С61 Спутниковые системы связи: Учебное пособие для вузов

разделением сигналов по частоте (МДЧР);
•
разделением сигналов по времени (МДВР);
•
кодовым разделением сигналов (МДКР).
5.2. Многостанционный доступ с частотным
разделением
Многочастотный доступ с частотным разделением (МДЧР, Fre-
quency Division Multiple Access, FDMA) является наиболее простым
и распространенным способом выделения сигналов, предназначенных

---

76
Р а з д е л 5
данной ЗС как в аналоговых, так и цифровых ССС. При МДЧР каж-
дая ЗС передает свои сигналы в отведенном ей участке полосы про-
пускания ретранслятора.
Основной недостаток такого способа раз-
деления — уменьшение пропускной способности по сравнению с од-
носигнальным режимом, вызванное необходимостью уменьшения на
4...6 дБ мощности выходного усилителя-ретранслятора из-за появле-
ния интермодуляционных помех. Кроме того, в этом случае необходи-
ма высокая стабильность частоты и мощности сигнала, излучаемого
каждой ЗС. В системах с МДЧР передача может осуществляться как
многоканальными сигналами, так и одноканальными с использовани-
ем принципа передачи «один канал на несущую» (ОКН). Метод ОКН
применяют в основном в сети станций с небольшим числом каналов.
Основное преимущество метода состоит в возможности реализации
принципа предоставления каналов по требованию (ПКТ). Метод МД-
ЧР широко используется в ССС «Интерспутник», Inmarsat, Interlsat
и национальных ССС многих стран.
5.3. Многостанционный доступ с временным
разделением сигналов
При способе разделения сигналов МДВР (Time Division Multiple
Access, TDMA) в стволе ретранслятора организуется ретрансляция
сигналов наземных станций по очереди. За земной станцией закреп-
ляется на все время работы или на некоторый сеанс связи временное
окно в некотором общем кадре и положение этого окна во времени
повторяется в каждом из кадров.
В своем временн´
ом отрезке (окне) земная станция передает па-
кет двоичных символов, состоящий из преамбулы и пакета данных.
Преамбула содержит биты синхронизации приемника по несущей час-
тоте (отрезок несущей частоты), по тактовой частоте символов (меан-
др), адресную информацию и символы сигнализации (рис. 5.1). Одна
из станций сети связи является ведущей и излучает кадровый сигнал
синхронизации, который принимается всеми станциями сети и служит
для синхронизации всех земных станций.
Достоинством метода МДВР по отношению к МДЧР является от-
сутствие перекрестных помех в ретрансляторе, поскольку в любой
Ðèñ. 5.1.
Передача пакетов при МДВР

---

Методы многостанционного доступа и предоставления каналов
77
момент времени усилитель мощности ретранслятора КА усиливает
сигнал только от одной станции и вследствие этого усилитель мощнос-
ти может работать все время в режиме, близком к режиму насыщения.
Так как в радиолинии с целью минимизации помех между соседними
частотными стволами используются сигналы со спектром Найквиста,
то усилитель мощности не должен искажать форму импульсов сиг-
нала. В противном случае в режиме насыщения усилителя мощнос-
ти радиоимпульсы примут прямоугольную форму со спектром типа
(sin
x
)
/x
, что создаст сильные помехи соседним стволам. Поэтому при
МДВР усилитель мощности ретранслятора КА должен также рабо-
тать в квазилинейном режиме. Ввиду небольшого пик-фактора сиг-
налов Найквиста усилитель мощности ретранслятора должен иметь
смещение рабочей точки
P
с
/P
0
от
−
1 до
−
1,5 дБ.
По сравнению с МДЧР спутниковые системы с МДВР имеют два
недостатка:
•
при требуемой одинаковой средней излучаемой мощности земных
станций и диаграмме направленности антенны ретранслятора пи-
ковая мощность излучения земной станции при МДВР должна
быть в
n
≫
1
раз больше, чем при МДЧР, где
n
— число ка-
налов (временных окон) в системе. Это усложняет и удорожает
наземную станцию;
•
возможности адаптации отдельных радиолиний по энергетике ог-
раничены и могут быть реализованы только за счет изменения
скорости передачи информации и скорости кодирования, что не-
желательно.
Ðèñ. 5.2.
Концепция узко-
го индивидуального пры-
гающего луча при МДВР
Энергетические возможности систе-
мы связи с МДВР могут быть многок-
ратно увеличены, если перейти от широ-
кого луча антенны ретранслятора, пок-
рывающего всю зону обслуживания КА,
к прыгающему узкому приемо-передаю-
щему лучу ретранслятора. Этот луч на-
правляется на земную станцию в момент
прихода на ретранслятор пакета инфор-
мации, предназначенной для нее, и пере-
направляется на другую земную станцию
сразу же после окончания передачи паке-
та. Концепция построения такой системы
с МДВР иллюстрируется рис. 5.2.
Энергетический выигрыш в радиоли-
ниях в дБ в этом случае будет равен раз-

---

78
Р а з д е л 5
нице в коэффициентах усиления антенны ретранслятора с узким лу-
чом и антенны с лучом, покрывающим одновременно всю зону обс-
луживания. Этот выигрыш в энергетике радиолиний может быть бо-
льшим и используется для уменьшения излучаемой ретранслятором
мощности сигналов, уменьшения диаметров антенн земных станций,
уменьшения мощностей излучения этих станций и др.
Высокие энергетические характеристики спутниковой системы
связи с адаптацией к условиям распространения радиосигналов мо-
жет обеспечить комбинированный метод многостанционного доступа
МДЧР-МДВР, при котором в каждом стволе организуется одновре-
менная работа,
например,
восьми-шестнадцати несущих частот
(МДЧР) и на каждой несущей частоте организуется режим МДВР
со сверхузкими «прыгающими» лучами.
5.4. Многостанционный доступ с кодовым