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第一章 概述1

1.1 卫星通信的一般概念1

1.1.1 卫星通信的含义及卫星通信系统的分类1

1.1.2 卫星通信发展概况7

1.1.3 卫星通信的特点及其在技术上带来的一些问题9

1.2 卫星通信系统的组成、网络形式和运行12

1.2.1 系统的组成12

1.2.2 卫星通信网络的结构16

1.2.3 系统的工作过程17

1.3 卫星通信线路计算的基本公式19

1.3.1 接收信号的功率19

1.3.2 传输损耗23

1.3.3 噪声与干扰45

1.3.4 卫星通信线路中的载波功率与噪声功率比74

1.3.5 卫星通信线路计算的一般任务94

1.4 卫星通信使用的频率98

1.4.1 频率分配98

1.4.2 卫星通信频率范围选用的依据108

1.4.3 当前卫星通信使用的频段111

附录Ⅰ 微波波段的划分113

附录Ⅱ 模拟制信号传输的假设参考电路和国际卫星通信组织IS—Ⅳ系统的噪声分配114

参考文献116

第二章 通信卫星119

2.1 卫星的轨道119

2.1.1 卫星运动的轨道及主要参数119

2.1.2 卫星的摄动126

2.1.3 星蚀及日凌中断127

2.1.4 轨道平面的倾斜效应129

2.1.5 通信卫星的姿态稳定技术131

2.1.6 静止卫星的发射过程134

2.2 静止卫星轨道的有效利用137

2.2.1 静止卫星轨道的分配与管理137

2.2.2 静止卫星轨道的有效利用139

2.3 通信卫星的覆盖区及传输迟延时间145

2.3.1 全球波束覆盖区的几何关系145

2.3.2 对准静止卫星时地球站天线主波束的方位角和仰角147

2.3.3 卫星信道的传输时延及回波的抑制或抵消150

2.4 静止卫星的组成154

2.4.1 天线分系统156

2.4.2 通信分系统（转发器）160

2.4.3 电源分系统163

2.4.4 跟踪、遥测、指令分系统164

2.4.5 控制分系统164

2.5 通信卫星简介165

2.5.1 对地静止通信卫星实例—国际通信卫星IS—V165

2.5.2 一些主要的在轨对地静止通信卫星简介171

2.5.3 对地非静止通信卫星的实例186

附录 几个公式的推导188

参考文献194

第三章 卫星信道中信号的传输196

3.1 模拟信号的传输196

3.1.1 频率调制的几个基本问题196

3.1.2 电话线路的调频传输带宽209

3.1.3 电话线路的加权信噪比214

3.2 数字基带信号的传输—话音231

3.2.1 连续可变斜率增量调制（CVSD）方式231

3.2.2 差分脉码调制（DPCM）和自适应差分脉码调制（AD-PCM）方式237

3.2.3 声码器（Vocoder）241

3.2.4 几种新型话音编码器的比较与评述245

3.2.5 TDM—PCM电话的传输标准248

3.2.6 数字话音插空（DSI）技术253

3.2.7 数字话路倍增设备（DCME）263

3.3 数字基带信号的传输—数据271

3.3.1 数据的代码及传输方式274

3.3.2 传输控制电路286

3.3.3 DTE与DCE的物理接口标准293

3.3.4 数据链路通信协议—HDLC协议307

3.3.5 广域网的X.2 5建议320

3.4 数字信号的调制与解调333

3.4.1 几种数字信号的调制方式335

3.4.2 目前设备中常用的调制方式（数字化）343

3.4.3 用电话线路传输数据所需的Modem364

3.5 数字卫星通信中的差错控制371

3.5.1 自动要求重发（ARQ）方式372

3.5.2 前向纠错（FEC）方式376

3.6 格状编码调制—TCM394

3.6.1 概述394

3.6.2 TCM的基本原理396

3.7 扰码402

3.7.1 扰码的作用402

3.7.2 实施方法403

3.8 线路要求的〔C/n0〕与〔Eb/n0〕th的关系405

3.8.1 未采用纠错编码情况406

3.8.2 采用纠错编码情况407

附录 信道带宽与滚降系数的关系411

参考文献413

第四章 卫星通信体制导论420

4.1 卫星通信体制的基本内容420

4.2 多址联接方式的概述422

4.2.1 实现多址联接的依据422

4.2.2 几种常用的多址联接方式429

4.3 多址分配制度436

4.3.1 多址分配制度的含义436

4.3.2 几种常用的多址分配制度437

4.3.3 采用不同分配制度时转发器通道数及各地球站载波数的计算447

4.3.4 与提高通道利用率有关的若干措施453

4.3.5 按申请全可变分配的控制方式455

4.4 几种常用的体制类型461

附录 欧兰—B公式及欧兰表462

参考文献478

第五章 频分多址（FDMA）方式479

5.1 FDMA的基本原理与特点479

5.1.1 基本原理479

5.1.2 FDMA的特点481

5.2 频分多址卫星通信系统中的互调482

5.2.1 行波管放大器非线性特性的影响482

5.2.2 互调的基本分析485

5.2.3 减小互调干扰的主要措施495

5.3 多路复用的FDMA系统——模拟制510

5.3.1 概述510

5.3.2 模拟制多路复用的FDMA系统512

5.4 多路复用的FDMA系统——数字制IDR519

5.4.1 IS系统的IDR519

5.4.2 IDR的工作方式及有关规范521

5.4.3 单址地球站IDR业务的工作过程524

5.4.4 多址地球站IDR业务的工作过程528

5.4.5 IDR数字MODEM终端设备与末端设备530

5.4.6 IDR系统的同步问题——多普勒／准同步缓冲器537

5.4.7 IDR业务射频带宽求法544

5.4.8 线路计算545

5.5 SCPC系统549

5.5.1 概述549

5.5.2 预分配的DM（PCM）—PSK—SCPC系统551

5.5.3 预分配的FM—SCPC系统566

5.5.4 SCPC—DA系统567

5.5.5 传输线路参数的计算577

附录Ⅰ 利用等幅双波测得的〔C/I〕2～〔BOi〕预测等幅多波（n＞2）工作时的〔C/I〕n～〔BOi〕584

附录Ⅱ 微波相位噪声587

参考文献595

第六章 时分多址（TDMA）方式598

6.1 TDMA方式的基本概念599

6.1.1 帧结构599

6.1.2 实现突发式发射与接收的方法602

6.1.3 系统定时603

6.2 帧长的选择605

6.2.1 系统传输的比特速率Rb606

6.2.2 帧长与取样周期的关系606

6.2.3 分帧长度Tb607

6.2.4 帧效率ηf607

6.2.5 选择帧长需考虑的因素608

6.3 初始捕获与分帧同步609

6.3.1 初始捕获的方法609

6.3.2 同步方法与同步精度613

6.4 报头检测614

6.4.1 独特码（UW）的检测615

6.4.2 载波与比特定时恢复621

6.5 数字话音插空和纠错编码技术的应用628

6.5.1 数字话音插空技术（DSI）的应用628

6.5.2 纠错编码技术在TDMA中应用举例629

6.6 与地面线路的接口632

6.6.1 与模拟FDM线路的接口632

6.6.2 与数字TDM线路的直接数字接口（DDI）634

6.7 卫星交换—时分多址（SS—TDMA）636

6.7.1 SS—TDMA的基本特点636

6.7.2 SS—TDMA的帧同步637

6.7.3 交换矩阵以及转换序列的排列639

6.8 TDMA线路计算641

6.8.1 转发器工作点的选择641

6.8.2 线路计算的基本公式645

6.8.3 TDMA系统容量的估算645

6.8.4 举例647

附录 相位模糊问题649

参考文献652

第七章 随机联接时分多址（RA/TDMA）方式656

7.1 引言656

7.2 ALOHA方式658

7.2.1 工作过程658

7.2.2 ALOHA方式的信道利用率661

7.2.3 SREJ—ALOHA（选择重发ALOHA）664

7.3 S—ALOHA方式665

7.3.1 基本工作过程及信道利用率665

7.3.2 优先等级问题666

7.3.3 容纳站址数的估算667

7.4 R—ALOHA方式667

7.5 小结673

参考文献677

第八章 码分多址（CDMA）方式680

8.1 概述680

8.1.1 码分多址的基本原理680

8.1.2 码分多址方式的主要优缺点683

8.2 直接序列调相码分多址方式（CDMA/DS）687

8.2.1 系统的组成与工作过程687

8.2.2 CDMA/DS系统的性能分析691

8.2.3 CDMA/DS方式的地址码设计701

8.2.4 CDMA/DS卫星通信线路的同步707

8.3 跳频码分多址方式（CDMA/FH）718

8.3.1 CDMA/FH方式同CDMA/DS方式的对比718

8.3.2 跳频图案的设计719

8.3.3 跳频扩频用的频率合成器723

附录 寻找m序列优选对的一种方法728

参考文献730

第九章 VSAT与VSAT网络732

9.1 概述732

9.1.1 VSAT的概念、特点与发展732

9.1.2 VSAT发展迅速的原因734

9.1.3 VSAT发展的状况737

9.2 VSAT系统分析739

9.2.1 引言739

9.2.2 VSAT网739

9.3 多址方式744

9.3.1 多址方式与性能比较744

9.3.2 响应时间的估算754

9.3.3 VSAT网的容量756

9.4 VSAT数据网的数据通信协议757

9.4.1 VSAT网中分层通信结构758

9.4.2 VSAT数据网特点762

9.5 第二代VSAT系统766

9.5.1 网络结构766

9.5.2 多址入网协议—通报式随机多址方式776

9.5.3 网络的监控管理782

9.5.4 VSAT系统中噪声与干扰的分析计算786

9.6 VSAT网的新应用与新网络概念789

9.6.1 VSAT站的分类与VSAT技术789

9.6.2 利用VSAT实现卫星广域网（SWAN）795

9.6.3 VSAT网与移动通信系统相结合798

9.7 利用VSAT卫星通信系统的综合业务数字网络（ISDN）799

9.7.1 引言799

9.7.2 卫星ISDN的性能要求800

9.7.3 卫星ISDN的实现803

9.8 发展趋势810

参考文献814

第十章 几种卫星通信系统817

10.1 国际卫星通信系统（INTELSAT）817

10.1.1 概述817

10.1.2 空间段822

10.1.3 地面段836

10.1.4 具体应用举例837

10.2 国内卫星通信系统842

10.2.1 概述842

10.2.2 中国国内卫星通信系统850

10.3 移动业务卫星通信系统（MSS）853

10.3.1 概述853

10.3.2 国际海事卫星通信系统（INMARSAT）859

10.3.3 陆地移动业务卫星通信系统866

10.3.4 航空移动业务卫星通信系统872

参考文献880

第十一章 卫星通信系统总体的若干问题884

11.1 静止通信卫星定点位置的优选884

11.1.1 与同频段卫星网络间的协调884

11.1.2 轨道位置对地球站天线仰角的影响884

11.1.3 轨道位置对星蚀的影响886

11.1.4 轨道位置对服务区视在大小的影响887

11.1.5 基本结论890

11.2 卫星通信系统的经济成本分析891

11.2.1 经济成本分析比较的必要性及基本方法891

11.2.2 卫星通信系统的成本估算892

11.2.3 地球站经济成本优化选择举例898

11.3 FDMA系统中卫星转发器容量和链路性能的优化设计903

11.3.1 优化设计的必要性903

11.3.2 每载波多路（MCPC）的载波排列及链路性能的优化904

11.3.3 每载波单路（SCPC）的载波排列及链路性能优化907

11.4 同频段系统间的干扰与协调923

11.4.1 系统间的干扰类型923

11.4.2 无线电规则的有关规定924

11.4.3 地球站的协调区域929

11.5 卫星通信系统的可靠性934

11.5.1 常用的几种通信可靠性尺度934

11.5.2 复杂系统的可靠度计算937

11.5.3 通信卫星的可靠性938

11.5.4 地球站的可靠性940

11.6 卫星通信用的保密技术941

11.6.1 用固态器件实现的单次密码器942

11.6.2 公钥密码系统942

11.6.3 数字签名945

11.6.4 多路复用和密码术的结合945

11.6.5 前向纠错和密码术的结合948

11.6.6 小结950

11.7 结束语—发展趋势951

参考文献953