卫星通信系统传输体制

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1、卫星通信基本知识卫星通信系统传输体制分析与比较目录一、前言二、卫星通信体制基本概念三、卫星通信多址方式四、卫星通信多址方式的类别五、常用的卫星通信体制六、传输体制特点及优缺点一、前言在卫星通信传输体制中，由于数据VSAT网是个不对称网，上行和下行传输应选择不同的体制，主要考虑的原则是：上行传输：-主站发射信息量大，因此转发器的频带和功率利用率必须很高；-小站接收信息量小，要求的设备尽可能简单。下行传输：-小站发射信息量小，要充分利用小站的发射功率，尽量降低其发射功率，以使小站实用、经济；-主站接收来自多个小站的突发性业务，要求

2、其信道解调设备能在足够短的时间内获得载波同步及位定时同步。对于数据VSAT网来说，不同的产品、不同的系统主要表现在采用不同的上/下行信道多址方式。二、卫星通信体制基本概念在数据VSAT网中上行信道的基带复用一般采用统计复用的TDM方式，而下行信道一般采用分组复用方式。目前，卫星系统的上行信道一般采用的方式有：TDM方式，功率和频带利用率最高，TDM方式有一些区别如：采用统计复用，采用扩频技术；DVB方式，主要用于需要高速率（10M以上）上行信道时使用。上行信道的多址访问是通过帧格式中的地址域来完成的，一般讨论的卫星体制主要是对

3、上行信道回传方式的体制问题，即卫星通信多址连接方式。三、卫星通信多址方式对于下行信道可采用固定分配、按申请分配和随机争用（指ALOHA一类）等几种多址访问方式；多址方式是无线通信特有的术语。相对于有线通信使用各种电缆或者光缆作为传输介质而言，无线通信使用的是电磁波作为其传输信号的载体。由于电磁波传输是在一个开放的空间中进行的，无法象有线通信一样通过介质隔离信道，尤其由于卫星信道使用费用相当昂贵的原因，造成卫星通信网中的登记用户数常常远大于同一时刻实际请求服务的用户数的现状，因此，利用多址方式区别各小站下行信道的标示，以确实现卫

4、星信道的介质隔离。三、卫星通信多址方式多址技术要解决问题是：将有限的通信资源在多个用户之间进行有效的切割与分配；在保证多用户之间通信质量的同时尽可能地降低系统的复杂度并获得较高系统容量；通过对多维无线信号空间的划分，实现通信资源的切割与分配；不同的维（时域、频域和空域）的不同划分就对应着不同的多址技术。多址方式所要完成的任务：将信号空间划分，使得各用户的无线信号之间在所划分的维上达到正交，用户共享有限的通信资源而不相互干扰。具体到卫星通信系统中，在同一颗通信卫星覆盖的区域里，地面站是通过通信卫星的中继与其他地面站进行通信的，这

5、个过程需要地面站分别与通信卫星建立连接。那么，如何在各个地面站不相互干扰的情况下，识别接收到的信号是谁发的，又是发给谁的，所有用户如何合理的利用系统公用信道等等。四、卫星通信多址方式的类别我们可以把多址方式理解为卫星通信在链路层的协议。多址方式分为以下几大类：ALOHA方式：随机征用方式FDMA方式：频分多址方式TDMA方式：时分多址方式CDMA方式：码分多址方式4.1多址方式-ALOHA方式ALOHA方式又有纯ALOHA（P-ALOHA）以及时隙ALOHA、选择拒绝－ALOHA等几种变种；P-ALOHA是最早出现的多址方式，

6、纯ALOHA又叫异步ALOHA，各站使用共享信道是通过争用的方式实现的，其信道不设置时隙，也没有网络同步信号，各个端站可以随时向信道发送信息；当发生碰撞时，解决的办法是随机的延迟重发受碰撞的分组数据，如下图所示：站1站2tt冲突重发4.2多址方式-FDMA方式FDMA频分多址方式是：各站在工作的时候分配一个固定的，频率位置、带宽不变载波，载波频率不同，以此确定各站的发射和接收频谱；各站利用基带的频分多路复用或时分多路复用将发往不同站的信号安排在不同的群路上，以识别并取出发到该站的信号；复用后的信号调制到分配给该站的载波上发往卫

7、星；各站接收卫星信号，解调后各站由滤波器取出只属于本站应收的基群，便完成了两站的信号传送。4.2多址方式-FDMA方式FDMA可分为单址载波方式和多址载波方式。单址载波方式是指一个载波仅包含发给一个地球站的信号。一个地球站同多个地球站通信时则发多个载波，即为SCPC单路单载波方式；多址载波方式是指一个地球站只发一个载波，利用基带中的频分多路复用或时分多路复用区分将发往不同地球站的信号。单址载波改变线路容量比较容易，而地球站数量较多的频分多址卫星通信系统中，多址载波可以减少转发器上载波的个数，从而降低互调对系统的影响。下图是频分

8、多址的两种载波方式系统示意图：4.2.1FDMA-单址载波4.2.1FDMA-多址载波4.3多址方式-TDMA方式TDMA时分多址：各端站共享一个大的载波，将载波按时间分配给各端站使用，也即每个端站在同一带宽以同一频率按时间的先后顺序发送自己的载波脉冲串。卫星链路的容量等于单