卫星多址接入、调制与编码术语对照:FDMA、TDMA、MF-TDMA、QPSK、APSK、LDPC、ACM 与实际系统用哪一套
多址接入、调制与编码是卫星通信物理层与接入层的三件事:多址决定多个用户怎么分频率、时隙、码字与空间,调制决定一个符号携带几个比特,编码决定出错时能不能自己纠回来。下面把这三类术语列成对照表,并单列天通一号、北斗三号短报文、铱星、DVB-S2X、DVB-RCS2、CCSDS 遥测、5G NTN、LoRa 各自实际采用哪一套。
核心摘要:多址是分资源,调制是挤比特,编码是买保险。卫星链路时延大、功率紧,所以普遍宁可牺牲速率换门限——低阶调制加前向纠错,再用自适应编码调制在天气变化时保通。
多址、调制与编码 · 要点速览
| 项目 | 关键数 |
|---|---|
| 收录词条 | 多址 10 条、调制 8 条、编码与链路适配 8 条 |
| 天通一号 | 用户链路 S 频段、馈电 C 频段,FDD/TDMA/FDMA |
| 北斗三号短报文 | 区域单次 14000 比特、全球单次 560 比特 |
| 铱星空口 | FDMA/TDMA 加 TDD,90 ms 帧、8.28 ms 时隙 |
| 广播宽带前向 | DVB-S2/S2X,LDPC 加 BCH,QPSK 至 256APSK |
| VSAT 回传 | DVB-RCS2 用 MF-TDMA,16 状态 Turbo 码 |
| 航天遥测 | CCSDS 131.0-B-4 列卷积、RS、Turbo、LDPC 四种 |
| 5G NTN 频段 | n255 为 L 波段、n256 为 S 波段,均为 FDD |
| 核对日期 | 2026-10-13 |
| 数据出处(一) | 北斗系统官网《新时代的中国北斗》白皮书 |
| 数据出处(二) | ETSI EN 302 307-2、ETSI EN 301 545-2 |
| 数据出处(三) | CCSDS 131.0-B-4、3GPP TS 38.211 与 38.101-5 |
| 数据出处(四) | CEPT ECC Report 349、Semtech SX1276 数据手册 |
多址解决的是"多个用户怎么共享同一颗卫星"。四种基本切法:切频率、切时间、切码字、切空间,实际系统往往几种叠着用。
| 术语 | 英文全称 | 中文释义 | 一句话说明 |
|---|---|---|---|
| FDMA | Frequency Division Multiple Access | 频分多址 | 把频段切成若干载波,每户占一段 |
| TDMA | Time Division Multiple Access | 时分多址 | 同一载波按时隙轮流用,需全网同步 |
| CDMA | Code Division Multiple Access | 码分多址 | 同频同时靠扩频码区分,抗干扰强 |
| OFDMA | Orthogonal Frequency Division Multiple Access | 正交频分多址 | 把子载波分组分给不同用户 |
| SDMA | Space Division Multiple Access | 空分多址 | 靠点波束让同频在不同区域复用 |
| MF-TDMA | Multi-Frequency Time Division Multiple Access | 多频时分多址 | 终端在多载波间跳频发突发 |
| SCPC | Single Channel Per Carrier | 单路单载波 | 一个载波只载一路,长期独占 |
| MCPC | Multi-Channel Per Carrier | 多路单载波 | 多路复用同一载波,适合广播 |
| DAMA | Demand Assigned Multiple Access | 按需分配多址 | 有话务才分配带宽,用完即释放 |
| RA | Random Access | 随机接入 | 有数据就发,碰撞靠重传解决 |
注解表(首列与主表逐行对应,写清口径与易错点):
| 术语 | 出处与日期 | 需要单独说清的事 |
|---|---|---|
| FDMA | 术语库 V1.2 与通用教材,2026-10-13 核 | 最老的体制,载波一旦分配就长期占用,话务稀疏时浪费 |
| TDMA | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 必须全网精确同步,时隙越短同步要求越高 |
| CDMA | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 用带宽换抗干扰,频谱效率比 TDMA 低 |
| OFDMA | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 地面 4G/5G 主力,卫星侧多见于 NTN 与低轨宽带 |
| SDMA | 本站补充(高通量卫星多点波束实践) | 频率复用的主力手段,靠点波束成倍扩容 |
| MF-TDMA | ETSI EN 301 545-2 V1.5.1,2026-10-13 核 | DVB-RCS2 回传体制,可逐时隙改调制与码率 |
| SCPC | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 带宽固定、链路稳定,适合长期专线与电视传输 |
| MCPC | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 广播与视频分发常用,一个载波承载多路 |
| DAMA | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 省带宽,代价是每次呼叫都要先申请信道 |
| RA | 术语库 V1.2;DVB-RCS2 亦支持随机接入 | 物联网小报文首选,碰撞概率随负载上升 |
调制决定一个符号携带几个比特。阶数越高传得越快,但要求的载噪比也越高——这是卫星链路设计里最常被打脸的一条。
| 术语 | 英文全称 | 中文释义 | 一句话说明 |
|---|---|---|---|
| BPSK | Binary Phase Shift Keying | 二进制相移键控 | 1 比特/符号,门限最低最抗干扰 |
| QPSK | Quadrature Phase Shift Keying | 正交相移键控 | 2 比特/符号,卫星最常用 |
| 8PSK | 8-Phase Shift Keying | 八相移键控 | 3 比特/符号,需要更高载噪比 |
| QAM | Quadrature Amplitude Modulation | 正交振幅调制 | 16/64/256QAM,效率高但峰均比高 |
| APSK | Amplitude and Phase Shift Keying | 幅相键控 | 环形星座,抗功放饱和,卫星爱用 |
| OOK | On-Off Keying | 开关键控 | 有无载波表示 0 与 1,最简单 |
| DPSK | Differential Phase Shift Keying | 差分相移键控 | 靠相邻符号相位差解调,无需相干参考 |
| OFDM | Orthogonal Frequency Division Multiplexing | 正交频分复用 | 多子载波并行抗多径,峰均比高 |
注解表(首列与主表逐行对应):
| 术语 | 出处与日期 | 需要单独说清的事 |
|---|---|---|
| BPSK | 3GPP TS 38.211 亦列 π/2-BPSK 变体 | 门限最低、链路预算最省,速率也最低 |
| QPSK | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 效率与门限折中最好,语音与数据主流 |
| 8PSK | 术语库 V1.2;DVB-S2 系列 MODCOD 含 | 同带宽多传一半,代价是多要几分贝载噪比 |
| QAM | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 峰均比高,功放要回退,卫星少用高阶 |
| APSK | ETSI EN 302 307-2 V1.4.1,2026-10-13 核 | 16/32/64/128/256APSK,环少、峰均比低于 QAM |
| OOK | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 成本最低,多见于简单遥控与部分物联网 |
| DPSK | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 解调电路简单,性能比相干解调差约 1 分贝 |
| OFDM | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 地面 4G/5G 基础,卫星用要处理峰均比与多普勒 |
编码是给数据加冗余,让收端自己把错码纠回来;链路适配则是在天气、仰角变化时自动换挡。
| 术语 | 英文全称 | 中文释义 | 一句话说明 |
|---|---|---|---|
| FEC | Forward Error Correction | 前向纠错 | 加冗余让收端自己纠正错码 |
| LDPC | Low-Density Parity-Check | 低密度奇偶校验码 | 逼近香农限,DVB-S2 与 5G 数据信道 |
| Turbo | Turbo Code | 涡轮码 | 3G/4G 与 DVB-RCS2 回传常用 |
| Polar | Polar Code | 极化码 | 5G 控制信道编码 |
| ACM | Adaptive Coding and Modulation | 自适应编码调制 | 按信道好坏实时换调制与码率 |
| VCM | Variable Coding and Modulation | 可变编码调制 | 按用户分组固定档位,不逐帧变 |
| DSSS | Direct Sequence Spread Spectrum | 直接序列扩频 | CDMA 基础,抗干扰抗截获 |
| SF | Spreading Factor | 扩频因子 | LoRa 的 SF7 至 SF12,越大传得越远越慢 |
注解表(首列与主表逐行对应):
| 术语 | 出处与日期 | 需要单独说清的事 |
|---|---|---|
| FEC | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 卫星时延大,重传补不上,所以普遍加 FEC |
| LDPC | ETSI EN 302 307-2;CCSDS 131.0-B-4 | 与 BCH 串接,DVB-S2 起成为前向主流 |
| Turbo | ETSI EN 301 545-2;CCSDS 131.0-B-4 | DVB-RCS2 回传用 16 状态 Turbo 码(Turbo-phi) |
| Polar | 术语库 V1.2;3GPP Release 15 起 | 短码性能好,用在控制信道而非数据信道 |
| ACM | 术语库 V1.2;DVB-S2 起支持 | 逐帧改档,雨衰降档保通、天晴升档提速 |
| VCM | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 广播收端不回传信道质量,只能按用户分档 |
| DSSS | 术语库 V1.2,2026-10-13 核 | 以带宽换抗干扰,频谱效率随之下降 |
| SF | Semtech SX1276 数据手册与 LoRa 白皮书 | SF 越大灵敏度越高、速率越低,不同 SF 彼此正交 |
先看国产。公开文件能查到体制口径的照录;官方没有公开的一律留空不填,并写明原因。
| 系统 | 多址与双工 | 频段与速率口径 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 天通一号 | 上下行均为 FDD/TDMA/FDMA | 用户链路 S 频段、馈电链路 C 频段,数据 9.6—384 kbit/s | 《遥测遥控》《内蒙古电力技术》公开文献 |
| 北斗三号短报文 | RDSS 与 RNSS 结合的双向报文体制 | 区域单次 14000 比特、全球单次 560 比特 | 《新时代的中国北斗》白皮书 |
| 中星 16 号 | 官方未公开完整空口体制,暂不填 | Ka 频段、26 个用户点波束、全网并行 20 Gbit/s | 公开期刊文献,2026-10-13 核 |
天通一号这套 FDD/TDMA/FDMA 怎么读:FDD 指上下行用不同频率,TDMA 指同一载波上再按时隙分给不同用户,FDMA 指先把可用带宽切成若干载波。三者叠起来,就是我们常说的"频分加时分"混合体制。
北斗短报文的两种体制要分清:区域短报文走 RDSS 有源体制,用户机要主动向 GEO 卫星发信号,位置由地面中心解算,所以容量受限但一次能发 14000 比特;全球短报文走 RNSS 加报文 体制,位置由用户机自己用导航信号解算,只用一颗 GEO 卫星做双向传数,容量释放了但一次只有 560 比特。
这一组全部取自标准原文或监管机构报告,标准号与版本都写在出处列里,可自行复核。
| 系统或标准 | 多址与双工 | 调制与编码 | 出处 |
|---|---|---|---|
| 铱星 | FDMA 加 TDMA,双工为 TDD | 官方报告未列调制方式,暂不填 | CEPT ECC Report 349 |
| DVB-S2X 前向 | 广播式连续载波 | LDPC 加 BCH,QPSK 至 256APSK | ETSI EN 302 307-2 V1.4.1 |
| DVB-RCS2 回传 | MF-TDMA,支持随机接入 | QPSK、8PSK、16QAM、CPM,16 状态 Turbo 码 | ETSI EN 301 545-2 V1.5.1 |
| CCSDS 遥测 | 按任务配置 | 卷积码、RS 码、Turbo 码、LDPC 码四种可选 | CCSDS 131.0-B-4 |
| 5G NTN | FDD,频段 n255 与 n256 | π/2-BPSK 至 1024QAM,LDPC 与 Polar 并用 | 3GPP TS 38.211、TS 38.101-5 |
| LoRa | 随机接入,ALOHA 类 | CSS 扩频,SF7 至 SF12,循环编码 4/5 至 4/8 | Semtech 数据手册与白皮书 |
铱星的帧结构有官方实测数字:按 CEPT ECC Report 349,铱星在 1616—1626.5 MHz 频段内最多可用 10.5 MHz,采用 FDMA 加 TDMA、双工为 TDD;帧长 90 ms,由一个 20.32 ms 的下行单工时隙、四个 8.28 ms 上行时隙和四个 8.28 ms 下行时隙组成,信道间隔 41.667 kHz。因为用 TDD,用户收发在同一频段内不同的时间窗里完成。
DVB-S2X 与 DVB-S2 的关系:S2X 是 S2 的可选扩展,不向后兼容。它增加了更细的 MODCOD 台阶、更陡的滚降滤波、多转发器信道绑定,以及面向极低载噪比的 VL-SNR 模式——官方文件写明可工作到 信噪比 -10 dB 及以上,主要服务机载、海事、民航上网与热带地区小口径终端。
DVB-RCS2 为什么用 MF-TDMA:回传链路是"多个小站往一个主站发",用小站在一个 TDMA 网格里、按分配的载波与时隙发突发,频谱效率最高。标准写明每个时隙可独立选调制与编码,也就是逐时隙 ACM,粒度比整条链路换挡细得多。
CCSDS 那一栏为什么列四种编码:航天遥测链路的信道条件与任务差异极大,CCSDS 131.0-B-4 因此并列规定卷积码、Reed-Solomon 码、Turbo 码与 LDPC 码四类,由任务按带宽与编码增益取舍;其中 LDPC 给出 7/8、1/2、2/3、4/5 几档码率。
两者都同时调幅度和相位,差别在星座图长什么样:QAM 是方形格栅,同样峰均功率比下平均功率利用率高,但峰均比大,功放必须回退着用;APSK 是几个同心圆环,环数少、幅度跳变小,峰均比低,功放能顶到接近饱和输出。卫星上的行波管与固态功放长期工作在近饱和点,所以 DVB-S2 起把 APSK 定为高阶调制的标准选择,一路做到 256APSK。
不是。阶数每升一级,要求的载噪比就要再涨几分贝,涨不上来就只能降回低阶。所以你看卫星链路预算表里写着 16APSK,不代表用户实际一直跑 16APSK——下雨、低仰角、天线没对准时,系统会自动退到 QPSK 甚至 BPSK 保通。这正是 ACM 存在的理由。
ACM 逐帧变档,收端要把信道质量(CQI)实时回传给发端,发端据此一帧一帧改调制与码率,适合点对点交互业务。VCM 按用户分档,同一广播流里给不同用户定不同档位但不逐帧改,因为广播场景收端根本不回传。选哪个,取决于有没有回传信道。
因为重传等不起。GEO 一跳单向约 239 ms,一次重传往返就是近半秒;低轨虽快,但星地链路的误码往往成串出现,反复重传会把有效吞吐拖垮。所以在传输块里预先加冗余、让收端自己纠回错码,是卫星链路的默认做法;ARQ 一般只作为补漏手段叠在 FEC 之上。
| 误解 | 实际情况 |
|---|---|
| 载波带宽就是信道间隔 | 铱星信道间隔 41.667 kHz,实际占用 31.5 kHz,差额留给多普勒频移 |
| TDMA 一定比 FDMA 先进 | 两者解决不同问题,实际系统多为组合体制,天通即 FDD/TDMA/FDMA |
| 高阶调制越多越好 | 阶数越高门限越高,达不到门限时会自动降阶,实际速率反而更低 |
| 编码开销是浪费 | FEC 冗余换来的是门限下降,省下的功放与天线口径往往更值钱 |
| LoRa 的 SF 越大越好 | SF 越大传得越远越慢,空口时间成倍拉长,电池与信道占用都要算 |
| 卫星也用地面那套 OFDMA | 地面 5G 是 OFDMA,卫星 NTN 沿用 NR 波形但要额外处理多普勒与峰均比 |
| 信源 | 发布方 | 网址 |
|---|---|---|
| ETSI EN 302 307-2:DVB-S2X 前向体制(LDPC 加 BCH、QPSK 至 256APSK) | ETSI / DVB | etsi.org 原文 PDF |
| ETSI EN 301 545-2:DVB-RCS2 回传(MF-TDMA、Turbo-phi、逐时隙 ACM) | ETSI / DVB | etsi.org 原文 PDF |
| CCSDS 131.0-B-4:遥测同步与信道编码(卷积、RS、Turbo、LDPC) | CCSDS | public.ccsds.org 原文 PDF |
| ECC Report 349:铱星 L 波段空口(FDMA 加 TDMA、TDD、90 ms 帧) | CEPT / ECC | cept.org 原文 PDF |
| 3GPP TS 38.211:物理信道与调制(π/2-BPSK 至 1024QAM) | 3GPP(ETSI 镜像) | etsi.org 原文 PDF |
| 3GPP TS 38.101-5:NTN 终端射频要求(n255、n256 频段) | 3GPP(ETSI 镜像) | etsi.org 原文 PDF |
| LoRa 与 LoRaWAN 技术白皮书(SF7 至 SF12 六档正交) | Semtech | semtech.com/lora |
| 《新时代的中国北斗》白皮书(区域短报文 14000 比特、全球 560 比特) | 北斗系统官网 | beidou.gov.cn |
以上链接均于 2026-10-13 实测可打开,标准原文均已下载归档到本地。铱星与中星系列的调制方式官方文件未列,因此不填。
术语词典共 8 页,本篇讲多址、调制与编码。频率与波段名见卫星通信频段与频率划分对照 ,轨道与星座术语见卫星轨道术语对照 ,系统与运营商名录见卫星通信系统、星座与运营商名录 。
参数时效:术语定义长期有效;各系统的体制与速率取其官方或标准原文口径,核对日期 2026-10-13。铱星与中星系列的调制方式官方文件未列,此处不填。体制细节会随系统升级变动,用于方案论证或招标文件前请以运营方当期公告为准。详见内容准则与参数时效 。
卫星通信里 FDMA、TDMA、CDMA 该怎么选?
三者切的是不同资源:FDMA 切频率,把频段分成若干载波;TDMA 切时间,同一载波按时隙轮流用,要求全网精确同步;CDMA 切码字,同频同时靠扩频码区分,抗干扰强但频谱效率较低。实际系统多为组合体制,例如天通一号上下行均为 FDD/TDMA/FDMA,铱星为 FDMA 加 TDMA、双工用 TDD。
QPSK 和 16QAM 差多少?
QPSK 每个符号携带 2 个比特,16QAM 携带 4 个比特,同样带宽下 16QAM 速率翻倍。代价是 16QAM 要求的载噪比明显更高,且峰均比大,功放要回退使用。达不到门限时系统会自动降回 QPSK,所以高阶调制只在高载噪比条件下才跑得满。
APSK 和 QAM 有什么区别,卫星为什么偏爱 APSK?
两者都同时调幅度与相位,差别在星座形状。QAM 是方形格栅,峰均比高,功放必须回退;APSK 是几个同心圆环,幅度跳变小,峰均比低,功放能接近饱和输出。卫星上的功放长期工作在近饱和点,因此 DVB-S2 起把 APSK 定为高阶调制标准,最高做到 256APSK。
ACM 是什么,为什么下雨时卫星网速会变慢?
ACM 是自适应编码调制,收端把信道质量实时回传给发端,发端逐帧改变调制阶数与编码码率。下雨时雨衰使载噪比下降,系统自动从高阶退到 QPSK 甚至 BPSK 并加大编码冗余以保住链路,单位带宽能传的比特变少,网速就慢了。广播场景没有回传信道,改用 VCM 按用户分组固定档位。
LDPC 码和 Turbo 码哪个更好?
两者都是接近香农限的高效纠错码,适用场景不同。DVB-S2 与 DVB-S2X 前向链路采用 LDPC 与 BCH 串接,5G 数据信道也用 LDPC;DVB-RCS2 回传链路采用 16 状态 Turbo 码。航天遥测按 CCSDS 131.0-B-4 可在卷积码、RS 码、Turbo 码、LDPC 码四类之间按任务取舍,标准本身不排序优劣。
LoRa 的扩频因子 SF 是不是越大越好?
不是。按 Semtech 器件手册与白皮书,LoRa 有 SF7 到 SF12 六个扩频因子,SF 越大处理增益越高、灵敏度越好、传得越远,但速率越低,同一包数据的空口占用时间成倍拉长,电池消耗与信道占用都会上升。不同 SF 彼此正交,可以同时在同一信道上传输而互不干扰。
