第1章 卫星系统概述 1
1.1 引言 1
1.2 卫星业务的频率分配 1
1.3 国际通信卫星组织（INTELSAT） 2
1.4 美国国内通信卫星 6
1.5 极轨道卫星 10
1.6 阿尔格斯（Argos）系统 11
1.7 搜救卫星（Cospas-Sarsat）系统 12
1.8 习题 16
参考文献 17
第2章 轨道与发射方法 18
2.1 引言 18
2.2 开普勒第一定律 18
2.3 开普勒第二定律 18
2.4 开普勒第三定律 19
2.5 地球轨道卫星的术语定义 19
2.6 轨道参数 21
2.7 远地点和近地点高度 23
2.8 轨道摄动 23
2.8.1 地球非球形形状的影响 23
2.8.2 大气阻力 26
2.9 倾斜轨道 26
2.9.1 日历 27
2.9.2 世界时 28
2.9.3 儒略日期？ 28
2.9.4 恒星时 29
2.9.5 轨道平面 30
2.9.6 地心赤道坐标系 32
2.9.7 参考IJK框架下的地球站 33
2.9.8 站心地平坐标系 36
2.9.9 星下点 38
2.9.10 预测卫星位置 39
2.10 本地平均太阳时与太阳同步轨道 39
2.11 标准时间 41
2.12 习题 42
参考文献 44
第3章 对地静止轨道 45
3.1 引言 45
3.2 天线视角 45
3.3 极座天线 48
3.4 能见度极限 50
3.5 近似对地静止轨道 51
3.6 卫星上地球日蚀 52
3.7 日凌中断 53
3.8 发射轨道 53
3.9 习题 56
参考文献 57
第4章 无线电波传播 58
4.1 引言 58
4.2 大气损耗 59
4.3 电离层效应 59
4.4 雨水衰减 60
4.5 其他传播损耗 62
4.6 习题 63
参考文献 63
第5章 信号极化 64
5.1 引言 64
5.2 天线极化 66
5.3 卫星信号极化 68
5.4 交叉极化鉴别 71
5.5 电离层去极化 72
5.6 雨水去极化 72
5.7 冰凌去极化 74
5.8 习题 74
参考文献 75
第6章 天线 76
6.1 引言 76
6.2 天线互易定理 76
6.3 坐标系 77
6.4 辐射场 77
6.5 功率通量密度 79
6.6 各向同性辐射器和天线增益 79
6.7 辐射方向图 80
6.8 波束立体角和方向性 80
6.9 有效孔径 82
6.10 半波偶极子 82
6.11 孔径天线 83
6.12 喇叭型天线 85
6.12.1 圆锥形喇叭天线 85
6.12.2 角锥形喇叭天线 87
6.13 抛物面反射器 87
6.14 偏置馈源 90
6.15 双反射器天线 91
6.15.1 卡塞格伦天线 91
6.15.2 格列高里天线 92
6.16 成形反射器系统 93
6.17 阵列 94
6.18 平面天线 96
6.19 平面阵列 97
6.20 反射器阵列 101
6.21 阵列开关 102
6.22 习题 103
参考文献 105
第7章 空间部分 106
7.1 引言 106
7.2 电源 106
7.3 姿态控制 108
7.3.1 自旋卫星稳定性 109
7.3.2 动量轮稳定性 110
7.4 位置保持 111
7.5 热量控制 112
7.6 TT＆C子系统 113
7.7 转发器 114
7.7.1 宽带接收机 115
7.7.2 输入去复用器 116
7.7.3 功率放大器 117
7.8 天线子系统 119
7.9 Morelos和Satmex 5系统 121
7.10 Anik卫星 123
7.11 高级Tiros-N航天器 125
7.12 习题 126
参考文献 127
第8章 地面部分 128
8.1 引言 128
8.2 家庭电视接收系统 128
8.2.1 室外单元 129
8.2.2 模拟（调频）电视的室内单元 130
8.3 主天线电视系统 130
8.4 有线电视系统 131
8.5 收发地球站 132
8.6 习题 134
参考文献 135
第9章 模拟信号 136
9.1 引言 136
9.2 电话信道 136
9.3 单边带电话 136
9.4 FDM电话 138
9.5 彩色电视 139
9.6 频率调制 143
9.6.1 限幅器 144
9.6.2 带宽 144
9.6.3 调频检测器噪声和处理增益 145
9.6.4 信噪比 147
9.6.5 预加重与去加重 148
9.6.6 噪声加权 149
9.6.7 用于FDM/FM电话通信的信噪比和带宽 149
9.6.8 TV/FM的信噪比 151
9.7 习题 151
参考文献 153
第10章 数字信号 154
10.1 引言 154
10.2 数字基带信号 154
10.3 脉冲编码调制 157
10.4 时分复用 160
10.5 带宽要求 161
10.6 数字载波系统 162
10.6.1 二相相移键控 163
10.6.2 四相相移键控 164
10.6.3 PKS调制的传输速率和带宽 165
10.6.4 PSK调制的误比特率 166
10.7 载波恢复电路 169
10.8 比特定时恢复 169
10.9 习题 170
参考文献 171
第11章 差错控制编码 172
11.1 引言 172
11.2 线性分组码 172
11.3 循环码 176
11.3.1 汉明码 176
11.3.2 BCH码 176
11.3.3 里德-所罗门码（R-S码） 176
11.4 卷积码 178
11.5 交织 180
11.6 级联码 180
11.7 编码对链路参数的影响 181
11.8 编码增益 182
11.9 硬判决和软判决译码 183
11.10 香农容量 183
11.11 Turbo码和LDPC码 185
11.12 自动重传请求（ARQ） 188
11.13 习题 190
参考文献 191
第12章 空间链路 192
12.1 引言 192
12.2 等效各向同性辐射功率 192
12.3 传输损耗 193
12.3.1 自由空间传输 193
12.3.2 馈线损耗 194
12.3.3 天线失调损耗 194
12.3.4 固定大气和电离层损耗 195
12.4 链路功率预算方程 195
12.5 系统噪声 196
12.5.1 天线噪声 196
12.5.2 放大器噪声温度 198
12.5.3 级联放大器 198
12.5.4 噪声因子 199
12.5.5 吸收网络的噪声温度 199
12.5.6 整个系统的噪声温度 200
12.6 载噪比 201
12.7 上行链路 202
12.7.1 饱和磁通量密度 202
12.7.2 输入退避 203
12.7.3 地球站HPA 204
12.8 下行链路 204
12.8.1 输出退避 205
12.8.2 卫星TWTA输出 206
12.9 雨水影响 207
12.9.1 上行链路雨水衰落边际 208
12.9.2 下行链路雨水衰落边际 208
12.10 联合上行／下行链路信噪比 209
12.11 互调噪声 211
12.12 卫星间链路 212
12.13 习题 217
参考文献 219
第13章 干扰 220
13.1 引言 220
13.2 卫星电路间干扰（B1和B2模式） 221
13.2.1 下行链路 222
13.2.2 上行链路 222
13.2.3 上下行链路干扰的联合［C/I］ 223
13.2.4 天线增益函数 223
13.2.5 通带干扰 224
13.2.6 接收机转移特性 224
13.2.7 特定干扰目标 225
13.2.8 保护比 225
13.3 能量扩散 226
13.4 协调 227
13.4.1 干扰电平 227
13.4.2 传输增益 228
13.4.3 干扰引起的噪声温度变化 229
13.4.4 协调准则 229
13.4.5 噪声功率谱密度 230
13.5 习题 230
参考文献 232
第14章 卫星接入 233
14.1 引言 233
14.2 单址接入 234
14.3 预分配FDMA 234
14.4 按需分配FDMA 236
14.5 Spade系统 237
14.6 带宽受限和功率受限的TWT放大器 238
14.7 TDMA 240
14.7.1 参考突发 242
14.7.2 报头和报尾 244
14.7.3 载波恢复 244
14.7.4 网络同步 245
14.7.5 唯一字检测 247
14.7.6 业务数据 249
14.7.7 帧效率和信道容量 249
14.7.8 预分配TDMA 250
14.7.9 按需分配TDMA 251
14.7.10 语音插空和预测 252
14.7.11 数字传输的下行链路分析 255
14.7.12 FDMA和TDMA的上行链路功率需求比较 255
14.8 用于FDMA/TDMA的星上信号处理 257
14.9 卫星交换TDMA 259
14.10 码分多址 263
14.10.1 直接序列扩频 263
14.10.2 扩频码 264
14.10.3 捕获与跟踪 266
14.10.4 扩频与解扩 267
14.10.5 CDMA吞吐量 268
14.11 习题 270
参考文献 273
第15章 卫星网络 274
15.1 引言 274
15.2 带宽 274
15.3 网络基础 274
15.4 异步转移模式（ATM） 275
15.4.1 ATM分层 276
15.4.2 ATM网络和接口 277
15.4.3 ATM信元和信元头 277
15.4.4 ATM交换 278
15.4.5 永久电路和交换虚拟电路 279
15.4.6 ATM带宽 279
15.4.7 服务质量 281
15.5 卫星通信中的ATM应用 281
15.6 因特网（Internet） 285
15.7 因特网分层 286
15.8 TCP链路 287
15.9 卫星链路和TCP 288
15.10 使用标准机制（RFC-2488）来增强卫星通信中的TCP协议 289
15.11 RFC参考文档 290
15.12 分割TCP连接 291
15.13 非对称信道 293
15.14 推荐的系统 294
15.15 习题 294
参考文献 295
第16章 卫星直播电视 297
16.1 引言 297
16.2 轨道间距 297
16.3 功率等级和转发器数量 298
16.4 频率和极化 298
16.5 转发器容量 298
16.6 数字电视的比特率 299
16.7 MPEG压缩标准 300
16.8 前向纠错 303
16.9 家庭接收机的室外单元（ODU） 303
16.10 家庭接收机的室内单元（IDU） 305
16.11 下行链路分析 305
16.12 上行链路分析 309
16.13 高清电视（HDTV） 310
16.14 视频频率带宽 311
16.15 习题 312
参考文献 314
第17章 移动卫星与专用业务 315
17.1 引言 315
17.2 卫星移动通信业务 315
17.3 VSAT系统 316
17.4 Radarsat系统 318
17.5 全球定位卫星系统（GPS） 320
17.6 Orbcomm系统 322
17.7 铱星 324
17.8 习题 327
参考文献 328
附录A 部分习题的参考答案 329
附录B 圆锥曲线族 334
附录C NASA两行式轨道参数 343
附录D 人造卫星一览表 345
附录E 三阶互调分量 346
附录F 缩略语 347
附录G 对数单位 353