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HuGSh:功率强占问题是怎么回事,他的危害有多大?黑子活动年对短波影响较大,对卫星通信影响有多大?  吴波洋:转发器的下行功率是有限制的。一般情况下,用户租用某个比例的转发器带宽,也只能占用相应比例的转发器功率。卫星公司通常会在载波开通测试时,对用户载波作功率标定。如果多数用户都擅自提高载波功率,就会使转发器功放工作在非线性区,从而引起互调干扰。从频谱上观察,可发现噪声底抬高,甚至载波峰值也被压低,即载噪比被降低。 / 卫星通信也会受到一些电磁环境的影响,但与太阳黑子的活动好像并没有直接联系。


ZhouJW:想建一套覆盖中亚、中东、非洲地区的TDM/TDMA的系统,希望租用Ku波段的资源,主站设在北京。您是否知道有哪个卫星能大概满足以上需求呢?  吴波洋:Ku频段的覆盖区较小,很少有能从北京直接连到中东乃至非洲的。似乎只有ABS-1(原为洛-马公司与俄罗斯合营的LMI-1,75E轨位)的南波束能照顾到红海沿岸的非洲。因其覆盖范围大,EIRP比常见的Ku卫星低约10dB。EutelSat提供亚洲到欧洲等地的交链转发器(可用一个用于北京发欧洲收,另一个欧洲发北京收),但也不能同时照顾到中亚、中东和非洲。 / 考虑到这类Ku转发器的EIRP太低,小站天线口径估计跟C频段转发器差不多,也要用到3米,因此建议租用亚太2R卫星(即Loral SkyNet TelStar 10)的C频段转发器。

ZhouJW:ABS-1的Ku资源我们正在使用中。在土库曼斯坦,使用1.2M的天线能正常使用,Eb/N0在7左右。 / 我们还要租用更多的ku带宽。咨询了洛马公司,他们现在只有1M的空间带宽了,无法满足我们的需求。 吴波洋:随意算了算(卫星参数估得比较糙),用ABS(Ku频段27MHz转发器)的话,土库曼1.2m天线的Eb/No约为6dB,但苏丹就得用3m,再偏西就不行了。若改用泰星3号(78.5E)的C频段36MHz转发器,土库曼和苏丹都要用3m天线,但效果稍好些,而且可以覆盖到星上可见的几乎整个非洲和大半澳洲。因此,如果新建网或者扩充服务范围的话,C优于Ku。 / 既然已在ABS上建网,自然希望在原地扩容。建议用频谱仪扫一下整个500MHz频段,看看是否有大段空白没用的区间(最好用max hold方式观察一段时间,以排除按需分配的可能性)。若有的话,要么是预定但未使用,要么是因某种原因不肯租用。我十年前在亚太卫星公司,曾为转卖给Loral Skynet的亚太2R卫星(Loral叫做TeleStar10?)与LMI(ABS的前身)协调。记得Loral曾买下LMI-1卫星的部分资源,以换取2R卫星对应频段的使用权。不知是否包含你所用资源的邻近频段。如果有相关禁用资源,而Loral所对应的资源又闲置未用的话,不知是否可以给两家公司都付点钱,从而换取你的扩容机会。当然,可能性不大,操作上也太复杂。 / 其实真要有因干扰协调而无法使用的空间,找两家商量等若伸出头去请人斩一刀。或许还可用别的方法。例如,位于中东、东非的小站在亚太2R的服务区外,没有上行干扰,但下行载波会干扰亚太用户。如果适当降低小站回传载波功率(3dB或更多些),或许就能满足干扰协调要求。正常接收低功率回传载波的条件是,主站天线足够大,或者改用1/2编码甚至BPSK调制(以带宽换功率)。当然,ABS也可能已经这么做,那就要想别的办法了。


WangXH:有资料说,“FDMA采用频域的正交分隔,把卫星转发器划分为互不重叠的频带;TDMA采用时间域的正交分隔,把转发器的帧周期划分为互不重叠的时隙。”文中正交的具体含义是什么?  吴波洋:这里的“正交”为orthogoral,其常用译法所指的意思为垂直或相反,但引文中的词意应为互不相关或互不影响。其实文中已有互不重叠的说明,删除两处正交,反而更容易理解。

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WangXH:如何在方位和俯仰方向测量天线波束宽度?  吴波洋:将天线对准信源,锁定俯仰角;将方位角转偏若干度;将频谱仪设在0 span方式,使其记录接收信号电平随时间而产生的变化;反向转动方位角,直至过中心点若干度;在频谱记录中查得两侧半功率(peak - 3dB)之间的时间长度,并将其除以天线转速;结果即为方位角的双边波束宽度。

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WangXH:你网页上半功率波束宽度(波束中心与天线增益从峰值下降3dB的偏轴方向的夹角)的估算公式为 HPBW = (35 to 36) l/D,而有的资料怎么说是从天线主瓣的峰值轴向两侧下降3dB的角度宽度(q3dB=70 l/D)?  吴波洋:两种表达方式,单边或双边的。

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ZhouLY:我公司租用的是10MHZ的带宽(TDMA主站式卫星系统),我如何计算出带宽的信息速率,需要知道哪个参数才能计算?  吴波洋:你给的信息不足,只能以此回答。 / 在纯TDMA系统中,众多地球站都以预分配或按需分配方式,利用一或数个TDMA载波收发信息。在TDM/TDMA系统中,主站发送一个宽带载波,以时分复用(TDM)方式向众多小站发送信息;而小站以按需分配方式,在多个TDMA窄带载波上回传信息。 / 通常是由信息速率推算载波带宽的:由载波信息速率除以纠错编码率再除以调制因数(BPSK、QPSK和8PSK分别为1、2和3)得到符号速率,再乘上1.35或1.4得到载波占用带宽。如果编码率为3/4,采用QPSK方式,则10MHz带宽的信息速率大致为10Mbps。

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LiuY:地面站如果发射单载波,在选择HPA及考虑回退时,是否要考虑三阶互调的参数?比如:TWTA要考虑三阶互调的回退应大于SSPA。  吴波洋:你问题中的单载波如果指的是单个载波(single carrier)的话,那就不用考虑回退;如果指的是未调制波(pure carrier)的话,则在发送多个载波时需要回退。SSPA的回退量通常为3-5dB,TWTA则为5-7dB。回退不是为了改善发送载波所受的影响,而是为了避免其三阶互调分量干扰别的载波。 

LiuY:在地球站,一个ASI流通过一个DVB-S调制器,调制输出到HPA。这种方式是单个载波(single carrier)? / 我看资料TWTA的1dB压缩点后比较平滑,而SSPA在1dB压缩点后则线性很差,所以TWTA在单载波情况下,可以工作到更接近1dB压缩点。 / “回退不是为了改善发送载波所受的影响,而是为了避免其三阶互调分量干扰别的载波。”这是指上述的单载波由于调制,在频谱上是多个正弦波组成的在带外出现较高的谐波和互调干扰吗?  吴波洋:你这种情况,最大可以1dB压缩点的功率发射,当然实际功率应在卫星公司的允许下。 / 单个载波无需工作在功率放大器I/O曲线的线性区。双载波(中心频率分别为f1和f2)的总功率若处在I/O曲线的非线性区,则在频率2*f1-f2和2*f2-f1处会有电平稍低而频谱类似的载波出现。

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CaiXM:希望做一点修改——92.2E直播卫星是圆极化,目前只用了12GHz左旋圆极化/上行17GHz右旋圆极化,不是线极化,其Ku雨衰比水平极化小。  吴波洋:将做相应改正。 / 直播星只用了单边的频率极化计划?原来的设计不是要用满的吗?是我记错了,还是卫星或市场有问题,只能用一半资源?

CaiXM:设计是极化复用,目前直播星只用了4个转发器,左旋圆极化,我个人认为太浪费了!  吴波洋:设计用满500MHz带宽的两个极化,实际却只用了4个转发器,还要在轨热备份一颗?真是疯了。就冲这个,也能估到伟大光荣正确所投入的那四万亿救市资金多半会打水漂的了。

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LiY:天线增益通常有两种表示方法——直接用增益(Gain)表示,或用Antenna G/T来表示。两者之间有没有换算关系?  吴波洋:G与G/T的关系请参见http://www.satcomengr.com/Satcom/satcom.htm#antenna中的“转发器的主要参数”一节。 


LiY:我们经常用卫星EIRP值来决定使用多大的卫星接收天线,但我发现有些卫星并不适合。例如用平板相控阵天线(相当与直径60cm的锅),在三亚可以接收亚太五号(EIRP为50左右),但在上海接收不到亚太2R(EIRP为53)的信号。我在网上也见过,只要天线的接收仰角小于10度,无论EIRP值多大,都接收不到卫星信号。 / 上次您说卫星信号在空间传输过程中只与信号频率和传输距离有关。我想进一步请教您的是卫星信号在大气层以内或大气层以外应该是不一样的,是吗?因为我们常常听说高频卫星信号的衰减主要是雨衰。我可不可以这样理解:高频卫星信号进入大气层以前,衰减可以忽略不计?甚至从降雨层开计算传输损耗?  吴波洋:超低仰角有两个问题。一是高仰角天线指向冷空,噪声电平低;而低仰角天线将收到大气和地面的热噪声,在载波电平相同时,载噪比自然下降。二是有的平板天线的仰角固定在30来度上,超高或超低仰角的接收增益都相对较低。 / 对传输损耗的理解有误。C和Ku频段载波经过大约3万7、8千公里(随仰角而变)的传输,损耗就在200dB上下,这与降雨无关。降雨损耗确实只发生在对流层以下,其dB量值为1或2位数。


LiY:亚太五号以线极化的方式传递电视节目,中星九号以圆极化的方式传递节目。这两种极化方式在空中传播过程中的损耗有什么区别?  吴波洋:自由空间损耗分别与传输距离和信号频率成正比,跟极化方式无关。不过,圆极化和线极化在雨衰时的表现略有差异,详见http://www.satcomengr.com/article/cndbs.pdf


qqyunji:您在卫星领域这么多年,一定知道IPoS协议吧,如果要在此协议的基础上添加“星上交换处理”功能,并进行仿真研究,请问应该在协议上或传输上做哪些方面的改进?  吴波洋:IP兴起时我正在忙于转发器管理和邻星协调,过几年才发现自己落后赶不上趟了。因为年龄的关系,索性就只忙活自己熟悉的那一摊。因此不够水平答好相关问题。 / 从传统通信的角度看,我从来都不认为IP网真能算作可以和通信网和广播网并列的网络实体。因为后两者都有自己的物理结构,而前者只是寄生在后两者身上的某种协议或应用。换言之,砸掉三网中的另两个,通信网和广播网依然独立存在,而IP网就什么也传不了了。因此,才有IPoS或IPoDVB之类的问题。 / 星上交换也同样。交换是建立在由不同地点上行的载波、以及根据地址信息重新组织后传送到各地的下行载波之上的。交换只是将载波中的部分信息分别寻址定向的过程。传统卫星并不需要星上交换,通过多点共用一个宽带TDMA载波的方式,就可在整个服务区中实现网内交换。现有资料中的星上交换特指在多点波束卫星上,分别解调来自不同波束的上行载波,并将内容信息打散重组到发往各个波束的