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第1章 卫星通信系统概述1

1.1 卫星轨道1

1.2 系统的组成3

1.2.1 空间段3

1.2.2 地面段3

1.3 频率分配4

1.4 卫星通信的特点5

1.5 卫星通信系统的业务类型6

1.5.1 卫星视频广播业务7

1.5.2 电话等交互式业务7

1.5.3 数据通信和因特网业务8

1.5.4 移动通信业务9

1.5.5 不同业务类型所需带宽10

1.6 卫星通信的发展10

1.6.1 卫星通信的发展历程10

1.6.2 卫星通信的发展趋势11

习题12

本章参考文献13

第2章 卫星轨道和星座设计14

2.1 卫星轨道特性14

2.1.1 开普勒定律14

2.1.2 地心坐标系与卫星轨道参数16

2.1.3 卫星轨道分类17

2.2 卫星的定位21

2.2.1 卫星在轨道面内的定位21

2.2.2 卫星对地球的定位——星下点轨迹22

2.3 卫星覆盖特性计算22

2.4 卫星轨道摄动25

2.4.1 地球扁平度的影响25

2.4.2 太阳和月球的影响26

2.5 轨道特性对通信系统性能的影响27

2.5.1 多普勒频移27

2.5.2 日蚀28

2.5.3 日凌中断28

2.6 星座设计28

2.6.1 星座设计时的基本考虑28

2.6.2 极／近极轨道星座29

2.6.3 倾斜圆轨道星座33

2.6.4 共地面轨迹星座37

2.6.5 太阳同步轨道星座39

2.7 星际链路40

2.7.1 相同轨道高度卫星间的星际链路41

2.7.2 不同轨道高度卫星间的星际链路43

习题43

本章参考文献44

第3章 链路传输工程45

3.1 概述45

3.2 星-地链路传播特性46

3.2.1 自由空间传播损耗46

3.2.2 链路附加损耗48

3.3 卫星移动通信链路特性50

3.3.1 衰落信道模型50

3.3.2 多普勒频移52

3.4 天线的方向性和电极化问题52

3.4.1 天线增益和方向图52

3.4.2 极化隔离54

3.5 噪声与干扰55

3.5.1 系统热噪声55

3.5.2 宇宙噪声和大气噪声57

3.5.3 其他干扰58

3.6 卫星通信全链路质量59

3.6.1 链路预算分析59

3.6.2 接收系统的等效噪声温度60

3.6.3 全链路传输质量61

3.6.4 链路预算实例61

3.7 信道对传输信号的损害62

3.8 上行、下行链路的RF干扰64

习题66

本章参考文献68

第4章 多址技术69

4.1 引言69

4.2 频分多址技术69

4.2.1 MCPC和SCPC69

4.2.2 FDMA的非线性效应和交调干扰70

4.2.3 FDMA的地球站设备72

4.3 时分多址技术73

4.3.1 TDMA地球站帧格式73

4.3.2 子帧的捕获和同步75

4.3.3 信号比特速率和转发器带宽76

4.4 FDMA与TDMA的比较76

4.4.1 TDMA和FDMA上行链路所需功率的比较77

4.4.2 功率受限和带宽受限78

4.5 码分多址技术79

4.6 三种多址技术的RF利用方式81

4.7 ALOHA协议82

习题85

本章参考文献86

第5章 星载和地球站设备87

5.1 高功率放大器和低噪声放大器87

5.1.1 HPA87

5.1.2 LNA88

5.2 星载设备89

5.2.1 星载转发器89

5.2.2 星载天线95

5.2.3 星载电源98

5.3 通信地球站设备98

5.3.1 射频部分99

5.3.2 中频和基带处理部分101

5.3.3 地面接口与陆地链路102

5.4 其他类型的地球站105

5.4.1 TT＆C地球站与SCC105

5.4.2 TV上行站和广播中心107

5.4.3 TV单收站108

5.5 MSS移动终端和信关站110

5.5.1 移动终端110

5.5.2 信关站111

习题112

本章参考文献113

第6章 VSAT通信网114

6.1 VSAT概述114

6.1.1 VSAT的概念和特点114

6.1.2 VSAT卫星通信网114

6.1.3 VSAT系统分类114

6.1.4 VSAT的主要业务类型及应用115

6.2 VSAT网络结构和地面设备115

6.2.1 VSAT网络结构115

6.2.2 VSAT系统的主站和小站设备117

6.3 VSAT数据网120

6.3.1 网络体系结构120

6.3.2 卫星链路传输特性对协议和系统性能的影响121

6.3.3 VSAT星形数据网多址协议123

6.3.4 VSAT数据网的响应时间125

6.4 VSAT电话网125

6.4.1 VSAT电话网的特点125

6.4.2 VSAT电话网的多址方式126

6.4.3 VSAT电话网的DAMA方式127

6.5 VSAT系统链路设计实例128

习题129

本章参考文献131

第7章 卫星移动通信系统132

7.1 引言132

7.2 卫星移动通信系统网络结构133

7.2.1 空间段133

7.2.2 地面段136

7.2.3 用户段137

7.3 卫星移动通信频率规划137

7.4 典型卫星移动通信系统简介140

7.4.1 非静止轨道卫星移动通信系统140

7.4.2 静止轨道卫星移动通信系统146

习题152

本章参考文献152

第8章 卫星宽带通信系统154

8.1 引言154

8.2 卫星宽带通信系统结构155

8.3 卫星TCP技术157

8.3.1 TCP协议概况157

8.3.2 卫星网络中TCP存在的问题160

8.3.3 改善卫星TCP性能的方法162

8.4 卫星IP技术172

8.4.1 卫星IP QoS172

8.4.2 隧道技术173

8.4.3 异构网络互连174

8.4.4 卫星星座路由技术175

8.4.5 卫星网络组播技术176

8.4.6 现有卫星IP技术简介176

8.5 国外卫星宽带通信系统概况180

习题184

本章参考文献184

第9章 卫星数字电视广播系统187

9.1 引言187

9.2 卫星数字电视广播系统的组成188

9.3 卫星广播电视系统中的纠错编码189

9.3.1 RS编码技术190

9.3.2 数据交织技术190

9.3.3 卷积编码技术190

9.3.4 LDPC编码技术191

9.4 卫星数字电视传输标准191

9.4.1 概述191

9.4.2 DVB—S传输标准192

9.4.3 我国的卫星数字电视传输标准193

9.5 信源编码与MPEG—2标准193

9.5.1 信源编码码流的复用方式193

9.5.2 MPEG—2标准简介193

9.5.3 DBS中的音频压缩编码MPEG—1195

9.6 条件接收和视频点播196

9.6.1 条件接收196

9.6.2 视频点播197

9.7 数据广播198

9.7.1 基本原理和IP over DVB198

9.7.2 数据轮播与对象轮播198

习题199

本章参考文献200

第10章 卫星定位与导航系统201

10.1 卫星导航系统概述201

10.2 卫星导航技术基础202

10.2.1 坐标系与时间体系202

10.2.2 卫星定位的一般原理207

10.3 低轨卫星定位系统209

10.3.1 子午仪系统的结构210

10.3.2 积分多普勒定位技术210

10.3.3 主要误差因素213

10.4 双静止卫星导航系统213

10.4.1 系统结构214

10.4.2 工作原理215

10.4.3 主要误差因素216

10.5 GPS导航系统217

10.5.1 系统结构217

10.5.2 工作原理219

10.5.3 测距信号结构220

10.5.4 基本定位方法和数学模型220

10.5.5 定位性能与主要误差因素224

10.6 新一代卫星导航系统225

10.6.1 GALILEO卫星导航系统225

10.6.2 GPS现代化计划227

10.6.3 北斗二代导航系统227

习题228

本章参考文献229

第11章 深空通信230

11.1 概述230

11.1.1 深空通信的概念和任务230

11.1.2 深空通信的特点及面临的问题231

11.1.3 深空通信的频段231

11.2 深空通信系统组成及原理232

11.3 深空通信的跟踪、测量和控制技术233

11.4 深空通信的调制编码技术234

11.4.1 深空通信的调制解调技术234

11.4.2 深空通信的信道编译码技术235

11.5 深空通信的接收技术236

11.5.1 深空通信的天线组阵技术236

11.5.2 深空通信的大天线技术236

11.6 深空通信的发展237

习题238

本章参考文献238

附录A 缩略词239