卫星通信

中文名称：

卫星通信

英文名称：

satellite communication

定义1：

利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号，在两个或多个地面站之间进行通信。其特点是：通信距离远；通信容量大；不受大气层骚动的影响，通信可靠。

所属学科：

船舶工程（一级学科）；船舶通信导航（二级学科）

定义2：

在两个或多个卫星地面站之间利用人造地球卫星转发或反射信号的无线电通信方式。

所属学科：

电力（一级学科）；调度与通信、电力市场（二级学科）

定义3：

以人造地球卫星作为空间中继站，转发无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。

所属学科：

航空科技（一级学科）；航空电子与机载计算机系统（二级学科）

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

  

卫星通信

卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。

　　全球覆盖的固定卫星通信业务静止地球轨道(GEO)卫星，轨道高度大约为36 000km，成圆形轨道，只要三颗相隔120。的均匀分布卫星，就可以覆盖全球。国际卫星通信组织的Intelsat I-IX代卫星。是全球覆盖的最好例子，目前已发展到第九代。

　　卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发上来的电磁波放大后再反送回另一地球站。地球站则是卫星系统形成的链路。由于静止卫星在赤道上空36000千米,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周(23小时56分4秒)一致,从地面看上去如同静止不动一样。三颗相距120度的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是1一10GHz频段,即微波频段、为了满足越来越多的需求,已开始研究应用新的频段,如12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。

　　全球覆盖的移动卫星通信海事卫星通信系统Inmarsat是全球覆盖的移动卫星通信，目前工作的为第三代海事通信卫星，它们分布在大西洋东区和西区、印度洋区和太平洋区，第四代Inmarsat一4卫星，已于2005年3月发射了第一颗卫星，另一颗卫星亦准备发射，它们分别定点在64。E和53。W，具有一个全球波束，l9个宽点波束，228个窄点波束，采用数字信号处理器。有信道选择和波束成形功能。

　　全球覆盖的低轨道移动通信卫星有“铱星”(Iridium)和全球星(G10balstar)，“铱星”系统有66颗星，分成6个轨道，每个轨道有11颗卫星，轨道高度为765km，卫星之间、卫星与网关和系统控制中心之间的链路采用ka波段，卫星与用户间链路采用L波段。2005年6月底铱星用户达12．7万户，在卡特里娜飓风灾害时，“铱”星业务流量增加30倍，卫星电话通信量增加5倍。

　　全球星(Globalstar)有48颗卫星组成，分布在8个圆形倾斜轨道平面内，轨道高度为1 389km，倾角为52度。用户数逐年稳定增长，成本下降，2005年比2004年话音用户增长。

　　多址联接的意思是同一个卫星转发器可以联接多个地球站，多址技术是根据信号的特征来分割信号和识别信号，信号通常具有频率、时间、空间等特征。卫星通信常用的多址联接方式有频分多址联接(FDMA)、时分多址联接(TDMA)、码分多址联接(CDMA)和空分多址联接(SDMA)，另外频率再用技术亦是一种多址方式。

　　在微波频带,整个通信卫星的工作频带约有500MHz宽度,为了便于放大和发射及减少变调干扰,一般在卫星上设置若干个转发器。每个转发器的工作频带宽度为36MHz或72MHz目前的卫星通信多采用频分多址技术,不同的地球站占用不同的频率,即采用不同的载波。它对于点对点大容量的通信比较适合。近年来,已逐渐采用时分多址技术,即每一地球站占用同一频带,但占用不同的时隙,它比频分多址有一系列优点,如不会产生互调干扰,不需用上下变频把各地球站信号分开,适合数字通信,可根据业务量的变化按需分配,可采用数字话音插空等新技术,使容量增加5倍。另一种多址技术使码分多址(CDMA),即不同的地球站占用同一频率和同一时间,但有不同的随机码来区分不同的地址。它采用了扩展频谱通信技术,具有抗干扰能力强,有较好的保密通信能力,可灵活调度话路等优点。其缺点使频谱利用率较低。它比较适合于容量小,分布广,有一定保密要求的系统使用。

　　近年来卫星通信新技术的发展层出不穷。例如甚小口径天线地球站(VSAT)系统,中低轨道的移动卫星通信系统等都受到了人们广泛的关注和应用。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点,1972年在我国首次应用,并迅速发展,与光纤通信、数字微波通信一起,成为我国当代远距离通信的支柱。

　　卫星通信由于它不受地理条件的限制，具有灵活的可移动性，所以仍依它的优势创新发展。但亦受到迅速发展的光纤通信的挑战，它比卫星通信的容量大，传输速率高，有很多越洋通信被海底光缆所替代，陆地干线亦有类似情况。20世纪90年代中后期卫星电视直播(DBs——Direct Broadcast Satellite或DTH——Direct To Home)、卫星声音广播、卫星移动通信以及卫星宽带多媒体通信成为新的四大发展潮流。

　　国际卫星通信组织的Intelsat系列已经发展到第九代，自1996年～2004年来业务量基本稳定增长，2004年全球总收入为94亿美元，美国预计2006年用户达百万，VSAT应用约每年增长15％～20％，宽带接人及多媒体业务逐渐发展，Ka波段将成为宽带业务的主流，宽带业务领先的有加拿大的电信卫星公司(Telesat)、美国的狂蓝(Wild Blue)公司和泰国的Shin卫星公司。

　　在卫星性能方面以增大发射功率，提高EIRP值，增加卫星转发器数量，增加带宽，降低成本，减小地面终端设备的尺寸和费用。加拿大2004年7月18日发射的阿尼克(Anik)． F2卫星共有ll4台转发器，其中50台为Ka波段，泰国2005年8月11日发射的Ipstar卫星有114台转发器，通信容量为45Gbit／s，是目前世界上最大的商用通信卫星，欧洲正在研制更大的卫星，准备安装250台转发器，预定2008年发射。

　　星上采用数字信号处理器，提高信号交换能力，减少地面设备，建立遥测、遥控、跟踪和监视功能以及网络管理功能的地球站，实现卫星动态控制及管理。卫星宽带通信直播高清晰度电视，连接Internet网发展网络电视等。

　　移动卫星通信它可以是全球性亦可以是区域性，全球性的采用中、低轨道卫星．区域性的采用静止轨道通信卫星，区域移动通信卫星有2000年2月12日发射的印度尼西亚的亚洲蜂窝卫星(Aees)，又名格鲁达(Garula)-1，它是世界上第一颗区域性地球静止轨道个人移动通信卫星，有l40个点波束，11 000路同时通话的话路，波束覆盖占世界人口60％的亚太地区。阿拉伯联合酋长国于2000年10月20日和2003年6月10日分别发射了瑟拉亚(Thuraya)_1和-2两颗卫星，每星具有13 750路同时通话的容量，它覆盖欧、亚、非106个国家。

　　国际移动卫星公司于2005年3月发射了第四代Inmarsat一4卫星，它具有全球波束和19个宽点波束以及228个窄点波束，用两颗卫星支持目前Inmarsat系统的大部分业务。它将引入宽带全球区域网(BGAN)的一系列新业务，传输速率达432kbit／s，星上采用L波段天线及数字信号处理器(DSP)，DSP具有信道选择和波束成形功能，能产生宽带信道匹配功率与带宽资源，DSP还能剪裁卫星覆盖范围和调正波束，以满足容量和业务种类要求，还能处理固态功放及低噪声放大器的故障。宽带全球区域网将传输互联网、内部网、视频点播、视频会议、传真、电子邮件、电话及局域网等接人业务。

　　中、低轨道全球移动卫星通信的业务主要是话音和数据，亦可以与互联网连接，进一步发展多媒体通信。

　　卫星通信的发展趋势总的发展方向是大容量、大功率、高速率、宽带、低成本、高发射频率、多转发器、多点波束和赋形波束，应用星上处理技术切换信号，处理信号等，21世纪的卫星直播电视(DBS—TV)、个人移动卫星通信、多媒体卫星通信、卫星音频广播、卫星网络电视等将会得到大量发展。VSAT业务范围不断扩大，深入到国民经济的各个领域，更加显示其经济和社会效益，Ka波段的应用使设备更加小型化，当然亦带来衰减严重的缺陷。光通信在卫星通信中的应用逐渐变得成熟可取，它要求精确的卫星控制技术，目前在国际上还处于研发阶段，预计不久将会进入实用阶段。

　　我国的卫星通信事业亦在迅速发展，2005年4月12日发射了亚太一6号(Apstar一6)卫星，它有38个C波段和14个Ku波段转发器，2006年lo月发射直播卫星一鑫诺2号(Sino-2)，它有22个Ku波段转发器(目前有技术故障)。卫星通信的应用领域不断扩大，除金融、证券、邮电、气象、地震等部门外，远程教育、远程医疗、应急救灾、应急通信、应急电视广播、海陆空导航、连接互联网的网络电话、电视等将会广泛应用。我国的卫星发射技术，长征系列运载火箭领先世界，大推力、无污染、无毒的环保型火箭发动机我国已试验成功，这为发展我国的大型通信卫星乃至载人航天、探月工程创造了有利条件。

　　我国将沿着天地一体、优势互补、军民结合的长远发展方向迈进。

　　版权信息

　　书 名: 卫星通信

　　作　者：夏克文 甘仲民

　　出版社： 西安电子科技大学出版社

　　出版时间： 2008年12月

　　ISBN: 9787560621401

　　开本： 16开

　　定价: 21.00 元

　　内容简介

　　《卫星通信》主要内容包括卫星通信概述、卫星通信基本技术、卫星通信链路设计、卫星通信网和移动卫星通信系统等。全书内容精练，系统性强，结构严谨，条理清晰；简化了理论推导，精简了通用技术的篇幅，突出应用性知识，并且介绍了最新的卫星通信技术成果；习题丰富且具有启发性。

　　《卫星通信》是采用全国招标的形式，通过西安电子科技大学出版社高等学校电子与通信类专业“十一五”规划教材专家评审会评审选定的，可作为通信工程、电子信息、计算机等专业本科生的专业课教材，也可供相关专业的研究生和工程技术人员参考使用。

　　图书目录

　　第1章　卫星通信概述　

　　第2章　卫星通信基本技术　

　　第3章　卫星通信链路设计　

　　第4章　卫星通信网　

　　第5章　移动卫星通信系统　

　　参考文献

　　……

　　书 名: 卫星通信

　　作　者： [美]普拉特等 著

　　出 版 社： 电子工业出版社

　　出版时间： 2003-11-1

　　字　数： 778000

　　页　数： 536

　　I S B N ： 9787505392274

　　定价：54.00

　　编辑推荐

　　本书是普通高等教育“十五”国家级规划教材之一。本教材的主要对象是通信工程、计算机通信以及信息工程等专业的本科高年级学生，也可作为跨专业学生和工程技术 人员的参考书。?

　　本书是一本介绍卫星通信原理、技术和系统的基础性教材，包括卫星移动通信的内容， 同时对卫星通信系统中的因特网业务及宽带综合业务的特殊问题和技术进行了讨论。书中还列举了当前正在运行的一些典型的卫星通信系统。

　　内容简介

　　本书是关于卫星通信的一本最新且权威的著作。全书共分为11章，4个附录，内容涉及轨道力学与发射台、人造卫星、人造卫星链路设计、卫星链路的调制与多路技术、多路存取、数字卫星链路误差控制、传播效果及其对卫星地球链路的影响、VSAT系统、低地球轨道与非同步卫星系统、直接广播卫星电视与无线电通信、卫星导航与全球定位系统等。

　　全书内容结构合理，反映了卫星通信的前沿技术。可作为大专院校电气工程专业学生的教材，也可作为相关研究人员及工程技术人员的参考书。

　　作者简介

　　Timothy Pratt：弗吉尼亚技术学院电气与计算机工程系教授。他在英国伯明翰大学获得电气工程硕士与博士学位，并在英国及美国教授通信课程。其研究领域包括卫星通信、定位以及航空电子设备等；此外，他也是IEEE高级会员及IEE（London）的会员。

　　图书目录

　　第1章 简介

　　第2章 轨道力学与发射台

　　第3章 卫星

　　第4章 卫星链路设计

　　第5章 卫星链路的调制与多路技术

　　第6章 多路存取

　　第7章 数字卫星链路误差控制

　　第8章 传播效果及其对卫星地球链路的影响

　　第9章 VSAT系统

　　第10章 低地球轨道与非同步卫星系统

　　第11章 直接广播卫星电视与无线电通信

　　第12章 卫星导航与全球定位系统

　　附录A 通信工程中的分贝

　　附录B 模拟电话传输

　　附录C 误差函数erfc(x)和函数Q（z）

　　附录D 简单衰减模型

　　术语表

　　索引