卫星通信导论上课第3章多址技术课件.ppt

第3章多址技术;提要;一、多路复用和多址联接;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。;单向和双向通信：按信息信号传送的方向，通信的工作方式可以分为单向通信和双向通信。在单向通信方式中，信息只能向一个方向传送。例如，广播、电视、遥控、无线寻呼等；在双向通信方式中，信息可以双向传送，通信双方都能收发信息。例如，移动用户之间的通信，移动用户和固定用户之间的通信等。

双向通信按信息信号传送的时间又分为单工、双工和半双工通信方式。;频分多路复用（FDM）：按照频率参量的正交分割原理，将各路信号的频谱搬移至互不重叠的频带上同时在一个信道中传输。接收端通过不同中心频率的带通滤波器，可以将各路信号分离出来。频分多路复用的各路信号在时域中混叠在一起，在频域中可分辨。

时分多路复用（TDM）：利用时间的正交性，即以时间作为信号分割的参量，使各路信号在时间轴上互不重叠，它利用不同时隙来传送各路不同信号。在TDM系统中，每个信号占据着不同的时间区间，但每个信号均占有相同的频域，各路信号在频域中混叠在一起，在时域中可分辨。;码分多路复用（CDM）：根据码型结构的不同实现信号的正交分割，各路信号在时间和频率上是互相重叠的，接收端用相关器或匹配滤波器实现信号分离。

波分复用（WDM）：为了增加光纤通信系统的传输容量，可以在一条光纤中传输多个不同波长的光信号，只要这些光源的波长有着适当的距离，接收??的光频器件就可将它们分开。

（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。;*;（三）双工方式：频分双工（FDD）、时分

双工（TDD）

FDD：收发频率分开，接收设备通过滤波器分离各路信号

特点：需要合理安排频率

TDD：收发共用一个频率，收发信号通过开关来控制

特点：收发存在时间间隔

;不同系统的多址技术;二、频分多址技术（FDMA）;FDMA的非线性效应;行波管调幅－调相变换作用分析;例一采用FDMA的转发器交调（互调）频率IM＝mf1+nf2，m,n为任意整数，如：f1=1930MHz，f2=1932MHz，求落在工作频率为1920～1940MHz的交调频率。;保护频带;图3-1FDMA的地球站框图;频谱实际占用度;FDMA典型应用;例二卫星转发器带宽36MHz，饱和EIRP值为27dBW。

地面站接收机G/T值为30dB/K，全部的链路损失为

196dB。转发器有多个FDMA载波，每个载波3MHz带

宽。转发器有6dB功率“压缩”（back-off）。计算单载波

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

路噪声和交调噪声，只考虑单载波时的C/N值。;三、时分多址技术（TDMA）;图3-4TDMA网络定时的示意图;图3-5TDMA系统发送数据格式和框图;图3-6TDMA系统接收数据格式和框图;TDMA帧结构;TDMA帧的基本组成;TDMA的效率;TDMA系统的信道数;例三GSM系统，总带宽25MHz，一个信道200KHz，具有8个TDMA用户，未设保护带宽，求总用户数。;例四GSM系统每帧包括8个时隙，每时隙包括156.25比特，数据发送速率为270.833kbps，求：（1）比特周期Tb；（2）时隙周期Tslot；（3）帧长Tf；（4）收发时间间隔。;TDMA话音信道容量的简单计算;例五：INTELSAT卫星的每帧符号数为120,832。帧周期为2ms，帧效率0.949，话音信道比特率64kb/s，采用QPSK调制。求话音信道容量。;独特码（UW或BCW）的相关计算;;例六设UW长度为N比