卫星通信知识点

第1章1．卫星通信：利用人造地球卫星作为中继站转发无线电破，在两个或多个地球站之间进行通信。它是宇宙通信形式之一。2．卫星通信的特点：①覆盖面积大,通信距离远。一颗静止卫星可最大覆盖地球表面三分之一,三颗同步卫星可覆盖除两极外的全球表面,从而实现全球通信。②设站灵活,容易实现多址通信。③通信容量大,传送的业务类型多。④卫星通信一般为恒参信道,信道特性稳定。⑤电路使用费用与通信距离无关。⑥建站快,投资省。3．卫星通信的缺点：①卫星要求严格,要求有高可靠性、长寿命。②通信地球站设备较复杂、庞大。③存在日凌和星蚀现象。④卫星传输信号有延迟4．非同步卫星系统按轨道分：1）低轨道卫星通信系统(LEO)，如极轨道卫星,当卫星通过赤道上空时卫星间的距离最大,此时须多开放一些小区;当卫星通过两极时,卫星间的距离变小,这时会出现小区重叠,在切换时要关闭一些小区。2）中轨道卫星通信系统(MEO)3）同步（静止）卫星通信系统(GEO)：当卫星的运行轨道在赤道平面内，其高度大约为35800km时，它的运行方向与地球自转的方向相同．5．地球卫星轨道分为：赤道轨道，极轨道，倾斜轨道。6．卫星通信系统的组成：通信卫星，地球站，跟走遥测及指令系统和监控管理系统。7．地球站的组成：天馈设备，收信机，发信机，终端设备，天线跟踪设备，以及电源设备。8．基本工作原理：当甲地一些用户要与乙地的某些用户通话时,甲地首先要把本站的信号组成基带信号,经过调制器变换为中频信号(70MHz),再经上变频变为微波信号,经高功放放大后,由天线发向卫星(上行线)。卫星收到地面站的上行信号，经放大处理,变换为下行的微波信号。9．影响同步卫星通信的因素：1）摄动：在空中运行的卫星,受到来自地球、太阳、月亮的引力以及地球形状不均匀,太阳辐射压力等影响,使卫星运行轨道偏离预定理想轨道,这种现象称为摄动。2）轨道平面倾斜效应3）星蚀与日凌中断4）卫星姿态的保持与控制10．同步卫星通信卫星的组成：控制分系统，通信分系统，遥测指令分系统，电源分系统，温控分系统。11．天线类型（按其覆盖面大小分）：1）球波束天线:覆盖地球表面面积最大。一般可达地球表面的1/3。2）覆形波束天线(区域波束天线):覆盖的地球通信区域为一特定的区域,如为一个国家国土等。3）半球波束天线:是球波束天线覆盖的1/2。4）点波束天线:此波束很窄,覆盖地面某一限定的小区。12．卫星通信的工作频段：1~10GHZ范围内较为适宜，而且最理想的频段是4~6GHZ附近。第2章1．窄带调频：NBFM宽带调频：WBFM2．调频波带宽公式（模拟）：BFM=2(mf+1)fm=2(Δfp+fm)3．CSSB/AM压扩单边带调幅概念：压扩器是由在卫星通信发射端的“压缩器”和接收端的“扩展器”组成。原理：如果一个36MHz带宽的转发器能容纳一个携带1100条话路的FDM／FM／FDMA载波，则在采用压扩器后。可使36MHz的转发器容纳2100条活路。另外，如果在转发器中可利用过频偏传输．则该转发器的容量还可进一步增至2900条话路。4．CSSSB/AM/FDMA与FDM/FM/FDMA的不同：前者制式的卫星转发器的容量并不随着多址而减少。5．QPSK解调方式：同步解调，非同步解调。6．MSK调制与QPSK调制的区别：QPSK产生的相位模糊可以用DQPSK调制方式的180（度）的载波相位变化消除，但不能改变其相位不连续；MSK（最小移频键控）就是相位连续频移键控的一个特殊情况。第3章1．多址技术分类：1）频分多址（FDMA）：是指按地面站分配的射频不同来区别地球站的站址,使各地球站的地址频率,在卫星转发器频带内不发生重叠,而且还要留有保护频带。2）时分多址（TDMA）：就是指用时间的间隙来区别地球的站址，各地球站的信号只在规定的时隙通过卫星转发器。3）码分多址（CDMA）：就是用码型来区别地球站站址。采用扩频技术。4）空分多址（SDMA）：以卫星天线指向地面的波束来区别站址的。2．信道分配技术：1）预分配(PA)方式：在通信前分配好的。当有的信到业务量增加是，他们的信道会不够使用，发生业务量损失。反之，有的站间业务量变小时，它们所分得的信道又会有一部分析之不用而造成浪费，从而降低了信道利用率。2）按需分配(DA)方式。：按需要申请。3．SCPC（每载波单路）/FDMA方式：这种方式用在小容量卫星通信系统中,它的含义是每站路一个载波,所以又称为单路单载波；PCM/TDM/PSK/FDMA方式：这种方式是先把话音进行PCM编码(64kb/s),然后进行多路复用,变为PDH（准同步数字系列）系列的数字信号(或者SDH（同步数字系列）系列数字信号),再进行相移键控,最后进行FDMA,根据载波频率不同来区别站址，现在我国广泛采用的综合性的数字卫星通信系统IDR就属于这种类型的FDMA方式。4．非线性放大器对信号的影响：(1)交调干扰：交调干扰是转移特性的3(或5)次方项产生的交调成份。；(2)信号频谱扩展；(3)信号抑制现象：解决方法：必须对大站的功率加以适当限制，否则将会严重地影响小站正常工作。；(4)调制变换。5．减少交调产物的方法：(1)控制各载波中心频率的间隔，合理分配不同幅度、不同容量的载波位置。(2)加能量扩散信号。(3)对上行线路的载波功率进行控制以及合理地选择行波管的工作点。6．TDMA特点：(1)这种通信方式是属于“间歇”通信形式，而不同于一般的连续通信。(2)TDMA方式是一种无交调多址联接方式。(3)TDMA通信是一种数字通信。7．PCM30/32路制式(数字基群或一次群。)基群帧结构如图所示，共由32路组成，其中30路用来传输用户话语，2路用作勤务。每路话音信号抽样速率fs=8000Hz，故对应的每帧时间间隔为125μs。一帧共有32个时间间隔，称为时隙。各个时隙从0到31顺序编号，分别记作TS0，TSl，TS2，…，TS31。8．PCM高次群：每路PCM数字话速率为64kb/s，如果要传输更多路的数字电话，则需要将若干个一次群数字信号通过数字复接设备复合成二次群，二次群复合成三次群等。我国和欧洲各国采用以PCM30/32路制式为基础的高次群复合方式，北美和日本采用以PCM24路制式为基础的高次群复合方式。9．SS/TDMA的帧同步：(1)星载定时：以卫星上切换电路的状态为基准，所有地球站都按照它来同步。2)地球定时：由基准地球站控制星上的切换电路，而其它地球站受它控制。10．扩频技术包括以下几种方式：1）直接序列扩展频谱,简称直扩,记为DS；2）跳频，记为FH；3）跳时，记为TH；4)线性调频。11．数据卫星分组通信交换的方式：1）电路交换2）包交换3）分组交换12．数据卫星分组通信随机连接方式：1）ALOHA方式时隙2）ALOHA方式：为了避免发生碰撞，各用户必须遵守多址协议。第4章1．编码的分类：信源编码：研究如何去除掉用户不需要的冗余信息，以降低信息的比特率。信道编码：研究如何增加一些与信息相关的冗余信息以提高信息传输的可靠性。2．信源编码：语音数字编码技术分类：1）波形编码技术2）参量编码技术3）混合编码技术。3．参数编码技术：对人发音生理机理的研究表明,语音信号可用一些描述语音特征的参数表征。分析提取语音的这些参数,对它们量化编码传输,收端解码后用这些参数去激励一定的发声模型即可重构发端语音,这种通过对语音参数编码来传输语音的方式称为语音参数编码。4．混合编码技术：声码器利用了语音信号模型,能够在保证可懂度的情况下,大幅度地降低传输码率,然而也带来了一些缺点:①损失了语音自然度。②降低了方案的可靠性。③易引起共振峰位置失真。④带宽估值误差大。5．差错控制方式：1）前向差错控制（FEC）：单向传输，实时性好，但译码设备较复杂。2）检错重发：（自动要求重发---ARQ）：双向传递，需要反馈信道，译码设备简单，对突发错误和信道干扰较严重时有效，但实时性差，主要在计算机数据通信中得到应用。3）使用FEC和ARQ技术的混合方式：双向传递，可达到较低的误码率。6．卫星通信中常用的几种编码：1）交织码：能纠正随机差错，也能纠正突发性差错。2）BCH码：能纠(检)错的循环码，二进制码3）格雷码：它是一种(23，12)码，由12个信息码元和11个监督码元组成的循环分组码。它能纠正3个随机差错，又能纠正≤5的突发差错。虽然也有纠正3个随机差错的其它码，但格雷码每个信息位需要的监督码元数最少。4）RS码：里德-索洛蒙码，简称RS码，它可以看成是一般BCH码的一个分支。5）级连码：包括内外编码，它就是把两个较短的码串接在一起组成一个码长较长、有很大纠错能力的分组码。第5章1．数字话音内插（DSI）：给通话者所分配的话路，在任一时刻既可能有话音信号，也可能出于空闲状态。如果设法仅仅在有话音的时间内给通话者分配话路，而在空闲时间则把话路分配给另外的用花这就是所谓的“话音内插”话音信号数字化后，这种操作即DSI2．回波控制的实现方法：在发送端加回波抑制器。