①天线分系统：它是地球站的重要设备之一，一共由3部分组成：天线主体设备、馈电设备和天线跟踪设备。天线的基本功能是辐射和接收电磁波，馈电设备起传输能量和分离电磁波作用，天线跟踪设备是保证天线始终能对准要收、发信号的卫星。
②功率发射系统：它的任务是将终端（数据、图象，话音）信号变换处理成基带信号，送到调制器，变成中频已调信号。然后送到上变频器，转换成微波段的射频信号，最后由功率放大器送到天线上发射出去。
③接收分系统：它将从天线接收来的卫星转发器传输出的微弱信号经馈电设备加到低噪声放大器进行放大，再传输给系统的下变频器，通过下变频器把射频信号变换成中频信号。又经中频放大器送到解调器，解调出基带信号。整个过程与发射分系统的作用相反。
③电源设备：它的作用是负责地球站设备所需的电力供应并确保地球站能不间断地正常工作。
5.3.7卫星通信地球站总体设计
卫星通信地球站总体设计不能孤立地进行。对于卫星通信的3个重要环节——发射站、接收站和卫星转发器三者的性能要求，必须综合平稳，寻求最佳的性能效果和最好的经济效益。
1.建站的任务的确定。
卫星通信地球站的建设须完成以下内容：
①定站址
②确定通信卫星的类型、定点位置及其波束辐射区域。目前通信卫星的类型有国内通信卫星（含租用卫星），例如中国的通信广播卫星（DFH-20）；国际商业卫星通信组织的INTELSAT( 进一步简写为IS)系列卫星。使用的卫星一经确定，相应的定点位置、波束覆盖区域也随之确定。
③确定工作频段及上下行线路的极化方式。目前，卫星通信中经常应用的频段为L频段、S频段、C频段、X频段、Ku频段和Ka频段。其中C频段应用最普遍。
④根据通信业务类别和通信容量以及所需线路的要求，确定信号的调制、多址连接及多路复路方式。卫星通信中常用的调制方式有调频(FM)、移相键控(PSK)和移频键控FSK)。多址连接方式有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址CDMA)和空分多址(SDMA)。移动通信多路复用方式有频分多路（FDM）、时分多路(TDM)。对于电话电路根据话音信号的调制方式或编码方式的不同分为调频、压扩调频(CFM)、脉冲编码调制、及连续可变斜率增量调制。
⑤确定信号传输质量标准。如卫星通信传输线路标准、模拟电话线路标准、数字电话线路标准。
2.站址选择原则
站址选择是指地球站所在地区已确定后，站址建立在该地区的确切位置，即确定站址的经度、纬度。作为固定地球站站址选择应遵循以下原则：
1）地球站必须设在卫星有效覆盖范围内，良好的站址应使其工作仰角大于10°，最差也不能低于5°，过低的仰角将会增大接收系统的噪声温度和大气损耗，易受干扰。
2）地球站的视界应足够宽。地球站的卫星视界，是指地球站在地形地物条件下可以对准与其或可能与其互相通信的卫星的仰角随方位角变化的轨迹曲线。对于移动卫星，是地球站跟踪该卫星的方位角、仰角变化曲线。
3）尽可能避开地面的各种干扰源。影响最大是微波站及雷达设备产生的地面干扰。在选择站址时，必须摸清所在地区微波线路及雷达站的分布情况、传送方向和工作频段。要尽可能远离这些干扰源，特别是同频段、同方向传输的微波站。工业电气设备、机场（特别是机场雷达设备）、飞机航线、高压输变电的设备、电台等产生的干扰，也应加以特别重视。
4）对地形环境的要求。一个地球站天线只能指向一个通信卫星（多波束天线除外），当利用静止卫星进行通信时，地球站对卫星世界只需要很窄的一个范围。但是一个通信中心站往往会使用多棵卫星，在同一地点建立多座天线设备。
为有效阻挡各种电磁波干扰，要求站址四周地形地物的天线仰角越高越好。
5）气象条件的要求。地球站工作的可靠性要求很高，地球站室外设备的天线系统的运转率，与天气条件密切相关。建站地区的风、雨、雪、冰、温度和雾等都将直接影响到对天线的设计。在沿海地区建站应避免在常遭强台风、飓风、龙卷风袭击的地方选址。
6）地质条件站址应有稳定的的地质条件，地面滑动和沉降要小，接地电阻要满足防雷接地的需要。
7）工作条件。地球站应有方便的通信交换网，站址离公路近便于交通，具有较好的生活条件，站址场地应留出足够的发展空间。
3.地球站建设的总体设计
总体设计是在通讯卫星确定的前提下进行的。卫星一经确定，相关工作频段及卫星的有关电参数均为已知。所以地球站的总体设计就归结为通信体制、通信容量、信号传输质量以及地球站各个分系统电参数设计。
1）基带处理：模拟信号的基带处理有单边带调制(SSB和采用话音压扩技术的单边带调制(SSBS)。
信号的基带处理方面，增量调制(DM)和脉码编码调制(PCM)是开发最早的数字话音信号方式。差分脉码调制(DPCM、自适应脉码调制(ADPCM)都是在脉码调制基础上发展起来的，DPCM较 量化精细。ADPCM具有比PCM高10db的量化信噪比，并且动态范围宽。
2）调制方式：在模拟调制中，调频制在卫星通信中是唯一选择。在数字信号的调制方式中，MFSK及PSK均有应用，但各有所长。
3）多址连接方式：共有四种方式。
频分多址 它是按频率把各地球站发射的信号配置在指定的卫星转发器频带内，它们的频谱排列互不重迭。即按频率区分址。
时分多址
它是用特定时间间隙来区分地球站的站址。在系统中只允许各地球站在规定的时隙内发射信号，这些信号通过卫星转发时，在时间上依次排列，互不重叠。
码分多址
它的特点是各地球站所发信号常常占用转发器的全部频带，而发射时间是任意的，故各站所发信号在时间上、频带上都可能是重叠的。这时普通滤波器或时间选通门不能分离这些信号，而只有采用码型（波形）的正交性来实现信号的分割。就是用码型作为各站的独特标志。
4.地球站的可靠性设计。
按照国际通信组织的规定，地球站在其运行的整个期间，其可靠性指标不应底于99.8%。
据统计，地球站主要分系统的故障次数和故障时间，以电源、天线为最高，而地球站通信设备和终端设备为最低，因此，电源及天线设计成为可靠性设计的重点。
5.4移动通信
5.4.1概述
移动通信就是指通信的双方至少有一方处于运动中的信息交换的通信形式，它保证用户能随时随地快速、可靠地进行多种信息服务。
第二次世界大战极大地促进了移动通信的发展。由于战时的需要，各国武装部队装备了大量的无线电系统。从而导致了移动通信的巨大变化，在50年代以后，逐渐开始引入民用，并且各种通信系统相继建立，在技术上实现了移动电话系统与公众电话网的连接。1970年开发了模拟蜂窝系统。在通信理论上先后形成了香农信息论、纠错码理论、调制理论、信号检测理论、信号与噪声理论、信源统计理论等，这些理论加速了现代移动通信技术的发展，使得它们应用日趋完善。尤其是大型集成电路的出现，大大减小了移动通信设备的体积，同时降低了功耗，增强了可靠性。使得移动通信更加实用，便捷。从而更加促进移动通信的发展，相继出现了脉码通信、微波通信、卫星通信等新的通信手段。
1.固定网络和移动网络之间的差别
在通信中使用无线接口使移动通信与有线电话网有很大差异，主要表现在三个方面：
1）频谱受限。无线电频谱，实际上也就是无线接入的容量，无线电频带受国家和国际无线电管理组织的限制，不能无限增大，而固定通信系统可以随着人口增长和需求的增加，通过增加电缆线把用户连接到电话网中就能满足需要。移动通信利用蜂窝频率复用技术解决无线电频带受限的问题，缓解了频率资源紧张的矛盾。蜂窝的意思是把一个大区域服务区分成若干小区，相邻的小区使用不同的频率进行传输，以避免相互干扰。
2）无线链路的波动性。有线电话网在通话过程中其传输链路始终保持很高的信道质量，而移动通信的无线链路由于受到用户移动环境的变化（如障碍物、移动反射体以及各种类型的外部干扰）等影响。
3）用户接入点的不确定性和可变性。不像有线电话网络用户是在网络上的两个固定点之间进行通信，访问一个移动无线电网络时要求允许用户根据他们所在的位置改变他们的接入点，即使处于单向通信时也应如此，所以移动通信的接入要求能工作在两种方式：首先，网络允许系统能对用户，无论他位于网络什么位置都能对其进行定位（位置管理），其次，网络能确保用户在呼叫过程中从一个接入点移动到另一个接入点时不会发生通信中断。
2.数字蜂窝移动通信的概念
移动电话系统的服务区域覆盖方式可分为小容量的大区制和大容量的小区制两种方式。其中大区指是在一个服务区域（如一个城市）内只设一个基站，由它负责移动通信的联络和控制。通常为了扩大服务区域的范围，基地站天线架得都很高，发射机输出功率也需较大，（一般为50W以上），其覆盖半径大约为30～50Km。
小区制是把整个服务区域划分为若干个小区，每个小区分别设一个基地站，负责本小区移动通信的联络和控制。同时又可在移动通信业务交换中心的统一控制下，实现小区之间移动用户通信的转接，以及移动用户与有线电话用户的联系。每个小区各设一个小功率基地站，发射功率一般为5～10W，满足各无线小区移动通信的需要。这样，移动台在一个小区使用频率F1和F2时，在另一个小区另一个移动台同时也可以使用这对频率进行通信。这就是频率复用技术，就是说，即在一个基站所使用的频率可以在距离这一基站足够远的其他基站重复使用。此外，基站的控制范围还可以根据实际用户数的多少灵活确定。但是，这种体制在移动台通话过程中，从一个小区转入另一个小区的概率增加了，移动台需要经常更换频道。基站越小，通话中转换频道的次数就越多，这样就对控制转换功能的要求提高了，再加上基地站数量的增加，建网的成本也提高了，所以基站的规模也不宜太小。
5.4.2移动通信系统的工作方式
在移动通信系统中，按无线信道的使用频率和信息传输方式，其无线电路的工作方式可分为单工制、、半双工制、双工制三种。
1.单工制
单工制是指收发使用同一个频率的按键通信方式（所有终端和基站共用一个信道），即发送时不能接收，接收时不能发送，因此接收时发射机不工作，反之亦然。每个移动台轮流发射，当一个移动台发射时，其余的发射台都要处于接收状态，如果A 要发话，则按下其收发控制按键，使发射机处于发射状态，其他方则处于接收状态；轮到B方要发话时，也同样按下其放射按键，使发射机处于发射状态，A方则处于接收状态。这种方式不论A方还是B方（只要是发射方）在发话时，其接收机均不工作。单工制是一种通信双方只能轮流地发射和接收的工作方式。单工制只能使用一个频率，所以具有以下优点：
①收发使用一个频率，不需要天线共用装置。
②组网方便，不论固定台与固定台、固定台与移动台、移动台与移动台之间，只要是处于场强覆盖范围之内，都能使系统内的两个电台之间通话，而且第三者也能插入通话，系统组网较为方便。
③由于收、发通信机之间是交替工作的，所以不会造成收、发之间的反馈，而且发信机工作时间相对较短，耗电小，设备简单，造价便宜，适用于较大面积的空地、和空中通信。
2.半双工制
半双工制是指收发通信机分别使用两个不同的按键通话制式。在半双工网络中，每个信道包含一对频率，基站充当转发器。移动台不需要天线共用装置，适合电池容量小的设备制式。这种方式是基站和移动台分别使用两个频率，基站是双工通话，而有的台为按键发话，所以称为半双工制。这种方式与同频单工制相比，其优点是：
1）受临近基站干扰小。
2）有利于解决紧急呼叫。
3）可使基站常发，能使移动台处于噪音被抑制状态，不需要进行静噪调整。这种方式在智能小区保安巡警系统中经常应用。
3.双工制
双工制是一种不用按键就能实现通话的一种制式，公用移动通信系统都采用这种制式。它分为同频双工及异频双工。应用较普及的是异频双工。异频双工就是收发使用不同的频率（收发频率之间要有频率间隔）它的特点是移动台的接收同时工作，不需要按键控制双向通话，而移动台则需要天线共用装置。这种方式的优点是：
1）由于发送频率和接收频率带有一定的间隔（10MHz或45MHz），所以可以大的大提高抗干扰能力。
2）使用方便，不需要收发控制操作，特别是在移动通信系统中的使用，便于与公众电话网的接口。
3）适宜于多频道同时工作的系统，这些频道在频率上是互相分开、互不重叠的。
