现代电信网络技术 网络通信系统PDF电子书下载

第1章 概述 1

1.1 卫星通信基本概念 1

1.1.1 卫星通信定义 1

1.1.2 卫星通信特点 2

1.2 卫星通信分类 4

1.3 卫星通信业务与频率 5

1.3.1 卫星通信业务 5

1.3.2 卫星通信频段划分 6

1.3.3 卫星通信频率分配 6

1.4 卫星通信系统基本组成 7

1.4.1 通信卫星 8

1.4.2 地球站 11

1.5 卫星通信现状与发展 12

1.5.1 卫星通信现状 12

1.5.2 卫星通信发展趋势 15

参考文献 16

第2章 卫星轨道 17

2.1 轨道特性 17

2.1.1 开普勒第一定律 17

2.1.2 开普勒第二定律 18

2.1.3 开普勒第三定律 19

2.2 描述轨道的术语和方法 19

2.2.1 几个术语 19

2.2.2 坐标系 20

2.2.3 时间参考 21

2.3 轨道类型 22

2.4 通信卫星可用的轨道 23

2.4.1 范·艾伦带 23

2.4.2 大椭圆轨道 24

2.4.3 同步轨道 27

2.4.4 倾斜圆轨道 28

2.4.5 极轨道和太阳同步轨道 29

2.5 轨道的摄动 29

2.6 星蚀和日凌中断 30

2.6.1 星蚀 30

2.6.2 日凌中断 31

2.7 静止卫星的位置保持 31

参考文献 34

第3章 卫星通信地球站 35

3.1 地球站组成 35

3.2 地球站主要射频特性及相关要求 36

3.2.1 地球站G/T值要求 36

3.2.2 地球站EIRP限制 37

3.2.3 极化隔离限制 38

3.2.4 带外辐射限制 39

3.3 地球站天线 40

3.3.1 概述 40

3.3.2 组成及工作原理 41

3.3.3 天线的基本电参数 42

3.3.4 天线的跟踪 47

3.3.5 常用的卫星通信天线 50

3.4 发射分系统 52

3.4.1 上变频器 52

3.4.2 功率放大器 55

3.5 接收分系统 60

3.5.1 低噪声放大器 60

3.5.2 下变频器 61

3.6 调制解调分系统 64

3.6.1 调制解调基本原理 64

3.6.2 调制解调器的分类 65

3.6.3 调制解调器主要技术特性 66

3.7 业务接入分系统 67

3.7.1 接入控制 68

3.7.2 接口协议处理 68

3.7.3 话音编码 68

3.7.4 视频编码 69

3.8 管理控制分系统 72

3.9 供配电分系统 72

参考文献 73

第4章 卫星通信信号传输处理 74

4.1 信号传输模型 74

4.1.1 连续信号传输模型 74

4.1.2 突发信号传输模型 76

4.2 数据加解扰 76

4.3 信道纠错编译码 77

4.3.1 信道纠错编译码的发展历史 77

4.3.2 卷积码 79

4.3.3 RS码 82

4.3.4 Turbo码 88

4.3.5 LDPC码 91

4.4 数字载波调制 100

4.4.1 二进制移相键控 101

4.4.2 四相移相键控（QPSK） 104

4.4.3 偏移四相键控（OQPSK） 106

4.4.4 M进制移相键控（MPSK） 106

4.4.5 正交幅度调制（QAM） 108

4.4.6 最小频移键控MSK 110

4.4.7 高斯最小频移键控GMSK 111

4.5 基带信号解调 112

4.5.1 定时恢复 112

4.5.2 载波恢复 117

4.5.3 高阶调制信号的软信息提取 124

参考文献 125

第5章 多址技术 128

5.1 频分多址技术 128

5.2 时分多址技术 130

5.2.1 基本原理 130

5.2.2 帧结构 130

5.2.3 定时同步 132

5.2.4 组网技术 134

5.2.5 传输效率 135

5.3 码分多址技术 136

5.3.1 直接序列扩频多址 137

5.3.2 跳频扩频多址 140

5.4 空分多址技术 140

5.5 随机接入多址技术 141

5.6 混合多址技术 143

5.6.1 MF-TDMA多址技术 143

5.6.2 MF-CDMA多址方式 145

5.6.3 OFDMA技术 146

5.6.4 PCMA技术 148

参考文献 149

第6章 卫星通信链路预算 150

6.1 链路的基本组成 150

6.2 传输链路的基本概念 151

6.2.1 信息速率与传输速率 151

6.2.2 误符号率与误比特率 151

6.2.3 载波带宽与载波功率分配 152

6.2.4 载波与噪声功率比 154

6.2.5 资源利用率 155

6.2.6 系统设计的约束及均衡 155

6.3 噪声温度 156

6.3.1 噪声系数与噪声温度的定义 156

6.3.2 级联设备的噪声系数及噪声温度 157

6.3.3 天线噪声温度 157

6.4 地球站主要特性 160

6.4.1 地理参数 160

6.4.2 天线参数 161

6.4.3 有效全向辐射功率 163

6.4.4 接收系统品质因数 163

6.5 卫星转发器主要特性 165

6.5.1 单载波饱和功率通量密度 165

6.5.2 有效全向辐射功率 165

6.5.3 接收系统品质因数 165

6.5.4 输入输出回退 166

6.6 空间传播主要特性 166

6.6.1 自由空间传播损耗 166

6.6.2 大气的影响 167

6.6.3 减轻大气影响措施 176

6.7 透明转发器链路预算 178

6.7.1 上行链路 178

6.7.2 下行链路 180

6.7.3 干扰信号 181

6.7.4 总链路性能 184

6.7.5 链路预算举例 185

6.8 再生处理转发器链路预算 190

6.8.1 上行链路 190

6.8.2 下行链路 191

6.8.3 总链路性能 191

6.9 多波束链路预算 191

6.9.1 低轨卫星多波束链路 192

6.9.2 同步卫星多波束链路 193

6.10 星间链路预算 196

6.10.1 星间链路频率 197

6.10.2 星间毫米波链路 197

6.10.3 星间激光链路 198

6.10.4 星间太赫兹链路 199

参考文献 200

第7章 卫星通信网络 201

7.1 分层的网络体系结构 201

7.1.1 协议及分层的基本概念 201

7.1.2 开放系统互联（OSI）参考模型 201

7.1.3 Internet协议参考模型 203

7.2 卫星网络构成的基本要素 204

7.3 卫星网络的基本特性 205

7.3.1 卫星网络拓扑 205

7.3.2 链路类型 206

7.3.3 连通性 206

7.4 多波束卫星的星上连接 207

7.4.1 基于转发器跳接的星上连接 208

7.4.2 基于星上透明处理的连接 208

7.4.3 基于星上再生处理的连接 209

7.4.4 基于波束扫描的连接 213

7.5 ATM卫星网络 214

7.5.1 ATM网络 214

7.5.2 基于卫星通信的ATM运行的关键问题 218

7.5.3 卫星ATM网络的实现 219

7.6 TCP/IP卫星网络 221

7.6.1 典型的IP卫星网络协议栈参考架构 221

7.6.2 传输控制协议 222

7.6.3 基于卫星链路的TCP局限性分析 226

7.6.4 TCP性能增强 228

7.6.5 IP压缩技术 235

7.7 卫星广播网络 238

7.7.1 每个卫星转发器单载波单套节目 239

7.7.2 每个卫星转发器多载波多节目 239

7.7.3 时分复用（TDM）的单载波多节目 240

7.7.4 基于星上处理（FDMA/TDM）的多节目广播 240

参考文献 241

第8章 卫星移动通信 242

8.1 系统组成 243

8.1.1 空间段 244

8.1.2 地面段 245

8.1.3 用户段 248

8.2 使用频段 248

8.2.1 用户链路 248

8.2.2 馈电链路 249

8.2.3 星际链路 250

8.3 信道特性 251

8.3.1 多径衰落及对抗措施 252

8.3.2 多普勒频移及对抗措施 256

8.4 轨道和星座设计 257

8.4.1 星座设计要考虑的因素 257

8.4.2 星座优化设计 258

8.4.3 极轨道星座 259

8.4.4 倾斜圆轨道星座 261

8.5 技术体制 264

8.5.1 频率复用 264

8.5.2 多址接入 265

8.5.3 交换方式 265

8.5.4 调制解调 267

8.6 空中接口 268

8.6.1 物理层 269

8.6.2 数据链路层 275

8.6.3 网络层 277

8.7 发展趋势 278

参考文献 279

第9章 宽带卫星通信 280

9.1 宽带卫星通信体系结构 280

9.1.1 概述 280

9.1.2 典型应用服务 280

9.1.3 网络结构 281

9.1.4 服务结构 281

9.1.5 协议结构 282

9.2 宽带卫星通信组网技术 283

9.2.1 基于透明转发器宽带组网 283

9.2.2 基于星上处理转发器宽带组网 286

9.2.3 广播及组播组网 287

9.3 几种宽带卫星通信空中接口协议 288

9.3.1 DVB-RCS 288

9.3.2 IPoS 294

9.3.3 RSM-A 297

9.4 典型宽带卫星通信系统 302

9.4.1 SurfBeam 302

9.4.2 iPSTAR 304

9.4.3 Spaceway-3 306

9.5 发展趋势分析 308

参考文献 309

第10章 抗干扰卫星通信 310

10.1 卫星通信干扰样式 310

10.2 卫星通信抗干扰措施 311

10.2.1 扩频技术 311

10.2.2 天线抗干扰技术 312

10.2.3 自适应干扰消除技术 312

10.2.4 变换域处理技术 313

10.2.5 星上抗干扰技术 313

10.2.6 扩展频段、发展极高频（EHF）通信 314

10.2.7 基于认知的智能抗干扰技术 314

10.3 跳频抗干扰通信技术 314

10.3.1 跳频信号特征 314

10.3.2 跳频图案 316

10.3.3 跳频同步技术 320

10.3.4 抗干扰能力分析 322

10.4 直扩抗干扰通信技术 326

10.4.1 处理增益和干扰容限 326

10.4.2 主要干扰威胁及分析 327

10.5 典型抗干扰卫星通信系统 328

参考文献 330

第11章 应急卫星通信 331

11.1 应急通信的概念及特点 331

11.2 应急通信的应用场景及措施 332

11.2.1 应急通信的应用场景 332

11.2.2 应急通信措施 332

11.3 应急通信国外发展现状 333

11.3.1 美国应急通信系统 333

11.3.2 欧盟e-Risk系统 336

11.3.3 日本应急通信系统 337

11.4 应急通信的标准 340

11.4.1 国际电信联盟 340

11.4.2 ETSI相关标准 341

11.4.3 IETF相关标准 341

11.4.4 ATIS相关标准 341

11.4.5 TIA相关标准 342

11.4.6 T1相关标准 342

11.4.7 3GPP相关标准 342

11.5 应急通信指挥系统 343

11.5.1 系统组成及主要功能 343

11.5.2 信息获取系统 344

11.5.3 应急通信系统 344

11.5.4 综合应用分系统 347

11.6 应急固定卫星通信业务应用 347

11.6.1 应急卫星通信体制特点 347

11.6.2 VSAT应急卫星通信系统应用 348

11.7 应急移动卫星通信业务应用 351

11.7.1 简介 351

11.7.2 轨道和卫星网络构架对覆盖的影响 351

11.7.3 赈灾通信中MSS系统的使用方式 352

11.7.4 可提供灾害通信的MSS系统示例 356

参考文献 363