目錄
第 1章　衛(wèi)星通信概述 1
1.1　衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程與分類 1
1.1.1　衛(wèi)星通信的發(fā)展 1
1.1.2　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與協(xié)議的發(fā)展 6
1.1.3　衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類 7
1.2　衛(wèi)星通信的特點(diǎn) 7
1.3　衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基礎(chǔ) 9
1.3.1　系統(tǒng)組成 9
1.3.2　衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu) 10
1.3.3　系統(tǒng)的工作過(guò)程 10
1.4　衛(wèi)星通信系統(tǒng)頻段的劃分 11
1.5　衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢(shì) 13
習(xí)題 16
第 2章　衛(wèi)星的軌道與星座設(shè)計(jì) 17
2.1　衛(wèi)星在空間運(yùn)動(dòng)的軌道 17
2.1.1　開普勒第一定律 17
2.1.2　開普勒第二定律 18
2.1.3　開普勒第三定律 18
2.2　軌道參數(shù)與軌道位置 19
2.2.1　地心坐標(biāo)系 19
2.2.2　日心坐標(biāo)系 20
2.2.3　近焦點(diǎn)坐標(biāo)系 21
2.3　衛(wèi)星在軌道上的位置 21
2.3.1　衛(wèi)星在軌道平面內(nèi)的定位 21
2.3.2　衛(wèi)星對(duì)地球的定位 ———星下點(diǎn)軌跡 22
2.4　衛(wèi)星與地球站的關(guān)系 23
2.4.1　全球波束覆蓋區(qū)的幾何關(guān)系 23
2.4.2　對(duì)準(zhǔn)靜止衛(wèi)星時(shí)地球站天線主波束的方位角和仰角 24
2.4.3　衛(wèi)星信道的傳輸時(shí)延及其影響 28
2.5　衛(wèi)星軌道的分類 29
2.5.1　按軌道形狀分類 29
2.5.2　按軌道傾角分類 29
2.5.3　按軌道高度分類 30
2.6　影響衛(wèi)星通信的因素 31
2.6.1　衛(wèi)星軌道攝動(dòng) 31
2.6.2　星蝕 31
2.6.3　日凌中斷 32
2.6.4　同步衛(wèi)星受力情況 32
2.7　衛(wèi)星星座設(shè)計(jì) 33
2.7.1　衛(wèi)星星座的定義 33
2.7.2　衛(wèi)星星座的分類 34
2.7.3　簡(jiǎn)明全球衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)方法 35
2.7.4　典型衛(wèi)星星座 43
2.8　衛(wèi)星仿真分析工具 50
2.8.1　系統(tǒng)功能 50
2.8.2　系統(tǒng)組成 51
2.8.3　軟件架構(gòu) 52
2.8.4　典型星座仿真應(yīng)用 53
習(xí)題 54
第 3章　衛(wèi)星通信傳播信道 55
3.1　電波傳輸信道的基本特性 55
3.1.1　自由空間電波傳播 55
3.1.2　大氣對(duì)電波傳播的影響 56
3.1.3　地面阻擋損耗與地面反射對(duì)電波傳播的影響 57
3.1.4　大氣與地面效應(yīng)造成的衰落特性 58
3.2　衛(wèi)星移動(dòng)通信信道的傳播特性 59
3.2.1　與衰落有關(guān)的概念 59
3.2.2　移動(dòng)無(wú)線電傳播主要內(nèi)容 60
3.2.3　衛(wèi)星移動(dòng)通信信道模型 63
3.2.4　 GSO衛(wèi)星移動(dòng)通信中的多徑衰落現(xiàn)象及主要對(duì)抗措施 68
3.2.5　多普勒效應(yīng) 69
3.2.6　電離層對(duì)電波傳播的影響 70
3.2.7　對(duì)流層對(duì)電波傳播的影響 76
習(xí)題 81
第 4章　衛(wèi)星通信中的信號(hào)傳輸 82
4.1　基帶傳輸 82
4.1.1　數(shù)字信號(hào)的基帶傳輸 82
4.1.2　基帶信號(hào)在信道中傳輸?shù)奶攸c(diǎn) 82
4.1.3　無(wú)碼間干擾的基帶傳輸特性 83
4.1.4　幅度滾降特性 84
4.1.5　基帶傳輸?shù)恼`碼性能 86
4.2　信道編碼 ———差錯(cuò)控制編碼 86
4.2.1　前向糾錯(cuò) 87
4.2.2　自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā) 87
4.2.3　線性分組碼 88
4.2.4　卷積碼 91
4.2.5　前向糾錯(cuò)編碼的性能比較 94
4.2.6　網(wǎng)格編碼調(diào)制 94
4.2.7　擾碼與解擾 95
4.3　信道編碼 ———高效編譯碼 97
4. 3. 1　 MF-TDMA系統(tǒng)常用高效編譯碼 97
4.3.2　編譯碼碼長(zhǎng)和碼率的選取 107
4.3.3　在突發(fā)傳輸中的譯碼定位 108
4.3.4　不同組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的編譯碼 108
4.3.5　星上處理 MF-TDMA系統(tǒng)編譯碼 109
4.4　調(diào)制技術(shù) 109
4.4.1　數(shù)字信號(hào)調(diào)制技術(shù) 109
4.4.2　多進(jìn)制相移鍵控 111
4.4.3　最小頻移鍵控 112
4.4.4　幾種調(diào)制系統(tǒng)性能的比較 113
習(xí)題 114
第 5章　衛(wèi)星通信系統(tǒng)與鏈路預(yù)算 115
5.1　通信衛(wèi)星 115
5.1.1　通信分系統(tǒng) 115
5.1.2　天線分系統(tǒng) 122
5.1.3　跟蹤遙測(cè)和指令分系統(tǒng) 126
5.1.4　控制分系統(tǒng) 126
5.1.5　電源分系統(tǒng) 126
5.2　衛(wèi)星地球站 127
5.2.1　地球站的組成 127
5.2.2　地球站的分類 129
5.2.3　地球站的架設(shè) 129
5.3　衛(wèi)星通信鏈路預(yù)算 131
5.3.1　鏈路預(yù)算的基本概念 131
5.3.2　鏈路傳輸方程 131
5.3.3　噪聲與干擾 133
5.3.4　鏈路預(yù)算方程 138
5.3.5　設(shè)計(jì)步驟 145
5.3.6　鏈路預(yù)算實(shí)例 145
習(xí)題 146
第 6章　衛(wèi)星通信多址技術(shù) 149
6.1　衛(wèi)星通信體制概述 149
6.1.1　衛(wèi)星通信體制基礎(chǔ) 149
6.1.2　衛(wèi)星多址連接概述 150
6.2　頻分多址 151
6.2.1　多路單載波 FDMA 152
6.2.2　單路單載波 FDMA 154
6.2.3　衛(wèi)星交換 FDMA 154
6.2.4　 FDMA的主要優(yōu)缺點(diǎn) 156
6.3　時(shí)分多址 157
6.3.1　 TDMA基本概念 157
6.3.2　 TDMA初始捕獲與分幀同步 160
6.3.3　 TDMA獨(dú)特碼檢測(cè)、載波恢復(fù)與比特定時(shí)提取 163
6.3.4　 TDMA多址方式新模式 168
6.3.5　 TDMA的主要優(yōu)缺點(diǎn) 173
6.4　碼分多址 174
6.4.1　直接序列擴(kuò)頻 CDMA 175
6.4.2　跳頻擴(kuò)頻 CDMA 175
6.4.3　 CDMA的主要優(yōu)缺點(diǎn) 176
6.5　空分多址 177
6.6　隨機(jī)連接時(shí)分多址 178
6.6.1　隨機(jī)多址訪問(wèn)方式 178
6.6.2　可控多址訪問(wèn)方式 183
習(xí)題 184
第 7章　衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) 186
7.1　通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ) 186
7.1.1　通信網(wǎng)絡(luò)的概念 186
7.1.2　通信網(wǎng)絡(luò)的分類 186
7.1.3　通信網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 190
7.2　通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 197
7.2.1　隨機(jī)過(guò)程 197
7.2.2　泊松過(guò)程 198
7.2.3　圖論 200
7.2.4　排隊(duì)論 202
7.2.5　優(yōu)化理論 204
7.3　衛(wèi)星通信中的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 205
7.3.1　計(jì)算機(jī)參考模型 205
7.3.2　五層協(xié)議的原理體系結(jié)構(gòu) 206
7.3.3　現(xiàn)代衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中 TCP / IP技術(shù)帶來(lái)的問(wèn)題和解決途徑 209
7.4　衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 211
7.4.1　常用的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的幀結(jié)構(gòu) 211
7.4.2　高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 212
7.5　空間信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 218
7.5.1　基于 CCSDS的協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 219
7.5.2　基于容延遲 /中斷網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 225
7.6　衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)研究中的綜合應(yīng)用 227
7.6.1　衛(wèi)星認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)功率控制算法研究 227
7.6.2　軟件定義衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)多控制器可靠部署算法 234
習(xí)題 239
第 8章　衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與典型應(yīng)用技術(shù) 240
8.1　衛(wèi)星通信中典型的路由技術(shù)與應(yīng)用 240
8.1.1　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中常用的路由協(xié)議 240
8.1.2　 FDMA /DAMA衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由方案 241
8. 1. 3　 MF-TDMA衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由方案 242
8. 1. 4　 DVB-RCS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由方案 244
8.1.5　基于星上處理的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)路由方案 246
8.2　衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) TCP增強(qiáng)技術(shù)與應(yīng)用 248
8.2.1　 TCP協(xié)議流程和傳輸控制機(jī)制 248
8.2.2　 FDMA /DAMA衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) TCP增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用 249
8.2.3　 TDMA衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) TCP增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用 251
8. 2. 4　 DVB-RCS衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) TCP增強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用 252
8. 3　 HTTP增強(qiáng)技術(shù)在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用及優(yōu)化設(shè)計(jì) 252
8.3.1　 HTTP增強(qiáng)技術(shù)在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用部署 252
8.3.2　結(jié)合衛(wèi)星廣播特性的 HTTP增強(qiáng)技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) 252
8.4　衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò) IP壓縮技術(shù)的典型應(yīng)用 253
8.4.1　基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)窄帶衛(wèi)星信道的應(yīng)用 253
8.4.2　基于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)道的應(yīng)用 253
8.5　不同體制衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的 QoS實(shí)現(xiàn) 254
8.5.1　 IP網(wǎng)絡(luò)常用 QoS模型及在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中的適應(yīng)性分析 254
8.5.2　衛(wèi)星 IP網(wǎng)絡(luò) QoS技術(shù) 257
8.5.3　 FDMA /DAMA衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)中 QoS實(shí)現(xiàn) 262
8.5.4　典型體制衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的 QoS實(shí)現(xiàn) 263
8.6　衛(wèi)星數(shù)字視頻廣播 267
8.6.1　系統(tǒng)組成 268
8.6.2　衛(wèi)星數(shù)字電視傳輸標(biāo)準(zhǔn) 269
習(xí)題 270
第 9章　 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng) 271
9. 1　 VSAT的發(fā)展及特點(diǎn) 271
9.1.1　 VSAT的發(fā)展 271
9.1.2　 VSAT的特點(diǎn) 272
9. 2　 VSAT系統(tǒng)的基本組成與原理 272
9.2.1　 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的組成 272
9.2.2　 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 273
9.2.3　 VSAT通信組網(wǎng) 273
9.2.4　 VSAT的主要業(yè)務(wù)種類和典型應(yīng)用 275
9. 3　 VSAT網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 275
9.3.1　傳輸體制 275
9.3.2　 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)中的通信協(xié)議 277
9. 4　 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的新應(yīng)用 278
9.4.1　 VSAT站的分類 278
9.4.2　利用 VSAT實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星廣域網(wǎng) 279
9.4.3　 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)與移動(dòng)通信系統(tǒng)結(jié)合 279
9.4.4　 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)與綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合 280
9.4.5　 VSAT會(huì)議電視網(wǎng)絡(luò) 281
9. 5　 VSAT的網(wǎng)絡(luò)管理 282
9.5.1　 VSAT網(wǎng)絡(luò)管理的功能 283
9.5.2　網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的連接 285
9.5.3　 VSAT中的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議 285
9.6　典型 VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng) 287
9.6.1　混合式地球站網(wǎng)絡(luò)概述 287
9.6.2　小型電話地球站系統(tǒng) 288
9.6.3　 ISBN的基本技術(shù)體制 307
習(xí)題 316
第 10章　衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈 317
10. 1　衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈的特點(diǎn) 317
10. 2　衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈的應(yīng)用 318
10.2.1　衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈的距離延伸應(yīng)用 318
10.2.2　衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈的中繼傳輸應(yīng)用 318
10.2.3　衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈的廣播分發(fā)應(yīng)用 318
10. 3　美英軍典型衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈 319
10.3.1　衛(wèi)星戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈 J 319
10.3.2　衛(wèi)星戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈 322
10.3.3　 JTIDS距離擴(kuò)展 324
10. 4　天基寬帶數(shù)據(jù)鏈 326
10.4.1　通用數(shù)據(jù)鏈 326
10.4.2　 CDL在美軍的應(yīng)用 328
10.4.3　天基 CDL 330
10.4.4　天基 CDL系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 333
習(xí)題 334
第 11章　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) 335
11. 1　地面移動(dòng)通信系統(tǒng) 335
11. 2　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 336
11.2.1　系統(tǒng)組成 336
11.2.2　網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 336
11. 3　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn) 337
11. 4　衛(wèi)星移動(dòng)通信技術(shù) 337
11. 5　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中信道分配與切換策略 338
11.5.1　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中信道分配 338
11.5.2　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中呼叫切換 341
11.5.3　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中信道分配和切換策略的性能分析 347
11.5.4　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中交換方式的主要類型 350
11.5.5　衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中的交換方式 352
11.5.6　空間交換網(wǎng)絡(luò)中的路由選擇 354
11. 6　典型高軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) 357
11.6.1　國(guó)際衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) 357
11.6.2　瑟拉亞系統(tǒng) 357
11.6.3　亞洲蜂窩系統(tǒng) 357
11. 7　典型低軌衛(wèi)星星座發(fā)展現(xiàn)狀 358
11.7.1　低軌道衛(wèi)星星座國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 358
11.7.2　低軌道衛(wèi)星星座國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 376
習(xí)題 381
縮略語(yǔ) 383
參考文獻(xiàn) 393