《数字卫星通信技术》

第一章导论1

1.1 国际通信卫星组织（INTELSAT）概况1

1.2数字革命2

INTELSAT的业务2

什么是模拟连接2

什么是数字信号2

模拟传输的缺点是什么2

为什么数字方式取代了模拟方式2

数字传输的其他优点3

允许较高的数据速率3

采用数字无线系统的好处4

数字交换机和综合业务数字网（ISDN）4

免除了维护4

非常安全4

省空间省钱4

高容量4

数字传输系统是由什么构成的4

使用数字系统引起的问题5

第二章数字基础6

2.1脉码调制（PCM）原理6

引言6

原理6

自适应脉码调制（APCM）7

相移键控（PSK）7

四相移相键控（QPSK）7

量化8

线性量化8

非线性量化9

混叠10

编码选择10

增量调制10

积分器11

接收终端12

局限性12

差分编码12

自适应差分脉码调制（ADPCM）12

ADPCM的应用12

ADPCM的原理12

ADPCM原理的实例12

估计值来自何处13

使用ADPCM把每个8位字变成4位字13

2.2数字多路复用基础14

引言14

一次群多路复用14

多路复用原理14

数字线路系统14

地球站环境的一次复用14

时分多路复用14

同步14

定时15

时钟恢复15

准同步运行15

时钟滑移入门16

数字体系16

欧洲体系（CEPT）16

北美体系（NAS）17

日本体系18

国际运行18

2.3数字多路复用和多址联接——一次群多路复用18

引言18

一次群多路复用18

欧洲体系（CEPT）帧结构19

北美体系（NAS）21

一个术语22

PCM信令系统22

随路信令24

公共信道信令24

公共信道信令的优势24

解释使用公共信道信令时的网络测试24

A法则与Mu法则的转换24

CEPT和NAS之间的比较24

数字环境中的告警24

模拟系统告警24

使用导频监控的问题25

告警目标25

数字告警基本原理25

告警类型25

操作原则25

高次群告警26

即时告警26

告警实例26

相应措施26

非紧急告警28

一次群告警28

即时告警状态28

非紧急告警状态29

冗余转换29

2.4数字多路复用和多址联接——高次群多路复用30

引言30

高次群多路复用30

高次群多路复用器的安置地点和应用30

几种体系30

高次群多路复用原理30

话务处理30

设备同步30

准同步运行32

码速调整或位填充32

恢复通信32

接收业务重新定时32

CEPT高次群多路复用的具体运行细节33

二次群多路复用器33

帧同步33

服务数字33

业务——第一个字块34

调整控制字（JCW），或填充指示符34

业务——第二和第三字块34

重复调整控制字34

可调整位34

帧剩余位34

8Mbit/s帧34

在其他分级层次中的CEPT多路复用器35

NAS高次群多路复用的具体操作35

帧结构35

帧同步35

服务数字36

业务36

填充指示符36

可调整位36

6Mbit/s帧36

多址联接技术37

FDMA——频分多址37

TDMA——时分多址38

第三章调制解调器基础39

导言39

3.1 四相调制（QPSK）40

3.2网络线路码41

引言41

电缆的传输特性41

主要系数41

系数效应41

线路电容41

防止线路电容的编码41

传号交替反转42

线路码的要求42

时钟恢复42

使用AMI作时钟恢复42

使用AMI进行数据服务43

在CEPT体系里的时钟恢复43

HDB-3线路码43

交替NAS线路码43

高次群线路码44

线路码概要45

编码传号反转（CMI）46

3.3用户接口46

引言46

频分调制（FDM）和数字系统接口46

信道电平的FDM和数字系统接口46

FDM和数字系统接口使用多路复用转换器（T-Mux）46

T-Mux转换的实例46

信令转换47

FDM导频和数字告警47

T-Mux的应用47

T-Mux同步47

使用宽带编解码器48

电视信号（TV）编解码器48

数据接口48

数据用户的要求49

数据电路终接设备（DCE）和网络间的互连49

模拟用户接口51

控制回波51

回波消除器52

操作规则52

回波的成因及其影响52

3.4同步53

引言53

同步一次群多路复用器53

时钟恢复53

帧同步53

帧同步字（FAW）的使用53

帧数据字（FDW）的使用53

实现同步的逻辑过程53

实现同步的速度54

校验连续同步54

丢失同步的逻辑过程54

检测帧同步丢失的用时54

NAS同步设备54

标准的NAS帧结构54

NAS扩展超帧同步55

数据传输55

异步传输55

同步传输55

其他数据用户56

网络同步56

中央时钟系统56

互同步57

完全同步系统57

配置方法57

3.5数字损伤58

引言58

时钟滑移58

时钟滑移效应58

测量时钟滑移59

过多的时钟滑移59

抖动59

抖动源60

漂移60

漂移源60

测量抖动60

抖动测量61

网络的抖动测试61

最大容许抖动61

最大容许抖动实例62

选择滤波器62

连续测试62

抖动容限测试64

抖动容限测试过程64

抖动容限测试目标65

抖动界限65

抖动传输测试65

抖动累积66

眼图66

抖动消减66

抖动消减电路的操作67

噪声67

感生噪声67

差错67

回顾差错源67

差错效应67

声频电路用户68

适用于声频电路用户的差错分布68

数据电路用户68

适用于数据电路用户的差错分布68

其他电路用户68

差错分布68

差错秒68

无差错秒68

严重差错秒69

降级分69

差错测量69

差错指标69

假设参考连接（HRX）69

HRX的质量区划70

HRX中的地球站70

地球站的数据电路测试70

初调70

日常维护和操作71

误码率71

测量差错71

误码率计算实例71

差错检测及其改正72

奇偶校验72

扰码72

循环冗余校验（CRC）72

使用自动请求重发（ARQ）的缺点72

前向纠错72

3.6前向纠错（FEC）72

引言72

卷积码73

编码方法74

IDR编码器75

差分编码76

差分译码器的运行76

维特比（Viterbi）译码77

格构77

汉明（Hamming）距77

维特比译码实例78

实际维特比译码器的译码器存储79

实际维特比译码器的软判决译码79

3.7IDR附加单元——用于IDR载波的工程维护电路（ESC）80

引言80

早期设备规范80

同INTELSAT通信80

在同类地球站之间的通信81

新设备规范81

数据速率小于1.544Mbit/s81

数据速率大于1.544Mbit/s81

IDRESC单元82

额外开销帧结构82

额外开销单元内的定时83

帧和复帧同步83

故障状态及其相应措施和告警83

故障83

告警84

第四章应用85

4.1网络体系结构——原理和应用85

引言85

网络体系结构概念85

局域网和广域网85

网络拓扑结构85

星形网85

环形网86

总线网86

树形网86

格构网或网状网87

卫星系统中的网络拓扑结构87

数据网络的兼容性87

国际标准化组织（ISO）开放系统互连88

层兼容性89

地球站的复杂情况89

类似ISOOSI的七层模式89

4.2极小孔径终端站——VSAT90

引言90

网络体系结构91

国际互联网（INTELNET）91

标准租赁91

INTELNET租赁服务91

国内VSAT应用91

潜在的VSAT应用92

VSAT的成本92

4.3IDR载波简介93

引言93

运行IDR载波的优点93

传输特点94

前向纠错（FEC）94

调制94

调制器95

解调器96

多址联接96

地球站的设备96

怎样测量相位噪声97

扰频97

服务质量98

等效全向辐射功率（E.I.R.P.）的稳定性98

频率容限99

带外辐射99

定时精度99

缓冲器容量100

多址载波100

4.4IDR的实施100

引言100

多路复用标准和交互工作101

等效全向辐射功率（E.I.R.P.）的要求、降雨储备量和上行线路功率控制101

地球站的设备配置101

用IDR链路代替FDM/FM链路101

IDR系统的扩展102

单址IDR设备102

单址发送，多址接收102

多址2.048Mbit/sIDR载波——64kbit/s102

多址IDR高次群载波104

4.5卫星转换的时分多址联接（SSTDMA）106

引言106

时分多址联接（TDMA）系统107

TDMA的缺点107

波束转换概念108

SSTDMA的优点108

SSTDMA的局限性109

SSTDMA系统109

4.6IBS和INTELNET110

IBS110

IBS应用110

数据通信应用110

话音通信应用110

视频通信应用110

服务项目概要111

调制111

传输参数111

连接111

地球站111

INTELNET112

应用112

数据通信应用112

话音通信应用112

视频通信应用112

调制112

传输参数112

地球站112

4.7数字电路倍增设备（DCME）113

综述113

数字话音插空（内插）（DSI）技术113

低速率编码（LER）113

运行模式114

点对点（单址）模式114

多集团模式114

多址模式116

荷载业务的能力117

DCME增益117

DCME话务处理117

过载系统119

接口120

分配信道（AC）120

位速率可变的信道120

同步和定时122

点对点同步122

多集团同步122

多址同步122

4.8IDR的使用和测试124

引言124

卫星系统操作指南（SSOG）测试125

4.9使用倾斜轨道上的卫星进行操作126

引言126

何谓倾斜轨道126

在倾斜轨道上运行的卫星127

倾斜轨道如何影响用户127

波束覆盖范围127

水平阻塞127

EIRP的稳定性128

极化隔离128

多普勒效应128

地球站和倾斜轨道卫星之间的相对速度128

对传输系统的影响128

数字系统——IDR和IBS128

IBS和IDR载频多普勒效应129

国际互联网络（INTELNET）系统129

窄带系统（SCPC和Vista）——使用导频的系统129

TDMA系统129

宽带模拟——FDM和电视130

倾斜轨道运行对地球站天线运动的影响有多大？130

仰角和方位角运动速度130

天线指向130

是否可以向非跟踪天线提供自动跟踪能力？131

手动跟踪131

自动跟踪131

附录一132

附录二149