卫星通信的多址方式

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1、卫星通信系统和卫星移动通信系卫星通信系统和卫星移动通信系统中所使用的信道分配技术和多址技统中所使用的信道分配技术和多址技术（频分多址（术（频分多址（FDMA）、）、时分多址时分多址（TDMA）、）、空分多址（空分多址（SDMA）和和码分多址（码分多址（CDMA）等进行介绍。等进行介绍。3.1 多址技术与信道分配技术的概念多址技术与信道分配技术的概念3.2 频分多址技术频分多址技术3.3 时分多址技术时分多址技术3.4 随机多址和可控多址访问方式随机多址和可控多址访问方式多址技术是指在卫星覆盖区内的多个地球站，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通过

2、同一颗卫星的中继建立两址和多址之间的通信技术。信技术。信道分配方式实际上就是指如何进行信道分信道分配方式实际上就是指如何进行信道分配。所采用的多址方式不同，其信道的内含不同。配。所采用的多址方式不同，其信道的内含不同。 预分配（预分配（PA）方式又分为固定预分配（方式又分为固定预分配（FPA）和按时预分配（和按时预分配（TPA）方式，具体如下。方式，具体如下。 固定预分配（固定预分配（FPA）是指按事先规定半永久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他地球地球站只能各自在特定的信道上完成与其他

3、地球站的通信，其他地球站不得占用。站的通信，其他地球站不得占用。 根据统计，事先知道了各地球站间业根据统计，事先知道了各地球站间业务量随时间的变化规律，因而在一天内可务量随时间的变化规律，因而在一天内可按约定对信道做几次固定的调整，这种方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（式就是按时预分配（TPA）方式。方式。 按需分配（按需分配（DA）方式是一种分配可变的制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。话完毕之后，系统信道又收归公有。 动态分配是系统根据终端申请要求，将系统动态分配是

4、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卫星移动通信终端，从而能高效率地利用转发器的频带。的频带。 它是指通信中各种终端随机地占用卫星信道它是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。的一种多址分配制度。 在卫星通信中的信号分割和识别是以载波在卫星通信中的信号分割和识别是以载波频率出现的时间或空间位置为参量实现的，归频率出现的时间或空间位置为参量实现的，归纳起来可分为频分多址（纳起来可分为频分多址（FDMA）、）、时分多址时分多址（TDMA）、）、码分多址（码分多址（C

5、DMA）和空分多址和空分多址（SDMA）。）。频分多址访问（频分多址访问（FDMA）方式是卫星通信多方式是卫星通信多址技术中的一种比较简单的多址访问方式。在址技术中的一种比较简单的多址访问方式。在FDMA中是以频率来进行分割的，其在时间和空中是以频率来进行分割的，其在时间和空间上无法分开，故此不同的信道占用不同的频段，间上无法分开，故此不同的信道占用不同的频段，互不重叠。互不重叠。时分多址访问（时分多址访问（TDMA）方式是以时间为参方式是以时间为参量来进行分割的，其频率和空间是无法分开的，量来进行分割的，其频率和空间是无法分开的，那么不同的信号占据不同时间段，彼此互不重叠。那么不同的信号占据

6、不同时间段，彼此互不重叠。空分多址访问（空分多址访问（SDMA）方式是以空间作为方式是以空间作为参量来进行分割的，其频率和时间无法分开，因参量来进行分割的，其频率和时间无法分开，因而不同的信道占据不同的空间，这样卫星可根据而不同的信道占据不同的空间，这样卫星可根据空间位置接收相应覆盖区域中的各地球站发送的空间位置接收相应覆盖区域中的各地球站发送的上行链路信号。上行链路信号。码分多址访问（码分多址访问（CDMA）方式是以信号的方式是以信号的波形、码型为参量来实现多址访问的，其频率、波形、码型为参量来实现多址访问的，其频率、时间和空间上均无法分开，因而不同的地球站使时间和空间上均无法分开，因而不同

7、的地球站使用不同的码型作为地址码，并且这些码型相互正用不同的码型作为地址码，并且这些码型相互正交或准正交。交或准正交。 在以此种方式工作的卫星通信网中，每个地在以此种方式工作的卫星通信网中，每个地球站向卫星转发器发射一个或多个载波，每个载球站向卫星转发器发射一个或多个载波，每个载波都具有一定的频带，它们互不重叠地占用卫星波都具有一定的频带，它们互不重叠地占用卫星转发器的带宽。转发器的带宽。 频分多址方式是最基本的多址方式，也是最频分多址方式是最基本的多址方式，也是最古老的多址方式，其最突出的特点是简单、可靠古老的多址方式，其最突出的特点是简单、可靠和易于实现。和易于实现。 其特点可进一步归纳如

8、下：其特点可进一步归纳如下： 如果按所采用的基带信号类型，如果按所采用的基带信号类型，MCPC又可又可划分为划分为FDM-FM-FDMA和和TDM-PSK-FDMA方方式。式。 在在FDM-FM-FDMA方式中，首先基方式中，首先基带模拟信号以频分复用方式复用在一起，带模拟信号以频分复用方式复用在一起，然后以调频方式调制到一个载波频率上，然后以调频方式调制到一个载波频率上，最后再以最后再以FDMA方式发射和接收。方式发射和接收。 在在TDM-PSK-FDMA方式中，首先将方式中，首先将多路数字基带信号用时分复用方式复用在多路数字基带信号用时分复用方式复用在一起，然后以一起，然后以PSK方式调制

9、到一个载波上，方式调制到一个载波上，最后再以最后再以FDMA方式发射和接收。方式发射和接收。 由于由于SCPC方式主要应用于业务量较小的、方式主要应用于业务量较小的、同时通信路数最多只有几条甚至一条的地球站，同时通信路数最多只有几条甚至一条的地球站，显然采用固定分配载波的显然采用固定分配载波的MCPC方式会造成频带方式会造成频带的浪费。的浪费。 在图在图3-5中给出中给出SS-FDMA卫星转发器方框图。卫星转发器方框图。从图中可以看出，上行链路和下行链路各包含从图中可以看出，上行链路和下行链路各包含3个波束（空分频率复用）。其星上交换功能是由个波束（空分频率复用）。其星上交换功能是由一组滤波器

10、和一个由微波二极管门电路组成的交一组滤波器和一个由微波二极管门电路组成的交换矩阵完成的。换矩阵完成的。图3-5 SS-FDMA卫星转发器方框图 SCPC是英文是英文Single Channel Per Carrier的的缩写，是每载波单路的缩写，是每载波单路的FDMA方式。方式。 数字制的预分配数字制的预分配SCPC又包括又包括PCM-PSK-SCPC和和DM-PSK-SCPC方式，我们首先从方式，我们首先从PCM-PSK-SCPC方式开始介绍。方式开始介绍。 在预分配在预分配SCPC方式中，任意两地球站之间方式中，任意两地球站之间进行通信时，其下行链路的载波只携带一路信号，进行通信时，其下行

11、链路的载波只携带一路信号，并且占用一条卫星通道。并且占用一条卫星通道。 在采用在采用SCPC方式工作的方式工作的IS-IV卫星通信系统卫星通信系统中，将其中一个卫星转发器的中，将其中一个卫星转发器的36MHz带宽等间隔带宽等间隔地分为地分为800个通道，其频率分配如图个通道，其频率分配如图3-6所示。所示。图3-6 SCPC系统的频率配置 图图3-7给出了在给出了在SCPC方式下工作的各方式下工作的各地球站的终端设备结构图。地球站的终端设备结构图。 地面接口单元：负责话音业务和数据地面接口单元：负责话音业务和数据业务的输入与输出功能。业务的输入与输出功能。图图3-7 SCPC终端设备结构图终端