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固定卫星宽带接入系统(8):高通量卫星案例研究——UKSAT-14

1、引言

 

2012年年中,UKSAT-14通信卫星发射升空并提供固定卫星业务FSS,其所采取的上行频段为28.35 GHz~29.1 GHz以及29.25 GHz~30.0 GHz、下行频段为18.3 GHz~19.3 GHz以及19.7 GHz~20.2 GHz。该卫星网络主要面向美国大陆提供服务,也面向加拿大的部分地区提供服务,其中所提供的通信业态包括高速宽带接入、高清晰度视频节目传送、信息娱乐点播、数字音乐、交互式卫星电视、高速因特网接入、视频会议以及高容量双向通讯。

 

UKSAT-14通信卫星拥有超过100 Gbit/s的总体容量,并提供通过15个网关型地球站来运行的六十个卫星点波束,还另外具有两个备份的网关型点波束被用于在发生故障情况下提供冗余支撑能力。UKSAT-14通信卫星是一个先进的HTSHigh Throughput Satellite,高通量卫星)。

 

如图1所示,UKSAT-14通信卫星所采取的是弯管型网络架构:其中的下行链路(从网关到订户)与上行链路(从订户到网关)是非对称的。其中,下行链路所采取的是物理频宽为250 MHz的单载波调制物理信道,并采取TDM(时分复用)工作机制。而其上行链路中则采取MF-TDMA(多频时分多址接入)技术,具有不同的物理频宽以及无线数据传输速率(根据终端用户的实际需要)。

 

1  UKSAT-14通信卫星所采取弯管型网络架构[1]

 

为了对雨衰进行补偿,UKSAT-14通信卫星采取自适应的信道编码与调制技术。也即,信道调制方式、信道编码以及/或者用户数据传输速率的大小是根据雨天应用场景之中的不同链路需求来动态、智能适配与变化的。此外,UKSAT-14通信卫星还混合式地部署了波束隔离技术、LHCPLeft-Hand Circular Polarization,左旋圆极化)技术以及RHCPRight-Hand Circular Polarization,右旋圆极化)技术,以在可接受的同极化系统内干扰以及计划间系统内干扰水平内,提高无线频谱资源的复用效率。

 

2、频率规划以及极化规划

 

UKSAT-14通信卫星的频率规划如图2所示。其中,上行链路一共有两个物理工作频段28.35 GHz~29.1 GHz以及29.25 GHz~30.0 GHz,所对应的物理频宽分别为29.1 GHz-28.35 GHz=750 MHz30.0 GHz-29.25 GHz=750 MHz,共计750 MHz+750 MHz=1500 MHz。而UKSAT-14通信卫星的单个上行无线信道的物理频宽被规定为250 MHz,这样,上行信道的个数就为1500 MHz÷250 MHz/=6个。另外,下行链路一共有两个物理工作频段18.3 GHz~19.3 GHz以及19.7 GHz~20.2 GHz,所对应的物理频宽分别为19.3 GHz-18.3 GHz=1000 MHz20.2 GHz-19.7 GHz=500 MHz,共计1000 MHz+500 MHz=1500 MHz。而UKSAT-14通信卫星的单个下行无线信道的物理频宽被规定为125 MHz,这样,上行信道的个数就为1500 MHz÷125 MHz/=12个。

 

2  UKSAT-14的上行及下行频率规划[1]

 

另外,UKSAT-14通信卫星的上行链路与下行链路均采取圆极化方式,而且是相互正交的(即一个采取左旋圆极化,而另一个则采取右旋圆极化)。为了能通过圆极化正交以及空间隔离的组合对任何一个无线信道进行多次的重用/复用,UKSAT-14通信卫星将采取四频段复用模式。

 

 

参考文献

 

[1] ITU-R. REPORT ITU-R S.2361-0 – Broadband1 access by fixed-satellite service systems

[EB/OL]. http://www.itu.int/dms_pub/itu-r/opb/rep/R-REP-S.2361-2015-PDF-E.pdf, 2015-09-09.

 


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