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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SCPC59

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 HPA77

5.1.2 LNA78

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/T80

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SCC96

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IPQoS183

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—1206

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 DVB209

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