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 3
1.3 频率分配 4
1.4 卫星通信的特点 5
1.5 卫星通信系统的业务类型 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 不同业务类型所需带宽 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 卫星轨道和星座设计 14
2.1 卫星轨道特性 14
2.1.1 开普勒定律 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 22
2.3 卫星覆盖特性计算 22
2.4 卫星轨道摄动 25
2.4.1 地球扁平度的影响 25
2.4.2 太阳和月球的影响 26
2.5 轨道特性对通信系统性能的影响 27
2.5.1 多普勒频移 27
2.5.2 日蚀 28
2.5.3 日凌中断 28
2.6 星座设计 28
2.6.1 星座设计时的基本考虑 28
2.6.2 极／近极轨道星座 29
2.6.3 倾斜圆轨道星座 33
2.6.4 共地面轨迹星座 37
2.6.5 太阳同步轨道星座 39
2.7 星际链路 40
2.7.1 相同轨道高度卫星间的星际链路 41
2.7.2 不同轨道高度卫星间的星际链路 43
习题 43
本章参考文献 44
第3章 链路传输工程 45
3.1 概述 45
3.2 星-地链路传播特性 46
3.2.1 自由空间传播损耗 46
3.2.2 链路附加损耗 48
3.3 卫星移动通信链路特性 50
3.3.1 衰落信道模型 50
3.3.2 多普勒频移 52
3.4 天线的方向性和电极化问题 52
3.4.1 天线增益和方向图 52
3.4.2 极化隔离 54
3.5 噪声与干扰 55
3.5.1 系统热噪声 55
3.5.2 宇宙噪声和大气噪声 57
3.5.3 其他干扰 58
3.6 卫星通信全链路质量 59
3.6.1 链路预算分析 59
3.6.2 接收系统的等效噪声温度 60
3.6.3 全链路传输质量 61
3.6.4 链路预算实例 61
3.7 信道对传输信号的损害 62
3.8 上行、下行链路的RF干扰 64
习题 66
本章参考文献 68
第4章 多址技术 69
4.1 引言 69
4.2 频分多址技术 69
4.2.1 MCPC和SCPC 69
4.2.2 FDMA的非线性效应和交调干扰 70
4.2.3 FDMA的地球站设备 72
4.3 时分多址技术 73
4.3.1 TDMA地球站帧格式 73
4.3.2 子帧的捕获和同步 75
4.3.3 信号比特速率和转发器带宽 76
4.4 FDMA与TDMA的比较 76
4.4.1 TDMA和FDMA上行链路所需功率的比较 77
4.4.2 功率受限和带宽受限 78
4.5 码分多址技术 79
4.6 三种多址技术的RF利用方式 81
4.7 ALOHA协议 82
习题 85
本章参考文献 86
第5章 星载和地球站设备 87
5.1 高功率放大器和低噪声放大器 87
5.1.1 HPA 87
5.1.2 LNA 88
5.2 星载设备 89
5.2.1 星载转发器 89
5.2.2 星载天线 95
5.2.3 星载电源 98
5.3 通信地球站设备 98
5.3.1 射频部分 99
5.3.2 中频和基带处理部分 101
5.3.3 地面接口与陆地链路 102
5.4 其他类型的地球站 105
5.4.1 TT＆C地球站与SCC 105
5.4.2 TV上行站和广播中心 107
5.4.3 TV单收站 108
5.5 MSS移动终端和信关站 110
5.5.1 移动终端 110
5.5.2 信关站 111
习题 112
本章参考文献 113
第6章 VSAT通信网 114
6.1 VSAT概述 114
6.1.1 VSAT的概念和特点 114
6.1.2 VSAT卫星通信网 114
6.1.3 VSAT系统分类 114
6.1.4 VSAT的主要业务类型及应用 115
6.2 VSAT网络结构和地面设备 115
6.2.1 VSAT网络结构 115
6.2.2 VSAT系统的主站和小站设备 117
6.3 VSAT数据网 120
6.3.1 网络体系结构 120
6.3.2 卫星链路传输特性对协议和系统性能的影响 121
6.3.3 VSAT星形数据网多址协议 123
6.3.4 VSAT数据网的响应时间 125
6.4 VSAT电话网 125
6.4.1 VSAT电话网的特点 125
6.4.2 VSAT电话网的多址方式 126
6.4.3 VSAT电话网的DAMA方式 127
6.5 VSAT系统链路设计实例 128
习题 129
本章参考文献 131
第7章 卫星移动通信系统 132
7.1 引言 132
7.2 卫星移动通信系统网络结构 133
7.2.1 空间段 133
7.2.2 地面段 136
7.2.3 用户段 137
7.3 卫星移动通信频率规划 137
7.4 典型卫星移动通信系统简介 140
7.4.1 非静止轨道卫星移动通信系统 140
7.4.2 静止轨道卫星移动通信系统 146
习题 152
本章参考文献 152
第8章 卫星宽带通信系统 154
8.1 引言 154
8.2 卫星宽带通信系统结构 155
8.3 卫星TCP技术 157
8.3.1 TCP协议概况 157
8.3.2 卫星网络中TCP存在的问题 160
8.3.3 改善卫星TCP性能的方法 162
8.4 卫星IP技术 172
8.4.1 卫星IP QoS 172
8.4.2 隧道技术 173
8.4.3 异构网络互连 174
8.4.4 卫星星座路由技术 175
8.4.5 卫星网络组播技术 176
8.4.6 现有卫星IP技术简介 176
8.5 国外卫星宽带通信系统概况 180
习题 184
本章参考文献 184
第9章 卫星数字电视广播系统 187
9.1 引言 187
9.2 卫星数字电视广播系统的组成 188
9.3 卫星广播电视系统中的纠错编码 189
9.3.1 RS编码技术 190
9.3.2 数据交织技术 190
9.3.3 卷积编码技术 190
9.3.4 LDPC编码技术 191
9.4 卫星数字电视传输标准 191
9.4.1 概述 191
9.4.2 DVB—S传输标准 192
9.4.3 我国的卫星数字电视传输标准 193
9.5 信源编码与MPEG—2标准 193
9.5.1 信源编码码流的复用方式 193
9.5.2 MPEG—2标准简介 193
9.5.3 DBS中的音频压缩编码MPEG—1 195
9.6 条件接收和视频点播 196
9.6.1 条件接收 196
9.6.2 视频点播 197
9.7 数据广播 198
9.7.1 基本原理和IP over DVB 198
9.7.2 数据轮播与对象轮播 198
习题 199
本章参考文献 200
第10章 卫星定位与导航系统 201
10.1 卫星导航系统概述 201
10.2 卫星导航技术基础 202
10.2.1 坐标系与时间体系 202
10.2.2 卫星定位的一般原理 207
10.3 低轨卫星定位系统 209
10.3.1 子午仪系统的结构 210
10.3.2 积分多普勒定位技术 210
10.3.3 主要误差因素 213
10.4 双静止卫星导航系统 213
10.4.1 系统结构 214
10.4.2 工作原理 215
10.4.3 主要误差因素 216
10.5 GPS导航系统 217
10.5.1 系统结构 217
10.5.2 工作原理 219
10.5.3 测距信号结构 220
10.5.4 基本定位方法和数学模型 220
10.5.5 定位性能与主要误差因素 224
10.6 新一代卫星导航系统 225
10.6.1 GALILEO卫星导航系统 225
10.6.2 GPS现代化计划 227
10.6.3 北斗二代导航系统 227
习题 228
本章参考文献 229
第11章 深空通信 230
11.1 概述 230
11.1.1 深空通信的概念和任务 230
11.1.2 深空通信的特点及面临的问题 231
11.1.3 深空通信的频段 231
11.2 深空通信系统组成及原理 232
11.3 深空通信的跟踪、测量和控制技术 233
11.4 深空通信的调制编码技术 234
11.4.1 深空通信的调制解调技术 234
11.4.2 深空通信的信道编译码技术 235
11.5 深空通信的接收技术 236
11.5.1 深空通信的天线组阵技术 236
11.5.2 深空通信的大天线技术 236
11.6 深空通信的发展 237
习题 238
本章参考文献 238
附录A 缩略词 239