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。