地面終端設備

經由通信設施向計算機輸入程式和數據或接收計算機輸出處理結果的地面設備。

簡介

根據地球站通信方式的不同，需配置各種相應的地面終端設備(GTE)。

詳細介紹

1．模擬終端設備

（1）多路復用的FDMA系統　　FDM多路電話信號，是將各路用戶信號頻譜分別搬移到互不重疊的頻段中，然後在單一通道中同時傳輸。圖1所示的是CCITT標準化的FDM多路電話頻譜排列方案：單話路的頻帶為0.3～3.4kHz，頻寬3100Hz；12路話路分別對64、68……108kHz等12個副載波調幅且各取下邊帶，構成60～108kHz的一個“基群B”，基群中各話路占用頻寬為4kHz，也就是相鄰話路有0.9kHz保護帶(其實現方法見圖2)；每5個“基群B”分別對420、468、516、564、612kHz的副載波調幅且各取下邊帶，組成312～552kHz 的“超群”，一個超群含60條話路。超群對612kHz副載波調幅取下邊帶，構成60～300kHz 的超群1，而圖中超群2 未作頻率變換直接排列上的。兩超群之間有12kHz保護帶。在衛星通信中，為了有效利用頻帶，還用一個基群對120kHz副載波調幅取下邊帶，構成12～60kHz的基群。
此外，衛星通信還充分利用了0～12kHz的頻帶作為勤務電路用。
① 頻分多路的基本特性把衛星轉發器的可用射頻頻帶分割成若干互不重疊的部分，分配給各地球站所要傳送的各個載波使用。因此，在FDMA方式中，各載波的射頻頻率不同。傳送的時間雖然可以重合，但各載波占用的頻帶是彼此嚴格分開的。
如何實現頻分多址，有若干不同的方案。圖3所示是目前仍在使用的 FDM—FM—FDMA方案。頻分多路載波設備用於多址連線的FDMA載波，這種設備與地面微波系統中使用的設備基本相同，但為了充分利用頻譜，基帶從12kHz開始，而不是從60kHz開始。由於衛星通信是多址連線，故發射載波設備可以幾個方向共用，而接收載波必須從每個接收方向的基帶中選出本站應該接收的超群或群信號，因此在地球站中，接收載波設備總是多於發射載波設備的。
② 頻分多路(FDMA)地球站設備組成見圖2所示。
（2）電視及伴音廣播系統
傳送電視的GCE系統與電話載波系統基本相似，故不再敘述，這裡只對伴音副載波設備作簡單介紹。
伴音副載波設備中，伴音信號先調製在6.6MHz(或6.65MHz)的副載波上，再將此副載波與頻帶為0～6MHz(5MHz)的視頻信號組合成一個基帶信號，然後經一套上行設備發射出去。接收時，將解調後經視頻均衡器輸出的基帶信號送至伴音副載波設備，使伴音副載波與視頻分離，再進一步解調出伴音信號。圖16.21為典型的伴音副載波設備方框圖(雙路立體聲伴音有兩個副載波)。
2．數字終端設備
（1）SCPC終端設備
SCPC方式易於擴容和改變網路結構(網狀、星狀網)。但單話路成本高，故僅適用於小容量通信業務(少於10條話路)。SCPC方式一般採用數字通信技術，系統不但可以通電話、電報，也可以進行中、高速數據傳輸。圖3所示為SCPC設備組成框圖。
（2）SCPC設備組成
SCPC設備主要由中頻分系統、信道單元系統兩大部分組成。
中頻分系統的輸入輸出分別與地球站上、下變頻器相接，輸入輸出接口頻率為70MHz±18MHz。
② 信道單元可分為數字信道單元和話音信道單元兩種。數字信
FDMA方式(FDM—FM—FDMA)

圖1

道單元為QPSK調相方式，插入1/2、3/4、7/8(FEC)編解碼器，完成64kbit/s速率的數據傳輸。話音信道單元根據編碼方式可選用QPSK調相方式或BPSK調相方式，前者適用於64kbit/s PCM編碼方式，後者適用於32kbit/s CVSD編碼方式。
③ SCPC的工作方式
在SCPC的工作方式中，通信雙方地球站，通一路話時，各占一條頻率間隔為45kHz衛星通道。在預分配工作方式時衛星頻道一一指定給各地球站。因此，衛星頻道如何劃分十分重要。
為了有效、充分地利用衛星頻率資源，衛星轉發器的各個載頻，不是固定分配給各地球站，而是為通信系統中各地球站所共有，各地球站需要時，須隨機申請使用載頻，用畢歸還系統，供其他地球站使用。為此推出了按需分配方式(SPADE、DAMA)系統。該系統設定有專用公用信道、話音信道，公用信道為系統信令專用信道，負責系統通信網內電路隨機分配，根據實時動態按需分配給相應的地球站完成通信聯絡。
（3）時分多址(TDMA)系統① TDMA通信系統的主要特點該系統中的各地球站只能在規定的時隙內以突發的形式發射本站的已調信號，此信號通過轉發器時在時間上是嚴格按時間的次序排列、互不重疊的。一個重複周期稱為一幀，每幀又分成若干時間段稱為分幀。
系統內設定基準站，它的任務是發射“基準突發”標誌幀作為系統起始，並作為各通信站傳送“訊息突發”的定時基準。實際工作中，基準站通常由某一通信站兼任。同時還指定另一個站作為備份基準站，一旦基準站出現故障，它自動承擔傳送基準突發的任務，確保通信不致中斷。
② TDMA通信系統工作原理
圖3所示為TDMA通信系統工作示意框圖。
不同生產廠家其系統的幀結構是不同的，但完成的任務差不多。作為一種典型的結構，幀的長度一般取PCM抽樣周期125µs的整數倍，本例幀長750µs。每一幀包括一個基準分幀及若干個訊息分幀。訊息分幀的數目就決定了系統容納的站數或地址數。
③ TDMA幀結構圖4給出典型TDMA幀結構說明如下：
a．訊息突發
訊息突發由報頭和訊息信號兩大部分組成。報頭又稱為前置碼，它包括載波恢復(CR)信號和比特定時恢復(BTR)信號、獨特碼(UW)、站址識別(SIC)信號、指令信號(OW)、勤務聯絡(SC)信號。
Ⅰ CR信號和BTR信號提供接收端所必須的載波同步和比特同步信號。典型CR和BTR各30bit長。
Ⅱ UW是一種特殊的不容易為隨機比特所仿造而造成錯誤檢測的碼組，以此作為該突發的時間基準。
Ⅲ 典型SIC碼長8bit，其中6bit表明站址，另2bit表明突發基準站還是備用站。
Ⅳ OW傳送通道分配指令，典型2bit長。
Ⅴ SC信號為各站間傳送勤務聯絡信息，長度50bit。
b．基準突發：除沒SC信號外，其他與訊息突發的結構相同。它的獨特碼是作為一幀開始的時間基準。
c．保護時間：由於系統定時不準確，地球站與衛星之間距離變化等因素，會使各站的突發通過轉發器的時間上產生一定漂移，前後的突發就可能在時間上發生重疊，為避免此現象，突發之間留有一定時間空隙作為保護時間。
④ TDMA設備組成TDMA收發系統主要是在定時器的控制下，通過緩衝存儲器來完成收發的。傳送基本設備包括話音基帶單元、基帶合路器、QPSK調製器、TDMA定時控制單元和報頭髮生器。接收基本設備包括QPSK解調器、報頭檢測器、TDMA定時單元、基帶分路器及話音基帶解碼器。
TDMA收發系統主要是在定時器的控制下，通過緩衝存儲器來完成的。圖5給出了TDMA設備基本組成框圖供參考。