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卫星通信中语音传输新技术

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卫星通信中语音传输新技术

随着卫星通信技术的不断成熟和发展,卫星通信
网络作为光缆传输网络的重要补充和备份支撑,发挥着重要的作用。然而由于卫星通信频点内带宽
狭窄所造成的通信容量有限这一固有缺陷,使得在卫星通信中占最大比例的语音通信大容量传输受
到限制,到目前为止,在商用卫星通信中应用最广泛的语音通信技术是中速数据速率
(QPSK/IDR)技术。为了更加高效地利用有限的无线频率资源,一种称为格形编码调制
(TCM/IDR)的语音传输新技术正逐步应用到卫星通信网络中。

一、TCM/IDR技术简介

TCM/IDR技术同时使用SPSK调制技术和Reed-solomon正交编码技术,是国际通信卫星组织
(Intelsat)最近推荐的高质量中速数据载波方式,其业务平台支持语音和数据传输同时能够满
足对网络低误码/高性能的要求。TCM/IDR技术所提供的性能可达到在1年内的平均误码率
(RER)远小于10E-10(即优于99.96%),超过国际电信联盟(ITU-T)G.826所提出的要求。


相对于国际通信卫星组织于1984年第一次提出并使用至今的QPSK/IDR数字载波技术,
TCM/IDR技术是又一步的改进和提高,其支持数据流的速率范围是64kbit/s-44.736Mbit/s,
对于传输同等信息速率的数据流来说,与QPSK/IDR技术相比,将节约 20%的卫星无线频带资
源。同时,TCM/IDR技术能更有效地利用卫星转发器的功率,这是因为目前绝大部分的Intelsat
用户采用QPSK/IDR技术,以致一些卫星转发器的带宽已达使用极限,但转发器功率还有余量可利
用。因此,在使用了TCM/IDR技术后,可通过更有效地利用卫星转发器资源(功率和频带),从
而在目前已达频带使用极限的转发器内增加通信容量。

在TCM/IDR技术中,各功能块的作用如下:

1.同步扰码 使输入数据流成为随机化的数据序列,即使没有数据输入,调制也不输出单一
正弦波,从而使频谱能量趋于平均和均衡(类似于模拟调制中的能量扩散技术),此外还便于设备
同步和提取时钟。

2.RS编码/插入提供 Reed-Solomon正交编码方式。

3.RS解编码/解插入 提供Reed-Solomon正交解码方式。

4.TCM编码/解调器进行格形编码调制/解调。

5.8PSK调制/解调器进行8相键控调制/解调。

二、TCM/IDR技术与QPSK/IDR技术的区别

Intelsat卫星组织于1984年第一次提出并使用至今的QPSK/IDR数字载波技术,目前被各国
广泛使用在卫星通信语音传输领域。

从数据流处理流程可以看出,TCM/IDR与QPSK/IDR的主要区别在于TCM/IDR采用了
Reed-Solomon正交编码/解码、格形编码调制/解调、8PSK调制/解调等技术,使得网络传输质
量和频带利用率得到进一步的提高。

三、 TCM/IDR技术的特点和优势

1.可提供高质量和高性能的传输平台由于TCM/IDR传输技术所产生的误码率几乎为零(远远
小于10E- 10),因此相对应 QPSK/IDR技术来说,可提供更高通信质量的业务传输平台。


2.降低费用对于传输同等速率的数据流,由于占用了更少的无线频带资源,因此对于用户来
说,与QPSK/IDR技术相比,用于租借半球波束和区域波束卫星转发器频率的费用将相应地减少
10%。

3.高度的灵活性由于TCM/IDR调制解调器的生产厂商均为用户提供了当信息数据流速率小于
10Mbit/s时在 TCM/IDR和QPSK/IDR之间的选择功能,因此对于用户来说,在使用上具有更大
的灵活性,可根据实际需要而采用相应的方式。

4.分享卫星转发器TCM/IDR载波可以与采用其他调制方式的载波共用同一个卫星转发器,因
此用户可以最大限度地利用现有投资,节省费用并扩展业务。

5.高效率地利用无线资源对于传输同等速率的数据流,与QPSK/IDR技术相比,TCM/IDR技
术将节约 20%的卫星无线频带资源,因此对于本来就相对匾乏的卫星无线资源来说就相当于扩展
了无线频带,从而更加高效地利用了无线资源。

6. 高效率地利用卫星转发器功率因为目前大部分的Intelsat用户采用QPSK/IDR技术,以致
一些卫星转发器的带宽已达使用极限,但转发器功率还有余量可利用,因此在使用了TCM/IDR技
术后,可通过增加通信容量从而更充分地利用卫星转发器的功率。

四、TCM/IDR技术的应用前景

由于目前在商用卫星通信领域应用最广泛的是QPSK/IDR语音传输,为了更加高效率利用卫星
有限的无线频率和转发器功率资源,InteIsat将在本卫星网络系统内有计划、分阶段地在语音传
输领域推广使用TCM/IDR技术。我国3个国际卫星地球站(北京、上海、广州)均属于Intelsat卫
星组织,按Intelsat计划,中国将在未来3-5年内逐步采用TCM/IDR语音传输技术。

由于TCM/IDR技术的特点,不仅支持所有的语音业务,而且更加适用于对误码率和传输性能
有高要求的宽带传输业务,因此在不远的将来,TCM/IDR技术将被广泛地运用到大容量数据传输
领域,典型的应用包括:(1)Internet主干网接入;(2)Internet网络接入点至网络接

八点(NAP-NAP);(3)多址广播;(4)多媒体;(5)国际语音/数据通信;(6)交互式视
频传输;(7)高速数据干线。

届时,采用了TCM/IDR新技术的卫星通信网络的传输质量和传输容量将会得到进一步的提
高。

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