第四章 星上转发器可以只和一个地面站通信,满负荷工作。这种情况称之为单接入 方式( single access mode of operation)。一般情况下,转发器都有若干载频,和 多个地面站通信,这种情况称之为多址方式。有三种多址方式用于卫星通信。其 中FDMA和TDMA是最常见的两种方式。他们两者和FDM、TDM不同。多址 和复接是不同的。其区别点见 CCIR REPORT708,1982,调制(及复用)基本 上是传输的范畴( transmission feature),而多址基本上是业务范畴( traffic feature) Pll 幅度非线性有三点是值得重视的:第一,多载波波输入时,输出要受到“压 缩”.这种压缩是指,在输入总功率相等的情况下,多载波工作时总输出功率比 单载波工作时的输出功率要小。越靠近饱和点,这两者的差别越大;载波数越多 总的输出功率也越小。理论上及对典型管子的测试表明j在饱和点处,两载波输 入时,输出的总功率比单波输出时减小约12dB;多载波(载波数n>无穷)输入时, 减少约1.5dB。还应指出,各载波功率不等时,小载波要受到大载波的抑制。第 二,多载波输入时,会产生新的频率分量,如果这些分量落在信号的载频上或落 在信号频带内,便造成千扰。第三,输入信号频谱的低旁瓣分量通过TwTA时, 由于非线性的作用,其输出可能增大(相对于频谱主瓣而言),从而可能增加邻道 干扰 根据以上所述,行波管的非线性作用,一方面是使多载波输入信号放大时受 到“压缩”;另一方面,是产生新的频率分量,造成对有用信号的干扰。此外, 还会使信号频谱展宽。其中第二种作用是尤其要认真对待的。这种干扰通常称为 “交调噪声”,它与热噪声的机理是不同的。可以想到,为要充分发挥行波管的 效能,应尽量靠近饱和点工作,但这样会产生严重的交调,这是一个突出的矛盾 它对FDMA系统的通信质量和容量,有着举足轻重的影响。 P15 Spade系统有一个公共信令信道(CSC)。如图所示,CSC有160kHz,中心 频率在18045MHz。为了避免和CSC的冲突,话音信道1和2不使用。为了保 持双工匹配,对应的1和2信道也不使用。为了不合导频信号冲突,信道400 和其对应的800信道也不使用。这样,总共有794个单向信道或397双向话音信 道。每一对频率分隔为18045MHz。 P16 所有地面站永久性的通过CSC连接。如图有六个地面站,A、B、C、D、E、 F。每一个地面站都可以通过频率合成的方式产生这794个载波中的任意一个。 而且每一个地面站都有一个表,记录这些频点的使用情况。这张表不断由卫星的 公共信令信道周期性的更新广播下来。假设此时C发起了一个到F的呼叫。C 从频点使用表中随机地选取一对可用的频率,并通过CSC,将该信令信息发给F F必须通过CSC确认,来完成整个链路的建立。一旦该链路建立,其他地面站 就会从CSC得到该对频率点被占用的消息。 C发起一次呼叫信令,并得到F确认的RTT时间大约为600ms。在该时间
第四章 P2: 星上转发器可以只和一个地面站通信，满负荷工作。这种情况称之为单接入 方式（single access mode of operation）。一般情况下，转发器都有若干载频，和 多个地面站通信，这种情况称之为多址方式。有三种多址方式用于卫星通信。其 中 FDMA 和 TDMA 是最常见的两种方式。他们两者和 FDM、TDM 不同。多址 和复接是不同的。其区别点见 CCIR REPORT 708，1982，调制（及复用）基本 上是传输的范畴(transmission feature)，而多址基本上是业务范畴（traffic feature）。 P11 幅度非线性有三点是值得重视的：第一，多载波波输入时，输出要受到“压 缩”．这种压缩是指，在输入总功率相等的情况下，多载波工作时总输出功率比 单载波工作时的输出功率要小。越靠近饱和点，这两者的差别越大；载波数越多， 总的输出功率也越小。理论上及对典型管子的测试表明 j 在饱和点处，两载波输 入时，输出的总功率比单波输出时减小约 1.2dB；多载波(载波数 n->无穷)输入时， 减少约 1.5dB。还应指出，各载波功率不等时，小载波要受到大载波的抑制。第 二，多载波输入时，会产生新的频率分量，如果这些分量落在信号的载频上或落 在信号频带内，便造成干扰。第三，输入信号频谱的低旁瓣分量通过 TWTA 时， 由于非线性的作用，其输出可能增大(相对于频谱主瓣而言)，从而可能增加邻道 干扰。 根据以上所述，行波管的非线性作用，一方面是使多载波输入信号放大时受 到“压缩”；另一方面，是产生新的频率分量，造成对有用信号的干扰。此外， 还会使信号频谱展宽。其中第二种作用是尤其要认真对待的。这种干扰通常称为 “交调噪声”，它与热噪声的机理是不同的。可以想到，为要充分发挥行波管的 效能，应尽量靠近饱和点工作，但这样会产生严重的交调，这是一个突出的矛盾， 它对 FDMA 系统的通信质量和容量，有着举足轻重的影响。 P15 Spade 系统有一个公共信令信道（CSC）。如图所示，CSC 有 160kHz，中心 频率在 18.045MHz。为了避免和 CSC 的冲突，话音信道 1 和 2 不使用。为了保 持双工匹配，对应的 1’和 2’信道也不使用。为了不合导频信号冲突，信道 400 和其对应的 800 信道也不使用。这样，总共有 794 个单向信道或 397 双向话音信 道。每一对频率分隔为 18.045MHz。 P16 所有地面站永久性的通过 CSC 连接。如图有六个地面站，A、B、C、D、E、 F。每一个地面站都可以通过频率合成的方式产生这 794 个载波中的任意一个。 而且每一个地面站都有一个表，记录这些频点的使用情况。这张表不断由卫星的 公共信令信道周期性的更新广播下来。假设此时 C 发起了一个到 F 的呼叫。C 从频点使用表中随机地选取一对可用的频率，并通过 CSC，将该信令信息发给 F。 F 必须通过 CSC 确认，来完成整个链路的建立。一旦该链路建立，其他地面站 就会从 CSC 得到该对频率点被占用的消息。 C 发起一次呼叫信令，并得到 F 确认的 RTT 时间大约为 600ms。在该时间
内,可能C选择的一对频点会被分配给其他链路。在这种情况下,C将得到CSC 的频率占用更新消息,重新选择一对频点,即使还没有得到F的确认。 当呼叫结束的时候,C会释放该对频点。其他地面站也会收到CSC的频点 占用更新消息。 P18 虽然使用TDMA方式时转发器处于单魏波工作状态,但星上行波管一般仍不工作于炮 和点。因为其输入、输出特性的非线性、AM/PM变换以及振糖特性群时延特性的晴 变等,都会产生码闻干扰,增大误比特率,所以需进行功补偻。但与FDMA方式相 比,补偿可以大大战少,所以可更有效地利用转发器的功率, TDMA通信方式的主要特点是,该系统中的各地球站只在规定的时隙内 以突发的形式发射它的已调信号,这些信号通过转发器时在时间上是严格依次排 列、互不重叠的。一个重复周期称为一帧,每帧又分成若干时间段一一称为分帧。 突发(burs)是推地球站所发射的时河短智的信号,包括报头及消息伯号【基准突康 只有报头),也有称为已调窄脉冲群或已调窄脉冲串 分锁或子帧( subframe)是指转发器上占用的时间段,除了容纳一个突发外,还包括 保护时闻。 不同的系统其蛱结构可有很大不同,但完成的任务是差不多的 图6,2是一种典型的结构。帧长度一般取PCH取样周期125做秒的 整救倍,本图画的是750做秒.每一顿包括一个基准分顿及若干个 消息分。消息分的数目就决定了系统容纳的站数或地址数(本 图画了四个),它们的长度可一样也可不一样,是根据业务量而定 的。清注意,图上以时间作横坐标轴,在每一突发的各段时踪内通 过转发器的是数码调制的已调波,为讨论方便起见,常用多少个比 特的二进制码来标记名段时腺的长度。下而对突发的结构及保护时 河作一说明
内，可能 C 选择的一对频点会被分配给其他链路。在这种情况下，C 将得到 CSC 的频率占用更新消息，重新选择一对频点，即使还没有得到 F 的确认。 当呼叫结束的时候，C 会释放该对频点。其他地面站也会收到 CSC 的频点 占用更新消息。 P18 TDMA 通信方式的主要特点是，该系统中的各地球站只在规定的时隙内 以突发的形式发射它的已调信号，这些信号通过转发器时在时间上是严格依次排 列、互不重叠的。一个重复周期称为一帧，每帧又分成若干时间段——称为分帧。 P21
(1)消息突发 消息突发由报头和消息信号两大部分组成。报头,也称前置 码,用来保证消息的正确传输,它包括载波恢复(CR〕信号和比特 定时恢复(BTR)信号、独特码(UW)、站址识别(SIC)信号、指令倌 号(OW)、勤务联络(SC)信号 (A)载波恢复(CR)和比特定时恢复(BTR)信号CR和BTR 传送的是收端同步检测所必需的载波同步和比特定时同步信号,典 型CR和BTR各30比特长 B)独特码(UW)UW是一种特殊的不容易为随机比特所 (1)消息突发 消息突发由报头和消息信号两大部分组成。报头,也称前置 码,用来保证消息的正确传输,它包括载波恢复(CR)信号和比特 定时恢复(BTR)信号、独特码(Uw)、站址识别(SC)信号、指令信 号(OW)、勤务联络(SC)信号 (A)载波恢复(cR)和比特定时恢复(BTR)值号CR和BTR 传送的是收端同步检测所必需的载波同步和比特定时同步信号,典 型CR和BTR各30比特长。 B)独特码(UW)UW是一种特殊的不容易为随机比特所
仿造而造成错误检测的码组,以此作为该突发的时间基准。由UW 检测出的脉冲称为示位脉冲,从而可判新出数据部分开始的时间 典型UW时问是20比特长 C)站址识别SI)信号典型的SC是8比特长,其中6比特 表明什么站,这意味该系统中可容纳20=64个站;另2比特表明该 突发基准站还是备分基准站,还是普通站。有的报头结构中不单独 使用站址识别码,而用独特码兼任,这就要求各站发送的独特码彼 此都不相同。 (D)指令信号(OW)OW里传送通道分配等指令。典型的 OW是2比特长。 (E)勤务联络(SC)为各站间传送勤务联络信息。典型的 SC是50比特长 消息部分传送的是各通信站发给其它站的消息信号。用的是时 分多路复用形式。各通道发给哪一站.预先规定好,譬如图中C站 的1~m通道是发送给A站的(m+1)~n发给B站,(n+1)~p 发给D站。这样,各接收站对转发器转发的突发进行接收并解调 后,很容易从中提取出发给本站的信码 (2)基准突发 除没有勤务联络信外,其它与消息突发的报头的结构一样。它 的独特码是作为一帧开始的时河基准。 (3)保护时问 由于系统定时不精确,地球站与卫星之间距离变化等原因,会 使各站的突发通过转发器的时间上产生一定漂移,前后的突发就可 能在时间上发生重叠.为避免此现象,突发之间要留有定的时间 空隙作为保护时间。一般希望侏护时间短一些,但它受系统定时不 精确程度的影响及由于滤波器响应而产生的信号“拖尾所限制.典 型的保护时间为(30~300毫微秒
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突发式发射与接收主要是在定时器的控制下,通过缓冲存贮器 来完成的。现以电话信号传输为例来说明 图6,3(a)是发射端的示意方框图。发往同一方向的各路模拟话 育经过PCM编码器变成时分复用的多路数字电话信号。编码时钟是 与TDMA帧时钟同步的,前面曾谈到TDMA帧长通常是125徵秒的 整数倍。各编码器输出的连续码流(设其速率为Ra)分别送到各自 的缓冲存贮器。在TDMA定时单元控制下,在每一帧规定发送突发 的时间,合路器将报头产生器及各缓冲存贮器的内容依次读出,并把 此压缩的信码送到调制器每帧读出一次,设在各时隙读出的速率为 R显然R要比R大得多,也就是码速率由低速变为高速,而原来 连续的码流变成窄脉冰串了。合路后的窄脉冲串对载波调制,再经 变频、高放由天线发射出去。在规定发送突发的以外时间里是不发 射的 图6.3(b)是接收端的示意方框图。由于系绕中各站发射突发用 的是相同射频,故接收站能接收所有绽发、并经解调后送分路器, 由TDMA定时单元根据报头提供的信息适时控制时间闸门,把发给 本站的窄脉冲串送到相应的缓冲存贮器中接收端也是每帧读一次 读出速率为R,于是恢复成连续的时分复用多路数字电话信号。再 经PCM解码器后送出模拟话音,报头中的载波可步与比特定时同步 信息是同步检测所必需的,而独特码是作为定时时间基准的 传输数据的道理与上述传输话音的一样,不同的只是用异步合 路器及异步分路器分别桦代PCM绵码器及PCM解码器也就是将并 行输入的数据合路为时分复用多路数字信号再加到缓冲存贮器去 反之亦然 请注意,一个缓冲存贮器对应一个通道,但不一定一个通道对 应一个对方站。可能对某个站未分配通道,也可能用几个通道发给 个站 P29 个TDMA卫星通信网中有许多地球站,如何保证每个地球站的突发信号进入 转发器上指定的时隙而不会误入其他时隙造成干扰?在正常情况下,各地球站每 隔一帧发射一个分帧,怎样保证各分帧之间维持严格的时间关系而不互相干扰 前者是所谓初始捕获问题,后者是分帧同步问题,两者统称为TDMA的网同步 问题。即初始捕获与分帧同步是网同步过程中的两个不同阶段。前者要解决的问
P29 一个 TDMA 卫星通信网中有许多地球站，如何保证每个地球站的突发信号进入 转发器上指定的时隙而不会误入其他时隙造成干扰？在正常情况下，各地球站每 隔一帧发射一个分帧，怎样保证各分帧之间维持严格的时间关系而不互相干扰? 前者是所谓初始捕获问题，后者是分帧同步问题，两者统称为 TDMA 的网同步 问题。即初始捕获与分帧同步是网同步过程中的两个不同阶段。前者要解决的问