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图片23:近地点 perigee远地点 apogee 图片25:下面将分别介绍同步轨道卫星通信系统(GEO)、中轨卫星通信系统 (MEO)、低轨卫星通信系统(LEO)各自的优劣点。 传统的同步轨道卫星通信系统的技术最为成熟,已经有各种关于同步卫星通 信系统的分析文献。自从同步卫星被用于通信业务以来,用同步卫星来建立全球 卫星通信系统已经成为了建立卫星通信系统的传统模式。但是,同步卫星有一个 不可克服的障碍,就是较长的传播时延和较大的链路损耗,严重影响到它在某些 通信领域的应用,特别是在卫星移动通信方面的应用。首先,同步卫星轨道高, 链路损耗大,对用户终端的有效全向辐射功率(E/RP)和接收机品质因数(GT 值)的要求髙。这种系统星座难于支持手持机直接通过卫星进行通信,或者需要 采用12m以上的星载天线(L波段);为了使手持式移动用户终端能够方便地通 过卫星进行通信,对卫星星载通信有效载荷提出了较高的要求,不利于以小卫星 技术在移动通信中的使用。其次,由于链路距离长,传播延时大,单跳的传播时 延就达到250~270毫秒,加上语音编码器等的处理时间则单跳时延将达到350 毫秒左右,当移动用户通过卫星进行双跳通信时,时延将达到700毫秒,这是用 户所难以忍受的。为了避免这种双跳通信就必须采用星上处理使得卫星具有交换 功能,但这必将增加卫星的复杂度,不但增加系统成本,也有一定的技术风险 轨道高度较低的中、低轨系统,由于链路损耗小,降低了对用户终端E/RP 和GT值的要求,可支持手持机直接通过卫星进行通信。同时,短的传播延时允 许移动台到移动台的两跳通信而不必采用星上交换处理。中轨和低轨系统在时延 和链路损耗等方面具有静止轨道系统无法比拟的优势,有利于低成本、小功率的 便携式用户终端和小卫星的利用。此外,中、低轨卫星系统的星座不能象静止星 座那样与用户保持相对固定的空间关系,系统采用星群互补工作的方式才能为用 户提供连续的服务。这样可使系统能够带病工作,即在中低轨星座中有一颗或几 颗卫星出现故障也不会给系统带来十分显著的影响,加之中、低轨小型卫星发射 容易,卫星只需地面备份,在出现故障时进行补充,提高了系统的抗毁性 低轨系统由于星座轨道低(2000公里以下),信号传播时延短,所以可支持 多跳通信;链路损耗小可降低对卫星和用户终端的要求,可采用微型/小型卫星 和手持机。但是低轨系统也为这些优势付出了较大的代价:由于轨道低,每颗卫 星所能覆盖的范围比较小,要构成全球系统需要数十颗卫星,如 IRIDIUM有66 颗卫星。 GLOBALSTAR有48颗卫星、 Teledisc有288颗卫星。 Inmarsat和 Odyssey 的研究表明,轨道越低系统投资越大。同时,由于低轨卫星的运动速度快,卫星 从地平线升起到再次落到地平线以下的时间较短,所以卫星间或波束间切换频 繁。因此,低轨系统构成方案和控制复杂,技术风险大。 中轨系统可以说是同步系统和低轨系统的折衷,中轨系统兼有这两种方案的 优点,同时又在一定程度上克服了这两种方案的不足之处。中轨星座的高度选为图片 23:近地点 perigee,远地点 apogee 图片 25:下面将分别介绍同步轨道卫星通信系统(GEO)、中轨卫星通信系统 (MEO)、低轨卫星通信系统(LEO)各自的优劣点。 传统的同步轨道卫星通信系统的技术最为成熟,已经有各种关于同步卫星通 信系统的分析文献。自从同步卫星被用于通信业务以来,用同步卫星来建立全球 卫星通信系统已经成为了建立卫星通信系统的传统模式。但是,同步卫星有一个 不可克服的障碍,就是较长的传播时延和较大的链路损耗,严重影响到它在某些 通信领域的应用,特别是在卫星移动通信方面的应用。首先,同步卫星轨道高, 链路损耗大,对用户终端的有效全向辐射功率(EIRP)和接收机品质因数(G/T 值)的要求高。这种系统星座难于支持手持机直接通过卫星进行通信,或者需要 采用 12m 以上的星载天线(L 波段);为了使手持式移动用户终端能够方便地通 过卫星进行通信,对卫星星载通信有效载荷提出了较高的要求,不利于以小卫星 技术在移动通信中的使用。其次,由于链路距离长,传播延时大,单跳的传播时 延就达到 250~270 毫秒,加上语音编码器等的处理时间则单跳时延将达到 350 毫秒左右,当移动用户通过卫星进行双跳通信时,时延将达到 700 毫秒,这是用 户所难以忍受的。为了避免这种双跳通信就必须采用星上处理使得卫星具有交换 功能,但这必将增加卫星的复杂度,不但增加系统成本,也有一定的技术风险。 轨道高度较低的中、低轨系统,由于链路损耗小,降低了对用户终端 EIRP 和 G/T 值的要求,可支持手持机直接通过卫星进行通信。同时,短的传播延时允 许移动台到移动台的两跳通信而不必采用星上交换处理。中轨和低轨系统在时延 和链路损耗等方面具有静止轨道系统无法比拟的优势,有利于低成本、小功率的 便携式用户终端和小卫星的利用。此外,中、低轨卫星系统的星座不能象静止星 座那样与用户保持相对固定的空间关系,系统采用星群互补工作的方式才能为用 户提供连续的服务。这样可使系统能够带病工作,即在中低轨星座中有一颗或几 颗卫星出现故障也不会给系统带来十分显著的影响,加之中、低轨小型卫星发射 容易,卫星只需地面备份,在出现故障时进行补充,提高了系统的抗毁性。 低轨系统由于星座轨道低(2000 公里以下),信号传播时延短,所以可支持 多跳通信;链路损耗小可降低对卫星和用户终端的要求,可采用微型/小型卫星 和手持机。但是低轨系统也为这些优势付出了较大的代价:由于轨道低,每颗卫 星所能覆盖的范围比较小,要构成全球系统需要数十颗卫星,如 IRIDIUM 有 66 颗卫星。GLOBALSTAR 有 48 颗卫星、Teledisc 有 288 颗卫星。Inmarsat 和 0dyssey 的研究表明,轨道越低系统投资越大。同时,由于低轨卫星的运动速度快,卫星 从地平线升起到再次落到地平线以下的时间较短,所以卫星间或波束间切换频 繁。因此,低轨系统构成方案和控制复杂,技术风险大。 中轨系统可以说是同步系统和低轨系统的折衷,中轨系统兼有这两种方案的 优点,同时又在一定程度上克服了这两种方案的不足之处。中轨星座的高度选为
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