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卫星通信的多址方式知识点课件.

卫星通信的多址方式知识点课件.


①GPS系统、②GLONASS系统、③北斗系统
卫星通信的多址方式
7.2.5 卫星通信多址方式


频分多址（FDMA） 时分多址（TDMA） 空分多址（SDMA） 码分多址（CDMA）
7.2.6 动通信系统

我国经营卫星通信业 美国摩托罗拉公司的“铱”系统和美国 Loral Qual务的电信运营商主要 comm卫星业务公司的全球星系统。 是中国卫星通信集团 （3）直播卫星系统 公司，具体业务包括 “中卫1号”、“鑫诺1号”、“鑫诺 3号”、“中星 卫星移动通信业务、 6B”和“中星9号”等在轨卫星和“鑫诺 4号”、“鑫 卫星国际专线业务和 诺5号”、“鑫诺6号”等多颗在建卫星资源。 卫星转发器出租及出 售业务。 （4）全球导航卫星系统
卫星通信中的多址技术

卫星通信中的多址技术

卫星通信中的多址技术 及其发展
1．多址技术的概念和问题的本质
• 多址技术一直都是无线通信的关键技术之一， 甚至是移动通信换代的一个重要标志。 • 多址技术所要解决问题的特点是：通信（子） 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。其实就是研究如何将有限的 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的一 门技术。其中对通信资源的切割与分配也就是 对无线信号空间的划分，在不同的维上进行不 同的划分就对应着不同的多址技术。
• 扩频多址（SSMA）系统的共同特点之一是扩 频，也就是说用于传输信息的信号带宽远大于 信息带宽；共同特点之二是在扩频的实现上， 不论通过什么途径扩频，但基本都是用一组优 选的扩频码进行控制，正因为此，扩频多址又 称为码分多址（CDMA）。或者说，CDMA是 在信号的扩展维——编码维上对无线信号空间 进行划分。顾名思义，码分多址就是给每个用 户分配一个唯一的扩频码（或称地址码），通 过该扩频码的不同来识别用户。
1.2 跳频码分多址（FH－CDMA）
• 跳频码分多址（FH－CDMA）在民用 通信中并不多见，但在军事抗干扰通 信中则是一种常见的通信方式。FH－ CDMA的基本原理是优选一组正交跳 频码（地址码/扩频码），为每个用户 分配一个唯一的跳频码，并用该跳频 码控制信号载频在一组分布较宽的跳 频集中进行跳变。事实上，我们可以 简单地将FH－CDMA看作是一种由跳 频码控制的多进制频移键控（MFSK）。
CDMA（DSቤተ መጻሕፍቲ ባይዱCDMA）
• ---OFDM与多址技术的融合往往可以起到优 势互补的作用，是未来移动通信技术应用 的方向。具体的融合方案有多种，比较多 的是OFDM与DS－CDMA的融合，而这又 有三种[12]：MC－CDMA、MC－DS－ CDMA和MT－CDMA。此外还有FH－ OFDM（慢跳频与OFDM的融合）和TDMA －OFDM（TDMA与OFDM的融合）。
军事卫星通信中的多址技术

军事卫星通信中的多址技术

基本的参量，包括频率、时间以及信号所处的 空间。 信号的设计和识别可以利用信号的任一种参量 来实现。 最有效的设计和识别方法则是设法利用某些信 号参量所具有的正交性进行正交设计，来实现 多址联接。
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3.1 多址联接方式概述
2）频分多址(FDMA)
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3.1 多址联接方式概述
2）频分多址(FDMA) 接收端的信号选择
制弱信号现象，因此，大站、小站不易兼容； (5)灵活性小，要重新分配频率比较困难； (6)需要设置保护频带，频带利用不充分； (7)转发器存在交调于扰。
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3.3 时分多址（TDMA）
1) 基本原理
TDMA方式示意图
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3.3 时分多址（TDMA）
2) 帧结构与帧长选择
帧结构示意图
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3.3 时分多址（TDMA）
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3.2 频分多址(FDMA)
1) 基本原理 地球站传输多路信号方式
① 每载波单路方式(SCPC，Single-Channel-PerCarrier )。
② 每载波多路(MCPC，Mutiple-Channel-PerCarrier )。
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3.2 频分多址(FDMA)
2) FDMA方式的类型 (1) 频分复用/调频/频分多(FDM/FM/FDMA)
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3.2 频分多址(FDMA)
2) FDMA方式的类型 (3)按申请分配/单路单载波/频分多址SPADE 按申请分配：分散控制。
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3.2 频分多址(FDMA)
频分多址系统的特点
(1)设备简单，技术成熟； (2)系统工作时不需要网同步，且性能可靠； (3)在大容量线路工作时效率较高； (4)各站的发射功率要求基本一致，否则会引起强信号抑
现代通信技术复习题 (1)

现代通信技术复习题 (1)

现代通信技术复习题填空题1、三网融合指的是电信网、计算机网络、广播电视网。

2、电信系统在三大硬件分别是终端设备、传输设备、交换设备。

3、信号可以分为两大类模拟信号和数字信号。

4、在数字通信技术中，复接方式有：按位复接、按字节复接、按路复接三种方式。

5、在PCM30/32系统中，有30个路时隙用来传送30路语音信号，一个路时隙用来传帧同步码，另一个路时隙用来传送信令码。

6、信令按使用的信道划分可以分为随路信令和公共信道信令。

7、信令网由信令点、信令转接点以及连接它们的信令链路组成。

8、数字调制的三种方法，幅移键控法、频移键控法、相移键控法。

9、通信协议的三要素，语法、语义、时序。

10、分组交换采用两种路由方式，分别是数据报和虚电路。

11、在光纤通信中，短波波段是指波长为μm，长波波段是指波长为μm和μm。

12、光纤通信中用到的光源有半导体激光器和发光二极管。

13、数据交换的三种方式是：电路交换，报文交换和分组交换。

14、数字通信过程中发送端的模/数变换包括抽样、量化和编码。

15、多路复用主要包括频分多路复用、时分多路复用和波分多路复用。

16、接入网技术可分为铜线接入网技术、光接入网技术、无线接入网技术等。

17、数字用户线技术是基于普通电话线的宽带接入技术，是在同一铜线分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备。

18、数据传输按调制方式分为基带传输、频带传输。

19、电信系统的功能是把发信者的信息进行转换、处理、交换、传输，最后送给收信者。

20、数字传输中常用的位同步技术有两种：外同步法和自同步法。

21、数据交换基本过程包括呼叫建立、信息传递和电路拆除三个阶段。

22、SDH的帧有9行270列构成，整个帧分成段开销、STM-N净负荷区和管理单元指针3个区域。

23、数据通信系统的主要质量指标包括：传输速率，误码率，信道容量和带宽。

24、移动通信系统中，主要采取的工作方式为准双工方式。

25、GSM移动通信系统中采用的多址通信方式为时分多址。

卫星通信第三卫星通信的多址技术

卫星通信第三卫星通信的多址技术

多址联接和多路复用的理论基础都是信号的 正交分割原理。 多址联接是指多个电台或通信站发射的信号 在射频信道上的复用，以达到各台、站之间 同一时间、同一方向的用户间的多边通信； 多路复用是指一个电台或通信站内的多路低 频信号在群频信道(即基带信道)上的复用， 以达到两个台、站之间双边点对点的通信。
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TDMA系统的不足
(1) 必须保持各地球站之间的精确同步，才 能让所有用户实现共享卫星资源的目的。 (2) 为了保证用户信息传递的连续性，要求 采用突发解调器（系统中各站在规定的 时隙内以突发的形式发射其已调信号）。 (3) 初期的投资较大，系统实现复杂，技术 设备复杂。
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帧：整个系统的所有地球站时隙在卫星内占 据的整个时间段称为卫星的一个(TDMA)时帧。 一个TDMA帧是由一个同步分帧和若干个业 务分帧组成的。 基准分帧(同步分帧) ：TDMA帧内的第一 个时隙，不含任何业务信息，仅用作同步 和网络控制。 数据分帧 ：除基准地球站外其他地球站占 据的时隙。 保护时间：在各个时隙之间留有很小的时间 32 间隔，称为“保护时间”。
3.4.2 跳频码分多址系统

跳频(FH，Frequency Hopping)。在发送端， 利用PN码控制频率合成器，使频率在一个宽 范围内伪随机地跳变，跳频系统占用了比信 息带宽要宽得多的频带。在接收端，本地PN 码产生器提供一个和发端相同的 PN码，驱动 本地频率合成器产生同样规律的频率跳变， 和接收信号混频获得已调信号。

3.3.4 频分多址-时分多址 (FDMA-TDMA)方式 是指若干个窄带TDMA方式工作的地球站， 以频分多址方式共用一个转发器的一种技术。 传送相对较低速率（10Mbit/s以下）的信号。 特点：改变业务样式灵活，特别适合传输数 据，每个帧内的信道都可以采用按需分配方 式。但是由于要求功率放大器有输出补偿， 所以卫星转发器的效率低于单纯的TDMA系 统。 37
卫星通信 多址技术

卫星通信 多址技术


（二）多址联接
• 频分多址（FDMA）：各站、台发出的射频信号在指定的射频频带内， 但在频谱上互不重叠地排列，共同分用该射频频带，接收端用带通滤 波器分离各路射频信号。 • 时分多址（TDMA）：以不同的时隙来区分地址，每站有一指定时隙， 各站只是在自己的时隙内发射信号。 • 码分多址（CDMA）：每个用户有一个特定结构的码字作为地址，不 同用户的不同波形信号以同一频率发射出去，各站的接收是根据相应 的信号波形分离出自己需要的信号。 • 空分多址（SDMA）：利用天线的方向性和用户的地区隔离性实现信 号的分离。
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码分多址（CDMA）
图3-8 DS/CDMA系统框图 系统框图
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码分多址（CDMA）
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CDMA特点
• 用户共享一个频率，无需频率规划 用户共享一个频率， • 大容量 • 软容量：用户越多，性能越差，用户减少，性 软容量：用户越多，性能越差，用户减少， 能就变好 • PN码的正交性 码的正交性 • 远近效应 • 抗多径衰落 • 利用宏分集可以实现软切换 • 利用多用户检测提高系统性能和容量 • 利用多径，采用 利用多径，采用RAKE技术提高系统性能 技术提高系统性能
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• 多址联接：指多个通信站的射频信号在射频信道 上的复用，以实现各个通信站之间的通信。对于 卫星通信系统，多址联接指的是多个地球站发射 的信号，通过卫星转发器的射频信道复用，实现 各站间通信的一种方式。常见的多址方式有频分 多址、时分多址、码分多址和空分多址。 • 多址联接和多路复用的关系：多址联接和多路复 用的理论基础都是信号的正交分割原理。但多址 联接是指多个电台或通信站发射的信号在射频信 道上的复用，以达到各台、站之间同一时间、同 一方向的用户间的多边通信；多路复用是指一个 电台或通信站内的多路低频信号在群频信道（即 基带信道）上的复用，以达到两个台、站之间双 边点对点的通信。
卫星通信的多址方式

卫星通信的多址方式

如图3-16所示，TDMA系统的帧结构主要包括同步分帧（也称为基准分帧）（RB）和数据（业务）分帧（DB）。
图3-16 TDMA系统帧结构
（1）同步分帧
同步分帧中包括载波、位定时恢复（CR和BTR）、独特码（UW）、站址识别码（SIC）和指令信号（CW）。
（2）数据分帧
一个数据分帧包含了若干个业务分帧，并且每个业务分帧由分帧报头和多个PCM数据信道构成。
图3-11 SPADE终端设备组成图
公共信令信道的信令格式
03
为了实现按需分配，各地球站是按TDMA方式工作的，即按时分多址方式工作的。
04
按需分配方式下的信息传递过程
01
如图3-11所示，各地球站设置有按TDMA方式（在后面将详细介绍）工作的公用信令信道和话音传输信道。
02
公共信道工作特性
由上面的分析可知，SPADE系统可为48个地球站提供397条双向通路（如图4-10所示），这就是说，每个地球站可以每隔50ms向信道申请一次。
按需分配方式下的通信过程 在SPADE系统中，当某用户通过长途台将呼叫通信请求送至SPADE终端时，SPADE终端为其从397条卫星线路中选择任意一条空闲信道，并进行连通，同时通过此信道将呼叫请求帧送到对方用户所在的地球站，并由该站与对方局连通。
02
要求采用突发解调器（系统中各站在规定的时隙内以突发的形式发射其已调信号）。
03
模拟信号需转换成数字信号才能在网络中传输。
初期的投资较大，系统实现复杂。
05
3.3.2 TDMA地球站设备
01.
如图3-15所示为一个TDMA地球站设备组成示意图。
02.
图3-15 TDMA地球站设备
2
1
第3章_卫星通信的多址技术

第3章_卫星通信的多址技术

2
3.1 多址技术与信道分配技术的概述
❖ 多址联接是指多个地球站通过同一颗卫星， 同时建立各自的信道，从而实现各地球站相 互之间通信的一种方式。
❖ “信道”的含义：
FDMA中是指各地球站占用的转发器频段。
TDMA中是指各地球站占用的时隙。
CDMA中是指各地球站使用的码型。
Байду номын сангаас
❖ 常见的信道分配方式主要有三种
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20
❖ 缺点：
任一地球站为了能接收其他地球站的信号， 都必须设有除本站外的所有下行频率的接 收电路；
转发器要同时放大多个载波，容易形成互 调干扰，功率利用率不高；
各上行链路功率电平要求基本一致，否则 容易引起强信号抑制弱信号现象，因此大 小站不易兼容；
需要保护频带，故频带利用率不高。
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3．随机分配(RA) ❖ 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。
❖ 常用于数据交换业务。因为数据通信一般间 断而不是连续地使用信道，且数据包发送的 时间也是随机的，因而如果仍使用固定预分 配甚至按需分配，则信道利用率就很低。采 用随机占用方式则可大大提高信道的利用率。
❖ “碰撞”。
❖ 给多个话路分配一个载波。各话路信号先进 行多路复用，然后调制、上变频，将频率变 换到指定频率。因此，经卫星转发的每个载 波所传送的是多路信号。
❖ 一般采用预分配方式，根据复用方式和对载 波调制方式不同，可以分为FDM-FM-FDMA 方式和TDM-PSK-FDMA方式。
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❖ 预分配频分复用-调频-频分多址 (FDM-FM-FDMA)
适合大容量系统。
4
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卫星通信—第五讲 卫星通信多址方式

卫星通信—第五讲 卫星通信多址方式

卫星通信多址方式卫星通信体制•根据基带信号类型及复用方式多址方式模拟或数字TDM或FDM2. 中频调制方式ＰＳＫ　３．　多址连接方式　ＴＤＭＡ　ＣＤＭＡ信道分配或交换制度PA)DA)或随 ４．　机多址连接方式•多址连接的基础是信号分割而各地球站接收端能从混合的信号中识别出本站所需信号•利用信号的频率码型的正交性可实现有效的多址连接时隙越小–占有的空间是卫星覆盖波束所占据的范围•卫星通信中常用的通信体制–FDM/FM/FDMA/PA–TDM/PSK/FDMA/PA•存在各种组合形式的多址连接–TDMA/FDMATDMA/FDMA/SDMA频分多址FDMAÉ豸¼òµ¥²úÉú»¥µ÷ÔëÉùºÍ¿É¶®´®»°²¢ÇÒ´óСվÄÑÒÔ¼æÈÝƵÂÊ·ÖÅä²»Áé»î频分多址FDMA(2)•卫星的频带和功率资源是有限的这样的卫星通信系统称为功率受限系统–存在幅度的非线性和相位的调幅--调相变换作用–幅度的非线性所带来的影响•多载波输入时小载波要受到大载波的抑制•多载波输入会产生新的频率分量其输出可能增大–多载波输入时其包络是有起伏的在一定条件下即产生新的频率分量减小互调干扰的主要措施•采用适当的补偿•采用能量扩散信号–未调波的功率谱为单一谱线互调噪声也被扩散–对多路信号调制的已调波说通话量减少时使互调干扰噪声广为扩散将载频做不等间隔排列线性器线性器的作用•一般多载波工作的情况下装有线性器的转发器在同样交调干扰水平下输出回退只要3dB •可用功率P可用=单载波饱和功率的50%•为了提高系统灵活性–SCPC(Single Channel Per Carrier)–PCM/SCPC/PSK/FDMA/DA (SPADE Single Channel Per Carrier PCM multiple Access Demand assignmentEquipment)时分多址•在SPADE,SCPC-DAMA系统中实际上已经采用TDMA为CSC通道.在海事卫星中也采用TDMA.1985年INTELSAT已开通120Mb/sTDMA•TDMA的主要特点可充分转发器工作在单载波状态充分利用转发器的频带上行功率无需精确控制便于大小站兼容需要精确的同步接收站能正确识别站址和迅速建立载波和时间的同步系统定时•初始捕获保证此突发正确进入指定的时隙•分帧同步保证各分帧之间维持精确的时间关系•一般由基准站发送基准突发作为系统定时计算机轨道预测法空分多址SDMA•基本特征它们分别指向不同区域地球站卫星天线增益高不同区域地球站所发信号在空间不重叠扩大系统的通信容量具有很大的灵活性•难点卫星天线及馈线装置比较庞大和复杂而且由于空间故障难以恢复码分多址基带信号调制和地址码的调制•地址码采用较多的是m序列伪随机码CDMA/DSÓÐÒ»¶¨µÄ±£ÃÜÄÜÁ¦Æµ´øÀûÓÃÂʽϵͶԵØÖ·ÂëµÄ²¶»ñºÍͬ²½ÐèÒªÒ»¶¨µÄʱ¼ä随机多址(ALOHA方式)本质上仍为TDMA,适用于各种数据率,不同长度,随机发生的数据的传输和交换.在SCPC/DAMA系统中用作公用信令通道在VSAT系统中用于入向通道一纯ALOHA方式(Pure-ALOHA)若干地球站共用一个卫星转发器的频段,各站在时间上随机地发送数据组.若发生碰撞,则延迟一段时间后重复,碰撞的两个站延时不同.二时隙ALOHA(Slotted-ALOHA, S-ALOHA)各站发送的数据组必须落入某时隙内(不是完全随机的).因此碰撞概率减小,但全网需要定时和同步,且各个数据分组长度固定.三预约ALOHA(R-ALOHA)各站要求发长报文时,申请预约,分配给它一段时隙,对于短报文则使用非预约的时隙,按S-ALOHA方式进行传输.典型例子是ARPA系统四 ALOHA方式的性能度量1 吞吐量:送到用户的信息比特与总发送比特之比,即发送成功的突发段与总发送数之比.2 延时:开始发信息到成功地送抵用户所需的时间.个分组但是由于存在重发•假设一分组在t=t0时刻出现•考虑了碰撞的因素。

现代通信技术(试题)[11-30]答案

现代通信技术(试题)[11-30]答案

现代通信技术(试题)[11-30]答案一.写出下列英文缩写的中文含义DWDM:密集波分复用 SDH:同步数字系列3G:第三代移动通信系统 WLAN:无线局域网HFC: 混合光纤/同轴电缆网 PDH:准同步数字系列FR:帧中继 NGN:下一代网络TCP/IP:传输控制协议/互联协议 ATM:异步传送模式ADSL:非对称数字用户环路 IN:智能网CDMA:码分多址 PSTN:公共交换电话网二、名词解释1.解调:从已调信号中恢复出原调制信号的过程。

2.扩频:扩展频谱通信（简称扩频通信）技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽；频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成，并用编码及调制的方法来实现的，与所传信息数据无关；在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。

3.信息：消息中的有效内容，其含量用信息量衡量。

或以适合于通信，存储或处理的形式来表示的知识或消息4.复用：多个用户同时使用同一信道进行通信而不互相干扰。

5.蓝牙技术：蓝牙（Blue Tooth）是一种短距离无线通信技术，是实现语音和数据无线传输的全球开放性标准。

其使用跳频（FH／SS）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）等先进技术，在小范围内建立多种通信与信息系统之间的信息传输。

6.调制：调制是将基带信号的频谱搬移到某个载频频带再进行传输的方式。

7.基带：基带是由消息转换而来的原始信号所固有的频带。

8.接入网：由核心网和用户驻地网之间的所有实施设备与线路组成，是为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经维护管理（Q3）由电信管理网进行配置和管理，主要接口包括：用户网络接口（UNI）、业务节点接口（SNI）和维护管理接口（Q3）。

三、简答题1.简述多普勒频移移动台（如超高速列车、超音速飞机等）的运动达到一定速度是，固定点接收到的载波频率将随运动速度不同而产生不同的频移，即产生多普勒效应。

现代通信技术自测题库(一)

现代通信技术自测题库(一)

现代通信技术自测题库第1章〔概论〕自测题1. 填空题〔1〕按信道中传输的信号，可将通信分为__________和__________；按传输信道，可将通信分为_________和__________。

〔2〕将基带信号的频谱搬移至较高的频率范围，使其能转换成适合于信道传输的信号，这一过程称为____________。

〔3〕通信网组成的三个根本要素是_________，__________和_________。

〔4〕衡量通信系统的主要指标是__________和__________。

〔5〕数字通信系统的质量指标具体用__________和__________表示。

〔6〕根据噪声在信道中的表现形式，可分为__________和__________两类。

〔7〕现代通信技术的开展特征可归纳为数字化、综合化、融合化、智能化、__________和__________。

2. 选择题〔1〕信源信号通常不适于直接在信道上传输，它需要由__________进展*种变换，使其适合在信道中传输。

a. 中继器b. 发送设备c. 接收设备d. 低通设备〔2〕以下哪一类介质不属于有线通信__________。

a. 双绞线b. 同轴电缆c. 红外线d. 光纤〔3〕通信网上数字信号传输速率用__________来表示，而模拟信号传输速率用__________表示。

a. bitb. bytec. Hzd. dBe. bit/sf. byte/sg. volt/s〔4〕目前，国际通信标准制定的官方机构是_____________。

a. CCITTb. ISOc. ANSId. ITU〔5〕光纤通信________ 的特点正适应高速率大容量数字通信的要求。

a. 呼损率低b. 覆盖能力强c. 传输频带宽d. 天线增益高〔6〕复合型网是网络构造中最常见的形式，其特点是将________和_________结合。

a. 星形网b. 树形网c. 网状网d. 环形网〔7〕“电气和电子工程师协会〞的英文缩写是__________。

(完整版)现代通信技术课后答案(最新整理)

现代通信技术考试试题2导读：现代通信技术考试试题，1.16．下列（C）不属于有线通信，1.17．通信网上数字信号传输速率用（E）来表示，1.18．光纤通信（C）的特点正适应高速率、大容量数字通信的要求，2.24．在时分复用通信中，最精确、最常用的的检错技术码是（D），A．实现标准通信B．网络功能模块化，远距离越洋通信和电视转播大都采用（C）通信系统，5.21．卫星通信的多址方式是在（D）信道上复用的，可将通信分为（模拟通现代通信技术考试试题一. 选择题1.15．国际电信联盟的英文缩写是（ C ）。

A．IEEE B．ISO C．ITU D．IEC1.16．下列（ C ）不属于有线通信。

A．双绞线 B．同轴电缆 C．红外线 D．光纤1.17．通信网上数字信号传输速率用（ E ）来表示，模拟信号传输速率用（ C ）来表示。

A．bit B．byte C．Hz D．dB E．bit/s F．byte/s G．volt/s1.18．光纤通信（ C ）的特点正适应高速率、大容量数字通信的要求。

A．呼损率低 B．覆盖能力强 C．传输频带宽 D．天线增益高2.21．PCM30/32基群方式属于（ B ）。

A．FDM B．TDM C．WDM D．SDM2.22．在30/32路PCM中，一复帧有（ D ）帧，一帧有（ B ）路时隙，其中话路时隙有（ A ）路。

A．30 B．32 C．18 D．16 E．14 F．122.23．在30/32路PCM中，每帧的时间为（ B ）us，每个路时隙的时间为（ C ）us，每个位时隙为（ E ）us。

A．100 B．125 C．3.9 D．3.125 E．0.488 F．0.392.24．在时分复用通信中，在接收端产生与接收码元的时钟频率和相位一致的时钟脉冲序列的过程称为（ A ）。

A．位同步 B．载波同步 C．帧同步 D．群同步2.25．在正交调幅（QAM）中，载波信号的（ A ）和相位被改变。

卫星通信—第五讲卫星通信多址方式

卫星通信—第五讲卫星通信多址方式卫星通信多址方式卫星通信体制根据基带信号类型及复用方式多址方式模拟或数字TDM或FDM2. 中频调制方式ＰＳＫ３．多址连接方式ＴＤＭＡＣＤＭＡ信道分配或交换制度PA)DA)或随４．机多址连接方式多址连接的基础是信号分割而各地球站接收端能从混合的信号中识别出本站所需信号?利用信号的频率码型的正交性可实现有效的多址连接时隙越小–占有的空间是卫星覆盖波束所占据的范围卫星通信中常用的通信体制–FDM/FM/FDMA/PA –TDM/PSK/FDMA/PA存在各种组合形式的多址连接–TDMA/FDMATDMA/FDMA/SDMA频分多址FDMAéè±??òμ￥2úéú?￥μ÷??éùoí?é??′??°2￠?ò′óDò???èY μ?ê·2?áé??频分多址FDMA(2)卫星的频带和功率资源是有限的这样的卫星通信系统称为功率受限系统–存在幅度的非线性和相位的调幅--调相变换作用–幅度的非线性所带来的影响多载波输入时小载波要受到大载波的抑制多载波输入会产生新的频率分量其输出可能增大–多载波输入时其包络是有起伏的在一定条件下即产生新的频率分量减小互调干扰的主要措施采用适当的补偿采用能量扩散信号–未调波的功率谱为单一谱线互调噪声也被扩散–对多路信号调制的已调波说通话量减少时使互调干扰噪声广为扩散将载频做不等间隔排列线性器线性器的作用一般多载波工作的情况下装有线性器的转发器在同样交调干扰水平下输出回退只要3dB ?可用功率P可用=单载波饱和功率的50%为了提高系统灵活性–SCPC(Single Channel Per Carrier)–PCM/SCPC/PSK/FDMA/DA (SPADE Single Channel Per Carrier PCM multiple Access Demand assignmentEquipment)时分多址在SPADE,SCPC-DAMA系统中实际上已经采用TDMA为CSC通道.在海事卫星中也采用TDMA.1985年INTELSAT已开通120Mb/sTDMATDMA的主要特点可充分转发器工作在单载波状态充分利用转发器的频带上行功率无需精确控制便于大小站兼容需要精确的同步接收站能正确识别站址和迅速建立载波和时间的同步。

卫星通信导论上课课件-第3章-多址技术


2021/3/28
11
FDMA的非线性效应
• 频谱扩展:相邻信道干扰; • 交调（IM） 谐波:邻近业务信道的干扰。
交调干扰主要是由行波管放大器的非线性特性引起的。 FDMA的一个卫星转发器的功率放大器,可以同时放大多个 载波信号(几个、十几个甚至几百个载波) 。 目前卫星转发器 的功放级大都采用行波管放大器(TWTA),其单载波饱和输出 功率为5~40瓦,功率增益为30~40dB左右。多载波是为了充分 利用转发器资源,但是多载波工作却妨碍了卫星功率的有效 利用。在卫星转发器中,作为功放级的TWTA,是一个非线性 放大器,它的幅度特性是非线性的,它的相位特性具有调幅－ 调相变换作用(简写为AM—PM变换)。
1934 1938 1942* 1946*
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保护频带
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图3-1 FDMA的地球站框图
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频谱实际占用度
• 令表示转发器带宽的实际占用 比例,那么设转发器带宽的dB表 示为[BTR],单载波带宽的dB表示 为[Bc],K为FDMA载波数。有K= BTR / Bc
波 情况下的下行链路C/N值,并比较有没有功率“压缩”下
该 FDMA系统中可以容纳的载波数。假设可以忽略上行链 路解噪:转声发和器交带调宽噪的声dB,只表考示虑为单[B载TR波],单时载的波C/带N值宽。的dB表示为 [Bc],假设K为载波数。
[C/N]=[EIRP]+[G/T]-[L]+[K]-[BTR]
信息数据
保护比特
24
TDMA帧的基本组成
• 基准站相继两次发射基准信号的时间间隔叫 做一帧,在一帧内有一个基准分帧和若干信息 分帧,每个分帧占据一个时隙,基准分帧由基准 站的突发信号构成;信息分帧由地球站的突发 信号构成。

7.2.5 卫星通信的多址方式_现代通信技术（第2版）_[共2页]

第7章微波通信和卫星通信提高市电的可靠度。

市电经配电柜分别给动力、通信、照明、空调等各种设备供电，其中，至通信设备的电源必须具有UPS设备。

一旦市电中断，立即启动应急电源设备，因为应急电源设备从起动到正常供电需要一定时间，这段过渡时间需由UPS向各用电设备供电电源设备。

另外，为了确保电源设备的安全以及减少噪声、交流声的来源，所有电源设备都应良好地接地。

7.2.5卫星通信的多址方式卫星通信的多址方式是指在卫星覆盖区内的多个地球站，通过一颗卫星的中继，建立双址和多址之间的通信。

多路复用和多址方式都是利用一条信道同时传输多个信号，不同的是，多路复用是群频即基带信道的复用，而多址方式是射频信道的复用。

多址方式与多路复用有何区别？请加以讨论。

探 讨卫星天线中已应用的多址方式主要有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和码分多址（CDMA）等方式。

1．频分多址卫星通信系统使用的频分多址（FDMA）是将通信卫星使用的频带分割成若干互不重叠的部分，再将它们分别分配给各地球站。

各地球站按所分配的不同射频载波频率发送信号，接收端的地球站根据不同射频载波频率识别发信站，并从接收到的信号中提取发给本站的信号。

由于频分多址方式可以直接利用地面微波中继通信的成熟技术和设备，也便于与地面微波系统直接连接，所以，频分多址方式是国际卫星通信和一些国家的国内卫星通信采用较多的一种多址方式。

它的主要缺点是存在互调干扰。

克服互调干扰的最根本方法是不采用频分多址方式，而采用时分多址方式。

频分多址方式可分成多址载波方式和单址载波方式。

卫星通信系统频分多址的多址载波方式是指每个地球站只分配给一个载波，载波频率不同，并且频谱无重叠，因而各站的发射和接收频谱是已知且是确定的，每个地球站利用基带中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，以便各对方站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经高功放由天线发往卫星。

三种卫星系统多址方式论文

三种卫星通信系统中运用的多址技术1.1引言在卫星通信中，卫星起到了类似基站的作用。

通常，一颗卫星可以同时与多个地球站（用户终端）通信，因此从卫星到地球站（用户终端）是多路的，而用户终端到卫星则是单路的。

通过卫星转发器的中继，多个用户信号在射频信道上进行复用，建立各自的信道，以实现点到多点的多边通信。

这就是多址技术。

多址技术是在通信信号复用的基础上，处理由不同地球站信号发往共用卫星时，通信容量的分配和建立各用户之间通信链路的技术。

2.1 多址联接的种类目前，卫星通信中常用的多址联接人式是：频分多址(FDMA，Frequency Division Multiple Access)、时分多址(TDMA，Timc Division Multiple Access)、空分多址也称卫星交换—时分多址(SDMA or SS-TDMA，Spsce Division Multiple Access))、码分多址(CDMA，Code Division Multiple Access))和ALOHA（Additive Links on-line Hawaii Area）方式。

而一些混合多址技术，即上述四种多址技术结合起来的研究，始终是发展中的新技术问题，其研究成果有的已应用，如频分多址—时分多址(FDMA-TDMA)。

多址方式2.2 频分多址技术（FDMA）频分多址是最基本、最“古老”的一种多址方式，其突出的优点是简单、可靠、便于实现。

因此，在卫星通信发展的初期，几乎都采用这种多址方式，至今也仍然是一种主要的多址方式。

，使用FDMA方式无须对各载波间实施同步控制，因而与TDMA方式相比设备结构比较简单。

尽管FDMA简单，易于实现，但系统小存在的一些关被问题必须妥善解决就形成了FDMA 若干特点。

首先，要求系统进行严格的功率控制。

这个问题，在功率受限时尤为突出。

因为系统中某一地球站发射的功率大于额定值，就会侵占卫星上发给其他地球站的功率；反之，发射功率过小，又会影响通信质量。

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3.3.2 TDMA
如图3-15所示为一个TDMA地球站设备组成 示意图。
图3-15 TDMA地球站设备
1． TDMA
如图3-16所示，TDMA系统的帧结构
主要包括同步分帧（也称为基准分帧）
（RB）和数据（业务）分帧（DB）。
图3-16 TDMA系统帧结构
（1
同步分帧中包括载波、位定时恢复（CR和 BTR）、独特码（UW）、站址识别码（SIC） 和指令信号（CW
在TDM-PSK-FDMA方式中，首先将 多路数字基带信号用时分复用方式复用在 一起，然后以PSK方式调制到一个载波上， 最后再以FDMA方式发射和接收。
2．每载波单路SCPC-FDMA方式
由于SCPC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， 显然采用固定分配载波的MCPC方式会造成频带 的浪费。
（1）要求解决好卫星的功率和带宽
（2 （3 （4
3.2.2 FDMA的分类
1.每载波多路MCPC-FDMA方式
如果按所采用的基带信号类型， MCPC 又可
划 分 为 FDM-FM-FDMA 和 TDM-PSK-FDMA 方
式。
在FDM-FM-FDMA方式中，首先基带 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，最 后再以FDMA
4
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。
3.1.2 多址技术
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
纳起来可分为频分多址（FDMA）、时分多址
（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址 （SDMA）。
频分多址访问（FDMA）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 FDMA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， 互不重叠。 时分多址访问（TDMA）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， 那么不同的信号占据不（FPA）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他地球 站的通信，其他地球站不得占用。
（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
按约定对信道做几次固定的调整，这种方
3.2 频分多址技术
3.2.1 频分多址技术原理与应
用特点 1. 工作原理
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 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。
2． FDMA
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 和易于实现。
空分多址访问（SDMA）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 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 上行链路信号。 码分多址访问（CDMA）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、 时间和空间上均无法分开，因而不同的地球站使 用不同的码型作为地址码，并且这些码型相互正 交或准正交。
① TDMA
通常TDMA帧周期（Tf）是话音取样周期 （125μs）的整数倍，它与频率为f0的高稳定度 （10-11）的时钟周期一致。
② TDMA
TDMA系统的同步内容包括载波同步、时钟同步 和分帧同步。其中要求在极短的时间内从各接收 分帧报头中完成基准载波和时钟信号的提取工作。
图3-14 TDMA系统模型
2． TDMA
TDMA
（1）不存在FDMA
（2
（3）提高信号传输质量，有利于综合业务的 接入。 （4）使用灵活。
（1）必须保持各地球站之间的同步，才能 （2）要求采用突发解调器（系统中各站在 规定的时隙内以突发的形式发射其已调信号）。 （3）模拟信号需转换成数字信号才能在网 （4
式就是按时预分配（TPA）方式。
2
按需分配（DA）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。
（1）收端可变、发端固定的DA方式 （2）收端固定、发端可变的DA方式 （3）收、发可变DA
3
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。
图3-6 SCPC系统的频率配置
② SCPC
图3-7给出了在SCPC方式下工作的各 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
图3-7 SCPC终端设备结构图
信道单元包含话音接口、数据接口、 话音编码/译码器、数据编码/译码器、话音 检测器、信道同步器、频率合成器和相位 调制/解调器等用来完成语音信号和数据信
1． 预分配的SCPC
数字制的预分配SCPC又包括PCM-PSKSCPC和DM-PSK-SCPC方式，我们首先从PCMPSK-SCPC
（1）PCM-PSK-SCPC
在预分配SCPC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， 并且占用一条卫星通道。
① SCPC
在采用SCPC方式工作的IS-IV卫星通信系统 中，将其中一个卫星转发器的36MHz带宽等间隔 地分为800个通道，其频率分配如图3-6所示。
如图3-7所示，话音信号首先通过话音接口被 送入PCM编码/译码器进行编码。
④
在SCPC系统中，也可以传输数据信息。
但由于数据信号是以连续发送的形式进行
的，因而在接收端不存在相位模糊问题，
因此无需为恢复载波和相位定时而增加附
加字头。
⑤ 导频和导频校正技术（AFC）
导频是指在已调信号谱中额外地插入一个低
图3-10 SPADE系统的频率配置
（2）终端设备结构
公共控制部分包括地面接口单元（TIU）、 按需分配传信和交换单元（DASS）、定时和频 率单元（TFU）、中频单元（IF）和运行监控单 元（CMC）。
①
通过地面接口单元可实现电话交换中心（长 途台）和SPADE终端之间的接口以及SPADE终 端之间的电话信号的连接。
①
为了实现按需分配，各地球站是按TDMA方
式工作的，即按时分多址方式工作的。
②
由上面的分析可知，SPADE系统可为
48个地球站提供397条双向通路（如图4-10 所示），这就是说，每个地球站可以每隔
50ms
③
在SPADE系统中，当某用户通过长途台将
呼叫通信请求送至SPADE终端时，SPADE终端
第3章 卫星通信的多址方式
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
术（频分多址（FDMA）、时分多址
（TDMA）、空分多址（SDMA）和
码分多址（CDMA））等进行介绍。
3.1 多址技术与信道分配技术的概念 3.2 频分多址技术
3.3 时分多址技术
3.4 随机多址和可控多址访问方式
功率的载波频率或其有关的频率信号谱线，其对 在SCPC
（2）DM-PSK-SCPC
与PCM-PSK-SCPC系统结构相比，在DMPSK-SCPC
① 用DM编码/译码器代替PCM编码/译码器 ② 采用BPSK调制/
在PCM-PSK-SCPC系统中使用的是QPSK调制 解调技术，而在DM-PSK-SCPC系统中，一般使用 的是BPSK调制解调器。

公用单元主要包括中频单元和定时与 频率单元等。
③
话音的传输与话音信号的传输格式是分不开 的，因而我们首先对话音信号的传输格式进行介 a. 话音信号的传输格式
为了提高卫星系统的信道利用率，在PCMPSK-SCPC系统中采用了话音激活技术。
SOM 由于在PCM-PSK-SCPC系统中使用的是绝 对QPSK调制方式，对这种已调制信号进行相干 解调时，在其所恢复的载波中会出现“0°”或 “180°”的相位不确定的现象，这就是相位模 糊现象。 b. 话音信号的传输过程
解：Ts =125μs，S=8×24+1=193（bit），又 一个码符含两比特K=2，L=2S=386（bit），所以
2.
地面接口是与用户进行信息交互的输入、输 出接口。 克服这种时钟频差的方法有跳帧法和码速调 整法。 码速调整法是指在信号中插入（或扣除）一 定比例的不含信息的脉冲，这样可通过调控所插 入（或扣除）的脉冲比例来调节地面线路所送入


【例3-1】 已知一个TDMA系统，采用QPSK 调制方式。设帧长Tf=250μs，系统中所包含的站 数m=5，各站所包含的通道数n = 4相同，保护时 间Tg = 0.1μs，基准分帧的比特数Br与各报头的比 特数Bp均为90比特，每个通道传输24路（PCM 编码，每取样值编8比特码，一群加一位同步比 特）。求PCM编码器输出速率Rs，系统传输的比 特率Rb、分帧长度Tb、帧效率ηf及传输线路要求 带宽B
（2
一个数据分帧包含了若干个业务分帧，并且 每个业务分帧由分帧报头和多个PCM数据信道 构成。
（3）
若帧长为Tf ，从图3-16中可以看出，每一帧 包含一个同步分帧和m个业务分帧，这说明该系 统可以与m个地球站实现互通。
① 系统传输速率Rb
② 帧长
这就要求在KTs时间内能够存入的KS比 特与Tf时间内读出的比特数L相等，即 L=KS，故
为其从397条卫星线路中选择任意一条空闲信道，
并进行连通，同时通过此信道将呼叫请求帧送到
对方用户所在的地球站，并由该站与对方局连通。
3.3 时分多址技术
3.3.1 时分多址的概念及其应
用特点 1．TDMA
如图3-14所示的是TDMA系统模型。从中可 以清楚地看出，在按时分多址方式工作的系统中， 由于分配给各地球站的是特定的时隙，而不是特 定的频带，因而每个地球站必须在分配给自己的 时隙中用相同的载波频率向卫星发射信号，并经 放大后沿下行链路重新发回地面。