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卫星通信中的载波叠加(叠波)技术

2024-07-19

卫星通信中的叠波技术(DoubleTalk Carrie-in-Carrier)采用了“自干扰抑制”技术,两个卫通站点双向通信的时候可以采用同一个发射频段,两个发射载波的频谱重合叠加在一起。载波叠加技术能够大大提高卫星带宽资源的利用率,此外这种技术还有效增强了卫星系统的抗截获能力。

采用卫星叠波技术最高可节省50%的卫星资源,降低了租用卫星资源的费用,为客户节省了资费成本。

技术原理

卫星通信系统的组成示意图如下图所示:

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图中表示了两个卫星通信站之间相互通信的情况。卫星通信站1发射信号(上行频率是fu1)到卫星。在卫星上经过变频、放大,产生下行信号(下行频率是fd1)。同理,卫星通信站2发射信号(上行频率是fu2)卫星,经过卫星变频放大之后产生下行信号(下行频率是fd2)。其中fu1,fu2的频率范围是13.75~14.5 GHz,fd1和fd2的频率范围是10.7~12.75GHz。

由于采用的卫星是大波束卫星,卫星波束的覆盖范围很广,比如中星6D卫星在中国周边的覆盖范围如下图:image.png

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只有当卫星通信站1和卫星通信站2都位于卫星的覆盖范围内的时候,两个卫星通信站才能正常通信。此时卫星通信站1不仅会收到卫星通信站2发射的信号(频率是fd2),同时也会收到自己发射的信号(频率是fd1)。为了满足正常接收的条件,常规的卫星通信中fd1和fd2必须错开,两个信号的频谱不能重叠,确保两个下行的信号不产生干扰。两个下行信号的频谱关系如下图:


image.png

按照上面的方式,两个卫星通信站分别占用了各自的频段。假设卫星通信站1占用的带宽是W1,卫星通信站2占用的带宽是W2,则两个卫星通信站双向通信需要占用的带宽是W1+W2,需要向卫通公司申请的带宽是W1+W2。

有没有办法降低卫星带宽占用呢?

在卫星通信站1和卫星通信站2中都放置同一型号的卫星通信调制解调器,采取载波叠加技术,即使卫星通信站1和卫星通信站2发射频率相同,频谱重叠,卫星通信调制解调器也能够抑制本机发射的信号,同时恢复出对方发射的信号。如下图:

image.png

实际卫星带宽占用从W1+W2变成了MAX(W1,W2)。

ZKDB-8000型叠波设备

ZKDB-8000型叠波设备可以作为调制解调器的可选功能,用于构建高效的卫星通信网络,也可以作为独立的设备使用。它与现有的卫星调制解调器接口兼容,特别适用于对已有的卫星通信网络系统进行扩容和改造。叠波设备能够消除频带在0.5~16MHz范围内的信号,其在数字信号处理方面的表现十分优异。

设备特点如下:

  1. 节省卫星带宽使用成本,最高节省50%

    • 降低租用卫星资源的成本

    • 增加卫星通信网络容量

    • 为新应用释放卫星带宽

  2. 增加信息安全

    • 增加抗截获性

  3. 不改变已有通信体制,支持多种卫星网络应用

    • 星型网络

    • 频分多址

    • 混合星型-网状网

    • 单载波通道(SCPC)

  4. 广泛的兼容性

    • 支持已有多种类型的调制解调器和波形

    • 适用于所有标准调制类型(扩频、BPSK、QPSK、8-PSK等)

    • 与编码无关(可与Viterbi、Reed-Solomon、LDPC、Turbo等编码一起使用)

  5. 功能丰富,性能强大

    • 消除带宽可从0.5MHz至16 MHz

    • L波段中频(950至2150 MHz)

    • 标准1U19英寸机箱

    • 具备前面板和远程(以太网SNMP)接口

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叠波设备

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