衛(wèi)星通信導論上課課件-第6章衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)1(完整版)
【正文】 、鎖定和跟蹤性能的要求增加。 2023年以后，集成了 衛(wèi) 星通信子系 統(tǒng) 的全球移 動 通信系 統(tǒng) （ UMTS/IMT2023） 2衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)概述 續(xù) 1n 衛(wèi)星與地面移動通信系統(tǒng)的比較 衛(wèi) 星移 動 通信系 統(tǒng) 地面移 動 通信系 統(tǒng)易于快速 實現(xiàn) 大范 圍 的完全覆蓋 覆蓋范 圍 隨地面基 礎設 施的建 設而持 續(xù) 增 長全球通用 多 標 準， 難 以全球通用頻 率利用率低 頻 率利用率高（蜂 窩 小區(qū)?。┱诒涡?應 使得通信 鏈 路 惡 化 提供足 夠 的 鏈 路余量以 補償 信號衰落適合于低人口密度、有限 業(yè)務 量的農 村 環(huán) 境適用于 該 人口密度、大 業(yè)務 量的城市環(huán) 境 3衛(wèi)星星際鏈路n 在衛(wèi)星之間建立星際通信鏈路（激光鏈路或毫米波鏈路），每顆衛(wèi)星將成為空間網的一個節(jié)點，使通信信號能不依賴于地面通信網絡進行傳輸，提高傳輸?shù)男屎拖到y(tǒng)的獨立性，對于組建全球性通信網將是十分方便和靈活的。第 6章 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)概述n 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)發(fā)展過程 第一代 衛(wèi) 星移 動 通信系 統(tǒng) ：模 擬 信號技 術 n 星際鏈路的特性的描述? 仰角的時變特性 ? 天線的動態(tài)指向特性? 方位角的時變特性 ? 天線的動態(tài)指向特性? 星間距離的時變特性 ?功率的動態(tài)控制特性4衛(wèi)星星際鏈路 續(xù) 1n 相同軌道高度衛(wèi)星間的星際鏈路? 同一軌道平面內的軌內星際鏈路（ IntraOrbit ISL）： 同一軌道面內的兩顆衛(wèi)星能夠基本保持不變的相對位置，軌內星際鏈路的星間距離、方位角和仰角變化很小，建立相對容易 ? 不同軌道平面之間的軌間星際鏈路（ InterOrbit ISL）： 由于不同軌道面內兩顆衛(wèi)星存在著相對運動，軌間星際鏈路的方位角、仰角和星間距離一般隨時間而變化，建立相對比較困難 5衛(wèi)星星際鏈路 續(xù) 2n 星際鏈路的仰角和距離計算? 根據右圖所示的幾何關系容易推出 6衛(wèi)星星際鏈路 續(xù) 3n 已知衛(wèi)星位置時的仰角計算 ? 如果兩顆衛(wèi)星的瞬時經緯度位置已知，分別以（ λs1， φs1）和（ λs2， φs2）表示，則衛(wèi)星所夾的地心角為 根據前 頁 的式子可以確定 衛(wèi) 星 間 的仰角和距離7衛(wèi)星星際鏈路 續(xù) 4例 1414km。 14衛(wèi)星星際鏈路 續(xù) 11n 星際鏈路性能與升交點經度差的關系 15衛(wèi)星星際鏈路 續(xù) 12n 星際鏈路性能與升交點經度差的關系? 衛(wèi)星軌道間升交點經度差的變化不會影響方位角、仰角和星間距離取值的周期特性，但會影響它們取值的大小以及取值的動態(tài)變化范圍。 24衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)網絡結構 續(xù) 4n ETSI建議的衛(wèi)星個人通信網絡結構? 結構（ c）使用了星際鏈路來實現(xiàn)相同軌道結構的衛(wèi)星進行互連。 26衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)網絡結構 續(xù) 6n 系統(tǒng)空間段? 空間段提供網絡用戶與信關站之間的連接；? 空間段由 1個或多個衛(wèi)星星座構成，每個星座又涉及到一系列軌道參數(shù)和獨立的衛(wèi)星參數(shù)；? 空間段軌道參數(shù)通常根據指定覆蓋區(qū)規(guī)定的服務質量（QoS）要求，在系統(tǒng)設計的最初階段便確定；? 空間段的設計可采用多種方法，取決于軌道類型和星上有效載荷所采用的技術。目前，美國國防部出資維持銥系統(tǒng)的運行 38典型衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)介紹 續(xù) 1n 銥系統(tǒng)空間段? 銥系統(tǒng)星座最初的設計由 77顆 LEO衛(wèi)星組成，它與銥元素的 77個電子圍繞原子核運行類似，系統(tǒng)因此得名? 實際 星座包括 66顆衛(wèi)星，它們分布在 6個圓形的、傾角，面間間隔 27186。45典型衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)介紹 續(xù) 8n 全球星（ Globalstar）系統(tǒng)? 全球星系統(tǒng)由美國勞拉空間和通信公司和 Qualm公司提出，與銥系統(tǒng)提出的時間差不多 ? 1996年 11月，全球星系統(tǒng)獲得了美國聯(lián)邦通信委員會頒發(fā)的運營證書? 全球星系統(tǒng)是以支持話音業(yè)務為主的全球低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，總投資逾 26億美元? 系統(tǒng)沒有采用星際鏈路，系統(tǒng)用戶將通過衛(wèi)星鏈路接入地面公用網，在地面網的支持下實現(xiàn)全球衛(wèi)星移動通信 46典型衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)介紹 續(xù) 9n 全球星系統(tǒng)結構? 空間段? 地面段? 用戶段47典型衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)介紹 續(xù) 10n 全球星空間段? 采用傾斜軌道星座，包括 48顆衛(wèi)星 ? 均勻分布在 8個傾角 52186。每個頻段的 13個 子信道，如下圖所示 52典型衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)介紹 續(xù) 15n 全球星饋送鏈路特性? 全球星系統(tǒng)的饋送鏈路采用 C頻段，上行頻率為 5091～5250MHz，帶寬 159MHz；下行頻率為 6875～ 7055MHz，帶寬180MHz? C頻段天線采用寬波束覆蓋，地面信關站使用拋物面天線跟蹤衛(wèi)星? 上行和下行頻段均按頻分復用方式劃分出 9
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