衛星(xing)通(tong)信：利(li)用人(ren)造地球衛(wei)星作爲中繼站來轉(zhuan)發無線電(dian)波，從(cong)而(er)實現兩(liang)個或(huo)多個地球(qiu)站之間的(de)通信(xin)。
人造地球(qiu)衛星(xing)根據對無(wu)線電信号(hao)放大的有(you)無、轉發功能，有有源(yuan)人造地球(qiu)衛星和無(wu)源人(ren)造地球衛星之(zhi)分。由(you)于無(wu)源人(ren)造地(di)球(qiu)衛星反(fan)射下來的信号太弱(ruo)無(wu)實(shi)用價(jia)值，于是人(ren)們緻(zhi)力于(yu)研究(jiu)具有(you)放大(da)、變頻轉發(fa)功能(neng)的(de)有(you)源人(ren)造地(di)球(qiu)衛星——通信衛星來(lai)實現(xian)衛星通(tong)信(xin)。其中繞地(di)球赤道運(yun)行的周(zhou)期(qi)與地球自(zi)轉周期相(xiang)等的同步(bu)衛星具有優越(yue)性能(neng)，利用(yong)同步(bu)衛星(xing)的通(tong)信已成爲(wei)主要(yao)的衛(wei)星通(tong)信方(fang)式(shi)。不在地(di)球同步軌(gui)道上(shang)運行(hang)的低軌衛(wei)星多在(zai)衛星移(yi)動通(tong)信(xin)中應用(yong)。
同步衛星通信(xin)是在地(di)球(qiu)赤道(dao)上空約36000km的(de)太空中圍繞地球的(de)圓形(xing)軌道(dao)上運(yun)行的(de)通(tong)信(xin)衛星(xing)，其繞地球(qiu)運行(hang)周期(qi)爲1恒星日(ri)，與地(di)球(qiu)自(zi)轉同步，因(yin)而(er)與(yu)地球(qiu)之間處于(yu)相對(dui)靜止(zhi)狀态(tai)，故稱(cheng)爲靜(jing)止(zhi)衛(wei)星、固(gu)定衛(wei)星(xing)或同步(bu)衛星(xing)，其(qi)運(yun)行軌道稱(cheng)爲(wei)地球同(tong)步軌道（GEO）。
在(zai)地面(mian)上用(yong)微波(bo)接力(li)通通信系(xi)統進(jin)行的(de)通(tong)信(xin)，因系(xi)視距傳(chuan)播(bo)，平均每2500km假(jia)設參考電(dian)路要經過(guo)每跨(kua)距約爲46km的(de)54次接(jie)力轉接(jie)。如(ru)利用通信(xin)衛星(xing)進行(hang)中繼，地面(mian)距離(li)長達(da)1萬多公裏(li)的通信，經通信衛星(xing)1跳即可連(lian)通（由地至(zhi)星，再由星(xing)至地爲1跳(tiao)，含兩(liang)次中(zhong)繼），而(er)電波(bo)傳輸(shu)的中(zhong)繼距離約(yue)爲4萬(wan)公裏(li)，見圖1。
利用(yong)地球(qiu)同步(bu)軌道(dao)上的人造(zao)地球(qiu)衛星作爲(wei)中繼(ji)站(zhan)進(jin)行地球上通(tong)信(xin)的設(she)想是1945年英國物(wu)理學(xue)家A.C.克(ke)拉克(ke)（ArtherC.Clarke）在《無線電(dian)世界(jie)》雜志(zhi)上發表“地(di)球外(wai)的中繼”一(yi)文中(zhong)提(ti)出的，并(bing)在60年代成爲現實。
同步衛(wei)星問(wen)世以前，曾(ceng)用各(ge)種低軌道衛星(xing)進行了科學試驗及通信。世界(jie)上第(di)一(yi)顆(ke)人造(zao)衛星“衛星1号”由(you)蘇聯于1957年(nian)10月4曰(yue)發射(she)成功，并繞(rao)地球運(yun)行，地球上首(shou)次收到從(cong)人造衛星(xing)發來(lai)的電波(bo)。
美國于(yu)1960年8月把覆(fu)有鋁膜的(de)直徑30m的氣(qi)球衛(wei)星“
回(hui)聲1号(hao)”發射(she)到(dao)約1600km高度(du)的圓(yuan)軌道(dao)上進行通(tong)信試驗。這(zhe)是世(shi)界上(shang)最早(zao)的不使(shi)用放大(da)器的所謂(wei)無源(yuan)中繼(ji)試驗(yan)。
美國(guo)于1962年I2月13日(ri)發射(she)了低(di)軌道衛星(xing)“中繼1号(hao)"。1963年11月23日該星(xing)首(shou)次實現(xian)了橫跨太(tai)平洋(yang)的日(ri)美間的電(dian)視轉(zhuan)播。此(ci)時恰(qia)逢美(mei)國總(zong)統J.F.肯(ken)尼迪被刺，此消(xiao)息經(jing)衛星傳至(zhi)日本(ben)在(zai)電(dian)視新(xin)聞上(shang)播出(chu)，衛星(xing)的遠距離實時(shi)傳輸(shu)給人(ren)們留(liu)下深刻印(yin)象，使(shi)人造(zao)衛(wei)星(xing)在通(tong)信中(zhong)的地位大(da)爲提高。
世界上(shang)第一(yi)顆同(tong)步通(tong)信衛星是(shi)1963年7月(yue)美國宇航(hang)局發射的(de)“同(tong)步2号”衛(wei)星，它與赤道平(ping)面有(you)30°的傾角，相(xiang)對于(yu)地(di)面(mian)作8字形移(yi)動，因而尚(shang)不能叫靜(jing)止衛(wei)星，在大(da)西(xi)洋上(shang)首次(ci)用于通信(xin)業務(wu)。1964年8月發射(she)的“同步(bu)3号”衛星，定點(dian)于太平洋(yang)赤道上空國際日期(qi)變更線附(fu)近，爲(wei)世界(jie)上第(di)一顆靜止衛星(xing)。1964年10月(yue)經該星轉播了(le)（東京(jing)）奧林(lin)匹克(ke)運動(dong)會的(de)實況(kuang)。至(zhi)此，衛星(xing)通信(xin)尚處于試(shi)驗階段(duan)。1965年4月6日(ri)發射了最初的(de)半試(shi)驗、半實用(yong)的靜止(zhi)衛(wei)星“晨鳥”，用(yong)于歐美間(jian)的商用衛(wei)星通(tong)信，從(cong)此(ci)衛(wei)星通(tong)信進(jin)入了(le)實用(yong)階段(duan)。
靜止(zhi)地球軌道（GEO）衛星(xing)
全球覆(fu)蓋的固(gu)定衛星通(tong)信業(ye)務靜止(zhi)
地球軌(gui)道(GEO）衛(wei)星，軌道高(gao)度大約爲(wei)36 000km，成圓(yuan)形軌(gui)道，隻要三(san)顆相(xiang)隔120°的均勻分布(bu)衛(wei)星，就可(ke)以覆(fu)蓋全(quan)球。國(guo)際衛星通信組(zu)織的Intelsat I-IX代衛(wei)星。是全球(qiu)覆(fu)蓋(gai)的最(zui)好例(li)子，已(yi)發展(zhan)到第(di)九(jiu)代。
衛星(xing)在空(kong)中(zhong)起(qi)中繼(ji)站的(de)作(zuo)用，即把(ba)地球(qiu)站(zhan)發(fa)上來的電磁波放大(da)後再(zai)反送(song)回另(ling)一地(di)球(qiu)站。地球(qiu)站則(ze)是(shi)衛(wei)星系(xi)統形(xing)成的鏈路(lu)。由于靜止(zhi)衛星(xing)在赤道上空36000千(qian)米，它(ta)繞地(di)球一周時間恰(qia)好與(yu)地球(qiu)自轉一周(zhou)（23小時(shi)56分4秒）一緻(zhi)，從地(di)面看(kan)上去如同(tong)靜止不動(dong)一樣。三顆(ke)相距120度的衛星(xing)就能(neng)覆蓋整(zheng)個(ge)赤道圓周(zhou)。故衛星通(tong)信易于(yu)實(shi)現越(yue)洋和洲際(ji)通信(xin)。最适合衛(wei)星通(tong)信的頻率是1一(yi)10GHz頻段，即微(wei)波頻段、爲了滿足越(yue)來越多的(de)需求(qiu)，已開(kai)始研(yan)究應(ying)用新的頻(pin)段，如(ru)12GHz,14GHz,20GHz及30GHz。
移動衛(wei)星通(tong)信
全(quan)球覆蓋的(de)移動(dong)衛星(xing)通信(xin)
海事(shi)衛(wei)星通信(xin)系統(tong)Inmarsat是全球覆(fu)蓋的移動(dong)衛星(xing)通信，工作(zuo)的爲(wei)第三(san)代海(hai)事通(tong)信衛星，它們分(fen)布在
大(da)西洋東(dong)區和西區(qu)、
印度(du)洋區(qu)和太平洋(yang)區，第(di)四代(dai)Inmarsat一4衛(wei)星，已(yi)于2005年3月發(fa)射了第(di)一(yi)顆衛星，另一(yi)顆衛星(xing)亦準(zhun)備(bei)發射，它們分别定(ding)點在(zai)64。E和53。W，具(ju)有(you)一個全(quan)球波(bo)束，l9個寬點(dian)波束，228個窄點波束，采用(yong)
數字信(xin)号處(chu)理器(qi)。有信(xin)道選(xuan)擇(ze)和波束(shu)成形(xing)功能(neng)。
全球(qiu)覆蓋(gai)的低軌道(dao)
移動通信(xin)衛星有“
銥(yi)星(xing)”(Iridium）和(he)
全球(qiu)星(Globalstar），“銥(yi)星”系(xi)統有(you)66顆星(xing)，分成6個軌(gui)道，每個(ge)軌道有(you)11顆衛星，軌道高(gao)度爲765km，衛(wei)星(xing)之間(jian)、衛星與網關和(he)系統(tong)控(kong)制中心(xin)之間(jian)的(de)鏈路采(cai)用ka波段(duan)，衛(wei)星與(yu)用戶間鏈路采(cai)用L波段(duan)。2005年6月底銥星(xing)用戶(hu)達12．7萬(wan)戶，在
卡(ka)特裏娜(na)飓風(feng)災害時”銥(yi)星”業務(wu)流量增加30倍(bei)，
衛(wei)星電話(hua)通信(xin)量增(zeng)加5倍。
全球(qiu)星（Globalstar）有48顆衛(wei)星組成，分(fen)布在(zai)8個圓形(xing)傾(qing)斜軌(gui)道平面(mian)内(nei)，軌道(dao)高度(du)爲1 389km，傾(qing)角爲(wei)52度。用(yong)戶數(shu)逐年穩定(ding)增(zeng)長(zhang)，成本(ben)下降，2005年比(bi)2004年話(hua)音用(yong)戶增長。
多址聯(lian)接的意思(si)是同(tong)一個(ge)衛星(xing)轉發(fa)器可(ke)以聯接多(duo)個地(di)球(qiu)站(zhan)，多址技術是(shi)根據
信(xin)号的(de)特(te)征(zheng)來分(fen)割信(xin)号和(he)識别(bie)信号(hao)，信号(hao)通常具有(you)頻率、
時間(jian)、
空間等特(te)征。衛(wei)星通信常(chang)用的(de)多址聯接(jie)方式(shi)有頻(pin)分
多址聯(lian)接（FDMA）、時(shi)分多(duo)址聯(lian)接（TDMA）、
碼分(fen)多(duo)址聯(lian)接（CDMA）和空分(fen)多址(zhi)聯接(jie)（SDMA），另外(wai)
頻率(lü)再用(yong)技術(shu)亦是(shi)一種(zhong)多址(zhi)方式(shi)。
在
微波(bo)頻帶，整(zheng)個通(tong)信衛(wei)星的(de)工作(zuo)頻帶(dai)約有(you)500MHz寬度(du)，爲了便于(yu)放大(da)和發(fa)射及減少(shao)變調幹擾(rao)，一般在(zai)衛(wei)星上(shang)設置(zhi)若(ruo)幹個轉(zhuan)發器。每個(ge)轉發器的工作頻帶(dai)寬度(du)爲36MHz或(huo)72MHz的衛星通(tong)信多(duo)采用(yong)頻分(fen)多址技術，不同的地球站(zhan)占用(yong)不(bu)同(tong)的頻(pin)率，即采用(yong)不同(tong)的載波。它(ta)對于(yu)點對點(dian)大容量(liang)的通信比較适(shi)合。已逐漸采用(yong)時分多址技術(shu)，即每一(yi)地(di)球站(zhan)占用同一(yi)頻帶(dai)，但占用(yong)不同的(de)時隙，它比(bi)頻分(fen)多址(zhi)有(you)一系列(lie)優點(dian)，如不會産(chan)生互調(diao)幹擾，不(bu)需用上下變頻(pin)把各地(di)球(qiu)站
信(xin)号分開(kai)，适合
數字通信(xin)，可根據(ju)業務量(liang)的變化(hua)按需(xu)分配，可采(cai)用數(shu)字(zi)話音插空等(deng)新(xin)技(ji)術，使(shi)容量(liang)增(zeng)加5倍。另(ling)一種(zhong)多址技術(shu)使
碼分(fen)多(duo)址（CDMA），即(ji)不同(tong)的(de)地球站(zhan)占用同一頻率和同(tong)一時間，但(dan)有不同的随機(ji)碼來(lai)區分不同(tong)的
地址。它采用了擴(kuo)展頻譜
通(tong)信技術，具有抗(kang)幹擾(rao)能力(li)強，有(you)較好的(de)保(bao)密通(tong)信能(neng)力(li)，可靈活(huo)調度(du)話路等優(you)點。其(qi)
缺點使頻(pin)譜利(li)用率較低(di)。它比(bi)較适合于(yu)容量小，分(fen)布廣，有一定保密要(yao)求的系統(tong)使用。
衛星通信(xin)系統包括(kuo)通信(xin)和(he)保障通信的全(quan)部(bu)設備(bei)。一般(ban)由空(kong)間分(fen)系統(tong)、通信地球(qiu)站、跟蹤(zong)遙測及指令(ling)分(fen)系統和(he)監控(kong)管理(li)分系(xi)統等(deng)四(si)部分組(zu)成，如(ru)圖
1．跟(gen)蹤遙(yao)測及(ji)指令分系(xi)統
跟蹤遙(yao)測及(ji)指令分系(xi)統負(fu)責對衛(wei)星進行跟蹤(zong)測量，控制(zhi)其準(zhun)确進(jin)入靜(jing)止軌道(dao)上的指(zhi)定位置。待衛星正常運(yun)行後，要(yao)定期對(dui)衛(wei)星進(jin)行軌道位(wei)置修(xiu)正和姿(zi)态保持(chi)。
2．監控管(guan)理(li)分系(xi)統
監控(kong)管理分(fen)系統負責(ze)對定(ding)點的衛星在業(ye)務開通前、後進(jin)行通信(xin)性能的(de)檢測(ce)和控制，例(li)如衛星轉發器(qi)功率(lü)、衛(wei)星天線(xian)增益(yi)以及各地(di)球站(zhan)發射的功(gong)率、射(she)頻頻(pin)率和帶寬(kuan)等基本通(tong)信參數進(jin)行監(jian)控，以(yi)保證(zheng)正常(chang)通信。
3．空(kong)間(jian)分系(xi)統(通(tong)信衛星)
通(tong)信衛(wei)星(xing)主(zhu)要包(bao)括通(tong)信系(xi)統、遙(yao)測指(zhi)令裝(zhuang)置、控(kong)制系(xi)統和(he)電源(yuan)裝置(zhi)(包括(kuo)太陽能電(dian)池(chi)和蓄電(dian)池)等幾個(ge)部分(fen)。
通信系統是通(tong)信衛(wei)星上(shang)的主(zhu)體，它主(zhu)要(yao)包括(kuo)一個(ge)或多個轉(zhuan)發器，每個轉發(fa)器能(neng)同(tong)時接收(shou)和轉(zhuan)發多個地(di)球站的信(xin)号，從而起(qi)到(dao)中繼站(zhan)的作用。
4．通信地(di)球站
通(tong)信地球(qiu)站是(shi)微波(bo)無線電收(shou)、發信站，用(yong)戶通過(guo)它接入(ru)衛星(xing)線(xian)路，進行(hang)通信(xin)。
