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第一章 概述 1

1．1 引言 1

1．2 卫星移动通信的发展概况和发展动力 3

1．2．1 卫星移动通信的发展概况 3

1．2．2 卫星移动通信的发展动力 5

1．3 卫星移动通信系统的主要类型及用途 7

1．4 卫星移动通信系统的组成、网络结构及一般工作过程 8

1．4．1 系统组成 8

1．4．2 卫星移动通信系统的网络结构及特点 10

1．4．3 卫星移动通信系统的组网形式和一般工作过程 12

1．5 卫星移动通信系统的特点及其技术上存在的一些问题 14

1．6 卫星移动通信与卫星个人通信 15

1．7 卫星移动通信与IMT-2000 17

1．8 卫星移动通信系统的工作频段 19

1．8．1 频率范围选择的依据 19

1．8．2 无线电频率窗口 20

1．8．3 当前卫星移动通信系统使用的频率 21

1．8．4 国际电信联盟（ITU）分配给卫星移动业务（MSS）的频率 21

2．1 有关卫星在空间运动的基本概念 28

2．1．1 卫星运动的基本规律 28

第二章 卫星移动通信系统中的卫星和轨道 28

2．1．2 用于描述卫星运动轨道的天体坐标系 29

2．1．3 地理位置的经纬度表示 30

2．1．4 时间基准 31

2．1．5 卫星轨道计算常用的数据 34

2．2 卫星的运动轨道 35

2．2．1 描述卫星运动轨道的一般方程 35

2．2．2 轨道周期和卫星运动速度 36

2．2．3 卫星运动轨道的主要类型 37

2．3．1 描述卫星运动轨道的经典参数 38

2．3 轨道参数和轨道位置 38

2．3．2 卫星在轨道上的位置 39

2．4 范·阿伦辐射带和卫星轨道高度窗口 40

2．4．1 范·阿伦辐射带 40

2．4．2 卫星轨道高度窗口 41

2．5 轨道摄动及分析 42

2．6 卫星—卫星和卫星—地球站之间的能见计算 45

2．6．1 卫星—卫星和卫星—地球站之间的能见函数 45

2．6．2 卫星位置矢量的计算 47

2．6．3 卫星在地面的轨迹 48

2．6．4 地球站位置矢量的计算 49

2．7．2 卫星星座的表示方法及主要参数 50

2．7．1 卫星星座的类型 50

2．7 卫星星座的表示方法及优化设计 50

2．7．3 卫星星座中参数的优化 51

2．8 通信卫星的主要类型及组成 55

2．8．1 通信卫星的主要类型 56

2．8．2 通信卫星的组成 57

2．8．3 卫星公用舱的组成 59

2．8．4 有效载荷的组成 63

2．8．5 通信卫星元器件技术 69

2．9 卫星重量和功率的估算 71

2．9．1 卫星重量的类型及相互关系 71

2．9．2 计算卫星干重的模型 72

2．9．3 卫星直流功率的计算 74

第三章 卫星移动通信信道 79

3．1 有关移动通信的基本概念 79

3．1．1 多径传播和多径衰落 79

3．1．2 时延扩展和相干带宽 81

3．1．3 阴影效应 84

3．1．4 多普勒效应 85

3．2 GSO卫星移动通信中的多径衰落现象及主要对抗措施 86

3．2．1 多径衰落深度 87

3．2．2 多径衰落的时间/频率特性 90

3．2．3 多径衰落环境下载波同步设备的跟踪性能 91

3．2．4 对多径衰落可能采取的措施 92

3．3 多普勒效应 95

3．3．1 多普勒频移与多普勒率 95

3．3．2 抗多普勒频移的措施 98

3．4 卫星移动信道模型 98

3．4．1 卫星移动信道的一般表示 98

3．4．2 单环境双平坦衰落信道模型 100

3．4．3 多环境频率平坦卫星移动信道模型 107

3．4．4 宽带卫星移动通信信道模型 113

3．4．5 用于确定信道衰落余量的窄带卫星移动通信信道模型 114

3．5．1 背景电离作用引起的主要恶化 117

3．5 电离层对电波传播的影响 117

3．5．2 电离层不规则性造成的电离层闪烁 123

3．5．3 电离层吸收损耗 129

3．5．4 总的电离层效应 130

3．6 对流层对电波传播的影响 131

3．6．1 概述 131

3．6．2 气体吸收 131

3．6．3 降雨损耗 133

3．6．4 云雾损耗 138

3．6．5 折射 139

3．6．6 大气闪烁 141

3．6．7 波导传播 142

3．6．8 噪声温度 142

3．6．9 去极化效应 143

第四章 卫星移动通信体制概论 149

4．1 卫星移动通信系统通信体制的基本内容 149

4．2 多址访问方式概述 150

4．3 频分多址访问方式 153

4．3．1 每载波多路信道的FDMA 155

4．3．2 每载波单路信道的FDMA 157

4．3．3 卫星交换FDMA 158

4．3．4 FDMA方式的主要优缺点 160

4．3．5 FDMA在卫星移动通信中的应用 161

4．4 时分多址访问方式 161

4．4．1 时分多址访问的基本介绍 161

4．4．2 卫星交换TDMA 165

4．4．3 多载波TDMA 169

4．4．4 TDMA在卫星移动通信系统中的应用 175

4．5 码分多址访问方式 175

4．5．1 码分多址访问方式的基本原理 175

4．5．2 直接序列扩频CDMA 177

4．5．3 跳频扩频CDMA 180

4．5．4 CDMA在卫星移动通信系统中的应用 181

4．6 随机（争用）多址和可控（预约）多址访问方式 182

4．6．1 随机多址访问方式 182

4．6．2 可控多址访问方式 186

4．7 卫星移动通信系统中的信道分配 188

4．7．1 信道分配的主要类型和有关基本概念 188

4．7．2 固定信道分配策略 191

4．7．3 动态信道分配策略 194

4．7．4 灵活信道分配策略 196

4．8 卫星移动通信系统中的呼叫切换 197

4．8．1 有关切换的基本概念 197

4．8．2 切换的主要类型 199

4．8．3 切换的一般过程 203

4．8．4 CDMA系统中的软切换 206

4．9 卫星移动通信系统中信道分配和切换策略的性能分析 209

4．10 卫星移动通信系统中的交换方式和动态路由选择 214

4．10．1 交换方式的主要类型 215

4．10．2 卫星移动通信系统的业务量特点 219

4．10．3 卫星移动通信系统中的交换方式 221

4．10．4 卫星移动通信系统中的用户编号 223

4．10．5 空间交换网络中的路由选择 225

5．1 有关链路计算的基本概念和计算公式 235

第五章 卫星移动通信系统的链路计算 235

5．2 传输损耗 238

5．2．1 海事卫星移动通信信道的传播损耗 238

5．2．2 陆地卫星移动通信信道的传播损耗 247

5．2．3 航空卫星移动通信信道的传播损耗 258

5．2．4 对几种传播损耗的主要补偿措施 265

5．3 噪声 269

5．3．1 热噪声 269

5．3．2 天线噪声 272

5．3．4 互调噪声 275

5．3．3 接收系统噪声温度 275

5．4 干扰 277

5．4．1 邻道干扰 278

5．4．2 共信道干扰 279

5．4．3 交叉极化干扰 280

5．4．4 码间串扰 281

5．4．5 同频干扰 282

5．4．6 近端对远端比干扰 283

5．4．7 多址访问干扰 286

5．5 载波与噪声加干扰功率比 286

5．5．1 载波与噪声功率比的计算 286

5．5．2 载波与干扰功率比的计算 288

5．5．3 载波与噪声加干扰功率比的计算 292

5．6 卫星和移动站之间相对几何关系及若干传播参数 293

5．7 卫星移动通信信道的链路计算 299

5．8 系统可靠性和可用度 302

第六章 编码技术 306

6．1 语音编码 306

6．1．1 波形编码 310

6．1．2 参量编码 310

6．1．3 混合编码 316

6．2．1 差错控制编码的基本概念 333

6．2 差错控制编码 333

6．2．2 ARQ方式 336

6．2．3 线性分组码 339

6．2．4 卷积码 350

6．2．5 纠、检突发错误的码 354

6．2．6 级联码 357

6．2．7 Turbo码 359

第七章 数字调制解调技术 370

7．1 引言 370

7．1．1 滤波策略 370

7．1．2 调制方式 373

7．2．1 调制原理 376

7．2 BPSK/QPSK、π/2-DBPSK/π/4-DQPSK、OQPSK调制 376

7．2．2 BPSK和QPSK调制 377

7．2．3π/2-DBPSK和π/4-DQPSK调制 380

7．2．4 OQPSK调制 385

7．3 MSK、GMSK调制 387

7．3．1 MSK调制 387

7．3．2 GMSK调制 391

7．4 调制信号的传输特性 398

7．4．1 功率谱特性 398

7．4．2 抗噪声特性 400

7．4．3 滤波和限幅对传输性能的影响 401

7．5 多载波调制 403

7．6 正交振幅调制 406

7．6．1 QAM的一般原理 406

7．6．2 叠加式QAM 413

7．7 编码调制 418

7．7．1 网格编码调制 419

7．7．2 分组编码调制 426

7．7．3 多路网格编码调制和多路分组编码调制 426

7．8 BPSK/QPSK调制解调器的数字实现 427

7．8．1 调制解调器的数字实现方式 428

7．8．2 调制器的数字实现 429

7．8．3 解调器的数字实现 431

第八章 抗衰落技术 446

8．1 分集接收抗衰落技术 447

8．1．1 产生分集信号的方法 447

8．1．2 分集信号的合并技术 448

8．2 自适应均衡抗衰落技术 449

8．2．1 自适应均衡的基本原理 449

8．2．2 自适应均衡器的类型 450

8．3 编码抗衰落技术 453

8．4．2 RAKE接收的实现方式 456

8．4 扩频抗衰落技术 456

8．4．1 RAKE接收机的基本原理 456

8．4．3 实现RAKE接收的关键技术 461

第九章 星际链路 465

9．1 概述 465

9．2 星际链路的组成及主要优缺点 467

9．3 星际链路使用的频段 470

9．4 无线电频率星际链路 471

9．5 光星际链路 472

9．5．1 概述 472

9．5．2 光星际链路上信号的传输 473

9．5．3 光接收机中的噪声 474

9．6 星际链路天线指向控制技术 476

9．6．1 天线指向的捕获 476

9．6．2 天线指向误差对星际链路的影响分析 476

9．6．3 星际链路天线的自动跟踪技术 480

9．7 星际链路上的通信协议 483

9．7．1 链路层协议 484

9．7．2 网络层协议 484

9．7．3 运输层协议 486

10．1 星上处理和交换技术 488

第十章 星上处理技术和天线技术 488

10．1．1 载波处理转发器 490

10．1．2 比特流处理转发器 493

10．1．3 全基带处理转发器 500

10．2 多波束卫星天线技术 505

10．2．1 多波束反射面天线 506

10．2．2 多波束透镜天线 508

10．2．3 多波束阵列天线 510

10．2．4 智能相控阵天线 514

10．3．1 天线自适应调零技术 517

10．3．2 智能自动增益控制 517

10．3 星上抗干扰处理技术 517

10．4 ITU-R对移动地球站天线方向图的有关规定 519

第十一章 网络管理与控制 523

11．1 概述 523

11．2 网络管理的基本概念及组成 523

11．3 网络管理系统的基本功能 526

11．4 互联网的简单网络管理协议 528

11．5 ISO的OSI网络管理结构及公共管理信息协议 531

11．6 电信管理网 535

11．6．1 电信管理网的基本概念 535

11．6．2 电信管理网的功能结构 536

11．6．3 电信管理网的物理结构 539

11．6．4 电信管理网的实施结构 542

11．6．5 电信管理网的分层管理结构 543

11．6．6 电信管理网的管理业务 544

11．7 无线电链路的控制和管理 546

11．7．1 无线电链路质量测试 546

11．7．2 波束区选择 547

11．7．3 信道选择/分配 548

11．7．4 信道接入及释放 548

11．7．5 切换 548

11．7．6 支持移动性的功能 549

12．1 IMT-2000的功能模型 551

第十二章 IMT-2000的关键技术及其卫星部分与地面部分的综合 551

12．1．1 与业务管理有关的功能 553

12．1．2 与业务逻辑和业务控制有关的功能 553

12．1．3 与接入、呼叫和承载者控制有关的功能 554

12．2 IMT-2000中无线电接口的定义及要求 556

12．2．1 IMT-2000无线电运行环境中的业务可接入性 556

12．2．2 与用户有关的要求 557

12．2．3 运行要求 558

12．3 IMT-2000中无线电接口的通用性问题 561

12．3．1 采用分层法来解决接口的通用性 562

12．3．2 采用模块法解决接口的通用性 563

12．4 IMT-2000无线电接口的协议模型 564

12．5 IMT-2000无线电接口的信道结构 566

12．5．1 射频信道 566

12．5．2 物理信道 566

12．5．3 逻辑信道 566

12．5．4 帧结构 568

12．5．5 复用 568

12．6 IMT-2000的无线传输技术 569

12．6．1 概述 569

12．6．2 CDMA无线传输技术的特点 572

12．6．3 几种第三代移动通信陆地无线候选建议简介 574

12．7 IMT-2000中的移动性管理 598

12．7．1 概述 598

12．7．2 PLMN的移动性管理 600

12．8 IMT-2000中的切换和信道分配技术 618

12．8．1 切换的分类 618

12．8．2 切换准则 618

12．8．3 切换控制 620

12．8．4 切换时的信道分配 620

12．8．5 切换的优先级 621

12．8．7 IMT-2000网络中涉及卫星系统的切换 626

12．8．6 切换性能评估 626

12．9 卫星移动通信系统与地面通信系统的综合 627

12．9．1 实现卫星系统与地面系统综合的基本概念 627

12．9．2 地理综合 628

12．9．3 业务综合 630

12．9．4 网络综合 630

12．9．5 设备综合 633

12．9．6 系统综合 634

12．10 IMT-2000网络中卫星部分和地面部分综合的方式 635

12．11 几种第三代卫星移动通信系统无线电传输技术候选建议简介 637

12．11．1 概述 637

12．11．2 SW-CDMA建议 638

12．11．3 SW-C/TDMA建议 644

第十三章 卫星移动通信系统举例——GSO系统 656

13．1 INMARSAT GSO卫星移动通信系统基本介绍 656

13．2 提供海事卫星移动业务的INMARSAT系统 663

13．2．1 INMARSAT标准A系统 663

13．2．2 INMARSAT标准C系统 667

13．2．3 INMARSAT标准B系统 669

13．2．4 INMARSAT标准M系统基本介绍 670

13．2．5 卫星EPIRB和INMARSAT标准E终端 671

13．3 提供陆地卫星移动业务的INMARSAT系统 675

13．3．1 INMARSAT标准M系统 675

13．3．2 INMARSAT标准D/D+系统基本介绍 683

13．3．3 INMARSAT标准Mini-M系统基本介绍 685

13．4 提供航空卫星移动业务的INMARSAT系统 685

13．5 有代表性的区域和国内GSO卫星移动通信系统 692

13．5．1 北美的MSAT系统 694

13．5．2 澳大利亚的MobileSat系统 696

13．6 提供手持机业务的GSO卫星移动通信系统 697

第十四章 卫星移动通信系统举例——非GSO系统 700

14．1 非对地静止的中、低轨道卫星移动通信系统的发展背景和概况 700

14．2 铱系统 704

14．2．1 铱系统的概况 704

14．2．2 铱系统的组成和基本工作原理 705

14．2．3 铱卫星星座 707

14．2．4 铱系统控制段 709

14．2．5 铱关口站 710

14．2．6 铱系统用户单元和用户号码 713

14．2．7 铱系统通信体制 716

14．2．8 铱系统工作过程 718

14．3 全球星系统 725

14．3．1 全球星系统的网络结构和组成 725

14．3．2 全球星系统的空间段 727

14．3．3 全球星系统的地面段 730

14．3．4 全球星系统的用户段 732

14．3．5 全球星系统的通信体制 734

14．4 ICO全球卫星通信系统 736

14．4．1 ICO系统的组成和网络结构 736

14．4．2 ICO系统的空间段 738

14．4．3 ICO系统的地面互联网 741

14．4．4 ICO系统的用户段 742

14．4．5 ICO系统的通信体制 744

14．5 Teledesic全球卫星通信系统 744

14．6 小卫星通信系统 746

14．7 全球定位系统 755

14．8 系统比较和未来发展趋势 761