卫星通信系统 第2版PDF电子书下载

第1章 卫星通信概述 1

1.1 卫星通信的发展历程 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 6

1.4.2 卫星通信系统的工作过程 7

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 8

1.5.3 地心坐标系和卫星轨道要素 8

1.5.4 卫星轨道的分类 9

1.5.5 卫星轨道的摄动与分析 10

1.5.6 轨道形状和卫星速度的关系 12

1.6 通信卫星的组成 12

1.6.1 通信分系统 12

1.6.2 天线分系统 14

1.6.3 跟踪、遥测和指令（TT&C）分系统 15

1.6.4 控制分系统 16

1.6.5 电源分系统 16

1.7 卫星通信使用的频率 17

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

1.8.5 卫星转发器饱和通量密度 21

1.8.6 门限载噪比 21

本章小结 21

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 26

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 27

2.3.2 天线类型 28

2.3.3 馈源系统 30

2.3.4 跟踪伺服系统 32

2.4 地球站发射系统 37

2.4.1 对地球站发射系统的要求 37

2.4.2 高功率放大器（HPA） 38

2.4.3 上变频器（UC） 43

2.4.4 本机振荡器（泵源） 44

2.5 地球站接收系统 46

2.5.1 对地球站接收系统的要求 46

2.5.2 低噪声放大器（LNA） 46

2.5.3 下变频器（DC） 49

2.6 其他系统和设备 50

2.6.1 终端系统 51

2.6.2 通信控制系统 51

2.6.3 电源系统 52

2.6.4 地球站回波抵消设备 55

本章小结 56

参考文献 56

第3章 卫星通信线路 58

3.1 星－地线路传输损耗 59

3.1.1 自由空间传播损耗 59

3.1.2 大气吸收损耗 60

3.1.3 馈线损耗 61

3.1.4 天线指向误差损耗 61

3.1.5 法拉第旋转 62

3.1.6 电离层闪烁 62

3.1.7 降雨衰减 62

3.1.8 多径衰落 63

3.2 卫星通信线路的噪声和干扰 64

3.2.1 天线噪声 65

3.2.2 交调噪声 67

3.2.3 其他干扰 67

3.3 卫星通信线路中的载噪比 70

3.3.1 上行线路载噪比与卫星品质因数 70

3.3.2 下行线路载噪比与地球品质因数 72

3.3.3 卫星转发器载波功率和交调噪声功率比 72

3.3.4 卫星通信线路的总载噪比 73

3.3.5 门限备余量和降雨备余量 74

3.4 卫星通信系统线路设计与计算 75

3.4.1 卫星通信系统线路设计步骤 75

3.4.2 卫星通信系统线路设计实例 75

本章小结 84

参考文献 84

第4章 卫星链路的调制技术 85

4.1 模拟信号的调制 85

4.1.1 FM信号的产生 85

4.1.2 FM信号的解调 86

4.1.3 FM信号的传输特性 87

4.2 数字调制和解调 87

4.2.1 相移键控调制 88

4.2.2 频移键控调制 94

4.3 多载波调制 99

4.4 正交幅度调制 100

4.4.1 QAM的一般原理 100

4.4.2 叠加式QAM 103

4.5 编码调制 104

4.5.1 网格编码调制 104

4.5.2 分组编码调制 109

4.5.3 多路网格编码调制和多路分组编码调制 109

本章小结 109

参考文献 110

第5章 多址连接和信道分配 111

5.1 频分多址方式 111

5.1.1 FDMA终端设备的组成 113

5.1.2 FDMA方式的类型 114

5.1.3 FDMA方式的交调干扰与能量扩散 117

5.2 时分多址方式 121

5.2.1 TDMA终端设备的组成 123

5.2.2 TDMA方式的类型 124

5.2.3 TDMA的帧结构 125

5.2.4 TDMA帧长的选择 126

5.2.5 初始捕获与分帧同步 128

5.3 码分多址方式 131

5.3.1 直接序列扩频码分多址（CDMA/DS）方式 132

5.3.2 跳频码分多址（CDMA/FH）方式 133

5.4 空分多址方式 133

5.5 卫星交换FDMA/TDMA方式 135

5.5.1 卫星交换FDMA 135

5.5.2 卫星交换TDMA 136

5.6 随机（争用）多址方式 137

5.6.1 纯ALOHA（P-ALOHA）方式 138

5.6.2 时隙ALOHA（S-ALOHA） 139

5.6.3 具有捕获效应的ALOHA（C-ALOHA） 141

5.6.4 选择拒绝ALOHA（SREJ-ALOHA） 141

5.7 可控（预约）多址方式 142

5.7.1 预约ALOHA（R-ALOHA） 142

5.7.2 自适应TDMA（AA-TDMA） 143

5.8 信道分配方式 144

5.8.1 预分配方式 144

5.8.2 按需分配方式 144

5.8.3 随机分配方式 144

本章小结 145

参考文献 146

第6章 数字卫星链路的差错控制 147

6.1 差错控制方式 147

6.1.1 自动请求重发 147

6.1.2 前向纠错（FEC） 149

6.2 差错控制编码的几个基本概念 149

6.2.1 信息码元和监督码元 150

6.2.2 许用码组与禁用码组 150

6.2.3 码重与码距 150

6.3 线性分组码 152

6.4 循环码 157

6.4.1 循环码的特点 157

6.4.2 循环码的生成 158

6.4.3 汉明码 160

6.4.4 BCH的特点 160

6.4.5 格雷（Golay）码 161

6.4.6 里德－所罗门（RS）码 161

6.5 卷积码 162

6.6 级联码和交织技术 164

6.6.1 级联码 164

6.6.2 交织码 164

6.7 Turbo码 165

6.7.1 Turbo码编码 166

6.7.2 Turbo码译码 167

6.7.3 影响Turbo码性能的参数 168

本章小结 168

参考文献 169

第7章 星上处理技术和天线技术 170

7.1 具有星上处理和星上交换能力的转发器 170

7.1.1 载波处理转发器 171

7.1.2 比特流处理转发器 173

7.1.3 全基带处理转发器 176

7.2 多波束卫星天线技术 178

7.2.1 多波束反射面天线 179

7.2.2 多波束透镜天线 180

7.2.3 多波束阵列天线 181

7.2.4 智能相控阵天线 184

7.3 星上抗干扰处理技术 185

7.3.1 天线自适应调零技术 185

7.3.2 智能自动增益控制 185

本章小结 186

参考文献 187

第8章 VSAT系统 188

8.1 VSAT网络结构及组成 188

8.1.1 VSAT网络结构 188

8.1.2 VAST网络组成 190

8.2 VSAT系统的工作原理及关键技术 192

8.2.1 VSAT的工作过程 192

8.2.2 VSAT系统多址方式应用概况与用户选择 193

8.2.3 VSAT系统信号传输技术 195

8.3 VSAT网的主要传输体制 196

8.3.1 传输体制的选择依据 196

8.3.2 VSAT数据网的传输体制 197

8.3.3 VSAT电话网的传输体制 198

8.4 VSAT数据网 198

8.4.1 VSAT数据网体系结构 198

8.4.2 链路传输延时的补偿 199

8.4.3 VSAT数据网的响应时间 199

8.5 VSAT电话网 200

8.5.1 VSAT电话网体系结构 200

8.5.2 VSAT电话网的DAMA方式 200

8.6 VSAT系统设计 201

8.6.1 用户需求分析 201

8.6.2 VSAT的总体设计 202

8.6.3 VSAT卫星通信系统的工程建设 205

本章小结 206

参考文献 206

第9章 卫星通信与互联网 207

9.1 基于卫星的互联网 208

9.2 TCP及其控制机制 209

9.2.1 几种TCP版本 210

9.2.2 TCP控制机制 213

9.3 影响TCP性能的卫星链路特性 214

9.3.1 长传播延时 215

9.3.2 高误码率 215

9.3.3 信道非对称性 216

9.4 改善卫星通信系统中TCP性能的措施 216

9.4.1 链路层解决方案 216

9.4.2 端到端的解决方案 217

9.4.3 划分TCP连接的解决方案 222

9.5 宽带卫星IP技术 224

9.5.1 宽带卫星IP通信的特点 224

9.5.2 宽带卫星IP通信关键技术 225

9.5.3 宽带卫星IP通信系统 227

本章小结 232

参考文献 232

第10章 卫星导航定位系统 234

10.1 卫星导航定位系统介绍 234

10.1.1 子午仪卫星导航系统 234

10.1.2 GPS全球定位系统 235

10.1.3 GLONASS全球卫星导航系统 237

10.1.4 Galileo全球卫星导航系统 238

10.1.5 北斗卫星导航系统 240

10.2 GPS卫星导航定位信号 243

10.2.1 伪噪声码及其生成 245

10.2.2 GPS卫星的伪噪声码 250

10.3 GPS信号接收机 254

10.3.1 GPS信号接收机的类型 254

10.3.2 GPS信号接收机的基本结构 255

10.3.3 GPS信号接收机的工作原理 258

10.4 GPS定位原理 262

10.4.1 GPS伪距测量定位 263

10.4.2 GPS载波相位测量定位 273

本章小结 275

参考文献 275

第11章 卫星激光通信系统 276

11.1 卫星激光通信的进展 276

11.1.1 星间激光通信进展 276

11.1.2 星－地激光通信进展 278

11.2 空间环境对卫星激光通信系统的影响 281

11.2.1 高能带电粒子的影响 282

11.2.2 背景光辐照的影响 283

11.2.3 等离子体的影响 285

11.2.4 其他环境因素的影响 286

11.3 卫星激光通信系统的组成 287

11.3.1 激光光源子系统 287

11.3.2 光发射／接收子系统 288

11.3.3 APT子系统 289

11.4 空间APT技术 290

11.4.1 光束捕获技术 290

11.4.2 光束跟踪技术 297

11.4.3 光束瞄准技术 305

11.5 卫星振动对APT子系统的影响及抑制 307

11.5.1 自适应带宽 308

11.5.2 改变光束宽度 309

11.5.3 功率控制 310

11.5.4 编码技术 311

11.5.5 通道分集 311

11.5.6 振动隔离 311

11.5.7 自我调节前反馈 311

本章小结 312

参考文献 312

第12章 卫星应急通信系统 313

12.1 卫星应急通信系统的特点和建设原则 313

12.2 卫星应急通信的通信体制 314

12.2.1 卫星应急通信体制分析 315

12.2.2 卫星应急通信体制的选择 317

12.3 卫星应急通信的动中通技术 317

12.3.1 动中通卫星天线的基本原理 317

12.3.2 常用的动中通卫星天线 318

12.3.3 动中通卫星天线的选择 319

12.4 典型的卫星应急通信系统 320

12.4.1 海事卫星通信系统 320

12.4.2 铱系统 323

12.4.3 全球星系统 325

12.4.4 iPSTAR宽带卫星通信系统 327

本章小结 332

参考文献 332