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民航Ku卫星网网络优化


  +张峰俊(东北空管局)

  一、民航Ku卫星网现状

  民航Ku波段卫星通信网于2005年底开始建设,2007年7月正式投入运行。Ku卫星网是中国民航卫星通信网的重要组成部分,为全网状结构,可以实现网中任意两个卫星地球站之间的单跳通信,支持话音、数据广播、甚高频和雷达等多种业务,现在已经开通100多条业务电路。

  随着各地区机场、航路建设,网内远端站逐步增多,部分远端站出现业务数据链路误码率过高,传输不稳定等情况,在一定程度上影响了Ku卫星网业务的应用和全网的运行保障工作。为了改善Ku波段卫星网工作状况,提高业务传输效率和运行保障能力,需要对Ku波段卫星网进行优化调整,对全网载波频率进行重新规划,并对各远端站点的功率和极化进行重新标定。

  二、网络载波优化

  1网络载波优化方法一

  在总体带宽不变的情况下,通过降低载波的突发速率,也就是说减少载波的实际占用带宽,从而相对增加了载波之间的保护间隔。这种方法不用重新规划网内的载波频率,载波频率和室外设备的中心频率都不用修改,可以完全用满54MHz的卫星转发器带宽。但是,突发速率的调整不是连续的,系统只支持16K步进的调整。假设为了达到将带宽系数从1.2调整到1.4,需要将原设计的突发速率降到3.168Mbit/s。

  2网络载波优化方法二

  无线通信中通常以载波符号速率和带宽系数的乘积作为载波占用带宽。民航Ku卫星系统转发器带宽为54MHz,上行链路的中心频率为14465Mhz,为了最大限度利用宝贵的转发器资源,同时得到比较理想的通信效果,结合民航Ku波段卫星全网用户分为3组分别覆盖不同转发器频段的实际情况,把带宽系数由当前的1.2调整为1.39,这样在突发速率不变的情况下,载波带宽约为2.57MHz,54MHz转发器能够容纳21个等带宽的载波。

  因为ODU的带宽为36Mhz,且频率只能以1MHz为步进调整,所以三个组的中心频率设置为14456Mhz.14464Mhz和14474Mhz。通过计算,可以得出表1所示的载波频率规划表。其中0组载波C12的载波频率为52.995Mhz,由于其保护带宽没有达到要求所以舍弃,这样0组就剩下13个载波,1组和2组的载波数为14个。

  3两种方法的比较

  在民航Ku波段卫星网所使用的VSATPlus Ⅱ系统中,每帧帧长为20ms,CSC(公共信令信道)数量为6个,NBC(网络广播信道)数量为1个。CSC的突发头为98个符号,没有前向纠错,数据段128个符号,经过FECl/2编码;NBC的突发头为66个符号,也没有前向纠错,数据段128个符号,经过FECl/2编码;每帧还有15个符号的保护间隔。

  经分析可以得出,方法一较调整前的系统容量下降了12.672Mbit/s,方法二下降了10.3497Mbit/s。可以看出采用方法二,即改变转发器上载波个数的方法更为理想。

  三、功率调整和极化标定

  功率调整时,网控站会在所有远端站开始进行调整之前选择一个测试频点发射一个调制波,并和卫星公司配合对其进行标定,使这个调制波作为参考载波。然后,在功率标定和调整过程中各远端站利用Polarsat VsatPlusⅡ系统配套的Nodeview软件TEST选项功能,发射调制波和网控站所发射的参考载波进行比较。如果该调制波的C/N值高于参考载波,则需要对ODU发射衰减和Tx Nominal参数进行调整,使本站发射载波C/N不高于参考载波。发射功率调整完毕后,观察本站接收自己的Rx Lvl值和Eb/No值,如果RxLvl的值不在-3到+3之间这个范围,并且Eb/No小于等于11dB,需要调整ODU的接受衰减和室内设备的衰减器使本站接接收调整到这个范围。

  利用Polarsat VsatPlusⅡ系统配套的Nodeview软件TEST选项功能,发射单载波,并和卫星公司联系进行极化隔离度的标定,如果不能达到卫星公司的要求,则需要在卫星公司技术人员的配合下重新调整卫星天线的法兰盘。如果极化隔离度高于30dB,则无需进行极化调整工作。极化隔离度一般要求达到30dB以上。

  四、结束语

  经过对民航Ku卫星网络的优化调整,包括网络载波频率的优化以及载波功率的调整和极化隔离度的重新标定,业务链路传输误码率过高、信号传输不稳定的问题得到了解决,网络的性能也得到了提高。


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