1.3.1 分布式控制的SCPC
为了克服预分配信道多点组网灵活性差、能容纳地球站少等问题,针对地球站数量多但每对地球站之间业务量较小(只有部分时间需要通信)的情况,20世纪70年代出现了单路单载波(Single Channel Per Carrier, SCPC)技术。SCPC是FDMA的一种特殊形式,即每个载波(子频带、信道)仅传送一路语音或数据,但一个地球站可以使用不同的载波,分别与不同的地球站进行通信,而且这个载波是不固定的,只有需要通信时才使用。
在一个SCPC卫星通信系统中,一个卫星转发器的工作频带等间隔地划分为N个子频带(通常可以有数百个),如图1.14所示。每个子频带传送一路信号,因此也称为一个通道。以导频(一般在转发器工作频带中间)为界,高频段和低频段各有N/2个通道。其中导频两侧的两个通道留空不用,以保护导频不受干扰,确保各地球站对导频的接收和提取。每个地球站都在一个或多个指定的通道上接收,发送站只要选择特定的通道发送,自然就由特定的地球站接收。
图1.14 SCPC的频带配置
早期的SCPC卫星通信系统为每个地球站设计了一个DAMA控制模块,根据通信的收发站来选择发送通道,实现了分布式的按需分配发送载频。SCPC卫星通信系统中所采用的按需分配方式有如下两种[2]。
(1)全可变(VT-VR)方式。这种方式的主叫站与被叫站之间通信所用的双向通道都是按申请临时分配的,一旦通信完毕就结束占用,待其他地球站申请使用。
(2)半可变(FT-VR或VT-FR)方式。采用这种方式时,系统中所有地球站的发送(或接收)通道是预先设定(不变)的,而接收(或发送)通道则根据需要临时分配。
以FT-VR(发送通道固定)为例,当主叫站A向被叫站B呼叫时,将通过全网公用传信信道(CSC)通知B站应接收的通道(A站的发送通道),当B站收到通知后,一方面将接收机的频率自动调整到A站指定的通道(载频)上,另一方面通过CSC回发应答信号,通知A站应接收的频率(B站的发送通道)。A站收到通知,将接收机的频率调整到B站所指定的频率上,A、B两站就可以开始在这一对通道上进行全双工通信了。
上述这种分布式控制的SCPC卫星通信系统的地球站设备过于复杂,且灵活性不够高,因此这种技术只是昙花一现,很快就被集中控制的按需分配取代。