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④单单载波2个幼处: 每个地球站 按需分派 载波

  船舶通信设备 MF/HF 设备 SSB台→ 德律风通信 NBDP → 电传通信 DSC → 常规和脱险呼叫 FM 电线)→ 脱险报警 A/B/F 坐 Inmarsat系统设备 C 坐 E 坐(1.6G EPIRB) COSPAS系统设备 NAVTEX 领受机 VHF 设备 卫通设备 → 406 MHz EPIRB SART 搜 救 系 统 设 备 MSI领受设备 EGC 领受机 本篇应领会和控制的次要学问 1 卫星通信根基学问 什么是卫星通信、特点、通信卫星 多址通信 2 次要手艺 终端手艺 3 海事卫星通信系统 ① Inmarsat系统 (B /F、C 船坐) ② COSPAS-SARSAT系统 (406MHz示位标) ③ 次要涉及的问题 系统构成、特点、信道形成、 各类通信营业的接续过程 1.系统形成 信源 变换器 信源数字化 调制 发送器 卫星 天线节制 传输信道 解调 领受器 多复用 多址连接 信宿 变换器 多址通信 (多用户共享资本) 语音压缩编码 分集手艺 2.抗干扰 差错节制编码 平衡手艺 GMDSS通信设备取营业 第六章 卫星通信绪论 帆海学院通研室 第六章 卫星通信绪论 一、 卫星通信及其特点 二、 通信卫星 三、 卫星通信频段及次要机能参数 四、 卫星通信中的次要手艺 五、 思虑题 一、卫星通信及其特点 1. 什么是卫星通信? 1)卫星通信: 卫星做为中继 两个或多个 地球坐 间进行的通信 地球坐是指设正在地球上(包罗地面、 海洋和低层大气层中)的无线电通 信坐。 固定地球坐和挪动地球坐。固定 地球坐凡是指毗连地面用户的地 面坐,而挪动地球坐凡是指安拆 正在挪动体上的地球坐。 2)地球坐: 包罗: 卫星通信 1)卫星 2)地球坐 固定地球坐 挪动地球坐 地面坐 车载坐 地面坐 船载坐 机 载 坐 地面坐 2. 卫星通信的特点 长处: ? ? ? ? ? ? 微波 笼盖区域大,通信距离远 便于多址毗连 灵活矫捷,不受地舆前提的 频带宽、容量大 一次转接,通信质量好,靠得住性高 通信成本取距离无关 需要先辈的空间手艺 传输距离较远,有较大的信号延迟 卫星寿命短,寿命约为3-10年 超短波 短波 错误谬误: ? ? ? 长、中波 二、通信卫星 1. 卫星的构成及其感化 构成: 通信安拆:转发器 --双工器、领受机、变频器、发射机 天线 转发器的数量决定卫星的容量,可达几十个 节制安拆:节制卫星的运转姿势和 电源安拆:太阳能电池、蓄电池—为电气设备供电 感化: 做为无线通信的中继坐,实现远距离无线. 卫星分类 赤道轨道(ⅰ= 00,轨道面取赤道面沉合) 0,穿过两极) 极轨道 (ⅰ= 90 按 倾 角 倾斜轨道(00 ⅰ 900) 低(h ﹤ 5000 km ) 按 高 度 中(h:5000~20000 km) 高(h 20000 km ) 通信卫星的仰角和方位角 方位角:以正北为基准顺时针动弹到卫星正在地平线上标的目的的角度。 仰角:从地平线仰起到卫星所动弹的角度。 各类轨道示企图 赤道轨道 极轨道 倾斜轨道 ● ● ● 3. 特殊的一类卫星 → 静止卫星 静止卫星:赤道轨道,高轨道(36000km),卫星运转标的目的、 周期取地球自转标的目的、周期不异 特 点: 笼盖面大(42%) 卫星系统不复杂, 存正在盲区 传输损耗和时延大 卫星数量无限。 4. 星蚀和日凌中缀 1) 日凌中缀 前提: 太阳、卫星、地球 顺次陈列为一曲线 缘由: 地球坐天线对着卫星的同 时也正对着太阳,太阳噪声最大 时间: 每年春分、秋分前后数日, 白日半夜 日凌中缀 2) 星蚀 前提: 太阳、地球、卫星 顺次陈列为一曲线 缘由: 太阳能电池不工做, 蓄电池工做,通信结果受影响 时间: 春分、秋分前后23天,夜间 星蚀 5. 影响卫星通信的其他要素 1) 摄动现象: 抱负环境下卫星应正在定点按指定的轨道运转,但由 于卫星运转中会遭到太阳、地球、月亮的引力的影响及 地球大气层阻力的影响和太阳辐射压力的影响,使卫星 运转的现实轨道不竭发生分歧程度地偏离抱负轨道的现 象,这一现象称为摄动 要节制卫星的运转姿势和 2)其他要素:恶劣的天气 大气 电离层闪灼 降雨 噪声 太阳黑子勾当 四、卫星通信频段及次要机能参数 1.卫星通信频段的选择准绳: ① ② ③ ④ 电波应能穿透电离层且过程中衰减要小; 天线系统领受的外部噪声要小; 能充实操纵现有的通信手艺; 取其它通信、雷达等电子系统间的干扰要小。 有较宽的频带,较大的通信容量,满脚消息传输的要求; ⑤ 2.卫星通信的频段选择 1)穿透电离层 频次脚够高 传输衰减要小 工做频次增高 工做频次> 1 GHz时 2) 引入的外部噪声要小 噪声影响可忽略 3) 可是, 跟着频次升高,出格是正在10GHz以上时 云、水蒸气、氧气、雨等噪声添加 4) 分析考虑,1 GHz~10GHz是卫星通信的最佳频段, 称为卫星通信的电波之窗 2.卫星通信的频段 : ITU分派给卫星通信频道现正在扩展为117MHz--275GHz 3.卫星通信的次要机能参数 ( 1 )天线增益---定向天线增益 天线增益是用来权衡天线朝一个特定标的目的收发信号的 能力,它是卫星通信系统的一个主要参数,凡是用G 暗示,定义为定向天线辐射时领受到的最大功率取无 标的目的性天线辐射时领受到的功率之比。 现实天线增益凡是按下式计较:G = (4πA)η/ λ2 式中:A为天线);λ为工做波长 (m);η为天线) 载噪比 载噪比是指载波功率取噪声功率之比,它是决定卫星 通信线机能的根基参数,凡是用C/N暗示。 (3) 全向无效辐射功率EIRP 设发射机的功放输出功率为PT,发射天线的增 益为GT,全向无效辐射功率是指PT取天线增益 GT的乘积,则有:EIRP = PT×GT 。 (4) 领受系统质量因数 领受系统质量因数是权衡领受系统黑白的主要 目标。定义为领受天线增益取领受系统噪声温 度之比,也称为G/T值。G/T值较大为好。 四、卫星通信中的次要手艺 1.多复用:正在基带内复用 1)定义: 统一信道,互不干扰传输多信号,收端能将各 信号分手 2)手艺难点: 多用户信号的归并和分手 3)海事卫星通信次要涉及的多复用: ① FDM ② TDM 4)多复用手艺 (1)FDM (频分多) Frequency Division Multiplex 复用手艺凡是用于传输语音 信号。是指将多信号通过 调制别离搬移到基带信道的 分歧频段,同时占用一个基 带信道进行传输。 (2)TDM (时分多) Time Division Multiplex 是指多信号用统一载波正在 分歧时隙交替占用统一信道 进行传输。具体说来是将信 道分歧的工做时隙指定给各 个分歧的用户,以时间来彼 此朋分达到同信道而分歧时 的多元通信。 2.多址连接:正在射频信道复用 1)定义 多个地球坐操纵统一颗卫星实现双边或多边通信的 连接体例。 2)海事卫星通信次要涉及的多址连接: ① FDMA(频分多址) ② TDMA(时分多址) ③ SDMA(空分多址) ④ CDMA(码分多址) 3).频分多址(FDMA - Frequency Division Multiple Access ) (1) 定义: 卫星频段分成若干互不堆叠的部门,分派给 各 地球坐 , 做为其载波 。 频带 卫星转发器 频带分派 f 地球坐 A 地球坐 B 地球坐 C FDMA示企图 (2)FDMA的三种体例 ①单址载波: 单址载波是指一个载波只传一信号,每个 地球坐取其它分歧的地球坐通信时采用各自 分歧的载波以实现多通信。 ②多址载波: 多址载波是指每个地球坐只答应发射一个 载波,但一个载波可传多信号,各地球 坐操纵基带多复用进行信道定向,实现 多通信。 ③单单载波(SCPC-Single Channel Per Carrier): 是指每个载波只传一信号,每个地球坐只要正在需要通信时 才被分派给载波,即按需分派载波信道,通信竣事后信道随 即被收回。 ④单单载波2个长处: 每个地球坐 按需分派 载波; 信道操纵率高 3)时分多址(TDMA) (1)定义: 将卫星工做时间分成 周期性的 若干个 时隙 不堆叠 分给各 地球坐 利用,它操纵转发器 分歧的工做时间区分 各地球坐。 A B R1 卫星转发器 时间分派 R2 基准子帧 C TDMA帧 基准坐R B1 C1 R2 A2 B2 T 分帧 转发器上分帧陈列 Co R1 A1 (2)基准坐 : 正在TDMA体例中,为成立切确同步,需要确定一个地球坐为 基准坐,其它各地球坐从基准坐的射频信号中提取位同步 及帧同步信号。正在国际挪动卫星通信系统中凡是以岸坐 (CES)做为基准坐。 (3)TDMA 5个次要长处: ? ? ? ? ? 各地球坐载波信号频次不异,但发射时间分歧 卫星上一个转发器,无互调干扰 需网同步 手艺设备较复杂 FDMA体例能更充实操纵转发器的输出功率 4)空分多址(SDMA- Space Division Multiple Access ) 准备学问:点波束模式取全球笼盖模式 点波束模式: 将卫星发射功率集中正在一些航运稠密,通信营业忙碌的 地域,以便为这一地域供给更多的通信线,并可进一 步减小挪动坐的体积。 全球笼盖模式: 除了给航运稠密的地域供给脚够的能量、其一般 通信外,也兼顾航运稀少过往船舶较少的地域,使得 航行于世界任何地域的船舶可以或许操纵卫星进行通信。 将地球空间朋分成多个 点波束区 ,操纵卫星天 (1)定义: 线波束正在空间指向的差别来 区分各地球坐 , 即以各地球坐所处点波束区域的分歧来区分各坐 址。 卫星 (含转换开关) 点波 束1 地 球 坐 11 地 球 坐 12 地 球 坐 1n 点波 束m 地 球 坐 m1 地 球 坐 m2 地 球 坐 mn SDMA示企图 (3)特征 卫星有多个窄波束,每个波束笼盖地球概况必然区域。 (4)次要特点 ① ② ③ ④ 频次操纵率高,通信容量大; 发射能量集中,通信结果好; 卫星对其它地面系统的干扰小; 卫星节制要求高。 点波束模式取全球笼盖模式示企图(3代卫星) 注:①图中实线范畴为全球波束 ②蓝色暗影区为点波束 ③小红圈为地面坐 4.信道分派 1)次要的信道分派体例: ①预分派体例: ②按需分派体例: 每个地球坐预分派一些固定信道。 规定的信道,按需分派利用。 ③正在Inmarsat系统中一般遵照准绳: 电传信道采用预分派体例 德律风信道采用按需分派体例 2)按需分派体例的长处: 信道集中节制和办理,按需分派利用,通信竣事收 回信道。 3)按需分派体例的特殊要求: (1) 需要正在系统中添加了一个收集节制核心坐,用于 对卫星转发器的SCPC信道进行集中和办理, 同一分派利用。 (2)添加一个公用的公共信道,供所有地球坐发送通信 申请、拆线等信号,以及收集节制核心坐发送信道 分派、信道忙闲等信号,并所有地球坐正在空闲 时守听正在该公用的公共信道上。 按需分派SCPC工做流程 公用信令信道 f 申请 分派 话音信道 公用信令信道 网控核心 电 话 局 电 话 局 SCPC 坐A SCPC 坐B ① 起首,A坐用户通过公用的公共信道向收集节制核心坐发送 向B坐用户通信的申请,请求分派信道; ② 收集节制核心坐收到申请后当即查询存储正在微机中全 系统的频次表,找出一对空闲信道,并通过公用公共信道 向A坐和B坐发送信道分派消息; ③ B坐空闲时守听正在公共信道上,A坐发送申请后也转入守听 公共信道,A、B两坐均收到分派消息并从动节制收发设备调 谐到分派的收发频次对上。此时,信道成立能够通信了。 思虑题 1.什么是卫星通信?实现卫星通信的前提是什么? 2.什么是地球坐?什么是固定地球坐?什么是移 动地球坐? 3.卫星通信具有哪些特点? 4.通信卫星由哪几部门构成?它的次要感化是什 么? 5.卫星是若何分类的?什么是静止卫星?静止卫 星具有哪些特点? 6.什么是日凌中缀?什么是星蚀? 思虑题 7.什么是多复用?什么是频分多复用,有何 特点?什么是时分多复用,有何特点? 8.什么是多址连接?多址连接手艺有哪些? 9.SCPC称为什么?它是一种什么手艺? 10.什么叫预分派体例?什么叫按需分派体例?正在 国际挪动卫星系统中,凡是德律风信道采用什么 分派体例?电传信道采用什么分派体例? 你控制了吗? 1.下列各手艺中哪个属于多址连接手艺? FDM FDM TDM FDMA SDM TDMA 2.下列各手艺中哪些属于多复用手艺? CDMA 3. SCPC称为什么?它是一种什么手艺? 4. Inmarsat系统中,凡是电传信道采用什么分派体例? 德律风信道采用什么分派体例? 你控制了吗? 1. 什么是卫星通信?说出四点取地 面系统分歧的特点。 2. 什么叫静止卫星?有何特点? 3. 什么叫日凌中缀?什么叫星蚀?

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