第三章卫星通信系统3-3
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1、第三章第三章 卫星通信系统卫星通信系统23.1 卫星通信基本概念卫星通信基本概念3.2 通信卫星与地球站通信卫星与地球站3.3 卫星通信体制卫星通信体制3.4 卫星通信线路的设计卫星通信线路的设计3.5 军事通信卫星网军事通信卫星网本章内容 所谓的通信体制，指的就是通信系统所采用的信号传输方式和信号交换方式，也就是根据信道条件及通信要求在系统中采用的是什么样的信号形式（时间波形与频谱结构）以及怎样进行传输（包括各种处理和变换）、用什么方式进行交换等。3.3 卫星通信体制 卫星通信由于具有广播和大面积覆盖的特点，因此特别适用于多个站之间的同时通信，即多址通信。多址通信是指卫星天线波束覆盖区内的任
2、何地球站可以通过共同的卫星进行双边或多边通信联接常称之为“多址连接”。此外，卫星通信是利用卫星来实现中继通信的，因此如何充分利用卫星转发器的功率和频带，是卫星通信一个重要的问题，这个问题还涉及到卫星通道的分配方式。卫星通信体制的内容：3.3 卫星通信体制基带信号形式基带信号形式 基带信号有哪些方式？是模拟制还是数字制？采用何种信源编码？基带信号是单路传输的还是多路传输的？采用何种多路复用方式，是频分多路复用的还是采用时分多路复用的？基带信号需经过何种重要的加工处理等等。3.3 卫星通信体制采用的调制制度采用的调制制度 采用何种调制制度，是调频、移相键控、还是其它的调制制度。3.3 卫星通信体制
3、采用的多址联接方式采用的多址联接方式 各地球站采用怎样的方式建立相互连接，是采用频分多址、时分多址、空分多址、码分多址，还是其他多址联接方式。3.3 卫星通信体制采用的通道分配与交换制度采用的通道分配与交换制度 通道的占用是怎样分配的，是预分配，还是按申请分配，或是随机占用。根据申请而选定通道，这意味着具有一种交换功能，因而还要确定采用怎样的申请方式。星上是否采用处理转发器，转发器上有无交换装置，采用怎样的星上交换制度？3.3 卫星通信体制 例如，目前国际卫星通信中传输多路电话用得最多的一种体制是：模拟制/频分复用/调频/频分多址/预分配；发展最快的一种体制是：数字制/时分多路复用/数字调相/
4、频分多址/预分配。3.3 卫星通信体制101.基带信号和纠错方式基带信号和纠错方式 （1）基带信号形式可以是模拟制也可以是数字制的。模拟信号在数字制卫星通信系统中传输，要先进行模/数转换。转换方法有脉码调制（PCM）、自适应差分脉码调制（ADPCM）、增量调制（DM）。 3.3.1 卫星通信体制概述11 （2）基带信号可以单路传输，也可以多路复用后传输，传输方式：FDM、TDM。多路复用方式是在终端设备上进行信号分割的技术，达到一个站同时传送多路信号的目的。 （3）基带信号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。3.3.1 卫星通信体制概述122
5、. 调制方式调制方式 数字调制制度逐步应用于卫星通信。 3.3.1 卫星通信体制概述 卫星通信的一个基本特点是，能进行多址通信，系统中的各地球站均向卫星发送信号，卫星将这些信号混合并作必要的处理与交换，然后向地球某一区域转发。那么，用怎样信号传输方式，才能使接收站从这些信号中识别出发给本站的信号并知道发自何站呢？又怎样使混合的各站信号的干扰尽量小呢？3.多址联接方式多址联接方式3.3.1 卫星通信体制概述14 多址联接是指在卫星的覆盖区内，各地球站通过共同的卫星，同时分别建立相互之间的通信线路而实现的多边通信。 实现多址联接的关键是各地球站所发信号经卫星转发器混合与转发后应能为相应的对方站识别
6、，同时，各站信号之间的干扰要尽量小。3.多址联接方式多址联接方式3.3.1 卫星通信体制概述15 在多址连接在多址连接方式下卫星通信方式下卫星通信能同时实现多方能同时实现多方向多个地面站之向多个地面站之间的相互联系。间的相互联系。对于多址连接方对于多址连接方式来说，最关键式来说，最关键的是每个地球站的是每个地球站都能迅速准确从都能迅速准确从卫星转发下来的卫星转发下来的总信号中分出发总信号中分出发给自己的信号。给自己的信号。 16 实现多址联接的技术基础是信号分割，只要信号之间在某一参量上有差别，就可以把这些信号分割开。 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。
7、有：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、空分多址（SDMA）和码分多址（CDMA）。3.3.1 卫星通信体制概述3.多址联接方式多址联接方式174.信道分配与交换制度信道分配与交换制度 对卫星信道占用需要确定一定的制度，有： 预分配、按需分配、随机占用。 主要讨论卫星通信比较独特的多址联接方式及信道分配制度。3.3.1 卫星通信体制概述随机分配(RA)动态分配(DYA)分群全可变方式(G-VT-VR)收端固定发端可变的方式(FR-VT)发端固定收端可变的方式(FT-VR)固定预分配方式 (FPA)按时预分配方式 (TPA)1、预分配制(PA)2、按申请分配制(DA)全可变方式(VT-V
8、R)3、其他分配制度分配制度分类：分配制度分类：预分配（预分配（PAPA）（1 1）固定预分配方式（）固定预分配方式（FPAFPA） 这种分配方式是，按事先规定，半永久性地分配给每个地球站固定数目的载波，各地球站只能用分给它的这些特定频率与有关地球站通信，而其他站不能占用这些频率。4.信道分配与交换制度信道分配与交换制度(i1)固定预分配方式（固定预分配方式（FPA）(12) (13)(1k)(21)(2k)(ik)(k1)(kk-1)1#站2#站3#站i#站k#站1#站2#站3#站i#站k#站（2 2）按时预分配方式）按时预分配方式(TPA)(TPA) 事先知道各地球站间业务量随“时差”及其
9、它因素作周期性变动时，可约定一天内通道分配作几次固定的调整。这种方式称为按时预分配方式。显然其通道利用率比固定时要高，但从每一时刻看，它仍然是固定分配的。这种方式只适用于大容量线路，而且多用于国际通信场合。4.信道分配与交换制度信道分配与交换制度按申请分配（按申请分配（DADA） 固定分配的主要矛盾是业务量随机变化而通道的分配却是固定的，两者难以达到很好的匹配。对于业务量较小且地球站较多的卫星通信网，最好采用分配可变的制度，即卫星的通道不是或不完全是固定分配给各站专用的，而是根据地球站的申请临时分配给其使用，通话完毕又收归公用，通常称之为按申请分配或按需分配。4.信道分配与交换制度信道分配与交
10、换制度23 它是指网中各站随机地占用卫星信道，若发生“碰撞”则重发的一种多址分配制度。特点：o 随机地、间断地使用信道；o 用于进行数据通信时可以分组传输，可以大大提高信道的利用率。随机分配（随机分配（RA）4.信道分配与交换制度信道分配与交换制度 它是对固定预分配的一种重大改进，比较灵活，各站之间可以互相调剂通道，因而可用较少的通道为较多的站服务，这就基本上可以避免忙闲不均的不合理现象。在站多而业务量都较小的情况下，这种制度的通道效率是很高的。但是为了实现按需分配，要使用比较复杂的控制设备，并且一般要在转发器上单独开辟一专用频段作为公用传信通道（CSC），供各站申请、分配通道时使用。4.信道
11、分配与交换制度信道分配与交换制度 CSC是广播式的公用传信通道。系统中各站都监视、接收这个频率的信号。各站对CSC的占用可以采取TDMA方式，即各站在规定的时隙用CSC的载频发出申请码组；也可以使用随机占用方式，即各站在任意时刻发射申请码组，当然有可能几个站同时申请而发生碰撞，这就需要重新申请。4.信道分配与交换制度信道分配与交换制度 根据通道分配可变程度的不同，申请分配制有以下几种类型：发端固定收端可变方式(FT-VR)收端固定发端可变方式(FR-VT)全可变方式(VT-VR)分群可变方式(G-VT-VR)4.信道分配与交换制度信道分配与交换制度27 在多个地球站共用卫星转发器的通信系统中，
