理论教育 优化频率效率和频谱分配

优化频率效率和频谱分配

时间:2023-05-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:当人们用尽了可用的卫星信号传输功率,并为卫星链路设计使用了最有效的编码系统,那么,提高卫星服务能力的唯一方法是找到更好的途径来实现现有的频率复用或得到新的轨道频率分配。但是上述可使用的毫米级波段没有一个是非常具有吸引力的,因为它们都涉及严重的降雨和降水衰减问题,简称为“雨衰”。人们需要巧妙地设计卫星系统,通过保留功率裕度和扩展时隙等手段来应对雨衰。

优化频率效率和频谱分配

卫星通信领域本质上是由三个基本参数驱动的,分别是功率、无线电频谱和复杂度。在这种情况下,复杂度的含义可以归结为数字编码的概念。当人们用尽了可用的卫星信号传输功率,并为卫星链路设计使用了最有效的编码系统,那么,提高卫星服务能力的唯一方法是找到更好的途径来实现现有的频率复用或得到新的轨道频率分配。今天的这种新分配在可预见的未来将以更高的无线电频段的形式出现。常见的方式是不断推高频率,因为较低的频段已完全被其他形式的密集的无线电频率使用。

卫星通信计划者的新选择包括Q/V 波段、W 波段甚至E 波段。但是上述可使用的毫米级波段没有一个是非常具有吸引力的,因为它们都涉及严重的降雨和降水衰减问题,简称为“雨衰”。这意味着在下雨、下雪或起雾的情况下,无线电波的传输实际上可能会“弯曲”,因为无线电波的波长和雨滴的大小非常接近,以至于雨滴就像透镜一样扭曲了信号。

当涉及使用毫米级波长的问题时,这还不是全部问题。实际上,被调制的频率非常高,在这些频率下运行的设备很难设计和制造,因此,现在用于卫星和地面设备的无线电设备的成本很高,并且在未来几年中可能会一直居高不下。人们需要巧妙地设计卫星系统,通过保留功率裕度和扩展时隙等手段来应对雨衰。(www.daowen.com)

在此发展阶段,卫星运营商和制造商倾向于选择的主要方案是找到更好方法实现微波和较低的毫米波段(例如30 GHz/20 GHz,即Ka 频段和48/38 GHz-Q/V 频段)的频率复用,而不是使用60 GHz 或更高的W 和E 频段。另一个选择方案是寻求更有效的编码和数字压缩技术,使每赫兹发送更多的信息。

当然,目前的技术发展趋势是向着所有这些方向努力,从而找到技术进步的最佳组合,使成本效益最大化。也就是说,这就是最具生产力和成本效益的解决方案。著名的棒球接球手兼咨询师Yogi Berra 曾经说过:“当你走到人生的岔路口时,勇敢地走下去。”而卫星行业目前正处于这样一个分岔口上。

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