卫星转发器资源的选择

经过多年的努力，中国卫星通信事业得到迅速发展，国务院新闻办2006年10月12日发表的《2006年中国的航天》白皮书指出，截至2005年底，中国拥有国际、国内通信广播地球站80多座，全国共有卫星广播电视上行站34座，国内几十个部门和若干大型企业共建立了100多个卫星专用通信网，各类甚小口径终端站达５万多个，业务覆盖通信、广播、远程教育/医疗等多个领域。与此同时，中国卫星通信公司、亚洲卫星公司、亚太卫星公司、鑫诺卫星公司等目前共拥有8颗静止轨道通信卫星，其中可出租的商业用途C频段转发器222个，带宽共8472MHz，Ku频段转发器135个，带宽共6648MHz，此时如何为快速发展的卫星通信系统合理的选择卫星转发器，有效利用资源是一个值得我们探讨的问题。

1 用户需求分析

在选择卫星转发器资源之前首先需要对用户的使用需求进行仔细的分析，只有充分了解了想要什么，才能有效、合理的选择卫星转发器资源。下面就具体介绍如何分析用户的使用需求。

用户组网形式分析：用户组网的形式决定了卫星通信系统的建设模式，一般主要从网络结构和信息

传输两个部分进行分析。网络结构

主要是分析该卫星通信系统是星状

网、网状网，还是两者的混合网。

在星状网中，中心站是全网的枢

纽，所有的业务都要汇集到该点，

因此选择卫星转发器时需要确保中

心站所处位置转发器的性能；在网

状网中，所有站点处于对等的位

置，此时选择卫星转发器时需要照

顾绝大多数站点或是重要站点；而

混合网络，则是两者的结合，需要

综合考虑以上几方面的因素。信息

传输主要是分析该系统信息传输特

性，即信息是单向传输还是双向传

输，是对称传输还是不对称传输。

单向传输一般应用于电视广播业

务中，此时租用卫星转发器时仅需

考虑上行信号所需带宽、功率；而

对于双向业务传输系统，可进一步

分为对称传输和不对称传输，此时

需要根据统计信息，即用户站的数

量、各站平均通信时间、平均通信

次数、信息传输速率等，来规划所

需的卫星转发器带宽和功率。

用户信息传输速率分析：用户

信息传输速率是决定所需卫星转发

器的带宽和功率的重要因素，此

外，它与用户站类型一起决定了所

需卫星转发器的性能要求。我们

知道卫星链路上行/下行信号载噪

比为：C/N = EIRP – Lf + G/T-

BWN – k；其中：EIRP为有效辐射

功率，Lf为传输损耗，BWN为载波

卫星转发器资源的选择

中国电子设备系统工程公司研究所 文/吕智勇 汪宏武 张健

噪声带宽，k为波兹曼常数。由于C/N（传输体制确定后）、Lf、k的值相对固定，因此所需卫星的EIRP 及G/T值就主要由载波噪声带宽BWN （BWN=用户信息传输速率+带宽因子）和用户站型（用户天线尺寸、发射功率，即用户站的EIRP和G/T 值）所决定。

用户站数量及站点分布：由于卫星所处轨道位置及其系统设计上的不同，其在覆盖特性上会有较大的区别，有的卫星在西部地区通信性能较好，而有的卫星在东南沿海地区通信效果较强，这就需要用户根据其站点数量及分布的不同对卫星转发器进行选择。在单向传输的广播通信系统中，需要为大多数站点选择天线仰角高、覆盖区域内特性好（EIRP值、G/T值高）的卫星。而在双向传输的卫星通信系统中，除需要选择天线仰角和覆盖区域之外，还需要根据用户站数量确定卫星转发器的通信带宽。

用户站型分析（天线尺寸、功放）：从前面的分析中，我们可以发现：卫星通信系统中，用户站的指标与卫星转发器的指标可以互相转化，即当卫星转发器的指标好时，可以相应降低对用户站的要

求，而当用户站的指标好时，也可

以相应的降低对卫星转发器的要

求。因此，用户在选择卫星转发

器时，首先要明确其地面应用系

统的站型是否已经确定，如果已经

确定，则可在满足通信要求的卫星

转发器中，选择租用价格较低、服

务好的转发器，以节省系统运行费

用。如果用户站型尚未确定，则需

要将卫星转发器租用价格与地面设

备造价综合考虑，以确定用户站型

及转发器的指标。

系统可用度要求：降雨会对卫

星通信带来较大影响，需要在进行

链路计算时，根据系统可用度预先

留出相应的余量。系统可用度要求

越高，所需余量则越大，这将直接

影响对卫星用户站型和转发器的选

择，有时甚至会影响到系统工作频

率的选择。因为降雨对Ku频段的影

响比对C频段的影响大的多，因此

当系统可用度较高，Ku频段链路无

法满足用户使用需求时，可以考虑

选择C频段的卫星转发器，但其带

来的影响是会增大用户站型天线的

尺寸。

系统扩展计划：在选择卫星转

发器时，还应事先考虑到以后系统

扩展的要求。当系统扩展时，系统

的组网形式、用户数量、分布情

况、信息传输速率、系统可用度、

用户站型等参数可能会部分或全部

的发生变化，此时对卫星转发器的

要求也会相应变化，因此在系统建

设初期考虑卫星转发器选择时，应

预先估计今后系统的发展变化，并

预留适当的余量。

新老系统兼容性分析：当存在

老系统升级扩容情况时，需要考虑

新老系统的兼容性问题，即新老系

统是否使用同一颗卫星开展通信业

务？如果使用同一颗卫星，则老系

统原先使用的卫星是否有足够的空

闲转发器资源支持新系统的用户，

老卫星的性能是否满足升级扩容后

系统的要求。如果不是使用同一颗

卫星，则新老系统之间的用户如何

解决互联互通问题等。

2 现有卫星情况介绍

目前在我国开展卫星转发器租

赁业务的卫星通信公司主要有中国

卫星通信公司、亚洲卫星公司、亚

太卫星公司、鑫诺卫星公司等4家

公司，他们共拥有中卫一号、鑫诺

一号、亚太IIR、亚太VI号、亚太

V号、亚洲2号、亚洲3S、亚洲4号

等8颗卫星（已到服务期，但还在

运行的卫星没有计算在内），此

外，2007年还将发射中星6B、中星

9号、鑫诺3号等3颗卫星，其各卫

星特性如表1所示。

3 转发器选择原则

在众多的通信卫星中，选择所

需的卫星转发器一般需遵循以下原

则，即通信质量最优；服务质量最

好；系统价格最合理；具有可扩展

性/可延续性。

表2 不同覆盖区卫星G/T值比较