卫星通信的主要发展方向分解

在以下情况下，多普勒效应增强： 在极北纬或极南纬。 车载站沿卫星方向行驶(LoS) 刹车、加速、越野、转弯
卫星和动中通车载站 同理
跟踪记录
▪ 真实捕捉公路/高速公路记录 – 之后由运动仿真器模拟
▪ 真实捕捉越野记录 –之后由运动仿真器模拟
优势：长久不变并可复制的条件，便于比较结果。
衰落记录
▪ 对于共享频谱的解决方案，所有使用一段特定频谱的用户的辐射电平需要 累加在一起
▫ 扩频在多用户情况下优势较小
wenku.baidu.com Modem – 双向访问技术
▪ SCPC或DVB-S2
▫ 静态点到点modem
▫ 两端为“相同类型的”单元 ▪ TDM/TDMA
▫ TDM出境,TDMA回传链路
▫ 主要用于基于星状的系统 ▫ 中心站点为主站，远端为简单小站
卫星运营商
天线
Modem
需求和使用方式
系统集成
天线种类
▫ 圆形反射面
▫ 设计简单，极化简单，重量轻，全半球覆盖 ▫ 高度很高，低EIRP限制(给定天线增益)
▫ 椭圆形反射面
▫ 重量轻，高EIRP限制(给定天线增益)，单偏馈简单 ▫ 固定馈源，带OMT旋转控制极化，高度中等，单偏馈有扫描限制
▫ 圆柱形反射面
移动通信 (静中通/动中通) 卫星通信的主要发展方向
议程
▪ 动中通(COTM)
▫ 静中通(COTP) ▫ 动中通 ▫ 动中通对卫星Modem的要求
▫ SKYWAN的特点和优势
▫ SKYWAN和动中通
▫ 可能性及实例 ▫ 测试结果实例 ▫ 动中通日常应用中的总体限制
▪ 总结
天线特性
陆地移动 卫星通信
静中通VSAT
▪ 静中通：
▫ 可轻松转移站点和快速部署 ▫ VSAT在通信时处于固定位置
▪ 移动站(如SNG)
▫ 自动对星：基于SKYWAN或DVB
参考信号 – 一键部署
▫ 发展趋势：口径更小、新SSPA、Ka频段 ▫ 主要问题：重量、尺寸、功放方案、车辆改装
▪ 便携式、背负式站
▫ Ranger终端 ▫ 单箱体方案
降低高度就需增大占地面积 以保持性能
天线和EIRP
▪ 监管机构均对静地轨道上的传输辐射幅度施加限制，以防止干扰其它卫星 系统
▫ 所以，对于大多数站点，方位方向的模式是关键
▪ 幅度定义为“单位带宽上的EIRP”
▫ 典型带宽值为40kHz
▪ 幅度限制不同卫星运营商各不相同，且视卫星的当地“环境”而定
▫ EIRP包络限制电平 ▫ EIRP包络的起始角度
▪ 真实的衰落记录，由光学摄像机巡游捕捉
测试搭建
卫星模拟器 Ku频段
3轴震动器，带GPS 室内模拟
优势：长久不变并可复制的条 件，便于比较结果。
实例 测量
多普勒漂移结果
▪ 人工操控频率漂移
▫ 利用飞机数据进行测量 ▫ 重要记录：
▫ 多普勒漂移测试
(最大9.81米/s2, DopplerShiftMax 38kHz)
起点配置经济
无单一故障点
每节点双向高达10 Mb/s
共用带宽池,节省带宽 > 50 %
认证程序, 专用TDMA结构
运动
动中通Modem挑战 多普勒总体效应
多普勒效应是指当信号源和观察者彼此靠近或分离时，信号所发生的频率 变化
Observer
听起来频率变高
听起来频率变低
在动中通中，车载站是发射机和接收机。 发射和接收路径均有多普勒效应！
– 需要从主站获取同步信息(长同步)
▪ (MF-)TDMA
▫ 出境和入境均为纯TDMA的网络
▫ 可用于星状网，以及混合状 (网状)网 ▫ 站点与TDMA载波同步
快速同步和再捕捉
/ SCPC … 单路单载波 / TDM…….时分复用– 连续流 / TDMA … 时分多址 – 多分组突发 / FDMA … 频分多址 / 扩频技术仅对单用户具有优势
Ranger
移动终端方案
SPT 600m
天线口径：1.0 ~ 2.4米
马达驱动和自动对星
可拆换式馈源和射频，支持C、X、Ku和 Ka频段
Modem：SKYWAN
天线口径：0.6米 手动对星 X、Ku和Ka频段，固定式BUC(8/16瓦) Modem：SKYWAN
动中通系统 成功的5个要点
▫ Stream with bandwidth of 100
kbps
▪ Iperf连通性测试
SKYWAN及天线系统实例
15 cm
115 cm
90 cm
114 x 29 cm
移动通信 - SKYWANmobile
▪ IP路由，支持动态路由 (OSPF) ▪ 内置TCP加速 ▪ 帧中继交换，支持传统协议 ▪ 健壮、可靠 ▪ 内置异地备份
▪ ….
地方 站点
地方站点
中心 总部
灵活性 多样性 扩展性 可用性
性能 效率 安全性
SKYWAN – 优势
支持任意网络拓扑：
网状、部分网状、星状、多星状
支持所有业务应用：
IP应用和传统协议
系统集成
中断遮挡效应
运动 加速 转向
系统概念
卫星供应商 服务提供商
应用需要
SKYWAN VSAT Terminals 典型VSAT场景
▪ 不是只有一个重要部件 ▪ 正确组合才能带来成功
IDU
上变频器
发射放大器
天线
卫星
远端站
LAN
基带 用户数据
下变频器
接收放大器
L频段 中频调制
射频 C、Ku或Ka频段
▫ 加速支持高达10米/s2
(主要为线性移动) Ku频段(15GHz)时支持高达约2500公里/小时， ~22°仰角(60° 方位角) Ku频段(15GHz)时支持高达约2300公里/小时， ~0°仰角
动中通实测
动中通测试结果
▪ FTP文件传输测试
▫ 下载视频文件
▪ Iperf connectivity test
▫ 偏馈反射面高集成度几何形状，高效率，高EIRP限制 ▫ 复杂阵列馈源，固定极化，中/低高度
▫ 固定波束阵列
▫ 可适应性几何形状， 方位控制良好，高EIRP，全覆盖 ▫ 结构复杂，固定极化 – 需控制
▫ 多板阵列
▫ 增益较好，高度低 ▫ 板间干扰，扫描受限，结构复杂，固定极化
陆地移动式天线占地面积
SKYWAN – 灵活的 VSAT平台
▪ 高端应用的先进平台 ▪ 最佳的Modem性能和安全性
▪ 纯MF-TDMA
▪ 极其多样和灵活 ▪ 网状、混合状和星状网络
▪ 高TDMA性能
▫ 每IDU发射容量高达10Mb/s
▪ MF-TDMA快速跳频 ▪ 瞬时的带宽按需分配 ▪ 话音、数据和视频的统一平台
▫ 静态或动态优质的QoS保证 ▫ VoIP业务强劲的包头压缩