1. 卫星通信的相关基本概念及特点
卫星通信的定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或 多个地球站之间进行的通信。 宇宙无线电通信的定义：宇宙无线电通信指以宇宙飞行体或通信转发体为对象的无线电通信方式，简称宇宙通信。
卫星通信属于宇宙无线电通信中的第三种方式，是地面微波中继通信的发展，是微波中 继通信的一种特殊方式。 微波通信的特点
1.波长短－100厘米至1毫米
2.直线传播，视距通信（Line-of-Sight） 3.最大通信距离受地球曲率限制
4.微波通信天线铁塔的高度：50－60米， 则其视距通信距离：约50公里。 计算公式：
其中，r为地球半径，6378km h为中继站天线到地面的高度。
2. 静止卫星的相关概念如满足条件、覆盖参数等
静止卫星：卫星的位置相对地球站呈静止状态，即同步卫星。 静止卫星的条件：
? 卫星的运行轨道在赤道平面内 ? 卫星运行的轨道形状为圆形轨道 ? 卫星距地面的高度约为35786.6km
? 卫星运行的方向与地球自转的方向相同，即自西向东
? 卫星绕地球运行一周的时间恰好是24h，和地球的自转周期相等
覆盖参数：由于卫星的高度较高，因而一颗卫星对地球表面的覆盖区域面积大。该区域的面积达到全球表面的42.4%，因此只需设置彼此间隔为120°的三颗卫星，就可以建立起除南、北两极地区以外的全球通信。最大通信距离可达18000km
3. 大气吸收损耗的基本内容
大气对电波有吸收作用，从而造成大气吸收损耗 吸收电波的大气成份 电子、氧分子、水汽 水汽、氧分子对电波的吸收衰减起主要作用 大气吸收损耗与使用频段关系 ? 1-5GHz：大气损耗小
? 5-10GHz：大气损耗开始增加 ? 30-50GHz：大气损耗急剧增加
大气吸收损耗与地球站天线仰角相关
? 天线仰角大，则电波穿过大气层距离减小，大气损耗小 ? 天线仰角应大于5 °
坏天气引起的大气损耗，与损耗大小相关的因素 ? 雨、雪的大小 ? 云、雾的浓度 ? 工作频段
4. 开普勒三定律(自行整理公式)
开普勒第一定律
人造地球卫星 0<=e<1
e=0 表示圆形轨道，圆心即地心。
0 椭圆轨道的主要几何参数计算 椭圆可由圆在平面上投影得到。圆与平面夹角为（离心率的物理意义）。 几何意义： 近地点距离（ A到地心）： 运地点距离（ B到地心）： 由此可得椭圆的长半轴， 椭圆的短半轴 半焦距： 偏心率： 椭圆轨道的主要几何参数计算 二次曲线参数（半正焦弦）：从椭圆的一个焦点沿着垂直于长轴的方向到椭圆曲线的距离。 可求得， 开普勒第二定律 ● 卫星与地心的连线在相同时间内扫过的面积相等。 定律的意义 ? 当轨道为椭圆时，卫星在轨道上的各点飞行速度不同：在远地点的 速度最小；在近地点的最大。 ? 当轨道为圆形时，则卫星为匀速圆周运动，这时卫星运行的周期、 切线速度与卫星的质量无关，只与离地面的高度有关。 由该定律可导出卫星在任意位置的瞬时速度： 开普勒第三定律 ● 卫星绕地球公转周期的平方与椭圆半长轴（a）的立方成正比。 由此可得 5. 摄动的相关概念、产生原因、克服方法 卫星的摄动 ● 什么是卫星的摄动 在地球卫星轨道上运行的卫星主要受到地球的引力，还要受到其他一些较次要因素的影响，使卫星实际的运行轨道逐渐偏离开普勒定律规定的理想轨道，这就是所谓的摄动。 引起卫星摄动的原因 1. 地球非球形即扁圆度的影响。 ? 地球赤道的半径大于两极 ? 地球表面起伏不平。 2. 太阳和月亮引力的影响。 3. 地球高空大气层阻力的影响。 4. 太阳辐射压力的影响。 克服卫星摄动的方法 1、采用卫星位置稳定技术。 安装横向和轴向的喷射推进装置 2、地球站自动跟踪卫星技术。 地球站天线自动跟踪卫星 6. 同步静止卫星的发射技术的相关内容（不太明白什么叫相关，自己看PPT） 同步静止卫星的发射 ? 将卫星射入静止轨道的某一特定位置的 技术比较困难和复杂。 ? 为节省燃料和成本，静止卫星需用多级 火箭和远地点发动机 ? 卫星需经几次轨道的变换，才能完全进 入同步轨道 霍曼变轨技术 三轴稳定卫星 在远地点发动机点火前与前述相同，但在远地点发动机熄火后，需使卫星停止自旋，展开太阳能帆板对准太阳，精确定位卫星姿态使卫星天线对准地球，修正卫星轨道并调整定点位置。 7. 卫星姿态控制的相关内容 通信卫星的姿态控制 ? 姿态控制的目的 ? 保持卫星天线波束指向地球中心或某覆盖区中心 ? 使卫星太阳能电池表面始终朝向太阳 ? 姿态控制的方法 ? 自旋稳定控制 ? 三轴稳定控制 自旋稳定控制 采用陀螺的定轴性原理使卫星围绕本身的对称轴按一定速度自旋。在无外力矩干扰的条件下，遵守角动量守恒定律，此时卫星的自转轴保持在空间某一方向上，即利用旋转时产生的惯性转矩使卫星姿态保持稳定。 包括单自旋稳定和双自旋稳定：早期的人造地球卫星采用单自旋稳定法，由于卫星上的天线同星体一起旋转，波束绕自旋轴成环形，功率浪费大，现在已不采用；双自旋卫星的天线和电子设备安装在消旋平台上，星体自旋时，平台作等速反向旋转，使天线固定指向地球。 三轴稳定控制 卫星姿态通过过质 心的三个轴确定 ? 滚动轴：卫星轨道的切线方向 ? 俯仰轴：卫星轨道平面的垂线方向 ? 偏航轴：卫星轨道的法线方向（指向地心） 卫星姿态测量方法 测量需借助各种遥感技术装置：地球传感器、太阳传感器等。 8. 地球站的组成单元 地球站的组成 对于不同的通信体制，地球站的组成也不相同。主要由天线分系统、发射机分系统、接收机分系统、跟踪伺服设备分系统、信道终端设备分系统和电源分系统等六个分系统组成。 9. FDMA方式、TDMA方式，CDMA方式、SDMA方式的内容 多址分配制度的含义：卫星信道的分配方式。 在多址分配技术中，“信道”与多址联接的方式紧密相关，其含义在FDMA方式中指的是各地球站所占用的转发器的频段；在TDMA方式中指的是各地球站所占用的时隙；在CDMA 方式中指的是各站所使用的码型，在SDMA方式中指的是各站所使用的窄波束。 10. SCPC的基本概念、信道的分配、传输参数 SCPC：Single Channel Per Carrier ?单路单载波/频分多址方式 ?每个载波话路只传一个话路，或相当于一个话路的数据业务 SCPC主要特点 1、SCPC方式的容量基本上与地址数无关：[S/N]相同的情况下，SCPC每话路占用的卫星功率和带宽比FDM/FM小；可对卫星转发器进行大的补偿，大大减小互调。 2、组网灵活，扩容方便：地址数增减不影响系统容量；地球站SCPC设备可做成模块式。 3、适合于地址多，每个地址的业务量少的系统。 卫星转发器信道分配（预分配） ? 转发器带宽：36MHz ? 800个信道，间隔：45KHz ? 第400和401号信道留空：导频与相邻信道间隔67.5KHz；保护导频不受干扰 ? 导频：对各地球站的工作频率进行严格的AFC校正；基准站（或各站）轮流担任导频发送 数据信号的传输 ——扰码 ? 避免特定模式的传输（全0，全1等） ? 能量扩散，减少互调 ? 正确恢复载波和位定时：数据信号连续发送，无需加用于恢复的字头 —— 数据编译码 ? 数据速率：48Kbps或56Kbps ? 卷积编码：R=3/4；纠正：2个误码/80个连续比特 数据信号的传输 ——相位模糊的消除 ? 数据传输无消息头插入（无报头） ? 帧同步和消除基准载波相位模糊的方法：采用纠错译码的伴随式；伴随式计数器检测的比特差错率不低于某个规定值，来修正相位和同步状态。 ? 语音信号的传输 —— 语音信号的编译码 ? 8KHz取样，每样值7bit量化 ? 量化压扩特性：近似CCITT G.711 A律13折线 ? 编码速率：56Kbps 11. SPADE的基本概念及频率配置 SPADE系统 ——基本概念 ? 具有按申请分配功能的SCPC系统：SCPC-DA ? Single Channel Per Carrier PCM Multiple Access Demand Assignment Equipment：每载波单路-脉码调制-多址联接-按申请分配设备 SPADE频率配置 转发器频率配置 ——IS-IV卫星，10号转发器（SPADE方式） ——上行频率：6.32GHz；下行频率：4.095GHz ——36MHz带宽配置：话音通道；公共信令信道；导频 12. TDMA卫星系统定时的相关概念 TDMA基本概念 –利用不同的时隙区分站址 ? 地球站只在规定的时隙内收发信号 ? 各地球站的信号通过转发器时时间上严格依次排列，互不重叠 系统定时的概念 – 通信站以接收到的基准突发作为时间基准 – 通信各站距卫星距离不同，时延不断变化 – 基准站不断跟踪卫星移动引起的时延变化 – 保证通信站的突发进入指定时隙 TDMA系统需解决的两大问题 – 初始捕获：地球站初始发射突发时，如何正确进入指定时隙 – 分帧同步：地球站突发进入正确时间位置，并处于稳态后，怎样维持各分帧间的正确时 间位置。 13. 分组通信概念和卫星数据传输的特点 分组通信的基本概念 ——引入分组通信的原因 卫星通信的发展，要求卫星能实现多种数据传输业务，采用分组通信方式可提高卫星信道利用率，提高系统传输数据的业务容量。 ——分组通信的定义 数据通信中，将发送的数据信息进行分组形成多个短信息包，然后在发送传输的通信方式。 ? 卫星数据传输的特点 ——随机间断地使用信道：传送的峰值数据速率与平均数据速率比值大 ——传送的数据率变化大：低速（300bit/s以下）、中速（600-4800bps）和高速（9600bps以 上） ——可实现分组传输 ——数据传输卫星网有大量低成本的地球站 14. VSAT概念主要特点 VSAT的定义 VSAT：早期称为微型站、小型数据站或甚小孔径终端。到80年代中期，人们习惯称 为VSAT终端或VSAT系统（网络）。 Very Small Aperture Terminal，甚小口径天线智能化小型或微型终端