数字微波系统框图.ppt

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1、卫星通信线路的组成卫星转发器组成的方框图合合地球站的总体方框图数字微波 变频式发信机方框图微波通信接收系统的FM解调过程数字微波通信外差式收信机方框图数字微波 接收系统的FM解调过程3.交叉极化干扰抵消（交叉极化干扰抵消（XPIC）技术技术 由于由于SDH微波传输容量大，为了能够提微波传输容量大，为了能够提高频谱利用率，因此在数字微波系统中除采高频谱利用率，因此在数字微波系统中除采用多级调制技术（用多级调制技术（64QAM，128QAM或或512QAM调制）外，还采用了双极化频率复调制）外，还采用了双极化频率复用技术，使单波道数据传输速率成倍增长。用技术，使单波道数据传输速率成倍增长。4.自适

2、应频域和时域均衡技术自适应频域和时域均衡技术 在在SDH数字微波通信中，采用了无线通信方数字微波通信中，采用了无线通信方式，因而多径衰落的影响不容忽视。加之系统中式，因而多径衰落的影响不容忽视。加之系统中采用了多级调制方式，要达到采用了多级调制方式，要达到ITU-R所规定的性所规定的性能指标的要求，就必须采用相应的措施抑制多径能指标的要求，就必须采用相应的措施抑制多径衰落的影响。衰落的影响。7.1.3 SDH微波通信设备微波通信设备 在在SDH微波通信系统中，微波通信系统中，STM-4的传的传输速率为输速率为622.08Mbit/s,占用两个微波波道。占用两个微波波道。终端站设备基本结构如图终

3、端站设备基本结构如图7-6所示。它主要所示。它主要由由SDH复用设备和复用设备和SDH微波传输设备构成。微波传输设备构成。图7-6 终端站的电路配置（1）复用设备）复用设备 从上图中可以看出，复用设备主要负从上图中可以看出，复用设备主要负责完成责完成4个个STM-1或或463个个2Mbit/s数据流数据流的复用，这样在复用器的输出端将以的复用，这样在复用器的输出端将以STM-4数据流输出，并通过数据流输出，并通过STM-4光接口送到光接口送到SDH微波传输设备中的中频调制解调器微波传输设备中的中频调制解调器（IF.Moden）。）。（2）SDH微波传输设备微波传输设备 SDH微波传输设备主要包

4、括中频调制微波传输设备主要包括中频调制解调器部分、微波收发信机部分和操作、解调器部分、微波收发信机部分和操作、管理、维护和参数配置部分（管理、维护和参数配置部分（OAMP）。）。光传输接口光传输接口 光传输接口（光传输接口（OTI）的结构如图的结构如图7-7所所示。下面我们就以发送信号为例来进行说示。下面我们就以发送信号为例来进行说明。明。图7-7 光传输接口 数字处理器数字处理器DSP DSP主要用于完成主要用于完成SDH微波传输中所微波传输中所要求的信号处理功能的，如图要求的信号处理功能的，如图7-8所示。图所示。图中可以看出，从公务信道和开销接入电路中可以看出，从公务信道和开销接入电路来

5、的段开销来的段开销(SOH)数据插入到数据插入到RC6数据流中，数据流中，然后再经扰码后插入微波辅助开销然后再经扰码后插入微波辅助开销（RFCOH）。）。中频调制解调器中频调制解调器 如图如图7-9所示的是波道所示的是波道A，B信号发送信号发送编程。编程。发信过程发信过程 STM-4群路数据流经光传输接口群路数据流经光传输接口（OTI）接入接入A，B波道的数字信号在中频波道的数字信号在中频调制解调器中包括两个光传输接口调制解调器中包括两个光传输接口OTI，并采用并采用1+1保护方式，互为备份。保护方式，互为备份。图7-9 信号发送流程 收信过程收信过程 如图如图7-10所示的为信号接收流程。由

6、所示的为信号接收流程。由于不同微波站其地理条件不同，因而通常于不同微波站其地理条件不同，因而通常采用采用2重或重或3重空间分集接收，但不同分集重空间分集接收，但不同分集信号都将经过收波道分路带通滤波器信号都将经过收波道分路带通滤波器（BPF）、）、低噪声放大（低噪声放大（LNA）和下变频和下变频器处理后进入三重空间分集接收组合器。器处理后进入三重空间分集接收组合器。图7-10 信号接收流程7.1.4 SDH微波通信系统微波通信系统 数字微波通信是指以微波作为载体传送数字数字微波通信是指以微波作为载体传送数字信息的一种通信手段，因而信息的一种通信手段，因而SDH微波通信将兼有微波通信将兼有SDH

7、数字通信与微波通信两者的优点。下面来对数字通信与微波通信两者的优点。下面来对其系统组成进行讨论。其系统组成进行讨论。1.SDH微波通信系统组成微波通信系统组成 图图7-11数字微波中继通信线路示意图数字微数字微波中继通信线路示意图数字微波传输线路的组成形式可以是一条主干线，中间波传输线路的组成形式可以是一条主干线，中间有若干分支，也可以是一个枢纽站向若干方向分有若干分支，也可以是一个枢纽站向若干方向分支。支。（1）微波站：按不同工作性质，它可以分）微波站：按不同工作性质，它可以分为数字微波端站、数字微波中继站、数字微波分为数字微波端站、数字微波中继站、数字微波分路站和枢纽站。路站和枢纽站。终端

8、站终端站终端站终端站 终端站是指位于线路两端或分支线路终点的终端站是指位于线路两端或分支线路终点的站。站。中继站中继站中继站中继站 中继站是指位于线路中间、不上下话路的站，中继站是指位于线路中间、不上下话路的站，可分为再生中继站、中频转接站、射频有源转接可分为再生中继站、中频转接站、射频有源转接站和无源转接站。站和无源转接站。分路站分路站 分路站是指位于线路中间的站，它既分路站是指位于线路中间的站，它既可以上、下某收、发信波道的部分支路，可以上、下某收、发信波道的部分支路，也可以沟通干线上两个方向之间的通信。也可以沟通干线上两个方向之间的通信。枢纽站枢纽站 枢纽站是指位于干线上的、需完成多枢纽

9、站是指位于干线上的、需完成多个方向通信任务的站。个方向通信任务的站。(2)交交换换机机：这这是是用用于于功功能能单单元元、信信道道或或电电路路的的暂暂时时组组合合以以保保证证所所需需通通信信动动作作的的设设备备，用用户户可可通通过过交交换换机机进进行行呼呼叫叫连连接接，建立暂时的通信信道或电路。建立暂时的通信信道或电路。(3)用用户户终终端端：这这是是由由用用户户使使用用的的终终端端设备，如自动电话机、电传机和计算机等。设备，如自动电话机、电传机和计算机等。（4）数字终端机：它实际是一个数字）数字终端机：它实际是一个数字电话终端复用设备，其功能是将交换机送电话终端复用设备，其功能是将交换机送来

10、的多路信号变换为时分多路数字信号，来的多路信号变换为时分多路数字信号，并送往数字微波传输信道，或者是将数字并送往数字微波传输信道，或者是将数字微波传输信道所接收的时分多路数字信号微波传输信道所接收的时分多路数字信号反变换为交换机所要求的信号，并同时送反变换为交换机所要求的信号，并同时送至交换机。至交换机。2.SDH微波的综合应用微波的综合应用 其主要应用如图其主要应用如图7-13所示，有以下几种方式：所示，有以下几种方式：（1）用用SDH微微波波系系统统使使光光纤纤通通信信网网形成闭合环路。形成闭合环路。（2）与）与SDH光纤系统串联使用。光纤系统串联使用。（3）作作为为SDH光光纤纤网网的的

11、保保护护，以以解解决整个通信网的安全保护问题。决整个通信网的安全保护问题。（4）自成链路或环路。）自成链路或环路。图7-13 SDH微波应用图例图7-13 SDH微波应用图例7.2 卫星移动通信系统卫星移动通信系统卫星通信具有覆盖面积大、受地卫星通信具有覆盖面积大、受地理条件限制少、通信频带宽的特点，理条件限制少、通信频带宽的特点，因而成为现代通信不可缺少的通信手因而成为现代通信不可缺少的通信手段。段。7.2.1 卫星移动通信系统的基本卫星移动通信系统的基本概念及其分类概念及其分类1.卫星移动通信系统的分类卫星移动通信系统的分类 卫星移动通信系统的性质、用途不同，所采卫星移动通信系统的性质、用

12、途不同，所采用的技术手段也不同，因此存在多种分类方法，用的技术手段也不同，因此存在多种分类方法，它们各自反映了卫星移动通信的不同侧面。具体它们各自反映了卫星移动通信的不同侧面。具体分类如下。分类如下。（1）按卫星移动通信系统的业）按卫星移动通信系统的业务进行划分务进行划分 有海事卫星移动通信系统（有海事卫星移动通信系统（MMSS）、）、航空卫星移动通信系统（航空卫星移动通信系统（AMSS）和陆地和陆地卫星移动通信系统（卫星移动通信系统（LMSS）。）。（2）按卫星移动通信系统的卫星轨按卫星移动通信系统的卫星轨道进行划分道进行划分 静止轨道卫星移动通信系统：其系统卫星位静止轨道卫星移动通信系统：

13、其系统卫星位于地球赤道上空约于地球赤道上空约35786km附近的地球同步轨道附近的地球同步轨道上上,卫星绕地球公转与地球自转的周期和方向相卫星绕地球公转与地球自转的周期和方向相同。同。（3）按按卫卫星星移移动动通通信信系系统统的的通通信信覆覆盖区域进行划分盖区域进行划分 有国际卫星移动通信系统、区域卫星移动通有国际卫星移动通信系统、区域卫星移动通信系统和国内卫星移动通信系统。信系统和国内卫星移动通信系统。2.卫星移动通信系统的结构卫星移动通信系统的结构 如图如图7-14所示，卫星移动通信系统通所示，卫星移动通信系统通常包括空间段和地面段两部分。空间段是常包括空间段和地面段两部分。空间段是指卫星

14、星座，而地面段是指包括卫星测控指卫星星座，而地面段是指包括卫星测控中心、网络操作中心、关口站和卫星移动中心、网络操作中心、关口站和卫星移动终端在内的地面设备。终端在内的地面设备。图图7-14 卫星移动通信系统的基本组成卫星移动通信系统的基本组成（1）按一定规则分布的卫星构成一）按一定规则分布的卫星构成一个卫星移动通信系统的卫星星座。个卫星移动通信系统的卫星星座。（2）网络操作中心具有管理卫星移）网络操作中心具有管理卫星移动通信业务的功能。动通信业务的功能。（3）卫星测控中心负责卫星星座的）卫星测控中心负责卫星星座的管理功能，即卫星轨道修正、卫星工作管理功能，即卫星轨道修正、卫星工作状态的故障诊

15、断等功能。状态的故障诊断等功能。（4）卫星移动终端是一终端设备，）卫星移动终端是一终端设备，通过该终端设备，移动用户可在移动环通过该终端设备，移动用户可在移动环境中，如空中、海上及陆地上实现各种境中，如空中、海上及陆地上实现各种业务通信。业务通信。（5）关口站一方面负责为卫星移动）关口站一方面负责为卫星移动通信系统与地面固定网、地面移动通信通信系统与地面固定网、地面移动通信网提供接口以实现彼此间的互通，另一网提供接口以实现彼此间的互通，另一方面，还负责卫星移动终端的接入控制方面，还负责卫星移动终端的接入控制工作，从而保证通信的正常运行。工作，从而保证通信的正常运行。3.卫星移动通信系统的工作过

16、程卫星移动通信系统的工作过程 其呼叫过程如下。其呼叫过程如下。（1）卫星移动终端开机后，便自动向其归）卫星移动终端开机后，便自动向其归属关口站发出一个移动终端开机通知信息，并告属关口站发出一个移动终端开机通知信息，并告知其具体所在位置。知其具体所在位置。（2）移动用户向卫星移动终端（主叫终端）移动用户向卫星移动终端（主叫终端）输入被叫号码。输入被叫号码。（3）卫星移动终端向该终端视线内的卫星）卫星移动终端向该终端视线内的卫星发出一个包括该终端注册号码和被叫终端号码的发出一个包括该终端注册号码和被叫终端号码的请求服务信息，并通过卫星将此信息传送到本地请求服务信息，并通过卫星将此信息传送到本地服务

17、关口站，以建立呼叫。服务关口站，以建立呼叫。（4）本地关口站又通过卫星线路分别向主）本地关口站又通过卫星线路分别向主叫终端和被叫终端的归属关口站发出询问信息，叫终端和被叫终端的归属关口站发出询问信息，如主叫或被叫终端是否有权使用此系统及其权限如主叫或被叫终端是否有权使用此系统及其权限（即鉴权）。（即鉴权）。（5）如双方都拥有使用权限，则系统将某）如双方都拥有使用权限，则系统将某卫星信道分配给此主叫终端和被叫终端，以供连卫星信道分配给此主叫终端和被叫终端，以供连接，并同时向被叫终端发起呼叫。接，并同时向被叫终端发起呼叫。（6）通话完毕后，主叫和被叫终端释放通）通话完毕后，主叫和被叫终端释放通信链

18、路，并由本地关口站通过卫星链路向双方的信链路，并由本地关口站通过卫星链路向双方的归属关口站发送相应的通信记录，以供主叫和被归属关口站发送相应的通信记录，以供主叫和被叫终端的归属关口站计费等项使用。叫终端的归属关口站计费等项使用。4.卫星移动通信系统的使用频段卫星移动通信系统的使用频段 当电波穿过地球周围的大气层，在地当电波穿过地球周围的大气层，在地球站与卫星之间传播时，会遇到电离层中球站与卫星之间传播时，会遇到电离层中自由电子和离子的吸收作用，还会受到对自由电子和离子的吸收作用，还会受到对流层中的氧、水汽和雨、雪、雾的吸收和流层中的氧、水汽和雨、雪、雾的吸收和散射影响，从而产生一定的衰减。散射

19、影响，从而产生一定的衰减。7.2.2 卫星移动通信的特点和卫星移动通信的特点和面对的技术问题面对的技术问题1.卫星移动通信的特点卫星移动通信的特点 （1）通信距离远，具有全球覆盖能力，能）通信距离远，具有全球覆盖能力，能满足陆地上、海洋中、空中立体化的、全方位的满足陆地上、海洋中、空中立体化的、全方位的多址通信的需求，从而实现真正意义上的全球通多址通信的需求，从而实现真正意义上的全球通信和个人通信。信和个人通信。（2）系系统统容容量量大大，可可提提供供多多种种通通信信业业务务，从从而而使使通通信信业业务务向向多多样样化化和和综综合合化化方方向发展，满足用户多方面的需求。向发展，满足用户多方面的

20、需求。（3）在在使使用用静静止止轨轨道道的的同同时时，也也可可使使用用中中、低低轨轨道道卫卫星星，使使业业务务性性能能更更优优良良，但在星座设计和技术上更为复杂。但在星座设计和技术上更为复杂。2.面对的技术问题面对的技术问题 （1）由于要求卫星移动终端的体积、重量、）由于要求卫星移动终端的体积、重量、发射功率、天线尺寸趋于小型化，因此对技术的发射功率、天线尺寸趋于小型化，因此对技术的要求更高。要求更高。（2）利用现代化、智能化、数字化及多媒）利用现代化、智能化、数字化及多媒体技术，在网络设计、系统构成、星间协调、星体技术，在网络设计、系统构成、星间协调、星上处理和系统运营等方面取得重大进展，力

21、求获上处理和系统运营等方面取得重大进展，力求获得良好的性能价格比，提高产品的市场竞争力。得良好的性能价格比，提高产品的市场竞争力。(3)卫星无线波束应能根据地面覆盖区卫星无线波束应能根据地面覆盖区域的变化，保持指向。通常卫星移动通信域的变化，保持指向。通常卫星移动通信系统中的用户链路的工作频段限制在系统中的用户链路的工作频段限制在20010103GHz之内。之内。(4)因移动终端的因移动终端的EIRP（等效全向辐等效全向辐射功率）是有限的，故此要求卫星转发器射功率）是有限的，故此要求卫星转发器和星上天线应采取多点波束技术和大功率和星上天线应采取多点波束技术和大功率技术。技术。(5)在有多颗卫星

22、构成的星座系统中，在有多颗卫星构成的星座系统中，要求具有星际链路建立、星上处理和星上要求具有星际链路建立、星上处理和星上交换功能，同时地面关口站也应具有相应交换功能，同时地面关口站也应具有相应交换和处理功能。交换和处理功能。(6)寻求对频段资源的不断扩张，以满寻求对频段资源的不断扩张，以满足通信业务发展的要求。足通信业务发展的要求。7.2.3 卫星移动通信技术卫星移动通信技术1.抗干扰技术抗干扰技术 在卫星通信系统中同样存在热噪声、交调干在卫星通信系统中同样存在热噪声、交调干扰、邻道干扰、交叉极化干扰以及码间干扰，但扰、邻道干扰、交叉极化干扰以及码间干扰，但由于卫星移动通信的特点决定了在其系统

23、中既具由于卫星移动通信的特点决定了在其系统中既具有卫星通信系统的特性，又具有移动通信系统的有卫星通信系统的特性，又具有移动通信系统的特性，因而首先讨论一下卫星移动系统中还会受特性，因而首先讨论一下卫星移动系统中还会受到哪些干扰的影响。到哪些干扰的影响。（1）同频干扰）同频干扰 所有进入接收机通带内的、与本信道所有进入接收机通带内的、与本信道频率相同的或相近的无用信号都会对本信频率相同的或相近的无用信号都会对本信道信号构成干扰，这种干扰就是同频干扰。道信号构成干扰，这种干扰就是同频干扰。（2）近端对远端比干扰）近端对远端比干扰 这种干扰同样存在于地面移动通信系这种干扰同样存在于地面移动通信系统中

24、，当两个以同频工作的移动台各自与统中，当两个以同频工作的移动台各自与基站之间的距离相差较大（一个移动台距基站之间的距离相差较大（一个移动台距基站较近，另一个移动台距基站较远），基站较近，另一个移动台距基站较远），当它们以相同的发射功率向基站发射信号当它们以相同的发射功率向基站发射信号时，基站接收机接收的近端移动台所发的时，基站接收机接收的近端移动台所发的信号功率较大，而远端移动台所发的信号信号功率较大，而远端移动台所发的信号较小。较小。（3）多址访问干扰）多址访问干扰 CDMA系统中的用户信号首先需要经系统中的用户信号首先需要经过信息调制，从而获得窄带已调信号，然过信息调制，从而获得窄带已调信

25、号，然后再将该已调信号与作为地址码的伪随机后再将该已调信号与作为地址码的伪随机码进行调制，并产生发送信号此时发送信码进行调制，并产生发送信号此时发送信号的带宽将远大于传输用户信息的频谱宽号的带宽将远大于传输用户信息的频谱宽度。度。为为了了克克服服多多址址干干扰扰，因因而而在在CDMA系系统统中中有有必要采用相应措施。具体如下。必要采用相应措施。具体如下。采采用用正正交交的的地地址址码码用用以以避避免免相相邻邻用用户户间间由于地址码的相关作用而带来的干扰。由于地址码的相关作用而带来的干扰。采采用用功功率率控控制制技技术术，这这样样可可以以减减少少由由于于远远近近效效应应所所带带来来的的干干扰扰，

26、同同时时在在某某种种程程度度上上也也限限制了多址干扰的影响。制了多址干扰的影响。采采用用干干扰扰抵抵消消技技术术，即即采采用用数数字字处处理理技技术术（通通常常利利用用维维特特比比算算法法），同同时时配配以以匹匹配配滤滤波波器，将多址干扰限制在允许的范围之内。器，将多址干扰限制在允许的范围之内。2.功率控制功率控制 在卫星移动通信系统中，一个卫星发在卫星移动通信系统中，一个卫星发射天线覆盖区中的卫星传输分为上行链路射天线覆盖区中的卫星传输分为上行链路和下行链路。下行链路是指由卫星至卫星和下行链路。下行链路是指由卫星至卫星移动终端或关口站的链路为下行链路。一移动终端或关口站的链路为下行链路。一般

27、卫星移动通信系统中的下行链路无需采般卫星移动通信系统中的下行链路无需采用功率控制方式，功率控制使用于上行链用功率控制方式，功率控制使用于上行链路之中。路之中。（1）采用功率控制的原因采用功率控制的原因 由于通信卫星处于外层空间，卫星移动通信由于通信卫星处于外层空间，卫星移动通信环境十分复杂，并随时会发生变化。当地面发射环境十分复杂，并随时会发生变化。当地面发射机以固定功率发射时，无论通信卫星使用哪种转机以固定功率发射时，无论通信卫星使用哪种转发器，其接收信号都存在不同程度的衰落现象。发器，其接收信号都存在不同程度的衰落现象。对对FDMA 的卫星移动通信系统，某一地的卫星移动通信系统，某一地面发

28、射机的上行链路功率过高会侵占透明转发器面发射机的上行链路功率过高会侵占透明转发器分配给其他上行链路的功率，从而影响其他上行分配给其他上行链路的功率，从而影响其他上行链路的通信质量。链路的通信质量。对对TDMA的卫星移动通信系统，移动环境的卫星移动通信系统，移动环境的变化，如降雨、植被遮蔽等损耗，也要求发射的变化，如降雨、植被遮蔽等损耗，也要求发射机随不同的移动环境调整其发射功率，如铱星系机随不同的移动环境调整其发射功率，如铱星系统。统。对对CDMA的卫星移动通信系统，主要的干的卫星移动通信系统，主要的干扰是码间干扰。采用适当的上行链路功率控制以扰是码间干扰。采用适当的上行链路功率控制以保持各接

29、收机具有基本相同的输入载干比，进而保持各接收机具有基本相同的输入载干比，进而提高系统容量。提高系统容量。（2）上行链路功率控制方法与特点上行链路功率控制方法与特点 目前在上行链路中所采用的功率控制方法分目前在上行链路中所采用的功率控制方法分为三类。为三类。开环法：即根据所接收的下行卫星链路信号开环法：即根据所接收的下行卫星链路信号或导频信号功率来决定发射功率。这种方法简单，或导频信号功率来决定发射功率。这种方法简单，但精度不高。但精度不高。闭环法：地面通信终端首先发射信号，相应闭环法：地面通信终端首先发射信号，相应的接收机将所接收的信号电平大小通知关口站或的接收机将所接收的信号电平大小通知关口

30、站或网络操作中心，由其进行分析，并经下行链路给网络操作中心，由其进行分析，并经下行链路给地面通信终端发出指令，要求其调整发射功率，地面通信终端发出指令，要求其调整发射功率，地面发射机则按此指令进行发射功率调整。地面发射机则按此指令进行发射功率调整。混合法：混合法实际上是上述两种方法的综混合法：混合法实际上是上述两种方法的综合，即首先以开环法确定初始功率电平，随后系合，即首先以开环法确定初始功率电平，随后系统按闭环法的思路工作。统按闭环法的思路工作。3.星上处理与交换星上处理与交换 其处理内容如下。其处理内容如下。（1）对数字信号进行解调再生，然后）对数字信号进行解调再生，然后再进行调制，去除噪

31、声积累的影响。再进行调制，去除噪声积累的影响。（2）不同的卫星天线波束之间信号交）不同的卫星天线波束之间信号交换。换。（3）更高级别的信号变换和处理。）更高级别的信号变换和处理。7.2.4 卫星移动通信原理卫星移动通信原理1.同同步步轨轨道道（GEO）卫卫星星移移动动通通信信原理原理 在同步轨道（在同步轨道（GEO）卫星移动通信系统中，卫星移动通信系统中，由于通信卫星与地球同步运行，因而相对地面静由于通信卫星与地球同步运行，因而相对地面静止，这样通过止，这样通过3颗彼此相距颗彼此相距73000km的同步卫星，的同步卫星，而构成卫星星座，可覆盖除南北极之外的全部地而构成卫星星座，可覆盖除南北极之

32、外的全部地区，这比采用中、低轨卫星的覆盖地区大。区，这比采用中、低轨卫星的覆盖地区大。（1）同步轨道卫星移动通信系统的）同步轨道卫星移动通信系统的一般结构一般结构GEOGEO卫星卫星卫星卫星 当最小仰角为当最小仰角为5时，只需采用时，只需采用3颗颗GEO卫星，卫星，便可实现包括除南北纬便可实现包括除南北纬76以外的全球覆盖。以外的全球覆盖。关口站关口站关口站关口站 关口站（关口站（MGS）是卫星移动通信系统与地面是卫星移动通信系统与地面通信网（通信网（PSTN）进行连接的接口单元。进行连接的接口单元。网络控制中心网络控制中心 在一个卫星移动通信系统中，有在一个卫星移动通信系统中，有一个网络控制

33、中心（一个网络控制中心（NCC），），主要负主要负责卫星移动通信系统的地面段控制管责卫星移动通信系统的地面段控制管理任务。理任务。（2）不不同同GEO卫卫星星移移动动通通信信系系统统的的通信信道通信信道单星单星单星单星GEOGEO卫星移动通信系统卫星移动通信系统卫星移动通信系统卫星移动通信系统 如果卫星移动终端如果卫星移动终端1，2（MT1,MT2）之间之间没有经卫星转发的直接通信通道，卫星移动终端没有经卫星转发的直接通信通道，卫星移动终端1又欲与卫星移动终端又欲与卫星移动终端2进行通信，那么卫星移动进行通信，那么卫星移动终端终端1首先将信息经上行链路发送给通信卫星，首先将信息经上行链路发送给

34、通信卫星，相应的卫星转发器接收此信号。相应的卫星转发器接收此信号。无无无无星星星星际际际际链链链链路路路路的的的的多多多多星星星星GEOGEO卫卫卫卫星星星星移移移移动动动动通通通通信信信信系统系统系统系统 如果同一颗卫星覆盖区域内的卫星移动终如果同一颗卫星覆盖区域内的卫星移动终端无直接通信通道，而此区域内的卫星移动终端无直接通信通道，而此区域内的卫星移动终端端1欲与卫星移动移动终端欲与卫星移动移动终端2进行通信，那么可进行通信，那么可以选择某关口站按上述双跳方式完成信道连接，以选择某关口站按上述双跳方式完成信道连接，即即MT1卫星卫星MGS卫星卫星MT2。有星际链路的多星有星际链路的多星有星

35、际链路的多星有星际链路的多星GEOGEO卫星通信系统卫星通信系统卫星通信系统卫星通信系统 由于处于外层空间的由于处于外层空间的3颗同步轨道卫星彼此颗同步轨道卫星彼此之间存在直接空间链路，因此两卫星移动终端之之间存在直接空间链路，因此两卫星移动终端之间的通信，仅需上一次星，下一次星，但星与星间的通信，仅需上一次星，下一次星，但星与星之间存在星际链路，即之间存在星际链路，即MT1卫星卫星1卫星卫星2MT2。2.中、低轨（中、低轨（MEO，LEO）卫星移卫星移动通信系统动通信系统 传统的传统的GEO卫星移动通信系统的卫星轨道高，卫星移动通信系统的卫星轨道高，链路损耗大，对用户终端的要求高，因此这种链

36、路损耗大，对用户终端的要求高，因此这种GEO卫星星座支持手持机直接同卫星进行通信的卫星星座支持手持机直接同卫星进行通信的技术难度大。技术难度大。（1）中、低轨卫星移动通信系统的）中、低轨卫星移动通信系统的结构结构 与与GEO卫星移动通信系统的结构基本相同，卫星移动通信系统的结构基本相同，中、低轨卫星移动通信系统也由空间段和地面段中、低轨卫星移动通信系统也由空间段和地面段两部分构成。两部分构成。卫星星座卫星星座 一个卫星星座是一个中、低轨卫一个卫星星座是一个中、低轨卫星移动通信信号的中转站，它以一个星移动通信信号的中转站，它以一个最小仰角最小仰角EI覆盖地球的一定区域，这覆盖地球的一定区域，这个

37、区域通常呈圆形区域。这些区域联个区域通常呈圆形区域。这些区域联结起来，构成卫星星座对全球区域性结起来，构成卫星星座对全球区域性的连续覆盖。的连续覆盖。卫星移动终端卫星移动终端 卫星移动终端就是用户使用的卫星移卫星移动终端就是用户使用的卫星移动通信系统的接口终端设备，通过此接口动通信系统的接口终端设备，通过此接口终端设备，用户可随意地与另一卫星移动终端设备，用户可随意地与另一卫星移动终端或卫星移动通信系统相连接的固定用终端或卫星移动通信系统相连接的固定用户进行通信，同时享受卫星移动通信系统户进行通信，同时享受卫星移动通信系统所提供的各种移动业务，如话音业务、数所提供的各种移动业务，如话音业务、数

38、据业务、寻呼业务和无线电定位业务等。据业务、寻呼业务和无线电定位业务等。关口站关口站关口站关口站 关口站是中、低轨卫星移动通信系统与各种关口站是中、低轨卫星移动通信系统与各种地面通信网之间的接口单元，这样一个卫星移动地面通信网之间的接口单元，这样一个卫星移动用户可使用卫星移动终端与一个地面网用户建立用户可使用卫星移动终端与一个地面网用户建立通信联系。通信联系。系统控制中心系统控制中心系统控制中心系统控制中心 系统控制中心由卫星控制中心和网络控制中系统控制中心由卫星控制中心和网络控制中心组成。下面将分别进行讨论。心组成。下面将分别进行讨论。a.卫星控制中心卫星控制中心b.网络控制中心网络控制中心

39、（2）中中、低低轨轨卫卫星星移移动动通通信信系系统统的的切换切换 切换的种类切换的种类切换的种类切换的种类 在中、低轨卫星移动通信系统中，由于卫星、在中、低轨卫星移动通信系统中，由于卫星、关口站、卫星移动通信终端和系统控制中心之间关口站、卫星移动通信终端和系统控制中心之间都存在相对运动，这种相对运动使得通信链路中都存在相对运动，这种相对运动使得通信链路中断，这样就需要相应的切换操作来支持以确保通断，这样就需要相应的切换操作来支持以确保通信链路不中断。下面就以它们之间的相对运动关信链路不中断。下面就以它们之间的相对运动关系来分析切换操作的分类。系来分析切换操作的分类。a.针对卫星移动终端与卫星星

40、座之间的相对针对卫星移动终端与卫星星座之间的相对运动影响而采取的切换操作运动影响而采取的切换操作b.针针对对关关口口站站与与卫卫星星星星座座之之间间的的相相对对运运动动影影响而采取的切换操作响而采取的切换操作c.针针对对系系统统控控制制中中心心与与卫卫星星星星座座的的相相对对运运动动影响而采取的切换操作影响而采取的切换操作d.针针对对卫卫星星移移动动终终端端与与关关口口站站之之间间的的相相对对运运动影响而采取的切换操作动影响而采取的切换操作e.针针对对各各卫卫星星之之间间的的相相对对运运动动影影响响而而采采取取的的切换操作切换操作f.关口站间的卫星切换关口站间的卫星切换由由于于空空间间段段的的

41、卫卫星星星星座座是是处处于于高高速速运运动动之之中中的的，并并且且卫卫星星星星座座中中的的每每颗颗卫卫星星时时刻刻都都与与关关口口站站相相连连接接以以此此来来支支持持关关口口站站的的呼呼叫叫处处理理能能力力，因因此此为为向向特特定定的的卫卫星星提提供供呼呼叫叫处处理理服服务务而而改改变变关关口口站，此切换则被称为关口站间的卫星切换。站，此切换则被称为关口站间的卫星切换。g.区内卫星移动终端切换区内卫星移动终端切换 切换的实现切换的实现切换的实现切换的实现 由于切换发生在通信过程之中，因而要求不由于切换发生在通信过程之中，因而要求不能因进行切换而中断或降低通信质量。能因进行切换而中断或降低通信质

42、量。CDMACDMA系统的软切换系统的软切换系统的软切换系统的软切换 软切换是指当一个卫星移动终端需要与新卫软切换是指当一个卫星移动终端需要与新卫星转发器进行通信时星转发器进行通信时,并不先中断与原有卫星转并不先中断与原有卫星转发器的联系发器的联系,因而软切换只能在相同频率的因而软切换只能在相同频率的CDMA信道间进行。信道间进行。3.星际链路星际链路 星际链路是指连接空中星座内相邻卫星之间星际链路是指连接空中星座内相邻卫星之间的通信链路。的通信链路。4.卫星移动通信系统中的信道分配卫星移动通信系统中的信道分配 由前面对多址访问方式的分析可知，系统所由前面对多址访问方式的分析可知，系统所采用的

43、多址访问方式不同，其信道分配也不同。采用的多址访问方式不同，其信道分配也不同。（1）信道分配的主要类型）信道分配的主要类型 由于固定卫星系统中地球站之间传输的信息由于固定卫星系统中地球站之间传输的信息量较大，因而一般采用预分配（量较大，因而一般采用预分配（PA）、）、按申请分按申请分配（配（DA）方式，也可以采用动态分配和随机分方式，也可以采用动态分配和随机分配方式。配方式。（2）信道分配的集中控制方式）信道分配的集中控制方式 在卫星移动系统中，由卫星移动终端的移动在卫星移动系统中，由卫星移动终端的移动性决定了其结构必须简单，便于移动，因而系统性决定了其结构必须简单，便于移动，因而系统中的信道

44、分配功能是由设在网络控制中心或关口中的信道分配功能是由设在网络控制中心或关口站的按申请分配信道处理器负责完成的，可见这站的按申请分配信道处理器负责完成的，可见这是一种集中控制方式。是一种集中控制方式。（3）固定信道分配策略）固定信道分配策略 固定信道分配策略（固定信道分配策略（FCA）是指将一组频道是指将一组频道重复分配给若干波束，但其中要求相同频道之间重复分配给若干波束，但其中要求相同频道之间的复用距离足够大，这样才能将同频干扰限制在的复用距离足够大，这样才能将同频干扰限制在允许的范围之内。在图允许的范围之内。在图7-15中分别给出了中分别给出了7波束复波束复用方案，从中可以看出，系统中共使

45、用了用方案，从中可以看出，系统中共使用了7组频组频道，每组频道可以由若干个频道组成，而每个波道，每组频道可以由若干个频道组成，而每个波束只能使用一组频道。束只能使用一组频道。图7-15多波束卫星移动通信系统中频率复用示意图（4）动态信道分配策略）动态信道分配策略 在动态信道分配（在动态信道分配（DCA）中，只要满足同频中，只要满足同频复用距离的要求，所有频道都可以使用于任何一复用距离的要求，所有频道都可以使用于任何一个波束之中，可见信道分配工作必须由网络控制个波束之中，可见信道分配工作必须由网络控制中心进行集中调配。中心进行集中调配。（5）灵活信道分配策略）灵活信道分配策略 灵活信道分配策略是

46、结合了灵活信道分配策略是结合了FCA和和DCA策略策略的特点，首先将系统的总信道分为两组：一组采的特点，首先将系统的总信道分为两组：一组采用固定分配策略，另一组采用灵活信道分配策略。用固定分配策略，另一组采用灵活信道分配策略。7.2.5 卫卫星星移移动动通通信信系系统统中中的的交交换方式换方式1.卫卫星星移移动动通通信信系系统统中中的的业业务务特特点点 在卫星移动通信系统中的卫星可以采用静止在卫星移动通信系统中的卫星可以采用静止的，也可以采用非静止的。在采用的，也可以采用非静止的。在采用GEO卫星移动卫星移动通信系统中，由于卫星星座相对于地球是静止的，通信系统中，由于卫星星座相对于地球是静止的

47、，因而卫星波束始终覆盖同一个地球表面。因而卫星波束始终覆盖同一个地球表面。2.卫星移动通信系统中的交换方式卫星移动通信系统中的交换方式 一个通信系统所选择的交换方式与系统的业一个通信系统所选择的交换方式与系统的业务类型、业务量和网络结构有关。在窄带卫星移务类型、业务量和网络结构有关。在窄带卫星移动通信系统中（如动通信系统中（如Iridium，Globalastar，ICO和和Inmarsat系统等），主要以话音为主，兼传输数据系统等），主要以话音为主，兼传输数据和传真等其他业务。和传真等其他业务。3.卫星移动通信系统中的呼叫卫星移动通信系统中的呼叫建立过程建立过程 呼叫连接功能是由交换网络根据

48、用户呼叫连接功能是由交换网络根据用户号码来完成的，因而用户号码的编排也是号码来完成的，因而用户号码的编排也是一个很重要的问题。一个很重要的问题。（1）移动用户综合业务数字网）移动用户综合业务数字网（MSISDN）号。号。（2）移动用户标识（）移动用户标识（MSI）码，这是码，这是存储在用户标识模块中用于识别用户的永存储在用户标识模块中用于识别用户的永久号码的。久号码的。（3）临时移动用户识别（）临时移动用户识别（TMSI）码。码。从安全性方面考虑，用户的永久号码是不从安全性方面考虑，用户的永久号码是不在无线信道中传输的。在无线信道中传输的。7.2.6 卫卫星星移移动动通通信信系系统统与与地地面

49、面网的互联网的互联1.卫卫 星星 移移 动动 通通 信信 系系 统统 与与 窄窄 带带ISDN（N-ISDN）的互联的互联图7-18 基于Q.768 的网络各单元信令关系2.卫卫星星移移动动通通信信系系统统与与专专用用通通信信网网的互联的互联 从图中可以看出卫星移动通信系统在其中起从图中可以看出卫星移动通信系统在其中起到的作用。到的作用。（1）为专用网（）为专用网（PABX）的互联提供网络支的互联提供网络支撑。撑。（2）与移动用户互联。）与移动用户互联。（3）与远端和孤立用户互联。）与远端和孤立用户互联。图7-19 专用交换网与卫星移动通信系统的综合3.卫星移动通信系统与宽带综合业卫星移动通信

50、系统与宽带综合业务数字网（务数字网（B-ISDN）的互联的互联 在宽带综合业务数字网（在宽带综合业务数字网（B-ISDN）中是以中是以ATM作为基本传输模式的。作为基本传输模式的。4.卫星移动通信系统与局域卫星移动通信系统与局域/城域城域网（网（LAN/MAN）的互联的互联 局域局域/城域网通信网的种类很多，包括以太城域网通信网的种类很多，包括以太网、光纤分布数据接口网（网、光纤分布数据接口网（FDDI）、）、令牌环网、令牌环网、分布式队列双总线（分布式队列双总线（DQDB）城域网以及异步传城域网以及异步传递模式（递模式（ATM）局域网等。局域网等。5.卫卫星星移移动动通通信信系系统统和和公公