宽带卫星通信中的时分多址技术

        宽带卫星网络中采用了时分多址（Time Division Multiple Access，TDMA）技术，通过这种技术实现了传输介质共享。

TDMA 技术与频分多址（Frequency Division Multiple Access，FDMA）技术不同，TDMA 技术按照时间切片来区分不同用户数据，而FDMA 技术则是按照频率切片来区分不同用户。

        TDMA 技术实现了多个用户共享相同的频点，按照时间段来对用户进行区分，信息传输能力较FDMA 强。使用TDMA技术，除了能够提高了频带利用率外，还兼具保密能力强、功率控制宽松、用户需求分配灵活等优点，其工作示意图如图所示。

        但由于TDMA 使用单一频点进行通信，用户共享同一信道，这也导致了不少问题。

        首先，采用TDMA 通信，对卫星与地球站的时钟要求较高。由于卫星上资源有限，大部分与时钟同步、系统监控等相关的设计在地球站中进行。
        其次，由于卫星链路的远距离与复杂性，采用TDMA 技术就需要精确计算卫星链路时延，VSAT 终端站对于载波的接收、锁定、同步等也需要经过精密的设计，从而导致了VSAT 设备的设计显得较为复杂。
        TDMA 技术采用信息帧进行通信，一种典型的TDMA信息帧结构如下图所示。

        信息帧的帧结构一般包含保护时隙、同步时隙以及数据时隙三部分。其中保护时隙充当了TDMA 信息帧之间的保护带，保护时隙一般有两个作用，一是为了给设备之间的时间同步容错，保证终端与卫星、终端与终端之间能够成功同步。二是为了工程实现，保证给设备的状态切换留出足够冗余时间，保护时隙在传输的数据流中为全0 比特。

TDMA 技术中的同步时隙由宽带卫星通信网络中的基准站提供，基准站在星状网结构时为主站，在网状网结构时基准站可以是主站也可以小站。

        同步时隙不携带业务数据，只携带提供时间同步的基准数据。同步时隙又包含前导码与独特码两部分，但现在的VSAT 设备大多只使用独特码部分。

        信息帧中的数据时隙用于传输业务数据，由宽带卫星通信网络中的业务站发送。信息帧的比特位图如下图所示（比特位图，以比特0、1 作为像素点，其中0 在位图中表现为一个个像素点）。

        因为同步轨道卫星数量稀少，卫星频带资源珍贵，为了节省频带资源，宽带卫星通信网络经常采用TDMA 通信技术。通过该技术，可以使得用户数据根据不同时段进行划分，再根据各自收到的网控信令在指定的时间内进行数据交互，很大程度上提高了频带利用率。