微波与卫星通信课件第3章
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无线通信—微波和卫星通信(现代通信技术课件)
• 频分多址 • 时分多址 • 空分多址 • 码分多址
卫星通信多址方式
卫星通信系统
• 卫星通信系统的线路
– 在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条 单跳单工或双跳单工卫星通信线路。
– 单工是指通信的双方分别被固定为发信站和收信站。 发信站发送的信 号只经一次卫星转发后就被接收站接收的卫星通信线路叫做单跳单工 卫星通信线路。
– 发信站发送的信号经过两次卫星转发后被接收站接收的卫星通信线路 叫做双跳单工卫星通信线路。
卫星通信系统
卫星通信系统的分类
– 同步卫星通信系统(GEO)
• 卫星绕地球的运行周期与地球自转同步，而对地 球应相对静止，又称为静止轨道卫星系统。
– 非同步卫星通信系统
• 中轨道卫星系统(ICO或MEO) • 高轨道卫星系统(HEO) • 低轨道卫星系统(LEO)
同步通信卫星的设置和可通信区
• 通信卫星一般是指同步卫星， 同步卫星的轨道是圆形且在赤 道平面上，同步卫星离地面 35785.6公里，飞行方向与地 球自转方向相同时，从地面上 任意一点看，卫星都是静止不 动，这种对地静止的卫星称为 通信卫星。利用三或四颗同步 卫星，就能够使信号基本覆盖 地球的表面。
5.微波设备 微波设备主要由IDU、ODU、中频电缆、天线等部分组成
IDU是室内单元，Indoor Unit。ODU是室外单元， Outdoor Unit。 中频是指发射机将信号载 波变换成发射频率，或者 将接收频率变换成基带的 一个中间频率，一般由系 统架构决定。 而射频，就是天线发射出 去的、在空中传播的电磁 波信号频率。
微波通信
5.微波设备组成
IDU负责完成业务接入、复分接 和调制解调，在室内将业务信
微波与卫星通信(第二版)通信卫星的发射及轨道
通信卫星的发射及轨道
影响卫星发射窗口的有以下几个方面。 (1)光照条件的要求:有些发射卫星对光照条件有要求(中 轨道气象卫星、地球资源卫星、照相侦查卫星);此外,卫星上 的电源基本采用太阳能电池,这些都导致卫星发射时对发射 窗口的光照条件提出了一定的要求。 (2)气象条件的要求:卫星发射开始阶段,其飞行轨迹在大 气层内部,会受到风、雨、雷、电的影响,有可能损坏运载火 箭和卫星的电子设备或影响卫星飞行的姿态及内部结构。因 此在发射窗口的选择上应避开恶劣天气。
通信卫星的发射及轨道
图4-3 范·艾伦带及卫星轨道示意图
通信卫星的发射及轨道
(1)低轨道:通常位于内范·艾伦带之下,轨道高度根据需 求设定。较低的轨道高度有利于降低地面卫星通信系统的接 收和发射功耗,从而降低移动终端的价格,因此移动卫星通信 系统采用的就是这个轨道高度。
(2)中轨道:中轨道的高度在内范·艾伦带之上,一般在 20000km 左右,在这个轨道上的卫星系统主要是避开范·艾伦 带即可。典型的中轨道卫星系统包括美国的 GPS、中国的 北斗系统等。
通信卫星的发射及轨道
中华人民共和国成立后,非常重视运载火箭技术的研究 与使用,在20世纪50年代就开始了新型火箭的研发,并于1970 年4月24日,用“长征”一号成功地发射了我国自主研发的第 一颗人造地球卫星“东方红一号”。经过几十年的发展,我 国已经研发出了多种型号的“长征”系列运载火箭。长征系 列运载火箭具备发射低、中、高不同轨道,不同类型卫星及 载人飞船的能力,同时还具备无人深空探测能力。目前,“长 征”系列运载火箭低地球轨道运载能力达到25吨,太阳同步 轨道运载能力达到15吨,地球同步转移轨道运载能力达到14 吨,成功进入国际商务发射领域。
通信卫星的发射及轨道
微波通信基本原理ppt课件
几个基本概念 费涅耳半径(The Fresnel Radius)
T
F1
R
d1 P
d2
d
图1
第一费涅耳区半径
F1=（λd1d2/d）1/2 F2=（2λd1d2/d）1/2
= (2)1/2 F1
...... Fn=（nλd1d2/d）1/2
= (n)1/2 F1
微波通信的基本原理
• 几个基本概念 • 自由空间的电波传播 • 各种衰落及抗衰落技术 • 微波通信对设计的要求 • 干扰信号
几个基本概念
费涅耳区定义(The Fresnel Zone Definition)
费涅耳区 The Fresnel Zone:
➢ 如果前述定义的一系列费涅耳椭球面，与我们从T或R点出发认定的某一波前面相交 割，在交割的界面上我们就可以得到一系列的圆和环，中心是一个圆，称为第一费 涅耳区。
➢ 其外的圆环（外圆减内圆得到的圆环）称为第二个费涅耳区，再往外的圆环称为第 三费涅耳区、第四费涅耳区...... 第N费涅耳区。
线传播。
即：R e =KR
R为实际地球半径。
K值的实际测量平均值为4/3左右。但实际地段的K值和该地段的气象 有关，可以在较大范围内变化，影响视距传播。
自由空间的电波传播
• 自由空间的定义 • 自由空间损耗的定义 • 自由空间损耗的计算
自由空间的电波传播
自由空间的定义
自由空间 Free Space:
又称为理想介质空间，它相当于真空状态的理想空间。 在这个空间中充满均匀的、理想的介质，它的导电率σ=0，介电常数ε=ε0=109/36π F/m(法拉/米)，导磁系数μ=μ0=4π×10-7 H/m （亨/米）。
几个基本概念
《微波通信原理》课件
个人移动通信的发展
总结词
随着个人移动设备的普及，微波通信在 个人移动通信领域的应用越来越广泛， 为人们提供了更加便捷的通信方式。
VS
详细描述
个人移动通信是微波通信的重要应用领域 之一。通过微波通信技术，人们可以使用 智能手机、平板电脑等移动设备随时随地 进行语音、视频通话和数据传输，极大地 丰富了人们的通信方式和生活方式。
ERA
微波通信定义
微波通信是一种利用微波频段的电磁 波进行信息传输的通信方式。
它利用频率在0.3GHz至300GHz之间 的电磁波，通过定向天线将信号传输 到远方，实现信息的传递。
微波通信特点
传输容量大
微波频段具有丰富的频谱资源 ，可以实现高速、大容量的信
息传输。
传输质量稳定
微波信号在自由空间中传播时 受气象和地形影响较小，传输 质量较为稳定。
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW ERA
《微波通信原理》PPT课件
• 微波通信概述 • 微波通信系统组成 • 微波传播特性 • 数字微波通信原理 • 模拟微波通信原理 • 微波通信的发展趋势与展望
目录
CONTENTS
01
微波通信概述
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
大气中的水蒸气、氧气和气溶胶等成分对微波信号产生吸收和 散射，导致信号衰减。
02
不同的大气条件（如湿度、温度和气压）对微波衰减有显著影
响。
大气衰减随频率增加而增大，因此高频率微波在传播过程中损
03
耗较大。
反射、折射与散射
1
微波遇到障碍物时，会部分地被反射、折射和散 射。
2
障碍物的电导率和介电常数对反射、折射和散射 有重要影响。
卫星通信第3章V3
一类零阶修正贝塞尔函数。Z为直射波分量。定义Rice 因子K为直射波功率与平均多径功率的比值，K值反映 了多径散射对信号分布的影响。
38
当信号的直射波分量被树木、输电线或高的地面 障碍物所遮蔽时，接收信号的强度r1(t)服从对数高斯 条件下的Rician分布，相位服从[0,2]的均匀分布， r1(t)可以表示为
K
K0 K1 K2 0 1 2 2
2
3
3
0 1
(2-13)
40
经验公式（2-13）中的参数值
K
K0=2.731 K1=-0.1074 K2=0.002774
0=2.331 1=0.1142 2=-0.001939 3=1.049×10-5
0=4.5 1=-0.05
30
微波信号通过大气层时产生折射
3.1.4 链路附加损耗（续）
4、电离层闪烁和多径
电离层内存在电子密度的随机不均匀性而引起闪烁，可使 信号产生折射。
电离层中不均匀体的发生和发展，造成了穿越其中的电波的 散射，使得电磁能量在时空中重新分布，造成电波信号的幅度、 相位、到达角、极化状态等发生短期不规则变化。
3.1 链路传播特性（续）
星际链路：只考虑自由空间传播损耗 星-地链路：由自由空间传播损耗和近地 大气的各种影响所确定
4
外逸层（Exosphere） 500 - 64,374 km
热层（热电离层）（Thermosphere） 80 - 500 km
中间层（Mesosphere）
50 - 80 km
26
不同仰角时的雨衰频率特性
降雨衰减系数的频率特性
降雨地区的等效路径长度
3.1.4 链路附加损耗（续）
3、大气折射的影响
38
当信号的直射波分量被树木、输电线或高的地面 障碍物所遮蔽时，接收信号的强度r1(t)服从对数高斯 条件下的Rician分布，相位服从[0,2]的均匀分布， r1(t)可以表示为
K
K0 K1 K2 0 1 2 2
2
3
3
0 1
(2-13)
40
经验公式（2-13）中的参数值
K
K0=2.731 K1=-0.1074 K2=0.002774
0=2.331 1=0.1142 2=-0.001939 3=1.049×10-5
0=4.5 1=-0.05
30
微波信号通过大气层时产生折射
3.1.4 链路附加损耗（续）
4、电离层闪烁和多径
电离层内存在电子密度的随机不均匀性而引起闪烁，可使 信号产生折射。
电离层中不均匀体的发生和发展，造成了穿越其中的电波的 散射，使得电磁能量在时空中重新分布，造成电波信号的幅度、 相位、到达角、极化状态等发生短期不规则变化。
3.1 链路传播特性（续）
星际链路：只考虑自由空间传播损耗 星-地链路：由自由空间传播损耗和近地 大气的各种影响所确定
4
外逸层（Exosphere） 500 - 64,374 km
热层（热电离层）（Thermosphere） 80 - 500 km
中间层（Mesosphere）
50 - 80 km
26
不同仰角时的雨衰频率特性
降雨衰减系数的频率特性
降雨地区的等效路径长度
3.1.4 链路附加损耗（续）
3、大气折射的影响
微波与卫星通信技术 PPT课件
(五) 数字微波信道的干扰和噪声
微波线路的干扰主要来自反馈系统和空间传播引入，一 般有回波干扰、交叉极化干扰、收发干扰、邻近波道干扰、 天线系统同频干扰等。 噪声主要来自设备，如收、发信机热噪声以及本振源 的热噪声等。
5.1.3 数字微波的使用与发展简况
20世纪50年代，数字微波通信起步； 20世纪70年代初，小容量、低频段的数字微波通信系统； 20世纪70年代末，迅速发展，形成了完整的技术系统。 20世纪90年代后，建成基于SDH的数字微波通信系统。 从实用化的70年代算起至今，调制方式由(2PSK)的相移 键控，发展到(1024QAM)的正交调幅方式，其频谱利用率大 大提高。目前由于新的调制方式及频带压缩技术的使用，已 使数字微波的频谱利用率大大提高。传输一路码流为64kb/s 的数字电话，已能被压缩到与一路模拟电话(带宽4KHz)所占 用的信道频谱利用率相当。数字微波具有建站快、成本低、 不须铺设线路的特点，尤其适合于紧急通信、临时通信、无 线接入等用途。
（一）无线电波和频段划分
无线电频段的划分如表5.1所示。
频段名称
长波 中波 短波 超短波（特高频） 微 波 分米波 厘米波 毫米波
频率范围
30～300kHz 300～3000kHz 3～30MHz 30～300MHz 300MHz～3GHz 3～30GHz 30～300GHz
波长范围
10000～ 1000m 1000～100m 100～10m 10～1m 100～10cm 10～1cm 1cm～1mm
（三）大气对微波传播的影响
电磁波传播主要在对流层中完成，对流层对微波传播 的影响主要表现在3个方面： （1）氧气分子和水蒸汽分子对电磁波的吸收； （2）雨、雾、雪等气象微粒对电磁波的吸收和散射； （3）对流层结构的不均匀对电磁波的折射。 当微波中继通信系统的工作频段在10GHz以下时，前 两个方面的影响不显著，只需考虑对流层折射的影响；当 工作频段在10GHz以上时，3个方面的影响都需考虑。
微波与天线第三章教材
式中，w/h是微带的形状比，是微带的导带宽度，为介质基片厚度。
0 min b 2 r
0 min w 2 r
(3-1-12)
第3章 微波集成传输线
2. 微带线 由前述可知， 微带线可由双导体系统演化而来, 但由于在
中心导带和接地板之间加入了介质, 因此在介质基底存在的微 带线所传输的波已非标准的TEM波, 而是纵向分量Ez和Hz必然 存在。下面我们首先从麦克斯韦尔方程出发加以证明纵向分 量的存在。
填充, 此时也是纯TEM波, 其相速vp=c/
c/
。 r由此可见, 实际介 质部分填充的微带线（简称介质微带）的相速vp必然介于c 和
之间。为此我们引入有效介电常数 εe, 令 r
c e v p
2
(3-1-21)
第3章 微波集成传输线
则介质微带线的相速为
第3章 微波集成传输线
特性阻抗Z0、衰减常数α、相速vp和波导波长λg。 1) 特性阻抗Z0由于带状线上的传输主模为TEM模, 因此可 以用准静态的分析方法求得单位长分布电容C和分布电感L, 从 而有
1 Z0 L / C pC
(3-1-1)
式中,相速 P 1/ LC c / r
即将无限薄的导体板垂直插入双导体中间,因为导体板和所有
电力线垂直, 所以不影响原来的场分布, 再将导体圆柱变换成 导体带, 并在导体带之间加入介质材料, 从而构成了微带线。
微带线的演化过程及结构如图 3 - 3 所示。
第3章 微波集成传输线
图 3 – 3 微带线的演化过程及结构
第3章 微波集成传输线
第3章 微波集成传输线
为微带线建立如图 3-5 所示的坐标。介质边界两边电磁场
微波与卫星通信
1.静止卫星通信系统
卫星通信的工作频段与微波通信相同。
图1-4所示的是卫星通信的示意图。
图 卫 星 通 信 示 意 图
1-4
静止卫星是指卫星的运行轨道在赤道
平面内。轨道离地面高度约为35800km
（为简单起见，经常称36000km）。 图1-5所示为静止卫星配置的几何关系
示意图。
图1-5 静止卫星的配置
③ 存在星蚀和日凌中断现象。
④ 有较大的信号传输时延和回波干扰。
1.2 微波通信系统的组成
1.2.1系统组成
一条微波中继信道是由终端站、中间站和 再生中继站、终点站及电波空间组成，如
图1-1（a）所示。
终端站的任务是将复用设备送来的基带信号 或由电视台送来的视频及伴音信号，调制到微波 频率上并发射出去；或者反之，将收到的微波信 号解调出基带信号送往复用设备，或将解调出的
2.微波通信的特点
用于传输频分多路-调频制（FDM-FM） 基带信号的系统叫作模拟制微波通信系统； 用于传输数字基带信号的系统叫作数字微
波通信系统。
“微波、多路、接力”。
“微波”是指微波工作频段宽，它包 括了分米波、厘米波和毫米波三个频段。
“多路”是指微波通信的通信容量大， 即微波通信设备的通频带可以做得很宽。 “接力”是目前广泛使用于视距微波 的通信方式。
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站， 转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间 进行的通信。
卫星通信又是宇宙无线电通信形式之 一，而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象 的无线电通信，它有三种形式：
（1）宇宙站与地球站之间的通信； （2）宇宙站之间的通信； （3）通过宇宙站转发或反射而进行 的地球站间的通信。
目前国际卫星通信组织负责建立的国
卫星通信的工作频段与微波通信相同。
图1-4所示的是卫星通信的示意图。
图 卫 星 通 信 示 意 图
1-4
静止卫星是指卫星的运行轨道在赤道
平面内。轨道离地面高度约为35800km
（为简单起见，经常称36000km）。 图1-5所示为静止卫星配置的几何关系
示意图。
图1-5 静止卫星的配置
③ 存在星蚀和日凌中断现象。
④ 有较大的信号传输时延和回波干扰。
1.2 微波通信系统的组成
1.2.1系统组成
一条微波中继信道是由终端站、中间站和 再生中继站、终点站及电波空间组成，如
图1-1（a）所示。
终端站的任务是将复用设备送来的基带信号 或由电视台送来的视频及伴音信号，调制到微波 频率上并发射出去；或者反之，将收到的微波信 号解调出基带信号送往复用设备，或将解调出的
2.微波通信的特点
用于传输频分多路-调频制（FDM-FM） 基带信号的系统叫作模拟制微波通信系统； 用于传输数字基带信号的系统叫作数字微
波通信系统。
“微波、多路、接力”。
“微波”是指微波工作频段宽，它包 括了分米波、厘米波和毫米波三个频段。
“多路”是指微波通信的通信容量大， 即微波通信设备的通频带可以做得很宽。 “接力”是目前广泛使用于视距微波 的通信方式。
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站， 转发或反射无线电波，在两个或多个地球站之间 进行的通信。
卫星通信又是宇宙无线电通信形式之 一，而宇宙通信是指以宇宙飞行体为对象 的无线电通信，它有三种形式：
（1）宇宙站与地球站之间的通信； （2）宇宙站之间的通信； （3）通过宇宙站转发或反射而进行 的地球站间的通信。
目前国际卫星通信组织负责建立的国
【优质】微波与卫星通信的天线馈线系统解析PPT资料
② 边对边去耦
从第2号天线发射的一部分能量泄漏到 与它并排安装并且指向相同的第1号接收天 线，如图1-8虚线箭头所示，这种耦合叫做 边对边耦合。要求天线应对这种耦合具有 足够的去耦。
③ 背对背去耦
第2号天线发射的一部分能量泄漏到 第3号天线；或者第3号天线的一部分能 量泄漏到第2号天线。在图1-8中由虚线 箭头示出，这种耦合叫做背对背耦合。 天线对这种耦合也应具有足够的去耦度。
合，互为干扰，分别成为与之正交的主极化波的寄生波。 从而可以获得水平方向的平面波波束，以实现定向发射。
波瓣宽度：在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低 微波通信的天线系统：卡塞格林天线
故室外的馈线系统用圆波导馈线较多。
3dB（功率密度降低一半）的两点间的夹角被定义为波 旁瓣如果大，会影响其它天线的通信。
在采用双极化的微波天线中，由于天线本身结构的不均匀性及不对称，不同极化波（即垂直极化波和水平极化波）可在天线中互相耦
合①，反互向瓣为防干卫宽扰度，分度别成（为与又之正交称的主为极化波波的寄束生波宽。 度或主瓣宽度或半功率角）。 但是主瓣张角过小，当气象条件变化时，传播方向 波长越短，增益越高。
波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。
水平极化（H）：是指无线电波的振动方向是 水平方向。例如：我们拿一条绳子左右抖动， 产生的波是左右波动。
垂直极化（V）：是指无线电波的振动方向是 垂直方向。例如：我们拿一条绳子上下抖动， 产生的波是上下波动。
天线馈线系统的形式
天线馈线系统一般是指天线口面至下 密封节包括的天线和波导部件。
型式
返回
λ为波长
ηA为口面利用系数 结论：口面越大，增益越高；
波长越短，增益越高。
《微波通信技术》课件
抗干扰能力强
微波信号在空中传播，不易受到地面障碍物的影响，具有较强的抗干 扰能力。
灵活性高
微波通信设备轻便，易于安装和移动，适用于各种复杂环境下的通信 需求。
长距离通信
微波信号在自由空间中传播，能够实现较远距离的通信，适用于城市 间、区域间的通信。
挑战
传输损耗 大气干扰 多径效应 频谱资源有限
随着传输距离的增加，微波信号的能量会逐渐损耗，导致信号 强度下降。
微波信号在空间传播时，会随着距离的增 加而逐渐衰减。
视距传播
地面反射
微波信号在视距范围内传播时，可以不受 建筑物、地形等因素的阻挡。
微波信号在地面传播时，可能会受到地面 的反射作用，影响信号的传输调技术
01
调频（FM）调制
通过改变微波信号的频率以传递信 息。
调幅（AM）调制
展望
未来微波通信技术的发展方向
01
随着技术的不断进步和应用需求的增加，未来微波通信技术将
朝着更高频段、更高速度、更可靠的方向发展。
5G和6G通信技术中的微波通信
02
5G和6G通信技术将大量使用毫米波和亚毫米波频段，这些频段
的信号传输将依赖于微波通信技术。
微波通信与其他技术的融合
03
未来微波通信将与光通信、量子通信等技术融合，形成更加高
据容量的传输。
软件定义无线电技术
软件定义无线电技术将使微波通信设 备更加灵活和可配置，适应不同的通
信需求和频谱环境。
智能化天线技术
利用智能天线技术，实现定向波束传 输和接收，提高信号质量和抗干扰能 力。
5G融合发展
微波通信将与5G等新一代移动通信技 术融合发展，共同推动无线通信技术 的进步和应用。
微波信号在空中传播，不易受到地面障碍物的影响，具有较强的抗干 扰能力。
灵活性高
微波通信设备轻便，易于安装和移动，适用于各种复杂环境下的通信 需求。
长距离通信
微波信号在自由空间中传播，能够实现较远距离的通信，适用于城市 间、区域间的通信。
挑战
传输损耗 大气干扰 多径效应 频谱资源有限
随着传输距离的增加，微波信号的能量会逐渐损耗，导致信号 强度下降。
微波信号在空间传播时，会随着距离的增 加而逐渐衰减。
视距传播
地面反射
微波信号在视距范围内传播时，可以不受 建筑物、地形等因素的阻挡。
微波信号在地面传播时，可能会受到地面 的反射作用，影响信号的传输调技术
01
调频（FM）调制
通过改变微波信号的频率以传递信 息。
调幅（AM）调制
展望
未来微波通信技术的发展方向
01
随着技术的不断进步和应用需求的增加，未来微波通信技术将
朝着更高频段、更高速度、更可靠的方向发展。
5G和6G通信技术中的微波通信
02
5G和6G通信技术将大量使用毫米波和亚毫米波频段，这些频段
的信号传输将依赖于微波通信技术。
微波通信与其他技术的融合
03
未来微波通信将与光通信、量子通信等技术融合，形成更加高
据容量的传输。
软件定义无线电技术
软件定义无线电技术将使微波通信设 备更加灵活和可配置，适应不同的通
信需求和频谱环境。
智能化天线技术
利用智能天线技术，实现定向波束传 输和接收，提高信号质量和抗干扰能 力。
5G融合发展
微波通信将与5G等新一代移动通信技 术融合发展，共同推动无线通信技术 的进步和应用。
微波通信课件
20世纪80年代
注：微波传输中，传输容量在10M以下的称为小容量，在10~100M之间的称为中容量，大于100M的称为
构
制式
数字微波 模拟微波
复用 方 式
PDH SDH
全室内型微波（Trunk MW）
结构 分体式微波（Split MW）
按站 点类
型
终端站 中继站 枢纽站
Page 13
HSB (hot stand-by, 热备份)，FD (frequency diversity, 频率分集) 和SD (space diversity, 空间分集) 三种模式： 热备份：两套完全相同的单元同时工作，其中一套作为另一套的备份，当工作单元故障时，可以及时切换到备份单元上； 频率分集：发送端使用2个不同频点发送相同信号，由于传输过程中不同频率衰落程度不同，接收端进行选收、合成以改善传 输质量； 空间分集：发送端通过1个相同频点发送相同信号，由于传输过程中不同空间位置衰落程度不同，接收端在不同高低位置接收 后进行选收以改善传输质量。SD时，备用通道静默，不发送信号，只接收信号。
微波主要应用（续）
回传链型组网
回传树型组网
回传终端站
微波保护方式
“1+0”和”1+1:“1+0”为无保护，即同一链路上的高站 (或低站) 只有1个ODU，当这个ODU出现故障时，该跳链路 无法正常通信；“1+1”为有保护，实现备份，提高了系统的可用度。在“1+1”情形下同一链路上的高站 (或低站) 就 有2个 ODU。一般来说，HSB是最普通、最常见的，SD次之但少很多，FD最少。
RTN 产品是接入和汇聚层微波设备，可以直接接入RNC和BSC，也可以通过本地回传网接入RNC和BSC。 RTN 产品提供多种类型的接口和业务承载技术以适应本地回传网络的类型。本地回传网络可以是TDM网络或者PSN网络。 RTN 产品支持EoSDH/EoPDH功能和ML-PPP功能，分组业务可以穿越TDM网络进行回传。 RTN 产品支持PWE3仿真，TDM业务、ATM业务和以太网业务可以穿越分组交换网络进行回传。 RTN 产品支持VLAN子接口功能，MPLS分组业务可以穿越二层网络进行回传。
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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的应用特点
频分多址方式是早的多址方式，其最突出的
特点是简单、可靠和易于实现。
所以信道分配方式采用按申请分配 即按需分配
3．星上交换SS-FDMA
在多波束环境（空分复用）中工作的卫星系统 为实现地球站间的通信，寻址时常采用星上交换 (SS-FDMA)方式。
◆上行线路和下行线路 各包含三个波束 ◆每个波束均使用同一 组频率
SS-FDMA卫星转发器方框图
其频率配置方案是事先设计好的
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方式开始介绍。
（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的频率配置
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，其频率分配如图所示：
1.每载波多路MCPC-FDMA方式
发往B、C、D站 的各路信号
分配给站A的 射频频谱
每载波多路MCPC-FDMA的分类：
按每路采用的基带信号复用类型可将MCPC分为
① FDM-FM-FDMA
各路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某一个载波频率上 最后再以FDMA方式发射和接收
3.1 多址技术与信道分配技 术的概念
多址技术—— 指在卫星覆盖区内的多个地 球站，通过同一颗卫星的中继建立两址和多址之 间的通信技术。 解决的关键问题：
① 便于卫星识别与区分各地球站的信号。
② 各地球站如何从卫星转发的信号中识别出应接收 的信号。
3.1.1 信道分配方式
指如何进行信道分配，根据采用的多址方式的 不同，其信道的内含而不同： FDMA—— 指各地球站所占用的转发器的频段
与PCM-PSK-SCPC系统结构相比，在DMPSK-SCPC中进行了如下调整。 ① 用DM编码/译码器代替PCM编码/译码器 ② 采用BPSK调制/解调 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。
2.按需分配的SCPC系统（SPA音信号的传输过程
话音信号的传输格式：
根据奈奎斯特准则，以8kHz进行抽样 量化采用A律13折线压扩特性
编码采用7bit构成一个码字
PCM信源编码速率为56 kbit/s
每32个码字前插入一个32bit的消息开始代码SOM构成 一帧信号（256bit）
此时信息速率变为：
空分多址访问（SDMA）——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。
例如：在一个卫星上使用多个天线，各个天线的波 束分别射向地球表面的不同区域。这样，地面上不同区域 的地球站即使在同一时间使用相同的频率进行通信，也不 会彼此形成干扰。 空分多址是一种信道增容的方式，可以实现频率的 重复使用，有利于充分利用频率资源。空分多址还可以与 其它多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如 “空分-码分多址（SD-CDMA）”
第3章 卫星通信的多址方式
本章主要对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
② TDM-PSK-FDMA
各路基带模拟信号以时分复用方式复用在一起 然后以调相方式调制到某一个载波频率上 最后再以FDMA方式发射和接收
2．每载波单路SCPC-FDMA方式
每个载波中只传送一路信号
无需基带复用 基带滤波 基带去复用
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
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。 如图所示：
若上下行线路各包含四个地球站，要实现相互通信，画出 其卫星转发器方框图？
3.2.3 SCPC系统
SCPC是英文Single Channel Per Carrier的 缩写，是每载波单路的FDMA方式。 SCPC 模拟SCPC系统 数字SCPC系统 按需分配SCPC
预分配SCPC
1． 预分配的SCPC
3．动态分配
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。
4．随机分配
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
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3-10 所示），这就是说，每个地球站可以每隔
50ms向信道申请一次。
② 按需分配方式下的通信过程
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。 具体过程如下：
SOM：为了解决倒π现象，同时用来确定帧同步 字头：为了正确恢复出原话音信号并提高系统的信 道利用率，包括载波恢复码40bit和位定时恢复码80bit
④ 数据信号的传输过程
在SCPC系统中，也可以传输数据信息。由
于数据信号是以连续发送的形式进行的，所以能
够正确恢复出载波信号及定时信号。
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。
码分多址访问（CDMA）——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。
采用CDMA技术可以比时分多址方式容纳 更多的用户。这种技术比较复杂，现已为不少移 动通信系统所采用。在第三代移动通信系统中， 就采用宽带码分多址技术。
按需分配-多址连接单元
公用传信信道
（1）当来自长途局的地面线路出现呼叫请求时，该请求 被地面接口单元接收，并将其交给地面站，由交换处理器
（SSP）记录该用户申请。
（2）SSP根据当前线路使用情况给出可供使用的空闲信道 号和包括通信对方SPADE终端号码在内的一系列分配码， 通过公用传信信道（CSC）发送出去。 （3）该呼叫信息被所有SPADE站接收，并及时更新SSP忙
其中话音通信部分与预分配的SCPC系统相同，
所以重点介绍公共信道部分。
① 公共信令信道的信令格式
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。
地球站在自己的时隙中以2DPSK的形式发送分 帧信号。
用于多址连接
用于帧同步
用于测试
信息速率为128kbit/s
② 公共信道工作特性
时分多址访问（TDMA）——以时间为参量 来进行分割，其频率和空间是无法分开的，不同 的信号占据不同时间段，彼此互不重叠。 即让若干个地球站共同使用一个信道。但是 占用的时间不同，所以相互之间不会干扰。显然， 在相同信道数的情况下，采用时分多址要比频分 多址能容纳更多的用户。现在的移动通信系统多 数用这种多址技术。
纳起来可分为： 频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA） 码分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）
频分多址访问（FDMA）——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。 即让不同的地球通信站占用不同频率的信道 进行通信。因为各个用户使用着不同频率的信道， 所以相互没有干扰。早期的移动通信就是采用这 个技术。
SPADE大大提高了有限信道的利用率
（1）SPADE的频率配置
在采用SPADE方式工作的卫星通信系统中，
通常将一个卫星转发器的一部分频率配置为公用传
输信道（CSC），而另一部分频率配置为话音通道
（CH）。 配置方式与PCM-PSK-SCPC相同
图3-10 SPADE系统的频率配置
（2）终端设备结构 （3）按需分配方式下的信息传递过程
就是按时预分配（TPA）方式。
TPA比FPA的信道利用率高 但仍只适用于大容量通信线路
2．按需分配方式
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。
为实现该种分配方式，必须在卫星转发器上
单独划出一个频段，专门作为公用信道，用于地
内容，随后拆除所建立的线路连接，使之出于空闲状态。
3.3 时分多址技术
回顾频分多址技术：处理过程需要用到多个载波，卫
星转发器的功率放大器为非线性器件，工作时容易产
生互调干扰！
研发出时分多址技术—— 利用时隙区分地址
3.3.1 时分多址的概念及其应
用特点 1．TDMA的基本概念
按时分多址方式工作的系统——分配给各地
卫星略去
优点：载频专用，连接设备简单，基本无需控制设备 缺点：使用不灵活，只有在业务量高的时候通信效率 才高，业务量低时信道利用率低。 此分配制度只适用于业务量大的信道