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第1章 卫星通信系统概述 1

1.1卫星轨道 1

1.2系统的组成 3

1.2.1空间段 3

1.2.2地面段 4

1.3频率分配 4

1.4卫星通信的特点 5

1.5卫星通信系统的应用类型 6

1.5.1卫星视频广播业务 7

1.5.2电话等交互式业务 7

1.5.3数据通信和因特网业务 8

1.5.4移动通信业务 9

1.5.5不同应用类型所需带宽 10

1.6卫星通信的发展 10

1.6.1卫星通信的发展历程 10

1.6.2卫星通信的发展趋势 11

习题 12

本章参考文献 13

第2章 卫星轨道 14

2.1卫星轨道特性 14

2.1.1开普勒定理 14

2.1.2地心坐标系与卫星轨道参数 16

2.1.3卫星轨道分类 17

2.2卫星的定位 21

2.2.1卫星在轨道面内的定位 21

2.2.2卫星对地球的定位——星下点轨迹 23

2.3卫星覆盖特性计算 24

2.4卫星轨道摄动 26

2.4.1地球扁平度的影响 27

2.4.2太阳和月球的影响 27

2.5轨道特性对通信系统性能的影响 28

2.5.1多普勒频移 28

2.5.2日蚀 29

2.5.3日凌中断 30

习题 30

本章参考文献 31

第3章 链路传输工程 32

3.1概述 32

3.2星-地链路传播特性 33

3.2.1自由空间传播损耗 33

3.2.2链路附加损耗 35

3.3卫星移动通信链路特性 38

3.3.1衰落信道模型 38

3.3.2多普勒频移 39

3.4天线的方向性和电极化问题 40

3.4.1天线增益和方向图 40

3.4.2极化隔离 42

3.5噪声与干扰 43

3.5.1系统热噪声 43

3.5.2宇宙噪声和大气噪声 45

3.5.3其他干扰 47

3.6卫星通信全链路质量 47

3.6.1链路预算分析 47

3.6.2接收系统的等效噪声温度 49

3.6.3全链路传输质量 50

3.6.4链路预算实例 50

3.7信道对传输信号的损害 52

3.8上行、下行链路的RF干扰 54

习题 56

本章参考文献 58

第4章 多址技术 59

4.1引言 59

4.2频分多址技术 59

4.2.1 MCPC和SCPC 59

4.2.2 FDMA的非线性效应和交调干扰 60

4.2.3 FDMA的地球站设备 60

4.3时分多址技术 62

4.3.1 TDMA技术 62

4.3.2子帧的捕获和同步 64

4.3.3信号比特速率和转发器带宽 65

4.4 FDMA与TDMA的比较 65

4.4.1 TDMA和FDMA上行链路所需功率的比较 66

4.4.2功率受限和带宽受限 67

4.5码分多址技术 68

4.6三种多址技术的RF利用方式 71

4.7 ALOHA协议 71

习题 74

本章参考文献 75

第5章 星载和地球站设备 77

5.1高功率放大器和低噪声放大器 77

5.1.1 HPA 77

5.1.2 LNA 78

5.2星载转发器 79

5.2.1弯管式转发器 79

5.2.2转发器的EIRP和G/T 80

5.2.3星载天线 81

5.2.4星上处理转发器 83

5.2.5星载电源 89

5.3通信地球站设备 89

5.3.1射频部分 90

5.3.2中频和基带处理部分 92

5.3.3地面接口与陆地链路 93

5.4其他类型的地球站 96

5.4.1 TT&C地球站与SCC 96

5.4.2 TV上行站和广播中心 98

5.4.3 TV单收站 99

5.5 MSS移动终端和信关站 102

5.5.1移动终端 102

5.5.2信关站 103

习题 104

本章参考文献 105

第6章VSAT通信网 106

6.1 VSAT概述 106

6.1.1 VSAT的概念和特点 106

6.1.2 VSAT卫星通信网 106

6.1.3 VSAT系统分类 106

6.1.4 VSAT的主要业务类型及应用 107

6.2 VSAT网络结构和地面设备 108

6.2.1 VSAT网络结构 108

6.2.2 VSAT系统的主站和小站设备 110

6.3 VSAT数据网 114

6.3.1网络体系结构 114

6.3.2卫星链路传输特性对协议和系统性能的影响 115

6.3.3 VSAT星形数据网多址协议 116

6.3.4 VSAT数据网的响应时间 118

6.4 VSAT电话网 119

6.4.1 VSAT电话网的特点 119

6.4.2 VSAT电话网的多址方式 120

6.4.3 VSAT电话网的DAMA方式 121

6.5 VSAT系统链路设计实例 122

习题 122

本章参考文献 124

第7章 卫星移动通信系统 126

7.1引言 126

7.2非静止轨道卫星星座 127

7.2.1星座设计时的基本考虑 128

7.2.2极/近极轨道星座 128

7.2.3倾斜圆轨道星座 132

7.2.4共地面轨迹星座 137

7.2.5太阳同步轨道星座 140

7.3卫星星际链路 141

7.3.1相同轨道高度卫星间的星际链路 141

7.3.2不同轨道高度卫星间的星际链路 143

7.4卫星移动通信系统网络结构 144

7.4.1空间段 144

7.4.2地面段 147

7.4.3用户段 148

7.5卫星移动通信频率规划 148

7.6典型卫星移动通信系统简介 151

7.6.1非静止轨道卫星移动通信系统 151

7.6.2静止轨道卫星移动通信系统 158

习题 161

本章参考文献 161

第8章 卫星宽带通信系统 164

8.1引言 164

8.2卫星宽带通信系统结构 165

8.3卫星TCP技术 167

8.3.1 TCP协议概况 167

8.3.2卫星网络中TCP存在的问题 170

8.3.3改善卫星TCP性能的方法 172

8.4卫星IP技术 182

8.4.1卫星IPQoS 183

8.4.2隧道技术 183

8.4.3异构网络互连 184

8.4.4卫星星座路由技术 185

8.4.5卫星网络组播技术 186

8.4.6现有卫星IP技术简介 187

8.5国外卫星宽带通信系统概况 191

习题 194

本章参考文献 194

第9章 卫星数字电视广播系统 197

9.1引言 197

9.2卫星数字电视广播系统的组成 198

9.3卫星广播电视系统中的纠错编码 199

9.3.1 RS编码技术 200

9.3.2数据交织技术 201

9.3.3卷积编码技术 201

9.3.4 LDPC编码技术 201

9.4卫星数字电视传输标准 202

9.4.1概述 202

9.4.2 DVB—S传输标准 202

9.4.3我国的卫星数字电视传输标准 204

9.5信源编码与MPEG—2标准 204

9.5.1信源编码码流的复用方式 204

9.5.2 MPEG—2标准简介 204

9.5.3 DBS中的音频压缩编码MPEG—1 206

9.6条件接收和视频点播 207

9.6.1条件接收 207

9.6.2视频点播 208

9.7数据广播 209

9.7.1基本原理和IP over DVB 209

9.7.2数据轮播与对象轮播 210

习题 211

本章参考文献 212

第10章 卫星定位与导航系统 213

10.1卫星导航系统概述 213

10.2卫星导航技术基础 214

10.2.1坐标系与时间体系 214

10.2.2卫星定位的一般原理 220

10.3低轨卫星定位系统 222

10.3.1子午仪系统的结构 222

10.3.2积分多普勒定位技术 223

10.3.3主要误差因素 226

10.4双静止卫星导航系统 226

10.4.1系统结构 227

10.4.2工作原理 228

10.4.3主要误差因素 229

10.5 GPS导航系统 230

10.5.1系统结构 230

10.5.2工作原理 232

10.5.3测距信号结构 233

10.5.4基本定位方法和数学模型 234

10.5.5定位性能与主要误差因素 238

10.6新一代卫星导航系统 239

10.6.1 GALILEO卫星导航系统 239

10.6.2 GPS现代化计划 241

习题 241

本章参考文献 242

第11章 深空通信 243

11.1概述 243

11.1.1深空通信的概念和任务 243

11.1.2深空通信的特点及面临的问题 244

11.1.3深空通信的频段 245

11.2深空通信系统组成及原理 245

11.3深空通信的跟踪、测量和控制技术 246

11.4深空通信的调制编码技术 248

11.4.1深空通信的调制解调技术 248

11.4.2深空通信的信道编译码技术 249

11.5深空通信的接收技术 249

11.5.1深空通信的天线组阵技术 249

11.5.2深空通信的大天线技术 250

11.6深空通信的发展 250

习题 251

本章参考文献 251

附录A缩略词 253