【正文】 空管通信系統(tǒng) 112 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ?隨機(jī)多址 (RA) ? 主要用于突發(fā)型信息業(yè)務(wù)，應(yīng)用廣泛。 ? 主要用于 C波段，常用方案是直接序列擴(kuò)頻(DSSS)。 ? 典型代表為日本 NEC公司的 NEXTAR系統(tǒng)。 ? VSAT系統(tǒng)中， TDMA是與 FDMA以及頻率跳變結(jié)合在一起共同發(fā)揮優(yōu)勢，即 FDMATDMA方式。它的缺點(diǎn)是隨著地面站數(shù)目的增加，將導(dǎo)致延遲增長很快。 ? 典型代表為美國休斯公司的話音地球站（ TES, Telephony Earth Station）系統(tǒng) 。 ? 從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來說，數(shù)據(jù)和話音信道是網(wǎng)狀網(wǎng)，控制信道是星狀網(wǎng) 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 108 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) ?VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)簡介 ?VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的組成 ?VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ?VAST網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ?VAST站原理 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 109 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 ?頻分多址 (FDMA) ? 在 VSAT系統(tǒng)中用的最多的是單載波單路 SPSC，即每一個小站分配一個信道。 ?顯然，單跳星狀結(jié)構(gòu)是最簡單的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)則是最復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，它具有全連接特性，并能按需分配衛(wèi)星信道。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 105 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) V S A T 站V S A T 站V S A T 站中央站( 網(wǎng)控N C S 站)入向控制信道 出向控制信道V S A T 站V S A T 站V S A T 站網(wǎng)控( N C S ) 站業(yè)務(wù)信道( a ) ( b )(a)點(diǎn)到點(diǎn)式 雙向網(wǎng)狀 (b)混合型 雙向網(wǎng)狀 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中單跳和單跳與雙跳相結(jié)合體系結(jié)構(gòu)示意圖 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 106 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ?在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，任何兩個 VSAT地球站之間都是單跳結(jié)構(gòu)，因而它們可以直接進(jìn)行通信。 V S A T 站 V S A T 站中央站（或網(wǎng)控N C S 站）由中央站到V S A T 站由V S A T 站到中央站遠(yuǎn)端站1遠(yuǎn)端站2遠(yuǎn)端站N中央站（或網(wǎng)控N C S 站）遠(yuǎn)端站N( a ) ( b )(a)廣播式點(diǎn)到多點(diǎn) 單向星狀（單跳） (b)雙向交互式 雙向星狀（雙跳） 星狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)單跳和雙跳體系結(jié)構(gòu)示意圖 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 104 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ?雙跳體系結(jié)構(gòu)中，各 VSAT地球站之間一般都是通過主站間接地進(jìn)行通信。必要時須經(jīng)主站轉(zhuǎn)發(fā)，才能進(jìn)行連接和通信。 ? VSAT發(fā)送給主站（中心站）的信號稱為內(nèi)向(inbound)傳輸或入境。 ? 如電話傳輸用的 VSAT系統(tǒng)。 ? 也有單向發(fā)送，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，比如新聞數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，氣象數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。圖像和數(shù)據(jù)等信號從主站傳輸?shù)皆S多單收 VSAT終端。 ?單向 VSAT系統(tǒng) ? VSAT只具有單向傳輸功能。 拋物面天線增益 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 94 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?VSAT按波段分類 ? C波段 VAST， 6/4GHz，一般 C頻段 VSAT站的天線口徑為 、 、 ? Ku波段 VAST， 14/12GHz，一般天線口徑 1m左右，如 、 1m、 、 ? Ka波段 VAST， 30/20GHz，天線口徑 更小 ?在相同的條件下（例如相同的頻段、相同的轉(zhuǎn)發(fā)器條件）話音 VSAT網(wǎng)的 VAST站為了實(shí)現(xiàn) VAST站之間的直接通信，其天線明顯大于只與主站通信的數(shù)據(jù) VSAT站。 ?天線尺寸一樣時，天線增益比 C頻段高 6~10dB。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 93 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?VSAT的工作頻段 ? Ku頻段 ?與 C頻段相比，不存在與地面微波線路互相干擾問題，架設(shè)時不必考慮地面微波線路而可隨地安裝。 C波段通常采用擴(kuò)頻技術(shù)降低功率譜密度，以減小天線尺寸。 ?由于與地面微波線路干擾問題，功率通量密度不能太大，限制了天線尺寸進(jìn)一步小型化。 ? 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器造價很高，空間部分設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性是 VSAT網(wǎng)必須考慮的一個重要問題，因此，可以只租用轉(zhuǎn)發(fā)器的一部份，地面終端網(wǎng)可以根據(jù)所租用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的能力來設(shè)計(jì)。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 88 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 簡介 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 89 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 90 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?VAST系統(tǒng)主站與 VAST站的比較 ? 主站發(fā)射功率大于 VAST站 ? 主站的天線尺寸比 VAST站大得多 ? 主站具有網(wǎng)絡(luò)管理和控制的功能 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 91 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器 ? 一般采用工作于 C或 Ku波段的同步衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)器。 ? 為了降低 VSAT站成本，其設(shè)計(jì)盡量簡單，例如單接收 VSAT站不含任何發(fā)射設(shè)備 ? VSAT站通常不設(shè)備份 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 87 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?VAST站的組成 ? 小口徑天線 ? 室外單元 ODU（ Outdoor Unit） ?室外單元的組件緊密地集成在一起，其結(jié)構(gòu)防水、易散熱、便于安裝，通常設(shè)置在天線饋源附近。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 85 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?主站的組成 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 86 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?VAST站 ? 安裝在 VSAT用戶處的獨(dú)立單元。 ? 為了提高可靠性，中央站通常還要有備份（站備份或設(shè)備備份） 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 84 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 組成 ?主站 ? 主站通常與主計(jì)算機(jī)配置在一起，也可通過地面線路與主計(jì)算機(jī)連接。VSAT系統(tǒng)天線口徑小到可直接安裝在用戶房頂或附近，并且結(jié)合其它先進(jìn)的技術(shù)措施，使其具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 77 VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) —— 簡介 ?VSAT衛(wèi)星通信的基本概念（續(xù)） ? VSAT是衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展的一個重要成果 ?天線口徑越來越小 ? VSAT的另外一種定義 ?VSAT是天線典型口徑小于 ，且適用在用戶房頂或附近簡易安裝的通過中央站或另一 VSAT站能夠提供多種業(yè)務(wù)的小型地球站。 ? 是指利用大量小口徑天線的小型地球站與 — 個大站協(xié)調(diào)工作構(gòu)成的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 67 航空移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù) —— 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與技術(shù) ?物理層 —— 4種信道 ? 數(shù)據(jù)信道： ?P信道 ?R信道 ?T信道 ? 話音信道： ?C信道 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 68 航空移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù) —— 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與技術(shù) ?P信道 ? 時分復(fù)用分組方式數(shù)據(jù)信道 ? 僅用于正向 (GES到 AES)，傳送信令和用戶數(shù)據(jù) ? Psmc信道 系統(tǒng)管理功能 ? Pd信道 其他功能 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 69 航空移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù) —— 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與技術(shù) ?R信道 ? 隨機(jī)多址存取信道 ? 僅用于反向 (AES到 GES)，傳送信令和小量用戶數(shù)據(jù) , 以突發(fā)方式工作 , 多架飛機(jī)可以共用一條 R信道。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 54 航空移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù) —— 設(shè)備 ?AMSS設(shè)備 ? 系統(tǒng)組成 ?空間段 ? 通信衛(wèi)星 ?地面地球站 GES ? 提供空間段與地面固定話音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的接口 ?機(jī)載地球站 AES ?網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站 NCS ? 管理衛(wèi)星資源在各GES的分配 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 55 航空移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù) —— 設(shè)備 ?空間段 (衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器 ) ? 平臺 ?包括姿態(tài)和軌道控制系統(tǒng)，跟蹤、遙測和指令系統(tǒng)，機(jī)械骨架及通信載荷和電源分系統(tǒng)。 ? 反過來，公眾網(wǎng)用戶也可以通過衛(wèi)星與衛(wèi)星移動終端聯(lián)系。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 39 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ?地面站 （岸站） ? 地面站 :設(shè)在海岸附近的地球站，它既是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的接口，又是一個控制和接入中心 ?主要功能有： ① 對從船舶或陸上來的呼叫分配和建立信道； ② 信道狀態(tài)（空閑、正在受理申請、占線等）的監(jiān)視和排隊(duì)的管理 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 40 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ?地面站 （岸站）（續(xù)） ③ 船舶識別碼的編排和核對； ④ 登記呼叫，產(chǎn)生計(jì)費(fèi)信息； ⑤ 遇難信息監(jiān)收； ⑥ 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻率偏差的補(bǔ)償； ⑦ 通過衛(wèi)星的自環(huán)測試； ⑧ 在多岸站運(yùn)行時的網(wǎng)絡(luò)控制功能； ⑨ 對船舶終端進(jìn)行測試。 ? 網(wǎng)絡(luò)控制中心（ NOC） 負(fù)責(zé)檢測、協(xié)調(diào)和控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有衛(wèi)星的操作運(yùn)行。 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 31 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述 ?解： 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 32 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述 ?衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術(shù)體制（續(xù)） ? 信道分配方式 ?信道含義： FDMA中指頻段， TDMA中指時隙， CDMA中指正交碼組等 ? 預(yù)分配方式 ?固定預(yù)分配（ PAMA） ?按時預(yù)分配（ TPA） ? 按需分配方式 ?全可變方式 ?分群全可變方式 ?隨機(jī)分配方式 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 33 作業(yè) ，主要功能是什么？ ？ 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 34 第 6章 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) 航空移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù) VAST衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) 中國民航 C波段衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 35 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ?美國于 1976年建立了世界上第一個海事衛(wèi)星通信站 ?1979年 7月國際海事衛(wèi)星組織（ INMARSAT）成立 ,最初有 28個成員國 ?先后租用美國 MARISAT，歐洲 INTELSAT ?1982年建立了國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)，成為第一代國際海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ?INMARSAT總部設(shè)在倫敦，系政府間合作 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 36 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ? 包括四個重疊覆蓋區(qū)域，這種復(fù)疊覆蓋可保證發(fā)生故障時業(yè)務(wù)不致中斷 ? 最初用于海事通信，目前 INMARSAT已成為世界上唯一為海陸空用戶提供全球移動衛(wèi)星公眾通信和遇險(xiǎn)安全業(yè)務(wù)的國際組織 ? 國際海事衛(wèi)星組織（現(xiàn)已改稱國際移動衛(wèi)星組織）是全球移動衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的主要提供者 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 37 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ?國際海事衛(wèi)星（ INMARSAT）是一個 GEO 衛(wèi)星系統(tǒng) ? 組成 : 空間段 地面站 移動終端 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 38 海事衛(wèi)星通信系統(tǒng) ?空間段 ? 空間段 : 通信衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)控制中心和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站組成 ? 通信衛(wèi)星 INMARSAT?分布在地球同步軌道上，距地球約為 ?35?800?km。 ?監(jiān)控管理分系統(tǒng) (SCC, satellite control center) ? 對在軌衛(wèi)星的通信性能及參數(shù)進(jìn)行業(yè)務(wù)開通前的監(jiān)測和業(yè)務(wù)開通后的例行監(jiān)測和控制，以確保通信衛(wèi)星正常運(yùn)行和工作。 ?通信地球站 ? 由天線饋線設(shè)備、發(fā)射設(shè)備、接收設(shè)備、信道終端設(shè)備等組成 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 23 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述 ?跟蹤遙測及指令分系統(tǒng)（ TTamp。 單跳時延 電子信息工程學(xué)院 空管通信系統(tǒng) 20 衛(wèi)星通信系統(tǒng)概述 ?日凌中斷和星蝕現(xiàn)象 電子信息工程