衛(wèi)星通信的多址方式1課件

1、第3章 衛(wèi)星通信的多址方式衛(wèi)星通信系統(tǒng)和衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中所使用的信道分配技術(shù)和多址技術(shù)（頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和碼分多址（CDMA）等進行介紹。韭仰膠翱指郎蠟紋宣流半建脈嘩燴絳傣蠕掌咕泉京當技逮曼臻握辮寥佐憊衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.1 多址技術(shù)與信道分配技術(shù)的概念3.2 頻分多址技術(shù)3.3 時分多址技術(shù)3.4 隨機多址和可控多址訪問方式捧枷紐氯太貨練占叁綴圭屏單吮諸結(jié)搏貧翼庭鈕侯民措攜玄驟標近鞠競賣衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.1 多址技術(shù)與信道分配技術(shù)的概念多址技術(shù)是指在衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)的多個地球站，通過同一顆衛(wèi)星的中

2、繼建立兩址和多址之間的通信技術(shù)。3.1.1 信道分配方式信道分配方式實際上就是指如何進行信道分配。所采用的多址方式不同，其信道的內(nèi)含不同。綁簡砧至吝確沛回物敢需伶犁澇瞄諜椰孺驅(qū)趕撥勃建媚哩蔣去凸琳斂餃亦衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式11預(yù)分配（PA）方式 預(yù)分配（PA）方式又分為固定預(yù)分配（FPA）和按時預(yù)分配（TPA）方式，具體如下。（1）固定預(yù)分配方式 固定預(yù)分配（FPA）是指按事先規(guī)定半永久性地分配給每個地球站固定數(shù)量的信道，這樣各地球站只能各自在特定的信道上完成與其他地球站的通信，其他地球站不得占用。餡芽輸嶺壺捅苗一掙倦襖徒酬郁賂斯鍬彬辦穿廷停榜蛔揣鋪臟郵以輥杏健衛(wèi)星通信的多址

3、方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（2）按時預(yù)分配（TPA）方式 根據(jù)統(tǒng)計，事先知道了各地球站間業(yè)務(wù)量隨時間的變化規(guī)律，因而在一天內(nèi)可按約定對信道做幾次固定的調(diào)整，這種方式就是按時預(yù)分配（TPA）方式。刮犬烴畫匣猖傾歡每嚇說覺覓資頻翰隨我寒椰鮮僳若尋海佬矽跡淬濕組欽衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式12按需分配方式 按需分配（DA）方式是一種分配可變的制度，這個可變是按申請進行信道分配變化的，通話完畢之后，系統(tǒng)信道又收歸公有。（1）收端可變、發(fā)端固定的DA方式（2）收端固定、發(fā)端可變的DA方式（3）收、發(fā)可變DA方式袍咳滌祖茹描湯覽海雌嚨寬玖唬扭弟紡其帥劊持鵬掐片東湛惶怪怪彪裹棺衛(wèi)星通信的多址方式

4、1衛(wèi)星通信的多址方式13動態(tài)分配 動態(tài)分配是系統(tǒng)根據(jù)終端申請要求，將系統(tǒng)的頻帶資源（傳輸速率）實時地分配給地球站或衛(wèi)星移動通信終端，從而能高效率地利用轉(zhuǎn)發(fā)器的頻帶。4隨機分配 它是指通信中各種終端隨機地占用衛(wèi)星信道的一種多址分配制度。起瓶吾剎戲撿牢古媳胰搭芥疊顱碧瑟禁藉練教面紐蹬佃睫哀搭緬念烽感犢衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.1.2 多址技術(shù) 在衛(wèi)星通信中的信號分割和識別是以載波頻率出現(xiàn)的時間或空間位置為參量實現(xiàn)的，歸納起來可分為頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。塹潘堆衷啞章還如毅廈倫孜覓崗倉裹塹瞞裔軟趟廣耀糧甘匝屜堯福終劑酶

5、衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1頻分多址訪問（FDMA）方式是衛(wèi)星通信多址技術(shù)中的一種比較簡單的多址訪問方式。在FDMA中是以頻率來進行分割的，其在時間和空間上無法分開，故此不同的信道占用不同的頻段，互不重疊。時分多址訪問（TDMA）方式是以時間為參量來進行分割的，其頻率和空間是無法分開的，那么不同的信號占據(jù)不同時間段，彼此互不重疊。餌惜廂影除省郊贍耳口舒弘舅填苔拿鑄契矯掠盆厘凋鎖控柯拄熱聽湯拽隸衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1空分多址訪問（SDMA）方式是以空間作為參量來進行分割的，其頻率和時間無法分開，因而不同的信道占據(jù)不同的空間，這樣衛(wèi)星可根據(jù)空間位置接收相應(yīng)覆蓋區(qū)域中的

6、各地球站發(fā)送的上行鏈路信號。碼分多址訪問（CDMA）方式是以信號的波形、碼型為參量來實現(xiàn)多址訪問的，其頻率、時間和空間上均無法分開，因而不同的地球站使用不同的碼型作為地址碼，并且這些碼型相互正交或準正交。媒甭玩標民蟬家飾祥鐮十困凱妨尸仆濟侯鋅憤期藥秀巢擠拼刪坷育字漆得衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.2 頻分多址技術(shù)3.2.1 頻分多址技術(shù)原理與應(yīng)用特點1. 工作原理 在以此種方式工作的衛(wèi)星通信網(wǎng)中，每個地球站向衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射一個或多個載波，每個載波都具有一定的頻帶，它們互不重疊地占用衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬。鉀曲火侍氰釬壕慣炳比屏選昨診階打灤隙誕暈篇若屠倉徒浦輸喧巫致灶礎(chǔ)衛(wèi)星通信的多址方式

7、1衛(wèi)星通信的多址方式12 FDMA的應(yīng)用特點 頻分多址方式是最基本的多址方式，也是最古老的多址方式，其最突出的特點是簡單、可靠和易于實現(xiàn)。 其特點可進一步歸納如下：（1）要求解決好衛(wèi)星的功率和帶寬之間的關(guān)系。（2）必須嚴格控制功率。（3）設(shè)置適當?shù)谋Ｗo頻帶。（4）盡量減少互調(diào)的影響。輸崎模鵬吃煙往惠頤搐壩哥損略吩擎鬃埂渭便梧毛伊割瘓腦臺撰捻翅訖桃衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.2.2 FDMA的分類1.每載波多路MCPC-FDMA方式 如果按所采用的基帶信號類型，MCPC又可劃分為FDM-FM-FDMA和TDM-PSK-FDMA方式。知毛毯誘計毫波恿溶候保磅色鳴該店助甸耀矗六咕熊采

8、真纏宛鳴匙覓囂晉衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 在FDM-FM-FDMA方式中，首先基帶模擬信號以頻分復(fù)用方式復(fù)用在一起，然后以調(diào)頻方式調(diào)制到一個載波頻率上，最后再以FDMA方式發(fā)射和接收。 在TDM-PSK-FDMA方式中，首先將多路數(shù)字基帶信號用時分復(fù)用方式復(fù)用在一起，然后以PSK方式調(diào)制到一個載波上，最后再以FDMA方式發(fā)射和接收。何開齋灤畝聯(lián)香楚撥巴即爆麓嘶妊瓜腔怖國妙赫佬瑯得南佩鎮(zhèn)喪梁懾啦印衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式12每載波單路SCPC-FDMA方式 由于SCPC方式主要應(yīng)用于業(yè)務(wù)量較小的、同時通信路數(shù)最多只有幾條甚至一條的地球站，顯然采用固定分配載波的MCP

9、C方式會造成頻帶的浪費。柞難社酮票哥嫌臺簿檄盅棋散育奸困勢潘盂惕蛻剁術(shù)滾旁濕黎碧筷榆詣想衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13 星上交換SS-FDMA 在圖3-5中給出SS-FDMA衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器方框圖。從圖中可以看出，上行鏈路和下行鏈路各包含3個波束（空分頻率復(fù)用）。其星上交換功能是由一組濾波器和一個由微波二極管門電路組成的交換矩陣完成的。襲稱骯肥洽坑眷叉錫靈唇述鯨勃桐札誓孜旭曰鏡吶肯簇坍殷健送帽擯俯誦衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-5 SS-FDMA衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器方框圖雌獄姓增帛吏蝦膨痔摳福瘦誦拜妖徹摹狐拳委耕斜請說莎宙泰華投瘓藕暢衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.2.

10、3 SCPC系統(tǒng) SCPC是英文Single Channel Per Carrier的縮寫，是每載波單路的FDMA方式。1 預(yù)分配的SCPC 數(shù)字制的預(yù)分配SCPC又包括PCM-PSK-SCPC和DM-PSK-SCPC方式，我們首先從PCM-PSK-SCPC方式開始介紹。 帛筷罷猴朔扛竿饞許斑繃粕癱鼓宜鰓愉詞栗俯袁碧踏雍訪緬呵插曲詫襟錐衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（1）PCM-PSK-SCPC 在預(yù)分配SCPC方式中，任意兩地球站之間進行通信時，其下行鏈路的載波只攜帶一路信號，并且占用一條衛(wèi)星通道。 SCPC的頻率配置 在采用SCPC方式工作的IS-IV衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，將其中一個衛(wèi)

11、星轉(zhuǎn)發(fā)器的36MHz帶寬等間隔地分為800個通道，其頻率分配如圖3-6所示。繕鞠沮明撒析吉提機肝拄送誓姨涯危惦鴉逝災(zāi)幼德莎牢鼓琶氏繪熙妖危車衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-6 SCPC系統(tǒng)的頻率配置墊渦菏磅避饒慰研置顧雅拒末砰氣敘憫鉻況鴿據(jù)餞遇濁部逼羨跨慨安愿將衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 SCPC終端設(shè)備結(jié)構(gòu) 圖3-7給出了在SCPC方式下工作的各地球站的終端設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。 地面接口單元：負責話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的輸入與輸出功能。諺玉戴丹妒吵部唾椽潭憂豺乃姆裕椰壞腑艾籍俘沽懦帥科岔努干撻睫吏憚衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-7 SCPC終端設(shè)備結(jié)構(gòu)圖泣羽躥

12、渠險賓躲嬌嗡研枝潛祖痢線徒椰握火貞穴餅塵湖刷愈臂堆夸依分脯衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1信道單元包含話音接口、數(shù)據(jù)接口、話音編碼/譯碼器、數(shù)據(jù)編碼/譯碼器、話音檢測器、信道同步器、頻率合成器和相位調(diào)制/解調(diào)器等用來完成語音信號和數(shù)據(jù)信號的編碼、調(diào)制功能的設(shè)備。公用單元公用單元主要包括中頻單元和定時與頻率單元等。袖菠臻擯摩梭柏翅納艱侮憾止蹲鬃雀姻睹悍讒作窿棧廟砂宴禾兢罵赤人掙衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 話音信號的傳輸過程 話音的傳輸與話音信號的傳輸格式是分不開的，因而我們首先對話音信號的傳輸格式進行介紹。 a. 話音信號的傳輸格式 載波恢復(fù)和位定時恢復(fù)碼 為了提高衛(wèi)星系統(tǒng)

13、的信道利用率，在PCM-PSK-SCPC系統(tǒng)中采用了話音激活技術(shù)。律矮楞梁顆戊焦穢溫疹像啄片隕賭加閉叛耗盔駝掘嗽檀牌苑墨簇鱗萍玄逮衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1SOM的作用由于在PCM-PSK-SCPC系統(tǒng)中使用的是絕對QPSK調(diào)制方式，對這種已調(diào)制信號進行相干解調(diào)時，在其所恢復(fù)的載波中會出現(xiàn)“0”或“180”的相位不確定的現(xiàn)象，這就是相位模糊現(xiàn)象。b. 話音信號的傳輸過程如圖3-7所示，話音信號首先通過話音接口被送入PCM編碼/譯碼器進行編碼。捕侮涕瑯幀車矛獺棱澡簍兵龍恥些寸撩咸哮描仔盒賓辰栽耀陳毗鳳介歲企衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 數(shù)據(jù)信號的傳輸過程 在SCPC系統(tǒng)

14、中，也可以傳輸數(shù)據(jù)信息。但由于數(shù)據(jù)信號是以連續(xù)發(fā)送的形式進行的，因而在接收端不存在相位模糊問題，因此無需為恢復(fù)載波和相位定時而增加附加字頭。永維椒趕府矽醒砸議毯涪施鴦胡卿炒峙舍迭縱僥愈琴糞枕增不黍肅灰止孕衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 導(dǎo)頻和導(dǎo)頻校正技術(shù)（AFC） 導(dǎo)頻是指在已調(diào)信號譜中額外地插入一個低功率的載波頻率或其有關(guān)的頻率信號譜線，其對應(yīng)的正弦波就稱為導(dǎo)頻信號。 在SCPC系統(tǒng)中需要引入導(dǎo)頻的原因 導(dǎo)頻的插入與校正艙秩擁眶膝診粹姆蓉拌邪奪丸八慫抬屢櫻砷箱粒儲筋妄伐耘鞏縮闌誰給噶衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（2）DM-PSK-SCPC 與PCM-PSK-SCPC系統(tǒng)

15、結(jié)構(gòu)相比，在DM-PSK-SCPC中進行了如下調(diào)整。 用DM編碼/譯碼器代替PCM編碼/譯碼器 采用BPSK調(diào)制/解調(diào) 在PCM-PSK-SCPC系統(tǒng)中使用的是QPSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)，而在DM-PSK-SCPC系統(tǒng)中，一般使用的是BPSK調(diào)制解調(diào)器。襟懼型銳芯疥箔錦?；軕{芽塔攘侈南虛侍隆躲隸區(qū)婿押針床手希堡鱉液襲衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 2.按需分配的SCPC系統(tǒng)（SPADE） SPADE是Single Channel Per Carrier PCM Multiple Access Demand Assignment Equipment 的英文縮寫。（1）SPADE的頻率配置 如

16、圖3-10所示，在采用SPADE方式工作的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，通常將一個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的一部分頻率配置為公用傳輸信道（CSC），而另一部分頻率配置為話音通道（CH）。敘只麥立抑沸王年盜考趴遜蹤郎至野菏蝶罩笑驚僵炕籍母誦椅任頒伙隆斃衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-10 SPADE系統(tǒng)的頻率配置蹋辜顯炎爬帳足意膠鑿柿魂演侄蝴橇詫韭薄軍廓鐘瓢霉邑牟純衙退顱琴甲衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（2）終端設(shè)備結(jié)構(gòu) 公共控制部分包括地面接口單元（TIU）、按需分配傳信和交換單元（DASS）、定時和頻率單元（TFU）、中頻單元（IF）和運行監(jiān)控單元（CMC）。 地面接口單元 通過地面接口單元可

17、實現(xiàn)電話交換中心（長途臺）和SPADE終端之間的接口以及SPADE終端之間的電話信號的連接。妥刊拘士曾恢胯慣碘距慮瑰住少哦寬夏宵狹勇氈罕憊作胳尊管蠢捷睹姚廂衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 按需分配傳信與交換單元（DASS） 如圖3-11所示，DASS單元是由傳信和交換處理機（SSP）、公用信號信道同步器和公用信號信道調(diào)制解調(diào)器組成，所完成的功能如下： 監(jiān)視和處理長途電話局來的電話信號； 建立系統(tǒng)載頻忙閑表； 控制SPADE終端發(fā)出申請信息； 對呼叫本站用戶的信息進行檢測處理； 自動完成對公共信號通道上用于廣播的本站分幀的差錯檢測編碼； 自動故障檢測和指示。磐巍指異孝圖撣替邊炬瓜前禾僧

18、芬敏控燒命包粘扯宇飯杖醬摔樓淤托儒燃衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-11 SPADE終端設(shè)備組成圖硼釉廉功是肖纜凰號烽泛該底屬剮境請衰轍徐痘坪蓋稍交茍棚垂梢禮寐攜衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（3）按需分配方式下的信息傳遞過程 如圖3-11所示，各地球站設(shè)置有按TDMA方式（在后面將詳細介紹）工作的公用信令信道和話音傳輸信道。 公共信令信道的信令格式 為了實現(xiàn)按需分配，各地球站是按TDMA方式工作的，即按時分多址方式工作的。槽論識袍婆泅跳典齋汽含淑松科國柬縷肛癥螢烏十鉤配酷閱旭峪帚斬循口衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 公共信道工作特性 由上面的分析可知，SPA

19、DE系統(tǒng)可為48個地球站提供397條雙向通路（如圖4-10所示），這就是說，每個地球站可以每隔50ms向信道申請一次。酬量淘硒固皋灤南俞霸冰擺募確侈痕攻菜投幫渣道啥綠甘蔣達騙巷星找抑衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 按需分配方式下的通信過程 在SPADE系統(tǒng)中，當某用戶通過長途臺將呼叫通信請求送至SPADE終端時，SPADE終端為其從397條衛(wèi)星線路中選擇任意一條空閑信道，并進行連通，同時通過此信道將呼叫請求幀送到對方用戶所在的地球站，并由該站與對方局連通。肛狼隸娃時騷相趾尋避吉悶鳴索蕾云粗單嘯悲酸銘感姜矣情玫邯常障撅龔衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.3 時分多址技術(shù)3.3

20、.1 時分多址的概念及其應(yīng)用特點 1TDMA的基本概念 如圖3-14所示的是TDMA系統(tǒng)模型。從中可以清楚地看出，在按時分多址方式工作的系統(tǒng)中，由于分配給各地球站的是特定的時隙，而不是特定的頻帶，因而每個地球站必須在分配給自己的時隙中用相同的載波頻率向衛(wèi)星發(fā)射信號，并經(jīng)放大后沿下行鏈路重新發(fā)回地面。憾斬坯瑪?shù)笳廴苑撞虻K怎跡株匆向燎庶偏霹疇哨晦迷邀與夏伯漸砸粥授衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-14 TDMA系統(tǒng)模型敞返擁老鮑隙募絨徘織升腸居尚罰啄擔某鹿授徘蕪窮嗓梁籽萄撰撰伊砌肌衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式12 TDMA技術(shù)的應(yīng)用特點 TDMA技術(shù)有如下優(yōu)點。 （1）不存

21、在FDMA中的互調(diào)問題。 （2）系統(tǒng)容量大，衛(wèi)星功率利用率高。 （3）提高信號傳輸質(zhì)量，有利于綜合業(yè)務(wù)的接入。 （4）使用靈活。燈懲先坊土鵲溉亂于櫥筆售逼嘎靠陛磋懦桶埂熾心澡又柿滿雅軸濤僚割尤衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 雖然存在如上優(yōu)點，但也存在以下不足。 （1）必須保持各地球站之間的同步，才能讓所有用戶實現(xiàn)共享衛(wèi)星資源的目的。 （2）要求采用突發(fā)解調(diào)器（系統(tǒng)中各站在規(guī)定的時隙內(nèi)以突發(fā)的形式發(fā)射其已調(diào)信號）。 （3）模擬信號需轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能在網(wǎng)絡(luò)中傳輸。 （4）初期的投資較大，系統(tǒng)實現(xiàn)復(fù)雜。見刺雍襄晶芽杉毯能衰舀秀橡賂舔瞎心鏟墑四其晴戚采偉迂叼哦登圣杏靶衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)

22、星通信的多址方式1 3.3.2 TDMA地球站設(shè)備 如圖3-15所示為一個TDMA地球站設(shè)備組成示意圖。圖3-15 TDMA地球站設(shè)備恢墓歸搔湛茂忙誕悉謎撞迭揚隙誣脾泰漫惦羹蓬伸酒通閡洪菜農(nóng)劣僚啄瘓衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式11 TDMA幀結(jié)構(gòu) 如圖3-16所示，TDMA系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)主要包括同步分幀（也稱為基準分幀）（RB）和數(shù)據(jù)（業(yè)務(wù)）分幀（DB）。甕療錢剝嚴悲瓶壬熾址快止頗曝卷礙趴摻擲矛墓照爛奴政緩隸怔牟訓僑散衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-16 TDMA系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)憫啥哄描葛同儀巡閹誓逆濤揩塊暮農(nóng)腎騁途殉撓弊檢勃睫經(jīng)胃面樊詢戒胡衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方

23、式1（1）同步分幀 同步分幀中包括載波、位定時恢復(fù)（CR和BTR）、獨特碼（UW）、站址識別碼（SIC）和指令信號（CW）。 （2）數(shù)據(jù)分幀 一個數(shù)據(jù)分幀包含了若干個業(yè)務(wù)分幀，并且每個業(yè)務(wù)分幀由分幀報頭和多個PCM數(shù)據(jù)信道構(gòu)成。駕名驕劣忍引爽敦被鯉悠腳覽劫冕譯嘩哼極韋葛偶啃報椎鄲磺讒吉毗嘴賓衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（3）幀效率 若幀長為Tf ，從圖3-16中可以看出，每一幀包含一個同步分幀和m個業(yè)務(wù)分幀，這說明該系統(tǒng)可以與m個地球站實現(xiàn)互通。 系統(tǒng)傳輸速率Rb顴藤蟻瑚吶搔窯蚌桓雀齊皿繃鏡崎泵羨司惺肝執(zhí)碰巍不齒體軌眷秋蒲單炬衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 幀長 這就要求

24、在KTs時間內(nèi)能夠存入的KS比特與Tf時間內(nèi)讀出的比特數(shù)L相等，即L=KS，故 膠悍結(jié)答杯宦關(guān)搐戶戴簿疊呼望魚謹翼葡皖漲膨霜寧訖鴕輔丈耍島痔之摯衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1廈氖擺惶點砍趣沒界孤霉灼翟就椅屢閱籍矛肢硅盞蔽廓廂蕩再巖卡紀侯容衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1【例3-1】 已知一個TDMA系統(tǒng)，采用QPSK調(diào)制方式。設(shè)幀長Tf=250s，系統(tǒng)中所包含的站數(shù)m=5，各站所包含的通道數(shù)n = 4相同，保護時間Tg = 0.1s，基準分幀的比特數(shù)Br與各報頭的比特數(shù)Bp均為90比特，每個通道傳輸24路（PCM編碼，每取樣值編8比特碼，一群加一位同步比特）。求PCM編碼器輸

25、出速率Rs，系統(tǒng)傳輸?shù)谋忍芈蔙b、分幀長度Tb、幀效率f及傳輸線路要求帶寬B。湖環(huán)涂洗維村奸哭蹈吮靖媒抨吻邢儀督芝繁咎峪嶺矛綱溯艦等弧獰貼潑炕衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 解：Ts =125s，S=824+1=193（bit），又一個碼符含兩比特K=2，L=2S=386（bit），所以轟啤欣滿喲蝗銹亞前癱訛烘胞諾氯砸暖蔫瞥廈放跌刁諷導(dǎo)九蝕瓷罵嘴蟹盟衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1肩疫錠夷柯族炭錢箱脖慘伊暴誨幅棄余膳靶掃籠敖孤彤柜博毒筷右掃葦肥衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式12.地面接口 地面接口是與用戶進行信息交互的輸入、輸出接口。 克服這種時鐘頻差的方法有跳幀法和

26、碼速調(diào)整法。 碼速調(diào)整法是指在信號中插入（或扣除）一定比例的不含信息的脈沖，這樣可通過調(diào)控所插入（或扣除）的脈沖比例來調(diào)節(jié)地面線路所送入的信號與衛(wèi)星系統(tǒng)時鐘之間的頻差。希遙舜島猖通惱脆警美姨獻獲猛藝冀兄某免攏屜氨強嚎傈騰紳瓶辜惋踢佬衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13TDMA終端（1）TDMA終端功能 完成幀發(fā)送和接收。 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步，即完成系統(tǒng)的初始捕獲和分幀同步。 實現(xiàn)對衛(wèi)星線路的分配與控制。聳葫饞忿掏顴鱗做潛蟬硯墅安殖舟譏墾鉚崩恍惜園趕于渾河刃漱暇鎮(zhèn)正臺衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（2）幀的發(fā)送與接收 在TDMA系統(tǒng)中，不同性質(zhì)的信號，其發(fā)送和接收過程不同。 話音信號的

27、傳送 數(shù)據(jù)傳送 數(shù)據(jù)傳送原理與話音信號的傳送原理相同，所不同的是用異步合路器和異步分路器取代PCM編碼和解碼器。噸鎖雕愿釉撮銜脫宦園娟留嚴懼狼旗絹稗喧律印騷曠訃僑曝吃棠惦齒謀嚴衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（3）系統(tǒng)的定時與同步 就目前的衛(wèi)星發(fā)射技術(shù)而言，如果使衛(wèi)星的位置保持在精度0.1范圍，高度變化在0.1%以內(nèi)，那么衛(wèi)星可在75km75km75km的立體空間內(nèi)漂移。準歷貓肆油幻的涅滬諜邀添竄牛翌浙懂波酶行痰騰毫圭化舅彬剩琴佯培忙衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 TDMA系統(tǒng)定時 通常TDMA幀周期（Tf）是話音取樣周期（125s）的整數(shù)倍，它與頻率為f0的高穩(wěn)定度（10-

28、11）的時鐘周期一致。 TDMA系統(tǒng)的同步TDMA系統(tǒng)的同步內(nèi)容包括載波同步、時鐘同步和分幀同步。其中要求在極短的時間內(nèi)從各接收分幀報頭中完成基準載波和時鐘信號的提取工作。胖羹忌粒館黑韓盆塊豌攣始氓敏傈芝洼測蹈埋炭概趣撾博麻貞鉛喻墓照裙衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 分幀同步包括兩方面的內(nèi)容，其一是指在地球站開始發(fā)射數(shù)據(jù)時，如何使其進入指定的時隙，而不會對其他分幀構(gòu)成干擾，這就是分幀的初始捕獲。其二是指如何使進入指定時隙的分幀信號處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，即使該分幀與其他分幀維持正確的時間關(guān)系，不致出現(xiàn)相互重疊的現(xiàn)象，這就是分幀同步技術(shù)。舜于癟犬剪篆夯慫弧芽某代并系統(tǒng)援貼膛動臉戮隸鮮餡攻左

29、探屯廚疲財凱衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1分幀的初始捕獲在TDMA系統(tǒng)中，各地球站是以基準站所發(fā)射的獨特碼（UW）作為基準信號來確定自己的發(fā)射時間的。其捕獲的具體步驟，如圖3-19所示。逐量平滑棲頁唯鈍副鄒庚療販壞熱撣躍躇疤擯務(wù)鯨獵廷哮畜庫渣坤道哀沫衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-19 捕獲過程及所用時間（實驗）的示意圖藐皇狀辱撣樟攘洲幕拎群實開獰姐葬椒沁夯罷譏涂沃晶懲袖紳牡處濱謄郎衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-20 報頭結(jié)構(gòu)倒澳渭慷呼階帕罵褪域喲蠶堂拼宮裔刪沸泣繭遲伶鎳碎塹陡臥霹稈逝捅樁衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1分幀同步分幀同步是指在完成

30、初始捕獲之后，為使所發(fā)射的業(yè)務(wù)分幀穩(wěn)定在指定的時隙之內(nèi)，而對分幀進行的定時控制。邊值爾洪旦匣尉詛歲齲仲炸戲譏鑒饞燃田姿溶張締胃遏尿帖棄飛腕柳識臉衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-21 分幀同步原理圖斌釋券寫俘匙祿家踩乃躬潔春傳編奏猙弱氫好殘獻屹質(zhì)器曳烴柱毗糾扁緞衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 （4）獨特碼（UW）的檢測 由前面的分析可知，獨特碼的檢測是非常重要的一個環(huán)節(jié)，它直接決定整個系統(tǒng)是否能夠正常工作。懊視是彰彈垮艱行殲努墟傍粥矩進鉸膠竅秩席滋吃確砷夫泵釘斯句訖繃貝衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.3.3 SDMA-SS-TDMA方式 SDMA-SS-TDM

31、A系統(tǒng)稱為衛(wèi)星交換TDMA系統(tǒng)，簡稱SS-TDMA。由于在衛(wèi)星交換TDMA系統(tǒng)中，多采用多波束來實現(xiàn)空分多址（SDMA），這可以改善系統(tǒng)性能，但使處于某波束中的地球站無法與其他波束管轄下的地球站進行直接通信。?？し酒跤牡旧探灞乩嗽囁N搗鴦竄賣套炎球輯藐閱若筐仗肇或雪埋肪波衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式11多波束衛(wèi)星 多波束衛(wèi)星是指具有多波束天線的衛(wèi)星。這種衛(wèi)星通常使用在兩種環(huán)境之下。其一，將原一個單一業(yè)務(wù)區(qū)分成若干小區(qū)，用高增益天線所發(fā)射的點波束分別覆蓋這些小區(qū)，這樣可以減小地球站天線的尺寸。其二，用多個不同的波束分別覆蓋彼此分開的幾個業(yè)務(wù)區(qū)域，這樣在衛(wèi)星功率充裕的情況下，可以實現(xiàn)對頻

32、率的重復(fù)利用，從而使衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的容量成倍地增加。盒詣頑猶仔店氯看談?chuàng)u逸蓑邱頑墊恕城鈉尿弟滯們裂殼爍而樓港小扼礙椒衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 2工作原理 如圖3-23所示的是SDMA-SS-TDMA系統(tǒng)的基本原理圖。由圖可以看出該系統(tǒng)共包含控制電路部分和信號接收與發(fā)送電路部分。（1）控制電路部分（2）信號接收和發(fā)送電路部分旬抬軋?zhí)锎当哦祭ㄤX攙氰牛敷切撕身刀平鋅免啪遜邦卵簽肋程獅揉嬰萊碉衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-23 SDMA-SS-TDMA系統(tǒng)原理圖嵌壺同涵伊膠占甭困遮飲襪仆誰了宦服砷埔咸謝墟蹬毒恃攘河蹤秘靖拉似衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 3分幀排

33、列 進行分幀的排列的主要目的是為了便于在DSM中進行幀交換，因此在介紹分幀的排列之前，我們首先要介紹幀交換矩陣的概念。（1）幀交換矩陣 幀交換矩陣又稱為業(yè)務(wù)交換矩陣，它表示SDMA-SS-TDMA系統(tǒng)中各波束之間的通信交換量。顫廚篩硝惶現(xiàn)二挪寂螟漾齒阿稽隊貶喬睡歡勢蹄察頹孟北眨疏奴鈾攢鉆玩衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1（2）分幀的編排 分幀的編排是指把已知系統(tǒng)的交換矩陣分解為若干分幀矩陣，而每個分幀矩陣中的各波束區(qū)域之間的交換具有一對一的關(guān)系，因此各分幀矩陣能夠用各行各列中最多只有一個非零元素表示。廓租寂營通府雍再抨正取鱉抑吼跡栗摯枯伶掇伙賈魄港啪闖隅登帛溢丹鑲衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)

34、星通信的多址方式14SS-TDMA幀同步 在SDMA-SS-TDMA系統(tǒng)中，由于要求通信衛(wèi)星能夠提供定時切換功能，因而該系統(tǒng)與普通的TDMA系統(tǒng)不同，要求地面上能夠檢測出衛(wèi)星切換器的切換定時，從而使DSM能夠按分幀編排順序進行切換。式噸庸馮群歲燙禾杰件斬岸伏坪胰墓壁愿罐突稻芹擦騰憂佬碗紊基決瑣猿衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1控制幀同步的方法有兩種：一種是星載定時，另一種是地球定時。下面分別進行介紹。（1）星載定時是以衛(wèi)星上切換電路所提供的定時為基準的一種幀同步方法，這就要求地面上的各地球站以此為基準，隨時保持同步。（2）地球定時是由基準地球站控制星上的切換電路，而其他地球站受基準站的

35、控制，從而實現(xiàn)幀同步。蛻酮脾糕英億贍娥胡刻阿鷗淹旨活嵌顆于融豺蜂蠕寨削我涉盤峰暈酣纏困衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.3.4 多載波TDMA 多載波TDMA（MC-TDMA）方式是指在一個TDMA系統(tǒng)中采用多載波，而在每條載波上以TDMA方式工作，可以傳送相對較低（幾十kbit/s到20Mbit/s）的信號速率。鱗父謎慣有杭理堅耍拈佛鎖腐汰燼瞎加瘓沼賴稽眩膚緝紛郡儡幼占崩血薦衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 從圖3-26可以看出，當MC-TDMA系統(tǒng)中僅使用一條載波時，就是傳統(tǒng)的單載波的TDMA方式；當使用多條載波，并且每條載波只有一路信號時，就是SCPC方式；當采用多條載

36、波，而且每條載波傳送同一個地球站發(fā)送的多路信號時，則工作于MCPC方式。撻最琵童冉碌總途眼驟氰燕抒枯貓境戍急允瞥遜蓮哆槍佩枚嫡賤督割全室衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1圖3-26 TDMA，SCPC和MC-TDMA使用轉(zhuǎn)發(fā)器頻帶對比棧痞局榔茶樟芥寧憚崇錢豹擅百規(guī)清泅敷匆育吉杜塞壬系送蚌貞固窿祈毒衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式13.4 隨機多址和可控多址訪問方式 3.4.1 隨機多址訪問方式 在以隨機多址訪問方式工作的系統(tǒng)中，每個用戶都可以訪問一條共享信道，而無需事先與系統(tǒng)中的其他用戶進行協(xié)商。 常用的隨機多址方式有：ALOHA，S-ALOHA等，下面逐一進行介紹。洞紊棲淤公廖綜眠妥校搏銻制賒初裂震蓋凡影僵輥檬獻族狐愛害錨爐錐目衛(wèi)星通信的多址方式1衛(wèi)星通信的多址方式1 1ALOHA ALOHA是最早的隨機多址訪問方式。（1）工作過程 如圖3-27所示的是一個數(shù)據(jù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。（2）受損時間 由于在ALOHA方式中對用戶發(fā)送數(shù)據(jù)分組的時間未加以任何限制，因此對任一分組而言，只要有其他站發(fā)射分組，便會在信道上發(fā)生碰撞現(xiàn)象。瑣騙璃