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1、卫星通信网组成及应用,内容提要,一、中国卫星通信集团有限公司 二、卫星通信概述 三、卫星通信网组成 四、卫星通信网应用,一、中国卫星通信集团有限公司,2009年4月重组并入中国航天科技集团公司 以成为亚洲第一、国际一流的卫星综合信息服务企业为目标 致力于构建天地一体卫星运营服务体系 重点发展卫星空间段运营、地理信息与位置服务、通信广播地面运营三大主营业务,在轨卫星,在轨卫星,技术保障,国内规模最大、功能最齐全的民用卫星地面站 沙河卫星地面站：负责鑫诺系列卫星的自主测控和通信业务的备份 东北旺卫星地面站：负责中星系列、中卫系列卫星的自主测控和通信业务管理 三大业务服务中心 卫星控制中心 业务运行
2、中心 设备维护中心 中国航天拥有众多国内第一流的卫星制造、卫星应用方面的专家和网络维护方面经验丰富的工程师,集合东北旺、沙河两地面测控站全部资源 18面6米以上天线组成大型天线阵 先进的通信载波监测和管理系统 先进的电视信号监视系统 具备全面的综合业务服务能力 多轨道位置卫星自主测控能力 多频段载波监测能力 多类型卫星业务服务能力 广播电视安全播出保障能力 稳定的卫星通信系统运行管理能力 724小时全天候服务响应能力 724小时全天候临时业务授理中心 与国家无线电监测中心良好的业务合作关系 CPI、MITEQ等国际著名卫星设备供应商的设备维修授权书,技术保障,二、卫星通信概述,卫星通信是地球站
3、之间或航天 器与地球站之间利用人造卫 星作为中继的一种微波通信方式。 主要包括卫星固定通信、卫星 移动通信、卫星直接广播和卫星 中继通信四大领域。 商用卫星通信中最常见的是利 用定点于赤道上空、距地球表面 约36000公里的地球同步卫星。,卫星通信业务分类,卫星通信使用的频段,GEO： 高轨道，距地35786公里，在该轨道上运行的卫星围绕地球转动的速度与地球自转的速度相同。 其中在赤道平面上的GEO轨道又称地球同步轨道或静止轨道。从地面上看，该轨道上的卫星似乎是静止的。 MEO：中轨道，距地20000公里。 LEO： 低轨道，距地约700 1500公里。,通信卫星的轨道,基于同步轨道卫星的全球
4、通信,同步卫星与地球的关系,三颗等间隔的同步卫星就可基本覆盖全球建立除两极外的全球通信,同步轨道卫星分布,目前，全球同步轨道商用通信卫星总数已超过250颗。,卫星通信的优势,覆盖面积大，通信距离远，建站成本与通信距离基本无关 组网灵活，便于多址连接 不受地理条件的限制，不管是固定站还是移动站，不同种类的业务可组网在同一个卫星通信网内。 通信容量大 卫星通信工作在微波频段，可用带宽范围大。 通信质量好、可靠性高 电磁波主要在接近真空的外层空间传播。 经济效益、社会效益好 卫星通信不受地理和环境条件的限制，具有建设快、投资少，经济效益高的优点。 可以自发自收进行监测,卫星通信的技术限制,接收信号弱
5、 对技术和设备的要求较高 传输时延大 对响应速度要求高的交互式通信需要进行相应处理 开放式无线网络 易受干扰,卫星网络常见干扰,邻星干扰 交叉极化干扰 互调干扰 相邻信道干扰 地面站电磁环境干扰 地球站设备杂波干扰 不规范操作误发干扰 非法盗用和恶意攻击 日凌,三、卫星通信网组成,系统组成 空间段 地面段,系统组成,空间段,国际规约与操作者协调 国际电联（ITU）制定了一系列规则与建议，定期举行研究会议，保障卫星系统有序有效运行。 卫星操作者之间定期举行频率协调会，解决已出现的及潜在的干扰。 卫星运营商加强对星上用户的管理，保证其规范使用。,轨道隔离,轨道隔离,轨道间隔2度,波束隔离,覆盖区（
6、波束）隔离,波束3,波束2,频率/极化隔离,频率隔离 极化隔离 线极化（水平极化，垂直极化） 圆极化（左旋，右旋）,卫星平台的组成,卫星平台的组成 热控分系统 姿态测定与轨道控制分系统 推进分系统 电源分系统 遥测遥控与跟踪分系统 数据管理分系统 结构分系统,太阳帆板,通信舱,服务舱,通信天线,卫星有效载荷 - 转发器,收发天线 接收机 变频器 功放 微波网络,地面段,网络结构 卫星通信地面站,网络结构示意图,拓扑结构与控制方式,卫星通信地面站,地面站运行环境 地面站设备组成 地面站技术指标,地面站运行环境,站址选择 电源供应 接地防雷 防雪 机房设施,地面站设备组成,天线 功放 低噪声放大器
7、 变频器 调制解调器,卫星地球站的组成示意图,天线,天线,偏馈天线 效率较高、旁瓣较低但交叉极化较差，多用于小口径天线。 正馈天线 双反射面天线(后馈天线) 主要有三种形式，多用于双向站。 环焦天线 卡塞格伦天线（副反射面为旋转双曲面，标准型和修正型） 格利高里天线（副反射面为凹椭球面） 单反射面天线(旋转抛物面天线即前馈天线) 多用于单收站,功放,主要分为两大类 固态功率放大器SSPA 寿命长、可靠性高、输出功率较小 微波电真空放大器 行波管放大器TWTA 宽带放大器，带宽500MHz量级，功率几百瓦至10KW量级。 互调指标较差，可加装线性化器来改善放大器的线性。 常用于大型地球站、DSN
8、G车及卫星上。 速调管放大器KPA 窄带放大器，典型带宽60MHz，可在整个500MHz带宽内调谐。 最大功率3KW量级。 常用于大型地球站。,低噪声放大器,变频器,上变频器（70/140MHz中频 射频/L频段） 下变频器（射频/L频段 70/140MHz中频 ） 相位噪声低 频率稳定度高,调制解调器,完成基带信号处理 卫星网络的核心设备 实现方式：独立实现、插卡实现、模块/软件实现,地面站技术指标,发射能力：EIRPe 主要取决于天线发射增益、馈线损耗、功放功率 受天线指向精度影响 接收能力：G/Te 主要取决于天线接收增益、馈线损耗、LNA/LNB噪声温度 受天线指向精度影响 解调能力：
9、C/Nth 调制类型 编解码方式/比率 MODEM的Eb/No门限指标 其它因素：CDMA、PCMA等,地面站运行维护,对星 调整极化 标定发射电平 日常维护 安全注意,发展方向,通信卫星的发展方向 更大功率 更大容量 多频段(L、S、 C、 X、Ku、Ka、Q/V) 长寿命 智能化,用户地面终端 体积越来越小 价格越来越便宜 操作越来越方便,四、卫星通信网应用,适用业务 应用类型 常见应用,卫星通信的适用业务,具备广播特性的业务 电视广播 音频广播 数据广播 地面通信手段无法到达的业务 海洋 沙漠、偏远山区 抗自然灾害能力要求高的业务 稀路由广域覆盖业务 点多面广的企业内部专用通信网 其它适
10、合的应用 远程教育、远程培训、远程医疗、资源共享，等等,应用类型,电视广播、音频广播、数据广播 移动基站数据传输 互联网接入 全球通信网、企业内部网、虚拟专用网络 (VPN) 应急备份 长途电话、IP电话（VoIP）、生产调度电话 数字媒体流、节目传输、文件分发 视频会议、远程教育、远程医疗 设备远程控制、工业视频监视 其它,卫星电视广播,移动基站数据传输,移动基站数据传输,卫星应急车,企业内部网,互联网接入,数据广播,全球卫星通信网,利用多颗同步轨道通信卫星 以全球波束为主 部分业务密集区域使用区域波束 主要采用C频段 需要建设业务中转站 部分通信链路需要经过卫星两跳 与地面光纤网配合,全球卫星业务,跨地区多星组网,S-DMB,移动应用,动中通、静中通在移动载体上的广泛应用 使用小口径天线的需求动力 安装位置的要求（体积、外形） 安装重量的要求 驱动系统的要求（速度、能耗) 使用小口径天线的技术动力 卫星覆盖指标的增强（EIRPs、G/Ts） 编码技术的进步（解调门限降低） 天线技术的进步和成本的降低（相控阵、混合天线） 天线跟踪指向技术的进步（GPS、电子罗盘、陀螺仪等）,谢谢！,