第三章衛(wèi)星通信系統(tǒng)第一頁，共47頁。微波通信短波通信衛(wèi)星通信以前，常以短波通信和微波中繼通信方式實現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。第二頁，共47頁。一、什么是衛(wèi)星通信船載站車載站機載站地面站地面站地面站衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為空間中繼站，對微波信號進行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，以實現(xiàn)兩個或多個地球站之間的通信。即利用空間技術(shù)，將地面微波通信做了進一步發(fā)展。衛(wèi)星的類型第三頁，共47頁。第四頁，共47頁。覆蓋面大，衛(wèi)星跟蹤系統(tǒng)不復(fù)雜，存在盲區(qū)，衛(wèi)星數(shù)量有限?！厍蛲叫l(wèi)星按夾角按高度赤道軌道（ⅰ=00，軌道面與赤道面重）極軌道（ⅰ=900，穿過南北極）傾斜軌道（00<ⅰ<900）1.衛(wèi)星分類低（h﹤5000km）中（h:5000～20000km）高（h>20000km）2.

靜止衛(wèi)星靜止衛(wèi)星：赤道軌道，高軌道，衛(wèi)星運行方向、周期與地球自轉(zhuǎn)方向、周期相同(軌道高度36000km)特點：第五頁，共47頁。衛(wèi)星覆蓋示意圖第六頁，共47頁。*星蝕和日凌中斷日凌中斷日凌中斷星蝕太陽、衛(wèi)星、地球依次排列為一直線地球站天線對著衛(wèi)星的同時也正對著太陽，太陽噪聲最大每年春分、秋分前后，白天中午太陽、地球、衛(wèi)星依次排列為一直線太陽能電池不工作，蓄電池工作，通信效果受影響春分、秋分前后，夜間條件：原因：時間：條件：原因：時間：第七頁，共47頁。長、中波短波超短波微波二.衛(wèi)星通信的特點覆蓋區(qū)域大，通信距離遠(yuǎn)便于多址連接機動靈活頻帶寬、容量大通信質(zhì)量好，可靠性高通信成本與距離無關(guān)需要先進的空間技術(shù)有一定的信號延遲衛(wèi)星壽命短第八頁，共47頁。三.衛(wèi)星通信線路的信道復(fù)用

與多址鏈接第九頁，共47頁。

具體復(fù)用技術(shù)

同一信道，互不干擾傳輸多路信號，收端能將各路信號分離多用戶信號的合并和分離FDM（頻分多路）TDM

（時分多路）CDMSDM在基帶內(nèi)復(fù)用FrequencyDivisionMultiplexTime多路復(fù)用方式第十頁，共47頁。頻分多路復(fù)用（FDM）定義

多路信號，用不同載波，同時占用同一個信道進行傳輸。如何實現(xiàn)？

頻譜搬移技術(shù)特點頻域上分開時間上重疊

BCH——每一話路帶寬

Br——信道帶寬

21M–1MfBr=M·BCH4503100450BCH=4000話音FDM示意圖第十一頁，共47頁。時分多路復(fù)用（TDM）定義多路信號，用同一載波，在不同時隙交替占用同一信道進行傳輸。如何實現(xiàn)？收發(fā)雙方同步傳輸

特點時間上分開頻域上重疊發(fā)信者1發(fā)信者2發(fā)信者3收信者1收信者2收信者3發(fā)射設(shè)備接收設(shè)備K1K2同步轉(zhuǎn)換開關(guān)傳輸系統(tǒng)1221331幀時隙時隙分配TDM傳輸示意圖t第十二頁，共47頁。調(diào)制方式是指載波如何攜帶信息，或信息以什么方式寄存于載波的某一參量之中第十三頁，共47頁。多址鏈接方式是指衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)的多個地球站利用同一衛(wèi)星，同時進行雙邊或者多邊通信的一種鏈接方式多址聯(lián)接技術(shù)

FDMA（頻分多址）

TDMA（時分多址）

SDMA（空分多址）

CDMA（碼分多址）

在射頻信道復(fù)用Frequency

Division

Multiple

AccessTime

Space

第十四頁，共47頁。頻分多址（FDMA）定義衛(wèi)星頻段分成若干互不重疊的部分，分配給各地球站，作為其載波。FDMA的三種方式單址載波多址載波單路單載波（SCPC）單路單載波（SCPC）

每個地球站按需分配載波。主要特點—信道利用率高地球站A地球站B地球站C衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器頻帶分配f保護頻帶FDMA示意圖Single

Channel

per

Carrier第十五頁，共47頁。時分多址（TDMA）CA1C1B1R2B2A2C0R1AB基準(zhǔn)站R基準(zhǔn)子幀CoR1A1B1C1R2A2B2TDMA幀分幀轉(zhuǎn)發(fā)器上分幀排列T衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器時間分配主要特點：衛(wèi)星上一個轉(zhuǎn)發(fā)器，無互調(diào)干擾需網(wǎng)同步技術(shù)設(shè)備較復(fù)雜第十六頁，共47頁?？辗侄嘀罚⊿DMA）特征衛(wèi)星有多個窄波束，每個波束覆蓋地球表面一定區(qū)域。主要特點要求衛(wèi)星功率大；系統(tǒng)通信容量大；衛(wèi)星對其它地面系統(tǒng)的干擾?。恍l(wèi)星控制要求高。SDMA示意圖地球站12地球站11地球站1n地球站m1地球站m2地球站mn衛(wèi)星（含轉(zhuǎn)換開關(guān)）點波束1點波束m第十七頁，共47頁。第十八頁，共47頁。限全球波束覆蓋（InmarsatF、B、C、D、E、M）——PORTel:872TLX:582——AOR-WTel:874TLX:584Mini-M覆蓋區(qū)——AOR-ETel:871TLX:581——IORTel:873TLX:583第十九頁，共47頁。分配制度進行信道分配的目的，是為了提高衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的信道利用率第二十頁，共47頁?？偛縉“INMARSAT”意為

國際海事衛(wèi)星組織始創(chuàng)與1979年，我國是創(chuàng)始成員國之一，目的是通過空中人造衛(wèi)星，為航行在全球海域內(nèi)的各國船舶提供便利可靠的通信服務(wù)。1994年更名為“國際移動衛(wèi)星”，成為全球唯一的能夠為海、陸、空及遇險與安全衛(wèi)星移動通信提供服務(wù)的國際組織。第二十一頁，共47頁。INMARSAT系統(tǒng)的組成及作用系統(tǒng)組成：空間段、地面站、移動地球站第二十二頁，共47頁。SAT

（通信衛(wèi)星）：

中繼轉(zhuǎn)發(fā)，四顆靜止衛(wèi)星，四顆備用衛(wèi)星

覆蓋POR、IOR、AOR-E、AOR-W洋區(qū)。監(jiān)測跟蹤衛(wèi)星，獲取衛(wèi)星參數(shù)（姿態(tài)、穩(wěn)態(tài)、燃料消耗等）。TTC

地面衛(wèi)星測控站：SCC

衛(wèi)星控制中心：根據(jù)TT&C送來的參數(shù)，調(diào)整、

控制衛(wèi)星，保證正常工作?？臻g段第二十三頁，共47頁。四顆衛(wèi)星無縫隙覆蓋除南北極地區(qū)外的全球區(qū)域重疊區(qū)內(nèi)的用戶可靈活選擇不同的衛(wèi)星目前使用的是第三、四代衛(wèi)星第二十四頁，共47頁。地面站NCC：

網(wǎng)絡(luò)控制中心LES/CES：

岸站NCS：

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)站協(xié)調(diào)和管理本洋區(qū)的通信、發(fā)布廣播業(yè)務(wù)、發(fā)送TDM載波、處理遇險。監(jiān)控、協(xié)調(diào)、控制整個網(wǎng)絡(luò)（4個洋區(qū)

）的通信。分配、建立、監(jiān)控、管理信道；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（受理啟用申請、環(huán)路測試、性能測試、計費等）；監(jiān)視并接收遇險信息。

承擔(dān)通信接續(xù)處理的網(wǎng)關(guān)，移動站與陸地公網(wǎng)的接口。每個系統(tǒng)有其自己的NCS，每個系統(tǒng)的每一個洋區(qū)有一個NCS第二十五頁，共47頁。移動地球站包括各種船載、車載和機載等衛(wèi)星通信設(shè)備，可以通過衛(wèi)星、岸站和國際國內(nèi)的通信交換網(wǎng)，實現(xiàn)與陸上用戶之間的互相通信，也可實現(xiàn)移動地球站間的相互通信第二十六頁，共47頁。INMARSAT系統(tǒng)在GMDSS中的作用第二十七頁，共47頁。第三節(jié)EGC系統(tǒng)及EGC業(yè)務(wù)①

世界航行警告業(yè)務(wù)EnhancedGroupCalling近洋沿海遠(yuǎn)洋A1、A2海區(qū)NAVTEX岸臺播發(fā)A3A4海區(qū)EGC系統(tǒng)播發(fā)HFNBDP播發(fā)EGC系統(tǒng)NAVTEX系統(tǒng)相互結(jié)合構(gòu)成完整的MSI業(yè)務(wù)EGC系統(tǒng)的主要作用：向A3海區(qū)提供海上安全信息和船隊信息第二十八頁，共47頁。系統(tǒng)組成：

②EGC系統(tǒng)信息提供部門Inmarsat—C系統(tǒng)EGC接收機信息播發(fā)：在NCSTDM公共信道上播發(fā)船隊網(wǎng)信息MSI信息信息提供部門SESEGC接收機NCSLESInm-C系統(tǒng)第二十九頁，共47頁。EGC接收設(shè)備分類：EgcOnly→可發(fā)遇險信息LogOut→可收EGC信息2類C站的二種工作模式

②EGC系統(tǒng)C站分類0類（標(biāo)準(zhǔn)的EGC接收機）1類（標(biāo)準(zhǔn)C站，不能收EGC信息）2類（標(biāo)準(zhǔn)C站+EGC，不能同時工作）3類（標(biāo)準(zhǔn)C站+EGC，且能同時工作）合用模式（收CES電文時，不能收

EGC，空閑時收）EGC接收模式（只能收EGC信息）Inm-CEgcOnly第三十頁，共47頁。預(yù)先定義的某海域經(jīng)緯度表示的海域如：矩形和圓形海域

普通廣播尋址（全呼）—

向本洋區(qū)的所有移動終端播發(fā)信息。

CNID碼尋址（群呼）—

向相同CNID的移動終端組播發(fā)信息。個別尋址（單呼）—

向某一個移動終端播發(fā)信息。區(qū)域?qū)ぶ贰?/p>

向特定區(qū)域

的所有移動終端播發(fā)信息。

③EGC信息發(fā)送的尋址方式第三十一頁，共47頁。矩形海域圓形海域第三十二頁，共47頁。EGC信息的接入等級碼業(yè)務(wù)代碼地址碼頻度限碼文本顯示體EGC業(yè)務(wù)的2位數(shù)字表征地址播發(fā)次數(shù)文本格式。目前“00”有效，國際五號碼（IANo5）④EGC業(yè)務(wù)二級選擇：用接入碼進入LESEGC業(yè)務(wù)系統(tǒng)；用C碼具體選擇播發(fā)的EGC信息

C碼的組成：C1C2C3C4C5EGC業(yè)務(wù)分類安全網(wǎng)（SafetyNET）：播發(fā)海上安全信息（MSI）船隊網(wǎng)（FleetNET）：播發(fā)船隊管理和公共信息0：常規(guī)1：安全

2：緊急3：遇險第三十三頁，共47頁。1212例1：

EGC業(yè)務(wù)C碼為

1：22：123：03：00說明什么？安全等級為______

信息種類為_______

通過_______網(wǎng)播發(fā)尋址方式為_______

播發(fā)_______次輸出文字格式為_______第三十四頁，共47頁。EGC業(yè)務(wù)特點④EGC業(yè)務(wù)覆蓋范圍廣（準(zhǔn)全球覆蓋）可靠性高（不受氣候、環(huán)境影響）方便靈活（可選擇接受）費用低（有許多免費業(yè)務(wù)）保密強（二級選擇）重疊區(qū)大風(fēng)警告、遇險報告→每顆衛(wèi)星不定時發(fā)氣象預(yù)報、航行警告→規(guī)定衛(wèi)星，定時發(fā)第三十五頁，共47頁。

設(shè)置：船位、海區(qū)、電文種類接收：緊急和遇險電文（聲光報警，需人工復(fù)原）日常和安全電文（蜂鳴聲，打印后鳴聲停）管理：定時清理、打印電文⑤

EGC接收機

EGC接收機的功能連續(xù)接收NCS公共TDM信號，并能處理EGC電文；自動識別個別尋址和由操作員選定的海域范圍；自動識別CNID碼尋址（操作員應(yīng)做相應(yīng)設(shè)置）；自動響應(yīng)加載或取消CNID碼。EGC接收機的使用重復(fù)發(fā)信息，不重復(fù)打印第三十六頁，共47頁。第三十七頁，共47頁。第四節(jié)衛(wèi)星搜救系統(tǒng)及EPIRB第三十八頁，共47頁。COSPAS/SARSAT系統(tǒng)是利用近極軌道衛(wèi)星進行搜救定位的系統(tǒng)，適用于海、陸、空遇險事件的搜救業(yè)務(wù)。第三十九頁，共47頁。1.示位標(biāo)第四十頁，共47頁。低近極軌道衛(wèi)星衛(wèi)星組成同步軌道衛(wèi)星相互補充

定位原理衛(wèi)星和示位標(biāo)相對運動→衛(wèi)星所收遇險信號頻率發(fā)生變化→由多普勒頻移曲線、衛(wèi)星軌道參數(shù)、時間算出位置利