第1章 概述 1
1.1卫星通信基本概念 1
1.1.1卫星通信定义 1
1.1.2卫星通信特点 2
1.2卫星通信分类 4
1.3卫星通信业务与频率 5
1.3.1卫星通信业务 5
1.3.2卫星通信频段划分 6
1.3.3卫星通信频率分配 6
1.4卫星通信系统基本组成 7
1.4.1通信卫星 8
1.4.2地球站 11
1.5卫星通信现状与发展 12
1.5.1卫星通信现状 12
1.5.2卫星通信发展趋势 15
参考文献 16
第2章 卫星轨道 17
2.1轨道特性 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 19
2.2描述轨道的术语和方法 19
2.2.1几个术语 19
2.2.2坐标系 20
2.2.3时间参考 21
2.3轨道类型 22
2.4通信卫星可用的轨道 23
2.4.1范·艾伦带 23
2.4.2大椭圆轨道 24
2.4.3同步轨道 27
2.4.4倾斜圆轨道 28
2.4.5极轨道和太阳同步轨道 29
2.5轨道的摄动 29
2.6星蚀和日凌中断 30
2.6.1星蚀 30
2.6.2日凌中断 31
2.7静止卫星的位置保持 31
参考文献 34
第3章 卫星通信地球站 35
3.1地球站组成 35
3.2地球站主要射频特性及相关要求 36
3.2.1地球站G/T值要求 36
3.2.2地球站EIRP限制 37
3.2.3极化隔离限制 38
3.2.4带外辐射限制 39
3.3地球站天线 40
3.3.1概述 40
3.3.2组成及工作原理 41
3.3.3天线的基本电参数 42
3.3.4天线的跟踪 47
3.3.5常用的卫星通信天线 50
3.4发射分系统 52
3.4.1上变频器 52
3.4.2功率放大器 55
3.5接收分系统 60
3.5.1低噪声放大器 60
3.5.2下变频器 61
3.6调制解调分系统 64
3.6.1调制解调基本原理 64
3.6.2调制解调器的分类 65
3.6.3调制解调器主要技术特性 66
3.7业务接入分系统 67
3.7.1接入控制 68
3.7.2接口协议处理 68
3.7.3话音编码 68
3.7.4视频编码 69
3.8管理控制分系统 72
3.9供配电分系统 72
参考文献 73
第4章 卫星通信信号传输处理 74
4.1信号传输模型 74
4.1.1连续信号传输模型 74
4.1.2突发信号传输模型 76
4.2数据加解扰 76
4.3信道纠错编译码 77
4.3.1信道纠错编译码的发展历史 77
4.3.2卷积码 79
4.3.3 RS码 82
4.3.4 Turbo码 88
4.3.5 LDPC码 91
4.4数字载波调制 100
4.4.1二进制移相键控 101
4.4.2四相移相键控（QPSK） 104
4.4.3偏移四相键控（OQPSK） 106
4.4.4 M进制移相键控（MPSK） 106
4.4.5正交幅度调制（QAM） 108
4.4.6最小频移键控MSK 110
4.4.7高斯最小频移键控GMSK 111
4.5基带信号解调 112
4.5.1定时恢复 112
4.5.2载波恢复 117
4.5.3高阶调制信号的软信息提取 124
参考文献 125
第5章 多址技术 128
5.1频分多址技术 128
5.2时分多址技术 130
5.2.1基本原理 130
5.2.2帧结构 130
5.2.3定时同步 132
5.2.4组网技术 134
5.2.5传输效率 135
5.3码分多址技术 136
5.3.1直接序列扩频多址 137
5.3.2跳频扩频多址 140
5.4空分多址技术 140
5.5随机接入多址技术 141
5.6混合多址技术 143
5.6.1 MF-TDMA多址技术 143
5.6.2 MF-CDMA多址方式 145
5.6.3 OFDMA技术 146
5.6.4 PCMA技术 148
参考文献 149
第6章 卫星通信链路预算 150
6.1链路的基本组成 150
6.2传输链路的基本概念 151
6.2.1信息速率与传输速率 151
6.2.2误符号率与误比特率 151
6.2.3载波带宽与载波功率分配 152
6.2.4载波与噪声功率比 154
6.2.5资源利用率 155
6.2.6系统设计的约束及均衡 155
6.3噪声温度 156
6.3.1噪声系数与噪声温度的定义 156
6.3.2级联设备的噪声系数及噪声温度 157
6.3.3天线噪声温度 157
6.4地球站主要特性 160
6.4.1地理参数 160
6.4.2天线参数 161
6.4.3有效全向辐射功率 163
6.4.4接收系统品质因数 163
6.5卫星转发器主要特性 165
6.5.1单载波饱和功率通量密度 165
6.5.2有效全向辐射功率 165
6.5.3接收系统品质因数 165
6.5.4输入输出回退 166
6.6空间传播主要特性 166
6.6.1自由空间传播损耗 166
6.6.2大气的影响 167
6.6.3减轻大气影响措施 176
6.7透明转发器链路预算 178
6.7.1上行链路 178
6.7.2下行链路 180
6.7.3干扰信号 181
6.7.4总链路性能 184
6.7.5链路预算举例 185
6.8再生处理转发器链路预算 190
6.8.1上行链路 190
6.8.2下行链路 191
6.8.3总链路性能 191
6.9多波束链路预算 191
6.9.1低轨卫星多波束链路 192
6.9.2同步卫星多波束链路 193
6.10星间链路预算 196
6.10.1星间链路频率 197
6.10.2星间毫米波链路 197
6.10.3星间激光链路 198
6.10.4星间太赫兹链路 199
参考文献 200
第7章 卫星通信网络 201
7.1分层的网络体系结构 201
7.1.1协议及分层的基本概念 201
7.1.2开放系统互联（OSI）参考模型 201
7.1.3 Internet协议参考模型 203
7.2卫星网络构成的基本要素 204
7.3卫星网络的基本特性 205
7.3.1卫星网络拓扑 205
7.3.2链路类型 206
7.3.3连通性 206
7.4多波束卫星的星上连接 207
7.4.1基于转发器跳接的星上连接 208
7.4.2基于星上透明处理的连接 208
7.4.3基于星上再生处理的连接 209
7.4.4基于波束扫描的连接 213
7.5 ATM卫星网络 214
7.5.1 ATM网络 214
7.5.2基于卫星通信的ATM运行的关键问题 218
7.5.3卫星ATM网络的实现 219
7.6 TCP/IP卫星网络 221
7.6.1典型的IP卫星网络协议栈参考架构 221
7.6.2传输控制协议 222
7.6.3基于卫星链路的TCP局限性分析 226
7.6.4 TCP性能增强 228
7.6.5 IP压缩技术 235
7.7卫星广播网络 238
7.7.1每个卫星转发器单载波单套节目 239
7.7.2每个卫星转发器多载波多节目 239
7.7.3时分复用（TDM）的单载波多节目 240
7.7.4基于星上处理（FDMA/TDM）的多节目广播 240
参考文献 241
第8章 卫星移动通信 242
8.1系统组成 243
8.1.1空间段 244
8.1.2地面段 245
8.1.3用户段 248
8.2使用频段 248
8.2.1用户链路 248
8.2.2馈电链路 249
8.2.3星际链路 250
8.3信道特性 251
8.3.1多径衰落及对抗措施 252
8.3.2多普勒频移及对抗措施 256
8.4轨道和星座设计 257
8.4.1星座设计要考虑的因素 257
8.4.2星座优化设计 258
8.4.3极轨道星座 259
8.4.4倾斜圆轨道星座 261
8.5技术体制 264
8.5.1频率复用 264
8.5.2多址接入 265
8.5.3交换方式 265
8.5.4调制解调 267
8.6空中接口 268
8.6.1物理层 269
8.6.2数据链路层 275
8.6.3网络层 277
8.7发展趋势 278
参考文献 279
第9章 宽带卫星通信 280
9.1宽带卫星通信体系结构 280
9.1.1概述 280
9.1.2典型应用服务 280
9.1.3网络结构 281
9.1.4服务结构 281
9.1.5协议结构 282
9.2宽带卫星通信组网技术 283
9.2.1基于透明转发器宽带组网 283
9.2.2基于星上处理转发器宽带组网 286
9.2.3广播及组播组网 287
9.3几种宽带卫星通信空中接口协议 288
9.3.1 DVB-RCS 288
9.3.2 IPoS 294
9.3.3 RSM-A 297
9.4典型宽带卫星通信系统 302
9.4.1 SurfBeam 302
9.4.2 iPSTAR 304
9.4.3 Spaceway-3 306
9.5发展趋势分析 308
参考文献 309
第10章 抗干扰卫星通信 310
10.1卫星通信干扰样式 310
10.2卫星通信抗干扰措施 311
10.2.1扩频技术 311
10.2.2天线抗干扰技术 312
10.2.3自适应干扰消除技术 312
10.2.4变换域处理技术 313
10.2.5星上抗干扰技术 313
10.2.6扩展频段、发展极高频（EHF）通信 314
10.2.7基于认知的智能抗干扰技术 314
10.3跳频抗干扰通信技术 314
10.3.1跳频信号特征 314
10.3.2跳频图案 316
10.3.3跳频同步技术 320
10.3.4抗干扰能力分析 322
10.4直扩抗干扰通信技术 326
10.4.1处理增益和干扰容限 326
10.4.2主要干扰威胁及分析 327
10.5典型抗干扰卫星通信系统 328
参考文献 330
第11章 应急卫星通信 331
11.1应急通信的概念及特点 331
11.2应急通信的应用场景及措施 332
11.2.1应急通信的应用场景 332
11.2.2应急通信措施 332
11.3应急通信国外发展现状 333
11.3.1美国应急通信系统 333
11.3.2欧盟e-Risk系统 336
11.3.3日本应急通信系统 337
11.4应急通信的标准 340
11.4.1国际电信联盟 340
11.4.2 ETSI相关标准 341
11.4.3 IETF相关标准 341
11.4.4 ATIS相关标准 341
11.4.5 TIA相关标准 342
11.4.6 T1相关标准 342
11.4.7 3GPP相关标准 342
11.5应急通信指挥系统 343
11.5.1系统组成及主要功能 343
11.5.2信息获取系统 344
11.5.3应急通信系统 344
11.5.4综合应用分系统 347
11.6应急固定卫星通信业务应用 347
11.6.1应急卫星通信体制特点 347
11.6.2 VSAT应急卫星通信系统应用 348
11.7应急移动卫星通信业务应用 351
11.7.1简介 351
11.7.2轨道和卫星网络构架对覆盖的影响 351
11.7.3赈灾通信中MSS系统的使用方式 352
11.7.4可提供灾害通信的MSS系统示例 356
参考文献 363
