衛星通訊複習提綱2019

2023-02-04 22:33:02 字數 5177 閱讀 5276

一緒論1、衛星通訊的基本概念,特點

概念:衛星通訊是指利用人造地球衛星作為中繼站**無線電波,在兩個或多個地球站之間進行的通訊。

特點:⑴通訊距離遠,且費用與通訊距離無關。

⑵覆蓋面積大,可進行多址通訊。

⑶通訊頻帶寬,傳輸容量大。

⑷機動靈活。

⑸通訊線路穩定可靠,傳輸質量高。

2、 衛星通訊系統和線路組成。

系統:地球站、通訊衛星、跟蹤遙測及指令系統、監控管理系統

線路:發端地球站,上行傳播路徑、通訊衛星**器、下行傳播路徑、收端地球站

3、 地球站的組成,衛星通訊地球站收發系統與地面微波中繼站的比較。

天饋裝置、收發信機、終端裝置、天線跟蹤裝置以及電源裝置

4、 衛星通訊的基本原理。

經市內通訊線路送來的**訊號,在地球站a的終端裝置內進行多路復用(fdm/tdm),成為多路**的基帶訊號,在調製器中對中頻載波進行調製,然後經上變頻器變換為微波頻率f1的射頻訊號,在經功率放大器、雙工器和天線發向衛星。這一訊號經過大氣層和宇宙空間,訊號強度將受到很大的衰減,並引入一定的雜訊,最後到達衛星。在衛星**器中,首先將載波頻率f1上行訊號經低雜訊接收機進行放大,並變換為載波頻率較低的下行頻率f2的訊號,再經過功率放大,由天線發向收端地球站。

5、 通訊衛星**器分類:

⑴透明**器

⑵處理**器:①資訊處理**器

②空間交換**器

6、衛星通訊的工作頻率,理想頻段。

c:6/4ghz

ku:14/11 ghz、14/12 ghz

二調製技術

1、 調製的分類,影響數字調製方式選擇的主要原因。

⑴分類:模擬調製、數字調製

⑵原因:設計目的、通訊體制、通道特性

2、 模擬調製

1)頻率調製

⑴目的:增加傳輸頻寬,得到大的調製制度增益,有利於地球站接收機獲得較高的載噪比(cnr),或給定cnr可以減少衛星**器的功率。

⑵頻寬和訊雜比增益計算(結合第7章線路計算)。

p212)壓擴技術:原理,框圖。

類似自動增益控制。訊號經整流並反饋到輸入(或輸出)端,控制輸入(或輸出)訊號電平。

壓縮器是乙個可變增益放大器,它壓縮話音訊號的動態範圍,並使電路對弱話音訊號的增益高於強話音訊號的增益,因此,在含有雜訊的通道中,提高了原來低電平話音訊號的功率,從而使整個話路的訊雜比得到改善。

擴充套件器對被壓縮器提高的訊號功率進行衰減,使它恢復到原來的訊號電平。

3 、功率有效數字調製

1)qpsk調製,解調原理

⑴直接調相法

①4psk訊號的產生(π/4體系)。

②4dpsk訊號的產生(π/2體系)

⑵相位選擇法

解調:相干正交解調(極性比較法)

2) qpsk的不足(倒∏現象),與oqpsk的不同。

qpsk的i、q支路在時間上是對齊的,即同時發生跳變。而sqpsk的i、q支路在時間上錯開了半個碼元,即不會同時發生跳變。因此,qpsk中最大的相位跳變為180°,而sqpsk中最大的相位跳變為±90°,因此qpsk包絡的起伏更大。

同樣,因為sqpsk能從時間上區分i、q支路,因此i、q可以分別進行二進位制的差分編碼,因而與qpsk的**制差分編碼相比,sqpsk的差分編碼更為簡單。

3)基準載波恢復的方法有哪些?

⑴直接從訊號中提取載波。

⑵採用在報頭內發出若干前置位元的載波基準,然後在接收端加以恢復。

4)位定時恢復的概念和提取位同步的方法。

⑴概念:數碼訊號解調時還需要準確的位定時訊號,否則由於位同步不准產生錯位、相位抖動。

⑵方法:①在傳送端專門傳送一組位同步碼,在接收端檢測出後,作為位同步時間基準。

②在接收端設法提取數碼訊號中原已含有的位同步資訊。

三多址技術

1)多址聯接與多路復用的區別。

多址聯接:通道復用,多個地球站發射的訊號,在衛星**器中進行射頻通道的復用。

多路復用:介面復用,在乙個地球站把送來的多個(基帶)訊號在群頻信道(即基帶通道)上進行復用。

2)衛星多址技術的分類:fdma,tdma,cdma,sdma.通道的含義。

fdma/頻段 tdma/時隙 cdma/碼型 sdma/空間

3) 通道分配技術:預分配(pa)和按需分配(da)。

4) 何謂scpc,mcpc?

scpc:每載波單路,每個話路分配乙個載波

mcpc:每載波多路,分配乙個載波路,多個話路

5)tdma:工作原理.

分配給各地球站的是特定的時隙

6)tdma同步:初始捕獲的過程,分幀同步

⑴初始捕獲:在tdma系統中,各地球站是以基準站所發射的獨**(uw)作為基準訊號來確定自己的發射時間的。其捕獲的具體步驟

⑵分幀同步:分幀同步是指在完成初始捕獲之後,為使所發射的業務分幀穩定在指定的時隙之內,而對分幀進行的定時控制。

7) tdma幀結構,幀效率。(作業)

幀效率:每一幀包含乙個同步分幀和m個業務分幀

注:ppt例題

8) scpc ,語音頻號傳輸,格式,som作用等。

⑴scpc:scpc是英文single channel per carrier的縮寫,是每載波單路的fdma方式。

⑵話音訊號傳輸格式

⑶som作用:由於在pcm-psk-scpc系統中使用的是絕對qpsk調製方式,對這種已調製訊號進行相干解調時,在其所恢復的載波中會出現「0°」或「180°」的相位不確定的現象,這就是相位模糊現象。som可確定幀同步和消除相位模糊。

9)aloha, s-aloha的工作過程。

⑴aloha:隨機多址訪問方式,每個使用者都可以訪問一條共享通道,而無需事先與系統中的其他使用者進行協商。(發生碰撞時,等待一定時間後重發)

⑵s-aloha:時隙aloha協議,通訊按時隙劃分,每個時隙正好傳送乙個分組,資料分組到達後必須等到下乙個時隙才開始傳送。

四編碼技術

1)信源編碼,通道編碼概念。

⑴信源編碼:是指首先將話音、影象等模擬訊號轉換成為數碼訊號,然後再根據傳輸資訊的性質,採用適當的編碼方法。(hdb3,曼徹斯特編碼,ami)

⑵通道編碼是指在資料傳送之前,在資訊碼之外附加一定位元數的監督碼元,使監督碼元與資訊碼元構成某種特定的關係,接收端根據這種特定的關係來進行檢驗。(卷積碼、交織碼)

2)差錯控制分類:fec,arq.

⑴前向糾錯(fec),又稱為自動糾錯,它是指檢測端檢測到所接收的資訊出現誤碼的情況下,可按一定的演算法,自動確定發生誤碼的位置,並自動予以糾正。

⑵檢錯重發(自動請求重發——arq),也稱為自動請求重發(arq),它是指在接收端檢測到接收資訊出現差錯之後,通過反饋通道要求傳送端重發原資訊,直到接收端得到正確資訊為止,從而達到糾錯的目的。

3) 線性分組碼原理。監督關係《-》編碼原理圖,工作過程。

⑴線性分組碼:分組碼是將每k個資訊碼元分為一組,然後按一定的規律產生r個監督碼元,那麼分組碼的長度n = k+r,通常用符號(n,k)表示。

4)交織原理

交織原理是將已編碼的碼字(例如按線性分組碼的規律構成的[n,k]分組碼)按行讀入,每行包含乙個(n,k)分組碼,共排成m行,這樣構成乙個m行n列的矩陣

將成片的錯誤離散化

5)卷積碼, 編碼器,工作過程。表示法:樹圖,網格圖,狀態轉移圖。

附:迴圈碼

計算校驗和的演算法如下:

①.設g(x)為r階,在幀的末尾附加r個零,使幀為m+r位,則相應的多項式是xrm(x)。

②.按模2除法用對應於g(x)的位串去除對應於xrm(x)的位串。

③.按模2減法從對應於xrm(x)的位串中減去餘數。結果就是要傳送帶校驗和的幀,叫多項式t(x)。

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,如果有餘數,則傳輸出錯。

五訊號處理

1)dsi基本原理。(提高話音效率,空閒通道利用)

dsi:數字話音內插技術,一般來說通話時一方講話一方在聽,因而總是只有乙個方向的話路中有話音訊號,而反向話路則處於空閒狀態,且講話人還有講話中斷的時間,而dsi技術則充分利用了這些空閒時間給別的話路使用

通常所使用的數字話音內插(dsi)技術包括時分話音內插(tasi)和話音**編碼(spec)兩種方式。時分話音內插(tasi)技術是利用呼叫之間的間隙,聽話而未說話以及說話停頓的空閒時間,把空閒的通路暫時分配給其他使用者以提高系統的通訊容量。

2) 回波控制:概念,回波抵消器分類。(長距離傳輸延時大)

⑴概念:地面**系統中採用二-四線轉換電路會產生回波,衛星通訊中時延較大,所以要採用回波控制電路,抑制回波干擾的影響,因而在話音線路中接入一定的電路,這樣在不影響話音訊號正常傳輸的條件下,將回波消弱或者抵消。

⑵分類:模擬式回波抵消器、數字式回波抵消器(利用一濾波器模擬混合線圈,使它的輸出與接收話音訊號的洩漏相抵消)。

3)語音編碼分類。了解各種編碼方式。

⑴波形編碼:pcm、dpcm(差分脈衝編碼調製)、adpcm(自適應~)

⑵參量編碼:語音的生成及其模型、聲碼器、共振峰聲碼器

⑶混合編碼

六衛星通訊網

1)網路結構。

2) vsat網的基本概念,工作原理。

⑴概念:vsat(very small aperture terminal)甚小口徑終端。利用大量小口徑天線的小型地球站與乙個大站協調工作的衛星通訊網。

⑵工作原理:

①外向傳輸:(tdm幀結構)主站通過衛星向遠端小站傳送資料

②內向傳輸:(tdma幀結構)有個小站向主站傳送資料

3)vsat小站與主站計算機通訊網路的連線,介面與協議層次(底三層)。

4)了解低軌道衛星通訊系統。globalstar與銥星系統。

七衛星線路計算

1)雜訊型別,干擾型別。

⑴雜訊型別:①熱雜訊 ②天線雜訊

⑵干擾型別:①交調干擾 ②鄰道干擾 ③相鄰波束間的干擾 ④交叉極化干擾

⑤碼間干擾 ⑥同頻干擾

2)地球效能引數,c ,gr , lp, c/n, c/t 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】 已知乙個tdma系統,採用qpsk調製方式。設幀長tf=250μs,系統中所包含的站數m=5,各站所包含的通道數n = 4相同,保護時間tg = 0.

1μs,基準分幀的位元數br與各報頭的位元數bp均為90位元,每個通道傳輸24路(pcm編碼,每取樣值編8比**,一群加一位同步位元)。求pcm編碼器輸出速率rs,系統傳輸的位元率rb、分幀長度tb、幀效率ηf及傳輸線路要求頻寬b。

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