卫星通信

DMA340

卫星通信

目录

    1.卫星通信概述

    2.卫星通信系统组成

    3.卫星通信技术原理

    4.卫星通信应用案例

    5.卫星通信的安全与挑战

    6.卫星通信的未来展望

01

卫星通信的定义



什么是卫星通信

卫星通信是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。



卫星通信的应用范围

卫星通信广泛应用于军事、气象、电视广播、远程教育、移动通信、国际电话等领域，为全球范围的信息传输提供高效、可靠的解决方案。



卫星通信的优势与局限

优势：覆盖范围广、通信质量高、不受地理环境限制；

局限：建设成本高、信号延迟大、易受天气。

02

卫星通信系统组成

系统组成-地面站

地球站（地面站）

地球站是卫星通信系统的地面部分，用户数据通过地球站转发/回传到地面网络，一般包括天线、馈线设备、发射设备、接收设备、电源设备等。



地球站的功能与作用

卫星通信地球站又称卫星通信地面站，是卫星通信的重要组成部分，主要负责发送信号到卫星和接收卫星传回的信号。它具备信号调制、功率放大、信号接收、解调等功能，并确保通信的稳定性和可靠性。此外，地球站还负责跟踪卫星，执行指令，进行系统监控与维护。

系统组成-卫星



通信卫星是卫星通信系统的核心部分，它包括通信系统、遥测指令装置、控制系统和电源装置等。



通信系统是通信卫星上的主体，主要包括一个或多个转发器，每个转发器能同时接收和转发多个地球站的信号，从而起到中继站的作用。

03

卫星通信技术原理

卫星通信的技术原理和方法

卫星通信的原理是将卫星发射到赤道上空36000km处的对地静止轨道上，利用卫星上的通信转发器接收由地面站发射的信号，并对信号进行放大变频后转发给其他地面站，从而完成两个地面站之间的传输。



信号的接收与发射





信号处理



04

卫星通信的应用案例

通信服务



应急通信

应急通信的作用与意义

应急通信在灾难发生时提供即时、可靠的信息传递，保障救援指挥的顺畅进行，对于救援力量的快速反应和受灾群众的生命安全具有重要意义。

应急通信的发展趋势

随着自然灾害频发，应急通信需求日益增长。发展趋势表现为：通信设备便携化、网络覆盖广域化、信息传输高速化、系统抗灾能力增强，以及与人工智能、互联网技术的融合，提升应急通信的效率和可靠性。

应急通信的案例分享

在地震、洪水等自然灾害发生时，地面通信设施常遭破坏，卫星通信成为关键应急手段。例如，2019年四川长宁地震中，卫星电话迅速恢复了受灾地区的通信联系，确保了救援信息的及时传递。



军事应用



05

卫星通信的安全与挑战



安全问题



卫星通信易受信号干扰、电磁脉冲攻击、恶意软件入侵等威胁，且卫星信号易被截获，导致信息泄露或通信中断。同时，卫星硬件也可能遭受物理攻击或太空碎片撞击。

研究动态显示，卫星网络面临着技术漏洞、人为攻击等多重威胁。此外，卫星组件的复杂性和多样性也增加了网络安全风险。为应对这些挑战，需提升卫星的防护能力，构建坚固的防护体系以保障卫星安全。



技术挑战

信号传输的损耗与干扰

信号传输过程中，卫星通信面临损耗与干扰问题。信号在穿越大气层时易衰减，长距离传输导致功率下降。同时，电磁干扰、信号反射和噪声等因素影响通信质量，需采取技术手段降低损耗与干扰。

卫星轨道资源的紧张

随着卫星数量的剧增，卫星轨道资源变得日益紧张，导致轨道位置和频谱资源争夺激烈，影响了卫星通信的稳定性与安全性。

卫星通信系统的可靠性

卫星通信系统在可靠性方面面临诸多挑战，包括信号干扰、设备故障、天气影响等，这些都可能影响通信质量与稳定性。提高系统的抗干扰能力、优化设备设计、增强应对极端天气条件的技术是提升可靠性的关键。



06

卫星通信的未来展望

新一代卫星通信技术



轨道类型

1、赤道轨道：倾角为0度，卫星轨道平面 与地球赤道平面重合，卫星始终在赤道上空飞行。

2、极地轨道：倾角为90度，卫星轨道平面与地球赤道平面垂直，卫星飞跃南北两极上空。它的星下点轨迹可以覆盖全球，是观测整个地球的最合适的轨道。气象卫星、资源卫星、侦察卫星经常采用这种轨道。

3、倾斜轨道：轨道倾角既不是0度又不是90度，统称倾斜轨道，分为顺行轨道和逆行轨道。

通信未来

1、宽带实时通信：终端通过卫星服务，满足宽带业务需求，视频、语音等。

2、占空比：空域面积固定，空间位置先到先得，未来5-10年内，各行业均有产业布局，三大运营商在积极筹备卫星通信，中国星网概率会成为产业龙头，千帆星座也在规划并已有卫星发射。



深空探测卫星通信



资料来源：百度文库

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