扩展卫星通信车功能实现大容量覆盖需求策略

齐 薇

(中国移动通信集团河南有限公司郑州分公司，郑州450000)

1．引言

应急通信车辆是在一定状况下解决通信覆盖及容量问题的应急通信手段，除参加正常的大型会议活动、灾害性天气的通信保障外，还直接受政府指派参加反恐、防暴等战备工作。应急通信是承担社会责任的突出表现。

为了提高应急通信保障工作的效率和效果，提高应对突发事件的组织指挥能力和应急处置能力，满足突发情况下通信保障和通信恢复工作的需要，解决目前卫星通信车容量小、不能满足通信需求的问题，本文利用现网基站设备和卫星通信车的传输链路，在一定程度上解决了困难或灾害条件下应急通信容量问题。

2．卫星通信系统技术概述

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电信号，在两个或多个地球站之间进行的通信。

卫星通信系统是由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体，是将通信卫星发射到赤道上空35860千米的高度上，使卫星运转方向与地球自转方向一致，并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期，从而使卫星始终保持同步运行状态。故静止卫星也被称为同步卫星。静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。因此，在静止轨道上，只要等间隔地放置三颗通信卫星，其天线波束就能基本上覆盖整个地球(除两极地区外)，实现全球范围的通信。

与其他通信手段相比，卫星通信具有许多优点:

一是电波覆盖面积大，通信距离远，可实现多址通信。在卫星波束覆盖区内的通信距离最远为18000千米。覆盖区内的用户都可通过通信卫星实现多址联接，进行即时通信。

二是传输频带宽，通信容量大。卫星通信一般使用1至10千兆赫的微波波段，有很宽的频率范围，可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路，提供每秒几十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速数据通道，还可传输好几路电视。

三是通信稳定性好、质量高。卫星链路大部分是在大气层以上的宇宙空间，属恒参信道，传输损耗小，电波传播稳定，不受通信两点间的各种自然环境和人为因素的影响，即便是在发生磁爆或核爆的情况下，也能维持正常通信。

卫星通信的基本技术主要有语音压缩编码、数字信号调制、差错控制与扰码、数字复接、多址连接方式、信道分配等技术。

2．1 数字调制技术

QPSK正交相移键控是多相相移键控中常用的一种，QPSK技术以其抗干扰性能强、误码性能好、频谱利用率高等优点，目前广泛应用于数字微波系统或数字卫星通信系统中。它是一种恒包络调制技术，所携带的信息全部在相位上，无论幅度上的衰减和干扰多么严重，只要调制信号的相位不发生错误，就不会造成信息丢失，因此QPSK调制技术特别适合于衰减和噪声十分严重的卫星通信。

2．2 差错控制编码技术

卫星通信系统是远距离传送数据，由于衰减噪声和干扰等影响，信号在传输过程中将产生畸变。对于要求越来越高的卫星通信系统，较高的传信率和较低的误码率成为衡量系统好坏的一个标准。因此必须使用相应的信道编码进行检错和纠错。在数字通信系统中利用信道编码进行差错控制的方式主要有三种:反馈重传方式、前向纠错方式和混合纠错方式。卫星通信区别于地面无线通信的一个明显特点是卫星通信系统的端到端之间存在很大的链路传播延时。前向纠错方式在采用合适的信号编码方案后，可以尽可能小的编码冗余获得优良的差错控制性能，同时避免星上设备过于复杂。目前在卫星通信中，得到公认的较好的差错控制方式是前向纠错方式。

3．新型卫星通信车概述

新型卫星应急通信车与传统的应急通信车相比，具有3个特点:一是解决了应急通信车传输建立难的问题。新型卫星通信车不同于传统的微波链路工作原理，采用了更先进的卫星通讯技术，通过设在郑州的卫星地面站向太空通信卫星发射传输指令，建立卫星车所在地和空中的传输链路，克服了因外部地貌环境恶劣而导致的传输链路无法建立问题，确保了在抵抗重大自然灾害、战略战备时的应急通信保障能力。二是新型卫星通信车配置小区2个﹑载频TRX 4块，并同时配有4部卫星通信电话，可满足覆盖区域内手机用户。三是新配备的卫星通讯车传输路由易于建立，从架车到形成网络覆盖比传统应急车至少省时1小时以上，工作效率得到了提升。

当然，这3个特点也反映出卫星通信车的不足，车载基站配置较少，只能满足部分用户的通话需求，由于车载基站类型限制覆盖半径较小，只能满足网络覆盖下的用户需求，对卫星通信车传输资源也是一种浪费。相比较普通应急通信车配置大，覆盖半径广，但传输链路难以建立，介于此种情况，本文提出的技术方案将卫星车的传输资源共享，提高基站的覆盖半径、提升移动网络容量。

4．技术方案

该技术方案以卫星应急车为传输媒介，专门用于战备、自然灾害、大规模停电事故等恶劣条件下的应急工作。其理论规划如下:

4．1 卫星通信车、常规配置应急通信车同时做好应急准备。卫星通信车可限期赶赴应急地点，并完成架设开通工作;常规配置应急通信车选择适当距离停车架设车辆。

4．2 卫星通信车通过“ChinasatⅠ”通信卫星为物理连路媒介，同时建立应急地点车载卫星接收器与郑州地面接收站的通路;再由地面接收站通过主干光缆电路连接BSC机房，从而形成卫星通信车正常业务支持。

4．3 通过卫星通信车，车载METRO微型基站的传输板VXTA建立以2M传输线、光纤、或微波为媒介的传输链路，将信号传送于常规配置应急通信车或普通完好的基站内，从而具备大容量基站开通运行的条件。

5．技术创新点及实施效果

采用更先进的卫星通讯技术，克服了因外部地貌环境恶劣而导致的传输链路无法建立问题，确保了在抵抗重大自然灾害、战略战备时的应急通信保障能力。卫星通讯车在架车过程中较传统的应急通信车展开简单，传输路由易于建立，同时可以进行普通基站、通信车准备工作，提高了基站开通速度。

通过卫星车建立传输链路，下带普通基站、通信车，从而解决了卫星车车载基站覆盖范围小及话务量负荷少的问题。卫星通信车车载NOKIN Metor基站最大4块载频，可承载话务用户最多28个。

普通应急通信车一般配置24块载频，可承载话务用户最多180个，是卫星通信车的6倍多。现网一般基站满配容量可为36块载频，可承载话务用户最多270个，是卫星通信车的9倍多。由于NOKIN Metor基站功率比NOKIN 4代基站功率小，同时也提高了覆盖半径及通信质量。

以卫星车为传输链路连接的应急通信很大程度上解决了话务突增、自然灾害等条件下应急通信容量问题，带来的不仅仅是经济效益，还能够满足各种恶劣条件下的通讯需求，所带来的社会效益更是无法估量的。

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