多址接入技术



有时卫星服务在某个地球站位置存在,有时不存在。这意味着,一颗卫星可能在地球的不同位置拥有不同的服务站。它们向卫星发送载波信号。

在这种情况下,我们使用多址接入技术,使卫星能够同时接收或发送来自不同站点的信号,而不会相互干扰。以下是三种多址接入技术。

  • 频分多址 (FDMA)
  • 时分多址 (TDMA)
  • 码分多址 (CDMA)

现在,让我们逐一讨论每种技术。

FDMA

在这种多址接入中,我们为每个信号分配不同的频带(范围)。因此,任何两个信号都不应具有相同的频率范围。因此,即使我们在一个信道中发送这些信号,它们之间也不会产生干扰。

这种接入类型的一个完美的例子是我们的无线电频道。我们可以看到,为了运行,每个电台都被分配了不同的频带。

FDMA

让我们考虑三个站点 A、B 和 C。我们想通过 FDMA 技术访问它们。所以我们给他们分配了不同的频带。

如图所示,卫星站 A 保持在 0 到 20 Hz 的频率范围内。同样,站点 B 和 C 分别被分配了 30-60 Hz 和 70-90 Hz 的频率范围。它们之间没有干扰。

这种系统的主要缺点是它非常突发性。对于动态和不均匀的信道,不推荐这种多址接入。因为它会使他们的数据变得不灵活且效率低下。

TDMA

顾名思义,TDMA 是基于时间的接入。在这里,我们为每个信道提供一定的时间帧。在这个时间帧内,信道可以访问整个频谱带宽。

每个站点获得一个固定长度的时隙。未使用的时隙将保持空闲状态。

TDMA

假设,我们想用 TDMA 技术向特定信道发送五个数据包。因此,我们应该为它们分配一定的时间槽或时间帧,在此期间它可以访问整个带宽。

在上图中,数据包 1、3 和 4 是活动的,它们传输数据。而数据包 2 和 5 由于没有参与而处于空闲状态。每次我们向该特定信道分配带宽时,此格式都会重复。

尽管我们已经为特定信道分配了某些时隙,但它也可以根据负载承载能力进行更改。这意味着,如果一个信道正在传输较重的负载,那么可以为其分配比传输较轻负载的信道更大的时隙。这是 TDMA 相比于 FDMA 的最大优点。TDMA 的另一个优点是功耗非常低。

注意 - 在某些应用中,我们使用TDMA 和 FDMA技术的组合。在这种情况下,每个信道将在特定时间段内在特定频带上运行。在这种情况下,频率选择更稳健,并且具有比时间压缩更大的容量。

CDMA

在 CDMA 技术中,为每个信道分配一个唯一的代码以彼此区分。这种多址接入的一个完美的例子是我们的蜂窝系统。我们可以看到,尽管他们是同一 X 或 Y 移动服务提供商的客户,使用相同的带宽,但没有两个人的手机号码匹配。

在 CDMA 过程中,我们对编码信号和码片序列的内积进行解码。因此,数学上可以写成

$$编码信号 = 原始数据 × 码片序列$$

这种多址接入的基本优点是它允许所有用户同时共存并使用整个带宽。由于每个用户都有不同的代码,因此不会有任何干扰。

在这种技术中,许多站点可以拥有许多信道,这与 FDMA 和 TDMA 不同。这项技术的最佳部分是每个站点都可以始终使用整个频谱。

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