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目录 1

第一章　卫星系统构成和线路计算 1

1.1 引言 1

1.2　国际和国内卫星通信系统 1

1.2.1 地球站和卫星系统的图示说明 20

1.2.2　静止轨道 20

1.3　八十年代和九十年代的卫星系统 22

1.3.1 增加容量的要求 24

1.3.2　数字卫星通信较模拟卫星通信的优点 27

1.4　地球站和卫星通信子系统的图示说明 28

1.5　系统线路模型和参数 35

1.5.1 基本地球站——卫星线路模型 35

1.5.2 系统参数定义 38

1.5.3　几个常用参数 47

1.5.4 线路方程式 48

1.6　数字卫星系统的线路预算举例 51

1.6.1 地球站EIRP（以1瓦的分贝数来表示，即1dBW） 51

1.6.2 上行线路的G/T 51

习题 53

第二章　在地面接口子系统中的信号处理和多路复接 55

2.1 卫星地球站与地面网之间的数字接口子系统 55

2.2　音频和电视信号模／数变换用的PCM DPCM和DM技术 56

2.2.1　脉码调制（PCM） 56

2.2.2　差分脉码调制（DPCM） 60

2.2.3 增量调制（DM） 61

2.3.1　多路复用标准 67

2.3　FDM/TDM变换用的复用变换器—复用标准 67

2.3.2 常规FDM/TDM与复用变换器两种变换方法 70

的成本比较 70

2.4　回波抑制和抵消技术 71

2.4.1 回波抑制器 73

2.4.2 回波抵消器 73

2.5　数字话音插空（DSI）系统 77

2.5.1　TASI-DSI系统 84

2.6　与数字地面设备的接口——非插空数字接口 84

（DNI）系统 84

2.6.1 准同步系统 85

2.6.2 多普勒漂移效应 85

2.7　数字通信中的能量扩散（扰码） 86

2.7.1 随机和伪随机（伪噪声）数据的功率谱 87

习题 91

第三章　基带传输系统 93

3.1 引言 93

3.2　随机同步信号的频谱密度 94

3.2.1 二进信号基带频谱的推导 96

3.2.2　二进信号基带频谱公式小结和应用 103

3.2.3　不归零（NRZ）信号的频谱密度 106

3.3　限带基带系统 110

3.3.1 理想低通信道（滤波器） 110

3.3.2　眼图的基本原理 113

3.4 奈奎斯特定理 116

3.4.1 奈奎斯特最小带宽定理 116

3.4.2　奈奎斯特残留对称定理 118

3.4.3　奈奎斯特的无符号间干扰和无抖动传输定理 123

3.4.4　奈奎斯特广义无符号间干扰传输定理 125

3.5　滤波和均衡技术 131

3.5.1 经典（无源和有源）滤波器 133

3.5.2　横向滤波器和均衡器 134

3.5.3　非线性开关滤波器 141

3.6　加性白高斯噪声环境下的性能：误码率P？ 143

习题 149

第四章 用于线性和非线性卫星信道的功率有效调制技术 152

4.1 引言 152

4.2　低通和带通信道模型的等效 155

4.3.1 BPSK,DEBPSK和DBPSK调制解调器的工作 159

原理 159

4.3　相干和差分相干二进PSK系统（BPSK） 159

4.3.2　BPSK系统的频谱和频谱效率 165

4.4　二进数字调制系统的最佳接收机 167

4.4.1 二进传输系统的模型和性能推导 167

4.5　奈奎斯特接收机和匹配滤波器（相关）接收机 180

4.6　二进相干PSK系统的Pe性能 183

4.6.1 Eb/N0和C/N之间的关系 186

4.7　相干和差分相干四相PSK系统（QPSK） 190

4.7.1　QPSK、DEQPSK、DQPSK和OKQFSK调制解 190

调器 190

4.7.2　QPSK调制解调器的频谱和频谱效率 201

4.7.3　QPSK接收机的误码率性能 204

4.7.4　在不完善线性信道中P？性能的恶化 218

4.8.2　MSK调制解调器的工作原理 224

4.8　最小频移键控（MSK）和非线性滤波（NLF）OK-QPSK系统（费赫的QPSK） 224

4.8.1　MSK的背景 224

4.8.3　MSK频谱和频谱效率 228

4.8.4　非线性滤波的参差QPSK（NLF-OK-QPSK）（费赫的QPSK）调制解调器 230

4.9　滤波和限幅对QPSK、OK-QPSK、MSK和费赫QP- 231

SK的影响 231

4.9.1　QPSK、OK-QPSK和MSK信号的包络波动 232

4.9.2　频谱扩展 237

4.9.3 滤波和限幅对矢量间串话的影响 241

4.9.4 滤波和限幅对符号波形和眼图的影响 242

4.9.5 滤波和限幅对误码率性能的影响 246

4.10　邻波道和同波道干扰对M进PSK系统误码率性能的影响 248

4.10.1　背景 248

4.10.2　用于M进PSK 256

4.11 常用标准部件的集成电路实现 261

4.11.1 乘法器 262

4.11.2　振荡器和压控振荡器（VCO） 265

4.11.3　锁相环（PLL） 268

4.11.4　移相器 270

4.11.5　常规滤波器 270

4.11.6 非线性开关滤波器（费赫处理器） 275

4.11.7 门限比较器 275

习题 277

第五章　卫星系统的频谱有效调制技术 281

5.1 频谱有效（大于2b/s/Hz）调制技术引言 281

5.2.1 八相PSK系统 282

（APK）地球站及卫星调制解调器 282

5.2 线性和非线性放大（饱和的）M进制PSK和QAM 282

5.2.2 正交幅度调制（QAM）系统的频谱效率 285

5.2.3 频谱有效M进制PSK和QAM信号的相干解调 285

5.2.4 通过非线性放大产生高功率M进QAM信号的方法 288

5.3　正交部分响应（QPR）相关编码调制技术 291

5.4　M进制QAM和QPRS调制系统的Pe性能和频谱效 295

率 295

习题 298

第六章　差错检测和纠错编码 300

6.1 引言 300

6.2　熵、交互信息和信道容量 300

6.2.1 信息和熵 301

6.2.2　交互信息和信道容量 303

6.3　信源编码 308

6.4　可靠通信编码 311

6.4.1 分组码 315

6.4.2　重复码 318

6.4.3　线性分组码 322

6.4.4 纠正单个差错的汉明码 325

6.4.5　循环码 327

6.4.6　BCH码 329

6.4.7　戈莱码 331

6.4.8 字差错率和比特差错率 332

6.5　卷积码 335

6.5.1　卷积编码 336

6.5.2 门限译码——一个例子 339

6.5.3　卷积码的性能 341

习题 342

第七章 同步子系统的分析和设计 346

7.1 引言 346

7.2　载波相位恢复 351

7.2.1 未调制信号的载波恢复 351

6.4.9　分组码的性能比较 353

7.2.2　用平均值为零的PAM信号调制的载波 354

7.2.3　平方器带通滤波器载波恢复电路 355

7.2.4　用于载波抑制信号的科司德斯（Costαs）相位跟踪环 358

7.2.5 用于QPSK和QAM信号的四次律载波恢复电 359

路 359

7.3.1 问题的阐明 361

7.3　基带定时恢复 361

7.2.6　衍生的科司德斯环 361

7.3.2　定时抖动分析 363

7.3.3　数据辅助定时恢复 365

7.3.4　最大似然估算 368

7.3.5 各种同步电路的性能比较 370

7.3.6 非数据辅助跟踪环的实现 374

7.4　载波相位和符号定时的联合恢复 375

7.4.1 问题的陈述和分析 375

7.4.2　联合恢复QPSK同步器的性能 379

7.4.3　解调——再调制的恢复方法 381

习题 384

附录7.A　信号的复包络表示 388

附录7.B　信号参数的最大似然估算 392

8.1 引言 397

第八章　时分多址系统（TDMA） 397

8.2　基本的TDMA结构 401

8.2.1 参考串发信号 405

8.2.2　业务串发信号结构 408

8.2.3　保护时间 410

8.2.4　帧效率 410

8.2.5　TDMA发送端对串发信号的处理 412

8.2.6　TDMA接收端对串发信号的处理 414

8.3　TDMA的控制结构 415

8.3.1 捕获和同步 416

8.3.2 卫星环回控制 416

8.3.3　开环控制 421

8.3.4　合作反馈控制 428

8.3.5　转发器跳接 430

8.3.6　保护时间构成 430

8.4　TDMA终端实施 434

8.4.1 公共TDMA终端设备（CTTE） 435

8.4.2 地面接口设备（TIE） 443

8.4.3 串发信号调制解调器 444

8.5　辅助的TDMA处理 446

8.5.1 独特字（UW）丢失和假告警率 446

8.5.2　UW假告警 449

8.5.3 多个独特字 457

8.5.4 用独特字去除模糊度 458

8.5.5　前向纠错 459

8.6.1　CEPT和T型载波系统接口 462

8.6　地面接口 462

8.6.2　数字话音插空（DSI）接口和非数字插空（DNI）接口 464

8.6.3　卫星线路与数字地面设备的接口 466

8.7　TDMA系统举例 476

习题 478

第九章　再生式（星上处理）卫星系统 480

9.1 再生式（星上处理）卫星系统简介 480

9.2　再生式和常规QPSK卫星系统的性能比较 483

9.2.1　QPSK系统的图示模型 483

9.2.2　120Mb/s QPSK系统的模拟结果 488

9.3　星上DQPSK再生式卫星系统 491

调制解调器的再生式卫星系统的性能 498

习题 498

9.4　采用NLF—OKQPSK（费赫QPSK）和常规QPSK 498

第十章　每载波单路（SCPC）预分配和按需分配（SPADE）的数字卫星地球站 501

10.1 频分多址（SCPC—FDMA）数字卫星系统简介 501

10.2　每载波单路频分多址（SCPC—FDMA）数字卫 503

星系统 503

10.2.1　预分配和按需分配工作 503

10.2.2　INTELSAT SPADE按需分配多址（DAMA） 508

系统的说明 508

10.2.3　INTELSAT SCPC—FDMA预分配系统 512

10.3　SPADE系统与SCPC系统的系统容量及和弊比较 520

10.3.1 采用INTELSAT标准（30米）天线地球站的系统容量 520

10.3.2 两种系统采用小型地球站时的利弊比较 521

10.4　低成本、高功率效率地球站用的新调制技术 522

习题 526