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第1章 绪论1

1.1卫星通信1

1.1.1卫星通信业务的种类2

1.1.2卫星通信的发展趋势3

1.2数字卫星通信5

1.2.1数字通信5

1.2.2数字卫星通信6

1.3卫星通信中的数字信号处理8

1.3.1数字信号处理的概念和应用8

1.3.2数字信号处理的实现9

1.3.3卫星通信与数字信号处理的关系10

第2章 通信卫星分类和轨道11

2.1概述11

2.2卫星轨道12

2.2.1时间和坐标系12

2.2.2卫星轨道基本参数及计算16

2.2.3卫星位置与地面站计算18

2.3对地静止轨道卫星20

2.3.1特点20

2.3.2对地静止卫星的地球覆盖20

2.3.3通信工作模式22

2.4非对地静止轨道卫星24

2.4.1特点24

2.4.2单轨道平面卫星群的工作模式26

2.4.3卫星星座27

2.4.4用于移动卫星服务的轨道构成32

2.5轨道对通信系统性能的影响33

2.5.1多普勒频移33

2.5.2距离产生变化35

2.5.3星蚀35

2.5.4日凌中断37

第3章 通信卫星系统38

3.1概述38

3.2通信卫星的有效载荷39

3.2.1转发器系统39

3.2.2天线系统43

3.3通信卫星的平台45

3.3.1姿态和轨道控制系统46

3.3.2推进系统50

3.3.3遥测、跟踪和指令系统51

3.3.4电源系统54

3.3.5热控系统57

3.3.6结构系统59

3.4通信卫星的总体设计60

3.4.1空间环境的影响61

3.4.2通信卫星的功率和重量62

3.4.3卫星的寿命和可靠性66

第4章 卫星通信链路和接入方式70

4.1卫星通信链路70

4.1.1传输方程70

4.1.2天线的特征参数71

4.1.3自由空间传输时接收端的信号功率73

4.1.4卫星通信链路中的传输损耗75

4.1.5接收机输入端的噪声功率77

4.1.6接收机输入端的载噪比C/N与G/T值81

4.1.7噪声功率比（NPR）及其对卫星通信链路的影响82

4.2卫星通信链路接入方式83

4.2.1频分多址（FDMA）方式84

4.2.2时分多址（TDMA）方式86

4.2.3码分多址（CDMA）方式90

4.2.4空分多址（SDMA）96

4.2.5随机（争用）多址和可控（预约）多址97

第5章 数字通信技术和信号传输101

5.1概述101

5.1.1数据传输系统的组成及其主要指标101

5.1.2数据传输系统的主要技术问题103

5.2数字信号的基带传输106

5.2.1基带信号在信道中传输的特点106

5.2.2无码间干扰的基带传输特性107

5.2.3幅度滚降特性108

5.2.4基带传输的误码性能110

5.3同步技术111

5.3.1载波同步111

5.3.2位同步114

5.3.3群同步119

5.4差错控制122

5.4.1反馈纠错122

5.4.2前向纠错123

第6章 卫星扩频通信抗干扰技术129

6.1采用预测技术的抗干扰方法130

6.1.1线性预测技术130

6.1.2非线性预测技术134

6.2编码辅助的抗干扰技术140

6.2.1采用线性MMSE检测器的窄带干扰抑制技术140

6.2.2单音干扰142

6.2.3自回归（AR）干扰144

6.3基于判决反馈的抗窄带干扰方法146

6.3.1基于判决反馈的抗窄带干扰方法的基本原理146

6.3.2基于改进的判决反馈的抗窄带干扰方法148

6.3.3单音干扰下判决反馈器抽头权值的确定150

6.3.4信干比的改善量152

6.3.5误差概率分析153

6.3.6误差传播对误差概率的影响154

6.4随机梯度下降法155

6.4.1维纳滤波器157

6.4.2最小均方算法（LMS）158

6.4.3归一化的LMS算法160

6.4.4直接判决算法162

第7章 变换域信号处理163

7.1变换域的概念以及几种变换方式163

7.1.1信号模型163

7.1.2块变换167

7.1.3重叠变换的发展173

7.2时频分析用于通信抗干扰177

7.2.1时频分析的历史178

7.2.2时频分布的基本理论180

7.2.3单频干扰的时频抑制处理184

7.3实时变换域滤波技术189

7.3.1窄带干扰抑制189

7.3.2宽带干扰抑制195

第8章 数字分路与合成198

8.1概述198

8.2多采样率信号处理理论基础199

8.2.1整数倍抽取（Decimation）199

8.2.2整数倍内插（Interpolation）203

8.2.3采样率分数倍变换205

8.2.4滤波与抽取和内插的互换205

8.2.5滤波器的多相结构207

8.2.6抽取器和内插器的多相结构实现208

8.2.7带通信号采样率变换理论210

8.3数字分路与合成——滤波器组214

8.3.1分路与合成的整带型实现215

8.3.2分路与合成的正交型实现216

8.3.3分路与合成的高效实现——DFT滤波器组218

8.3.4一个简单的例子222

第9章 数字调制与解调223

9.1卫星数字传输链路223

9.1.1数字信号的基带传输特性223

9.1.2基带通信链路传输225

9.1.3数字信号的带通传输226

9.2数字调制和解调232

9.2.1概述232

9.2.2二相相移键控（BPSK）调制233

9.2.3四相相移键控（QPSK）调制235

9.2.4数字调制的误码特性237

9.3QPSK信号全数字解调245

9.3.1数字解调原理246

9.3.2数字解调的旋转变换算法248

9.3.3系统组成249

9.4数字调制和解调的工程实现254

9.4.1卫星通信链路中调制方式的选择254

9.4.2非理想信道的BER恶化257

9.4.3Eb/N0的测量263

9.4.4载波恢复的基本方法264

9.4.5定时恢复的基本方法270

第10章 星上交换技术275

10.1概述275

10.2卫星电路交换技术275

10.3卫星ATM交换技术277

10.3.1卫星ATM交换网络构架278

10.3.2卫星环境中ATM交换技术281

10.3.3卫星ATM交换结构281

10.3.4卫星ATM交换协议体系284

10.3.5卫星ATM交换应用方式288

10.4卫星IP交换技术289

10.4.1卫星IP交换网络构架289

10.4.2卫星环境中的TCP/IP290

10.4.3卫星IP交换实现模式290

10.4.4卫星IP交换协议体系292

10.5卫星分组交换QoS保证技术294

10.5.1QoS参数定义295

10.5.2影响QoS参数的网络特征296

10.5.3卫星分组交换QoS保证技术296

10.6卫星交换技术发展前景302

第11章 相关技术及今后发展趋势303

11.1概述303

11.2数字波束形成技术303

11.2.1接收信号模型304

11.2.2接收数字波束形成原理305

11.2.3发射数字波束形成原理306

11.2.4数字波束形成系统的分类307

11.3盲信号分离技术310

11.3.1盲信号分离技术基本理论311

11.3.2盲信号分离的基本方法313

11.3.3盲信号分离算法315

11.3.4盲信号分离技术的应用316

11.4对下一代卫星通信的展望317

11.4.1卫星星座发展趋势318

11.4.2卫星通信技术发展趋势319

11.4.3卫星通信业务趋势320

11.4.4卫星通信商业发展趋势323

11.4.5尚未完全解决的课题324

11.5结束语324

11.5.1更高更快的处理能力和更有效的算法324

11.5.2与新的技术相结合，拓展应用领域325

11.5.3适合空间应用的高速大规模集成电路和数字信号处理平台325

附录326

参考文献331