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第1章 绪论 1

1.1卫星通信 1

1.1.1卫星通信业务的种类 2

1.1.2卫星通信的发展趋势 3

1.2数字卫星通信 5

1.2.1数字通信 5

1.2.2数字卫星通信 6

1.3卫星通信中的数字信号处理 8

1.3.1数字信号处理的概念和应用 8

1.3.2数字信号处理的实现 9

1.3.3卫星通信与数字信号处理的关系 10

第2章 通信卫星分类和轨道 11

2.1概述 11

2.2卫星轨道 12

2.2.1时间和坐标系 12

2.2.2卫星轨道基本参数及计算 16

2.2.3卫星位置与地面站计算 18

2.3对地静止轨道卫星 20

2.3.1特点 20

2.3.2对地静止卫星的地球覆盖 20

2.3.3通信工作模式 22

2.4非对地静止轨道卫星 24

2.4.1特点 24

2.4.2单轨道平面卫星群的工作模式 26

2.4.3卫星星座 27

2.4.4用于移动卫星服务的轨道构成 32

2.5轨道对通信系统性能的影响 33

2.5.1多普勒频移 33

2.5.2距离产生变化 35

2.5.3星蚀 35

2.5.4日凌中断 37

第3章 通信卫星系统 38

3.1概述 38

3.2通信卫星的有效载荷 39

3.2.1转发器系统 39

3.2.2天线系统 43

3.3通信卫星的平台 45

3.3.1姿态和轨道控制系统 46

3.3.2推进系统 50

3.3.3遥测、跟踪和指令系统 51

3.3.4电源系统 54

3.3.5热控系统 57

3.3.6结构系统 59

3.4通信卫星的总体设计 60

3.4.1空间环境的影响 61

3.4.2通信卫星的功率和重量 62

3.4.3卫星的寿命和可靠性 66

第4章 卫星通信链路和接入方式 70

4.1卫星通信链路 70

4.1.1传输方程 70

4.1.2天线的特征参数 71

4.1.3自由空间传输时接收端的信号功率 73

4.1.4卫星通信链路中的传输损耗 75

4.1.5接收机输入端的噪声功率 77

4.1.6接收机输入端的载噪比C/N与G/T值 81

4.1.7噪声功率比（NPR）及其对卫星通信链路的影响 82

4.2卫星通信链路接入方式 83

4.2.1频分多址（FDMA）方式 84

4.2.2时分多址（TDMA）方式 86

4.2.3码分多址（CDMA）方式 90

4.2.4空分多址（SDMA） 96

4.2.5随机（争用）多址和可控（预约）多址 97

第5章 数字通信技术和信号传输 101

5.1概述 101

5.1.1数据传输系统的组成及其主要指标 101

5.1.2数据传输系统的主要技术问题 103

5.2数字信号的基带传输 106

5.2.1基带信号在信道中传输的特点 106

5.2.2无码间干扰的基带传输特性 107

5.2.3幅度滚降特性 108

5.2.4基带传输的误码性能 110

5.3同步技术 111

5.3.1载波同步 111

5.3.2位同步 114

5.3.3群同步 119

5.4差错控制 122

5.4.1反馈纠错 122

5.4.2前向纠错 123

第6章 卫星扩频通信抗干扰技术 129

6.1采用预测技术的抗干扰方法 130

6.1.1线性预测技术 130

6.1.2非线性预测技术 134

6.2编码辅助的抗干扰技术 140

6.2.1采用线性MMSE检测器的窄带干扰抑制技术 140

6.2.2单音干扰 142

6.2.3自回归（AR）干扰 144

6.3基于判决反馈的抗窄带干扰方法 146

6.3.1基于判决反馈的抗窄带干扰方法的基本原理 146

6.3.2基于改进的判决反馈的抗窄带干扰方法 148

6.3.3单音干扰下判决反馈器抽头权值的确定 150

6.3.4信干比的改善量 152

6.3.5误差概率分析 153

6.3.6误差传播对误差概率的影响 154

6.4随机梯度下降法 155

6.4.1维纳滤波器 157

6.4.2最小均方算法（LMS） 158

6.4.3归一化的LMS算法 160

6.4.4直接判决算法 162

第7章 变换域信号处理 163

7.1变换域的概念以及几种变换方式 163

7.1.1信号模型 163

7.1.2块变换 167

7.1.3重叠变换的发展 173

7.2时频分析用于通信抗干扰 177

7.2.1时频分析的历史 178

7.2.2时频分布的基本理论 180

7.2.3单频干扰的时频抑制处理 184

7.3实时变换域滤波技术 189

7.3.1窄带干扰抑制 189

7.3.2宽带干扰抑制 195

第8章 数字分路与合成 198

8.1概述 198

8.2多采样率信号处理理论基础 199

8.2.1整数倍抽取（Decimation） 199

8.2.2整数倍内插（Interpolation） 203

8.2.3采样率分数倍变换 205

8.2.4滤波与抽取和内插的互换 205

8.2.5滤波器的多相结构 207

8.2.6抽取器和内插器的多相结构实现 208

8.2.7带通信号采样率变换理论 210

8.3数字分路与合成——滤波器组 214

8.3.1分路与合成的整带型实现 215

8.3.2分路与合成的正交型实现 216

8.3.3分路与合成的高效实现——DFT滤波器组 218

8.3.4一个简单的例子 222

第9章 数字调制与解调 223

9.1卫星数字传输链路 223

9.1.1数字信号的基带传输特性 223

9.1.2基带通信链路传输 225

9.1.3数字信号的带通传输 226

9.2数字调制和解调 232

9.2.1概述 232

9.2.2二相相移键控（BPSK）调制 233

9.2.3四相相移键控（QPSK）调制 235

9.2.4数字调制的误码特性 237

9.3QPSK信号全数字解调 245

9.3.1数字解调原理 246

9.3.2数字解调的旋转变换算法 248

9.3.3系统组成 249

9.4数字调制和解调的工程实现 254

9.4.1卫星通信链路中调制方式的选择 254

9.4.2非理想信道的BER恶化 257

9.4.3Eb/N0的测量 263

9.4.4载波恢复的基本方法 264

9.4.5定时恢复的基本方法 270

第10章 星上交换技术 275

10.1概述 275

10.2卫星电路交换技术 275

10.3卫星ATM交换技术 277

10.3.1卫星ATM交换网络构架 278

10.3.2卫星环境中ATM交换技术 281

10.3.3卫星ATM交换结构 281

10.3.4卫星ATM交换协议体系 284

10.3.5卫星ATM交换应用方式 288

10.4卫星IP交换技术 289

10.4.1卫星IP交换网络构架 289

10.4.2卫星环境中的TCP/IP 290

10.4.3卫星IP交换实现模式 290

10.4.4卫星IP交换协议体系 292

10.5卫星分组交换QoS保证技术 294

10.5.1QoS参数定义 295

10.5.2影响QoS参数的网络特征 296

10.5.3卫星分组交换QoS保证技术 296

10.6卫星交换技术发展前景 302

第11章 相关技术及今后发展趋势 303

11.1概述 303

11.2数字波束形成技术 303

11.2.1接收信号模型 304

11.2.2接收数字波束形成原理 305

11.2.3发射数字波束形成原理 306

11.2.4数字波束形成系统的分类 307

11.3盲信号分离技术 310

11.3.1盲信号分离技术基本理论 311

11.3.2盲信号分离的基本方法 313

11.3.3盲信号分离算法 315

11.3.4盲信号分离技术的应用 316

11.4对下一代卫星通信的展望 317

11.4.1卫星星座发展趋势 318

11.4.2卫星通信技术发展趋势 319

11.4.3卫星通信业务趋势 320

11.4.4卫星通信商业发展趋势 323

11.4.5尚未完全解决的课题 324

11.5结束语 324

11.5.1更高更快的处理能力和更有效的算法 324

11.5.2与新的技术相结合，拓展应用领域 325

11.5.3适合空间应用的高速大规模集成电路和数字信号处理平台 325

附录 326

参考文献 331