概念
衛星通信系統由衛星端、地面端、用戶端三部分組成。衛星端在空中起中繼站的作用，即把地面站發上來的電磁波放大後再返送回另一地面站，衛星星體又包括兩大子系統：星載設備和衛星母體。地面站則是衛星系統與地面公衆網的接口，地面用戶也可以通過地面站出入衛星系統形成鍊路，地面站還包括地面衛星控制中心，及其跟蹤、遙測和指令站。用戶段即是各種用戶終端。
在微波頻帶，整個通信衛星的工作頻帶約有500MHz寬度，為了便于放大和發射及減少變調幹擾，一般在星上設置若幹個轉發器。每個轉發器被分配一定的工作頻帶。目前的衛星通信多采用頻分多址技術，不同的地球站占用不同的頻率，即采用不同的載波。比較适用于點對點大容量的通信。近年來，時分多址技術也在衛星通信中得到了較多的應用，即多個地球站占用同一頻帶，但占用不同的時隙。與頻分多址方式相比，時分多址技術不會産生互調幹擾、不需用上下變頻把各地球站信号分開、适合數字通信、可根據業務量的變化按需分配傳輸帶寬，使實際容量大幅度增加。另一種多址技術是碼分多址(CDMA)，即不同的地球站占用同一頻率和同一時間，但利用不同的随機碼對信息進行編碼來區分不同的地址。CDMA采用了擴展頻譜通信技術，具有抗幹擾能力強、有較好的保密通信能力、可靈活調度傳輸資源等優點。它比較适合于容量小、分布廣、有一定保密要求的系統使用。
分類
2.1、按照工作軌道區分
按照工作軌道區分，衛星通信系統一般分為以下3類：
2.1.1、低軌道衛星通信系統(LEO)：
距地面500—2000Km，傳輸時延和功耗都比較小，但每顆星的複蓋範圍也比較小，典型系統有Motorola的銥星系統。低軌道衛星通信系統由于衛星軌道低，信号傳播時延短，所以可支持多跳通信；其鍊路損耗小，可以降低對衛星和用戶終端的要求，可以采用微型/小型衛星和手持用戶終端。但是低軌道衛星系統也為這些優勢付出了較大的代價：由于軌道低，每顆衛星所能複蓋的範圍比較小，要構成全球系統需要數十顆衛星，如銥星系統有66顆衛星、Globalstar有48顆衛星、Teledisc有288顆衛星。同時，由于低軌道衛星的運動速度快，對于單一用戶來說，衛星從地平線升起到再次落到地平線以下的時間較短，所以衛星間或載波間切換頻繁。因此，低軌系統的系統構成和控制複雜、技術風險大、建設成本也相對較高。
2.1.2、中軌道衛星通信系統(MEO)：
距地面2000—20000Km，傳輸時延要大于低軌道衛星，但複蓋範圍也更大，典型系統是國際海事衛星系統。中軌道衛星通信系統可以說是同步衛星系統和低軌道衛星系統的折衷，中軌道衛星系統兼有這兩種方案的優點，同時又在一定程度上克服了這兩種方案的不足之處。中軌道衛星的鍊路損耗和傳播時延都比較小，仍然可采用簡單的小型衛星。如果中軌道和低軌道衛星系統均采用星際鍊路，當用戶進行遠距離通信時，中軌道系統信息通過衛星星際鍊路子網的時延将比低軌道系統低。而且由于其軌道比低軌道衛星系統高許多，每顆衛星所能複蓋的範圍比低軌道系統大得多，當軌道高度為l0000Km時，每顆衛星可以複蓋地球表面的23．5%，因而隻要幾顆衛星就可以複蓋全球。若有十幾顆衛星就可以提供對全球大部分地區的雙重複蓋，這樣可以利用分集接收來提高系統的可靠性，同時系統投資要低于低軌道系統。因此，從一定意義上說，中軌道系統可能是建立全球或區域性衛星移動通信系統較為優越的方案。當然，如果需要為地面終端提供寬帶業務，中軌道系統将存在一定困難，而利用低軌道衛星系統作為高速的多媒體衛星通信系統的性能要優于中軌道衛星系統。
2.1.3、高軌道衛星通信系統(GEO)：
距地面35800km，即同步靜止軌道。理論上，用三顆高軌道衛星即可以實現全球複蓋。傳統的同步軌道衛星通信系統的技術最為成熟，自從同步衛星被用于通信業務以來，用同步衛星來建立全球衛星通信系統已經成為了建立衛星通信系統的傳統模式。但是，同步衛星有一個不可克服的障礙，就是較長的傳播時延和較大的鍊路損耗，嚴重影響到它在某些通信領域的應用，特别是在衛星移動通信方面的應用。首先，同步衛星軌道高，鍊路損耗大，對用戶終端接收機性能要求較高。這種系統難于支持手持機直接通過衛星進行通信，或者需要采用l2m以上的星載天線(L波段)，這就對衛星星載通信有效載荷提出了較高的要求，不利于小衛星技術在移動通信中的使用。其次，由于鍊路距離長，傳播延時大，單跳的傳播時延就會達到數百毫秒，加上語音編碼器等的處理時間則單跳時延将進一步增加，當移動用戶通過衛星進行雙跳通信時，時延甚至将達到秒級，這是用戶、特别是話音通信用戶所難以忍受的。為了避免這種雙跳通信就必須采用星上處理使得衛星具有交換功能，但這必将增加衛星的複雜度，不但增加系統成本，也有一定的技術風險。
目前，同步軌道衛星通信系統主要用于VSAT系統、電視信号轉發等，較少用于個人通信。
2.2、按照通信範圍區分
按照通信範圍區分，衛星通信系統可以分為國際通信衛星、區域性通信衛星、國内通信衛星。
2.3、按照用途區分
按照用途區分，衛星通信系統可以分為綜合業務通信衛星、軍事通信衛星、海事通信衛星、電視直播衛星等。
2.4、按照轉發能力區分
按照轉發能力區分，衛星通信系統可以分為無星上處理能力衛星、有星上處理能力衛星。
特點
3.1、下行廣播，複蓋範圍廣：對地面的情況如高山海洋等不敏感，适用于在業務量比較稀少的地區提供大範圍的複蓋，在複蓋區内的任意點均可以進行通信，而且成本與距離無關；
3.2、工作頻帶寬：可用頻段從150MHz～30GHz。目前已經開始開發0、v波段(40～50GHz)。ka波段甚至可以支持l55Mb可s的數據業務；
3.3、通信質量好：衛星通信中電磁波主要在大氣層以外傳播，電波傳播非常穩定。雖然在大氣層内的傳播會受到天氣的影響，但仍然是一種可靠性很高的通信系統；
3.4、網絡建設速度快、成本低：除建地面站外，無需地面施工。運行維護費用低；
3.5、信号傳輸時延大：高軌道衛星的雙向傳輸時延達到秒級，用于話音業務時會有非常明顯的中斷；
3.6、控制複雜：由于衛星通信系統中所有鍊路均是無線鍊路，而且衛星的位置還可能處于不斷變化中，因此控制系統也較為複雜。控制方式有星間協商和地面集中控制兩種。
圖書信息
書 名: 衛星通信系統
作者：郭慶，王振永，顧學邁
出版社：電子工業出版社
出版時間： 2010-6-1
ISBN: 9787121109607
開本： 16開
定價: 79.00元
圖書目錄
第1章 概述
第2章 衛星軌道
第3章 電波傳播
第4章 天線
第5章 空間段
第6章 地面段
第7章 衛星通信傳輸體制
第8章 衛星鍊路
第9章 衛星通信幹擾分析
第10章 衛星通信多址接入技術
第11章 衛星星座設計
第12章 衛星網絡技術
第13章 衛星通信業務
第14章 衛星數字廣播系統
第15章 衛星通信系統應用
參考文獻
劉國梁榮昆壁等編着衛星通信西安電子科技大學出版社
編輯推薦
《衛星通信系統》在編着過程中，運用了在實踐和研究中多年積累的經驗，參考了數十種國内外的有關着作，廣泛吸取和借鑒了已有的科研成果。主要供通信廣播科技工作者、衛星應用研究工作者及大專院校師生學習參考。
序言
無線電通信技術自1895年問世以來，迄今不足110年，但已獲得令人瞠目的驚人發展。目前，光纖通信與衛星通信已成為通信技術的兩大主流。人們所期待的在任何時間、以任何形式、在任何地點與任何人通信的目标，必将由這兩大通信系統來實現。
本書主要編者甘良才教授長期從事無線電通信技術的教學與科研工作，論着頗豐。現又根據曆年來的授課講義，與楊桂文、茹國寶同志合作，編寫出《衛星通信系統》一書。本書全面詳細地論述了衛星通信的概念、通信體制、通信網、地面站、性能設計、計算與測試等，講解詳盡、内容全面。此書的問世，必将為我國的電子通信教育作出應有的貢獻。可以預期，此書将受到有關專業工作者和師生的歡迎。
作者簡介
王麗娜，1977年4月生于黑龍江省哈爾濱市，2004年7月畢業于哈爾濱工業大學，獲通信與信息系統專業工學博士學位，現工作于北京科技大學信息工程學院現代通信科學與技術研究所，從事教學和科研工作。在國内外學術刊物和會議上發表論文10餘篇，參與研究的主要科研項目和國家自科學基金項目。目前感興趣的研究方向主要有衛星通信、多媒體通信、下一代網絡和電波傳播技術等。
