第三章 衛(wèi)星通信的多址方式

第三章衛(wèi)星通信的多址方式

主要講述的內(nèi)容：①信道分配技術和多址技術的概念；②頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和碼分多址（CDMA）。

多址技術與信道分配技術的概念3.1頻分多址技術（FDMA）

3.2時分多址技術（TDMA）

3.33.1多址技術與信道分配技術的概念 所謂多址技術是指在衛(wèi)星覆蓋區(qū)內(nèi)的多個地球站，通過同一顆衛(wèi)星的中繼建立兩址和多址之間的通信技術。

在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，處于同一顆通信衛(wèi)星波束覆蓋下的各地球站和衛(wèi)星移動終端均向處于大氣層外的通信衛(wèi)星發(fā)射信號，因而要求衛(wèi)星能夠接收這些信號，并及時地完成如放大、變頻等處理任務和不同波束之間的交換任務，以便隨后向地球的某個地區(qū)或某些地區(qū)進行轉發(fā)。

此間關鍵的問題是以何種信號方式才能便于衛(wèi)星識別與區(qū)分各地球站（或衛(wèi)星通信終端）的信號，同時各地球站（或衛(wèi)星移動通信終端）又能從衛(wèi)星轉發(fā)的信號中識別出應接收的信號,以免出現(xiàn)多個地球站由于同時以相同的方式訪問衛(wèi)星，造成衛(wèi)星上這些信號的相互碰撞，而不能正確接收的現(xiàn)象。

實際上多址技術是建立在信號分割基礎之上的，即在發(fā)射端利用信號之間參量的差別來進行信號設計，使接收端能夠按發(fā)端所設計的信號差別，從所接收信號中分離出各路信號，因而不同的控制策略構成不同的多址訪問方式。通常多址技術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。

在FDMA方式中指的是各地球站所占用的轉發(fā)器的頻段；在TDMA方式中指的是各地球站所占用的時隙；在CDMA方式中指的是各地球站所使用的碼型。1．預分配（PA）方式預分配方式又分為固定預分配（FPA）和按時預分配（TPA）方式。(1)固定預分配（FPA）方式所謂固定預分配是指按事先規(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它地球站的通信，其它地球站不得占用。如圖3-1（a）所示。此分配制度僅適于業(yè)務量大的線路。(2)按時預分配（TPA）方式根據(jù)統(tǒng)計，事先知道了各地球站間業(yè)務量隨時間的變化規(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分配（TPA）方式。也僅適用于大容量的通信線路中。

下面以衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)為例來說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。

這種分配方式比較靈活，各站之間可以通過協(xié)商進行通道調(diào)劑，因而可以用較少的通道為較多的地球站服務，同時還可避免出現(xiàn)忙閑不均的現(xiàn)象，提高通道利用率。

但為了實現(xiàn)按需分配方式，則必須在衛(wèi)星轉發(fā)器上單獨劃出一頻段，專門作為公用信道，各地球站可通過此公用信道進行申請和完成通道分配工作。根據(jù)信道分配可變的程度不同，按申請分配制度又可分為以下幾種類型：

(1)收端可變、發(fā)端固定的DA方式如圖3-1（b）所示。舉例：地球站1只發(fā)送信道f1，卻可接收系統(tǒng)的全部信道f2、f3。

所謂發(fā)端固定是相對系統(tǒng)而言的，各地球站所能使用哪些發(fā)射頻率是固定的。而對一個地球站來說，用其中哪一個頻率則是由它自己來決定。顯然此方式要比預分配方式的信道利用率高。

(2)收端固定、發(fā)端可變的DA方式所謂收端固定、發(fā)端可變就是指各地球站所能使用的接收頻率是固定分配的，而發(fā)射載頻則在轉發(fā)全部可用頻帶內(nèi)變動。

如圖3-1（c）所示。地球站1只接收f1信道信號，而可以使用信道f2或f3作為發(fā)射信道。

因為各站的發(fā)射頻率要在很寬的頻率范圍內(nèi)變化，使得每個發(fā)射載頻都不易做得很準確。而SCPC/FDMA（單載波單路信道的FDMA）的每個通道的頻率都是相當窄的，這容易產(chǎn)生頻譜失真及干擾鄰近通道。

(3)收、發(fā)可變DA方式所謂收發(fā)可變方式是指發(fā)送載頻與接收載頻都是臨時申請臨時分配的，選擇范圍包括轉發(fā)器的整個頻帶。

當通話結束之后，將釋放全部載頻，以供其他終端使用。顯然當系統(tǒng)工作于此方式時信道利用率最高，接近于1，設備也最復雜。

3．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發(fā)器的頻帶。這種分配制度主要是與結合TDMA方式結合起來使用，可用于數(shù)字語音及數(shù)據(jù)傳輸。

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。這種多址分配方法適用于衛(wèi)星移動通信中的分組通信方式。

3.1.2多址技術在多址方式中，為了使多個地球站共用一顆通信衛(wèi)星同時進行多邊通信，則要求各地球站發(fā)射的信號互不干擾。

為此，就需要合理地劃分傳輸信息所必需的頻率、時間、波形或空間，并合理地分配給各地球站。按劃分的對象不同，衛(wèi)星通信中應用的基本多址方式有：頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）。下面就分別進行介紹。

1．頻分多址訪問方式（FDMA）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。這樣同一個衛(wèi)星覆蓋下的各地球站發(fā)送的上行鏈路載波可由該衛(wèi)星轉發(fā)給不同下行鏈路的地球站。

2．時分多址訪問方式（TDMA）在TDMA中是以時間為參量來進行分割的，其頻率和空間無法分開的，那么不同的信號占據(jù)不同時間段，彼此互不重疊。這樣衛(wèi)星轉發(fā)器可根據(jù)時間段來接收其覆蓋區(qū)域中的各地球站發(fā)送的上行鏈路信號。但要求使用此方式工作的系統(tǒng)中能夠提供定時與同步功能。

3．空分多址訪問方式（SDMA）在SDMA中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)空間位置接收相應覆蓋區(qū)域中的各地球站發(fā)送的上行鏈路信號。但值得說明的是SDMA多址訪問技術通常是與其他多址訪問技術配合在一起使用，而不會單獨使用。

4．碼分多址訪問方式（CDMA）在CDMA中是以信號的波形、碼型為參量來實現(xiàn)多址訪問的，其頻率、時間、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。這樣衛(wèi)星可根據(jù)碼型上的差別來區(qū)別其覆蓋區(qū)域中的各地球站發(fā)送的上行鏈路信號。3.2頻分多址技術（FDMA）

3.2.1頻分多址技術原理與應用特點

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)星轉發(fā)器的帶寬。如圖3-2所示。

3.2.2FDMA的分類根據(jù)每個地球站在其發(fā)送載波中是否采用復用技術，又可將FDMA分為兩大類：每載波多路信道的FDMA（MCPC-FDMA）和每載波單路信道的FDMA（SCPC-FDMA）。另外，在多波束環(huán)境中，通常采用衛(wèi)星交換FDMA（SS-FDMA）以實現(xiàn)不同波束區(qū)內(nèi)地球站之間的互通。

1．每載波多路MCPC-FDMA方式在圖3-3中給出了采用每載波多路MCPC-FDMA方式的系統(tǒng)工作原理示意圖,它是利用A、B地球站實現(xiàn)A、B、C、D地球站通信的事例。

從圖中可以看出，在發(fā)送地球站A，首先基帶復用器按接收站歸類將發(fā)往B，C和D地球站的幾路數(shù)據(jù)信號復用成基帶復用信號，其頻譜如圖所示，然后將其送往調(diào)制器和發(fā)射機進行信號調(diào)制、上變頻，使之位于分配給A站的射頻頻帶BA之中，并沿上行鏈路發(fā)送給衛(wèi)星接收器。

在衛(wèi)星上通常所接收的信號中含許多頻譜互不重疊的載波。

當經(jīng)過衛(wèi)星合路、變頻和放大處理之后，轉發(fā)到下行鏈路之中，發(fā)往目的地。

為避免多條載波間的相互干擾，因此必須在相鄰載波之間設置一定的保護帶，這樣接收地球站B很容易取出射頻頻譜BA，并經(jīng)過下變頻、中頻濾波和解調(diào)后，可獲得一個由A站發(fā)送B，C，D三站的基帶復用信號。

最后再利用一個基帶解復用器對多路信號進行分路，之后將各路信號送往地面通信網(wǎng)。這樣地球站B，C，D可以接到A站發(fā)來的信號。

由以上分析可以看出，在以MCPC-FDMA方式工作的系統(tǒng)中，要求接收地球站中的基帶濾波器（位于基帶解調(diào)器中）能夠濾出特定地球站發(fā)來的信號，當該信號速率發(fā)生變化時，則要求對此濾波器迅速進行重新調(diào)諧。

實際上這是很難做到的，因此MCPC使用起來不夠靈活，但適用于業(yè)務量比較大、通信對象相對固定的點-點或點-多點的干線通信。

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。

在FDM-FM-FDMA方式中，首先基帶模擬信號以頻分復用方式復用在一起，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用方式復用在一起，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。

2．每載波單路SCPC-FDMA方式所謂每載波單路FDMA方式是指在SCPC系統(tǒng)中，每個載波中僅傳送一路信號，這樣在SCPC工作過程中，將無需進行基帶復用、基帶濾波和基帶去復用處理。

發(fā)射地球站A只進行單路信號的調(diào)制、變頻、放大處理，并以一個載波發(fā)射出去。

通常衛(wèi)星能夠接收到許多這樣的載波信號，當經(jīng)過衛(wèi)星合路、變頻、放大之后，則沿下行鏈路發(fā)送給接收地球站B。這樣在接收站B經(jīng)下變頻之后，送往中頻濾波器。

接收地球站B將中頻濾波器的中心頻率調(diào)制到發(fā)送地球站A的發(fā)射頻率，當通過該中頻濾波器之后，只有A站發(fā)射的信號被送往解調(diào)器，從而可獲得A站所發(fā)送的信號。

SCPC系統(tǒng)的信道分配不再采用固定方式，而采用按申請分配的方式，即用戶欲進行通信時，需預先發(fā)出一個使用信道申請，當使用完畢之后，便將其釋放，此后其他用戶可以申請使用該通道。

由以上分析可知，在SCPC系統(tǒng)中允許任意兩個地球站直接通過衛(wèi)星進行通信，可見易于擴展網(wǎng)絡，但它要求每路信道使用一個調(diào)制解調(diào)器（modem），同時相鄰載波之間還應提供保護帶。

這樣當某地球站有多條非同時工作的信道時，使得設備的利用率較低，相應的衛(wèi)星轉發(fā)器的頻帶利用率也較低，致使設備成本相對較高。

3．星上交換SS-FDMA

在圖3-4中給出SS-FDMA衛(wèi)星轉發(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。

如圖3-5所示，衛(wèi)星上的每個濾波器都與每個上行鏈路中的載波相對應，這樣能夠?qū)⒅付ㄉ闲墟溌分械膶d波的帶通信號提取出來，并在星上進行選路操作，然后將其送往覆蓋接收地球站的下行鏈路波束中。

從圖3-5中可以看出，每個波束均使用同一組頻率。

由于星上是按預先的規(guī)定進行選路操作的，因而發(fā)往某特定地球站的信號都要求地球站的上行鏈路為其分配一個專門的頻帶（一條上行鏈路），如地球站A發(fā)送給地球站D的信息，就要求地球站A在上行鏈路中為其提供載波頻率為f3的一個頻段。

由圖可見，不同地球站的上行鏈路中為發(fā)送到同一地球站信號所提供的頻帶不同。

例如，地球站B發(fā)往地球站D的信息占據(jù)上行鏈路中載波頻率為f1的一個頻段，而地球站C發(fā)往地球站D的信息以載波頻率為f2的一個頻段作為上行鏈路。

星上濾波器則根據(jù)此設計的，濾出每個獨立的頻段，然后由二極管交換矩陣將每個濾出的頻段連接到相應的覆蓋接收地球站的相應下行鏈路波束之中。

此時不同上行鏈路波束中，相同頻段的信號被送往不同的下行鏈路波束。

這樣，對于要求發(fā)往某地球站的信息，其地球站將為其提供相應載波頻段的上行鏈路，可見任何一個波束中的每條上行鏈路都可以在任何時候被連接到任一波束中的下行鏈路之中。

不同上行鏈路波束中，相同頻段的信號被送往不同的下行鏈路波束?？梢姡诖朔桨钢新酚蛇x擇方式是預先確定的，因而其頻率分配方案也是事先設計的。

3.2.3SCPC系統(tǒng)

SCPC是英文SingleChannelPerCarrier的縮寫，它是每載波單路的FDMA方式，它既可以采用固定預分配線路方式，也可以采用按需分配線路方式。

在此方式下工作的話音線路中可以采用話音激活技術，從而更有效地利用衛(wèi)星轉發(fā)器。這種方式適用于共用一個衛(wèi)星轉發(fā)器的包含大量小業(yè)務量的地球站之中。

根據(jù)基帶體制和對載波調(diào)制方式的不同，SCPC可分為模擬制（FM-SCPC）及數(shù)字制（預分配SCPC和按需分配的SCPC（即SPADE））兩種，下面我們僅著重介紹數(shù)字制的SCPC系統(tǒng)。

1．預分配的SCPC

數(shù)字制的預分配SCPC又包括PCM-PSK-SCPC（脈沖編碼調(diào)制）和DM-PSK-SCPC（增量調(diào)制）方式。

在預分配SCPC方式中，任意兩地球站之間進行通信時，鏈路上的載波只攜帶一路信號，占用一條衛(wèi)星通道。可見是以指定通道完成相應兩個地球站之間通信的，因此通道的劃分便尤為重要。

(1)PCM-PSK-SCPC①SCPC的頻率配置國際通信衛(wèi)星組織分配各大洋區(qū)域的全球波束轉發(fā)器至少有一個用于SCPC方式。

在采用SCPC方式工作的IS-IV衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，由于一路數(shù)字電話或數(shù)據(jù)信號是用64kb/s傳輸速率的PSK載波傳輸?shù)模虼嗽谝粋€帶寬為36MHz的衛(wèi)星轉發(fā)器內(nèi)可以設置頻率間隔為45KHz的SCPC載波800個（即有800個通道），其頻率分配如圖3-6所示。

其中，以導頻（115.9875MHz）為界，高、低頻段中各排列400條通道。導頻用作為各站自動頻率控制（AFC）的基準，為使導頻不受相鄰通道的干擾，便于各地球站進行導頻的接收和提取，因而不使用與之相鄰的第400和第401號通道。

②SCPC終端設備結構圖3-7給出了在SCPC方式下工作的各地球站的終端設備結構圖，可以看出，SCPC終端設備包括地面接口單元、信道單元和公用單元三大部分。

⊙地面接口單元：負責話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的輸入與輸出功能。

⊙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)制功能的設備。

⊙公用單元：主要包括中頻單元和定時與頻率單元等。

中頻單元是SCPC終端設備與地球站的上、下變頻器的接口。通過該單元可將來自信道單元的信號上變頻到6GHz的上行頻率，也可以將經(jīng)衛(wèi)星轉發(fā)器傳來的4GHz下行頻率的信號轉換到70MHz的中頻，并將它們分別送到相應的信道單元。

除此之外其中還完成了包括自動功率控制和自動頻率控制功能。定時與頻率單元可為SCPC系統(tǒng)提供標準頻率和定時信號。

③話音信號的傳輸過程

a．話音信號的傳輸格式在采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）的系統(tǒng)中，為在接收端能夠正確恢復出原話音信號，話音信號的抽樣必須按照奈奎斯特準則進行，即以8KHz進行抽樣。

量化時采用A律13折線壓擴特性，編碼時采用7bits構成一個碼字。以此進行抽樣、量化和編碼構成的PCM信源編碼速率為56kb/s（7×8000＝56kb/s），如圖3-8所示，然后在每32個碼字（7×32=224bits）的前面插入一個32bit的消息開始代碼（SOM），從而構成一幀。

可見一幀的長度為256bits。又因為一般的講話中間有停頓，因而此時需在PCM數(shù)據(jù)碼前加上一個120bits（包含40bits載波恢復和80bits的位定時恢復碼）的字頭，通常計算比特率時報頭的比特數(shù)可忽略不計。

PCM的傳輸速率達到64kb/s（256bits×250個=64kb/s）。

⊙載波恢復和位定時恢復碼：為了提高衛(wèi)星功率的利用率，利用話音傳送時的不連續(xù)或間歇的這一性質(zhì)，在信道單元內(nèi)設置“話音檢測器”，在話音檢測器中設置了一個話音電平的低端閾值。

這樣當輸入話音的大小超過此閾值時（例如PCM編碼信號中連續(xù)4個樣值超過此閾值（-24dBm或-28dBm）就發(fā)送載波信號，稱為話音激活。

從而使衛(wèi)星轉發(fā)器中同時存在的有效載波數(shù)減少，并相應地減少了交調(diào)干擾，提高了衛(wèi)星功率的利用。

由于話音激活和不斷形成的載波通/斷（即脈沖性）發(fā)射，為了在接收端能夠?qū)@種不連續(xù)波進行相干解調(diào)，在各分幀的前面加字頭，字頭中含有載波和位定時恢復碼從而正確恢復出原話音信號。

⊙SOM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。

為克服相干解調(diào)中，存在的載波相位模糊現(xiàn)象，接收端首先應確定相干檢波所需要的基準相干載波相位，因此在224bit的PCM信號中插入32bit的消息開始代碼SOM，利用此代碼來確定幀同步，同時按所接收的SOM模式消除相干載波的相位模糊。

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，其輸出信號為64kb/s的PCM數(shù)據(jù)碼流，該數(shù)據(jù)流一方面被送入語音檢測器，另一方面被送入信道同步器中。

這樣在PSK調(diào)制器的輸出端將根據(jù)話音電平的高低來決定是否有信號輸出。

再由多個信道單元的輸出信號在中頻合路器上進行合路，然后經(jīng)過公用單元將所合路的信號調(diào)制到70MHz的中頻上，并送往地球站的發(fā)送設備，最后將信號上變頻到6GHz的頻率，通過天線向衛(wèi)星發(fā)射。

接收過程是發(fā)送過程的反過程。首先由地球站的接收設備接收來自衛(wèi)星轉發(fā)器的4GHz的下行信號，并將其送往公用單元，在公用單元中經(jīng)過下變頻處理，從而獲得70MHz中頻。

同時進行自動頻率控制（AFC）和自動增益控制（AGC），然后經(jīng)過中頻分路器進行分路，各分路信號被送入相應的信道單元，在信道單元中首先進行相干解調(diào)，其輸出送往PCM解碼器，經(jīng)過解碼便可恢復出原話音信號，最后通過話音接口、地面接口單元送往電信局。

定時與頻率單元可為SCPC系統(tǒng)提供標準頻率和定時信號。

④數(shù)據(jù)信號的傳輸過程在SCPC系統(tǒng)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，因此無需為恢復載波和相位定時而增加附加字頭。

但當所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號中出現(xiàn)長連“0”或長連“1”時，接收端便無法從所接收的數(shù)據(jù)信號中恢復出定時信號，這樣會造成誤碼，嚴重影響系統(tǒng)性能。

因此對所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號必須進行擾碼，然后再進行糾錯編碼。

通常對48kb/s或50kb/s的輸入數(shù)據(jù)采用R=3/4卷積編碼，它可以糾正80個連續(xù)比特中的2個誤碼，對于56kb/s的PCM信源編碼，采用R=7/8卷積編碼，它能糾正384個連續(xù)碼位中的2個錯誤。

由于數(shù)據(jù)傳輸是按連續(xù)發(fā)送方式進行的，而且在數(shù)據(jù)流中并未插入SOM，因此要達到幀同步和消除基準載波相位模糊問題，必須依靠糾錯譯碼時伴隨式計算器檢測出的誤碼率，并根據(jù)誤碼率低于某規(guī)定值的情況來修正同步狀態(tài)和相位。

⑤導頻和導頻校正技術（AFC）所謂導頻是指在已調(diào)信號譜中額外地接入一個低功率的載波頻率或與其有關的頻率信號譜線，其對應的正弦波就稱為導頻信號。

⊙在SCPC系統(tǒng)中為什么需要引入導頻？由圖3-6可知，在SCPC系統(tǒng)中，相鄰通道之間的間隔僅有45kHz，同時各地球站與衛(wèi)星之間的相對位置不同，因而衛(wèi)星與各地球站之間相對運動速率也不同，所產(chǎn)生的多普勒頻移的大小也不同。

再加之各地球站的頻率源的穩(wěn)定度和準確度不同，因此一旦本地振蕩器發(fā)生頻率變動，會使其載波偏離其接收通帶，嚴重影響傳輸質(zhì)量。為避免此類事件，因而在發(fā)射信號中插入導頻。

⊙導頻的插入與校正導頻插入的實現(xiàn)方法很簡單，如圖3-9（a）所示。

可見由發(fā)射機送來的已調(diào)信號S（t）與頻率為fC的載波信號相乘，從而將已調(diào)信號調(diào)制到中心頻率為fC的頻段，然后經(jīng)過一個帶通濾波器，再與fC的載波信號相加，這樣就在中心頻率為fC的頻段的中央插入了一個fC的導頻。

在圖3-9（b）中表示了SCPC系統(tǒng)中的導頻校正過程的原理圖。是由地球站接收設備送來的中頻信號，頻率范圍為52～88MHz，其中包括70MHz的導頻。是中心頻率為45.985MHz的輸出信號。

，經(jīng)過混頻后，其輸出信號經(jīng)過帶通濾波器進入中頻分路器，由于信號為，的合頻信號，其頻率應在97.985(52+45.985)～133.985(88+45.985)之間（包含導頻）。

由于衛(wèi)星轉發(fā)器的頻漂和多普勒頻移的影響，使各地球站的中心頻率偏離其發(fā)送中心頻率，當然導頻也同樣偏離其發(fā)送導頻頻率。

但無論中心頻率如何偏離，各地球站的中心頻率之間以及它們與導頻之間的相對關系不會發(fā)生變化，因此如果我們將導頻校正到發(fā)送導頻頻率的話，那么各地球站的中心頻率也將校正到其發(fā)送中心頻率。下面我們就分析一下導頻校正的原理。

如圖3-9（b）所示，中頻分路器中有一個帶寬很窄的通帶濾波器，可以取出97.985MHz單頻信號，當與本地導頻振蕩器鑒相后，經(jīng)過低通濾波器，則形成誤差信號，用去控制壓控振蕩器VCO，調(diào)整信號頻率，從而達到平移信號譜的目的。

最終使信號譜與圖3-6所示的頻率配置圖一致，從而完成自動頻率控制功能（AFC）。

(2)DM-PSK-SCPC①用DM編碼/譯碼器代替PCM編碼/譯碼器

DM（deltamodulation）是增量調(diào)制的英文縮寫形式，也稱為差值脈沖編碼調(diào)制方式。

從抽樣理論中可知，話音信號相鄰的抽樣值之間存在著很強的相關性，即信號的一個抽樣值與相鄰的一個抽樣值不會發(fā)生迅速的變化。

這說明信源本身含有大量的冗余成份，也就是含有大量的無效或次要的成份。如果我們設法減少或消除這些冗余的成份，則可大大提高通信的有效性。

基于這樣的思路便提出了增量調(diào)制的概念。

DM與PCM的區(qū)別在于DM是對相鄰樣值的差值進行量化、編碼，而PCM是對樣值進行量化、編碼。

由于樣值差值的取值范圍要比樣值本身的取值范圍小得多，因而在DM中能夠在保證話音通信質(zhì)量的前提下，降低數(shù)據(jù)傳輸速率，從而提高信道的利用率。

而且相對PCM方式而言，信號的自相關性越強，當采用DM方式時所獲得的數(shù)據(jù)壓縮率就越大。

在DM-PSK-SCPC系統(tǒng)中由于我們采用了增量調(diào)制方式，因而可以用較低的速率信號就能夠傳送優(yōu)質(zhì)的話音信號。

從節(jié)省衛(wèi)星功率的角度來分析，增量調(diào)制門限誤碼率（10-3）比PCM的門限誤碼率（10-4）大，因而DM方式使得每路話音傳輸所需的信號功率比PCM的低。另外采用DM增量調(diào)制的設備結構簡單，易于實現(xiàn)，因此受到了廣泛的關注。

②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，而在DM-PSK-SCPC系統(tǒng)中，一般使用的是BPSK（2PSK）調(diào)制解調(diào)器。

這是因為系統(tǒng)中采用的是增量調(diào)制語音編碼技術，因而在保證相同語言傳輸質(zhì)量的前提下，可大大降低信息傳輸速率，一般的BPSK調(diào)制、解調(diào)器就足以支持這樣速率的信號傳輸，同時又可進一步提高系統(tǒng)的可靠性（與使用QPSK的情況下的可靠性相比）。

2．按需分配的SCPC系統(tǒng)（SPADE）

SPADE是SingleChannelPerCarrierPCMMultipleAccessDemandAssignmentEquipment的英文縮寫。

SPADE設備是采用按需分配的脈沖調(diào)制、多址聯(lián)接方式的SCPC設備。

（即SCPC/PCM/DA/FDMA方式）正是由于在衛(wèi)星線路的占用上采用的是按需分配方式，從而大大地提高了有限信道的利用率。

(1)SPADE的頻率配置如圖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）。

其中話音通道的頻率配置與PCM-PSK-SCPC系統(tǒng)中的頻率配置相同，其相鄰兩通道間的間隔為45kHz，并以導頻為界劃分為高頻組和低頻組，每組中各排列了400條通道。

同樣為使導頻不受相鄰通道的干擾，因而與之相鄰的第400號和第401號通道始終保持空閑。公用傳輸信道配置在轉發(fā)器通帶的最低端，共占用160KHz的帶寬，其中占用了第1通道。

另外為了減少CSC和話音通道（CH）之間的干擾，因而將第二通道（CH2）留空，或留為它用，所以這種SPADE系統(tǒng)可以為48個地球站提供397條雙向通路。

這樣SPADE系統(tǒng)轉發(fā)器通道組中的各載波，可以不固定的分配給各地球站。當需要使用時，必須經(jīng)過申請，才能獲得載頻的使用權，而當通信完畢之后，必須將其釋放，此時其他地球站才可以申請使用該載頻。

(2)終端設備結構

3.3時分多址技術（TDMA）在上一節(jié)中我們介紹了FDMA的基本概念及其應用系統(tǒng)。

在FDMA系統(tǒng)中由于是多站公用一個衛(wèi)星轉發(fā)器，這樣FDMA的一個衛(wèi)星轉發(fā)器中的功率放大器要同時放大多個地址的載波（幾個、幾十個甚至幾百個載波），即處于多載波工作狀態(tài)。

而衛(wèi)星轉發(fā)器中的功率放大器又是一個非線性器件，易產(chǎn)生互調(diào)干擾，從而防礙衛(wèi)星功率的有效利用，所以人們提出了用時隙區(qū)分地址的設想，這就是時分多址。

3.3.1時分多址的概念及其應用特點

1．TDMA的基本概念在圖3-14給出了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，而不同時隙進入衛(wèi)星轉發(fā)器的信號，按時間順序排列起來，時隙的排列既緊湊又不重疊。

經(jīng)衛(wèi)星轉發(fā)器放大后沿下行鏈路重新發(fā)回地面。覆蓋在衛(wèi)星波束中的每個地球站都能接收到由轉發(fā)器轉發(fā)來的全部射頻脈沖（或突發(fā)）信號，并從中提取出各站所需的業(yè)務脈沖列。

由此可見衛(wèi)星轉發(fā)器按時間順序接收到的來自不同地球站的信號，排列必須緊湊，并且彼此互不重疊，這樣才能保證某個時刻衛(wèi)星轉發(fā)器中只有一條TDMA載波。

而且決不會出現(xiàn)互調(diào)和大載波抑制小載波的現(xiàn)象，從而可使衛(wèi)星的功放工作在飽和區(qū)，能夠獲得到最大的衛(wèi)星輸出功率。

由于TDMA系統(tǒng)中所有地球站所發(fā)送的上行信號的載波頻率都相同，因而要求所有地球站在時間上必須保持同步，這就是網(wǎng)絡同步的問題。

2．TDMA技術的應用特點優(yōu)點：⑴不存在FDMA中的互調(diào)問題。⑵系統(tǒng)容量大，衛(wèi)星功率利用率高。

⑶提高信號傳輸質(zhì)量，有利于綜合業(yè)務的接入。⑷使用靈活。

缺點：⑴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。

⑵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）。⑶模擬信號需轉換成數(shù)字信號才能在網(wǎng)絡中傳輸。⑷初期的投資較大，系統(tǒng)實現(xiàn)復雜。

3．TDMA方式的幀結構

TDMA方式工作的簡單原理圖，如下圖3-9所示：

如圖3-16所示，TDMA系統(tǒng)的幀結構主要包括同步分幀（也稱為基準分幀）（RB）和數(shù)據(jù)（業(yè)務）分幀（DB）。

⑴同步分幀RB（基準分幀）同步分幀中包括載波、位定時恢復（CR和BTR）、獨特碼（UW）和站址識別碼（SIC）。

◎載波CR、位定時恢復信號BTR：傳送的是供接收端進行同步檢測所需的載波同步和位定時同步信號。通常占用60bits。它是指恢復出相干載波和位定時信號所需占用的時間。

◎獨特碼UW：在基準分幀中，是用來提供幀定時功能，這樣各業(yè)務地球站才能根據(jù)此定時來確定其業(yè)務分幀在一個數(shù)據(jù)分幀中的具體位置。

◎站址識別碼SIC：共有8bits，其中6bits是地址碼，不同的地球站，采用不同的編碼，這樣該系統(tǒng)中可容納26=64個地球站，另外2bits用來表示該站的性質(zhì)，即是基準站，還是各分站，還是普通站。

某些系統(tǒng)的報頭結構中未單獨使用地址識別碼，而是用獨特碼兼此功能，這就要求各地球站所發(fā)送的獨特碼彼此不同。

◎指令信號CW：共2bit，用來傳送通道分配指令。

⑵數(shù)據(jù)分幀一個數(shù)據(jù)分幀包含了若干個業(yè)務分幀，并且每個業(yè)務分幀是由分幀報頭和多個PCM數(shù)據(jù)信道構成，其中所包括的業(yè)務分幀的數(shù)目與系統(tǒng)中所容納的站數(shù)或地址數(shù)有關。

◎保護時間Tg：每個分幀之間均留有一定的保護時間，因為系統(tǒng)定時不夠精確以及地球站與衛(wèi)星之間的距離發(fā)生變化，造成了衛(wèi)星轉發(fā)器在接收各站信號時會出現(xiàn)時間上的漂移，從而呈現(xiàn)時間上重疊的現(xiàn)象。

為避免此現(xiàn)象的發(fā)生，因此在各業(yè)務分幀之間留有一定的保護時間，一般30~300ns。

◎聯(lián)絡信號（SC）：共50bits，用來傳送各站之間的勤務聯(lián)絡信息。

◎獨特碼UW：業(yè)務分幀中的獨特碼用來指示一個業(yè)務分幀的開始時間，由此為接收端提供接收定時，這樣各地球站可據(jù)此來提取它所需要的包含在業(yè)務分幀中的子脈沖序列。

業(yè)務子脈沖序列的長度與業(yè)務類型有關。例如一路PCM數(shù)字話路的傳輸速率為64kb/s，如果幀長為Tf=2ms，那么該PCM數(shù)字話路的子脈沖序列長度為128bits。一般在TDMA網(wǎng)中，各站每幀都能發(fā)射許多含有若干個不同子脈沖序列的業(yè)務脈沖序列。

◎載波和位定時碼、站址識別碼、指令信號（OW）：在業(yè)務分幀報頭中同樣包含了載波和位定時碼、站址識別碼和指令信號，各碼的功能與同步分幀中的功能大體相同。

⑶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)務分幀，這說明該系統(tǒng)可以與m個地球站實現(xiàn)互通。

其中同步分幀占用了Br個比特，而每個業(yè)務分幀中的報頭占用Bp個比特，各業(yè)務分幀之間的保護時間均為Tg。

由于各業(yè)務分幀中所包含的通道數(shù)可能不等，因而各分幀的長度也各不相同，如果第i分幀長度為Tbi，通道數(shù)為ni

，并且每個通道所占的比特數(shù)均為L，那么

①系統(tǒng)傳輸速率Rb

（3-1）

其中（m個業(yè)務分幀的通道數(shù)之和）。當各分幀的信道數(shù)相同時，即，那么m個分幀中包含的總信道數(shù)為。

如果其中的頻帶傳輸系統(tǒng)采用QPSK調(diào)制方式，那么以二比特代表一個碼元，這樣系統(tǒng)的調(diào)制速率應為

（3-2）

②幀長由于從地面線路送入的模擬信號需經(jīng)過PCM編碼器進行模數(shù)轉換。

如果其取樣周期為Ts，并且PCM編碼器對每一個取樣值進行S比特編碼，那么緩沖存儲器的容量為KS比特（K為正整數(shù)）時，為使每隔Tf時間能夠在規(guī)定的時間內(nèi)從緩沖器讀出L比特的數(shù)字信息，而不致使存儲器溢出

這就要求在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，故或（3-3）

從上式中可知，幀周期為取樣周期的整數(shù)倍，例如，某PCM編碼器的抽樣速率為每秒8000次，則Ts=。

若其K=1，那么Tf=Ts=125μs；若K=6，那么Tf=750μs。這意味著緩沖存儲器每存入六次取樣比特數(shù)，才輸出一次?？梢奣f越長，則要求緩沖存儲器的容量越大，因此必須根據(jù)實現(xiàn)設計要求，選取適當?shù)腡f

。

③分幀長度由圖3-16所示，設第i分幀的通道數(shù)為，那么第i分幀的長度Tbi為

（3-4）

如果各分幀的通道數(shù)相同時，即，可見各分幀的長度。

④幀效率所謂幀效率是指一幀內(nèi)有效數(shù)據(jù)信息所占的時間與幀長之比。

從式（3-5）中可以看出，①在Tr，TP，Tg，m一定的情況下，Tf越長，幀效率越高，但一般幀長Tf取125μs的整數(shù)倍。②當所采用的緩沖存儲器的存儲量K增大，而其它參數(shù)不變時，ηf隨之增高，當K→∞時，則ηf→1，但成本也增大。

【例3-1】已知一個TDMA系統(tǒng)，采用QPSK調(diào)制方式，設幀長為Tf

=250μs，系統(tǒng)中所包含的站數(shù)m=5，各站所包含的通道數(shù)相同n=4，保護時間Tg=0.1μs，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編碼器輸出速率Rs，系統(tǒng)傳輸?shù)谋忍芈蔙b、分幀長度Tb、幀效率ηf及傳輸線路要求帶寬B。

4．系統(tǒng)的定時與同步

(1)TDMA系統(tǒng)定時要確定各站準確的發(fā)射時間，必須建立系統(tǒng)共同的時間基準，稱為“系統(tǒng)定時”。

從圖3-18中可以看出，將其中一個地球站作為基準站，因而另一個地球站（當TDMA網(wǎng)中存在多個地球站時，除基準站外的其他地球站）發(fā)送業(yè)務分幀的時刻是以所接收到的基準分幀中的獨特碼為時間基準進行的。

只要地球站保證在接收到基準分幀后，并在延時τ-2td時刻發(fā)送業(yè)務分幀，則能夠確保衛(wèi)星轉發(fā)器以相同周期接收分幀信號。

又由于衛(wèi)星與地球站之間的距離隨時發(fā)生著變化，使得它們之間的信號傳播時延也隨之發(fā)生變化。因而要求基準站不斷地調(diào)整其基準分幀的發(fā)射時刻，即改變其時鐘頻率。

(2)TDMA系統(tǒng)的同步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成干擾，即分幀的初始捕獲。

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系，不致出現(xiàn)相互重疊的現(xiàn)象，即分幀同步技術。

●分幀的初始捕獲各地球站為了準確地進入指定的時隙，而不會對其它分幀造成干擾，稱為“初始捕獲”。

捕獲的具體步驟，如圖3-19所示。在TDMA系統(tǒng)中的一個地球站（B）欲發(fā)射業(yè)務分幀，先要準備發(fā)出本站報頭，開始時它根據(jù)衛(wèi)星軌道信息和捕捉站的位置信息，利用計算機預測衛(wèi)星的位置－時間的關系。

并根據(jù)本站與基準站的幀內(nèi)關系，調(diào)整報頭的發(fā)射時間，將發(fā)射時間選擇（瞄準點）在指定分幀時隙的中間（如圖所示），隨后發(fā)射報頭信息（由于報頭長度有限，因此不足以構成對相鄰通道的干擾）。

然后B站將基準分幀中獨特碼所構成的示位脈沖與B站所發(fā)射的報頭中的獨特碼所構成的示位脈沖（如圖3-20所示）進行比較，可見存在誤差。

因此B站開始調(diào)整其發(fā)射時間，逐步地將報頭調(diào)整到預定位置，隨后便進入鎖定狀態(tài)，當B站將數(shù)據(jù)信號完整地發(fā)送完畢時，則構成了一個完整的業(yè)務分幀B，表明此時已完成初始捕獲，進入通信階段。

●分幀同步：所謂分幀同步是指在完成初始捕獲之后，為使所發(fā)射的業(yè)務分幀穩(wěn)定在指定的時隙之內(nèi)，而對分幀進行的定時控制。實現(xiàn)定時控制方案有多種，下面僅介紹最常用的閉環(huán)式分幀同步法。

這種方案是將所接收的來自衛(wèi)星轉發(fā)器的基準分幀和本站所發(fā)射的同樣經(jīng)過衛(wèi)星轉發(fā)回本站的分幀中的獨特碼進行比較，如存在誤差，則通過調(diào)節(jié)本站分幀的發(fā)射時間，逐步減少誤差，最終使本站所發(fā)射的分幀與基準分幀保持同步。

(3)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，因此UW通常選擇具有良好相關特性的PN碼或其改進型（不會因比特流中出現(xiàn)的隨機性比特差錯，而造成錯誤檢測）。

從幀效率角度分析，則希望采用較短一些的碼組，但從可靠性方面考慮，則希望采用較長一些的碼組。在某些地球站，獨特碼除用于定時外，還兼做站址識別碼，可見不同的地球站所使用的UW碼型可能不同。除此之外，獨特碼檢測還能夠消除QPSK中的相位模糊問題。

3.3.2TDMA地球站設備圖3-15中表示了一個（用于通信業(yè)務的）TDMA地球站設備組成示意圖，從中可以清楚地看出，它是由地面接口、TDMA終端和信道終端構成。

1．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。

由于衛(wèi)星系統(tǒng)中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號，因而當由地面線路輸入的信號是模擬信號時，可以直接使用衛(wèi)星送來的時鐘對所接收的信號進行抽樣、量化和編碼處理，因此信號通過衛(wèi)星線路不存在時鐘不同步的問題。

然而當?shù)孛娼涌谒邮盏膩碜缘孛婢€路的信號是數(shù)字信號時，因地面線路的時鐘和衛(wèi)星線路的時鐘一般不是同步的，地面時鐘和衛(wèi)星時鐘的頻差是由于振蕩器的頻率誤差和衛(wèi)星運動所產(chǎn)生的多普勒頻移造成的，因此必須經(jīng)過相應的數(shù)字接口設備，使之彼此同步。

克服這種時鐘頻差的方法有跳幀法和碼速調(diào)整法（也稱脈沖插入法）。

2．TDMA終端

TDMA終端用于進行TDMA通信。從圖3-17中可以清楚地看出，TDMA終端包括三大部分，即發(fā)射部分、接收部分和控制部分。下面我們首先從它們所完成的功能開始進行介紹。

(1)TDMA終端功能①完成幀發(fā)送與接收。對地面接口送來的信號，首先進行分幀操作，以分幀形式經(jīng)衛(wèi)星轉發(fā)出去；接收由衛(wèi)星轉發(fā)器轉發(fā)的所屬分幀信號，并進行分路，將其送往各地面接口。

②實現(xiàn)網(wǎng)絡同步，即完成系統(tǒng)的初始捕獲和分幀同步。③實現(xiàn)對衛(wèi)星線路的分配與控制。

(2)TDMA幀的發(fā)送與接收一般說，送至地面接口的都是不同用戶經(jīng)多路復用的速率較低的連續(xù)比特流。而發(fā)往衛(wèi)星的則是高速數(shù)據(jù)速率（或稱突發(fā)速率）的射頻分幀。

因此，為了實現(xiàn)變速，需要有存儲一幀的壓縮緩沖存儲器。反之，在接收端則需備有一個擴展緩沖存儲器。在TDMA定時單元的控制下，在每幀規(guī)定的時間段，由合路器將報頭插入，就成為完整的TDMA分幀。

隨后對中頻（例如70MHz）載波振蕩進行QPSK調(diào)制，由終端輸出送給上變頻器，變頻并放大以后發(fā)射向衛(wèi)星。由于有“報頭”的引導，所以被發(fā)射的分幀信號能準確地進入衛(wèi)星內(nèi)所指定的時隙。

當TDMA終端接收到來自衛(wèi)星轉發(fā)器的TDMA射頻分幀信號時，經(jīng)過下變頻器將信號變換為中頻（70MHz）的相應信號，再利用QPSK解調(diào)器進行解調(diào)，恢復出基帶數(shù)據(jù)信號，并將其送至報頭檢測器和多路分路裝置。

在報頭檢測器中利用獨特碼檢測器檢測出所接收分幀“報頭”中的獨特碼，以此判斷出該分幀信號是由哪一個地球站發(fā)送給本站的，并控制分幀同步器和其它定時同步。

在定時單元和收時序控制裝置的控制下，取出相應的分幀數(shù)字信號，經(jīng)解擾碼和糾錯譯碼后，送至擴展緩沖存儲器，把壓縮的高速數(shù)據(jù)脈沖，擴展為與某個時隙相對應的一幀連續(xù)的低速數(shù)據(jù)脈沖。

最后在收時序控制器的控制下，只選出送給本站的信號，并送往地面接口單元。

在TDMA終端的同步定時控制系統(tǒng)中，通過控制基準分幀的uw碼得到TDMA幀的定時，進而根據(jù)基準分幀uw碼的接收定時和本站分幀uw的接收定時之間存在的時間差，或由基準分幀提供的同步控制信息來決定分幀的發(fā)射定時。

3.3.3SDMA-SS-TDMA方式

SDMA-SS-TDMA系統(tǒng)稱為空分多址衛(wèi)星交換TDMA系統(tǒng)，簡稱SS-TDMA。

空分多址SDMA方式是按空間劃分聯(lián)接方式的簡稱。它是利用具有多波束天線的衛(wèi)星（簡稱多波束衛(wèi)星）來實現(xiàn)。

1．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)務區(qū)域，這樣在衛(wèi)星功率充裕的情況下，可以實現(xiàn)對頻率的重復利用，從而使衛(wèi)星轉發(fā)器的容量成倍地增加。如圖3-22所示。

2．工作原理在圖3-23中給出了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●動態(tài)開關矩陣DSM：通過它可將各地球站送往衛(wèi)星的TDMA分幀信號按其去向進行切換，并送到其目的波束區(qū)域，供目的站進行接收。

（DSM有用微波開關的，有用中頻開關的，還可用基帶開關電路實現(xiàn)。）

●切換控制電路DCU：完成DSM切換控制功能的電路，并給DSM提供和TDMA時幀具有相同周期的控制信號。控制信息是預先由地球站發(fā)送來的，存儲在DCU存儲器中。

●遙測遙控指令站TT&C：完成DCU的存儲信息的收、發(fā)以及DSM的切換等操作。

(2)信號接收和發(fā)送電路部分在圖3-23中僅以三個波束的SS-TDMA系統(tǒng)為例來說明其工作原理，由圖可見衛(wèi)星上共有三副窄波束天線，分別用于接收相應區(qū)域內(nèi)地球站所發(fā)射的信號和向相應區(qū)域內(nèi)的地球站轉發(fā)信號。

這樣便形成了三個分離波束，各自覆蓋其相應的通信區(qū)域。每個波束區(qū)域內(nèi)可以有一個地球站，也可以有多個地球站，它們是按TDMA方式工作的。

時幀：所有波束覆蓋的通信區(qū)的時隙在衛(wèi)星內(nèi)占據(jù)的時段即為衛(wèi)星的一個時幀τf。圖3-24（a）所示。分幀：每個通信區(qū)的時隙叫做分幀τfi。

子時隙：每個分幀又根據(jù)通信區(qū)域內(nèi)地球站的多少分為若干子時隙τi。

若A區(qū)域內(nèi)的某一地球站要與A、B和C區(qū)域內(nèi)的地球站進行通信，因此發(fā)往各區(qū)域地球站的信號，分別組成上行TDMA時幀中AA、AB和AC三個分幀。

同理，如果此時由B區(qū)和C區(qū)內(nèi)某一地球站發(fā)出的上行TDMA時幀中所包含的三個分幀分別是BB，BC，BA和CC，CA，CB。

由上面的