本科通信系统第2章.pdf

第2章卫星通信的通信体制 第2章卫星通信的通信体制 2.1 卫星通信体制概述 2.2 频分多址(FDMA)方式 2.3 时分多址(TDMA)方式 2.4 频分多址— 时分多址(FDMA-TDMA)方式 2.5 卫星交换— 时分多址(SS-TDMA)方式 2.6 码分多址(CDMA)方式　 2.7 ALOHA方式 第2章卫星通信的通信体制 2.1 卫星通信体制概述 2.1.1 基带信号和复用方式 1. 频分多路(FDM)方式 模拟制信号一般采用频分多路(FDM)方式。它将各路用户 信号采用单边带(SSB)调制，将其频谱分别搬移到互不重叠的频 率上，形成多路复用信号，然后在一个信道中同时传输。接收 端用滤波器将各路信号分离。由于是用频率区分的， 故称频分 多路复用。 第2章卫星通信的通信体制 2. 时分多路(TDM)方式 对数字制信号而言，通常采用时分多路复用方式。它将一 条通信线路的工作时间周期性地分割成若干个互不重叠的时 隙，分配给若干个用户，每个用户分别使用指定的时隙。因此 在接收端可以利用适当的选通门电路在各时隙中选出各路用户 的信号，然后再恢复成原来的信号。　 此外，基带信号为了某种目的通常还要进行某种加工和处 理，例如预加重、加密、差错控制编码、数字话音内插、扩频 编码等。 第2章卫星通信的通信体制 2.1.2 卫星通信调制方式 在数字卫星通信中，选择调制方式时，应综合考虑多方面 的因素。一般而言，由于卫星信道基本上可视为恒参信道，因 此， 可以考虑采用最佳的调制和检测方式，如PSK(移相键控) 方式。 同时，由于转发器功率、效率和非线性等因素的限制， 以及对互调干扰等方面的考虑，ASK(振幅键控)及含有ASK 的 混合调制一般不宜采用， 而宜采用恒包络调制方式。除此之 外，还应考虑卫星频带和功率的有效利用，带限与延迟失真、 邻近信道干扰和同信道干扰等的影响，卫星工作点的选择，同 步电路设计， 调制解调设备实现的难易程度等等。概括起来， 我们可以把数字卫星通信的调制方式分成如下两大类：一是充 分利用功率的调制方式， 二是充分利用(射频)带宽的调制方式。 第2章卫星通信的通信体制 功率利用率(即功率效率)用误比特率P 达到某一规定值所需 e 的最低归一化信噪比(即每比特信息能量E 与单边噪声功率谱密 b 度n 之比E / n )来表示。误比特率一定时，若所需信噪比越低， o b o 则功率利用率就越高；若所需信噪比越高，则功率利用率就越 低。 第2章卫星通信的通信体制 频带利用率( 即频谱效率)是指单位频带内允许传输的最高 比特速率，单位为b/(s ·Hz) 。频带一定时，若能传输的比特速率 越高，频带利用率就越高；比特速率越低，频带利用率就越低。 理论上，各种调制方式的频带利用率都有一个极限。就一般情 况而言，二相调制的频带利用率理论值为1 b/(s ·Hz) ，四相调制 的频带利用率理论值为2 b/(s ·Hz), M进制PSK 的频带利用率理论 值为lbM b/(s ·Hz) 。但是，考虑到实际滤波器的影响，实际频率 利用率与E /n 都会低于上述理论值。为了提高频带利用率和减 b o 少对邻近信道的干扰程度，人们一直围绕着控制已调波的频谱 特性问题做了许多研究，提出了很多新的调制方式。其目的是 使在码元转换时刻已调波的相位不发生大的跃变或甚至能连续 变化，从而使已调波的频谱更加集中，旁瓣更低。 第2章卫星通信的通信体制 图 2.1 示出了QPSK( 四相移相键控) 、OQPSK(交错四相移 相键控) 、MSK( 最小移频键控) 、SFSK(正弦移频键控) 、IJF- OQPSK(无码间串扰、无抖动的交错四相移相键控)和TFM(平滑 调频) 的功率谱曲线。可以看出，TFM 曲线最佳， 其