微波与卫星通信 第二版 教学课件 作者 孙学康 张政 第三章 卫星通信的多址方式.ppt

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1、第三章卫星通信的多址方式主要讲述的内容：①信道分配技术和多址技术的概念；②频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和码分多址（CDMA）。多址技术与信道分配技术的概念3.1频分多址技术（FDMA）3.2时分多址技术（TDMA）3.33.1多址技术与信道分配技术的概念所谓多址技术是指在卫星覆盖区内的多个地球站，通过同一颗卫星的中继建立两址和多址之间的通信技术。在卫星移动通信系统中，处于同一颗通信卫星波束覆盖下的各地球站和卫星移动终端均向处于大气层外的通信卫星发射信号，因而要求卫星能够接收这些信号，并及时地完成如放大、变频等处理任务和不同波束之间的交换任务，以便随后向地

2、球的某个地区或某些地区进行转发。此间关键的问题是以何种信号方式才能便于卫星识别与区分各地球站（或卫星通信终端）的信号，同时各地球站（或卫星移动通信终端）又能从卫星转发的信号中识别出应接收的信号,以免出现多个地球站由于同时以相同的方式访问卫星，造成卫星上这些信号的相互碰撞，而不能正确接收的现象。实际上多址技术是建立在信号分割基础之上的，即在发射端利用信号之间参量的差别来进行信号设计，使接收端能够按发端所设计的信号差别，从所接收信号中分离出各路信号，因而不同的控制策略构成不同的多址访问方式。通常多址技术包括多址方式和多址分配方式。3.1.1信道分配方式信道分配方式实际上就是指如何进行信道分配。

3、所采用的多址方式不同，其信道的内含不同。在FDMA方式中指的是各地球站所占用的转发器的频段；在TDMA方式中指的是各地球站所占用的时隙；在CDMA方式中指的是各地球站所使用的码型。1．预分配（PA）方式预分配方式又分为固定预分配（FPA）和按时预分配（TPA）方式。(1)固定预分配（FPA）方式所谓固定预分配是指按事先规定半永久性地分配给每个地球站固定数量的信道，这样各地球站只能各自在特定的信道上完成与其它地球站的通信，其它地球站不得占用。如图3-1（a）所示。此分配制度仅适于业务量大的线路。(2)按时预分配（TPA）方式根据统计，事先知道了各地球站间业务量随时间的变化规律，因而在一天内可

4、按约定对信道做几次固定的调整，这种方式就是按时预分配（TPA）方式。也仅适用于大容量的通信线路中。下面以卫星移动通信系统为例来说明目前所使用的信道分配方式：2．按需分配（DA）方式按需分配方式是一种分配可变的制度，这个可变是按申请进行信道分配变化的，通话完毕之后，系统信道又收归公有。这种分配方式比较灵活，各站之间可以通过协商进行通道调剂，因而可以用较少的通道为较多的地球站服务，同时还可避免出现忙闲不均的现象，提高通道利用率。但为了实现按需分配方式，则必须在卫星转发器上单独划出一频段，专门作为公用信道，各地球站可通过此公用信道进行申请和完成通道分配工作。根据信道分配可变的程度不同，按申请分配

5、制度又可分为以下几种类型：(1)收端可变、发端固定的DA方式如图3-1（b）所示。举例：地球站1只发送信道f1，却可接收系统的全部信道f2、f3。所谓发端固定是相对系统而言的，各地球站所能使用哪些发射频率是固定的。而对一个地球站来说，用其中哪一个频率则是由它自己来决定。显然此方式要比预分配方式的信道利用率高。(2)收端固定、发端可变的DA方式所谓收端固定、发端可变就是指各地球站所能使用的接收频率是固定分配的，而发射载频则在转发全部可用频带内变动。如图3-1（c）所示。地球站1只接收f1信道信号，而可以使用信道f2或f3作为发射信道。因为各站的发射频率要在很宽的频率范围内变化，使得每个发射载

6、频都不易做得很准确。而SCPC/FDMA（单载波单路信道的FDMA）的每个通道的频率都是相当窄的，这容易产生频谱失真及干扰邻近通道。(3)收、发可变DA方式所谓收发可变方式是指发送载频与接收载频都是临时申请临时分配的，选择范围包括转发器的整个频带。当通话结束之后，将释放全部载频，以供其他终端使用。显然当系统工作于此方式时信道利用率最高，接近于1，设备也最复杂。3．动态分配动态分配是系统根据终端申请要求，将系统的频带资源（传输速率）实时地分配给地球站或卫星移动通信终端，从而能高效率地利用转发器的频带。这种分配制度主要是与结合TDMA方式结合起来使用，可用于数字语音及数据传输。4．随机分配它是

7、指通信中各种终端随机地占用卫星信道的一种多址分配制度。这种多址分配方法适用于卫星移动通信中的分组通信方式。3.1.2多址技术在多址方式中，为了使多个地球站共用一颗通信卫星同时进行多边通信，则要求各地球站发射的信号互不干扰。为此，就需要合理地划分传输信息所必需的频率、时间、波形或空间，并合理地分配给各地球站。按划分的对象不同，卫星通信中应用的基本多址方式有：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和