卫星通信手册 卫星固定业务PDF电子书下载

第一章绪论 1

1.1引言 1

目 录 1

1.1.1手册编写说明 2

1.1.2历史背景 3

1.1.3手册简介 6

1.2卫星固定业务（FSS）的定义 9

1.3卫星固定业务的特点及业务范围 10

1.3.1 卫星通信系统的主要组成部份 10

1.3.2频段 13

1.3.3 系统类型 13

1.3.4 卫星固定业务通信的基本特征 17

1.3.5业务范围 23

1.5.1 引言 28

1.4现有系统概况介绍 28

1.5 FSS的系统实现和管理规章制度 28

1.5.2管理 44

1.5.2.1概要 44

1.5.2.2现有卫星系统 45

1.5.2.3新的卫星系统 48

1.5.3新系统的实施 50

1.5.3.1 经济、技术的初步考虑 50

1.5.3.2初始规划 51

1.5.3.3详细规划 51

1.5.3.4安装 53

1.5.3.5操作与维护 53

1.6.3 无线电规则（日内瓦1982） 54

1.6.2 国际电信公约（内罗毕1982） 54

1.6.1 引言 54

1.6国际电信联盟（ITU）文献目录 54

1.6.4 国际无线电咨询委员会（CCIR）（日内瓦1982） 55

1.6.5 国际电报电话咨询委员会（CCITT，马拉加—托里莫里斯1984） 64

1.6.6 特别工作组（GAS）手册（CITT、CCIR） 66

第二章基本原理 67

2.1空间链路的特性 67

2.1.1 天线辐射功率和接收功率 67

2.1.2 天线增益和有效口径面积 69

2.1.3 附加损耗 70

2.1.4接收链路的噪声功率 70

2.2链路估算 73

2.2.1 质量指标 73

2.2.3.1 上行线（C/T）u值 75

2.2.3链路估算 75

2.2.2 可用度指标 75

2.2.3.2 下行线（C/T）d值 77

2.2.3.3 转发器互调噪声（C/T）i 77

2.2.3.4 估算链路总（C/T）t 78

2.2.3.5 评论 79

2.3轨道频谱资源的利用 81

2.3.1 引言 81

2.3.2 轨道利用和地球覆盖区的种类 84

2.3.2.1 利用对地静止卫星进行地球覆盖 84

2.3.2.2地球覆盖区类型 85

2.3.2.3 卫星位置保持和天线指向精度 92

2.3.2.4 多颗卫星：卫星应用的未来趋势 93

2.3.3.1 引言 94

2.3.3频段分配 94

2.3.3.2 卫星固定业务频率分配简表 95

2.3.4频率再用 95

2.3.5轨道／频谱利用的其它课题 99

2.3.5.1 调制技术 99

2.3.5.2 系统间干扰 100

2.3.5.3各网路间的一致性 102

2.4业务的可用性 103

2.4.1业务质量 103

2.4.2 卫星的可用性 105

2.4.3地球站可用性 105

附录2-Ⅰ 多址通信卫星行波管中的互调干扰 109

3.2基带处理 117

3.1概述 117

第三章基带处理、多路复用、调制及多址技术 117

3.2.1模拟信号处理（话音） 118

3.2.1.1按信道进行音节压扩 118

3.2.1.2话音激活 120

3.2.2数字处理（话音） 120

3.2.2.1模／数转换编码 120

3.2.2.2 差错控制编码 128

3.2.2.3 其它信号处理技术 130

3.2.3 图像处理 131

3.2.3.1模拟电视信号 131

3.2.3.2 电视信号的数字处理 133

3.3多路复用技术 135

3.3.1频分多路复用 135

3.3.3其它多路复用技术 137

3.3.2 时分多路复用 137

3.4调制技术 139

3.4.1 频率调制（FM） 139

3.4.1.1 频分多路复用－调频（FDM-FM） 139

3.4.1.2 单路单载波－调频（SCPC-FM） 141

3.4.1.3 系统设计（电话） 142

3.4.1.4调频电视 142

3.4.2 单边带（SSB）调制 143

3.4.3相移键控 145

3.4.4其它调制方式 149

3.5多址技术 150

3 5.1 频分多址（FDMA） 151

（FDM-FM-FDMA） 152

3.5.1.1频分多路—调频—频分多址 152

3.5.1.2单路单载波（SCPC） 153

3.5.1.3 时分多路－移相键控－频分多址 154

（TDM-PSK-FDMA） 154

3.5.2时分多址（TDMA） 155

3.5.2.1 系统结构 156

3.5.2.2 TDMA系统的同步 158

3.5.2.3 TDMA系统参数 159

3.5.2.4 频分多址－时分多址（FDMA-TDMA） 160

3.5.3码分多址（CDMA） 160

附录3-Ⅰ 各种复用－调制－多址技术方案之间的容量比较 164

附录3-Ⅱ 纠错编码 166

附录3-Ⅲ 电视信号的数字处理——比特率压缩及在电视会议中的应用 187

附录3-Ⅳ单边带（SSB）技术 195

4.1.1 结构 199

4.1通信卫星概述 199

第四章空间段 199

4.1.2温控系统 200

4.1.3姿态与轨道控制系统（参见546-2报告） 203

4.1.3.1姿态控制 203

4.1.3.2轨道控制 206

4.1.4 电源（参见673-1报告） 209

4.1.5遥测、指令、测距 212

4.1.6远地点发动机 212

4.1.7 某些通信卫星的有效载荷特性 215

4.2通信卫星的有效载荷 215

4.2.1 天线分系统 216

4.2.2转发器 217

4.2.2.1 概述 217

4.2.2.2接有单个发射波束的转发器 219

4.2.2.3接有多个波束的转发器 225

4.3发射、定点和定位保持 226

4.3.1 发射 226

4.3.2 定点到对地静止轨道 231

4.3.3 定点（站位）保持与有效载荷工作状态的监测 232

4.4可靠性与可用性考虑 234

4.4.1 卫星的可靠性 234

4.4.2卫星的可用性 236

4.5各种现有运载工具的数据 237

4.5.1 运载工具的选择 237

4.5.2运载工具和系统种类 237

4.5.3 可用的运载工具 238

5.1.1 配置及其主要功能 248

第五章地面段 248

5.1地球站的配置和一般特性 248

5.1.1.1 天线系统 249

5.1.1.2低噪声放大器 250

5.1.1.3功率放大器 252

5.1.1.4 电信设备 253

5.1.1.5 多路复用和解复用设备 255

5.1.1.6 与陆上通信网的连接设备 257

5.1.1.7 附加设备 258

5.1.1.8 电源设备 259

5.1.1.9一般土建设施 260

5.1.2 INTELSAT系统国际业务站 261

5.1.3 区域或国内系统地球站 263

5.1.4小站 264

5.2天线系统 265

5.2.1 天线的基本参数 265

5.2.1.1天线增益 265

5.2.1.2天线的有效口径面积和增益的计算式 266

（参看第2,1,2节） 266

5.2.1.3辐射方向图和波束宽度 268

5.2.1.4天线旁瓣 269

5.2.1.5极化 271

5.2.1.6 天线噪声温度 274

5.2.1.7接收时的品质因数（G/T） 278

5.2.1.8宽带特性 280

5.2.2天线设计 280

5.2.2.1 天线的主要类型 280

5.2.2.2.1 组合馈源系统 286

5.2.2.2 馈源系统 286

5.2.2.2.2 一次辐射器 287

5.2.2.2.3极化器工作原理 287

5.2.3天线的机械设计 291

5.2.3.1概述 291

5.2.3.2天线机械精度 291

5.2.3.3 天线可控能力和底座系统 292

5.2.3.4驱动和伺服分系统 294

5.2.3.5 典型实例（INTELSATA标准站天线 296

系统） 296

5.2.4天线波束定位—跟踪系统 296

5.2.4.1概述 296

5.2.4.2 自动跟踪系统 296

5.2.4.3 天线波束的定向误差 303

5.2.5小型地球站天线 306

5.2.6结论 309

5.3低噪声放大器 310

5.3.1概述 310

5.3.2低噪声参量放大器 311

5.3.3 场效应晶体管（FET）低噪声放大器 314

5.3.4低噪声放大器目前状况 316

5.3.5 结论 318

5.4功率放大器 318

5.4.1 概述 318

5.4.2微波管基本工作原理 319

5.4.3速调管 320

5.4.4行波管 321

5.4.5高功率放大器的一般性能要求 325

5.4.6.1 行波管电源 328

5.4.6 高功率放大器设计 328

5.4.6.2速调管电源 331

5.4.6.3 高压电源种类 331

5.4.6.4管子的保护 331

5.4.6.5推动放大器（前置放大器） 332

5.4.6.6逻辑单元 332

5.4.7功率放大器中的非线性效应 333

5.4.7.1 互调 334

5.4.7.2 非线性对数字传输（TDMA）的影响 337

5.4.7.3 线性化器 339

5.4.8 输出耦合系统和合路器 341

5.4.8.1 高功率放大后耦合系统（POST-HPA） 341

5.4.8.2 高功率放大前（Pre-HPA）耦合系统 347

5.4.9 固态功率放大器 349

5.4.8.4耦合系统与合路器的化较 349

5.4.8.3 混合耦合系统 349

5.4.10结论 351

5.5通信设备（模拟制） 353

5.5.1概述 353

5.5.2频率变换器 355

5.5.2.1一般说明及其特性 355

5.5.2.2 一次变频和二次变频 357

5.5.2.3 本机振荡器 360

5.5.3 频分多路复用—调频（FDM-FM）设备 361

5.5.3.1 引言 361

5.5.3.2 中频滤波和均衡 362

5.5.3.3调制 366

5.5.3.4 解调 366

5.5.3.5其它功能 370

（FDM-FM） 372

5.5.3.6带有压扩的频分多路复用调频系统 372

5.5.4 每载波单信道－调频设备（SCPC-FM） 373

5.5.5调频电视设备 379

5.5.5.1概述 379

5.5.5.2伴音节目传输 383

5.5.5.3 电视载波的调制与解调 387

5.5.6 单边带通信设备 388

5.6数字通信设备 390

5.6.1概述 390

5.6.2 通信设备（SCPC和TDM） 393

5 6.2.1 FDMA-SCPC-PSK 394

5.6.2.2 FDMA-TDM-PSK 401

5.6.3.2 高速TDMA终端（INTELSAT/EUTELSAT 404

120兆比/秒，TDMA-DSI） 404

5.6.3 通信设备（TDMA） 404

5.6.3.1 TDMA终端的一般工作原理 404

5.6.3.3 中速率TDMA终端的典型实例 412

（TELECOM-1） 412

5.6.3.3.1概述 412

5.6.3.3.2 TDMA处理单元（LAPS） 414

5.6.3.3.3 陆上通信网连接中心（CRT）和陆 415

上用户连接装置 415

5.6.4 供商用通信的其它种类设备 417

5.6.5数字通信的调制解调器 419

5.6.5.1 引言 419

5.6.5.2 相位模糊的消除 421

5.6.5.4.2 滤波的实际应用 422

5.6.5.4.1 原理简介 422

5.6.5.3 基本调制解调器电路 422

5.6.5.4 滤波 422

5.6.5.5 载波恢复 426

5.6.5.6 时钟恢复 429

5.6.5.7 子帧调制解调器的特殊问题 429

5.7地球站监测、告警和控制 433

5.7.1概述 433

5.7.2 MAC的主要指标 435

5.7.3 MAC的功能安排 435

5.7.4 监测、告警、控制（MAC）系统 437

5.7.5参数监测 439

5.7.6综述 442

5.8.1土木工程 443

5.8总体设计 443

5.8.1.1 大型多天线地球站 444

5.8.1.1.1 电信设备区 445

5.8.1.1.2 电源设备区 445

5.8.1.1.3机械设备（采暖、通风、空 446

调-HV AC） 446

5.8.1.1.4行政管理和后勤保障区 447

5.8.1.1.5辅助设施 447

5.8.1.2 大型单天线地球站 448

5.8.1.3较小型地球站 450

5.8.2 电源系统 451

5.8.2.1大型地球站 453

5.8.2.2较小型地球站 455

5.8.3.1 大型天线 456

5.8.3天线系统（天线土木工程） 456

5.8.3.2 中型天线 457

5.9陆上通信链路 457

5.9.1 电缆链路 457

5.9.2无线电中继链路 458

5.9.3 无线电中继特性 460

5.10陆上接口考虑 461

5.10.1地球站多路复用设备 461

5.10.1.1模拟信号卫星通信（FDMA-FDM） 461

5.10.1.2数字卫星通信 464

5.10.1.3 SCPC卫星通信（电话） 467

5.10.2勤务信道设备 467

5.10.3 与陆上通信网的互连 468

5.10.3.1 回声 468

5.10.3.2信令 476

5.10.3.3数据传输问题 477

附录5.Ⅰ 国际卫星组织A标准站性能一览表 478

第六章频率共用和干扰 511

6.1无线电规则条款和国际频率登记委员会（IFRB）的程序 511

6.1.1引言 511

6.1.2频率分配 511

6.1.3 干扰的可能模式 513

6.1.3.1 空间业务和陆上业务间的干扰模式 514

6.1.3.2不同频段不同空间系统（地球→空间、空间→地球）各站间的干扰模式 514

6.1.3.3 B1和B2模式在双向使用频段内，不同空间系统各站间的干扰模式 514

6.1.3.4沿干扰途径的传播情况 514

6.1.3.5 无线电规则的应用 518

6.1.4.1.1地球站发射 519

6.1.4辐射限制 519

6.1.4.1 卫星固定业务站 519

6.1.4.1.2 空间站发射 520

6.1.4.2陆地站 522

6.1.4.2.1站址和频率的选择 522

6.1.4.2.2功率限制 523

6.1.5提前公布资料 525

6.1.6 协调 525

6.1.7通知 526

6.2其它协调程序 526

6.2.1 根据INTELSAT协议第14款与INTELSAT 526

系统间的协调 526

6.2.1.1概述 526

6.2.1.2 第14款系统间协调 527

6.2.1.3技术兼容性 528

6.2.1.4重大经济损害 529

6.2.2 与EUTELSAT协调 529

6.2.3 与其他组织的协调 529

6.3卫星固定业务各网路间的频率共用 530

6.3.1 是否需要协调的计算 530

6.3.2 详细的协调计算 533

6.3.3 卫星固定业务网和其它业务的馈送链路 534

6.3.3.1 卫星固定业务、卫星广播业务的馈送链路 534

6.3.3.2 卫星固定业务（FSS）和海事卫星移动业务（MMSS）的馈送链路 536

6.3.4 简化协调的方法 536

6.3.4.1概述 536

6.3.4.2增加角度间隔 536

6.3.4.4 减少或消除载波间的重叠 537

6.3.4.3网路参数的调整 537

6.3.4.5地球站天线方向图的改善 538

6.3.4.6 卫星天线方向图的改善 538

6.3.4.7 可接受的干扰电平高于CCIR推荐的干扰电平 538

6.3.4.8其它方法 539

6.3.5 结论 539

6.4卫星固定业务和其它空间业务之间的频率共用 540

6.4.1 引言 540

6.4.2 卫星广播业务（BSS）与卫星固定业务（FSS）间的频率共用 540

6.4.3 卫星固定业务与地球探测卫星（EES）业务（无源）间频率共用 541

6.4.4 卫星固定业务与地球探测卫星（EES）业务（有源）间频率共用 543

6.4.5 卫星固定业务与卫星移动业务（MSS）间频率共用 543

6.5.1 引言 544

6.5卫星固定业务与陆上业务系统间频率共用 544

6.5.2按无线电规则附录对规定，对地球站协调等值线（见382-4报告）的计算 545

6.5.3干扰发射的允许电平 545

6.5.4最小允许传输损耗 546

6.5.4.1 对流层传播计算（模式（1）） 546

6.5.4.2 雨滴散射传播计算（模式（2）） 546

6.5.5协调等值线的确定 547

6.5.6性能和干扰准则 547

6.5.7共用原则 548

附录6-Ⅰ 用在澳大利亚国内卫星通信系统（ANSCS）中的各规章条款 548

附录6-Ⅱ 澳大利亚国内卫星通信系统（ANSCS）的卫星链路等效噪声温度（ESLNT）和传输增益的计算 549

附录6-Ⅲ 链路等效噪声温度增量计算实例 554

附录6-Ⅳ 确定某地球站协调距离的实例 556

7.1卫星通信网路运行的组织管理 565

7.1.1 国际卫星通信（INTELSAT）网路运行的组织管理 565

第七章组织管理 565

7.1.1.1技术和操作控制中心（TOCC） 566

7.1.1.2卫星控制中心（SCC） 567

7.1.1.3遥测、跟踪、指令和监测（TTCM） 567

7.1.1.4通信系统的监测（CSM） 568

7.1.1.5 PCM-PSK网路的基准、监测站 568

（NRMS） 568

7.1.1.6公务电路（ESC）的运用 568

7.1.1.7 TDMA-DSI网路的运行 569

7.1.2 国内卫星通信网路的运行管理 570

7.1.2.1网路操作控制中心………………………（571 ）7.2地球站的运行管理 572

7.2.1 维护、安排 572

7.2.1.1人员配备 572

7.2.1.2维修原则和备份措施 573

7.2.1.4性能因素 574

7.2.1.3测试设备 574

7.2.2人员培训 575

7.2.2.1执行经理的培训 576

7.2.2.2技术人员受训应具备的条件 576

7.2.2.3语言训练 576

7.2.2.4课程要点和大纲 577

7.2.2.5讲课 577

7.2.2.6讲义 577

7.2.2.7 演示和实习设备 578

附录7-Ⅰ 加拿大国内卫星（ANIK）网路的管理（事例研究） 578

附录7-ⅡTELECOM1商用卫星通信网的管理（国内 583

TDMA-DA网路实例研究） 583

附录7-Ⅲ 卫星通信的培训（操作与维护）教学大纲举例 585

1.2雨衰减的预测方法 588

1.1引言 588

附件Ⅰ 电波传播 588

1． 卫星链路上由于降雨和云所引起的损耗 588

1.3 大气层中各种气体和云造成的衰减 590

1.4 对流层闪烁 591

2．大气层对极化的影响 594

2.1 电离层产生的极化面旋转 595

2.2非电离层造成的电波去极化 596

3．其它传播影响 598

附件Ⅱ 链路估算举例 599

1．TDMA链路估算实例 599

1.1 ECS卫星系统的特性 599

1.2 TDMA系统的特性 600

1.3传播模式 600

1.4链路计算 601

2．FDMA链路估算举例 604

2.1 INTELSAT-Ⅵ卫星系统特点（72MHz半球－区域转发器） 604

2.2 INTELSAT-ⅥFDM/FM载波的参考链路估算 608

（半球－区域转发器） 608

3．单边带调幅链路估算实例 609

3.1 单边带调幅系统的特性 609

3.2链路估算 610

4．小容量系统举例 613

附件Ⅲ 现有卫星通信系统概况 617

1．INTELSAT系统 617

1.1概述 617

1.2 电信业务 618

1.4地球站 620

1.3卫星 620

2．INTERSPUTNIK 622

3． 欧洲通信卫星系统（EUTELSAT） 624

3.1 引言 624

3.2 卫星方案和通信有效载荷 625

3.3 欧洲卫星电信网路 627

4．国内卫星系统 629

4.1 日本的卫星系统（运营的通信卫星CS-2系统） 629

4.2 法国卫星系统（TELECOM-1） 631

4.2.1 引言 631

4.2.2商用业务和视频传输 631

4.2.3各种国内业务 634

4.3.1引言 635

4.3 印度卫星系统 635

4.2.4 卫星的轨道位置 635

4.3.2系统 636

4.3.3空间段 636

4.3.4通信应用和地面段 637

4.4 美国国内卫星系统 638

4.4.1 系统综览 638

4.4.2卫星 639

4.4.3地球终端站 642

4.5 TELESAT卫星系统 643

4.6 印度尼西亚卫星系统 643

4.7 苏联国内卫星系统 645

4.7.1 MOSKVA电视分配系统 646

卫星通信手册缩写词表 648

卫星通信手册总索引 668