卫星QC小组活动成果汇报教学课件市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx
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1、“卫星卫星”QC小组活动结果汇报小组活动结果汇报“卫星卫星”QC小组活动结果汇报小组活动结果汇报问题处理型小组问题处理型小组 发表者 王建伟卫星卫星QC小组小组.12.30第1页小组介绍 于6月成立了QC小组。从优化质量管理、加强现场过程控制着手,将优化卫星网资源到工作中,到达不停提升卫星网质量目标。小组名称小组名称卫星卫星QCQC小组小组此次课题节约卫星转发器资源活动时间活动时间6月21日 12月30日成立时间成立时间6月21日课题类型课题类型问题处理型小组人数小组人数5 5人人小组组长小组组长马英俊马英俊活动频率活动频率1 1月月/1/1次次人均人均QCQC教育教育1010小时小时小组口号
2、小组口号发觉问题处理问题追求卓越姓名姓名性别性别部门部门职务职务组内分工组内分工马英俊马英俊男男网络部网络部小组组长小组组长负责全局统筹与安排负责全局统筹与安排伍强伍强男男网络部网络部组员组员负责统筹与安排、并完成负责统筹与安排、并完成QCQC活动内容活动内容栗东方栗东方 男男网络部网络部组员组员负责完成信息搜集、反馈,配合副组长完成QC活动内容王建伟王建伟男男网络部网络部组员组员负责完成信息搜集、反馈,配合副组长完成QC活动内容刘永峰刘永峰男男 网络部网络部组员组员负责完成信息搜集、反馈,配合副组长完成QC活动内容第2页一、课题选定一、课题选定 背景背景现实状况(困境)选题(最终结论)卫星通
3、信中,转发器带宽租用费用在整个系统运行维护费用中占到很大百分比。当前卫星通信市场上,每MHz带宽每年租用费用大约在2.5万到3.5万元之间,而一个村通基站平均占用带宽在640KHz之上,怎样采取适当方式和伎俩降低转发器租用带宽费用,对于节约每个村通基站运行维护费用成本是非常主要。现网卫星站点在用258个卫星站点,总共占284.26MHz带宽,每年集团企业租凭转发器费用分摊西藏企业约250万元,租用费较高。为节约集团企业成本开资,合理利用卫星网资源,最终部门决定研究卫星通信转发器资源节约和优化方法。第3页活动计划活动计划u 注注:实际进度实际进度计划进度计划进度活动活动计划计划6 6月月2121
4、日日-6-6月月2929日日7 7月月6 6日日-7 7月月1111日日8 8月月1111日日8月月1818日日9 9月月1818日日10月月1 1日日1 10 0月月1 1日日11月月8 8日日1111月月8 8日日11月月1515日日1111月月1515日日11月月1717日日1111月月1717日日11月月2424日日课题选定课题选定设定目标设定目标提出方案提出方案确定最优确定最优方案方案制订对策对策实施对策实施效果检验总结打算总结打算第4页二、设定目标二、设定目标n 依据1-5月份数据统计,现网卫星站点带宽使用285.01M,集团企业给予西藏企业约526.25M。现有卫星网转发器带宽资
5、源使用率54%。优化后卫星网带宽使用率为47%,目标值设定为43%。以下表实践后QPSK每兆占用835KHZ,而8PSK每兆占用600KHZ;且每兆带宽可节约1/3资源。目标值目标值理论分析:理论分析:1 1、转发器资源有限;、转发器资源有限;2 2、租凭转发器带、租凭转发器带宽昂贵、宽昂贵、3 3、节约成本。、节约成本。现网统计情况说明:现网在运行现网统计情况说明:现网在运行258258个卫星站点,个卫星站点,占用转发器资源占用转发器资源284.26MHz284.26MHz带宽。带宽。QCQC团体人员能力经验分析:团体人员能力经验分析:1 1、人员技术水平有限;、人员技术水平有限;2 2、人
6、员卫星网优化维护能力不足;、人员卫星网优化维护能力不足;3 3、集体团体意、集体团体意识不强。识不强。第5页 小组组员经过对卫星转发器特点研究,卫星转发器而言,其带宽和功率都是恒定,所以,不论占用了功率还是占用了带宽,都是占用了宝贵转发器资源,卫星运行商收费将综合考虑带宽和功率占用情况来计算。假如占用功率百分比大于占用带宽百分比,就是功率受限,反之则是带宽受限。系统设计时,应尽可能使占用带宽和功率到达平衡,节约转发器带宽主要能够有各种技术伎俩,小组组员结合本身知识和多年优化经验,集思广益,经过“头脑风暴法”,提出了一系列处理意见 用适当编码调制方式,一样信息速率,调用适当编码调制方式,一样信息
7、速率,调制方式制方式8PSK8PSK会比调制方式会比调制方式QPSKQPSK大约节约百大约节约百分之十六带宽。分之十六带宽。FEC3/4FEC3/4编码方式也会比编码方式也会比FEC1/2FEC1/2大约节约百分之三十带宽。基本公大约节约百分之三十带宽。基本公式以下:式以下:符号速率符号速率 =(信息速率(信息速率 /FEC/FEC编码率编码率 /R-SR-S编码率)编码率)*调制因子,而载波噪声带调制因子,而载波噪声带宽和占用带宽取值普通分别为符号速率宽和占用带宽取值普通分别为符号速率1.21.2倍和倍和1.41.4倍。倍。降低信号起源数降低信号起源数据速率,采取据速率,采取AbisAbis
8、接口压缩设接口压缩设备,降低备,降低AbisAbis接接口数据速率口数据速率。在有条件地方,在有条件地方,采取载波重合技采取载波重合技术,降低占用带术,降低占用带宽。宽。头脑风暴头脑风暴第6页三、提出方案三、提出方案u小组组员针对卫星网带宽资源小组组员针对卫星网带宽资源问题进行了全方面分问题进行了全方面分析析:方案一:编码和调制方式选择方案一:编码和调制方式选择 为了尽可能节约转发器带宽,降低每年租用成本,采取Abis优化设备已经做到了很大程度降低带宽。假如想在此基础上深入降低租用带宽,从卫星编码调制方式选择上入手也能够节约一部分租用带宽。在确定调制解调方式时,应考虑到卫星信道特点,充分利用有
9、限而宝贵卫星频率和功率资源。数字调制中,信号传输质量主要取决于比特差错率(以下简称BER),所以要尽可能采取在相同每比特信号能量与噪声功率谱密度比(Eb/No)条件下BER低调制方式,以节约卫星功率;另外,频谱利用率(单位频带传输比特率)要尽可能高,以节约宝贵卫星频带。当然,这两个目标往往是相互矛盾,在实际进行系统设计时要在二者之间取得平衡。对于惯用Turbo Codec编码相比其它方式有以下特征:Eb/N0性能大大优于同等带宽条件下链接编码,占用带宽显著小于同等通信质量下链接编码,编解码延时显著减小。第7页在使用FDMA情况下,将卫星转发器可用射频频带分割成若干互不重合部分,再分配给各地球站
10、所要发送各载波使用,FDMA方式中各载波射频频率不一样,发送时间能够重合,但载波占用频带是彼此严格分开。对此系统来说分配带宽=信息速率/FEC码率/每符号比特率*分配带宽滚降系数 例:如用QPSK,3/4FEC,(204,188)RS码,则 符号速率=信息速率(4/3)(204/188)(1/2)第8页Ku波段雨衰对编码调制方式选择影响 以湖南为例,假如在湖南采取Ku 频段,因为湖南处于M 区,即使按99.95%可用度计算,上下行雨衰也分别到达了7.9dB 和6dB,从链路计算结果看,当湖南上行有降雨时,则湖南基站北京主站载波所占转发器功率为0.3%,带宽为0.4%。而因为边远基站设备没有上行
11、功率控制功效,所以,为了确保系统在降雨时余量,即使在晴天(上行雨衰为0),边远基站发射功率也要足够赔偿上行雨衰,而此时,湖南基站北京主站载波所占转发器功率则到达了1.9%,远大于带宽占用百分比。由此会产生转发器功率用满时,带宽仍有空余情况。处理此问题方法,只能经过改变编码调制方式或者采取C 频段来实现。假如改用QPSK 方式时,当湖南上行有降雨时,则湖南基站北京主站载波所占转发器功率为0.1%,带宽为0.7%,晴天时所占转发器功率为0.8%,基本到达了平衡。假如采取C 频段,因为C 频段雨衰非常小,则基本不会受到降雨影响。假如对那些处于K 区四川省基站采取Ku 频段,当可用度为99.95%时,
12、上下行雨衰分别为4.9dB和3.6dB,当四川站上行雨衰为0时,边远基站发射载波占用转发器功率百分比为1.3%,也远大于带宽占用0.4%百分比。但改为QPSK 方式,则能够实现功率和带宽基本平衡。C频段降雨衰耗通常都不会超出链路设计余量。有资料显示,新加坡和台湾发送C频段电视载波上行EIRP都曾在暴雨时出现过3到5dB下降。用国际电联所提议雨衰计算公式并不能求得如此高C频段雨衰量。仅有合了解释为,这类现象出于高仰角天线主反射面因暴雨而形成积水,从而使天线增益遭到大幅度降低。第9页 降雨衰耗对Ku频段卫星通信负面影响比预期严重。在香港监测Ku频段卫星信标时发觉,夏季阵雨时短时间下行降雨衰耗可达2
13、0dB甚至30dB。中国南部沿海某地所发Ku载波在台风季节上行雨衰,曾有连续半小时维持在10dB以上纪录。即使是位于中国北方北京,Ku设备 8dB上行功率控制量也不足以赔偿夏季阵雨所产生降雨衰耗。由此看来,通常能为系统预留下行降雨余量、以及上行功率赔偿量,都不能赔偿短时间暴雨所产生降雨衰耗。对于实时性不强数据业务,由Ku雨衰所造成误码和通信中止能够经过重发等伎俩得到处理。对于必须确保实时传输质量数据业务,和音频、视频等连续数据流业务,最好还是选择在C频段上工作。雨衰估算结果表明,在同等降雨条件下,不一样频率和极化载波所遭受雨衰也不相同。在Ku频段,频率高端水平极化载波所受雨衰最大,频率高端垂直
14、极化和频率低端水平极化载波所受雨衰居中,频率低端垂直极化载波所受雨衰最小。在选择Ku频段转发器时,应该考虑这一原因。Ku波段雨衰对编码调制方式选择影响 第10页 雨衰计算公式为单位旅程雨衰量与电波穿越斜距以及旅程缩短因子乘积。其中,电波穿越斜距为降雨高度与天线仰角正弦值之商。普通说来,天线仰角越低,穿越斜距越长,雨衰量越大。不过,旅程缩短因子计算公式考虑了电波穿越斜距在水平方向上投影距离、以及降雨强度影响。降雨高度越高,天线仰角越低,水平投影距离就越长,对应旅程缩短因子也就越小。其物了解释为,水平投影距离越长,电波笼罩在雨团中部分就越少。另外,降雨强度越高,旅程缩短因子也越小。其解释为,降雨强
15、度越高,雨区在水平方向上分布就越窄,电波被该强度雨区所笼罩百分比也就越小。旅程缩短因子值在天线仰角较低和雨量较大时可小至0.4左右。为此,在考虑Ku频段降雨衰耗时,无须过分强调天线仰角影响。Ku频段卫星通信通常采取上行站设备中上行功率控制(UPC)、或者卫星转发器中自动电平控制(ALC)赔偿降雨衰耗对上行载波影响。ALC工作原理为依据接收到载波强度调整转发器SFD灵敏度。它使用条件为,转发器中全部载波都由同一个地点发送上星。ALC初始设置方式为,经过调整转发器 SFD,使在晴空条件下载波上行功率略高于不采取ALC时。这是因为,若在晴空时不增加上行功率,降雨时就全靠提升SFD灵敏度以使下行EIR
16、P维持不变。因为抵达卫星功率因雨衰而降低,上行C/N也随之下降,从而使系统C/N变差。不过,晴空时上行功率也不能过高,因为这将增大对邻星和反极化转发器干扰。UPC工作原理为,依据检测到当地雨衰量调整上行功率。采取UPC方式时,上下行C/N基本保持不变,但它要求上行站拥有足够功率备余量。Ku波段雨衰对编码调制方式选择影响 第11页压料板上压料板上凹槽显著凹槽显著从以上方面考虑,确定了Turbo 3/4 和QPSK 或者8PSK 作为村通工程编码调制方式。从实际使用情况看,8PSK 抗干扰、抗雨衰能力稍差,适宜用在降雨少地域;QPSK 相对来说抗干扰能力较强,适合在降雨较多地域采取。Ku波段雨衰对
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