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第一篇 基础篇 1

第1章 卫星数字通信概论 1

1.1 卫星通信基本概念 1

1.1.1 卫星通信的定义及特点 1

1.1.2 卫星通信系统的组成 3

1.2 卫星通信地球站 4

1.2.1 卫星通信地球站的组成 4

1.2.2 地球站与卫星通信的基本工作原理 5

1.2.3 地球站分类与设置 5

1.3 通信卫星及其转发器 6

1.3.1 通信卫星 6

1.3.2 卫星转发器及类型 9

1.4 卫星通信的工作频段与选择 11

1.5 卫星数字通信的技术特点 13

1.5.1 卫星数字通信的技术优势 13

1.5.2 卫星数字通信主要技术简介 14

第2章 卫星数字通信编码与传输技术 18

2.1 信源编码编技术 18

2.1.1 语音信号压缩编码概述 19

2.1.2 量化与 PCM 编码 20

2.1.3 差分脉码调制(DPCM) 22

2.1.4 自适应差分脉码调制(ADPCM) 23

2.1.5 增量调制(△M 或 DM) 23

2.1.6 线性预测编码(LPC) 25

2.1.7 矢量量化技术 29

2.1.8 混合编码技术 29

2.2 差错控制与信道编码 31

2.2.1 概述 32

2.2.2 前向纠错编码(FEC) 32

2.2.3 自动反馈重发(ARQ) 33

2.2.4 线性分组码 33

2.2.5 卷积码 42

2.2.6 前向纠错编码的性能比较 55

2.2.7 网格编码调制(TCM) 56

2.2.8 扰码与解码 59

2.2.9 信道编码 60

2.3 数字复接技术 60

2.3.1 概述 60

2.3.2 同步复接 61

2.3.3 准同步复接 63

2.3.4 CCITT 基群复接系统 64

2.3.5 CCITT(ITU)高次群复接技术 66

第3章 数字信号调制技术 67

3.1 对数字调制技术的要求 67

3.2 常用的恒包络数字调制方法 67

3.2.1 经常恒包络调制 67

3.2.2 多进制相移键控(MPSK) 68

3.2.3 最小频移键控(MSK) 69

3.2.4 几种调制系统性能的比较 70

3.2.5 ?/4θＰＳＫ 71

3.2.6 连续相位调制(CPM) 73

3.2.7 多 H 相位编码调制 76

3.3 非恒包络调制 76

3.4.1 纠错编码与调制结合技术 77

3.4 编码调制技术 77

3.4.2 格状编码调制技术 78

3.5 编码在卫星数字通信中的应用 80

3.5.1 选择差错控制码的方法 80

3.5.2 用于卫星数字通信中的编码举例 80

第4章 卫星数字移动通信中的多址技术 83

4.1 多址方式与信道分配技术 83

4.1.1 多址方式 83

4.1.2 信道分配技术 84

4.2 频分多址(FDMA) 85

4.2.1 FDMA 的基本概念与系统组成 85

4.2.2 非线性放大器的影响 87

4.2.3 减少交调产物的方法 91

4.2.4 能量扩散与箝位 92

4.3 时分多址(TDMA) 92

4.3.1 基本概念 92

4.3.2 IDMA 地球站设备 93

4.3.3 TDMA 系统的定时与同步 96

4.3.4 帧的结构与效率 100

4.4 SDMA/SS/TDMA 多址方式 102

4.4.1 工作原理 102

4.4.2 分帧编排 104

4.4.3 SS/TDMA 的帧同步 106

4.5 SCPC 方式 107

4.5.1 预分配的 SCPC 方式 108

4.5.2 SPADE 方式 110

4.6.1 CDMA 及相关技术 113

4.6 码分多址(CDMA) 113

4.6.2 基本原理 114

4.6.3 伪随机序列 115

4.6.4 CDMA 的信号同步 116

4.6.5 系统性能 117

4.7 数据卫星分组通信 119

4.7.1 基本概念 119

4.7.2 卫星分组通信网的联接方式 120

第5章 卫星数字移动通信系统与地面网的互联 125

5.1 概述 125

5.1.1 互联的必要性 125

5.1.2 互联的主要障碍和困难 125

5.1.3 互联的前提条件 125

5.2.1 N-ISDN 的技术特点 126

5.2.2 二者互联的方法 126

5.1.4 互联的方法 126

5.2 卫星数字移动通信系统与 N-ISDN 的互联 126

5.1.5 各互联法的使用范围 126

5.3 卫星数字移动通信系统与专用通信网的互联 128

5.3.1 网络的配置 129

5.3.2 信令的互通 129

5.3.3 数据的互通 130

5.4 卫星数字移动通信系统与 B-ISDN 的互联 130

5.4.1 互联的主要技术障碍 130

5.4.2 互联的主要技术途径 131

5.5 卫星数字移动通信系统与 LAN/MAN 的互联 131

5.5.1 互联的必要性 131

5.5.2 互联的主要方法 132

5.6.1 互联的主要障碍 134

5.6 卫星数字移动通信系统与 PDN 的互联 134

5.6.2 互联的主要技术途径 135

5.7 卫星数字称动通信系统与 PSTN 的互联 135

5.7.1 互联接口的基本功能 135

5.7.2 互联的主要技术 136

5.7.3 互联的各种方法 137

5.8 卫星数字移动通信系统与 PLMN 的互联 138

第6章 卫星数字通信系统线路的计算与设计 140

6.1 概述 140

6.1.1 卫星数字通信线路的质量指标 140

6.1.2 模拟制电话线路标准 141

6.1.3 数字制线路标准 142

6.1.4 可用度指标 142

6.2.2 有效全向辐射功率［EIRP］的计算 143

6.2.3 载波接收功率 C 的计算 143

6.2 卫星数字通信线路载波功率的计算 143

6.2.1 天线增益 G 的计算 143

6.3 卫星数字通信线路噪声功率的计算 144

6.3.1 噪声功率和等效噪声温度 144

6.3.2 卫星数字通信线路的噪声及指标分配 146

6.4 卫星数字通信线路的载波与噪声功率比 147

6.4.1 上行线路的载噪比与卫星接收机性能指标 147

6.4.2 下行线路的载噪比与地球站性能指标 148

6.4.3 卫星转发器载波功率与互调噪声功率比 149

6.4.4 卫星数字通信线路的总载噪比 149

6.4.5 载噪比计算举例 150

6.4.6 门限余量和降雨余量 152

6.5.1 SCPC 系统线路的计算 153

6.5 卫星数字通信线路的设计 153

6.5.2 PCM/PCK/SCPC 线路的计算 154

6.5.3 DM/PSK/SCPC 线路的计算 157

6.5.4 PSK 卫星数字通信线路的设计 157

6.5.5 TDMA 系统容量的估算 161

6.6 卫星数字通信系统设计的一般程序 165

第7章 卫星数字通信组网技术 167

7.1 通信卫星发射与测控 167

7.1.1 概述 167

7.1.2 运载火箭发射通信卫星的过程 167

7.1.3 航天飞机发射通信卫星的过程 169

7.1.4 发射窗口 170

7.2 网络的建立和入网验证 170

7.2.2 地球站的必备性能特性 171

7.2.1 新地球站入网运行程序 171

7.2.3 验证测试项目与测试方法 173

7.3 网络监控与管理 177

7.3.1 跟踪遥测指令分系统 177

7.3.2 监控分系统 178

7.3.3 卫星通信系统的管理 180

7.4 地面接口技术 182

7.4.1 同步数据公共接口 182

7.4.2 64kbps 接口标准 183

7.4.3 2048kbps 基群数字系列接口 183

7.4.4 卫星链路与地面网的接口 185

第8章 数字通信网的性能及其标准 188

8.1 概述 188

8.2.2 误码源 189

8.2 误码 189

8.2.1 误码的性质 189

8.2.3 误码性能指标 190

8.2.4 误码率的测试 193

8.2.5 通信网可用性 193

8.3 定时抖动 194

8.3.1 引言 194

8.3.2 抖动源 195

8.3.3 抖动的积累 196

8.3.4 CCITT 有关建议 199

8.3.5 抖动的测试 199

8.4 时钟滑动 199

8.5 传输延迟 203

9.1 IDR 系统概述 205

第9章 通信卫星新业务——IDR 和 IBS 系统 205

9.2 IDR 方式的优缺点 206

9.3 IDR 的主要技术特征 207

9.3.1 技术特性 207

9.3.2 工作方式 211

9.3.3 波束覆盖范围 216

9.4 IDR 系统转发器的容量 216

9.5 IDR 载波的实现 217

9.5.1 复用标准及转换 217

9.5.2 各项指标参数及控制 218

9.5.3 调制解调器 221

9.5.5 定时和缓冲 222

9.5.6 扩展问题 222

9.5.4 FEC 编码的选择 222

9.6 具有低速率编码的512Kbps IDR 系统 223

9.6.1 概述 223

9.6.2 技术考虑 224

9.6.3 技术措施与特点 227

9.7 数字电路倍增设备 227

9.7.1 概述 227

9.7.2 各类工作方式 229

9.7.3 DCME 终端简介 230

9.7.4 电路倍增增益 232

9.7.5 网络总体考虑 234

9.8 IBS 系统简介 235

9.9 IBS 网络的组成 235

9.9.1 网络互联性 236

9.9.2 地球站和组网选择 237

9.9.3 网络电路类型 240

9.10 IBS 的业务类型与应用 241

9.10.1 IBS 的业务类型 241

9.10.2 业务质量(QOS) 241

9.10.3 应用类型 242

9.10.4 IBS 载波特性和链路预算 244

9.11 数据网的网络拓朴结构 245

9.12 数据网的分层结构 246

9.12.1 分层体系结构及协议 246

9.12.2 OSI 的参考模型 247

9.12.3 OSI 的环境 250

9.12.4 IBS 的作用 252

9.12.5 第二层功能的实现 252