衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)在應(yīng)急通信中的測試與應(yīng)用

康晨+陳玥+盧洪濤

為有效提高衛(wèi)星帶寬使用效率，在1MHz的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬上有效傳輸實(shí)際使用帶寬為2MHz的CDMA信號，中國電信在多地開展現(xiàn)場驗(yàn)證測試，分別在現(xiàn)有設(shè)備上實(shí)地驗(yàn)證時隙插入取出、載波疊加和高階調(diào)制三種技術(shù)在CDMA應(yīng)急通信車上的使用，測試CDMA語音業(yè)務(wù)的主觀語音質(zhì)量、呼叫時延和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)際吞吐率。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)三種技術(shù)均能滿足壓縮率預(yù)期要求，中國電信可在CDMA應(yīng)急通信車上應(yīng)用衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)，以滿足現(xiàn)網(wǎng)需求。

Test and Application of Satellite Bandwidth Compression Technology in Emergency Communication

KANG Chen1， CHEN Yue1， LU Hong-tao2

（1. China Telecommunications Corporation， Beijing 100032， China；

2. Guangzhou Research Institute of China Telecom Co.， Ltd.， Guangzhou 510630， China）

In order to effectively improve the efficiency of satellite bandwidth and transmit the CDMA signal with 2MHz bandwidth on the satellite transponder with 1MHz bandwidth， China Telecom carried out the on-site verification tests in several cities. Three technologies were tested respectively on the existing equipment including time slot drop and insert， carrier superposition and higher order modulation used for CDMA emergency communication vehicles. The test projects include subjective voice quality and call time delay of CDMA voice services and the actual throughput rate of CDMA data services. The results show that three technologies can satisfy the expected requirements of compression rate. Therefore， China Telecom can use satellite bandwidth compression on CDMA emergency communication vehicles to meet the demands of the current networks.

emergency communication satellite bandwidth compression time slot drop and insert carrier superposition higher order modulation

1 應(yīng)急通信衛(wèi)星帶寬不足的現(xiàn)狀

隨著中國電信應(yīng)急通信發(fā)展迅速，大量應(yīng)急通信裝備入列。其中，衛(wèi)星通信裝備因?yàn)槠潇`活機(jī)動、不受時間和空間限制的特點(diǎn)，在應(yīng)急通信裝備中占比較大。

2009年以來，CDMA應(yīng)急通信車的出動次數(shù)和吸收的話務(wù)量持續(xù)上升，已經(jīng)占到應(yīng)急通信任務(wù)量的一半以上。CDMA應(yīng)急通信車大量使用衛(wèi)星鏈路手段進(jìn)行應(yīng)急通信傳輸，但是衛(wèi)星應(yīng)用成本較高，嚴(yán)重制約實(shí)際需求的釋放。中國電信在保障應(yīng)急通信需求的同時，必須從企業(yè)運(yùn)營成本出發(fā)，通過多種技術(shù)手段，在有限的帶寬下滿足應(yīng)急場景的通信需求。

2 衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)

應(yīng)急衛(wèi)星能力提升有多種成熟的技術(shù)方案，包括：時隙插入取出、高階調(diào)制和載波疊加技術(shù)。

（1）時隙插入取出技術(shù)根據(jù)基站能夠開通所需的最少傳輸資源，靈活地配置1—31個時隙的E1電路，使用的傳輸資源小，達(dá)到節(jié)約衛(wèi)星帶寬、降低傳輸電路運(yùn)行成本的目的。

（2）衛(wèi)星通信中常用的調(diào)制方式包括BPSK（Binary Phase Shift Keying，二相相移鍵控）、QPSK（Quadrature Phase Shift Keying，四相相移鍵控）、8PSK（8 Phase Shift Keying，八相相移鍵控）、16QAM（16 Quadrature Amplitude Modulation，十六進(jìn)制正交幅度調(diào)制）。通過采用不同的調(diào)制階數(shù)的調(diào)制方式，結(jié)合效率更高的前向糾錯編碼和采用合理的載波間隔，達(dá)到提高衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬利用率的效果。

（3）載波疊加技術(shù)采用一種名為“適應(yīng)性減擾”的技術(shù)，是AST公司的專利技術(shù)。該技術(shù)可以使雙向衛(wèi)星鏈路在轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬的同一頻段內(nèi)同時發(fā)射業(yè)務(wù)載波，理論上使占用帶寬減少50%。

3 現(xiàn)場測試

3.1 中國電信CDMA應(yīng)急通信車組網(wǎng)

中國電信目前裝備的CDMA應(yīng)急通信車配備的CDMA裝備與大網(wǎng)使用的裝備相同，包括華為、中興和阿朗三個廠家設(shè)備。其中，小型車輛均采用小型越野車，車內(nèi)只安裝BTS（Base Transceiver Station，基站）設(shè)備，而不再安裝BSC（Base Station Controller，基站控制器）設(shè)備，因此在組網(wǎng)時，車內(nèi)的BTS通過SCPC（Single Channel Per Carrier，單路單載波）方式經(jīng)過衛(wèi)星接入上海主控站，通過地面?zhèn)鬏斀尤敫魇≈付ǖ南鄳?yīng)型號的BSC。網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1所示。endprint

應(yīng)急通信車所載BTS通過衛(wèi)星電路回傳到上海主控站，再通過地面電路調(diào)度送回本省，CDMA應(yīng)急通信車中均配備有衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。其中，小型CDMA應(yīng)急通信車均配備CDM-600開放衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，而大型CDMA應(yīng)急通信車均配備CDM-625開放衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。

3.2 時隙插入取出技術(shù)測試

測試使用小型CDMA應(yīng)急通信車，車輛選擇停放在西安，通過衛(wèi)星傳輸與中國電信上海衛(wèi)星地面站開通一個16時隙（1 024kbps）衛(wèi)星電路；上海衛(wèi)星地面站通過地面電路開通到西安BSC一個E1電路（32個時隙）。小型CDMA應(yīng)急通信車天線口徑為1.35m，功率放大器為40W；上海衛(wèi)星地面站天線口徑為2.4m，功率放大器為125W。測試項(xiàng)目包括衛(wèi)星占用帶寬、呼叫建立時延、CDMA2000 1X前向數(shù)據(jù)吞吐量、CDMA2000 1X反向數(shù)據(jù)吞吐量、語音質(zhì)量、EV-DO前向數(shù)據(jù)吞吐量、EV-DO反向數(shù)據(jù)吞吐量，分別采用QPSK、8PSK兩種調(diào)制方式和常用前向糾錯碼率進(jìn)行測試。載波間隔系數(shù)采用1.35、配置為16時隙進(jìn)行有效承載測試。

（1）測試結(jié)果匯總

小型CDMA應(yīng)急通信車衛(wèi)星設(shè)備發(fā)射功率以上海衛(wèi)星地面站載波參考調(diào)節(jié)。功率軟件測得發(fā)射功率為31.1dBm，接收Eb/No為11.7dBm，收信電平為-49dBm，誤碼率為1×10-9。西安測試結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

（2）測試結(jié)論

通過測試，小型CDMA應(yīng)急通信車?yán)脙H有的16時隙可以正常開通基站，同時還能支持語音、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)質(zhì)量可以滿足應(yīng)急通信要求。

3.3 高階調(diào)制技術(shù)測試

目前CDMA應(yīng)急通信車多采用QPSK 3/4的調(diào)制與編碼方式，測試主要針對采用不同的高階調(diào)制與編碼方式（包括8PSK 7/8，16QAM 3/4，16QAM 7/8）時，測試衛(wèi)星鏈路指標(biāo)的變化以及對CDMA應(yīng)急通信車工作的影響。

測試并驗(yàn)證在各種高階調(diào)制與編碼方式下，CDMA應(yīng)急通信車開通一路載頻在衛(wèi)星的理論與實(shí)際占用帶寬，確定出能壓縮50%帶寬的高階調(diào)制與編碼方式。

參考衛(wèi)星通信公司對中國電信載頻星上標(biāo)定功率的要求（Co+No）/No≤17dB，測試在不同高階調(diào)制與編碼方式下，端站及地面衛(wèi)星主站載頻發(fā)射（Co+No）/No達(dá)到17dB時，地面衛(wèi)星主站和端站的功率放大器上行功率實(shí)際余量。

根據(jù)端站目前的設(shè)備能力，在滿足CDMA應(yīng)急通信車正常應(yīng)用的前提下，結(jié)合帶寬壓縮50%、功放余量等綜合考慮，找出最優(yōu)的高階調(diào)制與編碼組合方式。

測試在地面衛(wèi)星主站利用Ku 2.4m和Ku 6m天線的情況下，對遠(yuǎn)端站衛(wèi)星鏈路收發(fā)指標(biāo)的影響。

經(jīng)過測試，得到以下結(jié)論：

（1）采用8PSK 7/8（滾降系數(shù)為0.25）、16QAM 3/4（滾降系數(shù)為0.35）、16QAM 7/8（滾降系數(shù)為0.35）高階調(diào)制與編碼方式，均可以有效地將中國電信CDMA應(yīng)急通信車在開通一條雙向衛(wèi)星電路時的星上占用帶寬壓縮到2MHz以內(nèi)，滿足帶寬壓縮一半的要求。

（2）中國電信CDMA小型應(yīng)急通信車目前配備的40W BUC（Block Up-Converter，上變頻功率放大器）能夠滿足在各種高階調(diào)制與編碼方式下的基站正常應(yīng)用，且小車功放在滿足功帶平衡時的余量在7dB以上。

3.4 載波疊加技術(shù)測試

2012年8月在四川眉山使用中國電信大型CDMA應(yīng)急通信車，通過衛(wèi)星傳輸與上海衛(wèi)星地面站開通2MHz電路。應(yīng)急通信車衛(wèi)星天線口徑為1.8m，功率放大器為70W；上海衛(wèi)星地面站衛(wèi)星天線口徑為6.2m，功率放大器為200W。使用亞太6號，衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器型號為CDM-625。在相同環(huán)境條件下，分別測試使用和不使用載波疊加技術(shù)的衛(wèi)星傳輸鏈路指標(biāo)、基站控制器、基站指標(biāo)，并分析載波疊加技術(shù)應(yīng)用于CDMA大型應(yīng)急通信車衛(wèi)星傳輸模式的可用性和穩(wěn)定性。

測試結(jié)果表明，衛(wèi)星傳輸鏈路使用載波疊加后，能夠提供1X語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使用載波疊加方式測試時間為3小時，基站開通正常，指標(biāo)穩(wěn)定。對比衛(wèi)星傳輸鏈路不使用載波疊加，影響最大的是為保持功帶平衡，將使載波發(fā)射功率降低3dB，導(dǎo)致系統(tǒng)余量下降，但從CDMA大型應(yīng)急通信車系統(tǒng)配置分析，完全能夠滿足正常應(yīng)急業(yè)務(wù)和支撐保障需求，對基站性能指標(biāo)基本沒有影響?？傮w來看，使用載波疊加技術(shù)完全能夠滿足CDMA大型應(yīng)急通信車的應(yīng)急業(yè)務(wù)和支撐業(yè)務(wù)需求。

4 三種技術(shù)對比

衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)推廣實(shí)施時，需要綜合考慮兩方面的因素：一是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響，包括對現(xiàn)有CDMA網(wǎng)絡(luò)的影響和對衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的影響；二是實(shí)施推廣的難度。

三種技術(shù)中，時隙插入取出技術(shù)需要更改CDMA網(wǎng)絡(luò)中的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)據(jù)幀的有用時隙數(shù)量。目前中國電信CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商中，華為和中興設(shè)備支持時隙插入取出技術(shù)，阿朗設(shè)備則不支持。從測試情況看，高階調(diào)制、載波疊加技術(shù)均無需更改CDMA網(wǎng)絡(luò)的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，屬于無損壓縮技術(shù)。

根據(jù)上述情況，三種技術(shù)對現(xiàn)網(wǎng)的影響如表2所示：

表2 不同技術(shù)對現(xiàn)網(wǎng)的影響

技術(shù) 支持的CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商 是否會造成基站掉站 需要更改數(shù)據(jù)的網(wǎng)元 壓縮

效果 對現(xiàn)網(wǎng)的影響

時隙插入取出 華為、中興 否 BTS和BSC 有損壓縮 較大

高階調(diào)制 華為、中興和阿朗 否 無 無損壓縮 無

載波疊加 華為、中興和阿朗 否 無 無損壓縮 無

三種技術(shù)中，時隙插入取出技術(shù)需要對CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)配置進(jìn)行修改，技術(shù)難度較大；高階調(diào)制技術(shù)和載波疊加技術(shù)只需要對衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行操作，與其它技術(shù)數(shù)據(jù)配置相比，改動較少、技術(shù)難度低。時隙插入取出技術(shù)對操作人員的要求比較高，實(shí)施推廣有一定的技術(shù)難度，需要一定的時間；而高階調(diào)制技術(shù)和載波疊加技術(shù)操作難度相對較低。

5 現(xiàn)網(wǎng)推廣應(yīng)用

衛(wèi)星效率提升技術(shù)實(shí)施推廣中，可根據(jù)地域不同、CDMA網(wǎng)絡(luò)用戶分布及業(yè)務(wù)開展情況進(jìn)行分別討論。不同的場景下，可根據(jù)目前的設(shè)備現(xiàn)狀、業(yè)務(wù)特點(diǎn)和場景特點(diǎn)進(jìn)行推廣。

例如，2013年四川雅安地區(qū)發(fā)生7級地震，中國電信上海衛(wèi)星地面站在中國電信集團(tuán)公司的指揮下，充分利用衛(wèi)星帶寬壓縮新技術(shù)為災(zāi)區(qū)提供通信保障，盡可能地多開一些衛(wèi)星救災(zāi)通道，利用28MHz衛(wèi)星帶寬提供了10條衛(wèi)星遠(yuǎn)程中繼，共為災(zāi)區(qū)現(xiàn)場提供緊急通信保障50次，共計23 200分鐘。地震當(dāng)天的13時35分，中國電信集團(tuán)公司四川分公司完成CDMA應(yīng)急通信車現(xiàn)場定位，中國電信上海地面衛(wèi)星接入主站順利開通到地震災(zāi)區(qū)的首條衛(wèi)星中繼，協(xié)助災(zāi)區(qū)現(xiàn)場開通了中國電信的CDMA基站。21日中午，配合空降的衛(wèi)星基站在通信孤島寶興縣開通一個應(yīng)急基站，實(shí)現(xiàn)了搶險救災(zāi)現(xiàn)場的CDMA網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋。

中國電信集團(tuán)衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)從2013年4月開始試運(yùn)行測試并隨后正式使用至今，全國共有31省使用時隙插入取出、高階調(diào)制和載波疊加這三種衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)，使用CDMA應(yīng)急基站衛(wèi)星入網(wǎng)，在原有帶寬的基礎(chǔ)上提升了一倍的帶寬利用率。

6 總結(jié)

經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)和現(xiàn)網(wǎng)推廣應(yīng)用，衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)可以有效地節(jié)省衛(wèi)星應(yīng)用成本，在應(yīng)急通信保障中，能夠提高衛(wèi)星帶寬使用效率，為中國電信樹立企業(yè)品牌形象、完成社會責(zé)任奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[5] 朱立東，吳廷勇，卓永寧，等. 衛(wèi)星通信導(dǎo)論[M]. 3版. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2009.endprint

應(yīng)急通信車所載BTS通過衛(wèi)星電路回傳到上海主控站，再通過地面電路調(diào)度送回本省，CDMA應(yīng)急通信車中均配備有衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。其中，小型CDMA應(yīng)急通信車均配備CDM-600開放衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，而大型CDMA應(yīng)急通信車均配備CDM-625開放衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。

3.2 時隙插入取出技術(shù)測試

測試使用小型CDMA應(yīng)急通信車，車輛選擇停放在西安，通過衛(wèi)星傳輸與中國電信上海衛(wèi)星地面站開通一個16時隙（1 024kbps）衛(wèi)星電路；上海衛(wèi)星地面站通過地面電路開通到西安BSC一個E1電路（32個時隙）。小型CDMA應(yīng)急通信車天線口徑為1.35m，功率放大器為40W；上海衛(wèi)星地面站天線口徑為2.4m，功率放大器為125W。測試項(xiàng)目包括衛(wèi)星占用帶寬、呼叫建立時延、CDMA2000 1X前向數(shù)據(jù)吞吐量、CDMA2000 1X反向數(shù)據(jù)吞吐量、語音質(zhì)量、EV-DO前向數(shù)據(jù)吞吐量、EV-DO反向數(shù)據(jù)吞吐量，分別采用QPSK、8PSK兩種調(diào)制方式和常用前向糾錯碼率進(jìn)行測試。載波間隔系數(shù)采用1.35、配置為16時隙進(jìn)行有效承載測試。

（1）測試結(jié)果匯總

小型CDMA應(yīng)急通信車衛(wèi)星設(shè)備發(fā)射功率以上海衛(wèi)星地面站載波參考調(diào)節(jié)。功率軟件測得發(fā)射功率為31.1dBm，接收Eb/No為11.7dBm，收信電平為-49dBm，誤碼率為1×10-9。西安測試結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

（2）測試結(jié)論

通過測試，小型CDMA應(yīng)急通信車?yán)脙H有的16時隙可以正常開通基站，同時還能支持語音、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)質(zhì)量可以滿足應(yīng)急通信要求。

3.3 高階調(diào)制技術(shù)測試

目前CDMA應(yīng)急通信車多采用QPSK 3/4的調(diào)制與編碼方式，測試主要針對采用不同的高階調(diào)制與編碼方式（包括8PSK 7/8，16QAM 3/4，16QAM 7/8）時，測試衛(wèi)星鏈路指標(biāo)的變化以及對CDMA應(yīng)急通信車工作的影響。

測試并驗(yàn)證在各種高階調(diào)制與編碼方式下，CDMA應(yīng)急通信車開通一路載頻在衛(wèi)星的理論與實(shí)際占用帶寬，確定出能壓縮50%帶寬的高階調(diào)制與編碼方式。

參考衛(wèi)星通信公司對中國電信載頻星上標(biāo)定功率的要求（Co+No）/No≤17dB，測試在不同高階調(diào)制與編碼方式下，端站及地面衛(wèi)星主站載頻發(fā)射（Co+No）/No達(dá)到17dB時，地面衛(wèi)星主站和端站的功率放大器上行功率實(shí)際余量。

根據(jù)端站目前的設(shè)備能力，在滿足CDMA應(yīng)急通信車正常應(yīng)用的前提下，結(jié)合帶寬壓縮50%、功放余量等綜合考慮，找出最優(yōu)的高階調(diào)制與編碼組合方式。

測試在地面衛(wèi)星主站利用Ku 2.4m和Ku 6m天線的情況下，對遠(yuǎn)端站衛(wèi)星鏈路收發(fā)指標(biāo)的影響。

經(jīng)過測試，得到以下結(jié)論：

（1）采用8PSK 7/8（滾降系數(shù)為0.25）、16QAM 3/4（滾降系數(shù)為0.35）、16QAM 7/8（滾降系數(shù)為0.35）高階調(diào)制與編碼方式，均可以有效地將中國電信CDMA應(yīng)急通信車在開通一條雙向衛(wèi)星電路時的星上占用帶寬壓縮到2MHz以內(nèi)，滿足帶寬壓縮一半的要求。

（2）中國電信CDMA小型應(yīng)急通信車目前配備的40W BUC（Block Up-Converter，上變頻功率放大器）能夠滿足在各種高階調(diào)制與編碼方式下的基站正常應(yīng)用，且小車功放在滿足功帶平衡時的余量在7dB以上。

3.4 載波疊加技術(shù)測試

2012年8月在四川眉山使用中國電信大型CDMA應(yīng)急通信車，通過衛(wèi)星傳輸與上海衛(wèi)星地面站開通2MHz電路。應(yīng)急通信車衛(wèi)星天線口徑為1.8m，功率放大器為70W；上海衛(wèi)星地面站衛(wèi)星天線口徑為6.2m，功率放大器為200W。使用亞太6號，衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器型號為CDM-625。在相同環(huán)境條件下，分別測試使用和不使用載波疊加技術(shù)的衛(wèi)星傳輸鏈路指標(biāo)、基站控制器、基站指標(biāo)，并分析載波疊加技術(shù)應(yīng)用于CDMA大型應(yīng)急通信車衛(wèi)星傳輸模式的可用性和穩(wěn)定性。

測試結(jié)果表明，衛(wèi)星傳輸鏈路使用載波疊加后，能夠提供1X語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使用載波疊加方式測試時間為3小時，基站開通正常，指標(biāo)穩(wěn)定。對比衛(wèi)星傳輸鏈路不使用載波疊加，影響最大的是為保持功帶平衡，將使載波發(fā)射功率降低3dB，導(dǎo)致系統(tǒng)余量下降，但從CDMA大型應(yīng)急通信車系統(tǒng)配置分析，完全能夠滿足正常應(yīng)急業(yè)務(wù)和支撐保障需求，對基站性能指標(biāo)基本沒有影響?？傮w來看，使用載波疊加技術(shù)完全能夠滿足CDMA大型應(yīng)急通信車的應(yīng)急業(yè)務(wù)和支撐業(yè)務(wù)需求。

4 三種技術(shù)對比

衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)推廣實(shí)施時，需要綜合考慮兩方面的因素：一是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響，包括對現(xiàn)有CDMA網(wǎng)絡(luò)的影響和對衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的影響；二是實(shí)施推廣的難度。

三種技術(shù)中，時隙插入取出技術(shù)需要更改CDMA網(wǎng)絡(luò)中的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)據(jù)幀的有用時隙數(shù)量。目前中國電信CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商中，華為和中興設(shè)備支持時隙插入取出技術(shù)，阿朗設(shè)備則不支持。從測試情況看，高階調(diào)制、載波疊加技術(shù)均無需更改CDMA網(wǎng)絡(luò)的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，屬于無損壓縮技術(shù)。

根據(jù)上述情況，三種技術(shù)對現(xiàn)網(wǎng)的影響如表2所示：

表2 不同技術(shù)對現(xiàn)網(wǎng)的影響

技術(shù) 支持的CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商 是否會造成基站掉站 需要更改數(shù)據(jù)的網(wǎng)元 壓縮

效果 對現(xiàn)網(wǎng)的影響

時隙插入取出 華為、中興 否 BTS和BSC 有損壓縮 較大

高階調(diào)制 華為、中興和阿朗 否 無 無損壓縮 無

載波疊加 華為、中興和阿朗 否 無 無損壓縮 無

三種技術(shù)中，時隙插入取出技術(shù)需要對CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)配置進(jìn)行修改，技術(shù)難度較大；高階調(diào)制技術(shù)和載波疊加技術(shù)只需要對衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行操作，與其它技術(shù)數(shù)據(jù)配置相比，改動較少、技術(shù)難度低。時隙插入取出技術(shù)對操作人員的要求比較高，實(shí)施推廣有一定的技術(shù)難度，需要一定的時間；而高階調(diào)制技術(shù)和載波疊加技術(shù)操作難度相對較低。

5 現(xiàn)網(wǎng)推廣應(yīng)用

衛(wèi)星效率提升技術(shù)實(shí)施推廣中，可根據(jù)地域不同、CDMA網(wǎng)絡(luò)用戶分布及業(yè)務(wù)開展情況進(jìn)行分別討論。不同的場景下，可根據(jù)目前的設(shè)備現(xiàn)狀、業(yè)務(wù)特點(diǎn)和場景特點(diǎn)進(jìn)行推廣。

例如，2013年四川雅安地區(qū)發(fā)生7級地震，中國電信上海衛(wèi)星地面站在中國電信集團(tuán)公司的指揮下，充分利用衛(wèi)星帶寬壓縮新技術(shù)為災(zāi)區(qū)提供通信保障，盡可能地多開一些衛(wèi)星救災(zāi)通道，利用28MHz衛(wèi)星帶寬提供了10條衛(wèi)星遠(yuǎn)程中繼，共為災(zāi)區(qū)現(xiàn)場提供緊急通信保障50次，共計23 200分鐘。地震當(dāng)天的13時35分，中國電信集團(tuán)公司四川分公司完成CDMA應(yīng)急通信車現(xiàn)場定位，中國電信上海地面衛(wèi)星接入主站順利開通到地震災(zāi)區(qū)的首條衛(wèi)星中繼，協(xié)助災(zāi)區(qū)現(xiàn)場開通了中國電信的CDMA基站。21日中午，配合空降的衛(wèi)星基站在通信孤島寶興縣開通一個應(yīng)急基站，實(shí)現(xiàn)了搶險救災(zāi)現(xiàn)場的CDMA網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋。

中國電信集團(tuán)衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)從2013年4月開始試運(yùn)行測試并隨后正式使用至今，全國共有31省使用時隙插入取出、高階調(diào)制和載波疊加這三種衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)，使用CDMA應(yīng)急基站衛(wèi)星入網(wǎng)，在原有帶寬的基礎(chǔ)上提升了一倍的帶寬利用率。

6 總結(jié)

經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)和現(xiàn)網(wǎng)推廣應(yīng)用，衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)可以有效地節(jié)省衛(wèi)星應(yīng)用成本，在應(yīng)急通信保障中，能夠提高衛(wèi)星帶寬使用效率，為中國電信樹立企業(yè)品牌形象、完成社會責(zé)任奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 陳山枝，鄭林會，毛旭，等. 應(yīng)急通信指揮——技術(shù)、系統(tǒng)與應(yīng)用[M]. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2013.

[5] 朱立東，吳廷勇，卓永寧，等. 衛(wèi)星通信導(dǎo)論[M]. 3版. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2009.endprint

應(yīng)急通信車所載BTS通過衛(wèi)星電路回傳到上海主控站，再通過地面電路調(diào)度送回本省，CDMA應(yīng)急通信車中均配備有衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。其中，小型CDMA應(yīng)急通信車均配備CDM-600開放衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，而大型CDMA應(yīng)急通信車均配備CDM-625開放衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。

3.2 時隙插入取出技術(shù)測試

測試使用小型CDMA應(yīng)急通信車，車輛選擇停放在西安，通過衛(wèi)星傳輸與中國電信上海衛(wèi)星地面站開通一個16時隙（1 024kbps）衛(wèi)星電路；上海衛(wèi)星地面站通過地面電路開通到西安BSC一個E1電路（32個時隙）。小型CDMA應(yīng)急通信車天線口徑為1.35m，功率放大器為40W；上海衛(wèi)星地面站天線口徑為2.4m，功率放大器為125W。測試項(xiàng)目包括衛(wèi)星占用帶寬、呼叫建立時延、CDMA2000 1X前向數(shù)據(jù)吞吐量、CDMA2000 1X反向數(shù)據(jù)吞吐量、語音質(zhì)量、EV-DO前向數(shù)據(jù)吞吐量、EV-DO反向數(shù)據(jù)吞吐量，分別采用QPSK、8PSK兩種調(diào)制方式和常用前向糾錯碼率進(jìn)行測試。載波間隔系數(shù)采用1.35、配置為16時隙進(jìn)行有效承載測試。

（1）測試結(jié)果匯總

小型CDMA應(yīng)急通信車衛(wèi)星設(shè)備發(fā)射功率以上海衛(wèi)星地面站載波參考調(diào)節(jié)。功率軟件測得發(fā)射功率為31.1dBm，接收Eb/No為11.7dBm，收信電平為-49dBm，誤碼率為1×10-9。西安測試結(jié)果匯總?cè)绫?所示。

（2）測試結(jié)論

通過測試，小型CDMA應(yīng)急通信車?yán)脙H有的16時隙可以正常開通基站，同時還能支持語音、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)質(zhì)量可以滿足應(yīng)急通信要求。

3.3 高階調(diào)制技術(shù)測試

目前CDMA應(yīng)急通信車多采用QPSK 3/4的調(diào)制與編碼方式，測試主要針對采用不同的高階調(diào)制與編碼方式（包括8PSK 7/8，16QAM 3/4，16QAM 7/8）時，測試衛(wèi)星鏈路指標(biāo)的變化以及對CDMA應(yīng)急通信車工作的影響。

測試并驗(yàn)證在各種高階調(diào)制與編碼方式下，CDMA應(yīng)急通信車開通一路載頻在衛(wèi)星的理論與實(shí)際占用帶寬，確定出能壓縮50%帶寬的高階調(diào)制與編碼方式。

參考衛(wèi)星通信公司對中國電信載頻星上標(biāo)定功率的要求（Co+No）/No≤17dB，測試在不同高階調(diào)制與編碼方式下，端站及地面衛(wèi)星主站載頻發(fā)射（Co+No）/No達(dá)到17dB時，地面衛(wèi)星主站和端站的功率放大器上行功率實(shí)際余量。

根據(jù)端站目前的設(shè)備能力，在滿足CDMA應(yīng)急通信車正常應(yīng)用的前提下，結(jié)合帶寬壓縮50%、功放余量等綜合考慮，找出最優(yōu)的高階調(diào)制與編碼組合方式。

測試在地面衛(wèi)星主站利用Ku 2.4m和Ku 6m天線的情況下，對遠(yuǎn)端站衛(wèi)星鏈路收發(fā)指標(biāo)的影響。

經(jīng)過測試，得到以下結(jié)論：

（1）采用8PSK 7/8（滾降系數(shù)為0.25）、16QAM 3/4（滾降系數(shù)為0.35）、16QAM 7/8（滾降系數(shù)為0.35）高階調(diào)制與編碼方式，均可以有效地將中國電信CDMA應(yīng)急通信車在開通一條雙向衛(wèi)星電路時的星上占用帶寬壓縮到2MHz以內(nèi)，滿足帶寬壓縮一半的要求。

（2）中國電信CDMA小型應(yīng)急通信車目前配備的40W BUC（Block Up-Converter，上變頻功率放大器）能夠滿足在各種高階調(diào)制與編碼方式下的基站正常應(yīng)用，且小車功放在滿足功帶平衡時的余量在7dB以上。

3.4 載波疊加技術(shù)測試

2012年8月在四川眉山使用中國電信大型CDMA應(yīng)急通信車，通過衛(wèi)星傳輸與上海衛(wèi)星地面站開通2MHz電路。應(yīng)急通信車衛(wèi)星天線口徑為1.8m，功率放大器為70W；上海衛(wèi)星地面站衛(wèi)星天線口徑為6.2m，功率放大器為200W。使用亞太6號，衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器型號為CDM-625。在相同環(huán)境條件下，分別測試使用和不使用載波疊加技術(shù)的衛(wèi)星傳輸鏈路指標(biāo)、基站控制器、基站指標(biāo)，并分析載波疊加技術(shù)應(yīng)用于CDMA大型應(yīng)急通信車衛(wèi)星傳輸模式的可用性和穩(wěn)定性。

測試結(jié)果表明，衛(wèi)星傳輸鏈路使用載波疊加后，能夠提供1X語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，使用載波疊加方式測試時間為3小時，基站開通正常，指標(biāo)穩(wěn)定。對比衛(wèi)星傳輸鏈路不使用載波疊加，影響最大的是為保持功帶平衡，將使載波發(fā)射功率降低3dB，導(dǎo)致系統(tǒng)余量下降，但從CDMA大型應(yīng)急通信車系統(tǒng)配置分析，完全能夠滿足正常應(yīng)急業(yè)務(wù)和支撐保障需求，對基站性能指標(biāo)基本沒有影響?？傮w來看，使用載波疊加技術(shù)完全能夠滿足CDMA大型應(yīng)急通信車的應(yīng)急業(yè)務(wù)和支撐業(yè)務(wù)需求。

4 三種技術(shù)對比

衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)推廣實(shí)施時，需要綜合考慮兩方面的因素：一是對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的影響，包括對現(xiàn)有CDMA網(wǎng)絡(luò)的影響和對衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的影響；二是實(shí)施推廣的難度。

三種技術(shù)中，時隙插入取出技術(shù)需要更改CDMA網(wǎng)絡(luò)中的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，主要包括數(shù)據(jù)幀的有用時隙數(shù)量。目前中國電信CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商中，華為和中興設(shè)備支持時隙插入取出技術(shù)，阿朗設(shè)備則不支持。從測試情況看，高階調(diào)制、載波疊加技術(shù)均無需更改CDMA網(wǎng)絡(luò)的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，屬于無損壓縮技術(shù)。

根據(jù)上述情況，三種技術(shù)對現(xiàn)網(wǎng)的影響如表2所示：

表2 不同技術(shù)對現(xiàn)網(wǎng)的影響

技術(shù) 支持的CDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)商 是否會造成基站掉站 需要更改數(shù)據(jù)的網(wǎng)元 壓縮

效果 對現(xiàn)網(wǎng)的影響

時隙插入取出 華為、中興 否 BTS和BSC 有損壓縮 較大

高階調(diào)制 華為、中興和阿朗 否 無 無損壓縮 無

載波疊加 華為、中興和阿朗 否 無 無損壓縮 無

三種技術(shù)中，時隙插入取出技術(shù)需要對CDMA網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)配置進(jìn)行修改，技術(shù)難度較大；高階調(diào)制技術(shù)和載波疊加技術(shù)只需要對衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行操作，與其它技術(shù)數(shù)據(jù)配置相比，改動較少、技術(shù)難度低。時隙插入取出技術(shù)對操作人員的要求比較高，實(shí)施推廣有一定的技術(shù)難度，需要一定的時間；而高階調(diào)制技術(shù)和載波疊加技術(shù)操作難度相對較低。

5 現(xiàn)網(wǎng)推廣應(yīng)用

衛(wèi)星效率提升技術(shù)實(shí)施推廣中，可根據(jù)地域不同、CDMA網(wǎng)絡(luò)用戶分布及業(yè)務(wù)開展情況進(jìn)行分別討論。不同的場景下，可根據(jù)目前的設(shè)備現(xiàn)狀、業(yè)務(wù)特點(diǎn)和場景特點(diǎn)進(jìn)行推廣。

例如，2013年四川雅安地區(qū)發(fā)生7級地震，中國電信上海衛(wèi)星地面站在中國電信集團(tuán)公司的指揮下，充分利用衛(wèi)星帶寬壓縮新技術(shù)為災(zāi)區(qū)提供通信保障，盡可能地多開一些衛(wèi)星救災(zāi)通道，利用28MHz衛(wèi)星帶寬提供了10條衛(wèi)星遠(yuǎn)程中繼，共為災(zāi)區(qū)現(xiàn)場提供緊急通信保障50次，共計23 200分鐘。地震當(dāng)天的13時35分，中國電信集團(tuán)公司四川分公司完成CDMA應(yīng)急通信車現(xiàn)場定位，中國電信上海地面衛(wèi)星接入主站順利開通到地震災(zāi)區(qū)的首條衛(wèi)星中繼，協(xié)助災(zāi)區(qū)現(xiàn)場開通了中國電信的CDMA基站。21日中午，配合空降的衛(wèi)星基站在通信孤島寶興縣開通一個應(yīng)急基站，實(shí)現(xiàn)了搶險救災(zāi)現(xiàn)場的CDMA網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋。

中國電信集團(tuán)衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)從2013年4月開始試運(yùn)行測試并隨后正式使用至今，全國共有31省使用時隙插入取出、高階調(diào)制和載波疊加這三種衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)，使用CDMA應(yīng)急基站衛(wèi)星入網(wǎng)，在原有帶寬的基礎(chǔ)上提升了一倍的帶寬利用率。

6 總結(jié)

經(jīng)過現(xiàn)場試驗(yàn)和現(xiàn)網(wǎng)推廣應(yīng)用，衛(wèi)星帶寬壓縮技術(shù)可以有效地節(jié)省衛(wèi)星應(yīng)用成本，在應(yīng)急通信保障中，能夠提高衛(wèi)星帶寬使用效率，為中國電信樹立企業(yè)品牌形象、完成社會責(zé)任奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

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