Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

C H A P T E R 5
Modulation, Multiple Access, and
Impairments
Digital communication formats and transmission systems have long been used
over commercial satellites. To understand how a satellite link actually transfers
information between Earth stations, we must delve into the twin topics of modula-
tion and multiple access. We will quickly see that these relate directly to the analog
or digital format being applied. Also important are the impairments to digital
transmission produced by nonlinearity and nonideal frequency response of the end-
to-end link.
The discussion that follows is reasonably technical and detailed, but the topics
of modulation and multiple access are extremely important to the cost-effective
use of communications satellites. In most networks, the efficiency of transmission
is increased by combining several channels of information with a process called
multiplexing
, creating a
baseband
spectrum in electrical form.
Modulation
is the
process by which the baseband is then impressed on a carrier. The arrangement
and the sequence of these functions for analog and digital formats are shown in
Figure 5.1. In Chapter 4, we touched on the role of modulation in transmitting
user information with adequate circuit quality on a microwave link. The type of
modulation as well as the specific parameters employed also determine how much
traffic the satellite repeater can carry in aggregate. Also, the types of connectivity
and flexibility achieved in serving multiple earth stations depend to some degree
on the modulation system. Those aspects of RF transmission and link connectivity
are referred to as
multiple access
.
5.1
Digital Baseband Signals and Hierarchies
Information in digital form can be represented as a stream of bits, that is, 1s and
0s. A digital baseband, therefore, is a digital stream that is to be transferred by a
communication link or network. The bandwidth of the baseband is defined from
approximately 0 Hz on the low end and up to a highest frequency somewhat
greater than the bit rate. For example, if the bit rate is 10 Mbps, then the baseband
ranges from 0 to approximately 13 MHz. Therefore, the bandwidth to convey the
data is directly proportional to the bit rate of the information itself. The actual
highest baseband frequency is determined by the filtering of the spectrum to control
bandwidth and signal distortion, as discussed later in this chapter. These guidelines
allow for the efficient transfer of the data over wires or coaxial cable. Generally
151

---

152
Modulation, Multiple Access, and Impairments