衛(wèi)星通信系統(tǒng)原理什么?

衛(wèi)星通信系統(tǒng)原理什么?

衛(wèi)星通信是指地球上（包括地面、水面和低層大氣中）的無(wú)線電通信站之間和用人造衛(wèi)星作中繼站而進(jìn)行的通信。它具有通信容量大、距離遠(yuǎn)、覆蓋面積廣、組網(wǎng)靈活、性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。衛(wèi)星通信都得到了日益廣泛的應(yīng)用。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)的主要組成部分包括通信衛(wèi)星、地球站、監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)、衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)從地球站向空間衛(wèi)星接收和發(fā)送信號(hào)。典型的電視衛(wèi)星接收來(lái)自基站的信號(hào)，把它向大量的接收站廣播。向衛(wèi)星發(fā)送的信號(hào)稱為“上行鏈路”，從衛(wèi)星接收的信號(hào)稱為“下行鏈路”。上行鏈路還稱為“射鳥(niǎo)”。下行鏈路覆蓋一個(gè)稱為“腳印”的覆蓋區(qū)，它可能非常大或覆蓋一個(gè)集中的區(qū)域。衛(wèi)星使用微波天線。由于它們位于高空中，所以傳輸是通過(guò)站線( line-of-site)到達(dá)接收機(jī)的。衛(wèi)星軌道如圖S-2所示。

衛(wèi)星最常用的頻段在下面列出。頻段 上行鏈路 下行鏈路 L/S 1.610～1.625 GHz 2.483～2.50 GHz 　 C 3.7～4.2 GHz 5.924～6.425 GHz 　 Ku 11.7～12.2 GHz 14.0～14.5 GHz Ka 17.7～21.7 GHz 27.5～30.5 GHz

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圖S-2 衛(wèi)星軌道

LEO與地球靠近，通常在幾百公里之內(nèi)，并向赤道平面傾斜。由于衛(wèi)星離地球近，地面設(shè)備不需要太大功率與衛(wèi)星通信。這樣，對(duì)電話和手持式設(shè)備來(lái)說(shuō)它們是理想的。但是，LEO在快速的軌道上運(yùn)動(dòng)而且并不靜止在地球上空的某一點(diǎn)上。因此，全國(guó)范圍內(nèi)的或全球的通信系統(tǒng)需要基本上向地球投射移動(dòng)覆蓋區(qū)的衛(wèi)星群。在一個(gè)衛(wèi)星移出一個(gè)位置時(shí)，另一衛(wèi)星接替覆蓋。在此過(guò)程中，電話呼叫和其他傳輸從一個(gè)衛(wèi)星遞交給另一個(gè)衛(wèi)星。這恰好與人們?cè)趲讉€(gè)小區(qū)間移動(dòng)的蜂窩電話系統(tǒng)相反。

　　GEO系統(tǒng)技術(shù)成熟、成本相對(duì)較低，目前可提供業(yè)務(wù)的GEO系統(tǒng)有INMARSAT系統(tǒng)、北美衛(wèi)星移動(dòng)系統(tǒng)MSAT、澳大利亞衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)Mobilesat系統(tǒng)；LEO系統(tǒng)具有傳輸時(shí)延短、路徑損耗小、易實(shí)現(xiàn)全球覆蓋及避開(kāi)了靜止軌道的擁擠等優(yōu)點(diǎn)，目前典型的系統(tǒng)有Iridium、Globalstar、Teldest等系統(tǒng)。關(guān)于哪一種系統(tǒng)更適合于數(shù)據(jù)通信還存在爭(zhēng)論:GEO或LEO。雖然對(duì)于移動(dòng)無(wú)線設(shè)備來(lái)說(shuō)LEO是理想的，但現(xiàn)在的趨勢(shì)是使GEO具有更大的帶寬。而且，對(duì)于時(shí)間至關(guān)重要的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，GEO的延遲是一個(gè)問(wèn)題。