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卫星通信网络技术

作者: 刘功亮著 , 李晖著

出版社: 人民邮电出版社

出版时间: 2015-03

版次: 01

ISBN: 9787115383303

定价: 88.00

装帧: 平装

开本: 16开

纸张: 胶版纸

页数: 348页

字数: 441千字

正文语种: 简体中文

原版书名: Satellite Communication Network Technology

丛书: 信息与通信创新学术专著

分类: 工程技术

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《卫星通信网络技术》介绍了卫星通信网络研究领域中的研究成果和关键技术。在对卫星通信网络的基本概念和基本理论进行介绍的基础上，围绕卫星通信网络发展建设中的难点和瓶颈问题，从星座设计、路由算法、多址接入、功率分配、卫星组播等方面展开论述；并结合深空探测和天地一体化的发展趋势，讨论了卫星中继通信、星际传输和星际互联网络等方面的关键技术。本书以作者及所在团队近年来的研究工作为基础，基本反映了卫星通信网络相关方面的发展趋势和最新成果。
《卫星通信网络技术》内容新颖，涵盖面广，叙述深入浅出，可作为从事卫星通信及其相关专业的科技工作者和高校师生的参考书。
刘功亮，男，1979年生人，博士，副教授，就职于哈尔滨工业大学。从事信息与通信工程领域的教学科研工作。主要研究方向为卫星通信和网络技术、信号处理等。曾主持和参与完成国家自然科学基金、973课题、总装备部预研课题、863课题、国防科工委预研课题、国家发展改革委下一代互联网示范工程等科研工作10余项。2008年入选哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划，2012年获山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助。近年来发表学术论文30余篇，其中被SCI/EI收录23篇。第1章卫星通信网络概述
1．1 从GEO卫星通信系统到多层卫星通信网络
1．2 卫星通信网络体系结构
1．2．1 网络拓扑
1．2．2 协议体系
1．3 卫星通信网络的特征
1．4 卫星通信网络的关键技术
1．4．1 星座设计
1．4．2 路由算法
1．4．3 组播技术
1．4．4 资源分配
1．4．5 星间链路
1．5 天地一体化信息网络
1．5．1 建立天地一体化信息网络的必要性
1．5．2 天地一体化信息网络的内涵及其特点
1．5．3 天地一体化信息网络的研究现状和发展趋势
1．5．4 天地一体化信息网络的结构和功能
1．5．5 空间感知层现有资源及其特点
1．6 章节安排
本章参考文献
第2章卫星轨道和星座设计
2．1 卫星运行轨道
2．1．1 第一、第二和第三宇宙速度
2．1．2 开普勒定律
2．1．3 轨道参数
2．1．4 常用卫星轨道
2．2 卫星星座设计
2．2．1 星下点轨迹
2．2．2 卫星覆盖范围
2．2．3 仰角与星地链路
2．2．4 区域覆盖星座与全球覆盖星座
2．2．5 星间链路
2．3 多层卫星星座设计
2．3．1 单层卫星网络存在的问题
2．3．2 单层π型卫星网络存在的问题
2．3．3 低轨Walker delta 2π型卫星星座覆盖问题
2．3．4 单层卫星网络的通信中断问题
2．3．5 多层卫星星座设计
2．3．6 多层卫星网络星座链路几何特征
2．4 星间链路几何特征分析
2．4．1 MEO卫星层内星间链路
2．4．2 LEO卫星层内星间链路
2．4．3 多层卫星网络层间链路
2．5 STK介绍 36
2．5．1 STK/Astrogator
2．5．2 STK/Chains 模块
2．5．3 STK/Comm 模块
2．5．4 STK/Coverage模块
2．5．5 STK/Radar模块
2．5．6 STK/HRES 模块
2．5．7 STK/CON 模块
2．5．8 STK/MATLAB 接口
2．5．9 STK/GIS 扩展模块
2．6 本章小节
本章参考文献
第3章卫星网络路由技术
3．1 通信网络中的路由
3．1．1 多目标优化
3．1．2 最短路问题
3．2 卫星通信网络中的路由
3．3 单层卫星网络路由
3．3．1 考虑时延的路由算法
3．3．2 考虑时延抖动的路由算法
3．3．3 混合路由算法
3．3．4 基于ATM的自适应路由算法
3．3．5 自适应最小阻塞路由算法
3．3．6 单层卫星网络路由小结
3．4 多层卫星网络路由
3．4．1 单层卫星网络路由问题
3．4．2 多层卫星网络中的路由
3．4．3 多层卫星网络基于ATM的自适应路由算法
3．4．4 多层卫星网络自适应IP路由算法
3．4．5 多层卫星网络路由小结
3．5 本章小结
本章参考文献
第4章卫星多址接入技术
4．1 卫星多址接入体制分析
4．1．1 传统多址技术的局限性
4．1．2 IDMA产生的技术背景及其优势
4．1．3 IDMA技术在卫星通信中的适用性
4．2 IDMA技术概述
4．2．1 IDMA技术的基本原理
4．2．2 IDMA系统的多用户检测技术
4．2．3 基于SINR Evolution技术的IDMA半解析分析方法
4．3 卫星IDMA系统模型
4．3．1 卫星系统干扰模型
4．3．2 卫星IDMA的系统容量
4．3．3 基于IDMA的卫星接入控制模型
4．4 卫星IDMA系统的接入控制协议
4．4．1 接入请求机制
4．4．2 基于SINR Evolution技术的最小功率分配策略
4．4．3 连接接纳控制策略
4．4．4 性能评估与分析
4．5 本章小结
本章参考文献
第5章多波束卫星功率分配技术
5．1 多波束卫星系统
5．2 多波束卫星功率分配问题描述
5．3 多目标优化问题概述
5．3．1 多目标优化的基本概念
5．3．2 多目标优化问题的求解方法
5．4 ITU-R雨衰模型
5．5 经典多波束功率分配算法
5．5．1 基于雨衰补偿的多波束功率分配算法
5．5．2 基于链路质量平衡准则的多波束功率分配算法
5．5．3 以SINR为目标的多波束功率分配算法
5．6 基于IDMA的多波束卫星功率分配算法
5．6．1 IDMA体制多波束卫星系统干扰模型
5．6．2 基于SINR Evolution的负载平衡多波束功率分配算法
5．6．3 性能仿真
5．7 单播组播共存环境的卫星多波束功率分配算法
5．7．1 系统结构
5．7．2 数学建模
5．7．3 利用NSGA II算法进行求解
5．7．4 性能仿真
5．8 本章小结
本章参考文献
第6章卫星组播技术
6．1 组播通信技术概述
6．1．1 组播的基本概念
6．1．2 可靠组播
6．1．3 组播拥塞控制算法
6．2 卫星通信系统的组播应用
6．3 卫星网络的特点及其对组播协议的影响
6．4 卫星组播拥塞控制
6．4．1 理论分析模型
6．4．2 性能分析
6．4．3 改进措施
6．5 卫星可靠组播方案
6．5．1 基于异或(XOR)编译码的差错恢复策略
6．5．2 分割连接的卫星可靠组播解决方案
6．5．3 性能评估
6．6 本章小结
本章参考文献
第7章卫星中继与深空通信
7．1 深空通信中的信息传输问题
7．1．1 信息传输问题
7．1．2 传统深空通信方法
7．2 天基测控通信系统
7．3 深空通信的信道
7．3．1 自由空间信道
7．3．2 大气链路信道
7．4 卫星中继链路特性分析
7．4．1 卫星中继链路的接收信号功率
7．4．2 中继链路的信噪比
7．4．3 中继链路的信道容量
7．4．4 仿真结果及数据分析
7．4．5 GEO卫星协作中继
7．5 GEO卫星编队连续导航定位
7．5．1 GEO卫星编队连续导航系统
7．5．2 几何参数精度因子
7．5．3 时差导航
7．5．4 频差导航
7．6 本章小结
本章参考文献
第8章星际传输与星际互联网络
8．1 星际信息传输模式
8．1．1 IPN采用互联网协议的问题
8．1．2 星际信息传输方式
8．1．3 星际信息传输效率
8．1．4 容失传输
8．2 星际互联网络
8．2．1 网络业务模型
8．2．2 网络安全结构
8．2．3 频谱结构
8．3 容迟网络
8．3．1 DTMN中的路由
8．3．2 DTMN中的信息传输
8．4 本章小结
本章参考文献
内容简介:
《卫星通信网络技术》介绍了卫星通信网络研究领域中的研究成果和关键技术。在对卫星通信网络的基本概念和基本理论进行介绍的基础上，围绕卫星通信网络发展建设中的难点和瓶颈问题，从星座设计、路由算法、多址接入、功率分配、卫星组播等方面展开论述；并结合深空探测和天地一体化的发展趋势，讨论了卫星中继通信、星际传输和星际互联网络等方面的关键技术。本书以作者及所在团队近年来的研究工作为基础，基本反映了卫星通信网络相关方面的发展趋势和最新成果。
《卫星通信网络技术》内容新颖，涵盖面广，叙述深入浅出，可作为从事卫星通信及其相关专业的科技工作者和高校师生的参考书。
作者简介:
刘功亮，男，1979年生人，博士，副教授，就职于哈尔滨工业大学。从事信息与通信工程领域的教学科研工作。主要研究方向为卫星通信和网络技术、信号处理等。曾主持和参与完成国家自然科学基金、973课题、总装备部预研课题、863课题、国防科工委预研课题、国家发展改革委下一代互联网示范工程等科研工作10余项。2008年入选哈尔滨工业大学优秀青年教师培养计划，2012年获山东省优秀中青年科学家科研奖励基金资助。近年来发表学术论文30余篇，其中被SCI/EI收录23篇。
目录:
第1章卫星通信网络概述
1．1 从GEO卫星通信系统到多层卫星通信网络
1．2 卫星通信网络体系结构
1．2．1 网络拓扑
1．2．2 协议体系
1．3 卫星通信网络的特征
1．4 卫星通信网络的关键技术
1．4．1 星座设计
1．4．2 路由算法
1．4．3 组播技术
1．4．4 资源分配
1．4．5 星间链路
1．5 天地一体化信息网络
1．5．1 建立天地一体化信息网络的必要性
1．5．2 天地一体化信息网络的内涵及其特点
1．5．3 天地一体化信息网络的研究现状和发展趋势
1．5．4 天地一体化信息网络的结构和功能
1．5．5 空间感知层现有资源及其特点
1．6 章节安排
本章参考文献
第2章卫星轨道和星座设计
2．1 卫星运行轨道
2．1．1 第一、第二和第三宇宙速度
2．1．2 开普勒定律
2．1．3 轨道参数
2．1．4 常用卫星轨道
2．2 卫星星座设计
2．2．1 星下点轨迹
2．2．2 卫星覆盖范围
2．2．3 仰角与星地链路
2．2．4 区域覆盖星座与全球覆盖星座
2．2．5 星间链路
2．3 多层卫星星座设计
2．3．1 单层卫星网络存在的问题
2．3．2 单层π型卫星网络存在的问题
2．3．3 低轨Walker delta 2π型卫星星座覆盖问题
2．3．4 单层卫星网络的通信中断问题
2．3．5 多层卫星星座设计
2．3．6 多层卫星网络星座链路几何特征
2．4 星间链路几何特征分析
2．4．1 MEO卫星层内星间链路
2．4．2 LEO卫星层内星间链路
2．4．3 多层卫星网络层间链路
2．5 STK介绍 36
2．5．1 STK/Astrogator
2．5．2 STK/Chains 模块
2．5．3 STK/Comm 模块
2．5．4 STK/Coverage模块
2．5．5 STK/Radar模块
2．5．6 STK/HRES 模块
2．5．7 STK/CON 模块
2．5．8 STK/MATLAB 接口
2．5．9 STK/GIS 扩展模块
2．6 本章小节
本章参考文献
第3章卫星网络路由技术
3．1 通信网络中的路由
3．1．1 多目标优化
3．1．2 最短路问题
3．2 卫星通信网络中的路由
3．3 单层卫星网络路由
3．3．1 考虑时延的路由算法
3．3．2 考虑时延抖动的路由算法
3．3．3 混合路由算法
3．3．4 基于ATM的自适应路由算法
3．3．5 自适应最小阻塞路由算法
3．3．6 单层卫星网络路由小结
3．4 多层卫星网络路由
3．4．1 单层卫星网络路由问题
3．4．2 多层卫星网络中的路由
3．4．3 多层卫星网络基于ATM的自适应路由算法
3．4．4 多层卫星网络自适应IP路由算法
3．4．5 多层卫星网络路由小结
3．5 本章小结
本章参考文献
第4章卫星多址接入技术
4．1 卫星多址接入体制分析
4．1．1 传统多址技术的局限性
4．1．2 IDMA产生的技术背景及其优势
4．1．3 IDMA技术在卫星通信中的适用性
4．2 IDMA技术概述
4．2．1 IDMA技术的基本原理
4．2．2 IDMA系统的多用户检测技术
4．2．3 基于SINR Evolution技术的IDMA半解析分析方法
4．3 卫星IDMA系统模型
4．3．1 卫星系统干扰模型
4．3．2 卫星IDMA的系统容量
4．3．3 基于IDMA的卫星接入控制模型
4．4 卫星IDMA系统的接入控制协议
4．4．1 接入请求机制
4．4．2 基于SINR Evolution技术的最小功率分配策略
4．4．3 连接接纳控制策略
4．4．4 性能评估与分析
4．5 本章小结
本章参考文献
第5章多波束卫星功率分配技术
5．1 多波束卫星系统
5．2 多波束卫星功率分配问题描述
5．3 多目标优化问题概述
5．3．1 多目标优化的基本概念
5．3．2 多目标优化问题的求解方法
5．4 ITU-R雨衰模型
5．5 经典多波束功率分配算法
5．5．1 基于雨衰补偿的多波束功率分配算法
5．5．2 基于链路质量平衡准则的多波束功率分配算法
5．5．3 以SINR为目标的多波束功率分配算法
5．6 基于IDMA的多波束卫星功率分配算法
5．6．1 IDMA体制多波束卫星系统干扰模型
5．6．2 基于SINR Evolution的负载平衡多波束功率分配算法
5．6．3 性能仿真
5．7 单播组播共存环境的卫星多波束功率分配算法
5．7．1 系统结构
5．7．2 数学建模
5．7．3 利用NSGA II算法进行求解
5．7．4 性能仿真
5．8 本章小结
本章参考文献
第6章卫星组播技术
6．1 组播通信技术概述
6．1．1 组播的基本概念
6．1．2 可靠组播
6．1．3 组播拥塞控制算法
6．2 卫星通信系统的组播应用
6．3 卫星网络的特点及其对组播协议的影响
6．4 卫星组播拥塞控制
6．4．1 理论分析模型
6．4．2 性能分析
6．4．3 改进措施
6．5 卫星可靠组播方案
6．5．1 基于异或(XOR)编译码的差错恢复策略
6．5．2 分割连接的卫星可靠组播解决方案
6．5．3 性能评估
6．6 本章小结
本章参考文献
第7章卫星中继与深空通信
7．1 深空通信中的信息传输问题
7．1．1 信息传输问题
7．1．2 传统深空通信方法
7．2 天基测控通信系统
7．3 深空通信的信道
7．3．1 自由空间信道
7．3．2 大气链路信道
7．4 卫星中继链路特性分析
7．4．1 卫星中继链路的接收信号功率
7．4．2 中继链路的信噪比
7．4．3 中继链路的信道容量
7．4．4 仿真结果及数据分析
7．4．5 GEO卫星协作中继
7．5 GEO卫星编队连续导航定位
7．5．1 GEO卫星编队连续导航系统
7．5．2 几何参数精度因子
7．5．3 时差导航
7．5．4 频差导航
7．6 本章小结
本章参考文献
第8章星际传输与星际互联网络
8．1 星际信息传输模式
8．1．1 IPN采用互联网协议的问题
8．1．2 星际信息传输方式
8．1．3 星际信息传输效率
8．1．4 容失传输
8．2 星际互联网络
8．2．1 网络业务模型
8．2．2 网络安全结构
8．2．3 频谱结构
8．3 容迟网络
8．3．1 DTMN中的路由
8．3．2 DTMN中的信息传输
8．4 本章小结
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