作业

作业第一章1、卫星通信的定义是什么？卫星通信有何特点？卫星通信：是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，在2个或多个地球站之间进行的通信。优点：A.通信距离远，且费用与通信距离无关；B.覆盖面积大，可进行多址通信；C.通信频带宽，传输容量大；D.机动灵活；E.通信线路稳定可靠，传输质量高。缺点：A.同步卫星的发射和控制技术比较复杂；B.地球高纬度地区通信效果不好，并且两极为通信盲区；C.存在日凌中断和星蚀现象；D.具有较大的信号延迟和回声干扰。2、卫星通信的范围和距离与卫星的运行高度密切相关，为什么？卫星通信是一种视距通信方式。故通信的范围和距离与卫星的高度密切相关。3、卫星通信系统一般分为哪几种类型？a)立即转发式卫星通信系统b)低轨道移动卫星通信系统c)延迟转发式卫星通信系统；d)静止卫星通信系统（同步卫星通信系统）4、卫星通信系统由哪几部分组成？通信卫星、地球站、跟踪遥测指令系统、监控管理系统？5、地球站的接收系统有何特点？6、通信卫星的运行轨道通常分为哪几种？如何划分？卫星的轨道平面在赤道平面内，其运动轨道称为赤道轨道卫星的轨道平面与赤道有一定夹角，称为倾斜轨道卫星的轨道平面通过地球两级的附近，称为极轨道7、通信卫星运行轨道的形状主要取决于卫星的什么因素？卫星运行的轨道的形状主要取决于卫星的初始速度v，其轨道可以是圆形(v=7.9km/s)、或椭圆形(7.9v11.2km/s)，抛物形(v=11.2km/s),双曲线(11.2v16.7km/s),挣脱太阳引力(v=16.7km/s)8、卫星为什么会产生摄动？1).太阳和月亮的影响-高轨道卫星2).地球引力场不均匀的影响-低轨道卫星3).地球大气阻力的影响-低轨道卫星4).太阳辐射压力的影响-表面积较大的卫星9、通信卫星的核心部件是什么？它可由哪几种类型？它们有何不同。转发器。类型：1、透明转发器：亦称路由器，仅对信号变频和放大。2、处理转发器：对信号进行处理、变频、放大。分二类：a.信息处理转发器b.空间交换转发器10、请画出卫星通信系统的通信线路，并说明上行和下行线路工作频率的特点（选择依据）及关系。选择频段的依据：1、电波应能穿越电离层，传播衰减小。2、外界噪声小。3、应具有较宽的的可用频带；4、较合理地使用无线电频谱，避免干扰；5、充分利用现有的通信设备；6、设备尺寸尽量小。第二章1、简述QPSK、DQPSK、OQPSK、MSK系统的工作原理，并说明其相位过渡的不同。QPSK调制：利用双比特码元的二位信息数字通过2个平衡调制器分别对同向载波和正交载波进行二相调制，两路输出叠加则得到QPSK信号。DQPSK调制：利用前后相邻码元的相对载波相位值来表示数字信息，即先将双比特码变换为相对码，然后再用相对码对载波进行绝对移相。OQPSK调制：相位关系与QPSK一样，不同的只是对同相和正交载波进行调制的2路二进制调制码序列，在时间上错开半个码长，避免两路同时变换。MSK调制：相邻两码元转换时，载波相位时连续的，频移指数h=0.5，频移为码元速率的1/4，即必须满足相位约束条件。QPSK调相信号码元之间有180°相位变化。DQPSK采取相位差的调制方法，不会产生一错全错的现象。OQPSK其前后码元之间仅有0°，90°，－90°三种相位变化，避免了180°的相位跃变。MSK进一步消除了90°，－90°相位变化。2、采用压扩技术有什么作用?简单说明压扩器的工作原理。作用：增加卫星转发器的容量；改善信噪比：抑制干扰。根据语音信号的特点，在发送端的调制器前，每一话路设一压缩器压缩信号的动态范围，即增强弱信号、削弱强信号。在接收端解调器后，再设扩张器（其特性与压缩器相反），恢复原来的动态范围。3、在卫星通信系统中，滤波器的造成的线性畸变与滤波器的哪些因素有关？不仅与滤波器本身的特性有关，而且与滤波器在线路中的位置有着密切的关系。4、画出16PSK和16QAM的信号星座图，并比较两图简单说明两系统的性能优劣。从图中两种信号结构相对比较看出16QAM信号状态矢量之间的最小位置距离比16PSK大的多，因而功率利用性自然要好。？5.试说明16QAM信号通过一只饱和TWTA(行波管放大器)发送出去，信号和Pe会发生什么变化?6.简单说明MQAM实现频谱有效利用的原理。信号状态矢量之间的最小位置距离相对大。第三章1、卫星系统中通常有哪几种多址方式？简单说明它们的原理。基本多址方式：FDMA；TDMA；CDMA；SDMA。FDMA：是指在多个地球站共用卫星转发器的通信系统中，按不同配置的载频来区分地址（地球站）的方式。TDMA：是指在多个地球站共用卫星转发器的通信系统中，用不同的时隙来区分不同地址（地球站）的方式。CDMA：利用自相关性非常强而互相关性比较弱的周期性码序列作为地址信息，对被用户信息调制过的载波再调制，使其频谱大为展宽，经卫星通道传输后，在接收端以本地产生的已知地址码为参考，根据相关性的差异对收到的所有信号进行鉴别，从中将地址码于本地码完全一致的宽带信号还原为窄带信号而选出，与本地地址码无关的信号则仍保持或扩展为宽带信号而滤去SDMA：各站上行TDMA信号进入卫星时必须保持各分帧的同步；卫星切换开关的切换动作必须与TDMA上行时帧和下行时帧保持严格同步；各站的调制或解调器必须和上行或下行的每一分帧同步。2、在FDMA卫星系统中，卫星转发器的TWTA会对系统的性能产生什么不良影响？怎样减少这些不良影响？对系统性能的影响：a)交调干扰b)信号频谱扩展c)信号抑制现象d)调制变换减少这些不良影响的方法：1)控制各载波中心频率的间隔，合理分配不同幅度，不同容量的载波位置2)加能量扩展信号3)对上行线路的载波功率进行控制以及合理的选择行波管的工作点3、与FDMA系统比较，解释TDMA系统的优点。便于保密、信息传输能力比FDMA方式大4、说明SDMA/SS/TDMA系统与TDMA系统帧同步的不同点。TDMA：建立帧同步前要求先知道帧开始的时间；SS/TDMA:要求各地球站必须先知道星上交换矩阵的切换时间。以控制本站发送突发的时间。5、简单说明FDM/FM/FDMA、SCPC、SPADE系统之间的不同点。FDM/FM/FDMA：每个地球站仅发射一个载波，而利用基带中的频分复用来划分对方地球站的方式。SCPC：每一话路占用一条卫星通道，且卫星通道是一一指定给各地球站。每个载频只受一个话路调制的方式。SPADE：按需分配的SCPC方式，地球站相应的设有按需分配的信号和转换装置。6、CDMA的地址码应符合哪些要求？要有足够多且相关特性足够好的地址码，使系统每个站都能分配到所需的地址码。7、卫星分组通信网的连接方式有哪几种？固定分配联接方式：与预分配TDMA方式相同。a)随机联接方式：采用ALOHA信道，是无规则的TDMA方式1)纯ALOHA方式2)时隙ALOHA方式b)预约方式1)分散式预约联接协议（PODA)2)集中式预约联接协议（NASA)第四章1、简单说明信源编码与信道编码的不同点。信源编码：据信息的性质，研究不同的编码方法，以提高系统效率。信道编码：是一种编码变换，用来检测或纠正传输过程中的误码，以提高系统传输质量。2、卫星通信系统中，常用的差错控制技术有哪几类？请说明它们的原理、不同点及应用场合。前向差错控制方式（FEC）：发送端采用纠错码进行编码，在接收端利用这些纠错码进行检错、纠错译码。应用场合：对信道的误码机理、统计特性有透彻了解，并能选出适当的编码方法；系统传输功能可能受限，但带宽有富裕；系统要求的实时性较强。自动请求重发方式（ARQ）：发端先将信息码分组，并在每组中加入足够数量的控制和识别标志码（即检错码），收端利用检错码对各组进行判断，发现错码，则要求重发。应用场合：对信道的误码机理、统计特性不甚了解或信道特性变化范围宽；不要求系统具有较强的实时性。不同点比较：FEC方式：不需要反向信道和可控源，也不会在把信息传给用户时造成中断和时延的变化，且其流通量为常数，不需要有太多的缓存。但要求信道带宽较宽。ARQ方式：其检错码比FEC的纠错码需要的多余符号要少，其硬件设备简单。但ARQ方式往返传输时延较长，使信息流通量有所降低，需要反向信道和缓存。FEC和ARQ技术的混合方式。3、编码的概念是什么？编码对系统有何影响。香农的编码定理：对于一个给定的有扰信道，它有极限的信息传输能力C，只要信息速率不超过这个极限信道容量，则一定存在一种编译码方法，使得译码差错率Pe随码长N的增加，按指数下降至任意值。1）采用编码提高了比特速率，故有较高的信道传输比特差错率。2）采用编码可节省功率。4、分组码与卷积码有何不同？分组码：是把k个信息比特的序列编成n个比特的码组，每个码组的校验位仅与本码组的k个信息位有关，而与其它码组无关。卷积码：也是将k个信息编成n个比特的码组，但该n个码元不仅与这k个信息元有关，而且与前面各码组中的信息元有关。5、格状编码调制技术的基本思想是什么？这种编码调制器用什么参数来衡量其误码性能？基本思想：将信道编码和系统发信星座安排看成一个总体来进行设计，以达到有效性和可靠性的统一。这种编码调制器需要用新的参数来衡量误码性能：一般用信号间的欧几里得距离d(zn,zn')来表征：越大，则系统性能越好。第五章1、为什么采用DSI可使TDMA通信容量增大？根据卫星通信中话音传输总是单方向、且还得中断的特性，将处于空闲状态的话路分配给另外的用户。2、为什么卫星通信系统要采用回波控制电路？卫星通道是4线制，地球站用户话路是2线制，在2线制与4线制转换过程中，当阻抗不匹配时，混合线圈的耦合作用会产生回波干扰，加上卫星通信的传输时延长，这种干扰愈显严重。3、什么是语音编码？根据人耳对声音的灵敏度具有有限的动态范围的特性来降低传输速率。亦称语音压缩编码技术。属信源编码。4、参量编码与波形编码在原理上有何不同？波形编码：直接将时域语音信号变换成数字代码。参量编码：在语音信号频域或其他正交变换域内提取特征参量，并变换成数字代码。5、简单说明共振峰声码器的原理。在共振峰声码器中，利用频谱包络的中振峰叁数描述频谱包罗络的形状和表示声道特性，同时利用这些叁数在收端合成语音信号。第六章1、卫星通信网有哪几种主要网络结构？星形网络：各地球站直接与主站发生联系，各地球站间不能直接联系。网形网络：各地球站都互相联接。2、VSAT网通常是什么网络结构？它的数据传送过程可分为哪2个阶段？3、为什么说VSAT网是一个非对称网络？4、多址协议的定义是什么？卫星信道的多址协议有哪几种？所谓多址协议：就是大量分散的远端小站通过共享卫星信道，进行可靠的多址通信的规则。固定分配多址方式，争用/随机方式，预约/可控方式。5、评价多址协议在VSAT网中的性能必须结合什么因素来讨论。网络响应时间，可用率6、评价多址协议的性能指标有哪些？延迟、吞吐量S及共享信道的VSAT站数目N，稳定性，信道总业务量G。7、在OSI七层模型中，通常VSAT站具有哪几层的功能？