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第1章　卫星通信概述 1

1.1 卫星通信的发展历程 1

目录 1

1.2　卫星通信系统分类 3

1.3 卫星通信存在的主要问题 4

1.4 卫星通信系统的组成及工作过程 5

1.4.1　卫星通信系统的组成 5

1.4.2　卫星通信系统的工作过程 6

1.5　卫星运动轨道 7

1.5.1 卫星围绕地球运动的方程 7

1.5.2　卫星运动的基本规律 7

1.5.3　卫星轨道的分类 8

1.5.4　卫星轨道的摄动与分析 9

1.6　通信卫星的组成 11

1.5.5　轨道形状和卫星速度的关系 11

1.6.1　通信分系统 12

1.6.2　天线分系统 13

1.6.3　跟踪、遥测和指令（TT C）分系统 15

1.6.4　控制分系统 15

1.6.5　电源分系统 15

1.7　卫星通信使用的频率 16

1.8　卫星通信技术的基本参数 17

1.8.1　有效全向辐射功率 17

1.8.2　噪声系数和等效噪声温度 18

1.8.3　载噪比 19

1.8.4　地球站的品质因数 20

1.8.6　门限载噪比 21

1.8.5　卫星转发器饱和通量密度 21

小结 22

参考文献 22

第2章　卫星通信地球站 23

2.1　地球站的分类及组成 23

2.2　地球站站址的选择与布局 24

2.2.1　地球站站址的选择 24

2.2.2　地球站的布局 27

2.3　地球站天线系统 27

2.3.1 对天线系统的基本性能要求 28

2.3.2 天线类型 29

2.3.3　馈源系统 32

2.3.4　跟踪伺服系统 33

2.4　地球站发射系统 39

2.4.1 对地球站发射系统的要求 40

2.4.2 高功率放大器（HPA） 40

2.4.3　上变频器（UC） 46

2.4.4　本机振荡器（泵源） 48

2.5　地球站接收系统 49

2.5.1　对地球站接收系统的要求 50

2.5.2　低噪声放大器（LNA） 50

2.5.3 下变频器（DC） 53

2.6　其他系统和设备 55

2.6.1 终端系统 55

2.6.2　通信控制系统 55

2.6.3　电源系统 57

2.6.4　地球站回波抵消设备 60

参考文献 62

小结 62

第3章　卫星通信线路 63

3.1　星-地线路传输损耗 64

3.1.1 自由空间传播损耗 64

3.1.2　大气吸收损耗 65

3.1.3　馈线损耗 66

3.1.4　天线指向误差损耗 66

3.1.5　法拉第旋转 67

3.1.6 电离层闪烁 68

3.1.7 降雨衰减 68

3.1.8　多径衰落 69

3.2　卫星通信线路的噪声和干扰 70

3.2.1 天线噪声 71

3.2.2　交调噪声 73

3.2.3　其他干扰 74

3.3　卫星通信线路中的载噪比 77

3.3.1　上行线路载噪比与卫星品质因数 77

3.3.2　下行线路载噪比与地球站品质因数 79

3.3.3　卫星转发器载波功率和交调噪声功率比 79

3.3.4　卫星通信线路的总载噪比 80

3.3.5 门限备余量和降雨备余量 82

3.4　卫星通信系统线路设计与计算 83

3.4.1　卫星通信系统线路设计步骤 83

3.4.2　卫星通信系统线路设计实例 83

小结 93

参考文献 93

第4章　多址连接方式 95

4.1　频分多址方式 95

4.1.1 FDMA终端设备的组成 97

4.1.2 FDMA方式的类型 98

4.1.3 FDMA方式的交调干扰与能量扩散 101

4.2　时分多址方式 107

4.2.1　TDMA终端设备的组成 108

4.2.2 TDMA方式的类型 110

4.2.3 TDMA的帧结构 111

4.2.4　TDMA帧长的选择 112

4.2.5　初始捕获与分帧同步 115

4.3　码分多址方式 118

4.3.1 直接序列扩频码分多址（CDMA/DS）方式 119

4.3.2　跳频码分多址（CDMA/FH）方式 119

4.4　空分多址方式 121

4.5　卫星交换FDMA/TDMA方式 122

4.5.1　卫星交换FDMA 123

4.5.2　卫星交换TDMA 124

4.6　随机（争用）多址方式 125

4.6.1 纯ALOHA（P-ALOHA）方式 126

4.6.2　时隙ALOHA(S-ALOHA) 128

4.6.3 具有捕获效应的ALOHA(C-ALOHA) 129

4.6.4 选择拒绝ALOHA(SREJ-ALOHA) 129

4.7　可控（预约）多址方式 131

4.7.1 预约ALOHA(R-ALOHA) 131

4.7.2 自适应TDMA(AA-TDMA) 132

小结 133

参考文献 134

第5章　星上处理技术和天线技术 135

5.1　具有星上处理和星上交换能力的转发器 135

5.1.1　载波处理转发器 136

5.1.2　比特流处理转发器 138

5.1.3　全基带处理转发器 143

5.2　多波束卫星天线技术 145

5.2.1 多波束反射面天线 146

5.2.2　多波束透镜天线 147

5.2.3　多波束阵列天线 148

5.2.4　智能相控阵天线 151

5.3　星上抗干扰处理技术 152

5.3.1 天线自适应调零技术 152

5.3.2　智能自动增益控制 153

小结 154

参考文献 154

6.1　模拟信号的调制 155

6.1.1 FM信号的产生 155

第6章　卫星链路的调制技术 155

6.1.2　FM信号的解调 156

6.1.3　FM信号的传输特性 157

6.2　数字调制和解调 158

6.2.1　相移键控调制 159

6.2.2　频移键控调制 165

6.3　多载波调制 171

6.4　正交幅度调制 172

6.4.1　QAM的一般原理 172

6.4.2　叠加式QAM 175

6.5　编码调制 177

6.5.1 网格编码调制 177

6.5.2　分组编码调制 182

6.5.3 多路网格编码调制和多路分组编码调制 183

小结 183

参考文献 184

7.1　差错控制方式 185

7.1.1 自动请求重发 185

第7章　数字卫星链路的差错控制 185

7.1.2　前向纠错 187

7.2　差错控制编码的几个基本概念 188

7.2.1　信息码元和监督码元 188

7.2.2　许用码组与禁用码组 188

7.2.3　码重与码距 189

7.3　线性分组码 190

7.4　循环码 196

7.4.1　循环码的特点 196

7.4.2　循环码的生成 197

7.4.3　汉明（Hamming）码 199

7.4.6　里德-所罗门（RS）码 200

7.4.4 BCH码 200

7.4.5　格雷（Golay）码 200

7.5　卷积码 201

7.6　级联码和交织技术 203

7.6.1　级联码 203

7.6.2　交织码 204

7.7　Turbo码 205

7.7.1　Turbo码编码 206

7.7.2 Turbo码译码 207

7.7.3　影响Turbo码性能的参数 208

7.7.4　Turbo码的性能 209

小结 209

参考文献 210

8.1.1 组网方式 211

第8章　VSAT系统 211

8.1　组网方式及网络组成 211

8.1.2 VSAT网组成 213

8.2　VSAT系统的工作原理及关键技术 215

8.2.1 VSAT的工作过程 215

8.2.2 VSAT网多址协议应用概况与用户选择 217

8.2.3 VSAT系统信号传输技术 219

8.3 VSAT网的主要传输体制 220

8.3.1 传输体制的选择依据 220

8.3.2 VSAT数据网的传输体制 221

8.3.3 VSAT电话网的传输体制 222

8.4 VSAT电话网 222

8.5 VSAT系统设计 224

8.5.1 用户需求分析 224

8.5.2 VSAT的总体设计 225

8.5.3 VSAT卫星通信系统的工程建设 227

小结 229

参考文献 229

第9章　卫星通信与互联网 230

9.1　基于卫星的互联网 231

9.2　TCP协议及其控制机制 233

9.2.1　几种TCP协议版本 233

9.2.2　TCP控制机制 237

9.3　影响TCP性能的卫星链路特性 239

9.3.1 长传播延时 239

9.3.2　高误码率 240

9.3.3　信道非对称性 240

9.4　改善卫星通信系统中TCP性能的措施 240

9.4.2　端到端的解决方案 241

9.4.1　链路层解决方案 241

9.4.3　划分TCP连接的解决方案 245

9.5　宽带卫星IP技术 248

9.5.1 宽带卫星IP通信的特点 248

9.5.2　现有的宽带卫星IP通信系统 249

9.5.3　宽带卫星IP通信关键技术 253

小结 256

参考文献 257

第10章　卫星导航定位系统 259

10.1　卫星导航定位系统介绍 259

10.1.1　子午仪卫星导航系统 259

10.1.2　GPS卫星全球定位系统 260

10.1.3 GLONASS全球导航卫星系统 262

10.1.4 Galileo卫星导航定位系统 263

10.1.5　北斗卫星导航定位系统 264

10.2　GPS卫星导航定位信号 265

10.2.1　伪噪声码及其生成 268

10.2.2　GPS卫星的伪噪声码 273

10.3　GPS信号接收机 278

10.3.1 GPS信号接收机的类型 278

10.3.2 GPS信号接收机的基本结构 279

10.3.3 GPS信号接收机的工作原理 282

10.4 GPS定位原理 287

10.4.1 GPS伪距测量定位 288

10.4.2　GPS载波相位测量定位 298

小结 301

参考文献 301