卫星通信技术与应用

本书主要介绍卫星通信技术与应用，共9章。其中，前6章为基础篇，主要对卫星通信的基础知识进行介绍，包括卫星通信概述、卫星通信信道、卫星通信调制与解调技术、信道编码技术、多址接入与信道分配、链路技术等；后3章为前沿篇，融合了卫星通信的发展趋势，包括天地融合网络性能分析、接入网体制、典型卫星系统等。
本书可作为高等院校通信工程、电子信息工程等相关专业本科生和研究生教材，也可供从事卫星通信相关专业的工程技术人员参考。

基础篇
第1章卫星通信概述1
1.1卫星通信的基本概念1
1.1.1卫星通信的起源2
1.1.2卫星通信的定义3
1.1.3卫星通信系统的分类6
1.2卫星通信系统的组成8
1.2.1空间段8
1.2.2地面段10
1.2.3用户段10
1.3卫星通信的发展概况12
1.3.1卫星通信网的发展历程12
1.3.2天地融合网的发展历程13
1.3.3卫星互联网的发展趋势14
习题15
第2章卫星通信信道16
2.1信道传输机制17
2.1.1传播术语标准定义17
2.1.2信道的线性和非线性失真17
2.2信道衰落模型18
2.2.1自由空间基本传输损耗18
2.2.2大气吸收损耗19
2.2.3波束扩散损耗20
2.2.4闪烁21
2.2.5绕射/波导损耗22
2.2.6雨衰23
2.2.7云和雾衰减27
2.3平坦衰落信道与频率选择性衰落信道27
习题29
第3章卫星通信调制与解调技术30
3.1基础知识30
3.1.1信号的正交表示与变频30
3.1.2信噪比和误比特率32
3.2数字带通调制原理33
3.2.1幅移键控33
3.2.2频移键控36
3.2.3相移键控38
3.2.4幅度相位调制43
3.2.5连续相位调制47
3.3数字带通解调原理50
3.3.1幅移键控解调50
3.3.2频移键控解调55
3.3.3相移键控解调59
3.3.4幅度相位解调65
3.3.5连续相位MSK解调67
3.4多载波通信系统70
3.4.1单载波与多载波调制70
3.4.2OFDM技术70
习题74
第4章信道编码技术75
4.1信道编码的基本概念76
4.1.1信道编码的分类76
4.1.2简单的实用编码76
4.2线性分组码77
4.2.1线性分组码的基本定义77
4.2.2线性分组码的一般性质78
4.2.3线性分组码的检错和纠错能力80
4.2.4一些特殊的线性分组码81
4.3循环码83
4.3.1循环码的定义与基本性质83
4.3.2循环码编码器84
4.3.3循环码的译码85
4.3.4BCH码86
4.3.5RS码90
4.4低密度奇偶校验码92
4.4.1Tanner图92
4.4.2编码方式93
4.4.3译码算法94
4.5卷积码97
4.5.1卷积码的编码原理97
4.5.2卷积码的译码99
4.5.3卷积码的特性102
4.5.4Turbo码104
4.6极化码112
4.6.1信道极化过程112
4.6.2极化码的编码116
4.6.3极化码的译码117
4.7交织120
4.8扰码121
习题123
第5章多址接入与信道分配125
5.1基本概念125
5.1.1多址接入125
5.1.2信道分配126
5.2多址接入技术127
5.2.1FDMA127
5.2.2TDMA和MF-TDMA131
5.2.3CDMA134
5.2.4OFDMA138
5.2.5PCMA和NOMA140
5.2.6小结145
5.3信道分配145
5.3.1信道分配策略146
5.3.2信道分配性能148
习题149
第6章链路技术150
6.1卫星系统仿真中噪声建模150
6.1.1噪声模型建立与仿真150
6.1.2Eb/N0与SNR154
6.2卫星系统中的载噪比与载温比155
6.2.1噪声温度与噪声功率155
6.2.2载噪比与载温比158
6.2.3通信干扰与链路余量164
6.3卫星系统链路预算165
6.3.1主要通信参数165
6.3.2计算方法167
习题169
前沿篇
第7章天地融合网络性能分析170
7.1传播损耗及干扰方式170
7.1.1统计传播特性171
7.1.2星地干扰方式173
7.2连通特性分析174
7.2.1可视区域174
7.2.2过顶时间175
7.2.3会话时间176
7.3覆盖性能分析177
7.3.1空间分布模型178
7.3.2多星覆盖性能179
7.3.3系统间干扰分析183
习题187
第8章接入网体制188
8.1星地接入空口波形188
8.1.1星地接入189
8.1.2空口波形195
8.1.3关键技术198
8.2跳波束技术202习题207
第9章典型卫星系统208
9.1窄带通信星座208
9.1.1铱星移动通信系统209
9.1.2海事卫星系统211
9.1.3天通卫星移动通信系统215
9.1.4美国军用窄带卫星通信系统217
9.2宽带通信星座219
9.2.1星链卫星互联网星座219
9.2.2亚太卫星系统223
9.2.3一网卫星电信互联网络225
9.3受保护通信星座226
9.3.1军事星227
9.3.2先进极高频卫星通信系统227
习题228
参考文献229