1. 双工、复用、多址接入
1.1 双工
- 双工实现收发操作的分离
- 频分双工FDD
- 收发链路不同频段
- 时分双工TDD
- 收发相同频率不同时隙
- 无需成对频段，简化频率分配
- 更适合动态信道分配
- 无需使用独立的收发天线
- 无需双工器实现收发转换
TDD存在问题：
- 收发之间需要保护时间
- 与FDD相比传输速率要加倍，伴随着2倍的峰值发射功率
- 需要收发同步
- 帧结构，存在延时
1.2 复用
使得大量信号在同一媒介中同时传输
- 频分复用FDM
- 时分复用TDM
- 码分复用CDM
- 波分复用WDM
- 空分复用SDM
-
1.3 频分多址FDMA
有效频带划分子频带。之间通过保护带分割
- 模拟调制系统，唯一可用多址接入方案
-
1.3.1 带宽要求
-
1.3.2 带宽受限转发器效率
-
1.3.3 交调
1.3.4 优点
完善成熟
- 连续传输，终端峰值功率小
- 不需要均衡器
-
1.3.5 缺点
不灵活，不支持自适应变数据率
- 对功率受限的转发器，容量损失随N_c增加而增加
- 需要采用上行链路功率控制技术限制ACI和非线性影响
- 需要精确的频率控制
- 需要双工器和信道滤波器
1.4 时分多址TDMA
1.4.1 频带利用率等计算
- 时间划分为帧，然后进一步划分为时隙，每个特定时隙是一个信道
- 带宽要求
- 每个用户分配单个时隙，单个时隙允许的信息比特率为
- 一个时隙传送的比特量为
(注意这里不是
) - 信息采用编码效率为
（压缩率）的信道编码，因此每个时隙的编码比特数为
- 采用
进制调制，每时隙发送的符号数为
- 每个突发周期每
帧帧头有个符号，一个时隙的符号数为
个信道，除去保护时间，真正用来发送符号的时间为
- 则信道所需的突发符号速率
- 信号采用滚降系数为
波形滤波，则信号带宽为
- 用符号计量保护间隔
- TDMA的效率/吞吐率
，
为帧头持续时间 - TDMA的频带利用率（总比特速率/带宽）
- 综合带入后可以得到 信道编码、调制、滤波、帧头和保护时间 均会对频带利用率有影响
理解：最终目的是频带利用率->带宽->符号速率->调制->压缩->比特速率
计算时倒置顺序即可
- 例题
1.4.2 TDMA的话音信道容量
- 例题
1.4.3 TDMA与FDMA的功率比较
- FDMA连续传输，相比较而言，TDMA体制需要终端以更高的速率进行传输
- 突发传输速率
- 突发传输速率
- TDMA为了与FDMA保持相同的信噪比，峰值传输功率也要相应增大
- 但平均传输功率保持不变
- 例题
1.4.4 MF-TDMA
- 多频/多载波TDMA：MF-TDMA
由于MF-TDMA各个载波间需要一定的频率保护宽度，因此频带利用率低于单载波TDMA
1.4.5 突发同步
通过突发帧头中的前导符完成
- 包同步用到了独特字，解决信号相位模糊问题
接收比特序列与独特字的一致程度达到设定即认为检测到了独特字
独特字漏检概率
- 随门限增大而增大
- 随误比特率增大而增大
- 随独特字长度增加而增大
独特字误检概率
初始时隙同步（捕获过程）
- 维持时隙同步（跟踪过程）
测定时间提前量
的方法比功率受限的FDMA的吞吐率高
- 基带数字信号处理技术
- 不需要双工器，改善了灵敏度
- 不需要精确的终端功率控制
- 可监测时隙和载波，动态切换和信道分配
- 纯TDMA不会产生交调干扰，星载转发器可工作在饱和点
1.4.8 缺点
- 功率受限和带宽受限问题
- 系统容量的瓶颈出现在星上功率或是带宽
- 突发传输速率高，终端峰值发射功率高
- 附加开销实现同步
- 传输速率高，需要自适应均衡器
1.5 码分多址
- 用户信号通过与周期性的正交信号序列进行调制来分离
- 调制结果导致调制信号带宽大于原信号的带宽
- 也被称为扩展频谱多址接入
1.5.1 调制方式
- 跳时CDMA，TH-CDMA
- 时域频域对信号随机化
- 调频CDMA，FH-CDMA
- 快调频，慢调频
直接序列CDMA，DS-CDMA
- 直接序列扩频
- 发端频谱扩展，收端频谱解扩
- 高斯干扰噪声淹没下也可通过相关运算，能量累积
- 系统性能随用户数量增多而下降
伪随机码作为确定的类噪声载波，完成对原信号的能量带宽扩展（扩频）
1.6 空分多址
- 多波束天线，同意信道被所有波束同时使用
- 一般不单独使用，与其他多址方式结合
- 点波束天线+交换矩阵
2. 四种多址接入方式的对比
2.1 FDMA
特点：
- 各站发射的载波信号在转发器内所占的频带互不重叠（所发信号频率正交）
- 各载波的包络恒定
- 转发器工作于多载波
识别方式：
滤波器
- 主要优点：
可沿用地面微波通信的成熟技术和设备，设备比较简单；不需要网同步
- 主要缺点：
有互调噪声，不能充分利用卫星功率和频带；上行功率、频率需要监控；FDM/FM/FDMA方式多站运用时效率低，大、小站不易兼容。
- 适用场合：
FDM/FM/FDMA方式适合站少，中、大容量的场合；TDM/PSK/FDMA方式适合站少、中等容量的场合；SCPC系统适合站少、小容量的场合。
2.2 TDMA
特点：
- 各站发射的载波信号在转发器内所占的时间互不重叠（所发信号时间正交）
- 转发器工作于单载波
识别方式：
时间选通门
- 主要优点：
没有互调问题，卫星功率与频带能充分利用；上行功率不需严格控制；便于大、小站载波兼容，站多时，通信容量仍较大
- 主要缺点：
需要精确的网同步；低业务量用户也需要相同的等效全向辐射功率EIRP
- 适用场合：
中、大容量线路
2.3 SDMA
特点：
- 各站发射的载波信号只进入该站所属通信区域的窄波束中（所发信号空间正交）
- 可实现频率重复使用
- 转发器成为空中交换机
识别方式：
窄波束天线
- 主要优点：
可以提高卫星频带利用率，增加转发器容量或降低对地球站的要求
- 主要缺点：
对卫星控制技术要求严格；星上设备较复杂，需用交换设备
- 适用场合：
大容量线路
2.3 CDMA
特点：
- 各站使用不同的码型进行扩展频谱调制（所发载波信号码型准正交）
- 各载波包络恒定，在时域和频域互相混合
识别方式：
相关器
- 主要优点：
抗干扰能力较强；信号功率谱密度较低，隐蔽性好；不需要网定时；使用灵活
- 主要缺点：
频带利用率低，通信容量小；地址码选择较难；接收时地址码的捕获时间较长
- 适用场合：
军事通信；小容量线路
3. 竞争接入方案
- 纯/非时隙ALOHA
- 时隙ALOHA
- 预约ALOHA（R-ALOHA）
- 捕获ALOHA（C-ALOHA）
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