卫星通信系统复习纲要个人辛苦总结_卫星通信复习提纲

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卫星通信系统复习纲要 第一章 概述

1、卫星通信定义:是指利用人选地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号,在两个或多个地球站之间进行的通信

2、静止卫星通信

静止卫星是指以赤道平面内的圆形轨道为运行轨道,运行方向与地球自转方向相同,公转周期和地球的自转周期同为24小时,与地球同步运行的卫星。在两个或多个以静止卫星作为中继站所进行的通信就称为静止卫星通信。

3、最少三颗卫星就可实现全球通信

若以120度的等间隔在静止轨道上配置三颗卫星，刚地球表面除了两极区未被卫星波束覆盖外，其他区域均在覆盖范围之内，而且其中部分区域为两个静止卫星波束的重叠地区，因此借助于在重叠区内地球站的中继（称之为双跳），可以实现在不同卫星覆盖区内地球站之间的通信。由此可见，只要用三颗等间隔配置的静止卫星就可以实现便于通信。

4、星蚀

静止卫星围绕地球赤道面旋转，当卫星、地球和太阳共处在一条直线上时，地球挡住了阳光对卫星的照射，卫星进入地球的阴影区，造成了卫星的日蚀——星蚀

5、日凌：静止卫星围绕地球赤道面旋转，当卫星、地球和太阳共处在一条直线上，这里地球站天线对准卫星的同时也就对准太阳，强大的太阳噪声进入地球站将造成通信中断－日凌中断 简要回答

6、卫星通信的优点和不足是什么？

优点：1)通信距离远，且费用与通信距离无关； 2）覆盖面积大，可进行多址通信；

3）通信频带宽，传输容量大，适于多种业务传输； 4）通

信线路稳定可靠，通信质量高；

5)通信电路灵活；6)机动性好； 7）可以自发自收进行

监测

不足：1）卫星通信具有广播特性，一般来讲较易被窃听；

2）由于传播距离远产生较长时延，将带来回波干扰和话音

重叠问题

3）受星蚀、日凌中断影响

7、卫星通信系统的组成包括什么？

主要由通信卫星、卫星通信地球站、测控系统和监测管理系统组成。

8、卫星通信的工作频段有哪些？

有：

1、UHF波段400/200MHz2、L波段1.6/1.5GHz3、C波段6.0/4.0GHz4、X波段8.0/7.0GHz5、Ku波段 14.0/12.4 GHz；14.011.0 GHz6、Ka波段 30/20 GHz9、什么是移动卫星通信的电波衰落和多普勒效应？

电波在移动环境中传播时，会遇到各种物体，经反射、散射、绕射到达接收天线时已成为通过各个路径到达的合成波，由于各传播路径分量的幅度和相信各不相同，因此合成信号起伏很大，称为多径衰落

多普勒频移:当卫星与用户终端之间、卫星与基站之间、卫星与卫星之间存在相对运动时，接收端接收到的发射端载频发生频移 第二章、通信卫星和地球站设备

概念

10、卫星轨道

地球绕卫星运行的运动轨迹叫卫星轨道

11、卫星运动规律

卫星运动的三个定律：

1、卫星以地球中心为一焦点，作干净曲线运动。

2、连接卫星与地球质量中心的矢径（即位置矢量），在单位时间内所扫过的面积相等。

3、卫星绕地球公转周期的平方，与椭圆半长轴的立方成正比

12、摄动：由于一些次要因素的影响，卫星运动的实际轨道不断发生不同程度地偏离开普勒定律所确定的理想轨道的现象称为摄动

13、如何保持卫星的轨道位置？

实现位置控制主要是靠星体上的轴向喷嘴与横向喷嘴来完成14、按高度分卫星轨道如何分类？

静止轨道GEO、中轨道MEO、低轨道LEO、长椭圆轨道HEO15、哪些因素导致卫星摄动？太阳、月亮引力的影响，2、地球引力场不均匀，3、地球大气层阻力

4、太阳辐射压力

16、卫星姿态控制有哪些方法？最常用的是哪两种？

自旋稳定法、重力梯度稳定法、磁力稳定法和三轴稳定法；最常用的是自旋稳定法和三轴称稳定法

17、通信卫星由哪两部分组成？由空间平台和有效负荷两部分组成18、通信卫星的有效载荷包括哪些？包括全部通信转发器和天线

19、卫星通信天线有哪两种？由于通信的微波定向天线分为哪三类？

（1）全身天线和微波定向天线（2）全球波束天线、点波束天线、区域波束天线

20、卫星转发器分为哪两类？透明转发器和处理转发器

21、典型地球站有哪些部分组成？

由天线分系统，发射系统，接收分系统，信道终端设备分系统，伺服跟踪设备分系统，监控分系统，用户接口分系统和电源分系统组成第三章 卫星通信的多址技术

22、多址联接：是指多个地球站通过共同的卫星，同时建立各自的信道，从而实现各地球站相互之间通信的一种方式

23、ALOHA方式：是一种为交互计算机传输而设计的按需分配时分多址方式

24、卫星通信中常用的信道分配制度有哪些？

（1）、预分配方式；（2）、按需分配方式（3）、随机分配方式

25、什么是SCPCFDMA方式？

SCPCFDMA方式是一种比较好的卫星通信体制。它是在每一载波上只传送一路电话，或相当于一路话的数据或电报，并且可以采用“话音激活”（又称话音开关）技术，不讲话时关闭所有虚渺，有话音时才发射载波。

26、FDMA产生互调干扰的主要原因是什么？减少互调干扰的方法有哪些？

主要原因：当卫星转发器的行波管放大器（TWTA）同时放大多个不同频率的信号时，由于输入、输出特性和调幅/调相转换特性的非线性，使输出信号出现各种组合频率成分。当这些组合频率成分汇入工作频带内时，就会造成干扰 几种常用减少互调干扰的方法：

1、载波不等间隔排列

2、对上行载波功率进行控制，合理选择行

波管的工作点

3、加能量扩散信号

27、什么是DSI技术？它包括哪类实现？

数字话音内插（DSI）技术：在话路空闲时间传输其他路的话音信号，将路数较多的话音信号压缩到路数较少的信道上进行传输的技术

第四章 链路预算和系统设计

28、如何评价通信链路的优劣？为什么C/T值计算是链路估算的主要内容？

（1）评价一条通信链路的优劣，对于模拟信号传输是以解调后的信噪比S/N来表示的，而对数字信号传输则用比特误码率（BER）表示

（2）不论S/N 还是BER都取决于解调前的载波功率与等效噪声温度之比C/T、调制方式和设备的实际性能，因此实际上，C/T值的计算是链路估算的主要内容

29、卫星通信链路载波功率的计算包括哪几部分？

包括天线增益（G）、有效全向辐射功率（EIRP）、载波接收功率（C）30、地球站噪声功率的计算包括哪些部分？

宇宙噪声、大气噪声、降雨噪声、干扰噪声、地面噪声、上行线路和转发器的互调噪声 第五章 VSAT卫星通信网

31、VSAT的概念及主要特点

所谓VSAT是指一类具有甚小口径天线的智能化小型或微型地球站。

其主要特点有：

1、设备简单，体积小，重量轻，耗电省，造价低，安装维护和操作简便

2、组网灵活，接续方便；

3、通信效率高，性能质量好，可靠性高，通信容量可以自适应

4、可建立直接面对用户的直达电路

5、集成化程度高，智能化，功能强，可无人操作

6、VSAT站很多，但各站的业务量较小

7、有一个较强的网管系统

8、独立性强，一般用作专用网，用户享有对网络的控制权 9互操作性好，可使采用不同标准的用户跨越不同地面网而在同一个VSAT网内进行通信

32、VSAT网有哪些部分组成？由主站、卫星和许多远端小站组成33、VSAT网的网络结构有哪些？适用于哪些情况？

VSAT网的网络结构有：

1、星形网：最适合于广播、收集等进行点到多点间通信的应用环境；

2、网形网：在以话音为主的小站网中，为了避免双跳延时，需要采用这种网络结构，较适合于点到点之间进行实时性通信的应用环境 ；

3、混合网：最适合于点到点或点到多点之间进行综合业务传输的应用环境

34、卫星数据网的主要特点是什么？

1、数据传输和交换可以是非实时的2、传输数据的时间是随机地、间断地使用信道

3、当突发式传输数据时，数据传送率可以很高，达数kbit/s。不传送数据时，数据传送率为零

4、数据业务各类繁多，要求通信网中容纳低速和高速多种传送速率

5、由于要传送的数据长短不同，各种数据又可以非实时传送，所以为了提高卫星信道利用率，可以采用分组传输方式

6、利用卫星信道的广播性质进行数据传输的卫星通信网，一般拥有大量低成本的地球站

7、数据传输必须高度准确和可靠

35、什么是协议仿真技术？协议仿真的目的是什么？

（1）协议仿真技术有时又叫协议欺骗。在VSAT网络通信链路两端的通信设备互相仿真对方的用户终端，对用户终端的访问作出应答的“远端通信，本地应答”方式，通信过程中只有用户数据和有关建链、拆链等必要的管理控制信息经卫星链路传输外，通信过程中终端间的握手信号均由本端通信设备提供应答

（2）目的：克服卫星信道的长时延导致终端由于需等待对方应答而不能正常发送数据的不利影响，同时也可减轻信道的额外负担，提高利用率

第六章 移动卫星通信

36、什么是卫星移动通信？

卫星移动通信是以VSAT和地面蜂窝移动通信为基础，结合空间卫星多波束技术、计算机和微电子技术的综合运用，是更高级的智能化新型通信网，能将通信终端延伸到地球的每个角落实现“世界漫游”。从而使电信网产生质的变化

37、按照卫星运行轨道划分，移动卫星通信划分哪些类型？各自特点是什么？

按照卫星运行轨道划分，移动卫星通信可分为同步轨道GEO、大椭圆轨道HEO、中轨道MEO和低轨道

特点：GEO：高度：约36000km, 星轨道在赤道上空轨道运行周期与地球自转周期相同，从地球上看去，卫星好像静止在地球上空某处

HEO：高度约40000km（远地点），周期：12h~4h ,利用远地点附近开展业务，有8h~12h可看到卫星，连续业务至少需要2~3颗卫星 MEO：高度约20 000 km或3000km~20 000 km周期5h~6h(对约10 000km而言)，连续业务需要15~16颗卫星

LEO：高度500km~2000km或3000km(多在1500km以下)周期约1h45min(在1 000km高度)连续业务需要20~30颗卫星

38、移动卫星通信系统的关键技术是什么？

主要关键技术：

1、轨道选定和发射控制技术

2、卫星大型多波束天线及控制、转发技术

3、星上交换和处理技术

4、大型卫星平台技术

5、星上大功率输出技术

6、卫星星间通信技术

7、道切换技术（硬切换、软切换）

8、系统内外频率兼容和干扰控制技术

9、听加密技术

10、高效纠错编译码算法和调制解调技术，多址技术

11、小型高效移动终端天线技术，包括手持机天线和机载天线

12、网管和网控技术（信令路由、业务路由、信道分配）

13、网络接续技术（卫星网与地面网接续）第七章

39、全球星系统是什么？特点是什么？

全球星（Globalstar）系统的基本设计思想是利用LEO 卫星组成一个连续覆盖全球的移动通信卫星系统。全球星系统用48颗绕地球运行的低轨道卫星在全球范围（不包括南北极）向用户提供无缝隙覆盖的、低价的卫星移动通信业务。业务包括话音、传真、数据、短信息、定位等。它是作为地面蜂窝移动通信系统和其他移动通信系统的延伸，与这些系统具有互运行性。此外，它还是一个类似于无绳电话的无线电话系统，但其服务范围不受限

制，同一手持机就可以在世界上任何的地方、任何时间与任何地方的用户建立可靠、迅速、经济的通信联络。

特点：

1、由于90％的呼叫是本地呼叫，故系统没有星际交叉链路，不会旁路现有的公共网，降低了卫星成本通话费用。

2、面系统存在多种标准，为与其兼容，无星上处理。

3、CDMA技术，提高了频率利用率，在同一个频率上，允许同时通话的用户多达20个，在全球范围内同时通话的用户可以达到104000个，而且还提供保密和防伪功能，可改善服务和提高可靠性，同时降低了成本和功耗。

4、辐射安全方面，手持机平均功率不到1W，远低于美国对微波辐射生物公害的限定。

5、由于采用多端放大器可以自动把用户分配给各波束，也可以把用户集中到一个波束上，这对用户分布不均匀的救灾通信特别有用。

6、用户端的功率可以控制，当电波遇到障碍的时候，瞬时功率可以增至6 ～7W.7、通过卫星分集作用为移动用户提供仰角（超过40°），使用户在高层建筑附近也不至于受到阻挡，同时还提高了通信质量。

40、全球星系统组成？：全球星系统主要由三部分组成：空间段、地面段、用户段

41、全球星系统空间部分包含多少卫星？空间段由48颗卫星加8颗备份星组成42、简述GlobalStar系统的工作原理？

GlobalStar系统的基本通信过程：移动用户发出通信申请编码信息，通过卫星转发器送到GlobalStar系统的关口站，首先由网控中心NCC和星座控制设备进行处理，在完成同步检验、位置数据访问后，NCC向选择的关口站发送有关使用资源的信息（编码、信道数、同步信息等），然后NCC通过信令信道将分配的信息发给移动用户，移动用户在同步后即可发送要传送的信息，此信息经过卫星转发给关口站，关口站通过地面网送到目标用户。如果目标用户经地面网不能到达，则必须选择离目标用户最近的关口站，通过关口站经卫星发送给目标移动用户

43、利用卫星进行电视节目和声音节目的广播两种方式：卫星转发方式和卫星直播方式 第八章

44、tcp/ip协议包含哪些层？

1、应用层

2、传输层

3、网络层

4、网络接口层

45、tcp协议有哪5种基本功能？

1、基本数据传输

2、可靠性

3、多路复用

4、连接

5、优先级/安全性

46、tcp协议的可靠性实现体现在两个方面：

1、确认和超时重传机制

2、滑动窗口机制

47、卫星链路影响tcp性能因素的方面？

1、误比特率BER2、往返时间RTT3、带宽时延积BDP4、可变往返时间

48、tcp协议在卫星通信中的使用缺陷包括哪些？

1、启动慢

2、丢失数据包后形成指标下降

3、反应时间

4、TCP接收窗口

5、非对称性和TCP传输速率

49、在卫星通信中使用标准机制增强tcp的方法有哪些？

1、最大传输单元

2、前向纠错

3、LLLL方案4单向连接路由5加大初始窗口选择应答 7字节计数 8慢启动后的延迟应答9前向应答10应答拥塞控制

50,试举例说明卫星通信系统在社会上的实际应用？参考答案

为了满足钻井平台的远程管理和监控的需要，满足实时随钻数据传输、数据存储备份、语音等数据通信的要求，实现卫星传输设备和LWD数据采集传输系统平滑可靠的衔接，管理层不需要亲临钻井现场 在司办公大楼内或者任何能够上网的地点随时调用、存储钻井现场的实时随钻数据。管理层根据现场设计情况发出相关的工程施工指令，这样可以提高工作效率、节省成本。系统集成方案：

我们通过将RigLink远程数据传输系统和卫星通信系统、Internet技术有机结合在一起，实现关于随钻数据实时传输的需求 解决方案中卫星通信系统应用：

卫星通信系统利用我公司现有的C波段卫星通信系统，主站设在固安通信公司，在端站设在要采集数据的钻井平台，需另行投资建站。RigLink远程数据传输系统与卫星通信系统的连接

海上钻井平台随钻钻井仪（斯伦贝谢设备）通过串口与LWD数据服务器相连接，LWD数据采集服务器又通过RJ45接口与卫星传输设备相连接（参见系统图）随钻数据传输流程

随钻数据首先传送到钻井平台上的LWD数据服务器上，然后通过卫星通信系统传输并存储在固安主控站的LWD数据服务器上，在该服务器上和钻井平台所在油田公司局域网建立VPN通道,该油田局域网内具有特定权限的计算机通过VPN通道利用IE浏览器随时调用、存储海上钻井平台的实时随钻数据，并可以调出完井前任何一天的数据进行比较。

卫星通信系统、Internet技术完成以下功能：

1、通信卫星系统利用鑫诺卫星，将随钻数据跨海传输到陆地。

2、充分利用客户现有的Internet网资源，使用VPN（虚拟私人网络）技术，对客户的传输数据，提供了足够的安全措施和便捷的操作方式。

3、随钻数据实现实时传送，时延很短，保障了数据的真实、可靠性。