衛(wèi)星帶寬壓縮技術在應急通信中的測試與應用

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)星轉發(fā)器帶寬上有效傳輸實際使用帶寬為2MHz的CDMA信號，中國電信在多地開展現(xiàn)場驗證測試，分別在現(xiàn)有設備上實地驗證時隙插入取出、載波疊加和高階調制三種技術在CDMA應急通信車上的使用，測試CDMA語音業(yè)務的主觀語音質量、呼叫時延和數(shù)據(jù)業(yè)務的實際吞吐率。測試結果發(fā)現(xiàn)三種技術均能滿足壓縮率預期要求，中國電信可在CDMA應急通信車上應用衛(wèi)星帶寬壓縮技術，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 應急通信衛(wèi)星帶寬不足的現(xiàn)狀

隨著中國電信應急通信發(fā)展迅速，大量應急通信裝備入列。其中，衛(wèi)星通信裝備因為其靈活機動、不受時間和空間限制的特點，在應急通信裝備中占比較大。

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

2 衛(wèi)星帶寬壓縮技術

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

（1）時隙插入取出技術根據(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，達到節(jié)約衛(wèi)星帶寬、降低傳輸電路運行成本的目的。

（2）衛(wèi)星通信中常用的調制方式包括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，十六進制正交幅度調制）。通過采用不同的調制階數(shù)的調制方式，結合效率更高的前向糾錯編碼和采用合理的載波間隔，達到提高衛(wèi)星轉發(fā)器帶寬利用率的效果。

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

3 現(xiàn)場測試

3.1 中國電信CDMA應急通信車組網(wǎng)

中國電信目前裝備的CDMA應急通信車配備的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備。其中，小型車輛均采用小型越野車，車內只安裝BTS（Base Transceiver Station，基站）設備，而不再安裝BSC（Base Station Controller，基站控制器）設備，因此在組網(wǎng)時，車內的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吞柕腂SC。網(wǎng)絡示意圖如圖1所示。endprint

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

3.2 時隙插入取出技術測試

測試使用小型CDMA應急通信車，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兩種調制方式和常用前向糾錯碼率進行測試。載波間隔系數(shù)采用1.35、配置為16時隙進行有效承載測試。

（1）測試結果匯總

小型CDMA應急通信車衛(wèi)星設備發(fā)射功率以上海衛(wèi)星地面站載波參考調節(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。西安測試結果匯總如表1所示。

（2）測試結論

通過測試，小型CDMA應急通信車利用僅有的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，業(yè)務質量可以滿足應急通信要求。

3.3 高階調制技術測試

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

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

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

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

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

經(jīng)過測試，得到以下結論：

（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）高階調制與編碼方式，均可以有效地將中國電信CDMA應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，滿足帶寬壓縮一半的要求。

（2）中國電信CDMA小型應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制與編碼方式下的基站正常應用，且小車功放在滿足功帶平衡時的余量在7dB以上。

3.4 載波疊加技術測試

2012年8月在四川眉山使用中國電信大型CDMA應急通信車，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)星調制解調器型號為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的衛(wèi)星傳輸鏈路指標、基站控制器、基站指標，并分析載波疊加技術應用于CDMA大型應急通信車衛(wèi)星傳輸模式的可用性和穩(wěn)定性。

測試結果表明，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)務和EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務，使用載波疊加方式測試時間為3小時，基站開通正常，指標穩(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，導致系統(tǒng)余量下降，但從CDMA大型應急通信車系統(tǒng)配置分析，完全能夠滿足正常應急業(yè)務和支撐保障需求，對基站性能指標基本沒有影響。總體來看，使用載波疊加技術完全能夠滿足CDMA大型應急通信車的應急業(yè)務和支撐業(yè)務需求。

4 三種技術對比

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

三種技術中，時隙插入取出技術需要更改CDMA網(wǎng)絡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)絡設備生產商中，華為和中興設備支持時隙插入取出技術，阿朗設備則不支持。從測試情況看，高階調制、載波疊加技術均無需更改CDMA網(wǎng)絡的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，屬于無損壓縮技術。

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

表2 不同技術對現(xiàn)網(wǎng)的影響

技術 支持的CDMA網(wǎng)絡設備生產商 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

三種技術中，時隙插入取出技術需要對CDMA網(wǎng)絡數(shù)據(jù)配置進行修改，技術難度較大；高階調制技術和載波疊加技術只需要對衛(wèi)星調制解調器進行操作，與其它技術數(shù)據(jù)配置相比，改動較少、技術難度低。時隙插入取出技術對操作人員的要求比較高，實施推廣有一定的技術難度，需要一定的時間；而高階調制技術和載波疊加技術操作難度相對較低。

5 現(xiàn)網(wǎng)推廣應用

衛(wèi)星效率提升技術實施推廣中，可根據(jù)地域不同、CDMA網(wǎng)絡用戶分布及業(yè)務開展情況進行分別討論。不同的場景下，可根據(jù)目前的設備現(xiàn)狀、業(yè)務特點和場景特點進行推廣。

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公司的指揮下，充分利用衛(wèi)星帶寬壓縮新技術為災區(qū)提供通信保障，盡可能地多開一些衛(wèi)星救災通道，利用28MHz衛(wèi)星帶寬提供了10條衛(wèi)星遠程中繼，共為災區(qū)現(xiàn)場提供緊急通信保障50次，共計23 200分鐘。地震當天的13時35分，中國電信集團公司四川分公司完成CDMA應急通信車現(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區(qū)的首條衛(wèi)星中繼，協(xié)助災區(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急基站，實現(xiàn)了搶險救災現(xiàn)場的CDMA網(wǎng)絡信號覆蓋。

中國電信集團衛(wèi)星帶寬壓縮技術從2013年4月開始試運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、高階調制和載波疊加這三種衛(wèi)星帶寬壓縮技術，使用CDMA應急基站衛(wèi)星入網(wǎng)，在原有帶寬的基礎上提升了一倍的帶寬利用率。

6 總結

經(jīng)過現(xiàn)場試驗和現(xiàn)網(wǎng)推廣應用，衛(wèi)星帶寬壓縮技術可以有效地節(jié)省衛(wèi)星應用成本，在應急通信保障中，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、完成社會責任奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1] 井慶豐. 微波與衛(wèi)星通信技術[M]. 北京： 國防工業(yè)出版社， 2011.

[2] 汪春霆，張俊祥，潘申富，等. 衛(wèi)星通信系統(tǒng)[M]. 北京： 國防工業(yè)出版社， 2012.

[3] 孫玉. 應急通信技術總體框架討論[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2009.

[4] 陳山枝，鄭林會，毛旭，等. 應急通信指揮——技術、系統(tǒng)與應用[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)星通信導論[M]. 3版. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2009.endprint

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

3.2 時隙插入取出技術測試

測試使用小型CDMA應急通信車，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兩種調制方式和常用前向糾錯碼率進行測試。載波間隔系數(shù)采用1.35、配置為16時隙進行有效承載測試。

（1）測試結果匯總

小型CDMA應急通信車衛(wèi)星設備發(fā)射功率以上海衛(wèi)星地面站載波參考調節(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。西安測試結果匯總如表1所示。

（2）測試結論

通過測試，小型CDMA應急通信車利用僅有的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，業(yè)務質量可以滿足應急通信要求。

3.3 高階調制技術測試

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

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

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

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

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

經(jīng)過測試，得到以下結論：

（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）高階調制與編碼方式，均可以有效地將中國電信CDMA應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，滿足帶寬壓縮一半的要求。

（2）中國電信CDMA小型應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制與編碼方式下的基站正常應用，且小車功放在滿足功帶平衡時的余量在7dB以上。

3.4 載波疊加技術測試

2012年8月在四川眉山使用中國電信大型CDMA應急通信車，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)星調制解調器型號為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的衛(wèi)星傳輸鏈路指標、基站控制器、基站指標，并分析載波疊加技術應用于CDMA大型應急通信車衛(wèi)星傳輸模式的可用性和穩(wěn)定性。

測試結果表明，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)務和EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務，使用載波疊加方式測試時間為3小時，基站開通正常，指標穩(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，導致系統(tǒng)余量下降，但從CDMA大型應急通信車系統(tǒng)配置分析，完全能夠滿足正常應急業(yè)務和支撐保障需求，對基站性能指標基本沒有影響。總體來看，使用載波疊加技術完全能夠滿足CDMA大型應急通信車的應急業(yè)務和支撐業(yè)務需求。

4 三種技術對比

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

三種技術中，時隙插入取出技術需要更改CDMA網(wǎng)絡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)絡設備生產商中，華為和中興設備支持時隙插入取出技術，阿朗設備則不支持。從測試情況看，高階調制、載波疊加技術均無需更改CDMA網(wǎng)絡的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，屬于無損壓縮技術。

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

表2 不同技術對現(xiàn)網(wǎng)的影響

技術 支持的CDMA網(wǎng)絡設備生產商 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

三種技術中，時隙插入取出技術需要對CDMA網(wǎng)絡數(shù)據(jù)配置進行修改，技術難度較大；高階調制技術和載波疊加技術只需要對衛(wèi)星調制解調器進行操作，與其它技術數(shù)據(jù)配置相比，改動較少、技術難度低。時隙插入取出技術對操作人員的要求比較高，實施推廣有一定的技術難度，需要一定的時間；而高階調制技術和載波疊加技術操作難度相對較低。

5 現(xiàn)網(wǎng)推廣應用

衛(wèi)星效率提升技術實施推廣中，可根據(jù)地域不同、CDMA網(wǎng)絡用戶分布及業(yè)務開展情況進行分別討論。不同的場景下，可根據(jù)目前的設備現(xiàn)狀、業(yè)務特點和場景特點進行推廣。

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公司的指揮下，充分利用衛(wèi)星帶寬壓縮新技術為災區(qū)提供通信保障，盡可能地多開一些衛(wèi)星救災通道，利用28MHz衛(wèi)星帶寬提供了10條衛(wèi)星遠程中繼，共為災區(qū)現(xiàn)場提供緊急通信保障50次，共計23 200分鐘。地震當天的13時35分，中國電信集團公司四川分公司完成CDMA應急通信車現(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區(qū)的首條衛(wèi)星中繼，協(xié)助災區(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急基站，實現(xiàn)了搶險救災現(xiàn)場的CDMA網(wǎng)絡信號覆蓋。

中國電信集團衛(wèi)星帶寬壓縮技術從2013年4月開始試運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、高階調制和載波疊加這三種衛(wèi)星帶寬壓縮技術，使用CDMA應急基站衛(wèi)星入網(wǎng)，在原有帶寬的基礎上提升了一倍的帶寬利用率。

6 總結

經(jīng)過現(xiàn)場試驗和現(xiàn)網(wǎng)推廣應用，衛(wèi)星帶寬壓縮技術可以有效地節(jié)省衛(wèi)星應用成本，在應急通信保障中，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、完成社會責任奠定堅實基礎。

參考文獻：

[1] 井慶豐. 微波與衛(wèi)星通信技術[M]. 北京： 國防工業(yè)出版社， 2011.

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[3] 孫玉. 應急通信技術總體框架討論[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2009.

[4] 陳山枝，鄭林會，毛旭，等. 應急通信指揮——技術、系統(tǒng)與應用[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)星通信導論[M]. 3版. 北京： 電子工業(yè)出版社， 2009.endprint

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

3.2 時隙插入取出技術測試

測試使用小型CDMA應急通信車，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兩種調制方式和常用前向糾錯碼率進行測試。載波間隔系數(shù)采用1.35、配置為16時隙進行有效承載測試。

（1）測試結果匯總

小型CDMA應急通信車衛(wèi)星設備發(fā)射功率以上海衛(wèi)星地面站載波參考調節(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。西安測試結果匯總如表1所示。

（2）測試結論

通過測試，小型CDMA應急通信車利用僅有的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，業(yè)務質量可以滿足應急通信要求。

3.3 高階調制技術測試

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

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

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

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

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

經(jīng)過測試，得到以下結論：

（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）高階調制與編碼方式，均可以有效地將中國電信CDMA應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，滿足帶寬壓縮一半的要求。

（2）中國電信CDMA小型應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制與編碼方式下的基站正常應用，且小車功放在滿足功帶平衡時的余量在7dB以上。

3.4 載波疊加技術測試

2012年8月在四川眉山使用中國電信大型CDMA應急通信車，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)星調制解調器型號為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的衛(wèi)星傳輸鏈路指標、基站控制器、基站指標，并分析載波疊加技術應用于CDMA大型應急通信車衛(wèi)星傳輸模式的可用性和穩(wěn)定性。

測試結果表明，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)務和EV-DO數(shù)據(jù)業(yè)務，使用載波疊加方式測試時間為3小時，基站開通正常，指標穩(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，導致系統(tǒng)余量下降，但從CDMA大型應急通信車系統(tǒng)配置分析，完全能夠滿足正常應急業(yè)務和支撐保障需求，對基站性能指標基本沒有影響。總體來看，使用載波疊加技術完全能夠滿足CDMA大型應急通信車的應急業(yè)務和支撐業(yè)務需求。

4 三種技術對比

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

三種技術中，時隙插入取出技術需要更改CDMA網(wǎng)絡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)絡設備生產商中，華為和中興設備支持時隙插入取出技術，阿朗設備則不支持。從測試情況看，高階調制、載波疊加技術均無需更改CDMA網(wǎng)絡的基站和基站控制器的配置數(shù)據(jù)，屬于無損壓縮技術。

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

表2 不同技術對現(xiàn)網(wǎng)的影響

技術 支持的CDMA網(wǎng)絡設備生產商 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

三種技術中，時隙插入取出技術需要對CDMA網(wǎng)絡數(shù)據(jù)配置進行修改，技術難度較大；高階調制技術和載波疊加技術只需要對衛(wèi)星調制解調器進行操作，與其它技術數(shù)據(jù)配置相比，改動較少、技術難度低。時隙插入取出技術對操作人員的要求比較高，實施推廣有一定的技術難度，需要一定的時間；而高階調制技術和載波疊加技術操作難度相對較低。

5 現(xiàn)網(wǎng)推廣應用

衛(wèi)星效率提升技術實施推廣中，可根據(jù)地域不同、CDMA網(wǎng)絡用戶分布及業(yè)務開展情況進行分別討論。不同的場景下，可根據(jù)目前的設備現(xiàn)狀、業(yè)務特點和場景特點進行推廣。

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公司的指揮下，充分利用衛(wèi)星帶寬壓縮新技術為災區(qū)提供通信保障，盡可能地多開一些衛(wèi)星救災通道，利用28MHz衛(wèi)星帶寬提供了10條衛(wèi)星遠程中繼，共為災區(qū)現(xiàn)場提供緊急通信保障50次，共計23 200分鐘。地震當天的13時35分，中國電信集團公司四川分公司完成CDMA應急通信車現(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區(qū)的首條衛(wèi)星中繼，協(xié)助災區(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急基站，實現(xiàn)了搶險救災現(xiàn)場的CDMA網(wǎng)絡信號覆蓋。

中國電信集團衛(wèi)星帶寬壓縮技術從2013年4月開始試運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、高階調制和載波疊加這三種衛(wèi)星帶寬壓縮技術，使用CDMA應急基站衛(wèi)星入網(wǎng)，在原有帶寬的基礎上提升了一倍的帶寬利用率。

6 總結

經(jīng)過現(xiàn)場試驗和現(xiàn)網(wǎng)推廣應用，衛(wèi)星帶寬壓縮技術可以有效地節(jié)省衛(wèi)星應用成本，在應急通信保障中，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、完成社會責任奠定堅實基礎。

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