初級通信工程師考試衛(wèi)星通信系統(tǒng)

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13.4.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)

1.衛(wèi)星通倍系統(tǒng)的構(gòu)成

衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空中的一顆或多顆通信衛(wèi)星和多個(gè)地球站組成，如圖13-20所示。通信衛(wèi)星上的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器起著中繼的作用，把收到地面發(fā)射上去的信號變頻和放大后再發(fā)回地面。地球站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)與地面系統(tǒng)的接口，地球站通過地面網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。

為了保證通信衛(wèi)星的正常工作，通信衛(wèi)星系統(tǒng)必須有測控系統(tǒng)和監(jiān)測系統(tǒng)。

測控系統(tǒng)的主要作用是對衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤測景，控制其準(zhǔn)確進(jìn)入靜止軌道上的指定位置：衛(wèi)星正常運(yùn)行后，要定期對衛(wèi)星進(jìn)行軌道修正和位置保持。

監(jiān)控系統(tǒng)的主要作用是對定點(diǎn)的衛(wèi)星在業(yè)務(wù)開通前、后進(jìn)行通信性能的監(jiān)測和控制，例如對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器功率、衛(wèi)星天線增益以及各地球站發(fā)射的功率、射頻頻率和帶寬等基本參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，以保證正常通信。

通信衛(wèi)星上除了裝有控制系統(tǒng)外，主要裝有多個(gè)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器，其主要作用是將地面站發(fā)射上去的微弱微波信號經(jīng)過變頻和放大后再轉(zhuǎn)發(fā)到其他的地球站。

衛(wèi)星地球站一般由天線系統(tǒng)、收信機(jī)、發(fā)信機(jī)、終端、通信控制器和電源6大部分組成，其主要作用是用于接收和發(fā)射微波信號，將多個(gè)相距遙遠(yuǎn)的地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)通過衛(wèi)星通信鏈路連接起來，形成四通八達(dá)的多種傳輸手段同時(shí)存在的通信網(wǎng)絡(luò)。

2.衛(wèi)里通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

每一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng)都有一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)內(nèi)的各地球站通過衛(wèi)星按一定的形式連接起來。衛(wèi)星通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)型網(wǎng)結(jié)構(gòu)及混合型網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

星型網(wǎng)結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星通信網(wǎng)設(shè)置有主站，各地球站通過衛(wèi)星只能和主站相互通信，除主站外的其他地球站之間不能直接通信，必須經(jīng)過主站轉(zhuǎn)接才能實(shí)現(xiàn)通信。主站是星狀網(wǎng)的中心，它對網(wǎng)絡(luò)實(shí)施控制和管理。這種網(wǎng)絡(luò)是一種高度集中控制的網(wǎng)絡(luò)，如圖13-21所示。

網(wǎng)型結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星通信網(wǎng)中，各地球站可經(jīng)衛(wèi)星直接相互通信，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是無中心的、分布式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)中各地球站均有雙向傳輸功能。系統(tǒng)信道按照預(yù)分配、隨機(jī)競爭或者按需分配的信道分配方式將信道分配給用戶使用。

如果系統(tǒng)采用固定分配信道方式，或者是隨機(jī)競爭分配信道方式，不需要設(shè)置網(wǎng)絡(luò)控制主站，系統(tǒng)始終是無中心工作的。如果系統(tǒng)是按需分配信道方式工作，它需要設(shè)置網(wǎng)絡(luò)控制主站。在分配資源時(shí)，系統(tǒng)以網(wǎng)絡(luò)控制站為中心，地球站在相互通信前向網(wǎng)絡(luò)控制站申請衛(wèi)星通信信道資源，在完成通信業(yè)務(wù)之后，歸還所使用的衛(wèi)星通信信道資源。網(wǎng)型衛(wèi)星通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖13-22所示。

混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是星型網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)的混合體，如果將圖13-21與圖13-22綜合在一起，就組成混合型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這樣的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)比較大，傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)范圍也較廣。如果一部分用戶以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，另一部分用戶以語音業(yè)務(wù)為主，應(yīng)用混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較合適，這樣既可以滿足不同用戶的要求，又能有效地提高整個(gè)通信網(wǎng)的效果。

混合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用混合的控制方式，即系統(tǒng)的信道分配、設(shè)備性能的監(jiān)控、計(jì)費(fèi)等由主站集中控制來完成，而各地球站之間的語音業(yè)務(wù)是直接進(jìn)行通信，采用分散控制方式。混合控制方式衛(wèi)星通信信道的利用率較高，但系統(tǒng)呼叫和建立通信線路的時(shí)間較長，與集中控制方式一樣，系統(tǒng)的可靠性介于集中控制和分散控制之間。

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