通信041、042《卫星通信技术》期末考试B卷(答案) 2

GDOU-B-11-302 《卫星通信技术》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 10 10 20 20 20 20 100 实得分数 （说明：学生答题时，除客观题直接填在试卷上外，主观题统一答在所附白纸上。） 一、名词解释（10分） 1、MSS    移动卫星业务              2、DTH    卫星直播（到家庭） 3、LEO    低轨道  4、GEO    静止轨道 5、FSS    固定卫星业务    6、LMSS    陆地移动卫星业务 7、DBS    卫星电视接收        8、SCPC        单路单载波（Single Channel Per Carrier） 9、AMSS    空中移动卫星业务        10、VSAT    甚小口（孔）径终端 (甚小天线口径终端地球站)， 二、判断题——下列指令，对的打“√”，错的打“x ”。（10分） 1、（    x    ）必须使用静止卫星才能实现卫星通信。 2、（    x    ）所有同步轨道都是静止轨道。 3、（    x    ）处于赤道平面轨道上的卫星都属于静止卫星。 4、（    x    ）以一个恒星日为圆形轨道周期的卫星称为静止卫星。 5、（    x    ）在VSAT系统中，通常小站与小站之间通信使用的是单跳方式。 6、（    x    ）在VSAT系统中，通常小站与主站之间通信使用的是双跳方式。 7、（    √    ）从主站通过卫星向小站方向发射的数据称为外向数据。 8、（    √    ）从小站通过卫星到主站方向的信道称为入向信道。 9、（    √    ）静止卫星的轨道必然处于赤道平面上。 10、（  √  ）静止轨道的倾角是零度。 三、填空题（20分） P-9 上行链路指的是从发送地球站到卫星，下行链路指的是从卫星到接收地球站，而星间链路则是指从一颗卫星到另外一颗卫星之间的链路。 P-21 卫星通信中采用的多址联接方式通常有五种即：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）、随机多址（RA/TDMA）、空分多址（SDMA）。 P-108 按照馈源的装置不同，轴对称天线可能有多种结构，但最广泛采用的三种结构是：喇叭抛物面天线（或称主焦点馈源天线）；卡塞格伦天线；极轴天线。 P-161 目前在VSAT的网状系统中，通常使用四种类型的传输技术，即：DAMA/SCPC、TDM/SCPC、TDMA和CDMA。 P-163 VSAT小站又称远端小站，其设备主要包括天线、室外单元和室内单元三部分。 P-164 VSAT室内单元的两个基本部分是MODEM和单板基带处理器（BBP）。 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，请标注出其中接收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译码过程基本原理框图。 P-164  VSAT系统端站原理框图。 P-380 画出卫星通信系统中后向切换控制过程示意图。 五、简答题（10分） P-39 静止轨道——位于赤道平面上的同步轨道。当卫星运行方向与地球表面旋转方向相同时，则从地球上任意一点看，那颗卫星都是静止不动的，所以，这种轨道称为静止轨道。 P-55 星蚀现象——卫星、地球、太阳共处在一条直线上，地球挡住了阳光，卫星进入地球的阴影区，造成卫星的日蚀，我们称之为星蚀。发生星蚀时，卫星的太阳能电池不能工作，需靠蓄电池供电。 P-164 VSAT小站的天线可以根据用户意见，安装在地面、墙上或屋顶上。端站天线有正馈和偏馈两种形式。正馈天线尺寸较大，而偏馈天线尺寸小、性能好（增益大、副瓣小），而且结构上不易积雪，因此被广泛使用。 P-163 VSAT小站的天线包括反射器．馈源和安装架，具有几种可以选用的天线直径。在Ku波段，应用最普遍的是直径为1．8m的反射器，但在高雨衰地区或卫星信号微弱地区，应采用2．4m的天线反射器以获得较好接收性能。相反，在具有高EIRP的卫星接收区，可以使用直径为1．2m甚至于0．95m的天线反射器。 六、计算题（共30分） P-50 已知静止卫星轨道半径为42164 km，地球的平均赤道半径取为6378 km，位于广州的地球站的经、纬度为θL＝113.3°E，φL＝23.25°N，亚洲二号卫星的经度为θS＝100.5°E，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：广州的地球站 A= 180°+ 29.92°= 209.92° E = 59.19° ξ = 27.28° d = 36559.48 Km 方位角、仰角、站星距的计算：P18 仰角： 式中： φ1      1 ：为地球站经度、纬度。 φ2、 θ2：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/c P-185 例4-1  一颗卫星使用11．5GHz通过一副18 dB增益的天线，发射25 W功率。网络中一个地球站，用一副直径为12 m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40 000 km，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11.5 GHz时 (a) 61.33 dB (b) 205.7 dB (c) – 131.05 dB (d) –112.39 dB 1）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 = k Tt B                    (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， ［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 （3-8） 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