多址接入技术
有时卫星服务出现在地面站的特定位置,有时则不存在。这意味着,卫星可能在地球上的不同位置拥有自己的不同服务站。它们为卫星发送载波信号。
在这种情况下,我们进行多址接入,使卫星能够同时从不同的站点接收或发出信号,而不会相互干扰。以下是三种多址接入技术。
- FDMA(频分多址)
- TDMA(时分多址)
- CDMA(码分多址)
现在,让我们逐一讨论每种技术。
FDMA
在这种多址接入类型中,我们为每个信号分配不同类型的频带(范围)。因此,任何两个信号都不应该具有相同类型的频率范围。因此,即使我们在一个信道中发送这些信号,它们之间也不会有任何干扰。
这种访问类型的一个完美示例是我们的无线电信道。我们可以看到,每个站都被赋予了不同的频带以便运行。
我们以三个站 A、B 和 C 为例。我们想通过 FDMA 技术访问它们。所以我们为它们分配了不同的频带。
如图所示,卫星站 A 的频率范围保持在 0 到 20 HZ 之间。同样,站 B 和 C 的频率范围分别为 30-60 Hz 和 70-90 Hz。它们之间没有干扰。
这种系统的主要缺点是突发性很强。这种多路访问不推荐用于动态和不均匀的信道。因为这会使数据变得不灵活和低效。
TDMA
顾名思义,TDMA 是一种基于时间的访问。在这里,我们为每个信道提供一定的时间框架。在该时间框架内,信道可以访问整个频谱带宽
每个站都有固定的长度或时隙。未使用的时隙将保持空闲状态。
假设,我们想使用 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特定的时隙或时间帧,以便它们可以访问整个带宽。
在上图中,数据包 1、3 和 4 处于活动状态,用于传输数据。而数据包 2 和 5 则处于空闲状态,因为它们没有参与。每次我们为该特定通道分配带宽时,都会重复此格式。
虽然我们已经为特定通道分配了特定的时隙,但它也可以根据负载承载能力进行更改。这意味着,如果某个通道正在传输更重的负载,那么它可以被分配比传输较轻负载的通道更大的时隙。这是 TDMA 相对于 FDMA 的最大优势。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范围内在特定频带中运行。在这种情况下,频率选择更加稳健,并且具有更大的时间压缩容量。
CDMA
在 CDMA 技术中,每个信道都分配有一个唯一代码以相互区分。这种多址接入的一个完美例子就是我们的蜂窝系统。我们可以看到,没有两个人的手机号码彼此匹配,尽管他们是使用相同带宽的同一 X 或 Y 移动服务提供商的客户。
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,从数学上来说,它可以写成
$$编码信号 = 原始数据:\:imes:\:chipping\:sequence$$
这种多路访问的基本优势是它允许所有用户共存并同时使用整个带宽。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,与 FDMA 和 TDMA 不同,多个站点可以拥有多个信道。这种技术最好的部分是每个站点可以随时使用整个频谱。