第四章衛星通信系統 4.1衛星通信系統組成 4.2多址及隨機多址訪問方式 4.3衛星移動通信系統4.4VSAT衛星通信系統衛星通信系統第1頁4.1衛星通信系統組成4.1.1衛星通信系統基本概念衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站，轉發或反射無線電波，在兩個或多個地球站之間進行通信。地球站是指設在地球表面，包含地面、海洋和大氣中通信站。

按衛星結構劃分，通信衛星又可分為無源衛星和有源衛星。按衛星運轉軌道劃分，通信衛星又可分為靜止衛星和運動衛星。

靜止衛星就是只發射到赤道上空35800km附近圓形軌道上衛星，其運動方向與地球自轉方向一致，并繞地球一周時間恰好為24h，與地球自轉周期相同，因而從地球看過去，如同靜止普通，因而稱為靜止衛星。以靜止衛星作為中繼站所組成通信系統為靜止衛星通信系統或同時衛星通信系統。

圖4-1中標示出了地球與靜止衛星之間相對位置。衛星通信系統第2頁4.1衛星通信系統組成圖4-1靜止衛星配置幾何關系衛星通信系統第3頁4.1衛星通信系統組成4.1.2衛星通信系統組成一個完整衛星通信系統是由空間分系統、地球站群、跟蹤遙測及指令系統和監控管理系統4部分組成，如圖4-2所表示。各部分功效介紹以下。圖4-2衛星通信系統基本組成衛星通信系統第4頁4.1衛星通信系統組成空間分系統是指包含通信裝置在內通信衛星主體以及星體遙測指令、控制系統和能源裝置等。

地球站群包含中央和若干個普通地球站。

跟蹤遙測及指令系統功效主要是完成對衛星跟蹤測量和控制，使其準確進入衛星軌道上指定位置，并對衛星定時進行軌道修正和位置保持。

監控管理系統功效主要是在業務開通前后對定點衛星進行通信性能檢測和控制。衛星通信系統工作原理

圖4-3所表示為一個經典衛星通信線路，其中包含收發地球站、上下行無線傳輸線路和通信衛星。

當發端地球站A欲未來自市話局多路電信號發往地球站B時，首先對這些多路信號進行復用，從而組成多路基帶信號，然后由發射設備進行中頻調制經上變頻，將70MHz中頻信號變換成微波信號，再經射頻功率放大器、雙工器和地球站天線發往處于外層空間衛星。信號經過大氣層和宇宙空間傳輸。衛星通信系統第5頁4.1衛星通信系統組成圖4-3衛星通信線路組成衛星通信系統第6頁4.1衛星通信系統組成衛星轉發器接收器中，首先對微波頻率為f1上行信號進行低噪聲放大，然后將其轉換成為頻率為f2下行微波信號，再經過衛星發射機功率放大，經過雙工器由天線將信號發往地面站。地球站基本組成

（1）對地球站性能要求。為了確保地球站與通信衛星之間正常通信，所以國際上相關部門對標準地球站必備性能做出了規范。①地球站品質因數指標。地球站品質因數是指地球站接收天線增益G與地球站接收系統等效噪聲溫度T之比，它代表地球站接收微弱信號能力，用符號G/T表示，不一樣類型標準地球站品質因數不一樣。A型站B型站C型站衛星通信系統第7頁4.1衛星通信系統組成②有效全向輻射功率EIRP。有效全向輻射功率表示地球或衛星發射能力強弱。③穩定射頻頻率。④射頻能量擴散。⑤干擾影響限制。

（2）地球站組成。圖4-4所表示為一個經典標準地球站結構示意圖，主要由天線分系統、發射機分系統、接收機分系統、通信控制分系統、信道終端設備分系統和電源分系統6個分系統組成。分別為：天線分系統、發射機分系統、接收機分系統、信道終端設備分系統、通信控制分系統和電源分系統。

（3）地球站天饋線系統。地球站天線系統是一個龐大系統。依據地球站天線口徑大小，可將地球站劃分為A、B、C3種站型。VSAT稱為甚小口徑終端。性能以及適用業務類型如表4-1所表示。衛星通信系統第8頁4.1衛星通信系統組成圖4-4國際衛星通信頻分多址方式A型標準地球站組成方框圖衛星通信系統第9頁4.1衛星通信系統組成表4-1

各類地球站天線尺寸、工作性能以及適用業務類型類型地球站標準天線尺寸/m最小（G/T）值/（dB/K）業務頻段/GHz大型站（國家）ACB15～18（原30～32）12～14（原15～18）11～1335.0（原40.7）37.0（原39）31.7電話、數據、TV、IDR、IBS電話、數據、TV、IDR、IBS電話、數據、TV、IDR、IBS6/414/11&126/4中型站（衛星通信）F—3E—3

F—2

E—29～108～107～85.0～7.029.034.027.029.0電話、數據、IBS、TV、IDR電話、數據、IBS、TV、IDR電話、數據、IBS、TV、IDR電話、數據、IBS、TV、IDR6/414/11&126/414/11&12小型站（商用）F—1

E—1

D—14.5～53.54.5～5.522.72

50022.7IBS、TVIBS、TVVISTA6/414/11&126/4VSAT

TVROG0.6～2.41.2～115.516INTELNETTV6/4；14/11&126/4；14/11&12國內Z0.6～325.5～16國內6/4；14/11&12衛星通信系統第10頁4.1衛星通信系統組成通信衛星組成

（1）對通信衛星技術要求。符合維持通信衛星正常工作供電要求；保持正常衛星姿態；保持穩定自旋速度；保持在要求軌道上；衛星上設備應工作在穩定溫度環境下。

（2）通信衛星組成

其組成結構圖如圖4-6所表示。詳細包含天線分系統、通信分系統、控制分系統、遙測與指令系統、電源分系統和溫控分系統等6個部分。①天線分系統：共配置了兩種不一樣用途天線，一個是用于收發用戶信息通信天線，另一個是適合用于收發遙測指令信號天線。通常遙測指令天線采取全向天線。②通信分系統：也稱為衛星轉發器或中繼器，它是一部寬頻帶收發信機。每個轉發器使用一定頻段，負責覆蓋指定區域。所以要求轉發器能夠提供穩定可靠地工作環境，并要求附加噪聲小和失真要小。衛星通信系統第11頁4.1衛星通信系統組成③控制分系統：負責完成姿態控制和位置控制功效。姿態控制用以確保衛星對地球或其它基準物保持正確姿態。④遙測與指令分系統：為了隨時了解衛星內部設備運行狀態和便于地球站天線進行衛星跟蹤，需要發射一系列遙測信號，包含衛星內部工作狀態信號、來自傳感器信號、指令證實信號等。指令信號是由地面控制站依據需要發起，由轉發器中遙測指令天線負責接收，送至控制分系統。⑤電源分系統：通信衛星上常使用兩種電池，即太陽能電池和化學電池。⑥溫控分系統：當衛星圍繞地球運轉時，時而面向太陽，時而繞到地球后面，二者溫差改變很大，且頻繁。所以必須采取溫控裝置來控制衛星內部溫度，以確保衛星發射頻率穩定。

衛星通信系統第12頁4.1衛星通信系統組成圖4-6通信衛星組成示意圖衛星通信系統第13頁4.1衛星通信系統組成（3）衛星轉發器。衛星轉發器常分為透明轉發器和處理轉發器兩種。①透明轉發器。透明轉發器也稱非再生轉發器，包含單變頻轉發器和雙變頻轉發器兩種。

單變頻轉發器是當前使用最多一個轉發器，如圖4-7（a）所表示。雙變頻轉發器結構如圖4-7（b）所表示。②處理轉發器。處理轉發器是指除了含有轉發功效之外，還含有處理功效轉發器，其結構如圖4-7（c）所表示。

（4）通信衛星天線系統。衛星天線大致可分為兩種類型。一個是用于遙測、遙控和標信信號全向天線，這類天線慣用鞭狀、螺旋形、繞桿式或套筒偶極子天線；是一個高頻或甚高頻天線。依據波束二代寬度不一樣，它又分為3類：全球波束天線；點波束天線；區域波束天線。衛星通信系統第14頁4.1衛星通信系統組成圖4-7衛星轉發器衛星通信系統第15頁4.2多址及隨機多址訪問方式4.2.1多址技術基本概念及信道分配方式多址技術是指在衛星覆蓋區內多個地球站，經過同一顆衛星中繼建立兩址和多址之間通信技術。

多址技術是建立在信號分割基礎之上，即在發射端利用信號之間參量差異來進行信號設計，使接收端能夠按發端所設計信號差異，從所接收信號中分離出各路信號，因而不一樣控制策略組成不一樣多址訪問方式。多址技術包含多址方式和多址分配方式。信道分配方式

信道分配方式實際上就是指怎樣進行信道分配。所采取多址方式不一樣，其信道內含不一樣。在FDMA方式中，信道分配是指各地球站所占用轉發器頻段；在TDMA方式中，則是指各地球站所占用時隙，而在CDMA方式中卻是指各地球站所使用碼型。

（1）預分配方式。預分配（PA）方式又可分為固定預分配（FPA）和按時預分配（TPA）。衛星通信系統第16頁4.2多址及隨機多址訪問方式①固定預分配（FPA）方式。固定預分配是指按事先要求半永久性地分配給每個地球站固定數量信道，這么各地球站只能各自在特定信道上完成與其它地球站通信，其它地球站不得占用該信道。如圖4-10（a）所表示。②按時預分配（TPA）方式。事先知道了各地球站間業務隨時間改變規律，那么在一天內可按約定對信道做幾次固定調整，這種方式就是按時預分配（TPA）方式。

（2）按需分配方式。按需分配（DA）方式是一個分配可變制度，這個可變是指按申請進行改變信道分配。依據信道分配可變程度不一樣，按申請分配制度又可分為以下幾個類型：收端可變、發端固定DA方式；收端固定、發端可變DA方式；收、發可變DA方式；動態分配；隨機分配。多址技術

可分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。衛星通信系統第17頁4.1衛星通信系統組成圖4-10多址分配示意圖衛星通信系統第18頁4.2多址及隨機多址訪問方式頻分多址訪問方式（FDMA）是衛星通信多址技術中一個比較簡單多址訪問方式。時分多址訪問方式（TDMA）是以時間為參量來進行分割，其在頻率和空間上無法分開，那么不一樣信號占據不一樣時間段，彼此互不重合。

空分多址訪問方式（SDMA）是以空間作為參量來進行分割，其在頻率和時間上無法分開，因而不一樣信道占據不一樣空間，這么衛星可依據空間位置接收對應覆蓋區域中各地球站發送上行鏈路信號。

碼分多址訪問方式（CDMA）是以信號波形、碼型為參量來實現多址訪問，其頻率、時間、空間上均無法分開，因而不一樣地球站使用不一樣碼型作為地址碼，而且這些碼型相互正交或準正交。衛星通信系統第19頁4.2多址及隨機多址訪問方式4.2.2頻分多址技術頻分多址技術工作原理與應用特點（1）工作原理。如圖4-11所表示。

（2）應用特點。最突出特點是簡單、可靠、易于實現。FDMA分類

依據每個地球站在其發送載波中是否采取復用技術，又可將FDMA分為兩大類：每載波多路信道FDMA（MCPC-FDMA）和每載波單路信道FDMA（SCPC-FDMA）。通常采取衛星交換FDMA（SS-FDMA）以實現不一樣波束區內地球站之間互通。

（1）每載波多路MCPC-FDMA方式。圖4-12所表示為采取每載波多路MCPC-FDMA方式系統工作原理示意圖，它是利用A、B地球站實現A、B、C、D地球站通信實例。從圖中能夠看出，在發送地球站A，首先基帶復用器按接收站歸類將發往B、C和D地球站幾路數據信號復用成基帶復用信號，其頻譜如圖所表示，然后將其送往調制器和發射機進行信號調制、上變頻，使之位于分配給A站衛星通信系統第20頁4.1衛星通信系統組成圖4-11頻分多址方式示意圖衛星通信系統第21頁4.1衛星通信系統組成圖4-12以MCPC-FDMA方式實現兩個地球站之間通信示意圖衛星通信系統第22頁4.2多址及隨機多址訪問方式射頻頻帶BA之中，并沿上行鏈路發送給衛星接收器。在衛星上通常所接收信號中包含許多頻譜互不重合載波。當經過衛星合路、變頻和放大處理之后，轉發到下行鏈路之中。

（2）每載波單路SCPC-FDMA方式。每載波單路FDMA方式是指在SCPC系統中，每個載波中僅傳送一路信號，這么在SCPC工作過程中，將無須進行基帶復用、基帶濾波和基帶去復用處理。SCPC方式主要應用于業務量較小、同時通信路數最多只有幾條甚至一條地球站。顯然采取固定分配載波MCPC方式會造成頻帶浪費，所以SCPC系統信道分配不再采取固定方式，而采取按申請分配方式，即用戶欲進行通信時，需預先發出一個使用信道申請，當使用完成之后，便將其釋放，今后其它用戶能夠申請使用該通道。SCPC系統SCPC（SingleChannelPerCarrier），它是每載波單路FDMA方式，它既能夠采取固定預分配線路方式，也能夠采取按需分配線路方式。在此方式下工作語音線路能夠采取語音激活技術，從而更有效地利用衛星轉發器。衛星通信系統第23頁4.2多址及隨機多址訪問方式依據基帶體制和對載波調制方式不一樣，SCPC可分為模擬制（FM-SCPC）及數字制（預分配SCPC和按需分配SCPC）兩種。

（1）預分配SCPC。數字制預分配SCPC又包含PCM-PSK-SCPC和DM-PSK-SCPC方式。我們以PCM-PSK-SCPC為例進行介紹。

在預分配SCPC方式中，任意兩地球站之間進行通信時，其下行鏈路載波只攜帶一路信號而且占用一條衛星通道。可見這種方式是以制訂通道完成對應兩個地球站之間通信，所以通道劃分便尤為主要。

圖4-15

SCPC系統頻率配置衛星通信系統第24頁4.2多址及隨機多址訪問方式①SCPC頻率配置。采取SCPC方式工作IS-IV衛星通信系統將其中一個衛星轉發器36MHz帶寬間隔地分為800個通道，其頻率分配如圖4-15所表示。②SCPC終端設備結構。圖4-16所表示為在SCPC方式下工作各地球站終端設備結構圖，SCPC終端設備包含地面接口單元、信道單元和公用單元3大部分。

地面接口單元：負責語音業務和數據業務輸入與輸出功效。

信道單元：包含語音接口、數據接口、語音編碼/譯碼器、數據編碼/譯碼器、語音檢測器、信道同時器、頻率合成器和相位調制/解調器等用來完成語音信號和數據信號編碼、調制功效設備。

公用單元：主要包含中頻單元和定時與頻率單元等。③語音信號傳輸過程。a.語音信號傳輸格式；b.載波恢復碼和位定時恢復碼；c.SOM作用；d.語音信號傳輸過程。④數據信號傳輸過程。衛星通信系統第25頁4.1衛星通信系統組成圖4-16

SCPC終端設備結構圖衛星通信系統第26頁4.1衛星通信系統組成圖4-17語音信號傳輸格式衛星通信系統第27頁4.1衛星通信系統組成圖4-18

SPADE系統頻率配置衛星通信系統第28頁4.2多址及隨機多址訪問方式（2）按需分配SCPC。按需分配SCPC，即SPADE，SPADE設備采取按需分配脈沖調制、多址連接方式SCPC設備，其系統頻率配置如圖4-18所表示。

在采取SPADE方式工作衛星通信系統中，通常將一個衛星轉發器一部分頻率配置為公用傳信通道（CSC），而另一部分頻率配置為語音通道（CH）。其中語音通道頻率配置與PCM-PSK-SCPC系統中頻率配置相同，其相鄰兩通道間間隔為45kHz，并以導頻為界劃分為高頻組和低頻組，每組中各排列了400條通道。

可見是因為SPADE在衛星線路占用上采取是按需分配方式，從而大大地提升了有限信道利用率，因而受到世界各國重視，并得到廣泛應用。衛星通信系統第29頁4.2多址及隨機多址訪問方式4.2.3時分多址技術時分多址概念及其應用特點（1）基本概念

圖4-19所表示為TDMA系統模型，從中能夠清楚地看出，再按時分多址方式工作系統中，因為分配給各地球站是特定時隙，而不是特定頻帶，因而每個地球站必須在分配給自己時隙中用相同載波頻率向衛星發射信號，并經放大后沿下行鏈路重新發回地面。衛星轉發器也必須按時間次序接收來自不一樣地球站信號，而且彼此互不重合。

因為TDMA系統那個中全部地球站所發送上行信號載波頻率都相同，因而要求全部地球站在時間上必須保持同時。

（2）應用特點TDMA技術有以下優點：不存在FDMA中互調問題；系統容量大，衛星功率利用率高；提升信號傳輸質量，有利于綜合業務接入；使用靈活。衛星通信系統第30頁4.2多址及隨機多址訪問方式但同時也存在著不足：必須保持各地球站之間同時，才能讓全部用戶實現共享衛星資源目標；要求采取突發解調器；模擬信號需轉換成數字信號才能在網絡中傳輸；早期投資較大，系統實現復雜。圖4-19

TDMA系統模型衛星通信系統第31頁4.2多址及隨機多址訪問方式TDMA地球站設備圖4-20所表示為TDMA地球站設備組成示意圖，它由地面接口、TDMA終端和信道終端組成。圖4-20

TDMA地球站設備衛星通信系統第32頁4.2多址及隨機多址訪問方式（1）TDMA幀結構。如圖4-21所表示，TDMA系統幀結構主要包含同時分幀（RB）和數據分幀（DB）。①同時分幀（或基準分幀）。同時分幀中包含載波、位定時恢復（CR和BTR）、獨特碼（UW）和站址識別碼（SIC）。②數據分幀。一個數據分幀包含了若干個業務分幀，而且每個業務分幀是由分幀報頭和多個PCM數據通路組成，其中所包含業務分幀數目與系統中所容納站數或地址數相關，他們長度能夠相同，也能夠不相同。③幀效率。若幀長為Tf，從圖4-20中能夠看出每一幀包含一個同時分幀和m個業務分幀，這說明該系統能夠與m個地球站實現互通。a.系傳輸速率Rb。衛星通信系統第33頁4.2多址及隨機多址訪問方式b.幀長。。比如某PCM編碼器抽樣速率為每秒8000次，則，若K=1，那么；若K=6，那么，這意味著緩沖存放器每存入6次取樣比特數，才輸出1次。可見Tf越長，則要求緩沖存放器容量越大，所以必須依據實現設計要求，選取適當Tf。c.分幀長度。d.幀效率。所謂幀效率是指一幀內有效數據信息所占時間與幀長之比。在一定情況下，Tf越長，幀效率越高，但普通幀長Tf取125μs整數倍；當所采取緩沖存放器存放量K增大，而其它參數不變時，隨之增高，當K→∞，則→1，但成本也增大。衛星通信系統第34頁4.1衛星通信系統組成圖4-21

TDMA系統幀結構衛星通信系統第35頁4.1衛星通信系統組成例4-1已知一個TDMA系統，采取QPSK調制方式，設幀長為系統中所包含站數m=5，各站所包含通道數相同n=4，保護時間，基準分幀比特數Br與各報頭比特數Bp均為90bit，每個通道傳輸24路（PCM編碼，沒取樣值編8bit碼，一群加一位同時比特），求PCM編碼器輸出速率Rs、系統傳輸比特率Rb、分幀長度Tb、幀效率ηf及傳輸線路要求帶寬B。解：

衛星通信系統第36頁4.2多址及隨機多址訪問方式（1）地面接口。地面接口是與用戶進行信息交互輸入、輸出接口。地面接口電話包含PCM編碼器、異步復接器和FDM/TDM制式轉換器等。

（3）TDMA終端。從圖4-22中能夠清楚地看出，TDMA終端包含三大部分，即發射部分、接收部分和控制部分。①TDMA終端功效：完成幀發送和接收；實現網絡同時；實現對衛星線路分配與控制。②幀發送與接收。在TDMA系統中，不一樣性質信號，其發送個接收過程不一樣。

語音信號傳送如圖4-21所表示，n路模擬語音信號同時被送入地面接口電路（TIM），在這里首先分別經過PCM編碼器換成與衛星時鐘同時數字語音信號，然后送至各自緩沖存放器，送入多路復用裝置，并經擾碼和糾錯編碼處理，在TDMA定時單元控制下，在每幀要求時間段，由合路器將報頭插入，從而組成一個完整TDMA幀，隨即進行QPSK調制，將TDMA幀信號調制到中頻（70MHz）響應信號，再利用QPSK解調器進行解調，恢復出基帶數據信號，并將其送至報頭檢測器和多路分路裝置，在報頭檢衛星通信系統第37頁4.2多址及隨機多址訪問方式測器中分析分幀報頭中獨特碼，以此判斷出該分幀信號是由哪個地球站發送給本站，同時在定時單元和收時序控制裝置控制下，取出對應分幀數字信號，經解擾碼和糾錯譯碼后，送至擴展緩沖存放器，最終在收時序控制器控制下，將壓縮了告訴信號擴展成連續低速數據信號，送往地面接口單元。

數據傳送原理與語音信號傳送原理相同，所不一樣是用異步合路器和異步分路器取代PCM編碼和解碼器。衛星通信系統第38頁4.1衛星通信系統組成圖4-22

TDMA終端組成圖衛星通信系統第39頁4.3衛星移動通信系統4.3.1衛星移動通信系統基本概念及其分類衛星移動通信是指利用衛星轉接移動用戶間或移動用戶與固定用戶間相互通信。衛星移動通信系統分類

（1）按衛星移動通信系統業務進行劃分。分為海事衛星移動通信系統（MMSS），航空衛星移動通信系統（AMSS），陸地衛星移動通信系統（LMSS）。

（2）按衛星移動通信系統衛星軌道進行劃分。中軌道衛星移動通信系統：其系統距地面5000～15000km。低軌道衛星移動通信系統：其系統距地面5000～1500km左右。

（3）按衛星移動通信系統通信覆蓋區域進行劃分。分為國際衛星移動通信系統、區域衛星移動通信系統和國內衛星移動通信系統。衛星通信系統第40頁4.3衛星移動通信系統衛星移動通信系統特點為：通信距離遠；系統容量大；在使用靜止軌道同時，也可使用中、低軌道衛星，使楊文武性能更優良，但在星座設計和技術上更為復雜。衛星運行軌道及星座設計

衛星在外層空間圍繞著地球運動，從而實現對地服務，可見其前提是使衛星到達并運行于某一適當任務需求空間軌道。

（1）為性能更軌道基本概念。衛星運行軌道是指衛星質心運動軌跡。

第一定律（橢圓率）：衛星運動軌跡為一個橢圓，稱為開普勒橢圓，其形狀大小保持不變。

第二定律（面積率）：鏈接衛星與地球之間直線在相同時間內掃過面積相等。

第三定律（周期律）：衛星運行周期平方正比于衛星到地球平均距離立方，或者說衛星運轉周期平方與衛星到地球平均距離立方之比為一個常數。衛星通信系統第41頁4.3衛星移動通信系統（2）衛星軌道分類。①按軌道傾角劃分：衛星軌道可分為圓軌道、近圓軌道、橢圓軌道和大橢圓軌道。②按軌道傾角劃分：衛星軌道可分為順行軌道、逆行軌道、赤道軌道、傾斜軌道和極低軌道。③按軌道高度劃分：衛星軌道分為地軌道（LEO）、中軌道（MEO）和高軌道（HEO）。高軌道通常是指軌道高度高于0km軌道，同時衛星軌道屬于此范圍。

（3）星座設計。連接空中星座內相鄰衛星之間通信鏈路被稱為星際鏈路。衛星移動通信系統結構及工作過程

如圖4-27所表示，衛星移動通信系統通常包含空間段和地面段兩部分。空間段是指衛星星座，而地面段是指包含衛星測控中心、網絡操作中心、關口站和衛星移動終端在內地面設備。衛星通信系統第42頁4.3衛星移動通信系統（1）按一定規則分布衛星構成一個衛星移動通信系統衛星星座。不一樣衛星移動通信系統其用途及功能不一樣，則采用衛星數量、軌道性能也不一樣。（2）網絡操作中心具有管理衛星移動通信系統業務功能。（3）衛星測控中心負責衛星星座管理功能。（4）衛星移動終端是一個終端設備。（5）關口站一方面負責為衛星移動通信系統與地面固定網、地面移動通信網提供接口以實現彼此間互通；其次，還負責衛星移動終端接入控制工作。衛星關口站又有歸屬關口站和本地服務關口站。歸屬關口站負責衛星移動終端注冊登記。任何一個衛星移動終端一定歸屬某一個歸屬關口站。我們將遠離自己歸屬關口站衛星移動終端附近關口站稱為本地服務關口站，該關口站具有為此衛星移動終端提供呼叫服務功能。衛星通信系統第43頁4.1衛星通信系統組成圖4-27衛星移動通信系統基本組成衛星通信系統第44頁4.3衛星移動通信系統衛星移動通信系統工作過程可用圖4-1加以說明，在衛星A下一個移動一個終端將呼叫處于衛星B下一個移動終端，或呼叫與衛星B下某個關口站相連固定網用戶，其呼叫過程以下。

（1）衛星移動終端開機后，便自動向其歸屬關口站發出一個移動終端開機通知信息，并通知其詳細所在位置。假如該機處于備用狀態，或移動至一偏遠地域，則需向歸屬關口站送一更新信息，方便更新存放在歸屬關口站中該移動終端位置信息。

（2）移動用戶向衛星移動終端輸入被叫號碼。

（3）衛星移動終端向該終端視線內衛星發出一個包含該終端注冊號碼和被叫終端號碼請求服務信息，并經過衛星將此信息傳送到當地服務關口站，以建立呼叫。

（4）當地關口站又經過衛星線路分別向主叫終端和被叫終端歸屬關口站發出問詢信息，如主叫或被叫終端是否有權使用此系統及其權限。衛星通信系統第45頁4.3衛星移動通信系統（5）如雙方都擁有使用權限，則系統將某衛星信道分配給此主叫終端和被叫終端，以供連接，并同時向被叫終端發起呼叫。

（6）通話完成后，主叫和被叫終端釋放通信鏈路，并由當地關口站經過衛星鏈路向雙方歸屬關口站發送對應通信統計，以供主叫和被叫終端歸屬關口站計費等項使用。4.3.2衛星移動通信技術抗干擾技術

在衛星移動通信系統那個中一樣存在熱噪聲、交調干擾、鄰道干擾、交叉極化干擾以及碼間干擾。

（1）同頻干擾。全部進入接收機通帶內、與本信道頻率相同或相近無用信號都會對本信道信號組成干擾，這種干擾就是同頻干擾。相鄰波束間干擾和交叉極化都屬于同頻干擾。

（2）近端對遠端干擾。這種干擾一樣存在于地面移動通信系統中，也稱為遠近效應。

（3）多址訪問干擾。衛星通信系統第46頁4.3衛星移動通信系統抗干擾技術

在衛星移動通信系統那個中一樣存在熱噪聲、交調干擾、鄰道干擾、交叉極化干擾以及碼間干擾。

（1）同頻干擾。全部進入接收機通帶內、與本信道頻率相同或相近無用信號都會對本信道信號組成干擾，這種干擾就是同頻干擾。相鄰波束間干擾和交叉極化都屬于同頻干擾。

（2）近端對遠端干擾。這種干擾一樣存在于地面移動通信系統中，也稱為遠近效應。

（3）多址訪問干擾。功率控制

一個衛星發射天線覆蓋區中衛星傳輸分為上行鏈路和下行鏈路。下行鏈路是指由衛星至衛星移動終端或關口站鏈路，普通衛星移動通信系統中下行鏈路無須采取功率控制方式，功率控制使用于上行鏈路之中。上行鏈路是指由關口站至衛星或衛星移動終端至衛星間傳輸鏈路。衛星通信系統第47頁4.3衛星移動通信系統星上處理與交換

其處理內容以下：

（1）對數字信號進行解調再生，然后再進行調制，去除噪聲積累影響。

（2）不一樣衛星天線波束之間信號交換。

（3）更高級別信號變換和處理。4.3.3衛星移動通信原理同時軌道衛星移動通信原理

在同時軌道（GEO）衛星移動通信系統中，因為通信衛星與地球同時運行，因為相對地面靜止，這么經過3顆彼此相距73000km同時衛星組成衛星星座，可覆蓋除南北極之外全部地域。

（1）同時軌道衛星移動通信系統普通結構。通常GEO衛星移動通信系統由空間段GEO衛星、地面關口站（MGS）、網絡控制中心（NCC）和衛星移動終端（MT）組成。移動終端能夠是車載臺、船航、機戰、手持機等。衛星通信系統第48頁4.3衛星移動通信系統①GEO衛星。當最小仰角為5°時，只需采取3顆GEO衛星，便可實現除南北緯76°以外全球覆蓋。②關口站。關口站（MGS）是衛星移動通信系統與地面通信網（PSTN）進行連接接口單元。③網絡控制中心。主要負責衛星移動通信系統地面段控制管理任務。

（2）不一樣GEO衛星移動通信系統通信信道①單星GEO衛星移動通信系統②無星際鏈路多星GEO衛星移動通信系統。③有星際鏈路多星GEO衛星通信系統。中、低軌衛星移動通信系統軌道高度較低中、低軌衛星移動通信系統，其鏈路損耗小，因而對用戶終端要求有所降低；同時因為其傳輸時延較短，在一衛星移動終端到另一衛星移動終端之間允許采取雙跳通信，這么便無需采取復雜星上交換處理技術。當然中、低軌道衛星衛星通信系統第49頁4.3衛星移動通信系統高度較低，衛星運行速率快，也使得多普勒頻移影響更嚴重，而且系統中采取衛星數目多，也給星間切換控制帶來難題。

（1）中、低軌衛星移動通信系統結構。中、低軌衛星移動通信系統也是由空間段和地面段兩部分組成。空間段主要指衛星星座，它是由相對于地球高速運動非靜止衛星系組成，而地面段包含衛星移動終端、關口站和系統控制中心。下面依次進行介紹。①衛星星座。它以一個最小仰角覆蓋地球一定區域，這個區域通常呈圓形，這些區域連結起來，組成衛星星座對全球區域連續性覆蓋。②衛星移動終端。衛星移動終端就是用戶使用衛星移動通信系統借口終端設備。③關口站。關口站是中、低軌衛星移動通信系統與各種地面通信網之間接口單元。④系統控制中心。系統控制中心由衛星控制中心和網絡控制中心組成。衛星通信系統第50頁4.3衛星移動通信系統（2）中、低軌衛星移動通信系統切換。在中、低軌衛星移動通信系統中，因為衛星運行軌道較低，所以它圍繞地球運動速度很高，地面衛星移動終端不一樣時刻是由衛星星座中不一樣衛星為其提供服務，要求在中止原有衛星服務信道同時尋找新衛星，重新進行信道分配以確保此呼叫鏈路連續性，完成這一過程所進行操作就稱為切換。①切換種類。針對衛星移動終端與衛星星座之間相對運動影響而采取切換操作；針對關口站與衛星星座之間相對運動影響而采取切換操作；針對系統控制中心與衛星星座相對運動影響而采取切換操作；針對衛星移動終端與關口站之間相對運動影響而采取切換操作；針對各衛星之間相對運動影響而采取切換操作；關口站間衛星切換；區內衛星移動終端切換。②切換實現。衛星通信系統第51頁4.3衛星移動通信系統4.3.4衛星移動通信系統中交換方式由數據通信原理可知，傳統交換方式主要有3種：電路交換、報文交換和分組交換。衛星移動通信系統中業務特點衛星移動通信系統中交換方式衛星移動通信系統中呼叫建立過程衛星通信系統第52頁4.4VSAT衛星通信系統4.4.1VSAT概念及通信業務類型VSAT基本概念VSAT（VerySmallApertureTeminal），譯為甚小口徑終端（地球站）。VSAT衛星通信系統是指利用大量小口徑天線小型地球站與一個大型地球站協調工作組成一個衛星通信系統。

（1）天線尺寸小，重量輕，安裝方便，能夠在Ka波段和Ku波段采取VSAT小型化技術。

（2）通信質量好，可靠性高，組網靈活。

（3）終端尺寸小。VSAT衛星通信網業務類型可概括成以下4種：

（1）交互式業務。

（2）查詢/對應式業務。

（3）敘述統計式業務。

（4）批量數據業務。衛星通信系統第53頁4.4VSAT衛星通信系統4.4.2VSAT衛星通信系統組成VSAT衛星系統組成VSAT衛星通信系統中主要包含了主站、衛星轉發器和若干小型遠端VSAT小站。VSAT衛星通信系統工作原理

（1）VSAT系統結構。通常將經衛星傳送到主站載波稱為入主站載波，其中傳輸鏈路定義為內向鏈路；而將由主站經衛星傳送到VSAT系統中各小站載波稱為出主站載波，其傳輸鏈路定義為外向鏈路。假如入主站載波采取RA/TDMA方式時，出主站載波則以時分復用（TDM）方式工作，如圖4-29所表示。

系統中任何一個VSAT小站都是以分組形式工作，在數據報文