擴展衛星通信車功能實現大容量覆蓋需求策略

齊 薇

(中國移動通信集團河南有限公司鄭州分公司，鄭州450000)

1．引言

應急通信車輛是在一定狀況下解決通信覆蓋及容量問題的應急通信手段，除參加正常的大型會議活動、災害性天氣的通信保障外，還直接受政府指派參加反恐、防暴等戰備工作。應急通信是承擔社會責任的突出表現。

為了提高應急通信保障工作的效率和效果，提高應對突發事件的組織指揮能力和應急處置能力，滿足突發情況下通信保障和通信恢復工作的需要，解決目前衛星通信車容量小、不能滿足通信需求的問題，本文利用現網基站設備和衛星通信車的傳輸鏈路，在一定程度上解決了困難或災害條件下應急通信容量問題。

2．衛星通信系統技術概述

衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站，轉發無線電信號，在兩個或多個地球站之間進行的通信。

衛星通信系統是由通信衛星和經該衛星連通的地球站兩部分組成。靜止通信衛星是目前全球衛星通信系統中最常用的星體，是將通信衛星發射到赤道上空35860千米的高度上，使衛星運轉方向與地球自轉方向一致，并使衛星的運轉周期正好等于地球的自轉周期，從而使衛星始終保持同步運行狀態。故靜止衛星也被稱為同步衛星。靜止衛星天線波束最大覆蓋面可以達到大于地球表面總面積的三分之一。因此，在靜止軌道上，只要等間隔地放置三顆通信衛星，其天線波束就能基本上覆蓋整個地球(除兩極地區外)，實現全球范圍的通信。

與其他通信手段相比，衛星通信具有許多優點:

一是電波覆蓋面積大，通信距離遠，可實現多址通信。在衛星波束覆蓋區內的通信距離最遠為18000千米。覆蓋區內的用戶都可通過通信衛星實現多址聯接，進行即時通信。

二是傳輸頻帶寬，通信容量大。衛星通信一般使用1至10千兆赫的微波波段，有很寬的頻率范圍，可在兩點間提供幾百、幾千甚至上萬條話路，提供每秒幾十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速數據通道，還可傳輸好幾路電視。

三是通信穩定性好、質量高。衛星鏈路大部分是在大氣層以上的宇宙空間，屬恒參信道，傳輸損耗小，電波傳播穩定，不受通信兩點間的各種自然環境和人為因素的影響，即便是在發生磁爆或核爆的情況下，也能維持正常通信。

衛星通信的基本技術主要有語音壓縮編碼、數字信號調制、差錯控制與擾碼、數字復接、多址連接方式、信道分配等技術。

2．1 數字調制技術

QPSK正交相移鍵控是多相相移鍵控中常用的一種，QPSK技術以其抗干擾性能強、誤碼性能好、頻譜利用率高等優點，目前廣泛應用于數字微波系統或數字衛星通信系統中。它是一種恒包絡調制技術，所攜帶的信息全部在相位上，無論幅度上的衰減和干擾多么嚴重，只要調制信號的相位不發生錯誤，就不會造成信息丟失，因此QPSK調制技術特別適合于衰減和噪聲十分嚴重的衛星通信。

2．2 差錯控制編碼技術

衛星通信系統是遠距離傳送數據，由于衰減噪聲和干擾等影響，信號在傳輸過程中將產生畸變。對于要求越來越高的衛星通信系統，較高的傳信率和較低的誤碼率成為衡量系統好壞的一個標準。因此必須使用相應的信道編碼進行檢錯和糾錯。在數字通信系統中利用信道編碼進行差錯控制的方式主要有三種:反饋重傳方式、前向糾錯方式和混合糾錯方式。衛星通信區別于地面無線通信的一個明顯特點是衛星通信系統的端到端之間存在很大的鏈路傳播延時。前向糾錯方式在采用合適的信號編碼方案后，可以盡可能小的編碼冗余獲得優良的差錯控制性能，同時避免星上設備過于復雜。目前在衛星通信中，得到公認的較好的差錯控制方式是前向糾錯方式。

3．新型衛星通信車概述

新型衛星應急通信車與傳統的應急通信車相比，具有3個特點:一是解決了應急通信車傳輸建立難的問題。新型衛星通信車不同于傳統的微波鏈路工作原理，采用了更先進的衛星通訊技術，通過設在鄭州的衛星地面站向太空通信衛星發射傳輸指令，建立衛星車所在地和空中的傳輸鏈路，克服了因外部地貌環境惡劣而導致的傳輸鏈路無法建立問題，確保了在抵抗重大自然災害、戰略戰備時的應急通信保障能力。二是新型衛星通信車配置小區2個﹑載頻TRX 4塊，并同時配有4部衛星通信電話，可滿足覆蓋區域內手機用戶。三是新配備的衛星通訊車傳輸路由易于建立，從架車到形成網絡覆蓋比傳統應急車至少省時1小時以上，工作效率得到了提升。

當然，這3個特點也反映出衛星通信車的不足，車載基站配置較少，只能滿足部分用戶的通話需求，由于車載基站類型限制覆蓋半徑較小，只能滿足網絡覆蓋下的用戶需求，對衛星通信車傳輸資源也是一種浪費。相比較普通應急通信車配置大，覆蓋半徑廣，但傳輸鏈路難以建立，介于此種情況，本文提出的技術方案將衛星車的傳輸資源共享，提高基站的覆蓋半徑、提升移動網絡容量。

4．技術方案

該技術方案以衛星應急車為傳輸媒介，專門用于戰備、自然災害、大規模停電事故等惡劣條件下的應急工作。其理論規劃如下:

4．1 衛星通信車、常規配置應急通信車同時做好應急準備。衛星通信車可限期趕赴應急地點，并完成架設開通工作;常規配置應急通信車選擇適當距離停車架設車輛。

4．2 衛星通信車通過“ChinasatⅠ”通信衛星為物理連路媒介，同時建立應急地點車載衛星接收器與鄭州地面接收站的通路;再由地面接收站通過主干光纜電路連接BSC機房，從而形成衛星通信車正常業務支持。

4．3 通過衛星通信車，車載METRO微型基站的傳輸板VXTA建立以2M傳輸線、光纖、或微波為媒介的傳輸鏈路，將信號傳送于常規配置應急通信車或普通完好的基站內，從而具備大容量基站開通運行的條件。

5．技術創新點及實施效果

采用更先進的衛星通訊技術，克服了因外部地貌環境惡劣而導致的傳輸鏈路無法建立問題，確保了在抵抗重大自然災害、戰略戰備時的應急通信保障能力。衛星通訊車在架車過程中較傳統的應急通信車展開簡單，傳輸路由易于建立，同時可以進行普通基站、通信車準備工作，提高了基站開通速度。

通過衛星車建立傳輸鏈路，下帶普通基站、通信車，從而解決了衛星車車載基站覆蓋范圍小及話務量負荷少的問題。衛星通信車車載NOKIN Metor基站最大4塊載頻，可承載話務用戶最多28個。

普通應急通信車一般配置24塊載頻，可承載話務用戶最多180個，是衛星通信車的6倍多。現網一般基站滿配容量可為36塊載頻，可承載話務用戶最多270個，是衛星通信車的9倍多。由于NOKIN Metor基站功率比NOKIN 4代基站功率小，同時也提高了覆蓋半徑及通信質量。

以衛星車為傳輸鏈路連接的應急通信很大程度上解決了話務突增、自然災害等條件下應急通信容量問題，帶來的不僅僅是經濟效益，還能夠滿足各種惡劣條件下的通訊需求，所帶來的社會效益更是無法估量的。

［1］朱立東，吳廷勇，卓永寧．衛星通信導論［M］．北京:電子工業出版社，2011．

［2］陳振國，楊鴻文，郭文彬．衛星通信系統與技術［M］．北京:北京郵電大學出版社，2003．

［3］王亮，張乃通．LEO網絡中衛星切換的動態概率優化策略［J］．通信學報，2002(9)．

［4］郭慶，王振永，顧學邁．衛星通信系統［M］．北京:電子工業出版社，2010．

［5］王亮，張乃通．LEO衛星網絡動態混合衛星切換策略［J］．通信技術，2002(7)．