衛(wèi)星通信系統(tǒng)基礎知識

衛(wèi)星通信系統(tǒng)基礎知識衛(wèi)星通信簡單地說就是地球上（包括地面和低層大氣中）的無線電通信站間利用衛(wèi)星作為中繼而進行的通信。衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。衛(wèi)星通信的特點是：通信范圍大；只要在衛(wèi)星發(fā)射的電波所覆蓋的范圍內，從任何兩點之間都可進行通信；不易受陸地災害的影響（可靠性高）；只要設置地球站電路即可開通（開通電路迅速）；同時可在多處接收，能經濟地實現廣播、多址通信（多址特點）；電路設置非常靈活，可隨時分散過于集中的話務量；同一信道可用于不同方向或不同區(qū)間（多址聯接）。1、衛(wèi)星通信系統(tǒng)基本概念1.1系統(tǒng)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，衛(wèi)星星體又包括兩大子系統(tǒng)：星載設備和衛(wèi)星母體。地面站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網的接口，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。用戶段即是各種用戶終端。1.2衛(wèi)星通信網絡的結構點對點:兩個衛(wèi)星站之間互通；小站間信息的傳輸無需中央站轉接；組網方式簡單。星狀網：外圍各邊遠站僅與中心站直接發(fā)生聯系，各邊遠站之間不能通過衛(wèi)星直接相互通信（必要時，經中心站轉接才能建立聯系）。網狀網：網絡中的各站，彼此可經衛(wèi)星直接溝通?；旌暇W：星狀網和網狀網的混合形式1.3衛(wèi)星通信的應用范圍長途電話、傳真電視廣播、娛樂計算機聯網電視會議、電話會議交互型遠程教育醫(yī)療數據應急業(yè)務、新聞廣播交通信息、船舶、飛機的航行數據及軍事通信等跟蹤系統(tǒng)。目前，全球同步軌道商用通信衛(wèi)星總數已超過290顆。2.2、按照通信范圍區(qū)分按照通信范圍區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以分為國際通信衛(wèi)星、區(qū)域性通信衛(wèi)星、國內通信衛(wèi)星。2.3、按照用途區(qū)分按照用途區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以分為綜合業(yè)務通信衛(wèi)星、軍事通信衛(wèi)星、海事通信衛(wèi)星、電視直播衛(wèi)星等。2.4、按照轉發(fā)能力區(qū)分按照轉發(fā)能力區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以分為無星上處理能力衛(wèi)星、有星上處理能力衛(wèi)星。3、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點衛(wèi)星通信是現代通信技術的重要成果，它是在地面微波通信和空間技術的基礎上發(fā)展起來的。與電纜通信、微波中繼通信、光纖通信、移動通信等通信方式相比，衛(wèi)星通信具有下列特點：（1）衛(wèi)星通信覆蓋區(qū)域大，通信距離遠。因為衛(wèi)星距離地面很遠，一顆地球同步衛(wèi)星便可覆蓋地球表面的1/3，因此，利用3顆適當分布的地球同步衛(wèi)星即可實現除兩極以外的全球通信。衛(wèi)星通信是目前遠距離越洋電話和電視廣播的主要手段。（2）衛(wèi)星通信具有多址聯接功能。衛(wèi)星所覆蓋區(qū)域內的所有地球站都能利用同一衛(wèi)星進行相互間的通信，即多址聯接。（3）衛(wèi)星通信頻段寬，容量大。衛(wèi)星通信采用微波頻段，每個衛(wèi)星上可設置多個轉發(fā)器，故通信容量很大。（4）衛(wèi)星通信機動靈活。地球站的建立不受地理條件的限制，可建在邊遠地區(qū)、島嶼、汽車、飛機和艦艇上。（5）衛(wèi)星通信質量好，可靠性高。衛(wèi)星通信的電波主要在自由空間傳播，噪聲小，通信質量好。就可靠性而言，衛(wèi)星通信的正常運轉率達99.8%以上。（6）衛(wèi)星通信的成本與距離無關。地面微波中繼系統(tǒng)或電纜載波系統(tǒng)的建設投資和維護費用都隨距離的增加而增加，而衛(wèi)星通信的地球站至衛(wèi)星轉發(fā)器之間并不需要線路投資，因此，其成本與距離無關。但衛(wèi)星通信也有不足之處，主要表現在：（1）傳輸時延大。在地球同步衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，通信站到同步衛(wèi)星的距離最大可達40000km，電磁波以光速（3×108m/s）傳輸，這樣，路經地球站→衛(wèi)星→地球站（稱為一個單跳）的傳播時間約需0.27s。如果利用衛(wèi)星通信打電話的話，由于兩個站的用戶都要經過衛(wèi)星，因此，打電話者要聽到對方的回答必須額外等待0.54s。（2）回聲效應。在衛(wèi)星通信中，由于電波來回轉播需0.54s，因此產生了講話之后的“回聲效應”。為了消除這一干擾，衛(wèi)星電話通信系統(tǒng)中增加了一些設備，專門用于消除或抑制回聲干擾。（3）存在通信盲區(qū)。把地球同步衛(wèi)星作為通信衛(wèi)星時，由于地球兩極附近區(qū)域“看不見”衛(wèi)星，因此不能利用地球同步衛(wèi)星實現對地球兩極的通信。（4）存在日凌中斷、星蝕和雨衰現象。4、衛(wèi)星通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢未來衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要有以下的發(fā)展趨勢：（1）地球同步軌道通信衛(wèi)星向多波束、大容量、智能化發(fā)展；（2）低軌衛(wèi)星群與蜂窩通信技術相結合、實現全球個人通信；（3）小型衛(wèi)星通信地面站將得到廣泛應用；（4）通過衛(wèi)星通信系統(tǒng)承載數字視頻直播(DvB)和數字音頻廣播(DAB)；