本书比较系统、深入浅出地讲述了卫星通信技术与网络的基本概念、卫星通信网络基础、关键技术、发展趋势等问题，基本反映了卫星通信发展的现状。本书共11章,包括卫星通信概述、卫星的轨道与星座设计、卫星通信传播信道、卫星通信中的信号传输、卫星通信系统与链路预算、卫星通信多址技术、卫星通信网络、卫星通信网络协议与典型应用技术、VSAT卫星通信网、卫星数据链、卫星移动通信系统。
梁俊，空军工程大学信息与导航学院教授、博士生导师，长期从事卫星通信、微波通信、宽带数据链教学、科研和研究生培养工作。首开和承担课程10余门，主持国家、军队学术/科研项目20余项，培养博士、硕士40余名，发表学术论文100余篇，编写教材十余部，公开出版1部。荣立二等功1次，三等功2次。
目录
第 1章 卫星通信概述 1
1.1 卫星通信网络的发展历程与分类 1
1.1.1 卫星通信的发展 1
1.1.2 计算机网络与协议的发展 6
1.1.3 卫星通信系统的分类 7
1.2 卫星通信的特点 7
1.3 卫星通信系统的基础 9
1.3.1 系统组成 9
1.3.2 卫星通信网络的结构 10
1.3.3 系统的工作过程 10
1.4 卫星通信系统频段的划分 11
1.5 卫星通信的发展趋势 13
习题 16
第 2章 卫星的轨道与星座设计 17
2.1 卫星在空间运动的轨道 17
2.1.1 开普勒第一定律 17
2.1.2 开普勒第二定律 18
2.1.3 开普勒第三定律 18
2.2 轨道参数与轨道位置 19
2.2.1 地心坐标系 19
2.2.2 日心坐标系 20
2.2.3 近焦点坐标系 21
2.3 卫星在轨道上的位置 21
2.3.1 卫星在轨道平面内的定位 21
2.3.2 卫星对地球的定位 ———星下点轨迹 22
2.4 卫星与地球站的关系 23
2.4.1 全球波束覆盖区的几何关系 23
2.4.2 对准静止卫星时地球站天线主波束的方位角和仰角 24
2.4.3 卫星信道的传输时延及其影响 28
2.5 卫星轨道的分类 29
2.5.1 按轨道形状分类 29
2.5.2 按轨道倾角分类 29
2.5.3 按轨道高度分类 30
2.6 影响卫星通信的因素 31
2.6.1 卫星轨道摄动 31
2.6.2 星蚀 31
2.6.3 日凌中断 32
2.6.4 同步卫星受力情况 32
2.7 卫星星座设计 33
2.7.1 卫星星座的定义 33
2.7.2 卫星星座的分类 34
2.7.3 简明全球卫星星座设计方法 35
2.7.4 典型卫星星座 43
2.8 卫星仿真分析工具 50
2.8.1 系统功能 50
2.8.2 系统组成 51
2.8.3 软件架构 52
2.8.4 典型星座仿真应用 53
习题 54
第 3章 卫星通信传播信道 55
3.1 电波传输信道的基本特性 55
3.1.1 自由空间电波传播 55
3.1.2 大气对电波传播的影响 56
3.1.3 地面阻挡损耗与地面反射对电波传播的影响 57
3.1.4 大气与地面效应造成的衰落特性 58
3.2 卫星移动通信信道的传播特性 59
3.2.1 与衰落有关的概念 59
3.2.2 移动无线电传播主要内容 60
3.2.3 卫星移动通信信道模型 63
3.2.4 GSO卫星移动通信中的多径衰落现象及主要对抗措施 68
3.2.5 多普勒效应 69
3.2.6 电离层对电波传播的影响 70
3.2.7 对流层对电波传播的影响 76
习题 81
第 4章 卫星通信中的信号传输 82
4.1 基带传输 82
4.1.1 数字信号的基带传输 82
4.1.2 基带信号在信道中传输的特点 82
4.1.3 无码间干扰的基带传输特性 83
4.1.4 幅度滚降特性 84
4.1.5 基带传输的误码性能 86
4.2 信道编码 ———差错控制编码 86
4.2.1 前向纠错 87
4.2.2 自动请求重发 87
4.2.3 线性分组码 88
4.2.4 卷积码 91
4.2.5 前向纠错编码的性能比较 94
4.2.6 网格编码调制 94
4.2.7 扰码与解扰 95
4.3 信道编码 ———高效编译码 97
4. 3. 1 MF-TDMA系统常用高效编译码 97
4.3.2 编译码码长和码率的选取 107
4.3.3 在突发传输中的译码定位 108
4.3.4 不同组网拓扑结构下的编译码 108
4.3.5 星上处理 MF-TDMA系统编译码 109
4.4 调制技术 109
4.4.1 数字信号调制技术 109
4.4.2 多进制相移键控 111
4.4.3 最小频移键控 112
4.4.4 几种调制系统性能的比较 113
习题 114
第 5章 卫星通信系统与链路预算 115
5.1 通信卫星 115
5.1.1 通信分系统 115
5.1.2 天线分系统 122
5.1.3 跟踪遥测和指令分系统 126
5.1.4 控制分系统 126
5.1.5 电源分系统 126
5.2 卫星地球站 127
5.2.1 地球站的组成 127
5.2.2 地球站的分类 129
5.2.3 地球站的架设 129
5.3 卫星通信链路预算 131
5.3.1 链路预算的基本概念 131
5.3.2 链路传输方程 131
5.3.3 噪声与干扰 133
5.3.4 链路预算方程 138
5.3.5 设计步骤 145
5.3.6 链路预算实例 145
习题 146
第 6章 卫星通信多址技术 149
6.1 卫星通信体制概述 149
6.1.1 卫星通信体制基础 149
6.1.2 卫星多址连接概述 150
6.2 频分多址 151
6.2.1 多路单载波 FDMA 152
6.2.2 单路单载波 FDMA 154
6.2.3 卫星交换 FDMA 154
6.2.4 FDMA的主要优缺点 156
6.3 时分多址 157
6.3.1 TDMA基本概念 157
6.3.2 TDMA初始捕获与分帧同步 160
6.3.3 TDMA独特码检测、载波恢复与比特定时提取 163
6.3.4 TDMA多址方式新模式 168
6.3.5 TDMA的主要优缺点 173
6.4 码分多址 174
6.4.1 直接序列扩频 CDMA 175
6.4.2 跳频扩频 CDMA 175
6.4.3 CDMA的主要优缺点 176
6.5 空分多址 177
6.6 随机连接时分多址 178
6.6.1 随机多址访问方式 178
6.6.2 可控多址访问方式 183
习题 184
第 7章 卫星通信网络 186
7.1 通信网络基础 186
7.1.1 通信网络的概念 186
7.1.2 通信网络的分类 186
7.1.3 通信网络的构成 190
7.2 通信网络数学基础 197
7.2.1 随机过程 197
7.2.2 泊松过程 198
7.2.3 图论 200
7.2.4 排队论 202
7.2.5 优化理论 204
7.3 卫星通信中的网络协议 205
7.3.1 计算机参考模型 205
7.3.2 五层协议的原理体系结构 206
7.3.3 现代卫星通信网络中 TCP / IP技术带来的问题和解决途径 209
7.4 卫星通信网络中的数据链路层协议 211
7.4.1 常用的数据链路层协议的帧结构 211
7.4.2 高级数据链路层协议 212
7.5 空间信息网络协议 218
7.5.1 基于 CCSDS的协议体系结构 219
7.5.2 基于容延迟 /中断网络的协议体系结构 225
7.6 卫星通信网络研究中的综合应用 227
7.6.1 卫星认知无线网络自适应功率控制算法研究 227
7.6.2 软件定义卫星网络多控制器可靠部署算法 234
习题 239
第 8章 卫星通信网络协议与典型应用技术 240
8.1 卫星通信中典型的路由技术与应用 240
8.1.1 计算机网络中常用的路由协议 240
8.1.2 FDMA /DAMA卫星网络路由方案 241
8. 1. 3 MF-TDMA卫星网络路由方案 242
8. 1. 4 DVB-RCS卫星网络路由方案 244
8.1.5 基于星上处理的卫星网络路由方案 246
8.2 卫星网络 TCP增强技术与应用 248
8.2.1 TCP协议流程和传输控制机制 248
8.2.2 FDMA /DAMA卫星网络 TCP增强技术应用 249
8.2.3 TDMA卫星网络 TCP增强技术应用 251
8. 2. 4 DVB-RCS卫星网络 TCP增强技术应用 252
8. 3 HTTP增强技术在卫星网络中的应用及优化设计 252
8.3.1 HTTP增强技术在卫星网络中的应用部署 252
8.3.2 结合卫星广播特性的 HTTP增强技术优化设计 252
8.4 卫星网络 IP压缩技术的典型应用 253
8.4.1 基于点对点窄带卫星信道的应用 253
8.4.2 基于点对多点卫星网络道的应用 253
8.5 不同体制卫星网络的 QoS实现 254
8.5.1 IP网络常用 QoS模型及在卫星网络中的适应性分析 254
8.5.2 卫星 IP网络 QoS技术 257
8.5.3 FDMA /DAMA卫星网络中 QoS实现 262
8.5.4 典型体制卫星网络的 QoS实现 263
8.6 卫星数字视频广播 267
8.6.1 系统组成 268
8.6.2 卫星数字电视传输标准 269
习题 270
第 9章 VSAT卫星通信网 271
9. 1 VSAT的发展及特点 271
9.1.1 VSAT的发展 271
9.1.2 VSAT的特点 272
9. 2 VSAT系统的基本组成与原理 272
9.2.1 VSAT卫星通信网的组成 272
9.2.2 VSAT卫星通信网的网络结构 273
9.2.3 VSAT通信组网 273
9.2.4 VSAT的主要业务种类和典型应用 275
9. 3 VSAT网络协议 275
9.3.1 传输体制 275
9.3.2 VSAT卫星通信网中的通信协议 277
9. 4 VSAT卫星通信网的新应用 278
9.4.1 VSAT站的分类 278
9.4.2 利用 VSAT实现卫星广域网 279
9.4.3 VSAT卫星通信网与移动通信系统结合 279
9.4.4 VSAT卫星通信网与综合业务数据网络结合 280
9.4.5 VSAT会议电视网络 281
9. 5 VSAT的网络管理 282
9.5.1 VSAT网络管理的功能 283
9.5.2 网络管理系统机构的连接 285
9.5.3 VSAT中的简单网络管理协议 285
9.6 典型 VSAT卫星通信网 287
9.6.1 混合式地球站网络概述 287
9.6.2 小型电话地球站系统 288
9.6.3 ISBN的基本技术体制 307
习题 316
第 10章 卫星数据链 317
10. 1 卫星数据链的特点 317
10. 2 卫星数据链的应用 318
10.2.1 卫星数据链的距离延伸应用 318
10.2.2 卫星数据链的中继传输应用 318
10.2.3 卫星数据链的广播分发应用 318
10. 3 美英军典型卫星数据链 319
10.3.1 卫星战术数据链 J 319
10.3.2 卫星战术数据链 322
10.3.3 JTIDS距离扩展 324
10. 4 天基宽带数据链 326
10.4.1 通用数据链 326
10.4.2 CDL在美军的应用 328
10.4.3 天基 CDL 330
10.4.4 天基 CDL系统的发展趋势 333
习题 334
第 11章 卫星移动通信系统 335
11. 1 地面移动通信系统 335
11. 2 卫星移动通信系统概述 336
11.2.1 系统组成 336
11.2.2 网络结构 336
11. 3 卫星移动通信系统的特点 337
11. 4 卫星移动通信技术 337
11. 5 卫星移动通信系统中信道分配与切换策略 338
11.5.1 卫星移动通信系统中信道分配 338
11.5.2 卫星移动通信系统中呼叫切换 341
11.5.3 卫星移动通信系统中信道分配和切换策略的性能分析 347
11.5.4 卫星移动通信系统中交换方式的主要类型 350
11.5.5 卫星移动通信系统中的交换方式 352
11.5.6 空间交换网络中的路由选择 354
11. 6 典型高轨卫星移动通信系统 357
11.6.1 国际卫星移动通信系统 357
11.6.2 瑟拉亚系统 357
11.6.3 亚洲蜂窝系统 357
11. 7 典型低轨卫星星座发展现状 358
11.7.1 低轨道卫星星座国外发展现状 358
11.7.2 低轨道卫星星座国内发展现状 376
习题 381
缩略语 383
参考文献 393
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