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浅析用卫星通信进行无线电寻呼传输

2/14/2005来源:移动通信人气:7232

浅析用卫星通信进行无线电寻呼传输 摘要 结合湖南无线寻呼传输的实际情况阐述了用卫星作为无线寻呼传输手 段的必要性、可行性、优越性等。 关键词 无线寻呼 传输 方案 卫星通信 随着农村通信需求的迅猛增长,无线电寻呼的市场逐步向农村发展,无 线电寻呼基站也随之向广大农村纵深延伸。如何解决广大农村无线电寻呼基站 的传输已成为当分之急。目前,电信骨干传输网络采用DDN、模拟专线、400MHz 无线链路以及微波通信等手段,由于受环境条件、设备费用等限制,这些手段 不能完全满足无线电寻呼设备对线路的要求,因此人们把目光转向了卫星通信。 目前,我国大部分地区均处在卫星等效全向辐射功率EIRPs为35dBW的范 围内,辐射功率相当局(EIRPs是表示卫星辐射能力的物理量,越靠近波束中 心,EIRPs值越大)。湖南省处于EIRPs>35dBW的地域内,具备了采用通信卫星 的技术条件。 1利用卫星进行传输的优越性 (1)传输时延与通信距离无关,且传输速度快,抗干扰能力强,传输误 码率低。无线电寻呼对手链路的传输要求是倍噪比小于35dB,或传输误码率小 于E-7且相临基站的传输时延小于5ps才不至于出现误码。然而,目前的模拟 专线等有线传输链路无法覆盖到乡镇等较为偏远的农村地区,即使覆盖到了少 数乡镇,其传输指标也很不稳定,不能满足实际需求。而卫星传输时延与通信 距离无关的特性,轻松地解决了无线电呼发射机随时随地的传输问题,也解决 了POCSAG编码异步传输的同频干扰问题。 (2)具有多址连接能力,便于广阔地域组网。多址连接指多个地面站之 间共用同一卫星转发器或同一信道传输的信号,相互之间不会产生干扰。一般 有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)等方式。卫星通 信的多址连接功能能充分适应无线电寻呼业务迅速发展的需求,较好地保证了 新扩容的无线电寻呼基站的传输质量。 (3)覆盖地域广,建设周期短。卫星传输设备建设地点不受地形和交通 等因素的限制,无线电寻呼业务在哪里有需求要增长,卫星接收小站就可以建 设在哪里,以保证寻呼信号覆盖。相比之下,有线键路的传输工程投资大,建 设受地域局限。例如湖南的DDN和模拟专线一般只到达县乡一级,大大制约了 无线电寻呼高速频点向广阔农村发展用户的趋势。 (4)通信容量大,传送业务类型多,并能自收自发进行监测。 (5)线路租费低廉。与有线等传输手段相比,采用卫星传输,一般可减 少一半以上的线路租费,这无疑为无线电寻呼的专业化管理降低了运营成本。 2采用卫星传输的基本组网方法 2.1省内联网传输的罚决方法 我省寻呼联网采用星形结构。这种结构适宜采用TDM/TDMA方式。 TDM/ TDMA即主站的节点业务通过时分多路复用技术,调制到出向载波上,向远瑞 双向站发送信息,远瑞双向站则通过时分复用方式,将信息调制到入向载波 上,并在某一特定的时隙突发上星广播。由于它采用了频率复用技术,故频 率利用率高,传输效率也高。目前,TDM/TDMA方式的卫星系统有休斯的ISB N系统、STM公司的SPACEWEB系统筹。 采用卫星通信作为传输手段时,须作如下考虑: (1)寻呼信息的传输是一种高速数据流的传输,其实时性要求较高,放 在传输中,可采用动态处理的信道分配技术,通过时隙征用(Slotted Aloh a)、预留(Transaction Reservation)和数据流方式(Stream/Stretch ed Streams)的动态结合,来提高信道的利用率和传输效率。 (2)针对卫星主站系统与寻呼联网中心之间的传物,卫星主站应能提供 透明传输和以太网传输两种传输方式。采用透明传输方式,即BITT方式,适 用于传输诸如TNPP之类的专用协议。用以太网传输,传输建率达10Mb/s,更 可满足寻呼信息传输的实时性要求。用以太网传输可支持当今世界上日益流 行的通用的通信协议,如X.25、SNA/SDLC、HDLC、TCP/ip等,并且支持局 域网之间的信息传输(不仅提供串口,还提供LAN口)。 (3)在卫星传输网络中,主站提供具备路由选择和交换功能(基于以上 以太网连接方式)的设备,不需外置分组交换机或辅助联网HUB即可完成双向 联网小站之间的数据分组交换。 2.2单向广播系统传输的解决方法 在单向无线寻呼广播系统中,可采用SCPC(Signle Channel Per Car rier单路单载波传输制式),其特点是适用于轻路由、多地址的通信系统。 SCPC是每一话路(或数据)使用一个载波,有话音(或数据)时发送 载波,无话音(或数据)时则关闭所用载波,素有“空中DDN”的美称。SCPC 方式通倍效率很高,支持多种协议方式,建立键路无时间延迟,适用于实时 要求较高的联网通信或是单向传输并且传输时延要求较为苛刻的情况。 SCPC容量与地址数无关,适用于地址站多,且每站业务量较小的通信 系统。SCPC还可通过使用语音激活和按需申请等技术来增加系统灵活性,达 到充分利用卫星资源的目的。 实际应用中还应注意以下两点: * 在SCPC制式的单向寻呼广播系统中,要求单向接收站之间的传输时 延差不超过2ps。 * 系统应具备键路下载功能(包括单收站的接收频率、数据速率、调 制方式和纠错编码方式等参数的下载)。因为由于寻呼基站数量多,地域分 散,如果单收站出现故障,维护将很困难;特别是当需要对整个地区的单收 站进行改频操作时,有链路下载功能无疑给维护工作带来极大的便利。 2.3卫星网络采用的工作频率 由于Ku波段受降雨和潮湿天气影响较C波段严重,而湖南省地处第四降 雨气候区,若采用KU波段,降雨衰耗会带来卫星的上行和下行传输损耗并产 生噪声;若通过增加设备的投入来加大降雨储备,投入加大。故湖南省拟采 用C波段作为卫星工作的主要频率。 3采用卫星传输的经济效益 为了比较采用卫星传输前后的经济效益,我们先计算一下传输带宽, 带宽与卫星传输所采用的速率(即复接器复用后信息的速率)、纠错码率( 前向纠错,码率有1/2、3/4)、信号调制方式(BPSK、QPSK)、保护带 宽(1.4~1.5之间)以及系统具体采用的制式和所选设备的型号等因素有 关,其粗略的计算公式如下: 带宽=速率÷纠错码率÷调制方式×保护带宽 目前,湖南省无线电寻呼广播系统以复接器复用后的信息速率计则为 64kb/S,如果卫星传输采用的纠错方式为FEC1/2,调制方式为BPSK(系 数为1; QPSK系数为2),保护带宽一般设置为带宽的1.5倍,则无线电寻 呼的所德的带宽为: 64kb/s÷1/2÷1(BPSK)×1.5≈192KHz 则全省广播站共需卫星带宽为 192×14=2688kHz≈3MHz。 以5万美金/年/MHz的卫星租费来计算,全年广播主站系统控制中心至 发射机一端的费用仅需15万美金,约合人民币150万。这无疑比现阶段近千 万元的传输费用大大降低了。 4 需注意的问题 (1)TDM/TDMA的方式不适合于广播寻呼的系统。因为广播寻呼系统 在传输的过程中要求各接收站收到的信息相对时延耍在5ps之内,而采用TDM /TDMA方式的卫星传输无法保证键路的相对时延能 精确到微秒级单位,若 传输寻呼倍息,会造成十分严重的传输误码。 (2)无线电寻呼的传输对卫星设备与寻呼设备的接口,即复用解其设备 也提出了技术要求。即要求复用解复设备能混合传输POCSAG和FLEX寻呼信息 误呼率在10-6以内;解复器之间的相对时延应小于3ps;防雷击特性好;具 备与不同厂家发射机接口相适应的接口种类等。 综上所述,随着无线电寻呼向广大农村的纵深发展,为了降低无线电寻 呼专业化管理公司的运营成本,以卫星通信作为无线电寻呼的传输手段将成 一种较好的选择。