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1、卫星通信系统简介
1.1.卫星通信系统的基本概念
卫星通信系统是指利用人造地球卫星作为中继站转发或发射无线电波，实现两个或多个地球站之间或地球站与航天器之间通信的一种通信系统。卫星通信的概念最早由阿瑟〃克拉克在年提出，年美国“晨鸟”通信卫星成功发射，卫星通信技术正式进入实用阶段。早期的卫星通信系统基本实现数据通信、广播业务、电话业务等基本通信需求，在航海通信、应急通信、*事通信、偏远地区网络覆盖等应用领域发挥不可替代的作用。随着以高频段（Ku、Ka等）、大容量、高通量为特点的宽带通信技术的成熟，通过通信卫星实现互联网接入已经成为可能。
卫星在空间中通常绕地球做无动力飞行，卫星运动所在的平面称为轨道面，运动的轨迹称为轨道。根据卫星轨道形状、倾角、周期、高度等不同特征，卫星轨道可以有不同的分类。对于卫星通信系统来说，通常是根据卫星轨道高度进行分类，具体可分为静止轨道（GEO，GeostationaryEarthOribt）、中轨（MEO，MediumEarthOrbit）和低轨（LEO，LowEarthOrbit）三种：
（1）静止轨道卫星通信系统：通常指地球同步轨道通信卫星系统，其轨道高度为公里，卫星运动方向与地球自转方向相同，轨道面与地球赤道面重合，运行周期为一个恒星日（23小时56分4秒），从地面上看卫星在空中是静止不动的。
（2）低轨卫星通信系统：卫星距地面高度在-公里，系统通常由分布于若干轨道平面上卫星构成的，卫星形成的覆盖区域在地面快速移动，轨道周期通常在2个小时左右。
（3）中轨卫星通信系统：卫星距地面高度在-公里之间，单星覆盖范围大于低轨通信卫星，是建立全球或区域卫星通信系统的较优解决方案。
上述三种系统中，LEO系统和MEO系统统称为非静止轨道通信系统（NGSO，Non-GeoStationaryOrbit）。在讨论卫星通信时，有时会以“高轨”来指代运行在GEO轨道，相对的以“低轨”指代包括MEO和LEO的NGSO轨道。报告下文若非特殊语境，也以“低轨”来统称MEO和LEO轨道。
卫星通信系统由空间段、地面段和用户段三部分构成：
（1）空间段：以通信卫星为主体，卫星上的转发其是通信卫星的主要有效载荷，也是卫星通信系统空间段最重要的功能组成，用于接收和转发卫星通信地球站发来的信号，实现地球站之间或地球站与航天器之间通信。
（2）地面段：包括支持移动电话、电视观众、网络运营商地面用户访问卫星转发器，并实现用户间通信的所有设施，网关站是地面段的核心设备。卫星通信系统的地面段也包括地面的卫星控制中心（SCC，SatelliteControlCenter）和跟踪、测控及指令站（TTC，Tracking，TelemetryandCommandstation），SCC和TTC主要负责卫星发射阶段的跟踪和定位，下达变轨、太阳能电池板展开等动作指令，以及卫星在轨运行期间轨道监测和校正、干扰和异常问题监测与检测等。
（3）用户段：主要由各类终端用户设备组成，包括VSAT小站、手持终端，以及搭载在车、船、飞机上的移动终端，以及基于卫星通信的各种应用软件和服务。
卫星通信作为无线电通信形式的一种，信号的中转和传输也要依赖与不同频段的无线电波。在地面雷达系统的应用中，IEEE标准中将无线电波划分为VHF、UHF、L、S、C、X、Ku、Ka以及EHF等频段。在实际应用当中，上述频带中仅有一小部分被分配给雷达应用，大部分频带由国际电联（ITU，InternationalTele