移动卫星通信系统及其关键技术.doc

移动卫星通信系统及其关键技术□江苏润迅通信发展公司曹锦 1 移动卫星通信概述移动卫星通信 移动卫星通信系统分类移动卫星通信系统的分类可按其应用来分, 也可按它们所采用的技术手段来分。按应用分, 则分为海事移动卫星通信系统(MMSS) 、航空移动卫星通信系统(AMSS) 、陆地移动卫星通信系统(LMSS) 。 MMSS 旨在改善海上救援工作, 提高船舶使用效率和管理水平, 增强海上通信系统特征是能向用户提供移动业务 MSS , 并且利用卫星作中继站。所利用的卫星既可以是对地静止的卫星(GEO) , 又可以是对地非静止的卫星: 如中轨道(MEO) 、低轨道(LEO) 和高椭圆轨道(HEO) 卫星等。可以称为卫星通信与移动通信结合的产物,既是一种提供移动业务的卫星通信系统, 又是一种采用卫星作中继站的移动通信系统。业务和无线电定位能力。 AMSS 的主要用途是在飞机与地面之间为机组人员和乘客提供话音和数据通信业务。 LMSS 主要是利用卫星为行驶在陆地上的车辆提供通信。通常人们根据卫星系统采用的技术手段和运行轨道, 可分为对地静止轨道(GEO) 卫星移动通信系统和对地非静止轨道( 如低轨道 LEO 、中轨道 MEO 和高椭圆轨道 HEO) 移动卫星通信系统)。 GEO 系统采用静止卫星进行通信(如 Inmarsat 的 ICO) ,而 LEO 、 MEO 和 HEO 系统则采用多颗卫星组成的星座进行通信(如 Iridium 、 Globalstar 、 Teledesic) 。 卫星轨道分类与特点具体分类情况如下, hmax 表示离地面的最大高度: 低轨道(LEO) 卫星: hmax<5000km 运行周期 2~4 小时; 中轨道(MEO) 卫星: 5000km<hmax<20000km 运行周期 4~ 12 小时; 高轨道(HEO) 卫星: hmax>20000km 运行周期 12 小时以上; 同步(GEO) 卫星: hmax ≈ 35860km 运行周期 24 小时在地球外层大气中, 存在着一种辐射能带, 叫范艾伦辐射带, 它是地球外层大气中的放射性粒子受地球重力场和磁场的影响被浓化而集中起来的辐射能带,它围绕地球呈双层环带状,内带范围在离地面约 2000 ~ 8000km 处, 外带范围在离地面约 15000 ~ 200000km 处, 它的幅射线对卫星的各种器件有较大影响。此外,在离地面高度 500km 以下的空间,由于大气密度增加,导致摩擦加剧,将缩短卫星的寿命。 2 移动卫星通信信道特点移动卫星通信信道是时变信道, 特性复杂、恶劣, 存在多径效应、多普勒频移和阴影效应严重影响数字信号传输的可靠性。多径效应是移动信道最典型的特征,它对接收信号的影响是多方面的,首先多径效应会引起接收信号幅度的深度衰落,造成在某些时间间隔中电平低于接收机的检测门限时,使误码率增大甚至通信中断;其次多径效应造成的时延将在接收信号中引起码间串扰,导致误码增加;最后由于收、发两端相对运动带来较大的多普勒频移对检测性能有很大影响,加上多径效应,这种频移成为多普勒频展,在接收信号相位中形成随机调频噪声,使得无论如何提高发射功率,误码率只能降到某一下界。下面具体介绍卫星移动通信中存在的多径衰落、 Doppler 效应和电离层闪烁。 多径衰落多径衰落大致有