衛(wèi)星通信復習提綱2014

1、衛(wèi)星通信復習提綱一緒論1、衛(wèi)星通信的基本概念，特點概念：衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電 波，在兩個或多個地球站之間進行的通信。特點：通信距離遠，且費用與通信距離無關(guān)。覆蓋面積大，可進行多址通信。通信頻帶寬，傳輸容量大。機動靈活。通信線路穩(wěn)定可靠，傳輸質(zhì)量高。2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)和線路組成。跟蹤逼儲及監(jiān)控骨理；地珠站-適信 -測控通倍業(yè)務(wù) 控制中心通信地球站分系統(tǒng)I系統(tǒng)：地球站、通信衛(wèi)星、跟蹤遙測及指令系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)線路：發(fā)端地球站，上行傳播路徑、通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器、下行傳播 路徑、收端地球站3、地球站的組成，衛(wèi)星通信地球站收發(fā)系統(tǒng)與地面微波中繼站 的比較。天饋設(shè)備、收發(fā)信機、終端

2、設(shè)備、天線跟蹤設(shè)備以及電源設(shè)備市內(nèi) 通殆市內(nèi) 通信收端地球站i旳發(fā)端地球姑(A)收端地球站4、衛(wèi)星通信的基本原理。經(jīng)市內(nèi)通信線路送來的電話信號， 在地球站A的終端設(shè)備內(nèi) 進行多路復用()，成為多路電話的基帶信號，在調(diào)制器中對中 頻載波進行調(diào)制，然后經(jīng)上變頻器變換為微波頻率f i的射頻信號，在經(jīng)功率放大器、雙工器和天線發(fā)向衛(wèi)星。這一信號經(jīng)過大 氣層和宇宙空間，信號強度將受到很大的衰減， 并引入一定的噪 聲，最后到達衛(wèi)星。在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器中，首先將載波頻率f i上行信 號經(jīng)低噪聲接收機進行放大，并變換為載波頻率較低的下行頻率 f2的信號，再經(jīng)過功率放大，由天線發(fā)向收端地球站。5、通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器分類：透

3、明轉(zhuǎn)發(fā)器處理轉(zhuǎn)發(fā)器：信息處理轉(zhuǎn)發(fā)器空間交換轉(zhuǎn)發(fā)器6、衛(wèi)星通信的工作頻率，理想頻段。C: 6/4:14/11、14/12二調(diào)制技術(shù)1、調(diào)制的分類，影響數(shù)字調(diào)制方式選擇的主要原因分類：模擬調(diào)制、數(shù)字調(diào)制原因：設(shè)計目的、通信體制、信道特性2、模擬調(diào)制1 ）頻率調(diào)制目的：增加傳輸帶寬，得到大的調(diào)制制度增益，有利于地球站 接收機獲得較高的載噪比（），或給定可以減少衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā) 器的功率。帶寬和信噪比增益計算（結(jié)合第7章線路計算）。P 212）壓擴技術(shù)：原理，框圖擴張器類似自動增益控制。信號經(jīng)整流并反饋到輸入（或輸出）端，控制輸入（或輸出）信號電平因此，從而壓縮器是一個可變增益放大器，它壓縮話音信號的動態(tài)范

4、圍，并使電路對弱話音信號的增益高于強話音信號的增益， 在含有噪聲的信道中，提高了原來低電平話音信號的功率， 使整個話路的信噪比得到改善。擴展器對被壓縮器提高的信號功率進行衰減，使它恢復到原 來的信號電平。3、功率有效數(shù)字調(diào)制1）調(diào)制，解調(diào)原理直接調(diào)相法ABAB1011串/并變換l(t)AB(a) 4信號的產(chǎn)生（n /4體系） 4信號的產(chǎn)生（n /2體系）11 -01輸入信息0100 1列 001001111 0C解調(diào)：相干正交解調(diào)（極性比較法）D0012）的不足（倒n現(xiàn)象），與的不同。的I、Q支路在時間上是對齊的，即同時發(fā)生跳變。而的I、Q支路在時間上錯開了半個碼元，即不會同時發(fā)生跳變。因此，

5、 中最大的相位跳變?yōu)?80°，而中最大的相位跳變?yōu)?0。，因此包絡(luò)的起伏更大。同樣，因為能從時間上區(qū)分I、 Q支路，因此I、 Q可以分別進行二進制的差分編碼，因而與的四進制差分編碼相比，的差分編碼更為簡單。3）基準載波恢復的方法有哪些？ 直接從信號中提取載波。采用在報頭內(nèi)發(fā)出若干前置比特的載波基準，然后在接收 端加以恢復。4）位定時恢復的概念和提取位同步的方法。概念：數(shù)字信號解調(diào)時還需要準確的位定時信號，否則由 于位同步不準產(chǎn)生錯位、相位抖動。方法：在發(fā)送端專門發(fā)送一組位同步碼， 在接收端檢測出后， 作為位同步時間基準。在接收端設(shè)法提取數(shù)字信號中原已含有的位同步信1）多址技術(shù) 多址聯(lián)

6、接與多路復用的區(qū)別。多址聯(lián)接：信道復用，多個地球站發(fā)射的信號，在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā) 器中進行射頻信道的復用。多路復用：接口復用，在一個地球站把送來的多個（基帶） 信號在群頻信道（即基帶信道）上進行復用2） 衛(wèi)星多址技術(shù)的分類：.信道的含義。 頻段時隙碼型空間3）信道分配技術(shù)：預分配（）和按需分配（）4）何謂？:每載波單路，每個話路分配一個載波 :每載波多路，分配一個載波路，多個話路5）:工作原理.分配給各地球站的是特定的時隙6）同步：初始捕獲的過程，分幀同步初始捕獲：在系統(tǒng)中，各地球站是以基準站所發(fā)射的獨特n站分輔瞄準點（肘隙中心）f |保護時間鎖定基淮分幀A站分幀1-加h 消息部分A/ 1. %通信8

7、1基準井禎人姑分幀鬲占分軸基準分粒人站分幀瞄椎料/報頭移到鎖定位趕初射C站甘幀匚站仔幀C站分輔同步時通佶碼（）作為基準信號來確定自己的發(fā)射時間的。其捕獲的具體步驟分幀同步：分幀同步是指在完成初始捕獲之后，為使所發(fā)地球姑按收機數(shù)字延時瓦於F1 * tFlrTj 1r>-H崛一j, f射的業(yè)務(wù)分幀穩(wěn)定在指定的時隙之內(nèi)，而對分幀進行的定時控 制。7）幀結(jié)構(gòu)，幀效率。（作業(yè)）同步分楨> RB12345HIs* 8 «m RB>*VX.禎周期升* 60hic k20bit»bii2bit'栽斷位定時 恢狂(CR 和 HTR)獨特碼 (UW)站址 識別 (SI

8、C)(CWJ7i-J1電丿的需井Kik庖TLS,7描頭到Q靖iffiffjr iv M Wffn1S.-RT rkuivi 取車*1bObit20bit&hii2bit傑護信號戲渡、位定時恢塑(CR 和 BTR)獨持碼(UW)站址識別(SEO帥務(wù)倍號(0W(St：|報頭時間陽幀效率：每一幀包含一個同步分幀和 m個業(yè)務(wù)分幀注：例題8) ,語音信號傳輸，格式，作用等。 ：是英文的縮寫，是每載波單路的方式。soMlie 曲 a1話音信號傳輸格式作用：由于在系統(tǒng)中使用的是絕對調(diào)制方式，對這種已調(diào)制信號進行相干解調(diào)時，在其所恢復的載波中會出現(xiàn)“ 0°”或“ 180° ”的相位

9、不確定的現(xiàn)象，這就是相位模糊現(xiàn)象?？纱_定 幀同步和 消除相位模糊。9）,的工作過程。：隨機多址訪問方式，每個用戶都可以訪問一條共享信道，而無需事先與系統(tǒng)中的其他用戶進行協(xié)商。（發(fā)生碰撞時，等待一定時間后重發(fā)）：時隙協(xié)議，通信按時隙劃分，每個時隙正好傳送一個分組，數(shù)據(jù)分組到達后必須等到下一個時隙才開始傳送。四編碼技術(shù)1）信源編碼，信道編碼概念。信源編碼：是指首先將話音、圖像等模擬信號轉(zhuǎn) 換成為數(shù)字信號，然后再根據(jù)傳輸信息的性質(zhì)， 采用適當?shù)木幋a 方法。（3,曼徹斯特編碼，）信道編碼是指在數(shù)據(jù)發(fā)送之前，在信息碼之外附加一定比 特數(shù)的監(jiān)督碼元，使監(jiān)督碼元與信息碼元構(gòu)成某種特定的關(guān)系， 接收端根據(jù)這種

10、特定的關(guān)系來進行檢驗。（卷積碼、交織碼）2）差錯控制分類:前向糾錯（），又稱為自動糾錯，它是指檢測端檢測到所接 收的信息出現(xiàn)誤碼的情況下， 可按一定的算法，自動確定發(fā)生誤 碼的位置，并自動予以糾正。檢錯重發(fā)（自動請求重發(fā)），也稱為自動請求重發(fā)（）它是指在接收端檢測到接收信息出現(xiàn)差錯之后，通過反饋信道要求發(fā)送端重發(fā)原信息，直到接收端得到正確信息為止，從而達到糾錯的目的。3）線性分組碼原理。監(jiān)督關(guān)系-編碼原理圖，工作過程線性分組碼：分組碼是將每k個信息碼元分為一組，然后按一定的規(guī)律產(chǎn)生r個監(jiān)督碼元，那么分組碼的長度 n=，通 常用符號（）表示。4）交織原理交織原理是將已編碼的碼字（例如按線性分組碼

11、的規(guī)律構(gòu)成的分組碼）按行讀入，每行包含一個（）分組碼，共排成m行，這樣構(gòu)成一個 m行n列的矩陣將成片的錯誤離散化轉(zhuǎn)移圖。附：循環(huán)碼計算校驗和的算法如下： .設(shè)G(x)為r階，在幀的末尾附加r個零，使幀為位，則 相應(yīng)的多項式是(x)。 .按模2除法用對應(yīng)于 G(x)的位串去除對應(yīng)于(x)的位 串。 .按模2減法從對應(yīng)于(x)的位串中減去余數(shù)。結(jié)果就是要傳送帶校驗和的幀，叫多項式T(x) o將校驗和加在幀的末尾，使這個帶校驗和的幀的多項式能被G(x)除盡。當接收方收到帶校驗和的幀時，用G(x)去除它，如果有余數(shù)，則傳輸出錯。五信號處理1) 基本原理。(提高話音效率，空閑信道利用)：數(shù)字話音內(nèi)插技術(shù)

12、，一般來說通話時一方講話一方在聽， 因而總是只有一個方向的話路中有話音信號， 而反向話路則處于 空閑狀態(tài)， 且講話人還有講話中斷的時間， 而技術(shù)則充分利用了 這些空閑時間給別的話路使用通常所使用的數(shù)字話音內(nèi)插（）技術(shù)包括時分話音內(nèi)插（） 和話音預測編碼（）兩種方式。時分話音內(nèi)插（）技術(shù)是利用呼 叫之間的間隙， 聽話而未說話以及說話停頓的空閑時間， 把空閑 的通路暫時分配給其他用戶以提高系統(tǒng)的通信容量。2）回波控制：概念，回波抵消器分類。 （長距離傳輸延時大）概念：地面電話系統(tǒng)中采用二一四線轉(zhuǎn)換電路會產(chǎn)生回波，衛(wèi)星通信中時延較大，所以要采用回波控制電路，抑制回波 干擾的影響， 因而在話音線路中接

13、入一定的電路， 這樣在不影響 話音信號正常傳輸?shù)臈l件下，將回波消弱或者抵消。分類：模擬式回波抵消器、數(shù)字式回波抵消器（利用一濾波器模擬混合線圈， 使它的輸出與接收話音信號的泄漏相抵消）3）語音編碼分類。了解各種編碼方式。波形編碼：、（差分脈沖編碼調(diào)制）、（自適應(yīng)）參量編碼：語音的生成及其模型、聲碼器、共振峰聲碼器混合編碼六衛(wèi)星通信網(wǎng)<0）星理網(wǎng)1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。VSAT2）網(wǎng)的基本概念，工作原理。概念：（）甚小口徑終端。利用大量小口徑天線的小型地球站與一個大站協(xié)調(diào)工作的衛(wèi)星通信網(wǎng)。工作原理:際志地址標態(tài)標圭地址控制分繪d分組+】外向傳輸：（幀結(jié)構(gòu)）主站通過衛(wèi)星向遠端小站發(fā)送數(shù)據(jù)內(nèi)向傳輸：（幀

14、結(jié)構(gòu)）有個小站向主站發(fā)送數(shù)據(jù)3）小站與主站計算機通信網(wǎng)絡(luò)的連接，接口與協(xié)議層次（底三層）。 應(yīng)用處第七層表汞層弟五層傳送層第叫層網(wǎng)絡(luò)層第三層網(wǎng)第緞協(xié)湮兩絡(luò)扳協(xié)議敕據(jù)槎路軽第二展 SDUC機級SDLCSDLC 撫級物理購第一層殆-VSAT mcklem codecHub modem codecRS _RS - 2SX232C衛(wèi)星?S2C主站VSA1L用戶設(shè)爸第七層第五層會四層第三甩第二崖SD1X初級第一層 RS - 232C宅計算機用戶設(shè)備4）了解低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)。與銥星系統(tǒng)。七 衛(wèi)星線路計算1）噪聲類型，干擾類型。噪聲類型：熱噪聲天線噪聲干擾類型：交調(diào)干擾鄰道干擾 相鄰波束間的干擾 交叉極化

15、干擾 碼間干擾 同頻干擾2）地球性能參數(shù)， C ， , , ,定義，線路計算。 （例題）題型： 1，填空（ 20），選擇（ 20），問答（ 40）計算（ 20）附：【例3-1 已知一個系統(tǒng)，采用調(diào)制方式。設(shè)幀長 250卩s，系統(tǒng)中所包含的站數(shù) 5，各站所包含的通道數(shù) n = 4 相同，保護時間=0.1 u s，基準分幀的比特數(shù)與各報頭的比特數(shù)均為90比特，每個通道傳輸24路(編碼，每取樣值編 8比特碼，一群加一位 同步比特)。求編碼器輸出速率，系統(tǒng)傳輸?shù)谋忍芈?、分幀長度、 幀效率n f及傳輸線路要求帶寬 Bo解：=125 us, 8X24+1=193 (),又一個碼符含兩比特 2, 2386(

16、),所以()(u s)innu:()傳輸線路帶寬I取滾降系數(shù)=0.2部分作業(yè):第一章1. 4試計算地球站與衛(wèi)星間的電波傳播路徑時延(傳播距離d按4X 104計算)等于多少？解：來回的傳播時延=2X 4X 107/3 X 108= 0.8/3 = 0.27 秒 第二章2.1試解釋和系統(tǒng)的不同點。與系統(tǒng)的差分編譯碼器相比，調(diào)制 器的差分編譯碼器是簡單了還是復雜了？哪個系統(tǒng)的包絡(luò)波動 較大？ 解：的I、Q支路在時間上是對齊的，即同時發(fā)生跳變。而的 I、Q 支路在時間上錯開了半個碼元，即不會同時發(fā)生跳變。因此，中 最大的相位跳變?yōu)?80°，而中最大的相位跳變?yōu)?0°，因此包絡(luò)的起伏

17、更大。同樣，因為能從時間上區(qū)分I、 Q支路，因此I、 Q可以分別進行二進制的差分編碼，因而與的四進制差分編 碼相比，的差分編碼更為簡單。2.4某系統(tǒng)，輸入的四進制序列為0，1，3，0，3，2, 3，1, 3, 0，1,當初始狀態(tài)分別為0, 1，2, 3時，求差分輸出序列 和相對碼二進制序列。解：起始值01303231301=+ -1001003231001112110212112223221323223330332030330相對的二進制序列：（以自然碼表示）00001000011010001000001101100101001001100101102101110100111101110101

18、131110111110001100111100第三章3.5某系統(tǒng)的傳輸速率為17.156，每個用戶的輸入數(shù)據(jù)速率為1.544，幀效率為90%，求該系統(tǒng)容納的最大地址數(shù)。解：該系統(tǒng)容納的最大地址數(shù)=17.156*901.544=10。3.6已知工作速率為120.832的系統(tǒng)復幀周期長度為 2,以下兩 種情況下：（a） 30路制式基群速率為 2.048 ; （b） 24路制式基 群速率為1.544 ;試分別求出每一幀傳輸?shù)谋忍財?shù)。解：第四章4.1已知：一致監(jiān)督關(guān)系為畫出編碼器的原理圖，說明其編碼工作過程，并根據(jù)監(jiān)督關(guān)系確C26a4a3C16a5a4C05a4a3定碼組中錯誤可能的位置。解:工作過

19、程：(1) 開關(guān)K打到1，來4個移位脈沖，第一碼組 的aea5a4a3依次進入D3D2DD0中，此時編碼器無輸 出，2 端=C2= a6 a 4 a3；(2分)(2) 開關(guān)K打到2上，來第5個移位脈沖，C2移入 D0中，a3 Di, a4 D2, a5 D3, a6輸出。這時 2 端 =C2 a3 a5a6 a 4 a 3 a 3 a 5=a6 a 5 a 4= ci(3) 來第6個移位脈沖，ci移入D0中，C2 D,a3 D2, a4 D3,同時a5輸出a這時2端=Ci C2 a4=a6 a5 a 4 a 6 a 4 a 3 a 4=a5 a4 a3= Co(4) 來第7個移位脈沖，此時：Co DO,ci D,C2 D2,a3 D3,譯碼器輸出a4(5) 開關(guān)倒向1,連續(xù)來4個脈沖，此過程中：譯碼器依次輸出a3C2CiCo，完成了對第一碼組的