衛星交換多址(satellite-switched multiple access)是指允許若干個地球站在同一時間向同一衛星轉發器傳送其各自載波的方式。
如果通信衛星採用多波束天線,各波束指向不同區域的地球站,那么同一頻率可以被所有波束同時使用,這就是空分多址(SDMA)。在實際套用中,一般不單獨使用SDMA方式,而是與其它多址方式結合使用。由於TDMA方式的功率、頻率利用充分,且基本上無互調,並可使用性能良好的數字調試方式,通信容量比FDMA大等,所以SDMA與TDMA結合是提高系統容量的一個有效方法。
中文名稱 | 衛星交換多址 |
英文名稱 | satellite-switched multiple access |
定 義 | 允許若干個地球站在同一時間向同一衛星轉發器傳送其各自載波的方式。 |
套用學科 | 通信科技(一級學科),衛星通信(二級學科) |
基本介紹
- 中文名:衛星交換多址
- 外文名:satellite-switched multiple access
- 定 義:衛星轉發器傳送其各自載波的方式
- 套用學科:通信科技(一級學科),衛星通信
概念,工作原理,
概念
衛星交換多址(satellite-switched multiple access)是指允許若干個地球站在同一時間向同一衛星轉發器傳送其各自載波的方式。
如果通信衛星採用多波束天線,各波束指向不同區域的地球站,那么同一頻率可以被所有波束同時使用,這就是空分多址(SDMA)。在實際套用中,一般不單獨使用SDMA方式,而是與其它多址方式結合使用。由於TDMA方式的功率、頻率利用充分,且基本上無互調,並可使用性能良好的數字調試方式,通信容量比FDMA大等,所以SDMA與TDMA結合是提高系統容量的一個有效方法。特別是隨著通信業務量的不斷增長,通信聯絡的多邊化,在站數多、業務量大、衛星頻帶嚴重不足的場合,時分多址和空分多址相結合的方式(SDMA-SS-TDMA)引起了人們極大的注意。IS-V衛星系統就使用了這種體制。
在SS-TDMA方式中,為了在不同的波束覆蓋的區域之間進行通信,通常在星上必須設定一個交換矩陣。此交換矩陣根據預先設計好的交換次序進行高速切換。這樣,A、B、C所三個波束中的地球站除了能和本波束中的地球站通信外,還可以和其它兩個波束中的地球站通信。根據各波束間的通信繁忙程度,選擇合適的交換序列,可以使轉發器利用率達到最大。
工作原理
SS-TDMA和一般TDMA最大的不同點是要準確知道星上交換矩陣的切換時間,從而控制本站發射時間,以保證在準確的時間裡通過交換矩陣,建立嚴格的同步。
3個波束的時隙中,其中各地球站在1幀時間內發兩個分幀,來自3個地球站的上行鏈路幀在衛星上通過交換矩陣重新排列,把所有上行鏈路中發向同一地球站的信號編成一個新的下行鏈路幀,然後通過相應的點波束天線轉發到各地球站。
衛星信道上行是多對一,下行是一對多。為保證無線資源的高效利用,需要定義一種將各波束內上行終端信號統一管理,使各終端信號在到達衛星時不發生重疊,正好落在規定範圍內。鏈路採用TDMA方式。
上行終端發射信息存放在網卡的緩衝器中,網卡將數據按精確的定時發出。接收也根據事先約定時間進行。這種包含同步、無線信號處理、無線資源分配和管理功能的轉發器逐漸形成了星上處理轉發器。其中在衛星交換時分多址(SS-TDMA)系統中,衛星上要配置點波束或區域波束天線還有一個可程式的快速動作的微波交換矩陣,有時又稱微波開關矩陣。它把從不同上行波束達到的突發按要求分別送到不同的下行波束中。衛星上的分配控制單元實施對微波開關矩陣的交換序列控制,使其周期地執行一系列設計好的交換狀態。每一個交換狀態表示上行和下行波束之間的連線關係,這樣使來自各波束的業務突發無衝突地有序地發往指定區域。