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卫星单-混信号识别研究彭闯; 杨晓静; 蔡晓霞【期刊名称】《《火力与指挥控制》》【年(卷),期】2019(044)008【总页数】6页(P29-33,40)【关键词】卫星通信; 成对载波多址; 累积量; 瞬时特征统计量; 调制识别【作者】彭闯; 杨晓静; 蔡晓霞【作者单位】国防科技大学电子对抗学院合肥 230037【正文语种】中文【中图分类】TP9110 引言成对载波多址（PCMA）复用技术，1998 年由ViaSat 公司的Mark Dankberg 提出［1］，是一种能够有效提高卫星通信容量的新技术。
该技术允许通信双方在同一频点发送两路相同调制方式的信号，而后通信双方均接收到相同的混叠后的信号，提高了频带利用率，节省了带宽资源，在卫星通信领域有广阔的应用前景［2］。
在协作通信时，由于双方都已知本身的发送序列，并使用自身序列与混合序列相抵消，即可以得到另一方所发送的信息序列。
而在非协作通信时，作为第三方接收到混叠后的信号，如何快速对PCMA 信号进行识别、参数估计，以及信号盲分离等成为电子侦察领域研究的关键性问题。
而对PCMA 信号调制样式的识别是对其进行后续处理的重要基础［3］。
PCMA 信号的出现对原有的卫星信号调制识别算法提出了新的要求，它要能够区分常规信号和PCMA 混叠信号，并对调制类型准确识别。
由于混叠信号的两个子信号分量来自其相应的地面基站，所以两个信号分量的波形、传输时延、载波频率偏移、载波相位偏移都不尽相同，这些原因造成了PCMA 信号在其各种统计量的表现上与单载波信号有本质差距。
这也造成了大量的单载波模式识别算法无法运用到PCMA 信号调制样式识别领域。
当前，对PCMA 信号的调制样式识别见诸报道的不多，主要是基于高阶累积量特征、基于谱线特征及基于联合特征参数等来完成调制模式识别。
文献［4-7］利用累积量和谱特征等特征参数，完成了对PCMA 混叠信号中相位调制信号的识别，但识别调制样式种类少，限制了其应用范围。
NOMA技术在卫星通信系统中的应用发布时间：2021-08-12T11:56:49.377Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷3月9期作者：王静贤，冯旭，成俊峰，张景[导读] 随着卫星物联网的快速发展，为了满足卫星通信网络大连接、高谱效的接入王静贤，冯旭，成俊峰，张景中国电子科学研究院，北京 100041)摘要：随着卫星物联网的快速发展，为了满足卫星通信网络大连接、高谱效的接入需求，亟需设计一种更加有效的多址接入机制。
非正交多址接入（Non-orthogonal Multiple Access, NOMA）技术在相同网络资源条件下，可大幅度增大系统容量，提高网络资源的利用率，在5G通信网络中得到了广泛关注，但在卫星通信网络中的应用缺乏系统性的分析验证。
本文首次对目前主流的NOMA技术—基于功率分配的非正交多址接入（Power Division based Non-Orthogonal Multiple Access, PD-NOMA）、多用户共享接入（Multi User Shared Access, MUSA）、稀疏码分多址接入（Sparse Code Multiple Access, SCMA）和图样分割多址接入（Pattern Division Multiple Access, PDMA）在卫星通信系统取得应用实例的可行性进行了分析，并对以上NOMA技术在传输可靠性和资源利用率方面进行了仿真对比。
结果表明，PDMA系统的传输性能最好，然而设计复杂度最高。
PD-NOMA系统实现简单，但是传输性能较差。
SCMA系统的传输性能介于PDMA和MUSA之间，但其可根据业务需求灵活调整码本设计，易于与免调度机制结合，并且接收端可采用复杂度较低的译码算法，因此与其他三种NOMA技术相比较，SCMA技术可作为卫星通信系统中NOMA方案的优选技术。
关键词：卫星通信网络；非正交多址接入；可靠性；谱效中图分类号：文献标识码：A 文章编号：Application of NOMA technology in satellite communication system WANG Jingxian, FENG Xu, ZHANG Jing (China Academic of Electronics and Information Technology, Beijing 100041, China) Abstract: With the rapid development of satellite IoT, a more efficient multiple access technology is urgently needed to meet the access requirements of satellite communication networks for large connections and high spectral efficiency. Non-orthogonal multiple access technology (NOMA) as a key technology that can greatly increase the number of user access and resource utilization, has received extensive attention in 5G communication networks. However, there lacks systematic analysis and verification of the NOMA application in the satellite communication network. In this paper, for the first time, the performance of the four mainstream NOMA technologies, power division based non-orthogonal multiple access (PD-NOMA), multi-user shared access (MUSA), sparse code division multiple access (SCMA) and pattern division multiple access (PDMA), were analyzed in satellite communication systems, and these NOMA technologies were compared in terms of reliability and resource utilization by simulation. The results show that the PDMA system has the best transmission performance and the highest design complexity, while the PD-NOMA system has the simplest algorithm, but the transmission performance is the worst. The transmission performance obtained by the SCMA system is between PDMA and MUSA. However, it can flexibly adjust the codebook according to business needs. Moreover, it is easy to be combined with the grant free mechanism, and the receiving end can use a decoding algorithm with lower complexity. Thus, compared with the other three NOMA technologies, SCMA technology can be preferred for non-orthogonal multiple access in satellite communication systems. Key Words: Satellite communication network; non-orthogonal multiple access; reliability; spectrum efficiency 1引言在传统的卫星通信网络中，通常将可用的资源划分成正交资源块，每个接入网络的卫星用户都占用其中的一个资源块进行数据传输，从而避免用户间的干扰，保证用户的通信质量[1-3]。
卫星通信系统中的SCMA研究摘要：随着国家天地一体化信息网络项目的推进，卫星通信系统是构建这一项目的重要组成部分。
由于其通信覆盖范围广，未来将会面临着海量用户接入、频谱资源紧张的问题。
传统的卫星通信大多采用正交传输的方式，频谱利用率低。
因此本文将地面5G应用比较广泛的稀疏码多址接入[1-2]技术（SCMA）引入卫星通信系统中，对卫星信道进行建模，对其关键技术和传输性能进行分析。
解决未来空口传输体制的问题。
为我国的天地一体化信息网络的构建提供借鉴。
关键词：天地一体化卫星通信系统空口传输体制稀疏码多址接入1引言卫星通信在天地一体化信息网络中的作用主要体现在天基骨干网、天基接入网以及星地融合接入网 3个方面。
卫星通信具有覆盖面积大，通信距离远、通信容量大、不受地理条件影响等优点。
随着社会的需求及地区的环境限制，研究卫星通信对地面无线通信起到非常重要的补充和辅助作用。
传统的正交多址技术受限于资源数量，而SCMA则是将多个用户叠加到较少的资源块上，然后接收端采用相应的消息传递算法进行多用户检测，这种非正交多址技术的系统误码率相对较好、且能服务的用户数量显著增加。
将其应用在卫星通信系统对于传输体制性能的研究具有借鉴性的意义。
2卫星通信信道的传输特性2.1空间传播损耗在卫星移动通信系统中，电磁波存在于星地之间也存在于卫星之间。
根据物理知识可以知道，电磁波能量随传输距离增大而不断扩散，比如星地之间的传播，电磁波到达地面时会经过对流层、平流层，经过每一层空间都会产生不同程度的损耗，除此之外，由于地球表面生态环境的复杂性与多样性也会产生一定的损耗。
即最终接收端接收到的信号发生了失真，使得接收到的信号能量远小于发送的信号能量，这种由距离造成的衰减称为自由空间传播损耗。
由于一个辐射源在不同的方向上发射能量是相同的，因此对于这样的辐射源可向周围均匀发射能量。
我们的地球类似一个半径为的球体，根据在地球的单位面积上接收到的功率推导出自由空间传输损耗。
提高卫星通信系统容量的一种新技术PCMA关键词：卫星通信，对称载波复用，系统容量[摘要]本文介绍了在双向卫星通信领域的一种崭新的技术即对称载波复用（PCMA Paired Carrier MultiPle Acces）技术。
对称载波复用是一种全新的卫星系统的频率复用方式，利用它可将现有的卫星通信系统的容量提高1倍。
文章分析了PCMA的基本原理，实现方案，最后给出了性能分析以及应用前景。
一、引言美国ViaSat公司的Mark Dankberg在1998年提出了用于双向卫星通信的一种崭新的技术对称载波复用（PCMA Paired Carrier Multiple Access）技术。
PCMA是一种全新的卫星通信系统的频率复用方式，它允许2个不同的卫星地面站同时使用完全相同的频率、时隙或扩频码字。
因此，在采用了PCMA技术后，可将现有的卫星系统的吞吐量提高1倍，而对系统的误码率性能仅有极小的影响。
PCMA技术可以与各种不同类型多址接入方式（CDMA、FDMA、TDMA或是混合接入方式）结合使用，而且还可以适用于各种不同的错路调制与编码方案。
PCMA本身不能替代任何一种编码、调制与多址技术，而必须结合各类错路调制、编码方案与各类多址技术来使用。
如果能够合理使用，PCMA可以将现有的固定卫星地面站卫星服务系统的容量提高1倍。
二、PCMA技术的基本原理迄今为止，所有的卫星链路都是通过通常的多址接入技术（如TDMA、FDMA或CDMA）实现2路上行信号的分离。
例如，FDMA技术是通过不同的载波频率实现上行信号的分离；而在TDMA接入方式中，2路上行信号利用不同的时隙来划分信道；对于CDMA接入方式，信号占用相同的频带和时隙，但可以通过其特定的CDMA扩频码实现区分。
混合系统（例如多载波TDMA系统）将不同的多址接入技术混合使用，接收机通过不同终端的上行信号在频率、时间和码字各方面的不同特性将信号检测出来。
PCMA则是通过充分利用卫星通信的独有特点，使相互双向通信的2个终端之间进行频率重用，以此来实现系统容量加倍。
基于低轨卫星PCMA信号的信道估计算法研究王宇琦;江诗禹;刘子威;张更新【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2024()3【摘要】【目的】随着天地一体化信息网络的发展,低轨卫星通信系统迎来发展热潮,成对载波多址(PCMA)技术凭借其节省带宽资源的优点也逐渐向低轨卫星通信发展。
然而,传统PCMA技术多用于高轨卫星中,无法适应低轨卫星信道高动态的衰落信道特性,使得PCMA接收端误码性能大大下降,其中的瓶颈在于重叠信号的信道估计与均衡技术。
【方法】针对低轨卫星信道特点,文章提出了一种联合训练序列估计与自回归(AR)模型预测的信道估计方案。
借鉴叠加训练序列信道估计的思想,引入了适用于PCMA混合信号信道估计的迭代方法,通过迭代提升训练序列信道估计的精确度;并利用AR模型实时预测数据序列的信道状态信息(CSI),同时也通过AR 模型预测达到降低训练序列信道估计频次的目的,以适应低轨卫星信道的动态性。
【结果】仿真结果表明,叠加训练序列信道估计的思路可以适用于PCMA信号中,经过迭代可以获得精确信道估计值。
文章所提方法可以有效提高信道估计的精确性,且经过信号分离以及解调后,在信噪比>9 dB时误码率可以达到10-3量级。
【结论】文章所提信道估计方案并入PCMA接收方案中后,误码率损失在可接受范围内,可以支持PCMA技术在低轨卫星通信中的应用,算法结构简单,复杂度低,具有实际可行性。
【总页数】6页(P113-118)【作者】王宇琦;江诗禹;刘子威;张更新【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院【正文语种】中文【中图分类】TN927【相关文献】1.基于模糊规则的低轨卫星信道自适应估计算法2.低轨卫星信道自适应模糊估计算法3.基于北斗导航卫星信号的低轨卫星自主定轨4.基于单频GPS接收机的低轨卫星准实时定轨算法研究5.低轨卫星通信中基于OTFS的信道估计技术综述因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
mimo技术增加通信容量的原理随着科技的飞速发展，通信技术也日新月异，其中mimo技术（多输入多输出技术）作为一项重要的技术革新，在提高通信容量方面发挥了关键作用。
本文将深入探讨mimo技术增加通信容量的原理。
一、mimo技术的定义和特点mimo技术是一种利用多个天线（发送和接收）来增加无线通信系统容量的技术。
通过在发送端和接收端部署多个天线，mimo技术能够提高信号的质量，减少干扰，从而提高通信系统的容量和可靠性。
1.提高信噪比：通过使用多个天线，mimo技术能够将信号分散到多个路径，从而增强信号的强度，降低干扰，提高信噪比。
这有助于提高通信系统的性能和可靠性。
2.分集增益：mimo技术利用多天线系统中的信号冗余来获取分集增益，从而提高通信系统的可靠性。
当信号在传输过程中受到干扰或衰减时，多个天线接收到的信号仍然可以保持一定的强度，从而避免通信中断。
3.空间复用：通过在发送端和接收端部署多个天线，mimo技术能够将信号在空间上进行分割，从而实现空间复用。
这有助于提高频谱利用率和通信容量。
三、mimo技术的实现方式mimo技术的实现方式包括全双工、半双工和分布式等。
全双工mimo系统通过使用双向无线通信来实现空间复用，而半双工mimo系统则通过在基站和移动设备上部署多个天线来实现空间复用。
分布式mimo系统则通过将多个基站分布在整个区域内，实现空间复用和频谱共享。
四、mimo技术的发展趋势随着5g和6g等新一代无线通信系统的推广和应用，mimo技术也得到了更广泛的应用和发展。
未来，mimo技术将与人工智能、大数据等先进技术相结合，进一步提高通信系统的性能和容量。
此外，随着无线频谱资源的日益紧张，如何高效地利用各种频谱资源，实现频谱共享，也是mimo技术未来发展的重要方向。
五、结论综上所述，mimo技术通过提高信噪比、获取分集增益和实现空间复用等原理，有效地提高了通信系统的容量和可靠性。
随着技术的不断发展和应用场景的不断拓展，mimo技术将在未来的通信领域发挥越来越重要的作用。
提高卫星通信系统容量的一种新技术
近年来，随着卫星通信技术的发展，传统的卫星通信系统容量已经无法满足用户的要求，为了提高卫星通信系统的容量，研究人员开发出了一种新技术。
以下是该技术的几种重要方面。
一、偏振分集
偏振分集是一种在卫星通信系统中用来提高容量的技术，它利用卫星通信中天线和接收机之间的偏振特性，将信号添加偏振，以达到提高数据传输率的目的。
二、多辐射子编码
多辐射子编码是一种提高卫星通信系统容量的新技术，它利用多个信号发射子实现多种形状的编码，以提高数据传输率。
三、空分多址
空分多址是一种优化卫星通信系统容量的技术，它通过重新调整卫星信号的频率分布，将信号分布到多个不同的频谱中，有效地提高信号的数据传输率。
四、相干位置数字调制
相干位置数字调制是一种将电信信号转换为数字信号的技术，它通过在卫星轨道频率带内重新调制卫星电路板，从而有效地把电信信号转换为数字信号，从而大大提高卫星通信系统的容量。
五、时域调制
时域调制是一种比较新的卫星通信技术，它能够把任务信号与干扰信号分离，从而提高信号的传输效率，从而提高卫星通信系统的容量。
总的来说，上述这些技术都是有效的提升现有卫星通信系统运行效能的有效途径，可以有效地提高系统容量，满足用户对于高速网络服务的需求，促进卫星通信技术的发展，实现更高效率的传输。
卫星通信系统的性能优化与容量扩充研究卫星通信是一种通过卫星进行信号传输的通信方式。
它可以实现对全球任何地方的信息传输和接收，是一种全球通信解决方案。
目前，卫星通信已经应用于广泛的领域，如天气预报、遥感、军事通信等。
随着无线通信需求不断增长，卫星通信系统的性能优化和容量扩充也成为了一个迫切的问题。
卫星通信系统的主要性能指标包括覆盖范围、传输速率、可靠性和容量。
其中，容量是影响卫星通信质量的重要因素。
随着信息传输量的增加，卫星通信系统的容量也需要不断扩充，以满足不断增长的需求。
因此，如何优化卫星通信系统的性能并扩充系统容量，是当前卫星通信研究中的一个重要问题。
卫星通信系统的容量扩充主要有两个方面的研究：一是提高卫星通信系统的频谱效率；二是利用更高效的信号调制方式实现数据传输。
频谱效率是指在给定频谱宽度内传输的数据量。
提高频谱效率可以实现更高的传输速率和更大的容量。
常见的提高频谱效率的方法有多址技术、调制方式选择和信号处理技术等。
其中，多址技术是一种将信号分割成不同的频带，然后在每个频带内进行传输的技术。
调制方式选择是指在传输时使用不同的调制方式以适应不同信道的特性。
信号处理技术则是指通过对信号的处理，减小对信号产生干扰的因素。
另一方面，利用更高效的信号调制方式可以实现更高的数据传输速率和容量。
常见的信号调制技术包括4QAM、16QAM、64QAM等，其中16QAM和64QAM具有较高的信号传输速率和容量。
这些调制技术可以通过更复杂的调制方式来实现更高的传输速率和数据容量。
除了上述方法，卫星通信系统的容量扩充还可以通过卫星星座的优化实现。
卫星星座是由多颗卫星组成的卫星网络，其目的是实现全球的覆盖。
卫星星座可以通过增加卫星数量来扩大系统容量。
此外，也可以通过优化星座的构成和卫星位置来提高系统的覆盖率和容量。
比如，通过设计不同高度的轨道，可以实现更广泛的覆盖范围。
同时，利用不同的卫星轨道，也可以实现更快的响应速度和更好的网络延迟。
提高卫星通信容量的探讨卫星通信是现代通信技术中的一种重要手段，它具有广域性、全球性以及抗灾能力强的优势。
目前卫星通信容量的限制成为了卫星通信技术发展的一个瓶颈。
如何提高卫星通信容量，成为了我们亟需探讨的问题。
我们可以通过提高卫星通信技术的频谱利用效率来增加卫星通信容量。
频谱是有限资源，对于卫星通信来说尤为重要。
通过引入新的调制和多址技术，可以提高频谱的利用效率，从而增加卫星通信的容量。
可以采用高效的多载波调制技术，如OFDM技术，来提高频谱利用效率。
还可以采用多址技术，如CDMA技术，来实现多用户共享频谱资源。
我们可以通过增加卫星的通信频率来提高卫星通信容量。
目前卫星通信主要依赖于Ka 波段和Ku波段，然而这两个频段已经趋近于饱和。
我们可以考虑使用更高频段的波段来进行卫星通信，如V波段、W波段等。
这些高频段的波段具有更大的频谱宽度，可以提供更大的通信容量。
使用高频段的波段也面临着一些挑战，如传输损耗较大、雨衰减严重等问题，需要克服。
我们还可以通过提高卫星通信系统的功率来增加卫星通信容量。
提高卫星通信系统的功率可以提高信号的传输距离和传输质量，从而增加卫星通信的容量。
也可以考虑使用更先进的天线技术，如自适应天线技术、阵列天线技术等，来进一步提高功率的利用效率。
我们可以通过提高卫星通信系统的网络管理和优化来增加卫星通信容量。
卫星通信系统由多颗卫星组成，并通过地面站与用户进行通信。
通过优化网络拓扑结构、路由算法等，可以提高信号传输的效率，从而增加卫星通信的容量。
还可以采用更灵活的资源管理和调度策略，如动态分配资源、智能化调度等，来更好地满足不同用户的需求。
提高卫星通信容量是一个复杂而具有挑战性的问题。
需要在技术、频谱、功率以及网络管理等方面进行全面的探讨和研究，以提高卫星通信的容量，满足日益增长的通信需求，推动卫星通信技术的发展。
提高卫星通信容量的探讨随着科技的不断进步，卫星通信已经成为了现代通信领域中不可或缺的一部分。
而随着通信需求的增加，对于卫星通信容量的需求也在不断增加。
提高卫星通信容量已经成为了当前研究的热点之一。
本文将探讨一些提高卫星通信容量的方法和技术。
要提高卫星通信容量，就必须提高卫星的传输速率和频谱效率。
在传输速率方面，需要不断改进技术，提高卫星传输速率。
传统的卫星通信系统主要采用的是频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）的技术，而现在已经发展出了更为先进的码分多址（CDMA）技术。
CDMA 技术具有更高的频谱利用率和抗干扰能力，可以更有效地提高卫星通信容量。
还可以采用更高频率的通信波段，如毫米波和太赫兹波段，这些频段具有更高的频率利用率，可以提高卫星通信容量。
要提高卫星通信容量，还可以通过卫星网络的优化和智能化管理来实现。
现在的卫星通信系统大多采用星地链接模式，而且在地面站之间还需要通过卫星中继来进行通信。
在这种情况下，如果能够通过优化卫星网络架构和卫星轨道设计，使得卫星更加密集地部署，可以缩短信号传输的路径，达到提高通信容量的效果。
还可以引入智能化管理和控制技术，通过动态调整卫星资源和频率分配，实现对通信网络的优化，提高通信容量。
要提高卫星通信容量，还可以通过提高地面设备的接收灵敏度和发射功率来实现。
在传统的卫星通信系统中，地面设备通常采用定向天线来接收卫星信号，而且驻波比（VSWR）较高。
如果能够通过引入新的天线技术，如自适应天线和智能天线，可以提高地面设备的接收灵敏度和抗干扰能力，实现更高的通信容量。
对于发射功率也可以通过引入新的功率放大器技术，如高效率和高线性度的功率放大器，来实现更高的通信容量。
要提高卫星通信容量，还可以通过引入新的通信协议和编码技术来实现。
传统的卫星通信系统采用的是很成熟的通信协议和编码技术，如DVB-S2和LDPC等，但是这些技术有一定的局限性，不能满足未来通信需求。
可以通过引入新的通信协议和编码技术，如5G通信技术和深度学习编码技术，来实现更高的通信容量和更高的频谱效率。
提高卫星通信容量的探讨随着科技的不断发展，卫星通信在如今的信息社会中扮演着重要的角色。
而随着人们对通信容量需求的不断增加，如何提高卫星通信容量成为了一个亟待解决的问题。
本文将探讨一些提高卫星通信容量的方法和技术，以期能够更好地满足社会对通信容量的需求。
提高卫星通信容量的一个关键点是提高卫星的发射功率。
卫星发射的功率越大，其覆盖范围和通信质量也就越高。
以目前的技术水平来看，提高卫星发射功率是一种相对可行的方法。
要想实现这一目标，需要克服一些技术上的困难和挑战。
卫星发射功率的提高可能会导致卫星的散热问题加剧，从而影响卫星的寿命和稳定性。
如何在提高发射功率的同时保证卫星的稳定性和寿命是一个需要认真思考的问题。
提高卫星通信容量的另一个关键点是优化卫星的频谱利用率。
在有限的频谱资源下，如何更好地利用频谱资源是一个亟待解决的问题。
一种方法是采用智能化的频谱管理技术，通过动态分配频谱资源，使得不同用户和不同应用可以更好地共享频谱资源。
另一种方法是采用先进的调制解调技术和编码解码技术，来提高频谱的利用率。
这些技术可以使得在同样的频谱资源下，可以传输更多的数据，从而提高卫星通信的容量。
提高卫星通信容量的另一个关键点是提高卫星的天线增益。
天线增益决定了卫星的接收性能和发送性能。
提高卫星的天线增益是提高卫星通信容量的一个有效方法。
在现实应用中，可以通过改进天线的设计和制造工艺，或者采用更先进的天线技术，来提高卫星的天线增益。
通过提高天线增益也可能会面临一些技术上的难题，如天线尺寸的增大、指向精度的要求等。
在提高天线增益的也需要考虑其他相关技术的问题，以保证整个系统的正常运行。
提高卫星通信容量的另一个关键点是提高卫星的通信速率。
通信速率决定了卫星通信的数据传输能力。
目前，有许多先进的调制解调技术和编码解码技术可以大幅提高卫星的通信速率。
采用更高阶的调制解调技术可以提高信号的传输速率；采用更先进的编码解码技术可以提高信号的容错性，提高传输速率。
提高卫星通信系统容量的一种新技术PCMA通信与信息系统关键词：卫星通信，对称载波复用，系统容量[摘要]本文介绍了在双向卫星通信领域的一种崭新的技术即对称载波复用（PCMA Paired Carrier MultiPle Acces）技术。
对称载波复用是一种全新的卫星系统的频率复用方式，利用它可将现有的卫星通信系统的容量提高1倍。
文章分析了PCMA的基本原理，实现方案，最后给出了性能分析以及应用前景。
1.研究目的与意义卫星通信系统经历了半个世纪的发展，在人民生活及国防上扮演着愈加重要的角色。
当今由数百颗卫星及数千个转发器构成的卫星星座提供了90%以上的国际通信业务和几乎全部的电视转播业务。
卫星通信系统对于国防和民生具有重大意义。
现代化的国防以及民用领域日益增长的多媒体信息交换的需求促使卫星通信系统向着更高的系统容量，更安全，更稳定的方向发展。
受限于有限的频带宽度，如何提高卫星信道的利用率关系到卫星系统的容量，直接影响着对日益增长的需求的满足。
成对载波多址系统(Paired Carrier MultipleAccess, PCMA)通过使两个终端的通信信道占用相同的频带，使得频带利用率理论上提高了一倍，从而大大提升了系统容量。
2.卫星通信网概述卫星通信最早由美国国防部进行开发研究的，最初主要用于国防领域的宽带通信。
首颗静止国际通信卫星由国际通信卫星组织(INTELSAT)于1965 年发射升空，开始开展卫星通信业务。
我国的卫星通信布局始于70 年代的331 卫星通信工程。
1984 年4 月我国发射升空第一颗同步通信卫星，标志着我国的卫星通信发展步入实用阶段。
卫星通信网是信息高速公路的重要组成部分，具有大覆盖范围，无缝覆盖的能力，广播和多播的优势，不受地理环境限制等特点，承载着导航定位、气象服务、资源探测、军事侦察、远程教育、远程医疗、灾害防护、应急通信、电视广播、环境监测等广泛的应用模式。
卫星可分为静止地球轨道卫星和非静止地球轨道卫星。
提高卫星通信系统容量的一种新技术
彭伟军;胡懋成
【期刊名称】《电讯技术》
【年(卷),期】1999(039)006
【摘要】本文介绍了双和卫星通信领域的一种崭新的技术即对称载波复用（ＰＣＭＡ）技术，对称载波复用是一种全新的卫星系统的频率复用方式，利用它可将现有的卫星通信系统的容量提高１倍。
文章分析了ＰＣＭＡ的基本原理，实现方案，最后给出了性能分析以及应用前景。
【总页数】4页(P62-65)
【作者】彭伟军;胡懋成
【作者单位】上海交通大学工程系;上海交通大学工程系
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
【相关文献】
1.存在功率控制误差的多波束低轨卫星通信系统容量分析 [J], 浦锦毅;宋海伟;梁广;刘会杰
2.基于CDMA连接的GEO卫星通信系统容量分析 [J], 彭国祥
3.移动卫星通信中CDMA和TDMA系统容量的研究 [J], 王庭武;项海格
4.DS-CDMA卫星通信系统容量分析与仿真 [J], 王立功;韩志军;潘申富
5.CDMA移动卫星通信系统容量的计算 [J], 张更新
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
提高卫星通信容量的探讨【摘要】卫星通信在现代社会中扮演着重要角色，但面临着通信容量不足的挑战。
本文通过探讨卫星通信技术的现状，提出了提高卫星通信容量的技术途径。
主要包括采用频谱扩展技术、采用波束成形技术以及引入新一代高通量卫星。
频谱扩展技术可以利用更广的频谱范围来增加通信容量，而波束成形技术则可以将信号更精准地发送到目标区域，提高通信效率。
引入新一代高通量卫星则可以通过更先进的技术来提高通信容量。
提高卫星通信容量对于满足不断增长的通信需求至关重要。
展望未来，随着技术的不断发展，卫星通信容量将会得到更大提升，为人们的生活带来更多便利。
【关键词】卫星通信、容量、技术途径、频谱扩展、波束成形、高通量卫星、现状、未来展望1. 引言1.1 背景介绍在这样的背景下，探讨提高卫星通信容量的技术途径变得尤为重要。
随着科技的进步和创新，采用频谱扩展技术、采用波束成形技术以及引入新一代高通量卫星等方式可以有效提升卫星通信容量，满足人们对通信容量不断增长的需求。
通过不断探索和研究，我们相信卫星通信容量的提升将会为人类社会的发展带来更多的便利和可能。
1.2 问题提出卫星通信技术在现代通信领域扮演着重要的角色，其在覆盖范围广、传输速度快等方面具有独特优势。
随着通信需求的不断增长，卫星通信容量已经成为制约其发展的瓶颈之一。
问题在于，如何提高卫星通信的容量，以满足更多用户的通信需求，同时确保通信质量和稳定性。
卫星通信容量不足的问题主要体现在传输速率有限、覆盖区域受限、信号干扰较大等方面。
这些问题严重影响了卫星通信系统的性能和服务质量，也限制了其在各个领域的应用。
如何有效提高卫星通信的容量，已成为当前研究和实践中急需解决的问题之一。
为了解决卫星通信容量不足的问题，需要深入探讨现有技术的局限性，寻找提高容量的新途径和方法。
只有不断创新和完善卫星通信技术，才能更好地满足人们日益增长的通信需求，实现卫星通信的可持续发展和应用。
2. 正文2.1 卫星通信技术现状目前，卫星通信技术在全球范围内得到了广泛应用，包括电视广播、互联网接入、移动通信等多个领域。
浅析卫星信道容量倍增技术
马冲
【期刊名称】《科技创新导报》
【年(卷),期】2008(000)035
【摘要】PCMA技术是一种用于双向卫星通信系统提高信道容量的新技术,采用PCMA技术可使卫星信道的频带利用率提高一倍.本文首先介绍了PCMA的基本原理及特点,接着分析了PCMA的实现方案,重点阐述了基于带宽倍增器的实现方案,最后给出了结论.
【总页数】1页(P13-13)
【作者】马冲
【作者单位】解放军理工大学通信工程学院,江苏,南京,210007
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
【相关文献】
1.雨衰条件下卫星信道容量的性能分析 [J], 刘芸江;黄国策;甄蜀春;李曼
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提高卫星通信系统容量的一种新技术PCMA通信与信息系统关键词：卫星通信，对称载波复用，系统容量[摘要]本文介绍了在双向卫星通信领域的一种崭新的技术即对称载波复用（PCMA Paired Carrier MultiPle Acces）技术。
对称载波复用是一种全新的卫星系统的频率复用方式，利用它可将现有的卫星通信系统的容量提高1倍。
文章分析了PCMA的基本原理，实现方案，最后给出了性能分析以及应用前景。
1.研究目的与意义卫星通信系统经历了半个世纪的发展，在人民生活及国防上扮演着愈加重要的角色。
当今由数百颗卫星及数千个转发器构成的卫星星座提供了90%以上的国际通信业务和几乎全部的电视转播业务。
卫星通信系统对于国防和民生具有重大意义。
现代化的国防以及民用领域日益增长的多媒体信息交换的需求促使卫星通信系统向着更高的系统容量，更安全，更稳定的方向发展。
受限于有限的频带宽度，如何提高卫星信道的利用率关系到卫星系统的容量，直接影响着对日益增长的需求的满足。
成对载波多址系统(Paired Carrier MultipleAccess, PCMA)通过使两个终端的通信信道占用相同的频带，使得频带利用率理论上提高了一倍，从而大大提升了系统容量。
2.卫星通信网概述卫星通信最早由美国国防部进行开发研究的，最初主要用于国防领域的宽带通信。
首颗静止国际通信卫星由国际通信卫星组织(INTELSAT)于1965 年发射升空，开始开展卫星通信业务。
我国的卫星通信布局始于70 年代的331 卫星通信工程。
1984 年4 月我国发射升空第一颗同步通信卫星，标志着我国的卫星通信发展步入实用阶段。
卫星通信网是信息高速公路的重要组成部分，具有大覆盖范围，无缝覆盖的能力，广播和多播的优势，不受地理环境限制等特点，承载着导航定位、气象服务、资源探测、军事侦察、远程教育、远程医疗、灾害防护、应急通信、电视广播、环境监测等广泛的应用模式。
卫星可分为静止地球轨道卫星和非静止地球轨道卫星。
对于静止地球轨道卫星，轨道高度约为35 786km，卫星绕地球一周的时间正好和地球自转一周的时间相等。
从地球上看，静止地球轨道卫星就像始终固定于天空中的某一位置。
合理配置的三颗静止地球轨道卫星组成的星座即可达到对全球的覆盖。
卫星系统依据轨道高度不同，可分为低轨道(LEO)系统，中轨道(MEO)系统和椭圆轨道(HEO)系统。
低轨道系统轨道高度为700-2000km，中轨道系统轨道高度10000-20000km。
依据覆盖的范围不同，可分为全球覆盖通信系统和区域覆盖通信系统。
依据系统容量不同，可分为小容量系统，大容量系统和超大容量系统。
根据传输速率的不同，又可分为窄带系统和宽带系统。
3.传统容量扩增技术与PCMA容量扩增技术比较卫星通信系统一般是带宽受限或者功率受限的。
对于功率受限系统，可采用多种方式提高链路功率，比如采用更有效的功率放大器，使用更高增益的天线，设计更有效的编码方式等。
有效功率得到提升后，带宽成为了限制系统容量提升的瓶颈。
对于带宽受限系统，传统的容量扩增技术一般采用多址接入技术，如频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，码分多址(CDMA)以及基于以上多址方式的混合多址方式，如多频时分多址(MF-TDMA)，多频码分多址等(MF-CDMA)，有效提高了频谱的利用率，从而增大系统容量。
成对载波多址技术(Paired Carrier Multiple Access, PCMA)是提升卫星带宽使用效率的一种全新的方法，由ViaSat 公司的Mark Dankberg 于1998 年提出。
它允许两个不同的卫星通信地球站使用相同的频率，时隙或扩频码字，可将带宽的需求减少50%，也就是说在现有的带宽基础上将通信系统的容量提升1 倍。
PCMA 系统适用于采用透明转发器的双向卫星通信系统，典型应用包括应用单路载波(SCPC)和多路单载波(MCPC)模式的系统、TDMA 网络、VSAT 网络和提供话音和数据传输业务的DAMA 系统等。
PCMA 技术与现有的卫星通信系统设备兼容，可以与各种类型的多址技术(FDMA、TDMA、CDMA)结合使用，而且PCMA技术的使用独立于调制方式和纠错方式，可适用于不同的链路调制与纠错编码方案。
因为PCMA 技术本身不能代替任何一种编码、调制技术，因此必须结合各种调制、纠错编码方案共同使用。
4.PCMA技术的基本原理迄今为止，所有的卫星链路都是通过通常的多址接入技术（如TDMA、FDMA或CDMA）实现2路上行信号的分离。
例如，FDMA技术是通过不同的载波频率实现上行信号的分离；而在TDMA接入方式中，2路上行信号利用不同的时隙来划分信道；对于CDMA接入方式，信号占用相同的频带和时隙，但可以通过其特定的CDMA扩频码实现区分。
混合系统（例如多载波TDMA系统）将不同的多址接入技术混合使用，接收机通过不同终端的上行信号在频率、时间和码字各方面的不同特性将信号检测出来。
PCMA则是通过充分利用卫星通信的独有特点，使相互双向通信的2个终端之间进行频率重用，以此来实现系统容量加倍。
在采用PCMA技术的系统中，首先需要对卫星错路作以下的假设：（1）卫星系统中的任何一个终端发出的信号可以被包括它本身的任何一个终端接收到；（2）卫星采用透明转发器。
也就是说，卫星转发器只对上行信号进行带通滤波、频率转换和信号放大，然后转发至各地面站。
对大多数现有的以及计划中行将建设的固定卫星地面站系统而言，都符合该假设。
反之若系统不满足以上假设，则不可以使用PCMA技术。
在使用PCMA技术的卫星系统中，将系统中处于相互通信的终端两两分组，对同一组内的个不同终端使用完全相同的上、下行链路。
也就是说，这2个终端可以同时使用完全相同的频率、时隙或扩频码字。
而利用卫星传输中的自发自收特性（即任何一个卫星终端发出的信号均可被包括它本身的任何一个卫星终端接收到），每个终端都可以非常可靠地将该组另一个终端的信号从混合的下行信号中分离。
由于卫星系统中每个终端都可以确切地知道该终端本身所发射的上行信号，而且也确切地知道该信号在卫星转发器中经过的处理过程。
因此，该终端完全可以对其上行信号经卫星转发后的下行信号进行估计。
5.PCMA技术中的信号抑制技术由上述讨论可以看出，在使用PCMA技术的卫星通信系统中，每个终端都接收到一个复合的下行链路信号。
由于将正在相互通信的2个终端分为一组，占用同一信道：根据系统多址方式的不同，可能是同一频段（FDMA）或同一时隙（TDM）或同一扩频码（CDMA），因此对这2个终端而言，该复合信号内既包括有用信号，也包括该终端本身上行信号经过卫星转发后的下行信号（对该终端而言也就是因采用PCMA而引入的无用信号）。
并且这2个信号在频率或是时间或是码字上（取决于多址方式）是重叠的。
为了将无用信号从复合信号内除去，必须准确估计下行键路参数。
当然，任何一个终端的下行键路参数都不可能估计得非常准确。
因而，实际上不可能完全从复合信号中去除其本身下行信号的影响，但通过信道参数估计，可以把影响减小。
6.PCMA技术的实现PCMA与常规的卫星调制解调器相比，PCMA需要几个额外的处理单元，其中包括：（1）自我信号估计模块：作用是从混合的下行链路信号中提取自我信号的参量；（2）时延、频率、相位和增益调整模块：用来校准本地产生的删除信号的参数，使之与下行链路的信号参数相一致；（3）调制与滤波模块：作用是补偿上行与下行链路的滤波器效应。
这些功能模块的物理实现取决于实际所使用的卫星调制解调器。
对于最新的基于DSP的调制解调器，PCMA技术的功能可以完全用软件予以实现。
7.PCMA技术的应用与性能分析在各种现存的卫星通信网络中，若采用PCMA技术可获得很大的性能提高。
通过频率复用，PCMA能够有效地提高频谱利用率。
通常有几种不同的应用方案：（1）在同样的带宽上利用PCMA在每个链路上达到更高的数据率；（2）在维持同样的数据率情况下，应用PCMA可以使每个链路连接占用更少的带宽。
这样就能使得每个网络能支持更多的用户；（3）在维持同样的数据率和同样的带宽下，在每个链路上应用PCMA后可使信道编码速率降低。
这样将带宽增益转换为编码增益，以提高链路的抗干扰容限，或者减少维持同等的通信质量的情况下所需的功率。
这些方案或者能够获得更大的网络的吞吐量，或者能减少功率需求。
方案具体的选择依赖于用户的实际需要以及所采用的卫星网络的物理特性及经济条件，重要的是在功率需要和带宽需要中保持一种平衡。
在通常情况下，PCMA技术与别的技术结合在一起使用，如采用纠错能力很强的码（如级连码或Turbo codes）。
PCMA技术的一个最有希望的应用是在DAMA语音和数据网络中，通常这种终端采用低数据率的语音压缩。
语音通信一般采用全双工的链路，它在数据速率上是对称的。
在各种情况下，PCMA所需的带宽只是正常FDMA所需带宽的一半。
例如，对8 kbps的ITUG.729声码器，对每条双工链路，PCMA所需带宽不到8 kHZ，而通常的FDMA需要16kHZ，这样就使得卫星的容量增加一倍。
最新的为家庭和商业提供的双向固定站卫星通信服务包括从最基本的电话眼务到高速的INTERNET网络接人服务。
在这些系统中，整体的吞吐率是一个重要的衡量指标。
而PCMA技术为卫星通信系统容量的扩展粮供了一个很好的解决方案。
8.结论PCMA技术通过将卫星通信双向链路上2个方向的信道相重叠（根据多址方式的不同，可能是同一频段或是同一时隙或是同一扩频码字）来有效地提高卫星通信系统的容量。
收方利用卫星通信独具的自发自收的特点，将因信道叠加而带来的干扰减少至最小。
从上面的分析可以看出，PCMA技术可以灵活地应用于多种卫星通信系统中，以增加系统的容量，或者获得额外的信噪比增益或者减小所需的发送功率。
卫星通信网络一般可能是带宽受限或是功率受限的；在现代卫星系统系统中，可以采用多种方式来增加链路功率（如采用更有效的功率放大器或是使用效率更好的卫星天线）。
这样，在有效的功率增加后，带宽就更多地成为了一个瓶颈。
所以，我们可以预测PCMA技术将成为双向卫星通信网络增加容量的有力工具。
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