卫星通信技术及其发展趋势课件.pptx

卫星通信技术及其发展趋势卫星通信技术及其发展趋势 1 引言引言 2卫星通信系统的基本组成卫星通信系统的基本组成 3卫星通信中的主要技术卫星通信中的主要技术 4卫星通信的发展概况卫星通信的发展概况 5星通信的发展趋势星通信的发展趋势 6卫星通信与互联网技术相结合卫星通信与互联网技术相结合 7卫星通信宽带化卫星通信宽带化 8卫星光通信卫星光通信 9 总结总结1 引言引言 卫星通信，简单的说就是地球上（包括地面、卫星通信，简单的说就是地球上（包括地面、水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人水面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造卫星作为中继站转发或反射无线波以此来实现造卫星作为中继站转发或反射无线波以此来实现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式。它两个或多个地球站之间通信的一种通信方式。它是一种无线通信方式，可以承载多种通信业务，是一种无线通信方式，可以承载多种通信业务，是当今社会重要的通信手段之一是当今社会重要的通信手段之一 利用静止卫星建立全球通信示意图2卫星通信系统的基本组成卫星通信系统的基本组成 卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。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返送回另一地球站。地球站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户通过地球站出入卫星系统形成链路。由于静止卫星在赤道上空3600Km，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般。三颗相距120的卫生就能覆盖正个赤道圆周。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110GHz频段。为了满足越来越多的需求，已开始研究应用新的频如12GHz，14GHz，20GHz及30GHz。3 卫星通信中的主要技术卫星通信中的主要技术1）CDMA技术技术CDMA(码分多址)系统通过采用话音激活技术、前向纠错（FEC）技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段，可使CDMA系统容量大幅扩大，同时，它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来，小卫星技术的发展为实现全球移动通信和卫星通信提供了条件，利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信，已在国际上逐渐形成完善的体系。2）抗干扰技术）抗干扰技术现代军事斗争中，敌我双方对卫星通信干扰与抗干扰技术对抗越来越激烈。未来战争中电磁环境将变得越来越复杂，卫星通信因其固有的特点而面临极大的威胁。由于通信卫星始终暴露在太空中，且信道是开放的，易于受对方攻击。因此，军事卫星通信中干扰和抗干扰是斗争双方关注的焦点，研究在复杂电磁环境下卫星通信抗干扰技术体制已成为提高军事通信装备生存能力、确保军事指挥顺畅的关键。4卫星通信的发展概况卫星通信的发展概况 19451945年五月英国人阿瑟克拉克提出关于静止卫星的设想。年五月英国人阿瑟克拉克提出关于静止卫星的设想。1954-1964 1954-1964 卫星通信试验，卫星通信试验，19571957年年1010月月4 4日苏联发射了第一颗日苏联发射了第一颗人造卫星，人造卫星，19631963年年7 7月美国发射了第一颗地球同步卫星，他们月美国发射了第一颗地球同步卫星，他们都进行了卫星通信试验。都进行了卫星通信试验。19651965年国际通信卫星组织的年国际通信卫星组织的IS-1IS-1（国（国际通信卫星）发射，卫星通信进入实用阶段。际通信卫星）发射，卫星通信进入实用阶段。 我国于我国于19701970年年4 4月月2424日，成功地发射了自行研制的东方红一号日，成功地发射了自行研制的东方红一号卫星，卫星，19841984年年4 4月发射了我国第一颗同步通信卫星东方红二号，月发射了我国第一颗同步通信卫星东方红二号，19971997年年5 5月月1212日月发射了我国第一颗三轴稳定的同步通信卫星日月发射了我国第一颗三轴稳定的同步通信卫星东方红三号。东方红三号。 我国自我国自19721972年开始运行卫星通信业务，目前全球共有地球年开始运行卫星通信业务，目前全球共有地球同步静止轨道卫星约同步静止轨道卫星约210210颗。中国的卫星通信经过近三十年的颗。中国的卫星通信经过近三十年的发展，从无到有，已经初具规模，但是发展速度仍比较缓慢。发展，从无到有，已经初具规模，但是发展速度仍比较缓慢。注册的卫星运营公司已有中国通信广播卫星公司、中国东方通注册的卫星运营公司已有中国通信广播卫星公司、中国东方通信卫星有限责任公司、鑫诺卫星通信有限公司、亚洲卫星通信信卫星有限责任公司、鑫诺卫星通信有限公司、亚洲卫星通信有限公司、亚太卫星控股有限公司五家（在大陆注册三家），有限公司、亚太卫星控股有限公司五家（在大陆注册三家），共拥有共拥有1010颗卫星颗卫星, 342, 342个转发器单元（个转发器单元（C C波段波段236236个、个、KuKu波段波段106106个，均已折合至每转发器个，均已折合至每转发器36MHz36MHz带宽）。其业务已覆盖到亚洲带宽）。其业务已覆盖到亚洲大部分地区和欧洲部分地区大部分地区和欧洲部分地区。 现代卫星通信的发展趋势之一就是卫星星体本身正在向大型化和现代卫星通信的发展趋势之一就是卫星星体本身正在向大型化和微型化两个方向发展。一方面，各国为了提高卫星的灵敏度和星微型化两个方向发展。一方面，各国为了提高卫星的灵敏度和星上处理能力，以及实现卫星的一星多能，把卫星星体造得越来越上处理能力，以及实现卫星的一星多能，把卫星星体造得越来越大，重量也越来越重。卫星大了也有弱点，易受电磁干扰和敌方大，重量也越来越重。卫星大了也有弱点，易受电磁干扰和敌方反卫星武器的破坏，而小卫星、微小卫星却能克服这种弱点。如反卫星武器的破坏，而小卫星、微小卫星却能克服这种弱点。如果用多颗小卫星组网来代替单颗大卫星，就可以提高卫星系统的果用多颗小卫星组网来代替单颗大卫星，就可以提高卫星系统的生存能力。生存能力。5 5星通信的发展趋势星通信的发展趋势-卫星向大、小两卫星向大、小两极发展极发展卫星通信和计算机技术的飞速发展，产生了卫星互联网技术。目前卫星互联网的连接方式主要有两种：一种是利用宽带卫星的双向传输；另一种则是利用卫星的高速下载和地面网络反馈的外交互通信方式，即将卫星链路作为下行数据链路，而将电话拨号、局域网等其他通信链路作为上行数据链路，这种方式是基于当前互联网信息流量的非对称性提出来的，它是卫星通信的一个热点。6 6卫星通信与互联网技术相结合卫星通信与互联网技术相结合为了满足卫星通信系统用户对带宽的需求，为了满足卫星通信系统用户对带宽的需求，卫星通信技术已向卫星通信技术已向Ka、Q等波段发展。一等波段发展。一些国家卫星系统已拓展直些国家卫星系统已拓展直EHF频段。采用频段。采用EHF频段有很多现有其他频段无可比拟的频段有很多现有其他频段无可比拟的优点，一是扩大优点，一是扩大EHF频段的容量，大大减频段的容量，大大减轻现有频谱拥挤现象；二是轻现有频谱拥挤现象；二是EHF的波束窄，的波束窄，可减少受核爆炸影响出现的信号闪烁和衰可减少受核爆炸影响出现的信号闪烁和衰落，抗干扰和抗截收能力强。三是落，抗干扰和抗截收能力强。三是EHF 频频段系统使用的部件尺寸和重量都可大大缩段系统使用的部件尺寸和重量都可大大缩小和减轻。小和减轻。7 7卫星通信宽带卫星通信宽带化化8卫星光通信卫星光通信 卫星光通信就是用激光进行卫星间通信，卫星光通信就是用激光进行卫星间通信，使卫星间通信容量大为增加，而卫星通信使卫星间通信容量大为增加，而卫星通信设备的体积和重量却大大减小，同时也增设备的体积和重量却大大减小，同时也增加了卫星通信的保密性。卫星光通信系统加了卫星通信的保密性。卫星光通信系统主要由以下几个子系统组成：光源子系统，主要由以下几个子系统组成：光源子系统，发射、接收子系统以及瞄准、捕获、跟踪发射、接收子系统以及瞄准、捕获、跟踪子系统，此外还包括伺服系统、控制系统子系统，此外还包括伺服系统、控制系统等。等。卫星天线群卫星天线群卫星机房卫星机房