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甘良才，杨桂文，茹国宝 著

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• 卫星通信
• 通信工程
• 无线通信
• 信号处理
• 天线技术
• 调制解调
• 空间技术
• 微波技术
• 信息技术
• 电子工程

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出版社： 武汉大学出版社

ISBN：9787307033504

商品编码：29784257260

包装：平装

出版时间：2002-03-01

基本信息

书名：卫星通信系统

定价：20.00元

作者：甘良才,杨桂文,茹国宝

出版社：武汉大学出版社

出版日期：2002-03-01

ISBN：9787307033504

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要编者长期从事无线电通信技术的教学与科研工作，论著颇丰。现又根据历年来的授课讲义，与杨桂文、茹国宝同志全作，编写出《卫星通信系统》一书。本书全面详细地论述了卫星通信的概念、通信体制、通信风、地面站、性能设计、计算与测试等，讲解详尽、内容全面。此书的问世，必将为我国的电子通信教育作出应有的贡献。可以预期，此书将受到有关专业工作者和师生的欢迎。

目录

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序
编者的话
章 绪论
1 概述
2 现代通信系统的任务和要求
3 通信技术发展的历史
4 外通信系统的现状
5 现代通信系统的发展趋势
6 现代通信系统中的关键技术
思考题与习题
第二章 卫星通信的一般概念
1 概述
2 卫星通信发展的历史回顾
3 卫星通信的特点及其存在的问题
4 卫星通信系统的组成
5 卫星通信线路的组成及工作原理
6 卫星通信的频段与电波传播的影响
7 卫星通信的技术参数及其概念
思考题与习题
第三章 通信卫星
1 概述
2 静止卫星的发射
3 卫星的动物轨道及主要参数
4 影响静止卫星轨道的因素
5 影响卫星通信的因素
6 通信卫星的覆盖区及传输迟延时间
7 静止卫星的制式
思考题与习题
第四章 卫星通信的通信体制
1 概述
2 频分多址
3 非线性放大器的影响
4 频分多址方式的交调干扰与能量扩散
5 时分多址
6 卫星交换-时分多址
7 码分多址
8 ALOHA 方式
思考题与习题
第五章 通信地球站
1 概述
2 地球站的分类、组成及性能要求
3 地球站的天线和馈电系统
4 地球站的发射系统
5 地球站的接收系统
6 地球让的回波抑制和抵消设备
思考题与习题
第六题 卫星通信线路的设计计算与性能测试
1 概述
2 卫星通信线路的设计与计算
3 卫星通信系统性能的测试
思考题与习题
第七题 卫星电视广播
1 概述
2 电视信号的主要特性
3 卫星广播电视
思考题与习题
第八章 INMARSAT通信系统
第九章 卫星通信网
第十章 卫星通信技术的发展
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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深度剖析：现代通信的脊梁 本书并非聚焦于那高悬于九霄之上的通信卫星本身，而是将目光投向了构成我们现代社会通信网络基石的 “卫星通信系统”。它是一部关于信息如何跨越时空界限，如何实现即时、可靠、广泛连接的宏大叙事。本书旨在深入浅出地解析构成这一复杂体系的关键要素、运作原理、技术挑战以及其在现代社会中的深远影响，力求为读者构建一幅全面而深刻的认知图景。 第一部分：系统架构与核心组成 理解卫星通信系统，首先需要对其宏观架构及关键组成部分有所认识。本书将从最基础的概念入手，层层剥开其神秘面纱。 地面站（Earth Station）的枢纽作用： 这里的“地面站”并非仅仅是发射天线的庞大建筑，而是指连接地面网络与卫星链路的物理接口。我们将详述不同类型的地面站，从大型的骨干网关站，到部署在偏远地区、为特定用户提供服务的微型终端，分析它们在信号接收、调制解调、编码解码等方面的核心功能。读者将了解到，每一个指令、每一条信息，首先要在这里完成“数字化”与“射频化”的转换，才能踏上奔向太空的旅程。 通信卫星（Communication Satellite）的太空节点： 尽管本书的主旨不在于详述卫星本身，但理解其在整个系统中的角色至关重要。我们将阐释卫星作为“太空中的中继器”是如何工作的，包括其轨道类型（静止轨道、低地球轨道、中地球轨道）对通信延迟、覆盖范围和系统复杂性的影响。我们将深入探讨卫星上转发器（Transponder）的关键技术，如频率划分、信号放大和信号再发射，以及这些模块如何决定了通信链路的容量和效率。 传输链路（Transmission Link）的连接艺术： 连接地面站与卫星，以及卫星与卫星之间的“传输链路”，是信息流动的生命线。本书将详细解析构成这一链路的各个环节，包括上行链路（Up-link）和下行链路（Down-link）的信号特性，信号在传播过程中遇到的衰减（如大气吸收、雨衰、多径效应），以及如何通过先进的调制解调技术（如QPSK、8PSK、QAM）来最大化信息传输速率并抵抗干扰。 网络拓扑与互联互通： 现代通信并非孤立的卫星链路，而是庞大网络的一部分。本书将探讨卫星通信系统如何与地面光纤网络、微波链路等协同工作，形成一个融合的网络。我们将分析不同网络拓扑结构（如点对点、点对多点、网状网络）在卫星通信中的应用，以及星间链路（Inter-satellite Link）在构建全球无缝通信网络中的关键作用。 第二部分：关键技术与工程挑战 卫星通信系统的稳定运行，离不开背后一系列尖端技术的支撑，也面临着许多独特的工程挑战。 信号处理与编码技术： 在信息传输过程中，信号的质量至关重要。本书将深入探讨先进的信号处理技术，如前向纠错（FEC）编码，它能够检测和纠正传输错误，显著提高链路的可靠性。读者将了解到不同类型的FEC编码（如卷积码、BCH码、LDPC码）如何根据不同的应用场景和可靠性需求进行选择。此外，对信道均衡、噪声抑制等技术也将进行详细阐述。 天线技术与波束管理： 天线是卫星通信的“眼睛”和“耳朵”。本书将分析各种类型天线（如抛物面天线、相控阵天线）的原理和优劣，以及它们在信号聚焦和波束形成中的作用。特别地，我们将重点介绍动态波束管理技术，它允许卫星实时调整天线波束指向，以适应移动终端的变化或优化对特定区域的覆盖，这对实现高效率通信至关重要。 多址接入技术（Multiple Access Techniques）： 如何在有限的卫星资源上支持大量用户的并发通信，是卫星通信系统面临的另一大挑战。本书将系统介绍几种主流的多址接入技术： 频分多址（FDMA）： 将总的可用带宽划分为若干个独立的信道，每个用户占用一个信道。 时分多址（TDMA）： 将传输时间划分为若干个时间片，每个用户在指定的时间片内传输数据。 码分多址（CDMA）： 使用不同的扩频码来区分不同的用户，允许用户在同一频率和同一时间段内通信。 正交频分多址（OFDMA）： 结合了FDMA和OFDM的优点，将带宽划分为多个正交的子载波，每个用户可以占用部分子载波。 我们将详细分析这些技术的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。 卫星平台的稳定性与可靠性： 卫星在太空中的运行环境极其恶劣，面临着太空碎片、辐射、极端温度等威胁。本书将探讨保障卫星平台稳定运行的关键技术，包括姿态控制系统、轨道维持系统、电源管理系统以及有效的故障检测和恢复机制。对于通信卫星而言，转发器等关键载荷的可靠性更是重中之重，本书将触及相关可靠性设计和冗余备份策略。 链路预算（Link Budget）的精细计算： 链路预算是衡量通信链路性能的基石。本书将带领读者一步步进行链路预算的计算，包括发射功率、天线增益、传输距离、接收灵敏度等关键参数的考量，以及如何通过链路预算来预测通信质量和确定所需设备参数。 第三部分：应用领域与未来展望 卫星通信系统并非仅仅服务于科研或军事领域，它已经渗透到我们生活的方方面面，并正以惊人的速度拓展新的应用边界。 全球覆盖的通信桥梁： 偏远地区通信： 在基础设施薄弱或难以到达的地区，卫星通信是提供基本通信服务的唯一可行途径，包括互联网接入、电话通信和广播电视。 应急通信与灾难响应： 在自然灾害发生时，地面通信网络可能瘫痪。卫星通信系统能够迅速部署，提供可靠的通信保障，支持救援行动和信息发布。 海上与航空通信： 船舶和飞机在远离陆地时，卫星通信是其实现导航、通信和数据传输的关键手段。 商业与广播电视： 卫星电视、卫星广播是许多家庭获取信息和娱乐的重要方式。本书将探讨直播卫星（DBS）和固定卫星服务（FSS）等不同业务模式的特点。 导航与定位系统： 尽管本书重点并非导航卫星本身，但卫星通信系统是现代导航系统（如GPS、北斗）数据传输和差分修正的重要组成部分，本书将简要提及这种关联。 新兴应用与技术趋势： 低成本、低延迟的星座系统： 以Starlink、OneWeb为代表的低轨卫星星座正在改变人们对卫星互联网的认知，本书将分析这类系统的技术特点和市场潜力。 5G/6G与卫星通信的融合： 卫星通信正逐步与地面蜂窝网络融合，为实现天地一体化通信网络提供支持，本书将探讨这种融合带来的新机遇和新挑战。 物联网（IoT）与卫星通信： 卫星通信正在为部署在偏远地区的物联网设备提供连接能力，实现对环境监测、农业生产等领域的远程管理。 高通量卫星（HTS）技术： 卫星容量的飞跃式提升，使得更多的数据密集型应用成为可能。 本书将以严谨的学术态度，结合大量的实例和图示，力求为读者呈现一个清晰、详实、且富有洞察力的卫星通信系统全貌。它不仅仅是一本技术手册，更是一次对信息时代脉络的深度探索，一次对人类突破时空限制、实现万物互联的伟大征程的理解。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，作者在理论深度上确实下了苦功，很多关于信道编码和调制的深入分析，即便是资深的射频工程师也需要停下来仔细揣摩。书中对卷积码、Turbo码以及新兴的低密度奇偶校验码（LDPC）的性能极限分析，展示了扎实的理论功底。然而，这种极致的理论深入似乎牺牲了对实际系统运行中那些“不完美”因素的探讨。例如，在讨论功率放大器的线性化问题时，书中更多的是基于理想的包络恒定调制（如 QPSK）进行分析，但现实中，为了提高频谱效率，我们大量使用包络变化调制（如 16-QAM 甚至更高阶的），这带来的非线性失真和邻道干扰问题，在实际卫星链路设计中占据了极大的工程比重。这本书对这些实际操作中的“痛点”着墨不多，更像是一份纯粹的“香农极限”证明集。我期待能看到一些关于“卫星载荷在轨软件升级”或者“星地间频谱共存”这类实际运营层面的挑战与解决方案的论述。如果能加入一些实际的仿真结果对比，而不是仅仅停留在理论公式的推导上，这本书的价值将不仅仅局限于学术研究，更能对工程界产生更直接的影响。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和印刷质量可以说是无可挑剔的，纸张的厚度适中，文字清晰锐利，这对于需要经常查阅公式和图表的读者来说至关重要。然而，内容组织上的逻辑跳转却让我有些摸不着头脑。它似乎在不同的技术热点之间快速切换，缺乏一个平滑的过渡。比如，前一页还在详细讨论地球同步轨道（GEO）的功率预算计算，下一页突然就跳到了低轨（LEO）星座的星间链路激光通信的相控阵天线设计，两者之间的联系和演进脉络没有得到充分的阐释。这使得我感觉自己像是在一个巨大的技术百科全书中随机翻页。特别是关于“延迟多普勒补偿”这部分，作者用了很多篇幅来描述其数学细节，却完全没有提及当前主流的软件定义无线电（SDR）平台是如何实现这些补偿的，也没有提及对地面站跟踪精度的具体要求。对于我这种习惯了从“是什么”到“为什么”再到“怎么做”的学习路径的读者来说，这种跳跃式的知识灌输方式，确实有些挑战认知负荷。我猜想，如果作者能增加一些清晰的流程图或决策树，帮助读者梳理出不同轨道制式下的技术选择路径，这本书的实用价值会大大增强。目前，我需要频繁地在不同章节间来回翻阅，试图拼凑出整个卫星通信系统的全貌。

评分☆☆☆☆☆

这本书《卫星通信系统》的封面设计得颇具现代感，深邃的蓝色背景上勾勒出几颗闪烁的星辰和清晰的轨道线条，一下子就抓住了我的眼球。我一直对太空探索和信息传输的交叉领域抱有浓厚的兴趣，所以毫不犹豫地买了下来。然而，打开书页后，我发现它似乎更侧重于理论物理和数学建模的深度探讨，而非我原本期待的那种侧重于实际应用和工程案例的介绍。比如，开篇就用了大量的篇幅来推导各种电磁波在对流层和电离层传播时的衰减模型，涉及复杂的傅里叶变换和随机过程理论。虽然这些内容无疑是扎实的学术基石，但对于一个希望了解现有商业卫星通信链路搭建流程的读者来说，阅读起来稍显晦涩和枯燥。我期望看到更多关于新型调制解调技术、波束赋形算法的直观解释，或者至少是几个具体的案例分析，比如 VSAT 系统的部署流程，或者高通量卫星（HTS）的架构优势对比。目前看来，这本书更像是为高年级研究生或研究人员准备的教材，而非面向工程实践者的工具书。我花了好大力气才啃完了前三章，感觉自己更像是在复习高数的偏微分方程，而不是在学习如何设计一个实用的卫星链路。我希望作者能在后续章节中，能适当地“接地气”一些，用更贴近实际工程的语言和图示来阐述那些深奥的原理，这样会让阅读体验提升一个档次。

评分☆☆☆☆☆

作为一本技术专著，我通常会关注其附录和参考资料部分，以期能找到深入研究的线索。在这方面，《卫星通信系统》的表现中规中矩，引用了一些经典文献，这无可厚非。然而，令我感到略微遗憾的是，书中对一些关键软件工具和仿真平台的使用介绍几乎是空白的。现代通信系统设计，高度依赖 MATLAB/Simulink、Keysight ADS 或 GNU Radio 等工具进行验证。一个优秀的工程参考书，理应包含一些具体的代码片段或者至少是关键仿真模型的构建思路。例如，在描述天线旁瓣抑制时，作者给出了复杂的数学公式，但并没有展示如何用有限元分析（FEA）软件来优化馈源设计，或者如何利用 MATLAB 脚本来模拟阵列方向图随轨道运动的变化。这种理论与实践工具链的断裂，使得我们很难将书中的知识直接转化为实际的工程设计文件。对我而言，一本真正实用的“系统”书，应当提供一座从理论到工具的桥梁，而这本书目前更像是一个精美的理论殿堂，虽然宏伟，但进入其中需要读者自己去寻找通往实践大门的钥匙。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节命名方式也给我留下了一种略显老派的印象。它更像是按照传统的“物理层-链路层-网络层”的经典划分来组织内容，但如今的卫星通信，尤其是融合了地面 5G/6G 技术的非地面网络（NTN），其界限已经非常模糊。例如，在介绍“资源动态调度”时，作者似乎将星上处理（OBP）和地面网关的处理严格区分开来，并分别在不同的章节进行阐述。这使得读者很难理解星地资源如何在复杂、动态的场景下进行协同优化。我总觉得，这本书的框架建立在传统静止轨道卫星通信的视角下，对近几年兴起的低轨巨型星座所带来的颠覆性变化（如极高的链路动态性和对星间通信的依赖性）的反映稍显不足。我希望看到更多关于“软件定义卫星（SDS）”概念下的资源管理框架，或者至少是对于异构网络融合场景下的 QoS 保证机制的专题讨论。目前的叙述方式，虽然准确无误，但缺乏一种面向未来的前瞻性视角，读起来总感觉在回顾上一个时代的经典，而不是展望下一个十年。