国家重点实验室 卫星通信概述 口什么是卫星通信？ 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在 两个或多个地球站（用户终端）之间进行的通信。 卫星通信又是宇宙无线电通信形式之一， 而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象的无线 电通信，它有三种形式： (1)宇宙站与地球站之间的通信； (2)宇宙站之间的通信； (3)通过宇宙站转发或反射而进行的地球 站间的通信。 ●卫星是在地面微波通信和航天技术基础上发展起来的新兴无线通信方式。 ●克服了地面微波中继所面临的地球曲面影响，一次中继距离可达4万公里。 3
卫星通信概述 什么是卫星通信？ 卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在 两个或多个地球站(用户终端)之间进行的通信。 卫星通信又是宇宙无线电通信形式之一， 而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象的无线 电通信，它有三种形式： （1）宇宙站与地球站之间的通信； （2）宇宙站之间的通信； （3）通过宇宙站转发或反射而进行的地球 站间的通信。 卫星是在地面微波通信和航天技术基础上发展起来的新兴无线通信方式。 3 克服了地面微波中继所面临的地球曲面影响，一次中继距离可达4万公里
国家重点实验室 卫星通信特点 主要优点： 卫星通信距离远、服务范围宽、通信质量好，不受地理条件限制。 可用带宽宽，通信容量大。从UHF、C波段、ku到ka频段。 卫星通信系统与地面通信基础设施相对独立，网络路由简洁。对于 稀业务密度地区，有重要意义。 网络建设速度快，成本低。 安全通信。卫星通信系统是地面公用网的补充、扩展和备份 通信成本与通信距离无关。 主要缺点： 在在阳的 发射和控制技术复杂； 传播时延大； 传 4
卫星通信特点 主要优点： 卫星通信距离远、服务范围宽、通信质量好，不受地理条件限制。 可用带宽宽，通信容量大。从UHF、 C波段、ku到ka频段。 卫星通信系统与地面通信基础设施相对独立，网络路由简洁。对于 稀业务密度地区，有重要意义。 网络建设速度快，成本低。 安全通信。卫星通信系统是地面公用网的补充、扩展和备份。 通信成本与通信距离无关。 主要缺点： •发射和控制技术复杂； •传播时延大； •受外太空影响大，存在日凌和星蚀现象。 4
● 国家重点实验室 卫星通信的历史和发展 卫星通信的思想最先由英国空军军官Arthur C.Clarke(科幻小说家)在《无 线电世界》杂志发表论文“Extra-Terrestrial Relays'”(1945)提出。 Arthur c.clarke,Extra-Terrestrial Relays--Can Rocket Stations Give World-wide Radio Coverage?Wireless World,pages 305- 308,October 1945. www.tcflidcas.com Arthur C.Clarke-Extraterrestrial Relays (1945) Can rocket stations give world-wide radio cover' Although its possible.bya tble choice of frequencies and routes,to provide telephomy circuits between any two points or rerions of the earth fora large part of the time,long-distance communication is greaty hampered by the pecularides of the ionosphere.and there are even occasions when it my be impossible.A true broadcast service.giwng constant field strength over the whole globe would be invaluable.not to say indispensable in a world society. Unsatsfactory though the telephony and telegraph positon is that of television is far wof5起，nce ion⊙3 phenc transmis5l0 n cannot60eTm包oyed at a得，The serve8aea⊙表 29地 television station,even on a very good sire,is only about a hundred miles across.To cover a small country such as Great Britain would require a network of transmitters. connected by coaxial lines,waveguides or VHF relay links.A recent theoretical study has shown that such a system would require repeaters at intervals of fifty miles or less ●1957年10月4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星Sputnik I。 该星是一只用铝合金做成的圆球，直径58 厘米，重83.6公斤，圆球外面附着4根弹 簧鞭状天线。 5 2017/3/13
卫星通信的历史和发展 卫星通信的思想最先由英国空军军官Arthur C. Clarke（科幻小说家）在《无 线电世界》杂志发表论文 “Extra-Terrestrial Relays” （1945）提出。 Arthur c. clarke,Extra-Terrestrial Relays--Can Rocket Stations Give World-wide Radio Coverage? Wireless World, pages 305- 308,October 1945. 1957 年10 月 4日，前苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星Sputnik I。 该星是 只用铝合金做成的圆球 该星是 一只用铝合金做成的圆球，直径58 厘米，重83.6公斤，圆球外面附着 4根弹 簧鞭状天线 2017/3/13 5
国家重点实验室 卫星通信的历史和发展 T 1958年12月，美国发射“斯科尔”广播试验卫星，进行磁带录音信号的传输， 这颗星是卫星通信实验的标志。 1960年8月，美国发射了“回声”(ECH0)卫星，首次完成了有源延迟中继 通信（证明有源中继可行）。 1962年7月美国电话电报公司AT&T发射了“电星一号”(TELESTAR-1)低 轨道通信卫星，在6GHz/4GHz实现了横跨大西洋的电话、电视、传真和数据的 传输（进行频段和传输技术实验），奠定了商用卫星通信的技术基础。 1962年11月美国无线电公司RCA发射了“中继1号”（RELAY-1)低轨道卫星， 完成了横跨太平洋的美、日之间的电视传播（低轨通信时间短)。 1964年8月19日，辛康3号(Syncom3)发射上天（前两颗辛康星只取得部分成 功)，成为第一颗真正的地球同步轨道卫星，并为北美地区实况转播了日本东 京奥运会开幕式。 2017/3/13 6
卫星通信的历史和发展 1958 年12月，美国发射“斯科尔”广播试验卫星，进行磁带录音信号的传输， 这颗星是卫星通信实验的标志。 1960 年 8月，美国发射了“回 声”（ECHO）卫 星，首次完成 有 中继 首次完成 了 有源延迟中继 通信（证明有源中继可行）。 1962 年 7月美国电话电报公司 月美国电话电报公司AT&T发射了 “电星 号一 号 ” （TELESTAR TELESTAR - 1 ） 低 轨道通信卫星，在6GHz/4GHz实现了横跨大西洋的电话、电视、传真和数据的 传输（进行频段和传输技术实验），奠定了商用卫星通信的技术基础。 1962 年11月美国无线电公司 月美国无线电公司RCA发射了 “中继 1 号 ” （RELAY-1 ）低轨道卫星， 完成了横跨太平洋的美、日之间的电视传播（低轨通信时间短） 。 1964 年 8 月19 日，辛康 3 号 （ S yncom 3 ）发射 天上 天 （前两颗辛康 只取得部分成 星只取得部分成 功），成为第一颗真正的地球同步轨道卫星，并为北美地区实况转播了日本东 京奥运会开幕式。 2017/3/13 6
国家重点实验室 卫星通信的历史和发展 1965年苏联发射了“闪电”(MOLNIYA)同步卫星。 在“辛康”号地球同步卫星的技术成果基础上，国际通信卫星组织于1965年4月 发射了“国际通信卫星”I号(Intelsat I,原名“晨鸟”号)，这是世界第一颗 实用地球同步轨道通信卫星，标志着卫星通信进入实用阶段。 版权所有 勿外传 2017/3/13 7
卫星通信的历史和发展 1965年苏联发射了“闪电”（MOLNIYA）同步卫星。 在 “辛康”号地球同步卫星的技术成果基础上 ，国际通信卫星组织 于1965 年 4 月 发射了 “国际通信卫星 ”Ⅰ号（Intelsat I，原名“晨鸟”号），这是世界第一颗 实用地球同步轨道通信卫星，标志着卫星通信进入实用阶段。 2017/3/13 7
X 国家重点实验室 卫星通信的历史和发展 50多年来，卫星通信发展很快，卫星重量从几十kg发展到5000kg以上； 寿命从1.5年发展到15年以上；通信容量从480路电话发展到几万路以上； 业务种类包括了电话、电视、数据、多媒体业务。 即 通倍卫星 卫虽 空中移动站 54 中央站 首区 地方站 酒信枢扭 陆上移动站 地方站 17.34 重选通倍区 卫星 远详轮船站 海军痕能站) 卫星全球覆盖示意图 卫星通信示意图 2017/3/1 8
卫星通信的历史和发展 50多年来，卫星通信发展很快，卫星重量从几十kg发展到5000kg以上； 寿命从1.5年发展到15年以上；通信容量从480路电话发展到几万路以上； 业务种类包括了电话、电视、数据、多媒体业务。 2017/3/13 8 卫星全球覆盖示意图 卫星通信示意图
国家重点实验室 卫星通信的历史和发展 ●组成：卫星与地球站 ●成本：决定其发展 权所有。 ·降低费用方法 1,大推力可靠火箭 2.卫星重量大 请勿外传 3.新技术：频率复用、多波束 4,卫星容量增加 6,新业务，新网络 勿外传 5,服务和功能增加，降低地面站成本
卫星通信的历史和发展 •组成：卫星与地球站 •成本：决定其发展 •降低费用方法 1．大推力可靠火箭 2．卫星重量大 3．新技术：频率复用、多波束 4，卫星容量增加 5，服务和功能增加，降低地面站成本 6，新业务，新网络
● X 国家重点实验室 我国通信卫星发展情况 1970年4月成功发射了第一颗人造卫星“东方 人 时飘移 红一号”，成为第五个完全依靠自己的力量成 毛主准性电“出量成人透2望'”码大利台实现7 功发射卫星的国家。该星达到了设计要求，播 我国第颗人造地球卫星发射城功 1t-tt:a,红0：Ath 送了《东方红》乐曲，质量173kg超过前4个国 数系理海人民青线成特直重可和店速自准样形电内行数重中 号中中生上选年球维电自生白法韩裤质我 14为卡城4每0由E40g0重e单 家发射的第1颗卫星质量总和。 9 4单相面单税年面面#4里通面形老于气区化用用 一国羊海问件销料道七女据空能E汽一后准 1984年4月，发射了第一颗试验用“同步通信 卫星”STW-1(即东方红二号)： 1988年3月发射成功第一颗“实用通信卫星” 即“东二甲”卫星，该星定点于东经87.5°赤 道上空。 ● 2010年9月发射“鑫诺六号”。 ● 2012年7月，发射“天链一号03星”中继卫星。 ● 2017年共计划发射6颗通信卫星。其中，多波 束“实践十三号”通信容量高达20Gbps;/基 于东方红五号卫星平台的技术试验星“实践十 八号”，6月搭乘长征五号运载火箭升空。 2017/3/13 10
我国通信卫星发展情况 1970 年 4月成功发射了第一颗人造卫星“东方 红一号 ”， 成为第五个完全依靠自己的力量成 功发射卫星的国家。该星达到了设计要求，播 送了《东方红》乐曲，质量173kg超过前 4个国 家发射的第 1颗卫星质量总和。 1984 年 4月，发射了第一颗试验用“同步通信 卫星”STW-1（即东方红二号） ； 1988 年 3月发射成功第 颗一 颗 “实用通信卫星 ”， 即“东二甲”卫星，该星定点于东经87.5°赤 道上空。 2010 年 9月发射 “鑫诺六号 ”。 2012 年 7月，发射“天链一号03星”中继卫星。 2017年共计划发射 6颗通信卫星。其中，多波 束 “实践十三号”通信容量 高达20Gbps；基 于东方红五号卫星平台的技术试验星“实践十 八号 ” 6月搭乘长征五号运载火箭升空 2017/3/13 10 八号 ”，6月搭乘长征五号运载火箭升空
● 国家重点实验室 典型卫星通信系统 ●静止轨道卫星通信系统：代表是国际海事卫星通信系统 (INMARSAT)、广播通信卫星系统、国际通信卫星系统和大量军用通信卫 星(WGS,军事星)； ●中、低轨卫星移动通信系统。代表是铱星(Iridium),系统和全球星 (Globalstar)系统。 所有。 请勿外传
典型卫星通信系统 ●静止轨道卫星通信系统：代表是国际海事卫星通信系统 （INMARSAT）、广播通信卫星系统、国际通信卫星系统和大量军用通信卫 星（WGS，军事星）； ●中、低轨卫星移动通信系统。代表是铱星（Iridium）系统和全球星 （Globalstar）系统
国家重点实验室 典型卫星通信系统 a.海事卫星 海事卫星(Maritime Satellite)是一个国际通信卫星系统，现为第五 代卫星。I979年国际海事卫星组织(International Maritime Satellite Organization,简称Inmarsat)正式成立。国际海事卫星组织拥有和经营 的全球卫星网络被全世界的服务供应商所使用，提供海上、陆地和空中全面的 移动通信服务；同时满足全球海上遇险与安全系统(GMDSS)的要求，提供 公益性的海上遇险安全通信服务。 海事卫星系统的空间段为L波段(1.6G/1.5GHz),34MHz带宽和C 波段转发器，分别用于移动通信（手机）、船站通信(1天线)和岸站通 信（13m天线)。通信速率语音4.8kbps,数据最高492kbps。 第五代星为Ka波段，单用户下行速率可到50Mbps。 业务系统分为A、B、C、M、Mii-M、M4、F标准
典型卫星通信系统 a．海事卫星 海事 星卫 （Ma e ae e ritime Satellite ）是 个国际通信 星系统 一个国际通信卫星系统，现为第五 代卫星。1979年国际海事卫星组织（International Maritime Satellite Organization，简称Inmarsat）正式成立。国际海事卫星组织拥有和经营 的全球卫星网络被全世界的服务供应商所使用，提供海上、陆地和空中全面的 移动通信服务；同时满足全球海上遇险与安全系统（GMDSS）的要求，提供 公益性的海上遇险安全通信服务。 海事卫星系统的空间段为L波段（1.6G/1.5GHz)，34MHz带宽和C 波段转发器，分别用于移动通信（手机）、船站通信（1m天线）和岸站通 信（13m天线）。通信速率语音4.8kbps，数据最高492kbps。 第五代星为Ka波段，单用户下行速率可到50Mbps。 业务系统分为A、B、C、M、Mini-M、M4、F标准