1、1衛星通信中的多址技術衛星通信中的多址技術及其發展及其發展21多址技術的概念和問題的本質 多址技術一直都是無線通信的關鍵技術之一，甚至是移動通信換代的一個重要標志。 多址技術所要解決問題的特點是：通信（子）網中的登記用戶數常常遠大于同一時刻實際請求服務的用戶數。其實就是研究如何將有限的通信資源在多個用戶之間進行有效的切割與分配，在保證多用戶之間通信質量的同時盡可能地降低系統的復雜度并獲得較高系統容量的一門技術。其中對通信資源的切割與分配也就是對無線信號空間的劃分，在不同的維上進行不同的劃分就對應著不同的多址技術。3 常見的維有信號的時域、頻域和空域，此外還有信號的各種擴展維。 信號空間劃分的目

2、標是要使得各用戶的無線信號之間在所劃分的維上達到正交，這樣這些用戶就可以共享有限的通信資源而不會相互干擾。4 多址技術的選擇應用在不同的應用領域往往有著不同的評價指標。 三種常見的信號空間劃分方法，分別對應于時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）和空分多址（SDMA），其他在各種擴展維上進行信號空間的劃分方法在原理上則是類似的。 下面對這些多址技術進行較為全面的闡述，特別是無線通信中一些新近發展的多址技術。5 頻分多址（FDMA）是應用最早的一種多址技術，AMPS、NAMPS、TACS、NTT和JTACS等第一代移動通信系統所采用的多址技術就是FDMA，此外在衛星通信中FDMA也得到了廣泛

3、的應用。 時分多址（TDMA）在第二代移動通信系統中得到了廣泛應用，如GSM、NADC和PACS等；此外在不少新建的衛星通信系統中也有所采用。 空分多址（SDMA）是一種新發展的多址技術，在由中國提出的第三代移動通信標準TDSCDMA中就應用了SDMA技術；此外在衛星通信中也有人提出應用SDMA。分類分類6 擴頻多址（SSMA）系統的共同特點之一是擴頻，也就是說用于傳輸信息的信號帶寬遠大于信息帶寬；共同特點之二是在擴頻的實現上，不論通過什么途徑擴頻，但基本都是用一組優選的擴頻碼進行控制，正因為此，擴頻多址又稱為碼分多址（CDMA）。或者說，CDMA是在信號的擴展維編碼維上對無線信號空間進行劃分

4、。顧名思義，碼分多址就是給每個用戶分配一個唯一的擴頻碼（或稱地址碼），通過該擴頻碼的不同來識別用戶。7擴頻多址（SSMA） 對于擴頻碼的選擇要求比較苛刻，但實際中通常是準正交性，即自相關性很強，而互相關性很弱；出于系統容量的考慮，對于特定長度的地址碼集還要求其能夠提供足夠多的地址碼 在統計特性上要求地址碼類似白噪聲以增強隱蔽性，這在軍事通信中尤為重要；為了提高處理增益應選擇周期足夠長的地址碼；而為了便于實現則應選擇產生與捕獲容易和同步建立時間較短的地址碼。8 這是用得比較多的一種擴頻多址方式。眾所周知，DSCDMA在現在的第二代移動通信中已經得到了成功應用；而且它還是第三代移動通信的核心技術，

5、在IMT2000的眾多標準中，大部分都采用了DSCDMA。此外，在軍事通信和衛星通信中，DSCDMA也都受到了青睞。1.1直接序列碼分多址（DSCDMA）9 從原理上來說，DSCDMA是通過將攜帶信息的窄帶信號與高速地址碼信號相乘而獲得的寬帶擴頻信號。收端需要用與發端同步的相同地址碼信號去控制輸入變頻器的載頻相位即可實現解擴。根據Shannon定理，在信號平均功率受限的白噪聲信道中，系統的極限信息傳輸速率C（b/s）與信道帶寬B（Hz）、信噪比S/N之間應滿足如下的約束關系： -C=Blb(1+S/N) 10 跳頻碼分多址（FHCDMA）在民用通信中并不多見，但在軍事抗干擾通信中則是一種常見的

6、通信方式。FHCDMA的基本原理是優選一組正交跳頻碼（地址碼/擴頻碼），為每個用戶分配一個唯一的跳頻碼，并用該跳頻碼控制信號載頻在一組分布較寬的跳頻集中進行跳變。事實上，我們可以簡單地將FHCDMA看作是一種由跳頻碼控制的多進制頻移鍵控（MFSK）。1.2 跳頻碼分多址（FHCDMA）111.2 跳頻碼分多址（FHCDMA） 當然從每一時隙來看我們也可以將其視為一種FDMA；但與普通FDMA的最大不同是，FHCDMA的頻率分配是由一組相互正交的具有偽隨機特性的跳頻碼來控制實現的，所以我們仍然將其歸屬于碼分多址，同時它又是一種擴頻多址。因為，雖然單獨從每一跳變時隙的內部來看，FHCDMA是一個窄

7、帶系統，但從一個較長時間的整體效應來看，FHCDMA就是一個寬帶擴頻系統。從抗干擾的角度來區分FHCDMA與上述的DSCDMA，FHCDMA就是一種依靠跳頻碼控制的快速“躲避式”抗干擾技術。121.3 跳時碼分多址（THCDMA） 跳時碼分多址（THCDMA）同樣主要是用在軍事抗干擾通信領域。與FHCDMA不同的是，THCDMA用一組正交跳時碼控制各個用戶的通信信號在一幀時間內的不同位置進行偽隨機跳變；所以，THCDMA可以看作是一種由偽隨機碼控制的多進制脈位調制（MPPM）。顯然THCDMA是一種碼分多址；同時由于信號在時域的壓縮意味著信號在頻域的擴展，所以THCDMA也是一種擴頻多址。為了

8、進一步提高抗干擾性能，THCDMA通常都是與其他擴頻技術如跳頻混合使用。131.4 混合碼分多址（HCDMA） 混合碼分多址（HCDMA）是指碼分多址之間或是碼分多址與其他多址方式之間混合使用的多址方式，以達到克服單一多址方式使用的弱點，而獲得優勢互補的效果。組合的具體方式多種多樣，如在碼分多址方式之間的常用組合形式有：跳頻與跳時相結合的FH/THCDMA、跳頻與直接序列相結合的FH/DSCDMA、跳時與直接序列相結合的TH/DSCDMA；而碼分多址與其他多址方式的組合形式有：FDMA與DSCDMA相結合的FD/DSCDMA、TDMA與DSCDMA相結合的TD/DSCDMA以及TDMA與FHC

9、DMA相結合的TD/FHCDMA，等等。142.CDMA(DS-CDMA)技術 CDMA（DSCDMA）是第三代移動通信的核心技術之一，而OFDM（正交頻分復用）則被認為是*移動通信的核心技術。OFDM源于多載波調制（MCM）技術，實際是MCM的一種，但與其不同的是OFDM要求用于調制的多路載波相互正交。正是由于子載波之間的正交性，OFDM允許各子信道的頻譜相互交疊而不致相互干擾；這一點也是與傳統FDMA極為不同的地方。顯然，OFDM的頻譜利用率較高，此外還具有抗衰落和抗碼間干擾能力強等特點11；特別地，OFDM被認為是適應于以多媒體業務為中心的未來移動通信對無線環境中寬帶、高速數據傳輸需求的理想調制技術。實際上，OFDM已經被廣泛應用于DAB、DVB、ADSL、VDSL和IEEE 802.11a之中，此外無線城域網標準IEEE 802.16和802.16a也都是基于OFDM技術的。15CDMA（DSCDMA） -OFD