淺析用衛(wèi)星通信進(jìn)行無(wú)線電尋呼傳輸

淺析用衛(wèi)星通信進(jìn)行無(wú)線電尋呼傳輸
摘要    結(jié)合湖南無(wú)線尋呼傳輸?shù)膶?shí)際情況闡述了用衛(wèi)星作為無(wú)線尋呼傳輸手
        段的必要性、可行性、優(yōu)越性等。
關(guān)鍵詞  無(wú)線尋呼  傳輸  方案  衛(wèi)星通信
      隨著農(nóng)村通信需求的迅猛增長(zhǎng)，無(wú)線電尋呼的市場(chǎng)逐步向農(nóng)村發(fā)展，無(wú)
線電尋呼基站也隨之向廣大農(nóng)村縱深延伸。如何解決廣大農(nóng)村無(wú)線電尋呼基站
的傳輸已成為當(dāng)分之急。目前，電信骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)采用DDN、模擬專線、400MHz
無(wú)線鏈路以及微波通信等手段，由于受環(huán)境條件、設(shè)備費(fèi)用等限制，這些手段
不能完全滿足無(wú)線電尋呼設(shè)備對(duì)線路的要求，因此人們把目光轉(zhuǎn)向了衛(wèi)星通信。
      目前，我國(guó)大部分地區(qū)均處在衛(wèi)星等效全向輻射功率EIRPs為35dBW的范
圍內(nèi)，輻射功率相當(dāng)局（EIRPs是表示衛(wèi)星輻射能力的物理量，越靠近波束中
心，EIRPs值越大）。湖南省處于EIRPs>35dBW的地域內(nèi)，具備了采用通信衛(wèi)星
的技術(shù)條件。
1利用衛(wèi)星進(jìn)行傳輸?shù)膬?yōu)越性
    （1）傳輸時(shí)延與通信距離無(wú)關(guān)，且傳輸速度快，抗干擾能力強(qiáng)，傳輸誤
碼率低。無(wú)線電尋呼對(duì)手鏈路的傳輸要求是倍噪比小于35dB，或傳輸誤碼率小
于E－7且相臨基站的傳輸時(shí)延小于5ps才不至于出現(xiàn)誤碼。然而，目前的模擬
專線等有線傳輸鏈路無(wú)法覆蓋到鄉(xiāng)鎮(zhèn)等較為偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)，即使覆蓋到了少
數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其傳輸指標(biāo)也很不穩(wěn)定，不能滿足實(shí)際需求。而衛(wèi)星傳輸時(shí)延與通信
距離無(wú)關(guān)的特性，輕松地解決了無(wú)線電呼發(fā)射機(jī)隨時(shí)隨地的傳輸問(wèn)題，也解決
了POCSAG編碼異步傳輸?shù)耐�頻干擾問(wèn)題。
    （2）具有多址連接能力，便于廣闊地域組網(wǎng)。多址連接指多個(gè)地面站之
間共用同一衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器或同一信道傳輸?shù)男盘?hào)，相互之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。一般
有頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等方式。衛(wèi)星通
信的多址連接功能能充分適應(yīng)無(wú)線電尋呼業(yè)務(wù)迅速發(fā)展的需求，較好地保證了
新擴(kuò)容的無(wú)線電尋呼基站的傳輸質(zhì)量。
    （3）覆蓋地域廣，建設(shè)周期短。衛(wèi)星傳輸設(shè)備建設(shè)地點(diǎn)不受地形和交通
等因素的限制，無(wú)線電尋呼業(yè)務(wù)在哪里有需求要增長(zhǎng)，衛(wèi)星接收小站就可以建
設(shè)在哪里，以保證尋呼信號(hào)覆蓋。相比之下，有線鍵路的傳輸工程投資大，建
設(shè)受地域局限。例如湖南的DDN和模擬專線一般只到達(dá)縣鄉(xiāng)一級(jí)，大大制約了
無(wú)線電尋呼高速頻點(diǎn)向廣闊農(nóng)村發(fā)展用戶的趨勢(shì)。
    （4）通信容量大，傳送業(yè)務(wù)類型多，并能自收自發(fā)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
    （5）線路租費(fèi)低廉。與有線等傳輸手段相比，采用衛(wèi)星傳輸，一般可減
少一半以上的線路租費(fèi)，這無(wú)疑為無(wú)線電尋呼的專業(yè)化管理降低了運(yùn)營(yíng)成本。
2采用衛(wèi)星傳輸?shù)幕�本組網(wǎng)方法
2.1省內(nèi)聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)牧P決方法
    我省尋呼聯(lián)網(wǎng)采用星形結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)適宜采用TDM／TDMA方式。 TDM／
TDMA即主站的節(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)通過(guò)時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，調(diào)制到出向載波上，向遠(yuǎn)瑞
雙向站發(fā)送信息，遠(yuǎn)瑞雙向站則通過(guò)時(shí)分復(fù)用方式，將信息調(diào)制到入向載波
上，并在某一特定的時(shí)隙突發(fā)上星廣播。由于它采用了頻率復(fù)用技術(shù)，故頻
率利用率高，傳輸效率也高。目前，TDM／TDMA方式的衛(wèi)星系統(tǒng)有休斯的ISB
N系統(tǒng)、STM公司的SPACEWEB系統(tǒng)籌。
    采用衛(wèi)星通信作為傳輸手段時(shí)，須作如下考慮：
   （1）尋呼信息的傳輸是一種高速數(shù)據(jù)流的傳輸，其實(shí)時(shí)性要求較高，放
在傳輸中，可采用動(dòng)態(tài)處理的信道分配技術(shù)，通過(guò)時(shí)隙征用（Slotted Aloh
a）、預(yù)留（Transaction  Reservation）和數(shù)據(jù)流方式（Stream／Stretch
ed Streams）的動(dòng)態(tài)結(jié)合，來(lái)提高信道的利用率和傳輸效率。
    （2）針對(duì)衛(wèi)星主站系統(tǒng)與尋呼聯(lián)網(wǎng)中心之間的傳物，衛(wèi)星主站應(yīng)能提供
透明傳輸和以太網(wǎng)傳輸兩種傳輸方式。采用透明傳輸方式，即BITT方式，適
用于傳輸諸如TNPP之類的專用協(xié)議。用以太網(wǎng)傳輸，傳輸建率達(dá)10Mb／s，更
可滿足尋呼信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求。用以太網(wǎng)傳輸可支持當(dāng)今世界上日益流
行的通用的通信協(xié)議，如X.25、SNA／SDLC、HDLC、TCP／IP等，并且支持局
域網(wǎng)之間的信息傳輸（不僅提供串口，還提供LAN口）。
    （3）在衛(wèi)星傳輸網(wǎng)絡(luò)中，主站提供具備路由選擇和交換功能（基于以上
以太網(wǎng)連接方式）的設(shè)備，不需外置分組交換機(jī)或輔助聯(lián)網(wǎng)HUB即可完成雙向
聯(lián)網(wǎng)小站之間的數(shù)據(jù)分組交換。
2.2單向廣播系統(tǒng)傳輸?shù)慕鉀Q方法
      在單向無(wú)線尋呼廣播系統(tǒng)中，可采用SCPC（Signle Channel Per Car
rier單路單載波傳輸制式），其特點(diǎn)是適用于輕路由、多地址的通信系統(tǒng)。
      SCPC是每一話路（或數(shù)據(jù)）使用一個(gè)載波，有話音（或數(shù)據(jù)）時(shí)發(fā)送
載波，無(wú)話音（或數(shù)據(jù)）時(shí)則關(guān)閉所用載波，素有“空中DDN”的美稱。SCPC
方式通倍效率很高，支持多種協(xié)議方式，建立鍵路無(wú)時(shí)間延遲，適用于實(shí)時(shí)
要求較高的聯(lián)網(wǎng)通信或是單向傳輸并且傳輸時(shí)延要求較為苛刻的情況。
      SCPC容量與地址數(shù)無(wú)關(guān)，適用于地址站多，且每站業(yè)務(wù)量較小的通信
系統(tǒng)。SCPC還可通過(guò)使用語(yǔ)音激活和按需申請(qǐng)等技術(shù)來(lái)增加系統(tǒng)靈活性，達(dá)
到充分利用衛(wèi)星資源的目的。
      實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：
      * 在SCPC制式的單向?qū)ず魪V播系統(tǒng)中，要求單向接收站之間的傳輸時(shí)
延差不超過(guò)2ps。
      * 系統(tǒng)應(yīng)具備鍵路下載功能（包括單收站的接收頻率、數(shù)據(jù)速率、調(diào)
制方式和糾錯(cuò)編碼方式等參數(shù)的下載）。因?yàn)橛捎趯ず艋�站�?shù)量多，地域分
散，如果單收站出現(xiàn)故障，維護(hù)將很困難；特別是當(dāng)需要對(duì)整個(gè)地區(qū)的單收
站進(jìn)行改頻操作時(shí)，有鏈路下載功能無(wú)疑給維護(hù)工作帶來(lái)極大的便利。
2.3衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)采用的工作頻率
      由于Ku波段受降雨和潮濕天氣影響較C波段嚴(yán)重，而湖南省地處第四降
雨氣候區(qū)，若采用KU波段，降雨衰耗會(huì)帶來(lái)衛(wèi)星的上行和下行傳輸損耗并產(chǎn)
生噪聲；若通過(guò)增加設(shè)備的投入來(lái)加大降雨儲(chǔ)備，投入加大。故湖南省擬采
用C波段作為衛(wèi)星工作的主要頻率。
3采用衛(wèi)星傳輸?shù)慕?jīng)濟(jì)效益
      為了比較采用衛(wèi)星傳輸前后的經(jīng)濟(jì)效益，我們先計(jì)算一下傳輸帶寬，
帶寬與衛(wèi)星傳輸所采用的速率（即復(fù)接器復(fù)用后信息的速率）、糾錯(cuò)碼率（
前向糾錯(cuò)，碼率有1／2、3／4）、信號(hào)調(diào)制方式（BPSK、QPSK）、保護(hù)帶
寬（1.4～1.5之間）以及系統(tǒng)具體采用的制式和所選設(shè)備的型號(hào)等因素有
關(guān)，其粗略的計(jì)算公式如下：
    帶寬=速率÷糾錯(cuò)碼率÷調(diào)制方式×保護(hù)帶寬
    目前，湖南省無(wú)線電尋呼廣播系統(tǒng)以復(fù)接器復(fù)用后的信息速率計(jì)則為
64kb／S，如果衛(wèi)星傳輸采用的糾錯(cuò)方式為FEC1／2，調(diào)制方式為BPSK（系
數(shù)為1； QPSK系數(shù)為2），保護(hù)帶寬一般設(shè)置為帶寬的1.5倍，則無(wú)線電尋
呼的所德的帶寬為：
      64kb/s÷1/2÷1（BPSK）×1.5≈192KHz
      則全省廣播站共需衛(wèi)星帶寬為
      192×14＝2688kHz≈3MHz。
    以5萬(wàn)美金／年／MHz的衛(wèi)星租費(fèi)來(lái)計(jì)算，全年廣播主站系統(tǒng)控制中心至
發(fā)射機(jī)一端的費(fèi)用僅需15萬(wàn)美金，約合人民幣150萬(wàn)。這無(wú)疑比現(xiàn)階段近千
萬(wàn)元的傳輸費(fèi)用大大降低了。
4  需注意的問(wèn)題
      （1）TDM／TDMA的方式不適合于廣播尋呼的系統(tǒng)。因?yàn)閺V播尋呼系統(tǒng)
在傳輸?shù)倪^(guò)程中要求各接收站收到的信息相對(duì)時(shí)延耍在5ps之內(nèi)，而采用TDM
／TDMA方式的衛(wèi)星傳輸無(wú)法保證鍵路的相對(duì)時(shí)延能 精確到微秒級(jí)單位，若
傳輸尋呼倍息，會(huì)造成十分嚴(yán)重的傳輸誤碼。
    （2）無(wú)線電尋呼的傳輸對(duì)衛(wèi)星設(shè)備與尋呼設(shè)備的接口，即復(fù)用解其設(shè)備
也提出了技術(shù)要求。即要求復(fù)用解復(fù)設(shè)備能混合傳輸POCSAG和FLEX尋呼信息
誤呼率在10－6以內(nèi)；解復(fù)器之間的相對(duì)時(shí)延應(yīng)小于3ps；防雷擊特性好；具
備與不同廠家發(fā)射機(jī)接口相適應(yīng)的接口種類等。
    綜上所述，隨著無(wú)線電尋呼向廣大農(nóng)村的縱深發(fā)展，為了降低無(wú)線電尋
呼專業(yè)化管理公司的運(yùn)營(yíng)成本，以衛(wèi)星通信作為無(wú)線電尋呼的傳輸手段將成
一種較好的選擇。