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1、卫星通信复习提纲一绪论1、卫星通信的基本概念，特点概念：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在两个或多个地球站之间进行的通信。特点：通信距离远，且费用与通信距离无关。覆盖面积大，可进行多址通信。通信频带宽，传输容量大。机动敏捷。通信线路稳定牢靠，传输质量高。2、卫星通信系统和线路组成。系统：地球站、通信卫星、跟踪遥测及指令系统、监控管理系统市通线内信路信终设接收设备接收设备发射设备双工发射设备道端备发端地球站（八）收渊地球站(B)信终设道端备内信路市通线3、地球站的组成，卫星通信地球站收发系统与地面微波中继站的比较。天馈设备、收发信机、终端设备、天线跟踪设备以及电源设备天线分系
2、统跟踪接收机信道终端设备分系统电源分系统信道控制分系统终端接口设备4、卫星通信的基本原理。内信路市通线卫星转发器接收设备道端备信终设发射设备发端地球站（八）收端地球站(B)接收设备道端备信终设内信路市通线经市内通信线路送来的电话信号，在地球站A的终端设备内进行多路复用(FDM/TDM),成为多路电话的基带信号，在调制器中对中频载波进行调制，然后经上变频器变换为微波频率f的射频信号，在经功率放大器、双工器和天线发向卫星。这一信号经过大气层和宇宙空间，信号强度将受到很大的衰减，并引入肯定的噪声，最终到达卫星。在卫星转发器中，首先将载波频率f上行信号经低噪声接收机进行放大，并变换为载波频率较低的下行
3、频率f2的信号，再经过功率放大，由天线发向收端地球站。5、通信卫星转发器分类：透亮转发器处理转发器：信息处理转发器空间交换转发器6、卫星通信的工作频率，志向频段。C：64GHzKu:14/11GHz.14/12GHz二调制技术1、调制的分类，影响数字调制方式选择的主要缘由。分类：模拟调制、数字调制缘由：设计目的、通信体制、信道特性2、模拟调制1）频率调制目的：增加传输带宽，得到大的调制制度增益，有利于地球站接收机获得较高的载噪比（CNR）,或给定CNR可以削减卫星转发器的功率。带宽和信噪比增益计算（结合第7章线路计算）。P212）压扩技术：原理，框图。（。）压缩器（）扩张器类似自动增益限制。信
4、号经整流并反馈到输入（或输出）端，限制输入（或输出）信号电平。压缩器是一个可变增益放大器，它压缩话音信号的动态范围，并使电路对弱话音信号的增益高于强话音信号的增益，因此，在含有噪声的信道中，提高了原来低电平话音信号的功率，从而使整个话路的信噪比得到改善。扩展器对被压缩器提高的信号功率进行衰减，使它复原到原来的信号电平。3、功率有效数字调制1） QPSK调制，解调原理干脆调相法4PSK信号的产生（7/4体系）。()4DPSK信号的产生（11/2体系）3相位选择法2） QPSK的不足（倒n现象），与OQPSK的不同。QPSK的I、Q支路在时间上是对齐的，即同时发生跳变。而SQPSK的I、Q支路在时
5、间上错开了半个码元，即不会同时发生跳变。因此，QPSK中最大的相位跳变为180,而SQPSK中最大的相位跳变为90,因此QPSK包络的起伏更大。同样，因为SQPSK能从时间上区分1、Q支路，因此I、Q可以分别进行二进制的差分编码，因而与QPSK的四进制差分编码相比，SQPSK的差分编码更为简洁。3）基准载波复原的方法有哪些？干脆从信号中提取载波。采纳在报头内发出若干前置比特的载波基准，然后在接收端加以复原。4）位定时复原的概念和提取位同步的方法。概念：数字信号解调时还须要精确的位定时信号，否则由于位同步不准产生错位、相位抖动。方法：在发送端特地发送一组位同步码，在接收端检测出后，作为位同步时间
6、基准。在接收端设法提取数字信号中原己含有的位同步信息。三多址技术1）多址联接与多路复用的区分。多址联接：信道复用，多个地球站放射的信号，在卫星转发器中进行射频信道的复用。多路复用：接口复用，在一个地球站把送来的多个（基带）信号在群频信道（即基带信道）上进行复用。2）卫星多址技术的分类：FDMA,TDMA,CDMA,SDMA.信道的含义。FDMA/频段TDMA/时隙CDMA/码型SDMA/空间3）信道安排技术：预安排（PA）和按需安排（DA）。4）何谓SCPC,MCPC?SCPC：每载波单路，每个话路安排一个载波MCPC：每载波多路，安排一个载波路，多个话路5） TDMA:工作原理.安排给各地球
7、站的是特定的时隙6） TDMA同步：初始捕获的过程，分帧同步初始捕获：在TDMA系统中，各地球站是以基准站所放射的独特码（UW）作为基准信号来确定自己的放射时间的。其捕获的详细步骤初射4B站分帧*瞄准点（时隙中心）I；站IC站分帧锁定A站分帧&H/报头移到锁定位置基准分帧kH加上消息部分A通信I基准分帧A站分帧Bi站分帧C站分帧口分帧同步：分帧同步是指在完成初始捕获之后，为使所放射的业务分帧稳定在指定的时隙之内，而对分帧进行的定时限制。数字延时B1分帧同步器间较制辑时比控逻帧效率：每一帧包含一个同步分帧和m个业务分帧注：PPt例题8） SCPC,语音信号传输，格式，SOM作用等。（DSCPC：
8、SCPC是英文SingleChanneIPerCarrier的缩写，是每载波单路的FDMA方式。话音信号传输格式（3）S0M作用：由于在PCM-PSK-SCPC系统中运用的是肯定QPSK调制方式，对这种已调制信号进行相干解调时，在其所复原的载波中会出现“0”或“180”的相位不确定的现象，这就是相位模糊现象。SOM可确定帧同步和消退相位模糊.9） A1.OHA,S-A1.OHA的工作过程。（DA1.OHA：随机多址访问方式，每个用户都可以访问一条共享信道，而无需事先与系统中的其他用户进行协商。（发生碰撞时，等待肯定时间后重发）S-A1.oHA:时隙A1.oHA协议，通信按时隙划分，每个时隙正好
9、传送一个分组，数据分组到达后必需等到下一个时隙才起先传送。四编码技术1）信源编码，信道编码概念。信源编码：是指首先将话音、图像等模拟信号转换成为数字信号，然后再依据传输信息的性质，采纳适当的编码方法。（HDB3,曼彻斯特编码，AMD信道编码是指在数据发送之前，在信息码之外附加肯定比特数的监督码元，使监督码元与信息码元构成某种特定的关系，接收端依据这种特定的关系来进行检验。（卷积码、交织码）2）差错限制分类：FEC,ARQ.前向纠错（FEC）,又称为自动纠错，它是指检测端检测到所接收的信息出现误码的状况下，可按肯定的算法，自动确定发生误码的位置，并自动予以订正。检错重发（自动恳求重发ARQ）,也
10、称为自动恳求重发（ARQ）,它是指在接收端检测到接收信息出现差错之后，通过反馈信道要求发送端重发原信息，直到接收端得到正确信息为止，从而达到纠错的目的。3）线性分组码原理。监督关系一编码原理图,工作过程。线性分组码：分组码是将每k个信息码元分为一组，然后按肯定的规律产生r个监督码元，那么分组码的长度n=k+r,通常用符号(n,k)表示。4)交织原理交织原理是将已编码的码字(例如按线性分组码的规律构成的分组码)按行读入,每行包含一个(水)分组码，共排成山行，这样构成一个机行列的矩阵将成片的错误离散化5)卷积码，编码器，工作过程。表示法：树图，网格图，状态转移图。附：循环码 计算校验和的算法如下：
11、 .设G(X)为r阶,在帧的末尾附加r个零,使帧为m+r位,则相应的多项式是XrM(X)O .按模2除法用对应于G(X)的位串去除对应于XrM(X)的位串。 .按模2减法从对应于XrM(X)的位串中减去余数。结果就是要传送带校验和的帧,叫多项式T(X)O将校验和加在帧的末尾，使这个带校验和的帧的多项式能被G(X)除尽。当接收方收到带校验和的帧时，用G(X)去除它，假如有余数，则传输出错。五信号处理DDSl基本原理。(提高话音效率，空闲信道利用)DSI：数字话音内插技术，一般来说通话时一方讲话一方在听，因而总是只有一个方向的话路中有话音信号，而反向话路则处于空闲状态，且讲话人还有讲话中断的时间，
12、而DSl技术则充分利用了这些空闲时间给别的话路运用通常所运用的数字话音内插(DSl)技术包括时分话音内插(TASI)和话音预料编码(SPEC)两种方式。时分话音内插(TASI)技术是利用呼叫之间的间隙，听话而未说话以及说话停顿的空闲时间，把空闲的通路短暂安排给其他用户以提高系统的通信容量。2）回波限制：概念，回波抵消器分类。（长距离传输延时大）概念：地面电话系统中采纳二一四线转换电路会产生回波，卫星通信中时延较大，所以要采纳回波限制电路，抑制回波干扰的影响，因而在话音线路中接入肯定的电路，这样在不影响话音信号正常传输的条件下，将回波消弱或者抵消。分类：模拟式回波抵消器、数字式回波抵消器（利用一
13、滤波器模拟混合线圈，使它的输出与接收话音信号的泄漏相抵消3）语音编码分类。了解各种编码方式。波形编码：PCM、DPCM（差分脉冲编码调制）、ADPCM（自适应）参量编码：语音的生成及其模型、声码器、共振峰声码器混合编码六卫星通信网1）网络结构。2） VSAT网的基本概念，工作原理。概念：VSAT（VerySmallAPertUreTerminaI）甚小口径终端。利用大量小口径天线的小型地球站与一个大站协调工作的卫星通信网。工作原理：外向传输：（TDM帧结构）主站通过卫星向远端小站发送数据内向传输：（TDMA帧结构）有个小站向主站发送数据3） VSAT小站与主站计算机通信网络的连接，接口与协议层
14、次（底三层工A用户设备用户设备用户设备一JB第七层第六层第五层第四层第三层第二层SD1.C初级第一层RS-232C主计算机4）了解低轨道卫星通信系统。GIObalSIar与钺星系统。用户设备七卫星线路计算1）噪声类型，干扰类型。噪声类型：热噪声天线噪声干扰类型：交调干扰邻道干扰相邻波束间的干扰交叉极化干扰码间干扰同频干扰2）地球性能参数，C,Gr,1.p,CN,CT定义，线路计算。（例题）题型：1,填空（20）,选择（20）,问答（40）计算（20）附：【例3-1】己知一个TDMA系统，采纳QPSK调制方式。设帧长斤=250s,系统中所包含的站数?=5,各站所包含的通道数n=4相同，爱护时间7
15、=0.1s,基准分帧的比特数Br与各报头的比特数Bp均为90比特，每个通道传输24路（PCM编码，每取样值编8比特码，一群加一位同步比特）。求PCM编码器输出速率Rs,系统传输的比特率Rb、分帧长度我、帧效率f及传输线路要求带宽B。解：7i=125/s,5=824+l=193(bit),又一个码符含两比特K=2,1.=2S=386(bit),所以SR.=1.544(Mbk)TSBr+11Bn+mn1.,-=33.12(Mbk)Tf-(m+l)TfifIf=7）-（瓦+机8尸）/此一（加+1）7；=932%Th=fi+(BP+n1.)Rb=49.44(s)(MHZ)传输线路带宽3=（1+）与,取
16、滚降系数=0.2部分作业：第一章1.4试计算地球站与卫星间的电波传播路径时延（传播距离d按4X104km计算）等于多少？解：来回的传播时延=2X4X1073108=0.83=0.27秒其次章2.1 试说明QPSK和SQPSK系统的不同点。与QPSK系统的差分编译码器相比，SQPSK调制器的差分编译码器是简洁了还是困难了？哪个系统的包络波动较大？解：QPSK的I、Q支路在时间上是对齐的，即同时发生跳变。而SQPSK的I、Q支路在时间上错开了半个码元，即不会同时发生跳变。因此，QPSK中最大的相位跳变为180,而SQPSK中最大的相位跳变为90,因此QPSK包络的起伏更大。同样，因为SQPSK能从
17、时间上区分I、Q支路，因此I、Q可以分别进行二进制的差分编码，因而与QPSK的四进制差分编码相比，SQPSK的差分编码更为简洁。2.4 某DQPSK系统，输入的四进制序列xj为0,1,3,0,3,2,3,1,3,0,1,当时始状态分别为0,1,2,3时，求差分输出序列yi和相对码二进制序列。解：Xi起始值01303231301yi=yi-001003231001112110212112223221323223330332030330相对的二进制序列：(以自然码表示)000010000110100010000Ol1011001010010011001Ol102101110100111101110
18、101131110111110001100111100第二早2.5 某TDMA系统的传输速率为17.156Mbs,每个用户的输入数据速率为1.544Mbs,帧效率为90%,求该系统容纳的最大地址数。解：该系统容纳的最大地址数=17.156*90%/1.544=10。2.6 已知工作速率为120.832Mbs的TDMA系统复帧周期长度为2ms,以下两种状况下：（八）30路制式基群速率为2.048Mb/s;(b)24路制式基群速率为1.544Mb/S；试分别求出TDMA每一帧传输的比特数。解：第四章4.1 己知：一样监督关系为C2=a6a4a3Ci=a6asa4Co=asa4a3画出编码器的原理图
19、，说明其编码工作过程，并依据监督关系确定码组中错误可能的位置。解：I工作过程：(1)开关K打到1,来4个移位脉冲,第一码组的a6a5a4a3依次进入D3D2D1D0中，此时编码器无输出，2端=C2=11634a3；(2分)(2)开关K打到2上，来第5个移位脉冲，C2移入DO中，a3D,a4D2,a5D3,比输出。这时2端=c2a3a5=M4a3a3as=Ma5a4=c(3)来第6个移位脉冲，Ci移入Do中，c2tDi,a3D2,a4D3,同时a5输出a这时2端=ClC2叫=Masa4aa4a3皿=a5a4a3=co(4)来第7个移位脉冲，此时：coDo,cD,c2D2,a3D3,译码器输出a4
20、(5)开关倒向I,连续来4个脉冲，此过程中：译码器依次输出a3C2Cco,完成了对第一码组的编码。同时第2码组移入D3,D2,Di,D0,起先了对第2码组的编码。如此循环往第，即完成了编码过程。伴随式：S2=c2a6a4a3Sl=CIa6a5a4SO=c0a5a4a3S2SiSo000无错误001Co错010CI错100C2错01Ias错110法错101a3错11134错4.2 已知(3,1)卷积码的编码器如图所示，设输入的信息序列(b,bl,b2,b3,b4,)写出相应的输出码序列。并写出编码器的监督方程。解：输入的信息序列为：b,bl,b2,b3,b4.相应的编码输出码序列为：b,b,b,
21、bl,blb,bl,b2,b2bl,b2bO,b3,b3b2,b3bl,b4,Mb3,b4b2.编码器的监督方程：bj=biCji=bi(bpCji=bibi.2第五章5.1 DSI和DCME电路的作用是什么？为什么采纳DSI可使TDMA通信容量增大一倍？解：DSI：即数字话音内插。一般来说通话时一方讲话一方在听，因而总是只有一个方向的话路中有话音信号，而反向话路则处于空闲状态，且讲话人还有讲话中断的时间，据统计，话路实际传送话音的平均时间百分比，即平均话音激活率仅有40%左右，而DSl技术则充分利用了这些空闲时间给别的话路运用，因平均话音激活率仅为40%左右，因而利用DSI技术可使TDMA通信系统容量增大一倍；DCME：把ADPCM技术和DSl技术结合在一起，可成倍地增加通信容量。5.2 试说明为什么卫星通信系统要采纳回波限制电路？解：地面电话系统中采纳二一四线转换电路会产生回波，卫星通信中时延较大，单跳为0.27秒，所以要采纳回波限制电路。
