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內容簡介

　　本書對衛星通信和空間通信係統進行瞭較為全麵的論述。全書分為三篇：衛星通信技術篇、衛星網絡技術篇、深空探測與深空通信技術篇。除瞭一些傳統的衛星通信理論與通信技術外，書中還增加瞭衛星網絡與係統、空間信息網絡協議、深空探測與通信等方麵的內容，對未來空間科學的發展進行瞭介紹。
　　本書內容深入淺齣，可作為相關專業的本科生和大專生教材或參考書，也可作為相關從業人員的參考書。

前言/序言

　　自1899年古列爾莫·馬可尼的無綫電通信試驗獲得成功，以及1945年ArthurC.Clarke提齣“地球外中繼”思想，衛星通信至今已經經過瞭多次技術的更新換代。空間探測與衛星通信領域涉及的多項技術不但有力地支持瞭通信技術的發展，也極大地促進瞭陸地移動通信、電信業務、互聯網業務等的長足發展，並在衛星電視廣播、遠程教學和醫療、全球軍事通信、緊急救援係統、遠洋運輸等方麵得到瞭具體的應用和拓展。近年來，我國空間通信及衛星技術不斷發展，如我國的天鏈一號衛星和二號衛星、天通一號衛星、北鬥二代衛星係統、實踐十三號Ka頻段大容量衛星和多個型號的高分衛星相繼成功發射和運行，天宮二號與神舟十一號成功交會對接，嫦娥計劃有條不紊地進行，未來的火星探測任務順利實施，這些都一步一步夯實瞭我國空間科學技術大國和強國的地位。
　　未來的通信衛星不但可以成為空間中繼器、路由器、轉發器進行組網，還能成為空間站的組成部件，完成復雜的空間任務。未來的偵察衛星、遙感衛星和資源衛星將提供地球及其周圍空間更加翔實的圖像和數據信息。未來的大型衛星可能以模塊化的方式在軌道上組閤，而不是依賴大推力的火箭單次發射，衛星壽命將更長，並可更換和增加模塊。未來的小衛星、微小衛星的發射成本將更加低廉，功能也更加豐富多樣，成為類似於無人機的低成本多應用平颱。未來的空間旅遊將成為可能，普通人接受一些基本的訓練就可以像開車一樣在太空遨遊。未來的深空探測將到達更遠的地方，探尋人類與宇宙的起源，探索更多未知的宇宙空間。
　　本書分為三篇，共二十章，
　　第一篇（第1～12章）主要介紹衛星通信理論與技術，
　　第二篇（第13～17章）主要介紹衛星組網技術，
　　第三篇（第18～20章）主要關注未來的空間探測與行星際互聯。
　　第1章介紹瞭衛星通信的背景、曆史、特點和通信頻段；
　　第2章介紹瞭軌道理論、衛星軌道、衛星發射和運載工具；
　　第3章介紹瞭衛星的電源子係統，姿態和軌道控製子係統，遙測、跟蹤、遙控和監測子係統，通信子係統，熱量、溫度控製子係統；
　　第4章介紹瞭星-地鏈路的預算方法，包括無綫電波的基本傳輸理論、通信係統噪聲、衛星轉發器等；
　　第5章介紹瞭大氣中的各種效應及其對衛星鏈路的影響，如雨和冰的影響、大氣吸收、雲和霧引起的衰減、對流層和電離層閃爍、法拉第鏇轉等，並給齣瞭一些常用的減小大氣效應影響的對策；
　　第6章介紹瞭衛星鏈路中采用的差錯控製編碼理論；
　　第7章介紹瞭衛星多址技術；
　　第8章介紹瞭GEO軌道衛星係統，如國際海事衛星係統、瑟拉亞衛星係統、亞洲蜂窩衛星係統、北美移動衛星係統以及TerreStar係統；
　　第9章介紹瞭國外跟蹤與數據中繼衛星係統的發展，以及我國的跟蹤與數據中繼衛星係統；
　　第10章介紹瞭DBS衛星係統；
　　第11章介紹瞭VSAT衛星係統；
　　第12章介紹瞭衛星通信新技術，包括新型星上通信載荷技術、新型物理層技術、先進天綫技術和更高頻段的衛星通信技術；
　　第13章介紹瞭衛星星座設計方法，區域性和全球覆蓋星座設計，單層、多層衛星星座設計；
　　第14章介紹瞭典型LEO、MEO軌道衛星係統，如Iridium係統和Odyssey係統等；
　　第15章介紹瞭衛星定位的原理、實用中的衛星導航係統（如GPS和北鬥係統等）；
　　第16章介紹瞭空間信息網絡協議，如基於CCSDS的協議體係、基於TCP/IP的協議體係和基於容延遲/中斷網絡的協議體係等；
　　第17章介紹瞭STK仿真軟件；
　　第18章介紹瞭深空探測與深空測控、通信網涉及的先進技術；
　　第19章開展瞭星際網絡體係結構、關鍵技術、傳輸模式與星際互聯的討論；
　　第20章闡述瞭DTN的設計思想、特性、路由策略和信息傳輸方式等。
　　本書在對衛星通信基本概念和基礎理論介紹的基礎上，圍繞衛星通信網絡技術的發展，從衛星星座設計基礎、典型LEO和MEO衛星係統、現有的衛星導航與定位係統等方麵展開論述，結閤衛星通信仿真軟件STK，討論衛星星座構型和布局，並在論述空間信息網絡協議的基礎上，對深空探測與深空測控、通信網和星際互聯等未來人類的空間探測構想和體係開展分析，討論瞭星際互聯網絡和空間DTN網絡等方麵的關鍵技術內容。
　　本書得到瞭國傢自然科學基金（60672089、60772075、61071128、61661018）的支持，也得到瞭海南省重點研發計劃高新技術項目（ZDYF2016010）、海南省自然科學基金項目（20166210、20166215）、海南省教育廳高等學校科學研究重點項目（Hnky2016ZD-5）和海南大學科研啓動基金項目（kyqd1536）的支持。
　　本書由海南大學李暉、王萍和陳敏共同編著。李暉編寫第1、3、10~13章和附錄，並完成全書的統稿工作；王萍編寫第2、4~9章；陳敏編寫第14~20章。研究生石堯、李鵬翔和楊亞飛對本書的內容進行瞭校正。
　　由於作者水平有限，書中難免有欠妥之處，敬請讀者不吝賜教。
　　作者
　　2017年8月


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