第7章 国际移动卫星通信系统

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1、 第第7 7章章 国际移动卫星通信系统国际移动卫星通信系统第7章 国际移动卫星通信系统7.1 卫星通信基础知识卫星通信基础知识7.2 Inmarsat系统概述系统概述7.3 Inmarsat开放的通信系统及业务开放的通信系统及业务7.4 Inmarsat两位码业务及船站识别两位码业务及船站识别7.5 Inmarsat系统在系统在GMDSS中的作用中的作用7.1 卫星通信基础知识卫星通信基础知识 卫星通信：设置在地球上（地面、水面或低层大气中）的两个或多个无线电通信站之间利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电波进行的通信。长、中波长、中波短短 波波超短波超短波微微 波波卫星通信的特点优点：

2、覆盖区域大，通信距离远 便于多址连接 机动灵活，不受地理条件的限制 频带宽、容量大 一次转接，通信质量好，可靠性高 通信成本与距离无关缺点： 需要先进的空间技术 传输距离较远，有较大的信号延迟 卫星寿命短，寿命约为3-10年 7.1.1 7.1.1 INMARSAT INMARSAT 系统组成系统组成 INMARSAT 通信系统：空间段空间段地面段地面段卫星通信地面网络（含网络协调站NCS、地面站LES）用户段用户段卫星移动通信终端（MES） INMARSAT 系统组成空间段 海事卫星（海事卫星（SatelliteSatellite） 接收岸站和船站发来的信号，对所接收的信号加以放大和处理,

3、然后转发给船站或岸站。 POR IOR AOR-E AOR-W点波束模式与全球覆盖模式点波束模式与全球覆盖模式 点波束模式点波束模式：将卫星发射功率集中在一些航运密集，通信业务繁忙的地区，以便为这一地区提供更多的通信线路，并可进一步减小移动站的体积。 全球覆盖模式全球覆盖模式: :除了给航运密集的地区提供足够的能量、保证其正常通信外，也兼顾航运稀疏过往船舶较少的地区，使得航行于世界任何地区的船舶能够利用卫星进行通信。点波束模式与全球覆盖模式示意图点波束模式与全球覆盖模式示意图（3代卫星）注：注：图中实线范围为全球波束图中实线范围为全球波束 蓝色阴影区为点波束蓝色阴影区为点波束 小红圈为地面站小

4、红圈为地面站 7.1.2 卫星运行的轨道1 1、按卫星距地球表面的高度划分按卫星距地球表面的高度划分低轨道：700H1500Km ; 中轨道：高度约10,000Km; 高椭圆轨道：距离地球表面最近点100021000km 最远点3950050600km同步轨道或静止轨道：H=35786km 注：H：表示轨道高度2、按卫星轨道的形状卫星轨道的形状划分 圆形轨道卫星 椭圆形轨道卫星圆形轨道卫星 椭圆形轨道卫星3 3、按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角按卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角 = 0 ，赤道轨道卫星 ； = 90 ，极轨道卫星;0 90,倾斜轨道卫星 注：注： 表示夹角表示夹角 = 0 =

5、 0 ，赤道轨道卫星，赤道轨道卫星 地球赤道赤道轨道卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图GMDSSGMDSS原理与操作原理与操作 =90极轨道卫星;地球赤道卫星轨道GMDSS原理与操作卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图 0 90,倾斜轨道卫星地球赤道倾斜轨道卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图卫星轨道平面与地球赤道平面的夹角示意图090倾斜轨道倾斜轨道=0赤赤 道轨道道轨道=90 极轨道极轨道赤道轨道赤道轨道极轨道极轨道 倾斜轨道倾斜轨道各种轨道示意图各种轨道示意图什么叫静止卫星？什么叫静止卫星？ 卫星在地球赤道上空，距地面 35,786 公里的圆形轨道上绕地球旋转，卫星轨道平面与地球

6、赤道平面的夹角为 0，其绕地球旋转一周的时间和地球自转一周所需时间相同为 24 小时，并且其围绕地球旋转的方向和地球自转的方向相同，不论在地球的什么地方观察卫星，卫星始终是相对静止不动的我们把这种卫星称为静止卫星。7.1.3 7.1.3 INMARSATINMARSAT的卫星频率 通信方向 通信频带 波段MESSATMESSAT上行链路 1626.5-1646.5 MHz(20MHz)1.6GHz L1626.5-1646.5 MHz(20MHz)1.6GHz LSATMESSATMES下行链路 1525.0-1545.0 MHz(20MHz)1.5GHz L1525.0-1545.0 MHz

7、(20MHz)1.5GHz LLESSATLESSAT上行链路 6425.0-6443.0 MHz(18MHz) 6GHz C6425.0-6443.0 MHz(18MHz) 6GHz CSATLESSATLES下行链路 3600.0-3623.0 MHz(23MHz) 4GHz C3600.0-3623.0 MHz(23MHz) 4GHz C 口决：上高下低、岸高船低MESCES6GHz4GHz1.5GHz1.6GHz工作在双波段（工作在双波段（C C/ /L L波段）；波段）；船站：船站：工作在工作在L L波段，其上波段，其上/ /下行频率为下行频率为 1.61.6 / / 1.51.5

8、GHz GHz岸站：岸站：CESCES与与SESSES通信工作在通信工作在C C波段，波段，其上其上/ /下行频率为下行频率为 6 6/ /4 4 GHz GHz；CESCES与与CESCES及及NCSNCS通信，通信，CESCES工作在工作在 C C/ /L L 波段。波段。卫星：卫星： 6GHz 1.5GHz 1.6GHz 4GHz7.1.3 7.1.3 INMARSATINMARSAT的卫星频率岸站双波段工作示意图岸站双波段工作示意图6 GHz6 GHz1.5 GHz1.5 GHz6 GHz6 GHz1.51.56 6 GHz 4 GHz4 GHz1.5 GHz1.5 GHz1.6 GH

9、z1.6 GHzCES 1CES 1CES CES SESSES7.1.4 卫星通信的连接方式多多个地球站利用个地球站利用同一颗卫星同一颗卫星实现实现双边双边或或多边多边通信的通信的联接方式。联接方式。1)1)定义定义2 2）海事卫星通信主要涉及的多址联接：）海事卫星通信主要涉及的多址联接：FDMAFDMA（频分多址）（频分多址）TDMATDMA（时分多址）（时分多址）SDMASDMA（空分多址）（空分多址）CDMACDMA（码分多址）（码分多址） 7.1.5 卫星通信存在的主要问题 1.通信时延较长 2.卫星通信线路容易受外部条件的影响 3.存在日凌中断和星蚀 星蚀和日凌中断星蚀和日凌中断日

10、凌中断日凌中断太阳、卫星、地球太阳、卫星、地球 依次排列为一直线依次排列为一直线地球站天线对着卫星的同地球站天线对着卫星的同时也正对着太阳，太阳噪声最大时也正对着太阳，太阳噪声最大每年春分、秋分前后每年春分、秋分前后数日数日，白天中午白天中午条件：条件：原因：原因：时间：时间：日凌中断日凌中断1 1）星蚀太阳、地球、卫星太阳、地球、卫星 依次排列为一直线依次排列为一直线太阳能电池不工作，太阳能电池不工作，蓄电池工作，通信效果受影响蓄电池工作，通信效果受影响春分、秋分前后春分、秋分前后23天天，夜间，夜间条件：条件：原因：原因：时间：时间：星蚀星蚀2）第7章 国际移动卫星通信系统7.1 卫星通信

11、基础知识卫星通信基础知识7.2 Inmarsat系统概述系统概述7.3 Inmarsat开放的通信系统及业务开放的通信系统及业务7.4 Inmarsat两位码业务及船站识别两位码业务及船站识别7.5 Inmarsat系统在系统在GMDSS中的作用中的作用总部N空间段空间段地面站地面站移动站移动站三部分三部分INMARSAT 国际海事国际海事卫星卫星组织组织 1979年成立年成立IMSO 国际移动卫星组织国际移动卫星组织国际移动卫星公司：国际移动卫星公司：Inmarsat 公司公司Invsat 公司公司Rydex公司公司1994年更改年更改为为1999年转制为年转制为7.2 Inmarsat系统