衛(wèi)星通信復習提綱2014_第1頁
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文檔簡介

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

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