书籍详情
卫星通信
作者：(加)丹尼斯·罗迪(Dennis Roddy)著；张更新等译
出版社：人民邮电出版社
出版时间：2002-01-01
ISBN：9787115100986
定价：¥45.00
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内容简介
本书涵盖了卫星通信的基本理论、发射方法及实际应用等各个方面。对硬件进行了完整的描述，包括卫星结构、天线、地球站及星上系统。涉及了许多边缘应用，比如无线Internet、电话、全球定位系统（GPS）及数字电视的全球广播等。包括了ATM、TCP/IP、LEO卫星组网、移动系统及星上交换等新内容。给出了有关计算方法、轨道、链路、多址接入、信号、调制及干扰的细节。所有的例子和习题都以Mathcad的形式来给出，把数学计算的复杂程度降到最低。第三版中新增的内容有：更多地涉及到CDMA，增加卫星Internet一章；增加数字电视广播一章；扩展了有关对地静止轨道的章节；纠错编码；对新应用和新增长点的展望。本书是一本非常好的教科书和专业参考书。可作为高等院校通信专业高年级学生和研究生的教材或参考书，也可供从事卫星通信的工程技术人员学习参考。
作者简介
丹尼斯·罗迪(Dennis Roddy)，是位于加拿大安大略打雷湾Lakehead大学的退休电子工程教授，著有《Radio and Line Transmission》等。
目录
第1章 卫星系统概述 1
1.1 引言 1
1.2 卫星业务的频率分配 1
1.3 INTELSAT 3
1.4 美国的Domsat 8
1.5 极轨卫星 12
1.6 习题 17
第2章 轨道和发射方法 18
2.1 引言 18
2.2 开普勒第一定律 18
2.3 开普勒第二定律 19
2.4 开普勒第三定律 19
2.5 围绕地球旋转的卫星的有关术语的定义 20
2.6 轨道要素 22
2.7 远地点和近地点高度 24
2.8 轨道摄动 24
*2.8.1 非球形地球的影响 24
*2.8.2 大气阻力 27
2.9 倾斜轨道 28
*2.9.1 日历 28
*2.9.2 世界时 29
*2.9.3 儒略日期 30
*2.9.4 恒星时 31
*2.9.5 轨道面 32
*2.9.6 地心赤道坐标系 34
*2.9.7 相对于IJK坐标系的地球站 36
*2.9.8 地面水平坐标系 34
*2.9.9 星下点 42
*2.9.10 预测卫星位置 44
2.10 太阳同步轨道 44
2.11 习题 46
第3章 对地静止轨道 49
3.1 引言 49
3.2 天线视角 50
3.3 极座架天线 54
3.4 可见度的限制 56
3.5 近对地静止轨道 58
3.6 卫星的地球日蚀 59
3.7 日凌中断 61
3.8 发射轨道 61
3.9 习题 64
第4章 无线电波传播 66
4.1 引言 66
4.2 大气损耗 67
4.3 电离层效应 68
4.4 降雨衰减 68
4.5 其他传播损耗 71
4.6 习题 72
第5章 极化 73
5.1 引言 73
5.2 天线极化 76
5.3 卫星信号的极化 78
5.4 交叉极化鉴别度 82
5.5 电离层去极化 83
5.6 降雨去极化 84
5.7 冰晶去极化 85
5.8 习题 85
第6章 天线 87
6.1 引言 87
6.2 天线互易原理 88
6.3 坐标系 89
6.4 辐射场 89
6.5 功率通量密度 92
6.6 各向同性辐射体和天线增益 92
6.7 辐射方向图 93
6.8 波束立体角和方向性 94
6.9 有效口径 96
6.10 半波偶极子 96
6.11 口径天线 98
6.12 喇叭天线 100
6.13 抛物面天线 103
6.14 偏焦馈源 107
6.15 双反射面天线 108
6.16 赋形反射面系统 110
6.17 阵列 111
6.18 习题 115
第7章 空间段 117
7.1 引言 117
7.2 供电 117
7.3 姿态控制 120
*7.3.1 自旋卫星稳定 120
*7.3.2 动量轮稳定 122
7.4 位置保持 124
7.5 热控 126
7.6 TT＆C系统 127
7.7 转发器 128
*7.7.1 宽带接收机 129
*7.7.2 输入去复用器 130
*7.7.3 功率放大器 131
7.8 天线系统 134
7.9 Morelos通信系统 136
7.10 Anik-E卫星 139
7.11 先进的Tiros-N航天器 144
7.12 习题 146
第8章 地面段 148
8.1 引言 148
8.2 家用电视单收系统 148
*8.2.1 室外单元 148
*8.2.2 模拟(调频)电视的室内单元 150
8.3 共用天线电视系统 151
8.4 社区共用天线电视系统 152
8.5 收发地球站 153
8.6 习题 156
第9章 模拟信号 157
9.1 引言 157
9.2 电话信道 157
9.3 单边带电话 157
9.4 FDM电话 159
9.5 彩色电视 162
9.6 频率调制 165
*9.6.1 限幅器 166
*9.6.2 带宽 166
*9.6.3 FM检测器噪声和处理增益 168
*9.6.4 信噪比 169
*9.6.5 预加重与去加重 170
*9.6.6 噪声加权 171
*9.6.7 FDM/FM电话的S/N与带宽 172
*9.6.8 TV/FM信号的信噪比 173
9.7习题 174
第10章 数字信号 176
10.1 引言 176
10.2 数字基带信号 176
10.3 脉冲编码调制 179
10.4 时分复用 182
10.5 带宽要求 183
10.6 数字载波系统 185
*10.6.1 二进制相移键控 186
*10.6.2 正交相移建控 188
*10.6.3 PSK信号的传输速率和带宽 189
*10.6.4 PSK调制系统的误比特率 190
10.7 载波恢复电路 193
10.8 比特定时恢复 194
10.9 习题 195
第11章 差错控制编码 197
11.1 引言 197
11.2 线性分组码 197
11.3 循环码 199
*11.3.1 汉明码 199
*11.3.2 BCH码 199
*11.3.3 里德-所罗门码 200
11.4 卷积码 201
11.5 交织 203
11.6 级联码 204
11.7 受编码影响的链路参数 205
11.8 编码增益 206
11.9 硬判决译码和软判决译码 207
11.10 自动重发请求(ARQ) 209
11.11 习题 210
第12章 空间链路 212
12.1 引言 212
12.2 有效全向辐射功率 212
12.3 传输损耗 213
*12.3.1 自由空间传输 213
*12.3.2 馈线损耗 214
*12.3.3 天线指向误差损耗 214
*12.3.4 固定的大气层和电离层损耗 216
12.4 链路功率预算方程 216
12.5 系统噪声 216
*12.5.1 天线噪声 217
*12.5.2 放大器噪声温度 219
*12.5.3 级联放大器 219
*12.5.4 噪声系数 220
*12.5.5 吸收网络的噪声温度 220
*12.5.6 全系统的噪声温度 221
12.6 载噪比 222
12.7 上行链路 223
*12.7.1 饱和通量密度 223
*12.7.2 输入补偿 224
*12.7.3 地球站HPA 225
12.8 下行链路 226
*12.8.1 输出补偿 227
*12.8.2 卫星TWTA的输出 228
12.9 降雨的影响 228
*12.9.1 上行链路雨衰余量 229
*12.9.2 下行链路雨衰余量 230
12.10 合成的上行链路和下行链路［C/N］率 231
12.11 互调噪声 233
12.12 习题 235
第13章 干扰 238
13.1 引言 238
13.2 卫星线路之间的干扰(B1和B2模式) 239
*13.2.1 下行链路 241
*13.2.2 上行链路 242
*13.2.3 由上行链路和下行链路上的干扰引起的合成［C/I］ 242
*13.2.4 天线增益函数 242
*13.2.5 通带干扰 244
*13.2.6 接收机转移特性 245
*13.2.7 规定的干扰指标 245
*13.2.8 保护比 246
13.3 能量扩散 246
13.4 协调 248
*13.4.1 干扰电平 249
*13.4.2 传输增益 250
*13.4.3 得到的噪声温度升高值 250
*13.4.4 协调准则 251
*13.4.5 噪声功率谱密度 251
13.5 习题 252
第14章 卫星多址接入方式 254
14.1 引言 254
14.2 单址接入 255
14.3 预分配FDMA 255
14.4 按申请分配FDMA 259
14.5 SPADE系统 259
14.6 带宽受限和功率受限的TWT放大器操作 261
*14.6.1 FDMA下行链路分析 261
14.7 TDMA 264
*14.7.1 参考突发 267
*14.7.2 报头和报尾 268
*14.7.3 载波恢复 269
*14.7.4 网络同步 270
*14.7.5 独特码检测 272
*14.7.6 业务数据 274
*14.7.7 帧效率和信道容量 274
*14.7.8 预分配TDMA 275
*14.7.9 按申请分配TDMA 277
*14.7.10 话音插空和预测 278
*14.7.11 数字传输的下行链路分析 281
*14.7.12 对TDMA和FDMA上行链路所需功率的比较 282
14.8 用于FDMA/TDM工作模式的星上信号处理 284
14.9 卫星交换TDMA 286
14.10 码分多址接入方式 290
*14.10.1 直接序列扩频 291
*14.10.2 地址码信号c(t) 292
*14.10.3 c(t)的自相关函数 294
*14.10.4 捕获与跟踪 294
*14.10.5 频谱扩展和解扩 296
*14.10.6 CDMA的吞吐量 297
14.11 习题 299
第15章 卫星业务与因特网 303
15.1 引言 303
15.2 网络层 304
15.3 TCP链路 306
15.4 卫星链路与TCP 307
15.5 在卫星信道中使用标准机制来增强TCP(RFC-2488) 308
15.6 请求评述(RFC) 310
15.7 分割TCP连接 311
15.8 非对称信道 313
15.9 计划中的系统 314
15.10 习题 317
第16章 直播卫星业务 319
16.1 引言 319
16.2 轨道间隔 319
16.3 转发器的额定功率和数目 319
16.4 频率与极化 320
16.5 转发器的容量 321
16.6 数字电视的比特速率 322
16.7 MPEG压缩标准 322
16.8 前向纠错 325
16.9 家用接收机的室外单元(ODU) 326
16.10 家用接收机的室内单元(IDU) 328
16.11 下行链路分析 329
16.12 上行链路 334
16.13 习题 335
第17章 卫星业务 337
17.1 引言 337
17.2 卫星移动业务 337
17.3 VSAT 339
17.4 Radarsat 340
17.5 全球定位系统(GPS) 343
17.6 Orbcomm 344
17.7 习题 352
附录A 部分习题答案 354
附录B 圆锥截线 359
附录C NASA双线轨道要素 370
附录D 人造卫星列表 372
附录E 三阶互调产物举例说明 375
附录F 缩写词 376
附录G 对数单位 383
附录H Mathcad符号 386
索引 388
参考文献 405
1.1 引言 1
1.2 卫星业务的频率分配 1
1.3 INTELSAT 3
1.4 美国的Domsat 8
1.5 极轨卫星 12
1.6 习题 17
第2章 轨道和发射方法 18
2.1 引言 18
2.2 开普勒第一定律 18
2.3 开普勒第二定律 19
2.4 开普勒第三定律 19
2.5 围绕地球旋转的卫星的有关术语的定义 20
2.6 轨道要素 22
2.7 远地点和近地点高度 24
2.8 轨道摄动 24
*2.8.1 非球形地球的影响 24
*2.8.2 大气阻力 27
2.9 倾斜轨道 28
*2.9.1 日历 28
*2.9.2 世界时 29
*2.9.3 儒略日期 30
*2.9.4 恒星时 31
*2.9.5 轨道面 32
*2.9.6 地心赤道坐标系 34
*2.9.7 相对于IJK坐标系的地球站 36
*2.9.8 地面水平坐标系 34
*2.9.9 星下点 42
*2.9.10 预测卫星位置 44
2.10 太阳同步轨道 44
2.11 习题 46
第3章 对地静止轨道 49
3.1 引言 49
3.2 天线视角 50
3.3 极座架天线 54
3.4 可见度的限制 56
3.5 近对地静止轨道 58
3.6 卫星的地球日蚀 59
3.7 日凌中断 61
3.8 发射轨道 61
3.9 习题 64
第4章 无线电波传播 66
4.1 引言 66
4.2 大气损耗 67
4.3 电离层效应 68
4.4 降雨衰减 68
4.5 其他传播损耗 71
4.6 习题 72
第5章 极化 73
5.1 引言 73
5.2 天线极化 76
5.3 卫星信号的极化 78
5.4 交叉极化鉴别度 82
5.5 电离层去极化 83
5.6 降雨去极化 84
5.7 冰晶去极化 85
5.8 习题 85
第6章 天线 87
6.1 引言 87
6.2 天线互易原理 88
6.3 坐标系 89
6.4 辐射场 89
6.5 功率通量密度 92
6.6 各向同性辐射体和天线增益 92
6.7 辐射方向图 93
6.8 波束立体角和方向性 94
6.9 有效口径 96
6.10 半波偶极子 96
6.11 口径天线 98
6.12 喇叭天线 100
6.13 抛物面天线 103
6.14 偏焦馈源 107
6.15 双反射面天线 108
6.16 赋形反射面系统 110
6.17 阵列 111
6.18 习题 115
第7章 空间段 117
7.1 引言 117
7.2 供电 117
7.3 姿态控制 120
*7.3.1 自旋卫星稳定 120
*7.3.2 动量轮稳定 122
7.4 位置保持 124
7.5 热控 126
7.6 TT＆C系统 127
7.7 转发器 128
*7.7.1 宽带接收机 129
*7.7.2 输入去复用器 130
*7.7.3 功率放大器 131
7.8 天线系统 134
7.9 Morelos通信系统 136
7.10 Anik-E卫星 139
7.11 先进的Tiros-N航天器 144
7.12 习题 146
第8章 地面段 148
8.1 引言 148
8.2 家用电视单收系统 148
*8.2.1 室外单元 148
*8.2.2 模拟(调频)电视的室内单元 150
8.3 共用天线电视系统 151
8.4 社区共用天线电视系统 152
8.5 收发地球站 153
8.6 习题 156
第9章 模拟信号 157
9.1 引言 157
9.2 电话信道 157
9.3 单边带电话 157
9.4 FDM电话 159
9.5 彩色电视 162
9.6 频率调制 165
*9.6.1 限幅器 166
*9.6.2 带宽 166
*9.6.3 FM检测器噪声和处理增益 168
*9.6.4 信噪比 169
*9.6.5 预加重与去加重 170
*9.6.6 噪声加权 171
*9.6.7 FDM/FM电话的S/N与带宽 172
*9.6.8 TV/FM信号的信噪比 173
9.7习题 174
第10章 数字信号 176
10.1 引言 176
10.2 数字基带信号 176
10.3 脉冲编码调制 179
10.4 时分复用 182
10.5 带宽要求 183
10.6 数字载波系统 185
*10.6.1 二进制相移键控 186
*10.6.2 正交相移建控 188
*10.6.3 PSK信号的传输速率和带宽 189
*10.6.4 PSK调制系统的误比特率 190
10.7 载波恢复电路 193
10.8 比特定时恢复 194
10.9 习题 195
第11章 差错控制编码 197
11.1 引言 197
11.2 线性分组码 197
11.3 循环码 199
*11.3.1 汉明码 199
*11.3.2 BCH码 199
*11.3.3 里德-所罗门码 200
11.4 卷积码 201
11.5 交织 203
11.6 级联码 204
11.7 受编码影响的链路参数 205
11.8 编码增益 206
11.9 硬判决译码和软判决译码 207
11.10 自动重发请求(ARQ) 209
11.11 习题 210
第12章 空间链路 212
12.1 引言 212
12.2 有效全向辐射功率 212
12.3 传输损耗 213
*12.3.1 自由空间传输 213
*12.3.2 馈线损耗 214
*12.3.3 天线指向误差损耗 214
*12.3.4 固定的大气层和电离层损耗 216
12.4 链路功率预算方程 216
12.5 系统噪声 216
*12.5.1 天线噪声 217
*12.5.2 放大器噪声温度 219
*12.5.3 级联放大器 219
*12.5.4 噪声系数 220
*12.5.5 吸收网络的噪声温度 220
*12.5.6 全系统的噪声温度 221
12.6 载噪比 222
12.7 上行链路 223
*12.7.1 饱和通量密度 223
*12.7.2 输入补偿 224
*12.7.3 地球站HPA 225
12.8 下行链路 226
*12.8.1 输出补偿 227
*12.8.2 卫星TWTA的输出 228
12.9 降雨的影响 228
*12.9.1 上行链路雨衰余量 229
*12.9.2 下行链路雨衰余量 230
12.10 合成的上行链路和下行链路［C/N］率 231
12.11 互调噪声 233
12.12 习题 235
第13章 干扰 238
13.1 引言 238
13.2 卫星线路之间的干扰(B1和B2模式) 239
*13.2.1 下行链路 241
*13.2.2 上行链路 242
*13.2.3 由上行链路和下行链路上的干扰引起的合成［C/I］ 242
*13.2.4 天线增益函数 242
*13.2.5 通带干扰 244
*13.2.6 接收机转移特性 245
*13.2.7 规定的干扰指标 245
*13.2.8 保护比 246
13.3 能量扩散 246
13.4 协调 248
*13.4.1 干扰电平 249
*13.4.2 传输增益 250
*13.4.3 得到的噪声温度升高值 250
*13.4.4 协调准则 251
*13.4.5 噪声功率谱密度 251
13.5 习题 252
第14章 卫星多址接入方式 254
14.1 引言 254
14.2 单址接入 255
14.3 预分配FDMA 255
14.4 按申请分配FDMA 259
14.5 SPADE系统 259
14.6 带宽受限和功率受限的TWT放大器操作 261
*14.6.1 FDMA下行链路分析 261
14.7 TDMA 264
*14.7.1 参考突发 267
*14.7.2 报头和报尾 268
*14.7.3 载波恢复 269
*14.7.4 网络同步 270
*14.7.5 独特码检测 272
*14.7.6 业务数据 274
*14.7.7 帧效率和信道容量 274
*14.7.8 预分配TDMA 275
*14.7.9 按申请分配TDMA 277
*14.7.10 话音插空和预测 278
*14.7.11 数字传输的下行链路分析 281
*14.7.12 对TDMA和FDMA上行链路所需功率的比较 282
14.8 用于FDMA/TDM工作模式的星上信号处理 284
14.9 卫星交换TDMA 286
14.10 码分多址接入方式 290
*14.10.1 直接序列扩频 291
*14.10.2 地址码信号c(t) 292
*14.10.3 c(t)的自相关函数 294
*14.10.4 捕获与跟踪 294
*14.10.5 频谱扩展和解扩 296
*14.10.6 CDMA的吞吐量 297
14.11 习题 299
第15章 卫星业务与因特网 303
15.1 引言 303
15.2 网络层 304
15.3 TCP链路 306
15.4 卫星链路与TCP 307
15.5 在卫星信道中使用标准机制来增强TCP(RFC-2488) 308
15.6 请求评述(RFC) 310
15.7 分割TCP连接 311
15.8 非对称信道 313
15.9 计划中的系统 314
15.10 习题 317
第16章 直播卫星业务 319
16.1 引言 319
16.2 轨道间隔 319
16.3 转发器的额定功率和数目 319
16.4 频率与极化 320
16.5 转发器的容量 321
16.6 数字电视的比特速率 322
16.7 MPEG压缩标准 322
16.8 前向纠错 325
16.9 家用接收机的室外单元(ODU) 326
16.10 家用接收机的室内单元(IDU) 328
16.11 下行链路分析 329
16.12 上行链路 334
16.13 习题 335
第17章 卫星业务 337
17.1 引言 337
17.2 卫星移动业务 337
17.3 VSAT 339
17.4 Radarsat 340
17.5 全球定位系统(GPS) 343
17.6 Orbcomm 344
17.7 习题 352
附录A 部分习题答案 354
附录B 圆锥截线 359
附录C NASA双线轨道要素 370
附录D 人造卫星列表 372
附录E 三阶互调产物举例说明 375
附录F 缩写词 376
附录G 对数单位 383
附录H Mathcad符号 386
索引 388
参考文献 405
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