǒng)24目前二十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動性管理設(shè)備（MME）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（S-GW）、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（P-GW）、存儲用戶簽約信息的HSS、策略控制單元（PCRF）25目前二十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點調(diào)制解調(diào)技術(shù)移動通信中電波傳播特性的研究多址方式抗干擾措施組網(wǎng)技術(shù)移動通信的基本技術(shù)26目前二十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

移動通信的發(fā)展史---萌芽階段1880年，最初的無線傳輸設(shè)備“光話機”——將反射光耦合到光電硒接收器，通話距離700英尺，比無線電方式早25年。后經(jīng)過改進(jìn)，通話距離長達(dá)15km。缺點：光線易受雨、霧、建筑物等障礙物的阻擋。19世紀(jì)末，赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波輻射，時稱“以太”。1897年，馬可尼在陸地和一艘拖船上完成莫爾斯電碼無線通信實驗，標(biāo)志無線電通信的開始，開創(chuàng)了海上通信業(yè)。1905年，費森堡首次進(jìn)行無線電傳輸話音及音樂的實驗。1912年，泰坦尼克號的沉沒突出了無線電通信在航海中的重要性，使海上無線通信得到廣泛應(yīng)用。27目前二十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向移動通信的發(fā)展史---開拓階段

1921～1945：受軍事或半軍事（警察）應(yīng)用限制。1928年，美國底特律警察局率先使用裝備貝茨發(fā)明的能適應(yīng)移動車輛震動影響的無線電收發(fā)信機——超外差A(yù)M接收機的警用車輛無線電移動系統(tǒng)（單向），標(biāo)志移動通信開始。

30年代初，第一個雙向移動通信系統(tǒng)在新澤西的貝尼爾警察局投入運行（半雙工）。

1935年，阿姆斯特朗發(fā)明了FM方式無線電，是移動通信中第一個大分水嶺。大大提高了靈敏度或動態(tài)范圍（3倍），具有“捕獲效應(yīng)”能更有效地對抗“快衰落”或波動性。28目前二十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向移動通信的發(fā)展史---商業(yè)階段1946～1968：移動電話需求強烈，然而與電視相比，其發(fā)展速度非常緩慢。1946年，Bell實驗室在圣路易斯建立第一個公用汽車話網(wǎng)，不久就出現(xiàn)長期的頻譜資源短缺問題。因此技術(shù)研究主要集中在：減小傳輸帶寬——頻道分割。一開始，F(xiàn)M采用120kHz傳輸帶寬僅3kHz的話音（AM只需3kHz帶寬），到60年代FM帶寬減為30kHz/25kHz。將自動中繼引入移動通信——集群應(yīng)用，以增加系統(tǒng)容量，提高頻譜利用率。在這些技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，60年代中期，開發(fā)出了“IMTS——改進(jìn)地移動電話服務(wù)”系統(tǒng)（模擬FM，大區(qū)制，使用150/450MHz頻段，實現(xiàn)無線頻道自動選擇，并與公用電話網(wǎng)自動撥號連接），使模擬FM技術(shù)達(dá)到了30年發(fā)展的頂峰。29目前二十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

移動通信的發(fā)展——蜂窩思想

1949～1982：低功率發(fā)射機和小覆蓋區(qū)域或蜂窩、頻率復(fù)用、蜂窩裂變提高容量、越區(qū)切換和中央控制。早在40年代末，美國Bell實驗室提出蜂窩構(gòu)想；60年代出臺研究計劃；1974年正式提出了蜂窩移動通信的概念。

1978年底，貝爾實驗室研制成功模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)——先進(jìn)移動電話系統(tǒng)（AMPS），比預(yù)期晚了整整10年，導(dǎo)致（模擬FM蜂窩系統(tǒng)）技術(shù)落后了，幾乎喪失了市場。原因是頻段爭奪（與廣播）和工業(yè)政策（反壟斷——1982年AT&T分裂成7塊）。同時期開通的第一代移動通信系統(tǒng)有：1983美國芝加哥的AMPS，1980北歐的NMT，1979日本東京、神戶、大阪的NAMTS、1985英國倫敦的TACS等。這段時期，微電子技術(shù)的長足發(fā)展，使移動通信設(shè)備的小型化、微型化、便攜化成為可能，也是促進(jìn)移動通信的發(fā)展一個重要原因。30目前三十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點歷史回顧1978年，美國的貝爾實驗室成功開發(fā)了AMPS（AdvanceMobilePhoneService）系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正意義上的可以隨時隨地通信的大容量的蜂窩移動通信系統(tǒng)。1987年，中國首個TACS制式模擬移動電話系統(tǒng)建成商用，之后AMPS也曾被引入中國。主要標(biāo)準(zhǔn)美國的AMPS、歐洲的TACS、英國的ETACS、歐洲的NMT-450和NMT-900、日本的NTT和JTACS/NTACS第一代移動通信(1G)31目前三十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點主要特點用戶的接入方式采用頻分多址（FDMA），當(dāng)一個呼叫建立后，該用戶在其呼叫結(jié)束以前一直占用一個頻段調(diào)制方式：FM模擬方式：通過電波所傳輸?shù)男盘柲M人講話聲音的高低起伏變化的通信方式。模擬移動電話系統(tǒng)的質(zhì)量完全可以與固定電話媲美，使通話雙方能夠清晰地聽出對方的聲音。

傳輸速率：1.2kb/s~10kb/s.第一代移動通信(1G)32目前三十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點缺點頻分多址技術(shù)造成頻率資源不足；保密性較差，極易被并機盜打；只能實現(xiàn)話音業(yè)務(wù)，無法提供豐富多彩的增值業(yè)務(wù)；網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小且漫游功能差；模擬手機體積大、重量沉、樣式陳舊。發(fā)展現(xiàn)狀目前手機供應(yīng)商已停止生產(chǎn)模擬手機，中國移動通信集團公司于2001年12月31日后關(guān)閉模擬移動電話網(wǎng)，停止經(jīng)營模擬移動電話業(yè)務(wù)。

第一代移動通信(1G)33目前三十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點模擬移動通信系統(tǒng)頻譜利用率低、設(shè)備復(fù)雜、價格昂貴、業(yè)務(wù)種類受限、保密性差

80年代中期～90年代末，歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)先后推出了數(shù)字移動通信系統(tǒng)——第二代移動通信系統(tǒng)：

1992年歐洲推出商用的GSM1991美提出的IS-541993日本提出的PDC1993美國提出的IS-95(N-CDMA)第二代移動通信(2G)34目前三十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)-GSM歷史回顧1992年，第一個數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)——歐洲的GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）網(wǎng)絡(luò)在歐洲開始鋪設(shè)，由于其優(yōu)越的性能，在全球范圍內(nèi)以驚人的速度得以擴張。1993年，中國的第一個全數(shù)字移動電話GSM系統(tǒng)建成開通，之后中國電信和中國聯(lián)通都采用了GSM。第二代移動通信(2G)35目前三十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

GSM是歐洲成立的一個移動通信小組的簡稱。GSM移動電話系統(tǒng)采用時分多址技術(shù)(TDMA)，頻譜利用率高、容量大，同時可以自動漫游和自動切換，通信質(zhì)量好，還具有其業(yè)務(wù)種類多、易于加密、抗干擾能力強、用戶設(shè)備小、成本低等優(yōu)點。主要特點微蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)數(shù)字化技術(shù)---語音信號數(shù)字化新的調(diào)制方式---GMSK、QPSK等FDMA/TDMA頻譜利用率高，系統(tǒng)容量大便于實現(xiàn)通信安全保密傳輸速率:8kb/s第二代移動通信(2G)第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)-GSM36目前三十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

GSM以它相對于第一代移動通信的優(yōu)勢，廣泛地占有市場。同時，在GSM基礎(chǔ)上，增加了一些新技術(shù)，如通用分組無線技術(shù)（GPRS)、無線應(yīng)用協(xié)議(WAP)和無線接口技術(shù)(藍(lán)牙技術(shù))，增加了多媒體功能，如上網(wǎng)、聊天、傳送彩色圖片，后發(fā)電子郵件、數(shù)碼照相機、語音撥號彩色顯示，稱之為第二代向第三代過渡的“2.5G”。第二代移動通信(2G)37目前三十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)-CDMA歷史回顧1995年，美國的高通公司（Qualcomm）提出了一種采用碼分多址（CDMA)方式的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)技術(shù)解決方案（IS-95CDMA)，分別在中國香港、韓國、北美等國家和地區(qū)投入使用，用戶反映良好。CDMA系統(tǒng)的主要特點用戶的接入方式采用碼分多址（CDMA）軟容量、軟切換，系統(tǒng)容量大抗多徑衰落可運用話音激活、分集接收等先進(jìn)技術(shù)IS-95CDMA第二代移動通信(2G)38目前三十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點90年代初～今：寬帶（Wideband，最大數(shù)據(jù)傳輸速率2Mbps）、多媒體業(yè)務(wù)、頻譜利用率高

1G→2G：模擬→數(shù)字，單一業(yè)務(wù)（話音）→多種業(yè)務(wù)（話音、數(shù)據(jù)）

2G→3G：單媒體業(yè)務(wù)→多媒體業(yè)務(wù)，人與人通信→人與機器之間和機器與機器之間通信，容量提高2～5倍

ITU通過的第三代移動通信系統(tǒng)主流標(biāo)準(zhǔn)： WCDMA、cdma2000、TDSCDMA第三代移動通信(3G)39目前三十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點第三代移動通信(3G)40目前四十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

3G的主要特點支持移動多媒體業(yè)務(wù)寬帶CDMA技術(shù)高頻譜效率

FDMA/TDMA/CDMA

從電路交換到分組交換

從媒體(media)到多媒體(Multi-media)

高保密性全球范圍無縫漫游系統(tǒng)微蜂窩結(jié)構(gòu)傳輸速率：9.6kb/s—32kb/s.3G主流技術(shù)

WCDMAcdma2000TD-SCDMA

第三代移動通信(3G)41目前四十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點3G的局限性采用DS-CDMA技術(shù)難以向更高速業(yè)務(wù)領(lǐng)域擴展難以尋找更高速業(yè)務(wù)所需的正交擴頻碼集難以滿足更高的傳輸帶寬需求因而造成業(yè)務(wù)之間的干擾大。難以提供具有不同QoS和性能需求的全范圍多媒體業(yè)務(wù)。這是IMT-2000空中接口標(biāo)準(zhǔn)強加給核心網(wǎng)的在2GHz頻段分配給IMT-2000的帶寬很快就會飽和，而標(biāo)準(zhǔn)中制定的頻分與時分雙工相結(jié)合的模式也約束了其在不同環(huán)境有效地服務(wù)。第三代移動通信(3G)42目前四十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

移動通信的發(fā)展——廣帶、IP多媒體

今～：廣帶（Broadband，最大數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)100Mbps）、多媒體業(yè)務(wù)、頻譜利用率更高

3G→：各種系統(tǒng)互聯(lián)互通，IP多媒體業(yè)務(wù)，容量提高5～10倍43目前四十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

圖1-14G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向44目前四十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

移動通信用戶增長預(yù)期45目前四十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

蜂窩移動通信的發(fā)展過程

46目前四十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

未來移動通信業(yè)務(wù)需求

移動業(yè)務(wù)也正從話音業(yè)務(wù)向以IP接入和多媒體業(yè)務(wù)為主的方向發(fā)展，手持移動終端將逐步成為上網(wǎng)的主要設(shè)備之一47目前四十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

移動通信的發(fā)展目標(biāo)---個人通信無論任何人(Whoever)

在任何時候(Whenever)

在任何地方(Wherever)

與另一個人(Whomever)

進(jìn)行任何類型(Whatever)48目前四十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的發(fā)展史、發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展方向

個人通信是新的挑戰(zhàn)個人通信(PC)：任何人、在任何時間、與任何地點、以任何形式的通信“任何時間”要求支持動中通：無線通信是前提“任何人”要求支持巨大用戶量：頻譜資源有限“任何地點”要求無縫覆蓋：傳輸能力有限“任何形式”要求多媒體：處理能力有限49目前四十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化工作的重要性

通信技術(shù)的多樣性(看似繁榮，實際阻礙技術(shù)發(fā)展)

網(wǎng)絡(luò)缺乏互聯(lián)設(shè)備缺乏互通無法大規(guī)模生產(chǎn)價格昂貴

移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容技術(shù)體制標(biāo)準(zhǔn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化測試方法標(biāo)準(zhǔn)化50目前五十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ITU）國際無線電標(biāo)準(zhǔn)化工作由國際電信聯(lián)盟(ITU)負(fù)責(zé)

ITU原由綜合秘書處、國際頻率登記局(IFRB)、國際無線電咨詢委員會(CCIR)和國際電話電報咨詢委員會(CCITT)四個常設(shè)機構(gòu)組成

1993年3月，ITU組織調(diào)整為：無線通信組CCIR+IFRB)，ITU-R工作組電信標(biāo)準(zhǔn)化組(CCITT)，ITU-T工作組電信開發(fā)組（BDT）51目前五十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點移動通信的標(biāo)準(zhǔn)化

其它標(biāo)準(zhǔn)化組織

歐洲的標(biāo)準(zhǔn)化組織

歐洲郵電管理協(xié)會(CEPT)，曾是歐洲通信設(shè)施的主要標(biāo)準(zhǔn)化組織，現(xiàn)逐漸被其它組織替代歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ETSI)，成立于1988年，GSM、DECT、HiperLAN等

北美地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)化組織電子工業(yè)協(xié)會(EIA)電信工業(yè)協(xié)會(TIA)蜂窩電信工業(yè)協(xié)會(CTIA)美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)

IEEE（LAN）等我國的標(biāo)準(zhǔn)化組織——CWTS52目前五十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信概論主要內(nèi)容：1.衛(wèi)星通信的定義2.衛(wèi)星通信的背景3.發(fā)展歷史4.衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展趨勢5.衛(wèi)星通信在中國的發(fā)展情況6.衛(wèi)星通信的特點7.衛(wèi)星的分類8.衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成53目前五十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點1.衛(wèi)星通信的定義1.微波與衛(wèi)星通信衛(wèi)星——圍繞行星運轉(zhuǎn)的物體。例如月球、人造地球衛(wèi)星。衛(wèi)星通信——利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站，轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波，在兩個或多個地球站之間進(jìn)行的通信。衛(wèi)星用途通信衛(wèi)星空間探測衛(wèi)星氣象衛(wèi)星資源衛(wèi)星導(dǎo)航衛(wèi)星軍事衛(wèi)星54目前五十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點無線電頻譜的劃分和命名1.衛(wèi)星通信的定義55目前五十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點宇宙通信是指以宇宙飛行體為對象的無線電通信。三種形式（1）宇宙站與地球站之間的通信；（2）宇宙站之間的通信；（3）通過宇宙站轉(zhuǎn)發(fā)或反射而進(jìn)行的地球站間的通信。1.衛(wèi)星通信的定義56目前五十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點2.衛(wèi)星通信的背景需求遠(yuǎn)程通信通信方法利用導(dǎo)線：電報（1837莫爾斯電碼）；電話（1876年貝爾發(fā)明電話；海底光纜（19世紀(jì)中越洋電報，1953年越洋電話）無線電：首次成功（1895年馬可尼）；移動電話（1946年AT&T）、蜂窩移動通信（1964年貝爾實驗室提出的概念）范圍需更大、建設(shè)需更方便等來自設(shè)想

1945年，Clarke在英國雜志“WirelessWorld”發(fā)表“Extra-terrestrialRelay”，提出若赤道上空有靜止中繼衛(wèi)星，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線通信。57目前五十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點實現(xiàn)

1957年前蘇聯(lián)衛(wèi)星發(fā)射成功發(fā)展最初用于開展長途電話業(yè)務(wù)；理論上三顆GEO可實現(xiàn)全球覆蓋，如Intelsat；大型國際系統(tǒng)、區(qū)域系統(tǒng)電視廣播：有線電視網(wǎng)、DBS-TV互聯(lián)網(wǎng)接入、數(shù)據(jù)傳輸衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)：Inmarsat、Iridium(銥)系統(tǒng)、Globalstar、Orbcomm2.衛(wèi)星通信的背景58目前五十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點理論上三顆GEO可實現(xiàn)全球覆蓋2.衛(wèi)星通信的背景59目前五十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點3.發(fā)展歷史無源衛(wèi)星

把信號反射到地球，由于沒有功率放大器及檢測裝置，因此無法對收到的信號進(jìn)行放大和整形處理。優(yōu)點：不消耗功率

缺點：發(fā)射功率的利用率太低

60目前六十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點

1957年前蘇聯(lián)發(fā)射成功了第一顆有源人造地球衛(wèi)星，命名為SputnikI，它能夠在地面站之間接收、放大和轉(zhuǎn)發(fā)信息。這顆衛(wèi)星共發(fā)送了21天的遙測數(shù)據(jù)。1958年，美國發(fā)射了ExploreI（探索者1號），這顆衛(wèi)星共發(fā)送了5個月的遙測信息。

美國由通信衛(wèi)星公司（Comsat）來管理美國國內(nèi)衛(wèi)星的使用和運營以及規(guī)定它們的資費。一些公司或政府機構(gòu)擁有自己的衛(wèi)星，只要資金方面能夠得到保障，一般都能提供相應(yīng)的通信業(yè)務(wù)。目前，美國利用全球現(xiàn)有衛(wèi)星的分額最大（24％）；英國第二為13％；接下來是法國為6％。

3.發(fā)展歷史有源衛(wèi)星61目前六十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點1945AutherCClarke

提出若赤道上空有靜止中繼衛(wèi)星，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程無線通信。1954Belllab發(fā)明TheSolarCell1957前蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆名為SputnikⅠ的小型衛(wèi)星，這標(biāo)志了衛(wèi)星通信的開始——人類第一顆衛(wèi)星1958美國成功發(fā)射首顆衛(wèi)星“探索者1號”——人類第一顆實現(xiàn)通信的衛(wèi)星1960年，美國第一顆導(dǎo)航衛(wèi)星“子午儀”升空——開始了導(dǎo)航衛(wèi)星的新時代1963美國發(fā)射了SYNCOM——第一顆同步衛(wèi)星1964國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)INTELSAT建立1965第一顆商用同步衛(wèi)星INTELSAT-1（晨鳥-1）1970中國發(fā)射第一顆衛(wèi)星東方紅-13.發(fā)展歷史62目前六十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點1976年，3顆海事衛(wèi)星MARISAT衛(wèi)星——第一代移動通信衛(wèi)星，成立Inmarsat(國際海事衛(wèi)星通信組織，后改名為國際移動衛(wèi)星通信組織）1984年，第一個DTH(直播到戶)系統(tǒng)在日本運行，ku頻段1984年~1990年，中國發(fā)射四顆第二代通信衛(wèi)星“東方紅2號和2號A”1989年，小型衛(wèi)星通信地面站VSAT系統(tǒng)應(yīng)用大幅增長1997年，中國發(fā)射第三代通信衛(wèi)星“東方紅3號”1998年，LEO星座引入手機通信業(yè)務(wù)1999年，引入衛(wèi)星直接廣播語音業(yè)務(wù)2000年，引入寬帶個人通信，ka頻段3.發(fā)展歷史63目前六十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點以GEO為例有近200顆GEO衛(wèi)星，性能、質(zhì)量、功率、壽命不斷增加。（一顆大型GEO衛(wèi)星的質(zhì)量可達(dá)10t，功率可達(dá)12kW，并載有60個轉(zhuǎn)發(fā)器）發(fā)展方向：更高功率、更低質(zhì)量；開發(fā)更高頻段（L、S、C、Ku、Ka、V、Q）衛(wèi)星通信納入復(fù)雜通信結(jié)構(gòu)中3.發(fā)展歷史64目前六十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)INTELSAT成立于1965年，世界性的商業(yè)衛(wèi)星通信組織，成員國142個，先后發(fā)射了九代衛(wèi)星，承擔(dān)了大部分國際通信業(yè)務(wù)和全球性電視廣播INTELSAT的發(fā)展階段1969～1973采用C波段建立了60多個標(biāo)準(zhǔn)地球站（30米天線）基本技術(shù)體制FDM/FM/FDMA1972～1984在160多個國家和地區(qū)建立500多個地球站發(fā)射大容量衛(wèi)星，增加Ku和L波段，采用數(shù)字通信手段1984~適應(yīng)全球數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，不斷采用新技術(shù)1998年成立“新天空”公司擁有6顆衛(wèi)星，重點在于DTH和交互多媒體衛(wèi)星業(yè)務(wù)65目前六十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點國際海事衛(wèi)星通信系INMARSAT成立于1976年，現(xiàn)擁有81個成員國最初業(yè)務(wù)為海事通信，現(xiàn)為全球提供海上、空中、陸地救險定位等業(yè)務(wù)現(xiàn)有11顆在軌運行和備用衛(wèi)星現(xiàn)已更名為國際衛(wèi)星移動組織66目前六十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點同步通信衛(wèi)星向大容量,多波束,智能化發(fā)展衛(wèi)星直播電視(DVB)和衛(wèi)星數(shù)字聲廣播步入家庭和個人用戶微衛(wèi)星低軌衛(wèi)星群與蜂窩技術(shù)相結(jié)合,實現(xiàn)全球個人通信小型衛(wèi)星通信地面站(VSAT)廣泛應(yīng)用4.衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展趨勢67目前六十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.1大型同步通信衛(wèi)星的發(fā)展增加容量 國際通信衛(wèi)星組織(INTELSAT)已發(fā)展第九代衛(wèi)星 國際海事衛(wèi)星組織(INMARSAT)已發(fā)展第四代衛(wèi)星增大輻射功率

SSPA10W16W20W30W TWTA35W50W72W85W135W多波束

全球、半球、區(qū)域、點波束智能化

提高星上處理能力68目前六十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點延長壽命改進(jìn)電池和采用離子推進(jìn)技術(shù)向更高頻段發(fā)展采用同步衛(wèi)星實現(xiàn)移動通信海事衛(wèi)星--全球覆蓋多波束大型同步衛(wèi)星--區(qū)域覆蓋,手機通信

4.1大型同步通信衛(wèi)星的發(fā)展69目前六十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.2衛(wèi)星直播電視

(DVB，DigitalVideoBroadcasting

)衛(wèi)星直播電視是由設(shè)置在赤道上空的地球同步衛(wèi)星，接收地面站發(fā)射的電視信號，把它轉(zhuǎn)發(fā)到地球上指定的區(qū)域，再由地面接收設(shè)備接收供電視機收看。通常，人們也將使用Ku頻段的固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)（FSS）提供衛(wèi)星直接到戶（DTH-DirectToHome）的廣播電視服務(wù)稱作衛(wèi)星直播。美國主要的公司DirecTV(360萬)、Echostar(100萬)Primestar(200萬)，共擁有8顆衛(wèi)星。歐洲的衛(wèi)星電視直播公司主要有SES公司（總部設(shè)在大盧森堡）和歐洲通信衛(wèi)星組織（總部設(shè)在巴黎，擁有46個成員國），共有5顆衛(wèi)星。70目前七十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.2衛(wèi)星直播電視

(DVB，DigitalVideoBroadcasting

)在亞洲地區(qū)，真正形成規(guī)模經(jīng)營的衛(wèi)星數(shù)字電視直播公司主要集中在日本。日本已經(jīng)形成日本DirectTV公司、PerfectTV公司和JskyB公司三家競爭數(shù)字通信廣播市場的局面。我國1999年開通的“村村通”廣播電視工程屬于衛(wèi)星直播系統(tǒng)，其使用的是鑫諾1號通信衛(wèi)星的一個Ku頻段，只是衛(wèi)星信號功率通量密度較大，國內(nèi)地面可用小于直徑1m的天線接收。71目前七十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.2衛(wèi)星數(shù)字聲廣播數(shù)字聲廣播是指用數(shù)字傳輸方式實現(xiàn)的聲音廣播世界上最早的數(shù)字聲廣播是歐洲于1989年通過衛(wèi)星實現(xiàn)的，稱為數(shù)字衛(wèi)星廣播（DSR）。為固定接收設(shè)計的，因此它不適用于在汽車中移動接收。數(shù)字聲音廣播（簡稱DAB）系統(tǒng)從80年代后期開始，德國、法國、英國、荷蘭等歐洲幾個國家共同開發(fā)與研究適合于移動接收的DAB系統(tǒng)。DAB要求能為車載，便攜和固定接收機提供高質(zhì)量雙聲道或多聲道立體聲節(jié)目。我國京津塘先導(dǎo)網(wǎng)(北京一廊坊一天津)

該系統(tǒng)于2000年6月18日正式開通。我國移動圖像傳播剛剛起步

72目前七十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.3微衛(wèi)星微衛(wèi)星是有明確用途的新一代衛(wèi)星。其特點是：體積小、重量輕（小于100公斤）、技術(shù)含量高、研制周期短（一年左右）、研制費用低（數(shù)千萬元人民幣），還能進(jìn)一步以分布式的星座代替大衛(wèi)星。在我國，微衛(wèi)星主要用于科學(xué)研究、資源普查、測繪勘探等領(lǐng)域和突發(fā)事件中發(fā)揮獨特作用。2000年6月哈爾濱工業(yè)大學(xué)研制的“探索-1號”是我國自行設(shè)計、研制的第一顆微小遙感衛(wèi)星。在載人航天工程實現(xiàn)“第二步”，我國將建立空間實驗室。還將釋放一顆微小衛(wèi)星，與空間實驗室形成編隊飛行。73目前七十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.4用小衛(wèi)星星座實現(xiàn)移動通信銥(Iridium)系統(tǒng)1985年摩托羅拉公司構(gòu)思了一個宏偉的全球通訊計劃：建立一個由77顆(其中6顆備用)低軌道衛(wèi)星組成的通訊系統(tǒng)，提供全球范圍的無線通訊服務(wù)，實現(xiàn)“任何地方、任何時間”，投資達(dá)50多億美元，所有衛(wèi)星在1998年5月發(fā)射完畢，系統(tǒng)在9月投入使用。但用戶量遠(yuǎn)低于預(yù)測，公司才經(jīng)營幾個月就破產(chǎn)拍賣，價格是2500萬美元。全球星系統(tǒng)Globalstar共48顆低軌道衛(wèi)星，由美國勞拉宇航局和高通公司發(fā)起，1999年11月建成。投資26億美元，向全球提供低費用、高質(zhì)量的話音、無線尋呼、傳真、數(shù)據(jù)和定位等電信業(yè)務(wù)。用戶購買全球星手機，擁有衛(wèi)星電話號碼。這一星群實現(xiàn)了全球南北緯70度之間的全覆蓋。ICO系統(tǒng)共12顆中高圓軌道衛(wèi)星。1994年INMARSAT成立了ICO全球通信公司，組建ICO系統(tǒng)，投資46億美元；1999年繼銥系統(tǒng)之后申請破產(chǎn)保護(hù)；2000年走出破產(chǎn)保護(hù)。Ellipso系統(tǒng)共17顆，其中10顆在兩個橢圓軌道，7顆在赤道軌道，投資約10億美元。2001年為赤道地區(qū)提供移動業(yè)務(wù)，2002年提供全球通信。74目前七十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點4.5小型衛(wèi)星通信地面站VSAT

(VerySmallApertureTerminal)是一種天線口徑很小的衛(wèi)星通信地球站，又稱微型地球站或小型地球站。其特點是天線直徑很小(一般為米)。20世紀(jì)80年代最先在美國興起，發(fā)展速度很快，是30多年來衛(wèi)星通信技術(shù)的轉(zhuǎn)折性發(fā)展。VSAT小站一般是與中心站用網(wǎng)絡(luò)的形式協(xié)同工作的，通常一個中心站可以控制許多地面上的小站，而形成廣域上的衛(wèi)星通信網(wǎng)。VSAT系統(tǒng)由室外單元和室內(nèi)單元組成。室外單元即射頻設(shè)備，包括小口徑天線、上下變頻器和各種放大器；室內(nèi)單元即中頻及基帶設(shè)備，包括調(diào)制解調(diào)器、編碼譯碼器等。VSAT網(wǎng)根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)可分為數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、語音通信網(wǎng)和電視衛(wèi)星通信網(wǎng)三大類。如今，VSAT已廣泛應(yīng)用于石油技術(shù)服務(wù)、軍事、金融、水利、氣象、航空、新聞、人防及沙漠邊遠(yuǎn)地區(qū)的數(shù)據(jù)通信。75目前七十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點5.衛(wèi)星通信在中國的發(fā)展情況時間衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器壽命亞洲一號24C12年亞洲二號24C+9Ku15年亞太一號24C10年1996年7月3日亞太一號A24C10年亞太-IIR28C+16Ku15年東星(中星六號)24C1998年5月30日中衛(wèi)一號18C+20Ku15年1998年7月18日鑫諾一號24C+14Ku15年中星八號36C+16Ku大于15年泛美PAS-A8C+4Ku覆蓋中國的衛(wèi)星76目前七十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點中國重要的衛(wèi)星公司中國通信廣播衛(wèi)星公司1985年成立，隸屬原信息產(chǎn)業(yè)部擁有“中星”568號衛(wèi)星中國東方通信衛(wèi)星公司1995年成立，以原郵電部為主共同投資成立擁有“中衛(wèi)一號”衛(wèi)星中國鑫諾衛(wèi)星通信有限公司中國航天工業(yè)總公司原國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會

中國人民銀行和上海市創(chuàng)辦的國有股份制公司擁有“鑫諾一號”77目前七十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點全球四大衛(wèi)星定位系統(tǒng)全球四大衛(wèi)星定位系統(tǒng)——美國GPS、歐洲“伽利略”、俄羅斯“格洛納斯”和中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航1994年，美國全面建成全球定位系統(tǒng)GPS，包括繞地球運行的24顆衛(wèi)星，均勻地分布在6個軌道上。每顆衛(wèi)星距離地面約1.7萬公里，能連續(xù)發(fā)射一定頻率的無線電信號，是一個接收型的定位系統(tǒng)，只轉(zhuǎn)播信號，用戶接收就可以做定位了，不受容量的限制。歐洲“伽利略”系統(tǒng)的衛(wèi)星數(shù)量多達(dá)30顆，多用于民用，最高精度比美國GPS高10倍，不少專家形象地比喻說，如果說GPS只能找到街道，“伽利略”則可找到車庫門。俄羅斯最初發(fā)射了３顆“格洛納斯—Ｍ”衛(wèi)星，目前在軌運行的衛(wèi)星已達(dá)30顆。該系統(tǒng)于2007年開始運營，到2009年，其服務(wù)范圍已經(jīng)拓展到全球。美制GPS從衛(wèi)星反饋到地面的GPS信號很弱，如果對方采取多種干擾，都會使地面GPS接收機無法正常工作。而“格洛納斯”系統(tǒng)的衛(wèi)星具有更強的抗干擾能力。中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，是雙向的，既有定位又有通信的系統(tǒng)，但是有容量限制。78目前七十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點6.衛(wèi)星通信的特點－優(yōu)點覆蓋區(qū)大，通信距離遠(yuǎn)，三顆同步衛(wèi)星可覆蓋全球頻帶寬，容量大機動性好，不受地理條件限制通信可靠性高，質(zhì)量好，穩(wěn)定費用與距離無關(guān)有多址能力，組網(wǎng)靈活可實現(xiàn)區(qū)域及全球個人移動通信79目前七十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點6.衛(wèi)星通信的特點－缺點要有高可靠、長壽命的通信衛(wèi)星靜止衛(wèi)星在地球兩極地區(qū)有通信盲區(qū)，在高緯度地區(qū)的通信效果不好靜止衛(wèi)星的發(fā)射與控制技術(shù)比較復(fù)雜抗干擾性能差保密性能差靜止衛(wèi)星通信具有較大的傳輸延遲和回聲干擾靜止衛(wèi)星存在星蝕和日凌現(xiàn)象80目前八十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點7.衛(wèi)星的分類－按軌道對地靜止軌道（GeostationaryEarthOrbit,GEO）-同步衛(wèi)星直接廣播衛(wèi)星電視(DBS-TV)和向有線電視網(wǎng)傳送視頻信號，國際和地區(qū)電話、數(shù)據(jù)傳輸和互聯(lián)網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)低軌道（LowEarthOrbit,LEO）低軌道衛(wèi)星和中高度軌道衛(wèi)星是同步衛(wèi)星的有利補充。其中，低軌道衛(wèi)星主要提供大陸或全球的電話和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也用于地面攝像和偵察中高度軌道（MediumEarthOrbit,MEO）

構(gòu)成目前的全球定位系統(tǒng)(GPS)81目前八十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點GeosynchronousOrbit(GEO):35,786kmabovetheearthMediumEarthOrbit(MEO):8,000-20,000kmabovetheearthLowEarthOrbit(LEO):500-2,000kmabovetheearth82目前八十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點三顆GEO可以覆蓋全球靜止衛(wèi)星：天線波束最大覆蓋面可以達(dá)到大于地球表面總面積的三分之一。因此，在靜止軌道上，只要等間隔地放置三顆通信衛(wèi)星，其天線波束就能基本上覆蓋整個地球（除兩極地區(qū)外），實現(xiàn)全球范圍的通信。83目前八十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)就是利用靜止衛(wèi)星來實現(xiàn)全球通信的。三顆同步衛(wèi)星分別位于太平洋、印度洋和大西洋上空，承擔(dān)著大約80%的國際通信業(yè)務(wù)和全部國際電視轉(zhuǎn)播業(yè)務(wù)。84目前八十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點通信衛(wèi)星的軌道衛(wèi)星運行的軌跡和趨勢稱為衛(wèi)星運行軌道；其軌道近似于橢圓或圓形，地心就處在橢圓的圓或圓形，地心就處在橢圓的一個焦點或圓心上；按照軌道平面與赤道平面的夾角i（軌道傾角）的不同，地球衛(wèi)星的軌道有赤道軌道（i=0o）、極軌道（i=90o）、傾斜軌道（0o<i<90o）之分。85目前八十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點7.衛(wèi)星分類－按重量大型衛(wèi)星Large

重量>1000kg，造價>1億美元小衛(wèi)星Small

重量500-1000kg，造價0.5-1億美元微小衛(wèi)星Mini

重量100-500kg，造價500-2000萬美元微衛(wèi)星Micro

重量10-100kg，造價200-300萬美元納衛(wèi)星Nano

重量<10kg，造價<100萬美元86目前八十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點7.衛(wèi)星分類－按頻段L頻段

1.0-2.0GHz，移動業(yè)務(wù)C頻段

4.0-8.0GHz，固定業(yè)務(wù)X頻段

8.0-12.0GHz，常用于軍事衛(wèi)星通信Ku頻段

12.0-18.0GHz，固定業(yè)務(wù)Ka頻段

24.0-40.0GHz，寬帶傳輸業(yè)務(wù)87目前八十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點8.衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星端、地面端、用戶端三部分組成。衛(wèi)星端在空中起中繼站的作用，即把地面站發(fā)上來的電磁波放大后再返送回另一地面站。地面站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口，地面用戶也可以通過地面站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路，地面站還包括地面衛(wèi)星控制中心，及其跟蹤、遙測和指令站。用戶端即是各種用戶終端。衛(wèi)星端地面站用戶端88目前八十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)簡介（一）關(guān)口站移動終端衛(wèi)星移動通信定義：移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間，利用通信衛(wèi)星作為中繼站而進(jìn)行的通信。組成：由通信衛(wèi)星、關(guān)口地球站、控制中心以及移動終端組成。關(guān)口站：是衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)接站，關(guān)口站應(yīng)有足夠的容量，以免阻塞；還要有足夠備份以保證高的可用性。89目前八十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)簡介（二）公眾電話網(wǎng)蜂窩通信運營商數(shù)據(jù)網(wǎng)專網(wǎng)

空間段地面段用戶段用戶段數(shù)字空中接口衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)覆蓋全球，能解決人口稀少、通信不發(fā)達(dá)地區(qū)的移動通信服務(wù)。但它的服務(wù)費用較高，目前還無法代替地面蜂窩移動通信系統(tǒng)。

90目前九十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點空間段空間段空間分系統(tǒng)即通信衛(wèi)星，起無線電中繼站作用，主體是通信裝置，包括一個或多個轉(zhuǎn)發(fā)器（微波收、發(fā)信機）和天線，保障部分星體上的遙測指令、控制系統(tǒng)和能源裝置等。包括一顆或多可衛(wèi)星，以及系統(tǒng)控制中心和衛(wèi)星運營中心。用于控制整個系統(tǒng)的運行和衛(wèi)星資源的管理。91目前九十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星構(gòu)成示意框圖推進(jìn)系統(tǒng)92目前九十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點地面段地面段由若干個關(guān)口站組成。負(fù)責(zé)與地面通信網(wǎng)絡(luò)連接。93目前九十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點用戶段94目前九十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)簡介（三）主要設(shè)備

手機外接天線手機插槽通話手柄送話麥克風(fēng)耳機95目前九十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)簡介（四）固定終端三模手機AMPS/CDMA/Globalstar雙模手機GSM/Globalstar96目前九十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星電視單收站簡介

衛(wèi)星電視接收機（機頂盒）高頻頭衛(wèi)星電視利用通信衛(wèi)星傳送和轉(zhuǎn)播電視節(jié)目的電視系統(tǒng)。電視節(jié)目從某個地面站發(fā)往通信衛(wèi)星，再轉(zhuǎn)發(fā)到其他地面站，地面站收到信號后傳送到當(dāng)?shù)仉娨暸_轉(zhuǎn)播。97目前九十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星數(shù)字多媒體接收機簡介衛(wèi)星電視數(shù)字接收機是以衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)作為傳輸平臺，以電視機作為用戶終端的設(shè)備?；竟δ苁墙邮諗?shù)字廣播節(jié)目，集中體現(xiàn)了多媒體、計算機、數(shù)字壓縮編碼、解擾算法、加解密算法、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展水平。98目前九十八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點測控管理系統(tǒng)通信地球站系統(tǒng)業(yè)務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本組成衛(wèi)星通信地球站：是在地球的陸地上、水面上以及空中設(shè)置的能通過通信衛(wèi)星傳輸信息的微波站。用戶通過衛(wèi)星通信地球站接入衛(wèi)星通信線?；窘M成包括：天線系統(tǒng)、高功率發(fā)射系統(tǒng)、低噪聲接收系統(tǒng)、信道終端系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)。地球站有一個顯著的標(biāo)志：象“鐵鍋”一樣的天線。由于衛(wèi)星距地球3萬多千米，電波路徑損失很大，地球站需要采用大口徑天線、大功率發(fā)射機和高靈敏度低噪聲的接收系統(tǒng)。以C頻段的衛(wèi)星通信為例，需要天線的直徑最大達(dá)到30米或32米。99目前九十九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站100目前一百頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介譯碼設(shè)備解調(diào)設(shè)備編碼設(shè)備調(diào)制設(shè)備射頻接收設(shè)備射頻發(fā)射設(shè)備空調(diào)電源等儀表地面通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)天線及跟蹤伺服用戶終端接口設(shè)備衛(wèi)星通信地球站的工作過程：發(fā)信時，每站的用戶信號經(jīng)基帶處理、調(diào)制、上變頻、功率放大，變換成適于衛(wèi)星信道傳輸?shù)男问?，由天線對準(zhǔn)衛(wèi)星發(fā)送；衛(wèi)星則將收到的信號經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)器變頻、放大及其他處理后發(fā)回地面。各地球站天線接收到衛(wèi)星轉(zhuǎn)來的全部信號，經(jīng)過與發(fā)射相應(yīng)的反變換和處理，從中選出屬于本站的信號分送給有關(guān)用戶。101目前一百零一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介:天線及跟蹤伺服子系統(tǒng)天線及跟蹤伺服天線及跟蹤伺服子系統(tǒng)：對于靜止衛(wèi)星而言，由于總有一定的漂移，為了保證地球站天線的波束始終對準(zhǔn)衛(wèi)星，就需要天線有一定的跟蹤能力。天線跟蹤靜止衛(wèi)星可以采用人工調(diào)節(jié)能改變天線仰角和方位角等參量的調(diào)節(jié)螺桿來達(dá)到對準(zhǔn)衛(wèi)星的目的。由天線、饋電、驅(qū)動、跟蹤等設(shè)備組成，用于完成對衛(wèi)星的高精度跟蹤及高效率地發(fā)射、低損耗地接收無線電信號。

對天線的要求有：高定向增益、低噪聲溫度、天線始終對準(zhǔn)衛(wèi)星。天線：收發(fā)雙工、單收。由于衛(wèi)星通信大都工作于微波頻段，因此地球站天線通常是拋物面天線（反射器是一個旋轉(zhuǎn)拋物線形成的拋物面）。大型地球站：為使天線始終對準(zhǔn)衛(wèi)星，定向與跟蹤相結(jié)合，能夠較快地實現(xiàn)初始捕獲和保持精度的跟蹤。天線越大價格越高：幾十~幾十萬美元工作頻率越高：價格越高，但相應(yīng)尺寸越小有的還帶有除冰系統(tǒng)102目前一百零二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介：射頻設(shè)備射頻接收設(shè)備射頻發(fā)射設(shè)備高功率放大器：固態(tài)功率放大器、微波電真空放大器中功率放大器：零點幾瓦~幾十瓦上變頻器：把信號從中頻（70MHz）變到射頻（6GHz）低噪聲放大器（LNA）：為減小噪聲和干擾的影響，接收機輸入端必須使用靈敏度很高、噪聲溫度很低的低噪聲放大器。低噪聲放大變頻器：LNB線路放大器：LA下變頻器：把信號從射頻變到中頻發(fā)射放大分系統(tǒng)主要由高功率放大器提供大功率發(fā)射信號，可達(dá)10kW接收放大分系統(tǒng)主要是由低噪聲放大器對接收的微弱線號提供放大，也稱做射頻單元。103目前一百零三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介：射頻設(shè)備射頻接收設(shè)備射頻發(fā)射設(shè)備高功率放大器：幾十瓦~幾千瓦中功率放大器：零點幾瓦~幾十瓦上頻器：把信號從中頻變到射頻低噪聲放大器：LNA低噪聲放大變頻器：LNB線路放大器：LA下變頻器：把信號從射頻變到中頻一體化室外單元104目前一百零四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介：調(diào)制解調(diào)設(shè)備解調(diào)設(shè)備調(diào)制設(shè)備把信號按規(guī)定的方式調(diào)制到載波上，形成中頻信號以便傳輸發(fā)送按規(guī)定的方式把信號從已調(diào)中頻載波里解調(diào)出來，以便解碼接收調(diào)制/解調(diào)是在IF載波上進(jìn)行。FDMA系統(tǒng)有多個調(diào)制解調(diào)器，TDMA系統(tǒng)只需要一個，但是寬帶的。105目前一百零五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介：調(diào)制解調(diào)設(shè)備解調(diào)設(shè)備調(diào)制設(shè)備把信號按規(guī)定的方式調(diào)制到載波上，形成中頻信號以便傳輸發(fā)送按規(guī)定的方式把信號從已調(diào)中頻載波里解調(diào)出來，以便解碼接收通常合成為一臺設(shè)備：調(diào)制解調(diào)器即（MODEM）106目前一百零六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介：編譯碼設(shè)備譯碼設(shè)備編碼設(shè)備把信號按一定的格式進(jìn)行編碼、壓縮或擴展等處理以提高抗干擾能力和傳輸效率送去調(diào)制把解調(diào)后的信號按一定的格式進(jìn)行譯（解）碼，以還原出原來的信號107目前一百零七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介：編譯碼設(shè)備譯碼設(shè)備解調(diào)設(shè)備編碼設(shè)備調(diào)制設(shè)備接口設(shè)備接口設(shè)備用于連接用戶終端和地球站圖示部分在VSAT中經(jīng)常以室內(nèi)單元的形式合成一體108目前一百零八頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介空調(diào)電源等儀表地面通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)：管理整個衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)、地球站設(shè)備等常用儀表：頻譜儀、頻率計、功率計、網(wǎng)絡(luò)分析儀、規(guī)程 分析儀、信號發(fā)生器、通用及矢量示波器等地面通信系統(tǒng)：用于站內(nèi)及地面引接電路、專線電路等空調(diào)、電源系統(tǒng)：用作工作條件保障109目前一百零九頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信地球站簡介：用戶終端用戶終端用戶終端如電話機、傳真機、電腦、監(jiān)視器、 多媒體終端等110目前一百一十頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點業(yè)務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)111業(yè)務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)目前一百一十一頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)對在衛(wèi)星上運行的業(yè)務(wù)及其相應(yīng)信號進(jìn)行監(jiān)測，對加入網(wǎng)絡(luò)的地球站進(jìn)行驗證測試監(jiān)控管理分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對定點的衛(wèi)星在業(yè)務(wù)開通前、后進(jìn)行通信性能的監(jiān)測和控制（如對轉(zhuǎn)發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益、各地球站發(fā)射功率、帶寬等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控）提供用戶技術(shù)支持保障星上通信秩序112目前一百一十二頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)監(jiān)測系統(tǒng)（二）開關(guān)矩陣測試儀表組計算機自動監(jiān)測系統(tǒng)113目前一百一十三頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點測控管理系統(tǒng)114測控管理系統(tǒng)目前一百一十四頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點通信衛(wèi)星的測控管理系統(tǒng)地球上的控制站經(jīng)常需要不斷了解衛(wèi)星內(nèi)部設(shè)備的工作情況，有時要通過遙測指令信號控制衛(wèi)星上設(shè)備產(chǎn)生一定的動作，如當(dāng)某部件發(fā)生故障時，能夠自動地?fù)Q接備用部件等。這些功能都是通過衛(wèi)星上的遙測指令系統(tǒng)來完成，以保證衛(wèi)星通信正常進(jìn)行。通信衛(wèi)星的測控管理系統(tǒng)通常由衛(wèi)星控制中心和一個或多個測控站組成。監(jiān)控管理分系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對定點的衛(wèi)星在業(yè)務(wù)開通前、后進(jìn)行通信性能的監(jiān)測和控制（如對轉(zhuǎn)發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益、各地球站發(fā)射功率、帶寬等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控）對衛(wèi)星發(fā)送指令，對衛(wèi)星進(jìn)行控制通過接收遙測信號監(jiān)視衛(wèi)星工作狀態(tài)測量計算衛(wèi)星運行軌道115目前一百一十五頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點通信衛(wèi)星的測控管理系統(tǒng)計算機實時控制/處理系統(tǒng)空調(diào)電源等儀表地面通信系統(tǒng)天線及跟蹤伺服遙測、指令及測距單元射頻系統(tǒng)靜態(tài)衛(wèi)星模擬器時間/頻率基準(zhǔn)計算機離線分析/處理系統(tǒng)動態(tài)衛(wèi)星模擬器116目前一百一十六頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點117目前一百一十七頁\總數(shù)一百二十八頁\編于二十三點小結(jié)衛(wèi)星通信的分類

按軌道、重量和頻段衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展趨勢兩大衛(wèi)