目录
第1章引言
1.1现代社会中卫星技术的作用
1.2关键概念和术语
1.3卫星通信简史
1.4卫星通信系统的利益相关者
1.5所需技术、协议和频率
1.5.1分层协议参考模型
1.5.2卫星频段
1.6卫星系统和星地一体化网络应用领域
1.7小结
练习题
参考文献
第2章卫星轨道和星座设计
2.1卫星生命周期阶段
2.1.1将卫星送入轨道
2.1.2在轨运行
2.1.3卫星脱离轨道
2.2定义卫星运动及其轨道
2.2.1开普勒定律
2.2.2轨道要素
2.2.3卫星链路几何
2.2.4卫星通信的有用轨道
2.2.5卫星地面轨迹
2.3轨道扰动
2.4卫星星座及其设计方法原则
2.4.1现有卫星星座
2.4.2Walker星座设计法
2.4.3街道覆盖法
2.4.4不连续覆盖： 稀疏星座
2.5小结
练习题
参考文献
第3章卫星系统架构和不同类型的卫星
3.1卫星通信系统的高层架构
3.1.1用户段： 终端及其天线
3.1.2地面段
3.2卫星平台
3.2.1概述
3.2.2子系统描述
3.3通信有效载荷
3.3.1弯管有效载荷
3.3.2再生和软件定义有效载荷
3.4目前使用的卫星类型： 基于质量的分类
3.4.1大型卫星
3.4.2中型卫星
3.4.3小型卫星
3.4.4微型卫星和纳米卫星： 立方星世界
3.5小结
练习题
参考文献
第4章空中接口：物理层与天线
4.1数字通信信号
4.1.1基带信号
4.1.2数字调制
4.1.3调制方法
4.2卫星通信系统中的差错控制策略
4.2.1自动重传请求
4.2.2信道编码： 前向纠错
4.2.3混合自动重传请求
4.2.4自适应调制与编码
4.3天线技术
4.3.1相控阵天线
4.3.2多波束卫星
4.4卫星链路和信道模型
4.4.1链路预算
4.4.2实用的信道和大气模型
4.4.3LEO卫星系统的多普勒频移效应
4.5卫星通信系统中使用的空中接口
4.5.1DVB-S2X
4.5.2LoRaWAN
4.5.35G NR接口
4.6小结
练习题
参考文献
第5章卫星网络中的介质访问
5.1卫星网络拓扑结构
5.1.1不同拓扑结构介绍
5.1.2星形拓扑与网状拓扑的比较
5.2MAC协议的分类
5.3无竞争MAC协议
5.3.1时分多址
5.3.2频分多址
5.3.3码分多址
5.3.4正交频分多址和非正交多址
5.4基于竞争的随机接入协议
5.4.1基本原理
5.4.2时隙随机接入
5.4.3卫星系统的非时隙随机接入
5.4.4随机接入的时延考虑因素
5.5基于需求的分配和波束跳变卫星
5.5.1按需分配多址接入
5.5.2联合介质访问与波束跳变设计
5.6小结
练习题
参考文献
第6章网络层和传输层
6.1网络功能与网络级指标
6.1.1网络协议
6.1.2网络级性能指标
6.2流量测量与建模
6.3网络参考模型： OSI和TCP/IP
6.3.1开放系统互连参考模型
6.3.2TCP/IP参考模型
6.4分组交换网络
6.5互联网协议
6.5.1传输控制协议
6.5.2卫星上的TCP
6.5.3性能增强代理
6.5.4IPSec与隧道技术
6.5.5端到端服务质量管理
6.5.6QUIC协议
6.6DVB-S/DVB-RCS网络中的IP封装
6.7卫星网络
6.7.1通过星间链路实现的连接性
6.7.2延迟容忍网络
6.7.3LEO网络中的切换
6.7.4多播
6.8软件定义网络： 面向未来的方案
6.8.1网络切片
6.8.2开放无线接入网架构
6.9小结
练习题
参考文献
第7章卫星地面一体化网络与5G/6G NTN技术
7.1卫星与地面网络的融合
7.1.1融合的驱动因素
7.1.2当前卫星与接入点的互联网服务
7.1.33GPP中集成网络的简史： 从1G到5G及更远
7.1.4架构选项
7.23GPP NTN
7.2.1NTN标准概述： 主要应用场景
7.2.2NTN卫星系统架构
7.2.3时间与频率同步
7.2.4跨NTN与地面网络的移动性
7.3直连手持终端通信
7.4基于NTN的机器类通信连接
7.5三维网络： 迈向6G
7.5.1架构
7.5.26G网络展望
7.6动态频谱共享
7.6.1频谱共享应用场景
7.6.2干扰估算： 地面系统对卫星下行频段的次级使用
7.6.3数据库辅助的频谱共享
7.7小结
练习题
参考文献
第8章可持续性、空间安全与网络安全
8.1可持续性作为发展的驱动力
8.2空间拥堵： 在轨卫星数量
8.2.12020年以来的情况
8.2.2有限的频率与轨道位置
8.2.3拥堵与碰撞风险
8.3太空安全
8.3.1频谱管理
8.3.2空间交通管理
8.3.3碎片防护、探测与规避
8.3.4环境影响
8.3.5太空天气
8.3.6近地天体与深空通信
8.4卫星网络中的网络安全概述
8.4.1威胁与攻击
8.4.2应对措施与NIST框架
8.5地面段作为关键资产
8.6融合网络的网络安全
8.6.1卫星地面系统中的安全攻击
8.6.2应对已识别安全威胁的解决方案
8.7面向软件定义卫星的威胁与解决方案
8.8小结
练习题
参考文献
附录练习题答案
