调制解调器卫星通信论文

2022-04-15

10月21日至23日,中国通信学会在北京新世纪日航饭店举办了第十届“中国卫星应用大会”,在上海、深圳、成都、哈尔滨等地分会场同时举行了会议,并通过鑫诺1号卫星进行了互动交流。中国教育台、星光集团和卫视传媒,通过鑫诺1号为大会和展览进行实况直播。大会同时,“2008中国国际卫星应用技术与设备展览会”在北京新世纪日航饭店二层中华厅举行。下面是小编精心推荐的《调制解调器卫星通信论文(精选3篇)》的相关内容,希望能给你带来帮助!

调制解调器卫星通信论文 篇1:

论VSAT卫星通讯地面站系统设计思路

【摘要】 VSAT卫星通讯地面站,对于接入型卫星天线及系统的建设,系统设计上需要考虑诸多因素,设计环节还需视系统实际建站情况具体分析。只要设计思路清晰严谨,具备理论及数据支撑,便能够有效的服务于生产建设工作。

【关键词】 VSAT 卫星通讯 设计思路

一、前言

目前VSAT(甚小天线地球站)系统广泛应用于陆地及海洋多种行业中,作为更为便捷、高效、稳定的通讯手段,尤以灾备、应急、救援、指挥、生产、娱乐等应用更为突出,广泛使用于地面应急指挥中心、偏远山区、海上钻采平台、船舶等环境。卫星通讯具有传输距离远,覆盖面广,对地理环境要求不高,建设快等优点,特别适合远离中心城市地面线路网络的通讯建设,通过电磁波作为传输介质,以同步卫星作为中转站,快速连接大型中心卫星地面站网络至远端,通过卫星调制解调器调制解调载波,实现双向网络数据传输,进而通过复用实现语音、数据等拓展应用。对于接入型衛星天线及系统的建设,系统设计上需要考虑诸多因素,设计环节还需视系统实际建站情况具体分析。

二、设计思路

卫星通讯地面站的建设及组网,无论是中小型中心站还是远端站,在设计上,需要满足如下规范:

《国内卫星通信地球站工程设计规范》(YD 5050-2005)

《国内卫星通信地球站设备安装工程验收规范》(YD/ T5017-2005)

《國内卫星通信小型地球站(VSAT)通信系统工程验收规范》(YD/T5028-2005)

在系统设计思路上,一切设计最终围绕建站的目的以及使用者的需求进行分析,即使用用户所需求的网络带宽多大,利用卫星链路传输的网络上承载什么业务。当了解用户需求后,设计一个卫星地面站的系统组成,需要考虑的因素有:

1、建设卫星地面站的地理位置,经纬度;

2、使用的卫星资源;

3、设备选取;

4、链路计算;

5、线缆选取。

具体来讲,当拿到用户需求后,分析出满足用户需求所使用的网络带宽,根据建站的地理位置经纬度,查找能够同时覆盖接入中心站和建设远端站的卫星资源,并需要掌握所使用卫星的参数。根据建站地点约束、环境、气候等选取卫星频段为C波段或者Ku波段,以及建站使用卫星天线的口径。通常情况下,使用QPSK的调制方式,2Mbps(上行+下行)卫星频宽资源,C波段卫星天线2.4米至4.5米口径或Ku波段1.2米至4.5米口径天线均满足使用。

在制定的天线口径条件下,根据需要使用的卫星与频宽,使用的调制方式,建站的经纬度作为前提条件,进行链路计算。其中需要考虑运行业务上保留3dB功率回退余量,保证卫星链路载波传输的稳定性。根据链路计算,匹配使用卫星功放的功率大小,同时听取卫星公司的建议选取合适的天线口径。

此外,还需要根据接入中心站的情况,以及使用的卫星转发器,确定天线使用的极化方式及极化方向。选取的卫星调制解调器也需要同中心站规格匹配。

线缆的选取是整套卫星地面站系统中最为重要的部分,线缆承载着载波传输、系统供电两个任务,整套系统信号质量是否良好,噪声余量调节是否富足,全部在于选取合适的传输线缆。根据卫星天线功放及低噪声放大器的匹配,现阶段最常用的设备载波传输工作在L波段(950-2150MHz)。Ku波段卫星天线,室内至室外敷设的电缆,基本上采用两根L波段低损电缆作为载波传输媒介,一收一发。C波段卫星天线,根据功放送电的需求,还需要额外敷设一根三芯电源线。

即使采用的L波段传输的低损耗信号线缆,在传输路径上依然存在损耗,这就需要根据实际室外部分至室内设备之间的线缆长度,选取合适的线缆标号(同轴电缆横截面积),计算路径损耗,达到室内外载波传输经过线缆路径的损耗后,依然能够落入卫星调制解调器使用最大频带需求的调解范围,并保留噪声余量的目的,使得载波有效传输。下面举一个设计案例,分析系统中信号线缆选取的设计思路。

图2是一套4.5米口径C波段中小型中心站系统设计图,主要展示了整套系统载波传输路径上噪声损耗的计算。

示例图中,采用100W收发一体机卫星功放,输出功率P1dB为49dBm,因该功放具备20dB增益补偿,最大增益为69dB。系统中总共含有7台卫星调制解调器工作,因此采用1:8合路器进行分路接入,衰减损耗9dB。采用的卫星调制解调器,噪声输出功率在-40至0dB之间,其最大输出噪声功率为0dB。

该系统室内1:8合路器至室外卫星功放之间的距离约为100米,拟定采用安德鲁LDF5-50(7/8)低损同轴电缆,该标号线缆100米损耗为5.18dB。为了验证所选用线缆是否合适,进行系统每调制解调器载波最大允许输出噪声功率计算。卫星功放考虑3dBm功率回退余量,调制解调器发射噪声功率以10dB有效值为基准。因此综合计算,在1:8合路器下,卫星调制解调器每载波最大允许噪声功率计算方法为:

49dBm(P1dB)-3dBm(回退余量)-10dB(有效值)-69dB(最大增益)+5.18dB(100米线缆损耗)+9dB(1:8合路器衰减)=-18.82dBm

通过计算得知,案例中卫星调制解调器每载波最大允许噪声功率完全在调制解调范围内,且在单个卫星调制解调器上具备约19dB的功率余量,即使卫星功放上行增益回退5dB,卫星调制解调器仍有14dB功率余量,这对于采用QPSK调制、3/4编码方式将是非常理想的数值,卫星链路将会非常稳定。这也就验证选取的线缆标号非常合适,不会因线路上的衰减影响了载波的传输,进而保证了卫星链路传输的稳定性。

三、卫星地面站建站流程及注意事项

建设卫星地面站如果是在陆地特别是城市中长期使用,需要至相关部门进行备案。影响楼宇等整体结构的建设,需要到当地建设委员会进行备案。卫星地面站具备一定的电磁辐射,还需要至建站当地无线电委员会进行申请备案,提供相应站点相关信息材料,由无线电委员会对站点进行电磁环境检测,出具合格使用报告后颁发电台运营执照,此后方可建设卫星地面站。

天线安装位置选取需保持周围环境空旷,对预计使用的卫星指向方向上避免楼群等高建筑物的遮挡。天线基础生根牢固,必须采取相应安全防护措施。室内外设备之间连接的线缆不宜过长,从经济成本上及施工难度上考虑避免使用过长、过粗信号线缆。特定的环境下,还需要考虑防雷措施及接地的良好性。

四、结语

设计一套VSAT卫星通讯系统方案考虑的因素有很多,但只要设计思路清晰严谨,具备理论及数据支撑,便能够有效的服务于生产建设工作。一套好的系统设计方案能够使实际应用建设工作更加便捷及高效,使建设后的系统运行更加稳定。

作者:赵希

调制解调器卫星通信论文 篇2:

中国卫星应用大会2008在京召开

10月21日至23日,中国通信学会在北京新世纪日航饭店举办了第十届“中国卫星应用大会”,在上海、深圳、成都、哈尔滨等地分会场同时举行了会议,并通过鑫诺1号卫星进行了互动交流。中国教育台、星光集团和卫视传媒,通过鑫诺1号为大会和展览进行实况直播。大会同时,“2008中国国际卫星应用技术与设备展览会”在北京新世纪日航饭店二层中华厅举行。

通信学会主席杨千里教授为大会主持,中国电子科技集团36所高级工程师曹国英、中国空间技术研究院西安分院研发中心主任幺周石、航天科技集团704所高级工程师卢维炎、美国卫讯公司商务发展副总裁Malcolm Warren、Orbcomm国际副总裁Abe Silbershatz等参加了大会,并发表了演讲。

22日上午,美国卫讯公司商务发展副总裁Malcolm Warren,在会上做了“卫星宽带服务和应用的新变革”的演讲。演讲中讲到此公司通过星状网、网状网、点对点以及移动通信等最新应用的高性能调制解调器,联合IP调制解调器,在车、船、飞机等移动终端的宽带服务及应用,在22年里保持用户的增长与盈利。下午,亚洲卫星公司中国部总经理张海明,在会上做了“新格局中的亚洲卫星”的演讲。演讲中讲到亚洲卫星公司2008年上半年仍取得较好业绩,并将在2009年第二季度发射由美国劳拉公司制造、采用SS/L1300平台的的亚洲5号卫星,替代现位于100.5°E轨道位置上运营的亚洲2号卫星;2009年9月将启动亚洲6号卫星的建造工作。

23日,国家广电总局广播科学研究院院长马炬,在会上做了“中国广播电视直播卫星技术及产业化发展”的演讲。演讲中讲到,国内自主研发的ABS-S广播系统的特点、创新与优势,在国内有多家设计单位和厂家,针对内蒙古、黑龙江、福建、江西、海南、四川、陕西、新疆等八省,以及边海防哨所,进行了试验安装和接收,并达到预期目标,用户反应良好,积累了工程经验。会上,马院长还展示了ABS-S功能样机和试验效果的图片。国家广电总局广播电视规划院院长姜文波,在会上做了“中国卫星广播电视的规划及其发展应用”的报告。报告综述了我国卫星广播业务规划(WRC-2000中国BSS规划)以及我国附加申报的Ku波段BSS规划,向ITU申报S波段BSS网络;报告还讲到,“我国地面高清晰度电视广播刚刚起步,结合我国高清电视广播的快速发展需求,以及地面无线电视频谱紧缺可能给高清电视节目巨大需求带来发展瓶颈,Ku频段卫星高清电视广播将为我国高清电视广播带来广阔空间。”

与大会同时举行的“2008中国国际卫星应用技术与设备展览会”上,参展的有中外知名企业、卫星设备制造商、运营商、网络服务商、行业用户,其中包括ViaSat公司、中国直播卫星公司、亚太卫星公司、Gilat公司等三十多家。并得到了广电总局等政府主管部门,国家发改委高新司副司长綦成元、国家广电总局科技司司长王效杰、国家航天局副局长罗格等资深卫星专家,GVF、APSCC、CASBAA、IET等国际卫星组织,以及中国教育台、中国气象局国家气象中心、人民邮电报、中国交通通信中心、卫星电视与宽带等多媒体专业媒体的大力支持。

此次卫星应用技术与设备展览与前几届展览相比,参展单位有所增加,参观展览人数也随之增加。与会各界反应,此次大会为各企业商家带来了更多商机。

中国卫星应用大会是经国家信息产业部批准由中国通信学会主办,是我国卫星应用领域倍受国内外业界关注的国际会议。多年来,大会得到国家发改委、广播电影电视总局、国家航天局、科学技术部、国家无线电管理局的积极支持,同时得到国内、外著名卫星企业的积极参与和赞助支持。大会指导委员会(政府主管部门及卫星企业的领导组成)、专家委员会(著名卫星专家组成)负责对大会的指导与资讯。

大会以推动中国卫星应用的发展为宗旨,是业界探讨卫星通信、广播电视、对地观测与导航定位等应用领域的开放平台,更是中、外企业与用户交流的重要桥梁。■

作者:臧 岩

调制解调器卫星通信论文 篇3:

中国电子报评出2017年5G十件大事

非独立组网5G NR标准冻结

事件:2017年12月21日,在葡萄牙里斯本召开的3GPP TSGRAN全体会议成功完成首个可商用部署的5G NR标准的制定。AT&T、英国电信、中国移动、中国电信、中国联通、德国电信、爱立信、富士通、华为、英特尔、KT公司、LG电子、LG U+、联发科技、NEC、诺基亚、NTT DOCOMO、Orange、高通、三星电子、8K电讯、索尼移动通信、spNnt、TIM、西班牙电信、Telia、美国T-Mobile、Verlzon、沃达丰和中兴通讯一致表示,第一个5G NR标准的完成将推动5GNIL全球产业化进程的发展,并为2019年5G大规模试验和商用部署奠定了基础。

2017年2月27日,全球移动通信行业领导者在巴塞罗那宣布支持5G NIL标准化加速,将非独立组网5G NK作为首个可商用的标准里程碑。基于该声明,2017年3月9日在克罗地亚杜布罗夫尼克举行的3GPP RAN全体会议上,通过了5G标准化加速的决定。目前,该非独立组网的5G NR作为R15版本的一部分已完成标准化。

点评:本次5G标准化里程碑的达成.为下一步5G设备的开发、互操作性测试以及5G早期部署打下了基础。5G NR独立和非独立组网的底层标准采用统一设计,以确保实现全球5G NR产业生态链的共用,2018年6月份首版完整的5G NR标准也将冻结,这将使5G早期部署方式具备更多的灵活性。

中国完成5G第二阶段技术测试

事件:2017年9月28日,IMT-2020(8G)推进组发布了5G技术研发试验第二阶段测试结果,测试结果符合预期,这意味着目前5G技术已经得到验证,中国按照已经制定的5G路线图推进顺利。第二阶段测试针对七大场景展开,分别是:连续广覆盖场景、低时延高可靠场景、低功耗大连接场景、热点高容量(低频)场景、热点高容量(高频)场景、高低频混合场景、其他混合场景。

测试结果显示,在连续广覆盖场景中,小区峰值速率超过10Gb-ps,最高峰值速率到了28Gbps,达到了ITU提出的最低达到10Gbps的要求。在低时廷、高可靠场景中的测试结果显示,各厂商单向空口时延均小于0.64ms,可靠性能够大于99.999%,这能够满足ITU提出的空口时延小于1ms和可靠性大于99.999%的性能指标要求。在基于低频的热点高容量场景中,各厂商的流量密度指标均超过了ITU提出的每平方米10Mbps流量密度的性能指标要求。在低功耗大连接场景中,达到了每平方公里超过100万个连接数的要求。

点评:第二阶段的测试目标是结合5G典型场景,针对5G概念样机开展单基站测试,评估不同厂商5G技术方案性能.支撑5G国际标准制定,开展系统设备厂商与芯片、杖袁厂商的多方对接测试,为培育5G产业链奠定基础。第二阶段的测试将为2018年即将展开的、以运营商为主导的5G试点建设打下基础。

中国确定5G中频段规划

事件:2017年11月10日.工业和信息化部发布了5G系统在3000M-5000MHz频段(中频段)内的频率使用规划,我国成为国际上率先发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。

规划明确了3300M-3400MHz(原则上限室内使用)、3400M-3600MHz和4800M-5000MHz频段作为5G系统的工作频段;规定5G系统使用上述工作频段,不得对同频段或邻频段内依法开展的射电天文业务及其他无线电业务产生有害干扰;同时规定,自发布之日起,不再受理和审批新申请3400M~4200MHz和4800M~5000MHz频段内的地面固定业务频率、3400M-3700MHz频段内的空间无线电台业务频率和3400M~3600MHz频段内的空间无线电台测控频率的使用许可。

工信部结合《中华人民共和国无线电频率划分规定》修订和国际电联2019年世界无线电通信大会相关议题的准备工作,全面梳理了相关频段国内外的规划和使用现状,跟踪研究全球主要国家或组织的5G系统频谱策略。后续,工业和信息化部将继续为5G系统的应用和发展规划调整出包含高频段(毫米波)、低频段在内的更多的频率资源。

点评:5G系统是我国实施网络强国制造强国战略的重要信息基础设施,更是发展新一代信息通信技术的高地。频率资源是研发、部署5G系统最关键的基础资源,根据技术和应用特点及电波传播特性,5G系统需要高(24GHz以上毫米波频段)、中(3000M~6000MHz频段)、低(3000MHz以下频段)不同频段的工作频率,以满足覆盖、容量、连接数密度等多项关键性能指标的要求。本次发布的中频段5G系统频率使用规划综合考虑了国际国内各方面因素,统筹兼顾国防、卫星通信、科学研究等部门和行业的用频需求,依法保护现有用户用频权益.能够兼顾系统覆盖和大容量的基本需求,是我国5G系统先期部署的主要频段。

3GPP启动面向ITU的5G方案自评估

事件:3GPP RAN全會启动了“面向ITU的Re1-15技术方案自评估”SI立项,其项目周期为2017年9月至2018年9月,是3GPP专门为ITU提交而启动的立项。该立项的报告人为华为、爱立信、意大利电信。

向ITU提交5G技术方案自评估报告是使3GPP 5G标准获国际正式认可的重要一步。2015年9月,ITU发布了ITU-R M.2083《IMT愿景:SG架构和总体目标》,定义了eMBB、mMTC、URLLC三大业务场景,以及峰值速率、业务容量等八大关键指标。基于这八大关键指标,2017年2月发布的《IMT-2020技术性能指标》定义了13项技术性能指标,包括每项指标的详细定义、适用场景、最小指标值等。5G侯选提案首先需要通过自评估,证明其满足所有指标;后续还需要通过第三方的评估。

点评:3GPP启动5G技术方案的自评估.是为将其制定的5G标准国际化而必须完成的重要一环。不仅3GPP.ITU各国家/成员也会积极地提交5G技术提案。虽然目前业界企业认可在3GPP内进行技术和标准讨论.并倾向于产生全球统一的5G标准,但仍需积极、谨慎地按要求完成ITU相关评估和提交工作。

中国移动牵头完成5G网络系统架构标准

事件:2017年12月1日,美国里诺3GPP SA2第124次会议结束后,面向独立组网(8A)的5G系统架构和流程标准制订完成,这是5G标准里程碑式的进展,标志着全面实现5G目标的新架构确定。5G系统架构(5G8)项目由中国移动担任报告人主导完成,并得到全球超过67家合作伙伴的大力支持。

在标准制订过程中,中国移动牵头推动了服务化架构(SBA)、软件化与虚拟化、质量可保障的网络切片、新核心网协议体系、统一数据层架构、C/U分离、边缘计算等一系列重要工作,努力将5G网络打造成一个面向未来、具备先进性的网络。目前,3GPP CT已经启动了5G核心网协议的进一步标准化,中国移动继续牵头推进5G核心网协议等重要项目,按预定计划于2018年6月份完成5G第一版本所有标准化工作。

点评:这是中国人首次牵头设计移动网络的系统架构。中国移动在3GPP中的作用也日益重要,目前中国移动在3GPP担任RAN全会副主席、RAN2副主席、CT3副主席等领导职位;牵头5G相关立项5项,其中独立牵头两项;共提交5G文稿700余篇,申请5G相关专利500余项.在国际顶级期刊扣会议发表论文100余篇。

5G联合创新多点启动

事件:5G联合创新成为行业风向。截至2017年11月底,中国移动的5G联创中心已经拥有112家产业合作伙伴,在全球建立了12个开放实验室,并开展了17个跨行业的联合创新项目。目前中国移动5G联创中心的十大成果分别是六大研究报告(网联无人机、智能共享单车、追踪器、智能穿戴、智慧停车、5G高频系统)、三个产品(小和轻停智慧停车解决方案、NB-IoT物联小站、机房巡检机器人)和一个评估体系(移动物联网产业技术)。

2017年,华为的Wireless xLabs在诸多领域进行了5G使能的探索,联手汽车厂商完成5G远程无人驾驶和车辆编队测试,与合作伙伴共同开发云VR原型机,完成基于蜂窝网络的无人机远控飞行和图传测试,展开无人机低空覆盖技术的研究,以及联合全球领先的机器人厂商成立了智能制造兴趣小组等。

点评:与历次移动通信技术标准不同,5G的重点应用将不局限于人与人的通信,未来在垂直行业中会得到广泛应用。从现在出发推动5G的跨界融合,加强5G各个重点垂直领域的技术方案适配性,影响未来5G是否能够成功应用在各个行业中。国际间也在推动5G的联合创新,如成立了5G汽车联盟。联合创新将是5G商用发展一大主流方向。

工信部全面推进移动物联网建设

事件:2017年6月6日,工信部办公厅发布了《关于全面推进移动物联网(NB-IoT)建设发展的通知》(以下简称《通知》),分三部分共14条举措:一是加强NB-IoT标准与技术研究,打造完整产业体系。二是推广NB-IoT在细分领域的应用,逐步形成规模应用体系。三是优化NB-IoT应用政策环境,创造良好的、可持续发展条件。

根据《通知》,鼓励各地因地制宣,结合城市管理和产业发展需求,拓展基于NB-IoT技术的新应用、新模式和新业态,开展NB-IoT试点示范,并逐步扩大应用行业和领域范围。2017年实现基于NB-IoT的M2M(机器与机器)连接超过2000万,2020年总连接数超过6亿。探索NB-IoT技术与工业互联网、智能制造相结合的应用场景,推动融合创新,利用NB-IoT技术实现对生产制造过程的监控和控制,拓展NB-IoT技术在物流运输、农业生产等领域的应用,助力制造强国建设。

点评:5G的三大应用场景中,海量物联是其中十分重要的一个发展方向。目前.NB-loT基于4G网络即可实现.开启了海量物联的序幕,通过NB-IoT培育新应用、新业务、新模式,是务实发展移动物联网、务实发展5G在垂直行业应用的重要举措。

全球首个覆盖最广NB-loT商用网络建成

事件:2017年5月17日,中国电信宣布建成全球首个覆盖最广的NB-IoT商用网络,其全网31万基站实现向NB-IoT升级。中国电信通过提前布局、标准跟踪、外场试验、版本发布、商用部署等几个步骤,已具备提供新一代物联网的全面能力。

中国电信新一代物联网(NB-IoT)具备以下优势:一是覆盖最广,基于4G全覆盖网络部署,有移动网络的地方均可提供物联网服务;二是规模最大,全网31万基站同步升级;三是质量最优,基于800MHz低频段承载,具有信号穿透能力更强、覆盖能力更强的优势。

点评:2017年我国NB-IoT发展速度迅猛.继中国电信实现NB-IoT的全网覆盖之后,中国移动也在2017年年底建成覆盖348个城市的NB-IoT网络,这一具有低成本、低功耗、大连接、广覆盖等优势的技术.有望在智能抄表、智能停车、智能家居、智能城市、智能制造等领域广泛应用。

华为推出全球首款小型化5G CPE终端

事件:2017年11月23日,华为在中国移动合作伙伴大会上推出了全球首款基于3.5GHz频段的小型化5G预商用CPE样机,并联合中国移动研究院基于5G端到端解决方案演示了16路4K超高清视频实时点播业务,单用户峰值速率达1.3Gbps以上。

此次推出的5G CPE为5G无线终端接入设备,可将高速5G信号转换成WiFi信号,为用户提供无线宽带接入服务。该款CPE基于3GPP标准及芯片架构实现,体积小、功耗低、便携性强,是目前全球最小的5G测试终端,可广泛应用于未来5G预商用网络验证,为后续规模试验的开展提供有力支撑。

點评:终端的小型化是5G实现可商用的重要标志,在2018、2019年以运营商牵头的5G试点和预商用建设中,华为5G CPE具有较广的应用前景,除了用作5G小型化测试终端,还可进行挂墙或抱杆部署,用于城区的高清视频回传;或部署在无人机上.实现随时随地实景直播业务等。5G CPE有望与垂直行业应用相结合.在固定接入、行业视频、远程驾驶等更多领域发挥重要作用。高通、英特尔发布5G调制解调芯片

事件:2017年10月,高通宣布基于其骁龙XS0 5G调制解调器芯片组,成功实现了全球首个5G数据连接,包括实现千兆级速率以及在28GHz毫米波频段上的数据连接。同时,高通还预展了其首款5G智能手机参考设计。

2017年11月17日,英特尔宣布其无线产品路线图取得重大进展,推出首个支持5G新空口(5G NR)的多模商用调制解调器家族,以及最新LTE调制解调器。英特尔还宣布已经成功实现了基于英特尔5G调制解调器的完整端到端5G连接。

点评:芯片是5G产业链的关键一环,高通的5G调制解调器芯片组系列预计将支持计划于2019年上半年推出的商用5G智能手机和网络,这表明高通在历代蜂窝技术方面的领先优势目前向5G延伸。另一芯片巨头英特尔也同时加大了在5G上的投资力度,并将此作为切入未来移动互联网的重要契机。

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