2021年度卫星通信基础讲义.ppt

1 概述
1、1卫星通信的基本概念
什么是卫星通信
卫星通信是微波通信的一种。只是中继站是太空中的卫星。
利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信
*
卫星通信基础
*
1 概述
“地球站”
地球站指在地球表面的无线电通信站，包括地面站、机载站和船（舰）站。
1、1卫星通信的基本概念
*
卫星通信基础
*
1 概述
1、1卫星通信的基本概念
是一种特殊的微波中继通信方式属宇宙通信之一
包括：1）地球站与宇宙站之间的通信。例如地球站与空间站之
间的通信。
2）宇宙站之间的通信。例如航天飞机与空间站间的通信。
3）通过宇宙站的转发或反射进行的地球站之间的通信。
*
卫星通信基础
*
1 概述
1、2卫星通信的基本组成
*
卫星通信基础
*
1 概述
1、3卫星通信系统的组网形式
星状网
网状网
*
卫星通信基础
*
1 概述
1、4卫星通信系统的4大资源
频带
功率
时间（寿命）
轨道位置
*
卫星通信基础
*
1 概述
1、5卫星通信的特点
卫星通信的优点

1、无缝隙覆盖能力
2、宽域的复杂的网络拓扑构成能力
3、移动性
4、距离不敏感性
卫星通信存在的问题

1、时延问题
2、高速宽带问题
3、高性能、低误码率问题
4、网络控制协议优化设计问题
5、轨道/频谱分配与干扰协调问题
*
卫星通信基础
*
2 卫星通信的电波传播和工作频段
1、卫星通信的电波在空间中传播会因为以下几个因素造成功率衰减：
(1)大气吸收存在两个吸收峰值点：，
主要是由水蒸气（H2O）谐振吸收引起的。第二个峰值点在60GHz
频率处，主要是有(O2)谐振吸收引起的。在明显离开峰值点的其
它频率处，吸收损耗相当的低。
(2)大气闪烁效应
1）是一种衰落现象。
2）由大气层中不同的折射率而引起电磁波的聚焦和扩散，造成
传播路径的不同而引起。
3）衰落周期约几十秒。
4）链路预算时引入备余量来补尝。
(3)电离层效应
1）电离层中自由电子的不规则变化引起的信号随机起伏变化。
2）影响包括闪烁、吸收、到达方向变化、传播时延、散射、频率
变化和极化（法拉第）旋转。对卫星通信而言，主要是闪烁
和极化旋转。
3）所有影响随频率增加而减小，且大多数与频率平方成反比
*
卫星通信基础
*
2 卫星通信的电波传播和工作频段
(4)电离层闪烁
1）电离层闪烁的主要影响是对信号可能产生严重的衰落。
2）可能持续几分钟。
3）链路预算时引入备余量来补尝。
(5)极化旋转
1）极化偏移的角度（法拉第旋转）与电磁波通过电离层路径的长
度、地球磁场强度、电子密度等因素有关。
2）法拉第旋转与频率的平方成反比，10GHz以上时可忽略。
3）圆极化时不对电场的同极化或交叉极化分量产生影响；线极化
则需极化跟踪。
(6)降雨衰减
1）是由于雨滴的散射和吸收引起。
2）单位降雨衰减是降雨率的函数。
3）降雨率指雨水蓄积的速度；降雨率超过指定值的时间百分比。
4）单位降雨衰减与频率和极化方式有关。
5）降雨衰减与信号经过雨区域的有效路径长度有关。
*
卫星通信基础
*
2 卫星通信的电播传播和工作频段
(7)各种外部噪声
1）宇宙噪声。
2）大气噪声---与频率、仰角有关。
3）降雨噪声---与雨量、频率、仰角有关。
4）地面噪声
5）干扰噪声
2、2卫星通信的