支持移动小终端的数据卫星通信系统容量分析.pdfVIP

支持移动小终端的数据卫星通信系统容量分析 马刈非 吕晶王杭先 (南京通信工程学院210016) 誓要支持移动(车戴)小蚌端的卫星敷据通信系境可以归于VSAT摹兢，本文对这种可支持车戴移动 小终蕾的低速数据卫星通信系境的特点和应用进行了分析，并蛤出了基本的客量设计方法． 关羹词卫星通信：微格卫王通信；CDMA；移动卫王通咔f：VSAT系统 1引言 利用现有的透明转发器提供一种移动中低速数据通信业务，是有相当广泛的应用需求的．铡如 系统的敷据传辕和定位信息传输．系统使用小型专用天线、采用CDMA技术，利用c或Ku透明转发 器，可以为数千至散万车辆提供服务．对于这类系统。关奠设备是可自动跟踪的小型天线．其次是适当 率也比较低(55～165b／s)．如果能够在满足自动跟踪的前提下适当加大天线．显然对于提高数据速率 是有利的．目前，14所研制的0．45m车载自动跟踪天线已达到实用水平，以此作为设计这类系统的硬 件基础．大约可支持2．4kbit／s．本文以Ku透碉转发嚣、0A5m自动跟踪天线、移动终端基本速率 2Akb／s为系统基本参数．论述了这类系统的特点、基本体制，并给出了容量分析的方法。 2移动低速数据通信系统的特征 移动低速藏据置信系统的主要特征有以下几点； (1)系统为星状同，中心站为固定站．其远靖站可安装在火车、汽车、船舶等运动载体上； (2)基本业务包括2Akb／s数据或声码话或更低速率的短数据业务； (3)中心站除支持上述业务外．还可以提供广播业务、直播电视业务和Ir她met接入； (4)系统利用一个转发器资源时．可支持的远端站数目应尽可能多，例如5000个以上。 3系统基本体制 在透明转发器、大区域波束条件下，各种多址体制中．CDMA是支持众多小站、低业务量系统的 台适体制．另一方面．由于使用小天线，波束宽，为减小邻星干扰．也必须采用扩频技术来降低功率谱 密度。综合考虑这两方面因素．显然CDMA体制是合适的选择。 因此，可以初步确定系统的基本体制为TDM／CDMA． 髓 嚣赉谭的利用率． 实际上，对于小天蛀前系统，邻星干扰比邻站干扰的限制更为严重，所以从减小邻星干扰考虑，也 需要采用多频CDMA． 外向信道可以直接采用统计复用TDM．以便增加下载致据容量． 关于邻星干扰的分析，可见参考文献【l】． 4系统容量分析方法 典型的CDMA卫星VSAT系统主要用于数据业务．也有部分系统设计支持话音业务．由于是星状 网。小站之间的业务中心站转接的“两眺”方式，CDMA系统的主要不足是转发器频带利用率较低(通 常是百分之几到百分之十几)．所以CDMA系统适于组建站数众多而业务量较小的系统。 VSAT系统中，一对内向、外向信道(每信道占用5MHz带宽，一对信道 例如在某实用的CDMA 共占用IOMHz带宽)，以站址而论．全同可配置的小站数目可达4000个左右．但是允许同时发送的小 站数目则随发送数据速率不同而不同．内向数据率为4．81r．b／$时，最多可允许40个小站同时发送．内向 速率为9．6kb，s时．可允许同时发送的小站数目大约是20个． 这种系统与地面移动通信系统或低轨卫星通信系统主要区别在于，CDMA要想增大容量，必须配 合使用小区制(地面系统)或点波束(卫星系统)，通过复用来增加系统容量．对于采用区域波束的系 统(例如这里考虑的是覆盖全田的大区域波柬)，则较低的颡带利用率限制了系统容量。 4．1通信卫墨的基本性能 系统分析首先要选定设想的通信卫星资源．这里假定采用鑫诺l号卫星．通信卫屉Ku转发器的基 本性能如下： (1)卫星定点110．5。E GHz GHz 发射14．00～14．50 (2)工作频段接收12．25～12．75 MHz (3)转发器数量与带宽14×54 (4)波束覆盖范围中国及周边田家． (5)卫星EIRP值46dBW(边缘)52dBW(东南雨区) (6)卫星的G／T值≥--0．0dB／K(边缘)