《卫星通信》期末考试A卷(有答案)

第1页共6页《卫星通信》课程试题课程号：√考试√A卷√闭卷□考查□B卷□开卷题号一二三四五六七八九十总分阅卷教师各题分数101020202020100实得分数一、名词解释（10分）1、S-PCN卫星通信网络2、DAB数字音频广播3、MMSS海事移动卫星业务4、EIRP有效全向辐射功率5、HEO高椭圆倾斜轨道6、MCPC多路单载波7、DBS卫星电视接收8、MEO中轨道9、BSS广播卫星业务10、S-ALOHA时隙ALOHA二、判断题——下列指令，对的打“√”，错的打“x”。（10分）1、（x）处于同步轨道上的卫星都属于静止卫星。2、（√）同步卫星的轨道不一定处于赤道平面上。3、（√）使用非静止卫星也能实现卫星。4、（√）在VSAT系统中，通常小站与小站之间通信使用的是双跳方式。5、（√）在VSAT系统中，通常小站与主站之间通信使用的是单跳方式。6、（x）所有同步轨道的倾角都有是零度。7、（√）以一个恒星日为圆形轨道周期的卫星称为同步卫星。8、（√）从小站通过卫星到主站方向的信道称为内向信道。9、（√）静止轨道也是同步轨道。10、（√）从主站通过卫星向小站方向发射的数据称为出向数据。三、填空题（20分）P-9一般卫星系统由空间段、控制段和地面段三部分组成。P-9目前的卫星系统，主要有固定业务的卫星系统（FSS）、移动业务的卫星系统（MSS）、和广播业务的卫星系统。第2页共6页P-43范·阿伦辐射带是由高能质子和电子组成的辐射带，有强电磁辐射，高能粒子穿透会使卫星的寿命大大降低。其内层辐射带的高度为1500~5000Km，高度为3700Km时，浓度最大；外层辐射带的高度为12000~19000，高度为18500Km时，浓度最大。P-114用于卫星跟踪的自动跟踪系统主要有三种，即：步进跟踪系统、单脉冲跟踪系统和智能跟踪系统。P-159P-159VSAT网络的小站天线直径最小的为0.55m左右。由于要考虑邻近卫星系统干扰，使天线的尺寸受到限制。用在VSAT网络中的主要结构有：星形结构、广播网络、网状或总节点(总线连接)连接。P-163VSAT主站又称中心站或枢纽站(Hub)，是VSAT网的心脏。与普通地球站类似，它使用大、中型天线，其直径在Ku波段一般为3.5~8m，在C波段一般为5~11m。四、画图题（共20分）1、（P-95）如下是地球站设备的一般原理性框图，请标注出其中发送支路各组成部分的名称。2、（P-155）请画出在数字压缩卫星电视中采用的MPEG-2编码过程基本原理框图。P-158VSAT设备框图。第3页共6页P-380画出卫星通信系统中前向切换控制过程示意图。五、简答题（20分）P-35静止卫星——静止卫星是指位于静止轨道（GEO）的卫星，这种卫星以11068.8Km/h的速度围绕地球运动。卫星以此速度围绕地球运动时，正好与地球自转一周的时间相同，且与地球的自转方向也相同，所以，从地球上看，卫星好似完全静止地挂在天空上。故称之为静止卫星。P-56日凌中断——每年春分和秋分前后，在静止卫星星下点进入当地中午前后的一段时间里，卫星处于太阳和地球之间，地球站天线在对准卫星的同时也会对准太阳，强大的太阳噪声使通信无法进行，这种现象通常称为日凌中断。这种中断每年发生两次，每次持续时间约6天，每天约数分钟。卫星通信中的一般采哪些复用方式？一种理想的多址方案应使哪些参量最佳化？P-291卫星通信中的复用方式有频分复用、时分复用、码分复用、空分复用和极化复用等。前两种方式，得到较广泛应用。P-318空分多址——对于多波束卫星，当波束分离得足够远，不致出现过高干扰电平时，相同频带就可以在不同波束中重复使用，这就是所谓的利用空间分隔的频率复用，也称之为空分多址（SDMA）。六、计算题（共20分）P-50已知静止卫星轨道半径为42164.2km，地球的平均赤道半径取为6378.155km，位于北京的地球站的经、纬度为θL＝116.45°E，φL＝39.92°N，亚洲二号卫星的经度为θS＝100.5°E，第4页共6页请求出该地球站的方位角、仰角、极化角以及用户终端到卫星之间的距离。1、解：北京的地球站A=180°+24°=204°E=40.95°ξ=18.18°d=37707.66Km方位角、仰角、站星距的计算：P18仰角：式中：11：为地球站经度、纬度。2、2：为星下点经度、纬度。=2－1，为卫星地面站与卫星的经度差。R﹦6378.155Km，为地球平均赤道半径。h=35786.045Km，为静止卫星轨道离地面高度。方位角：站星距：延迟时间：T=d/cP-185例4-1一颗卫星使用4GHz通过一副18dB增益的天线，发射25W功率。网络中一个地球站，用一副直径为12m的天线来接收，天线的效率为η＝65%，请确定：（1）地球站的接收天线增益；（2）传播损耗；（3）假定从卫星到地球站的距离为40000km，求这个地球站的功率通量密度；（4）在地球站天线输出处收到的功率。2、解：下行频率为4GHz时(a)52.16dB(b)196.53dB)(180)(18000卫星位于地球站西侧卫星位于地球站东侧－，方位角＝当地球站位于北半球时aa)(360)(0卫星位于地球站西侧－卫星位于地球站东侧，方位角＝当地球站位于南半球时aacoscos)(2)(122hRRhRRd21211211)cos(cos1/))cos((costanhRRe1sintanarctan＝a第5页共6页(c)–131.05dB(d)–112.39dB1）链路计算自由空间传播损耗LP卫星或地球站接收机输入端的载波接收功率：［C］=［EIRP］＋［GR］－［LP］(3-1)其中，［GR］为接收天线的增益(dBi)，［LP］为自由空间损耗(dB)，［EIRP］为发射机的有效全向辐射功率(dBW)。有效全向辐射功率：［EIRP］=［PT·GT］=［PT］＋［GT］若考虑发射馈线损耗［LFT］(dB)，则有效全向辐射功率［EIRP］为：［EIRP］=［PT］－［LFT］＋［GT］(3-2)若再考虑接收馈线损耗［LFR］(dB)、大气损耗［La］(dB)、其它损耗［Lr］(dB)，则，接收机输入端的实际载波接收功率［C］(dBW)为：式（3-3）：［C］=［PT］－［LFT］＋［GT］＋［GR］－［LP］－［LFR］－［La］－［Lr］进入接收系统的噪声功率应为：N=kTtB(3-4)式中，N为进入接收系统的噪声功率；Tt为天线的等效噪声温度；k=1.38×10－23J/K为波尔兹曼常数；B为接收系统的等效噪声带宽。接收机输入端的载波噪声功率比为：(3-5)以分贝(dB)表示为：(3-6)卫星转发器接收机输入端的载噪比［C/N］S为(3-7)式中，［EIRP］E为地球站有效全向辐射功率，LPU为上行链路自由空间传输损耗，GRS为卫星转发器接收天线的增益，LFRS为卫星转发器接收系统的馈线损耗，))(/4lg(20)/4lg(20][dBcdfdLPBkTLGGPNCtPRTT1BkTGLNCtRPlg10EIRPSSaFRSRSPUESlg10EIRPBkTLLGLNC第6页共6页［La］为大气损耗，TS为卫星转发器输入端的等效噪声温度；BS为卫星转发器接收机的带宽。若GRS中计入了LFRS，则该GRS称为有效天线增益；若将La和LPU合并为LU(称为上行链路传输损耗或上行链路传播衰减)，则式(3-7)可写为地球站接收机输入端的［C/N］E(3-9)式中，［EIRP］S为卫星转发器的有效全向辐射功率，LD为下行链路自由空间传输损耗，GRE为地球站有效接收天线增益，LFRS为卫星转发器接收系统的馈线损耗，Tt为地球站接收机输入端等效噪声温度，B为地球站接收机的频带宽度BkTGLNCtlg10EIRPREDSESSRSUESlg10EIRPBkTGLNC（3-8）