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關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信技術(shù);消防指揮
引言
一般而言,與消防相關(guān)的緊急事件都具有突發(fā)特點(diǎn),體現(xiàn)在時(shí)間和地點(diǎn)的不可知性以及現(xiàn)場環(huán)境的不確定性。在救援活動(dòng)中,指揮協(xié)調(diào)各參戰(zhàn)力量,以達(dá)到協(xié)同配合、高效處置的關(guān)鍵在于消防通信指揮系統(tǒng)和手段的有效運(yùn)用和高效運(yùn)行。截至目前為止,消防部門各級、各戰(zhàn)斗單元之間的聯(lián)系主要依靠無線電臺(tái)、公網(wǎng)電臺(tái)、移動(dòng)電話及公網(wǎng)音視頻設(shè)備來完成,這些手段存在易受環(huán)境信號影響、受距離影響等不利因素,通信時(shí)有不流暢和對公網(wǎng)通信設(shè)施的高度依賴帶來了嚴(yán)重的弊病,影響了救援現(xiàn)場尤其是復(fù)雜環(huán)境條件下消防作戰(zhàn)行動(dòng)的高效運(yùn)作,因此,必須大力發(fā)展消防通信指揮系統(tǒng),而現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展給指揮系統(tǒng)的完善帶來了可喜的發(fā)展機(jī)遇。
1消防應(yīng)急通信指揮系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和建設(shè)目標(biāo)
如前所述,高效的消防通信指揮系統(tǒng)不僅是消防部門完成火災(zāi)撲救和搶險(xiǎn)救援任務(wù)的重要保障,更是完成救援任務(wù)的根本要求。進(jìn)入21世紀(jì)以來,尤其是近些年,我國自然災(zāi)害頻發(fā),安全事故也不斷增加,如四川汶川地震、南方雨雪冰凍、甘肅舟曲泥石流及大連油港火災(zāi)、青島地下輸油管線爆炸、天津港“8.12”爆炸等災(zāi)害事故,這就對消防部門火災(zāi)撲救和應(yīng)急救援工作提出了更加嚴(yán)峻的考驗(yàn)。消防現(xiàn)場通信指揮系統(tǒng)是處置各種災(zāi)害事故確保指揮決策高效的關(guān)鍵。消防通信指揮系統(tǒng)的目標(biāo)是建立以無線、有線、視頻圖像傳輸、基礎(chǔ)信息網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信和移動(dòng)通信指揮車為依托的快速應(yīng)急通信保障系統(tǒng),遭遇到突發(fā)的災(zāi)害事故時(shí)能夠快速開通,及時(shí)建立起現(xiàn)場指揮與戰(zhàn)斗單元、前方與后方、消防與各聯(lián)動(dòng)部門之間的信息交流,實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)任務(wù)的部署、調(diào)整和推進(jìn),進(jìn)而為快速完成應(yīng)急救援處置任務(wù),最大限度挽救人員生命與財(cái)產(chǎn)提供及時(shí)、高效、暢通的通信保障。由此可見,在滅火和應(yīng)急救援行動(dòng)中通信指揮系統(tǒng)可以看作為消防部門指揮的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),對災(zāi)害事故的處置起到十分重要的作用。近些年來,我國有關(guān)消防信息化與通信建設(shè)方面雖然取得了長足的進(jìn)步,但是與發(fā)達(dá)國家仍有距離,甚至與近鄰日本相比仍不能望其項(xiàng)背。在一些突發(fā)事故的處置過程中我國消防通信指揮仍存在指揮不靈、組成單一、協(xié)同性差等問題。因此,在一些突發(fā)的自然災(zāi)害的應(yīng)對行動(dòng)中,必須依照現(xiàn)行《消防通信指揮系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》,建設(shè)完善的消防通信指揮系統(tǒng),進(jìn)一步借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)消防通信指揮系統(tǒng)的安全、可靠、準(zhǔn)確、快速。為不斷提高消防通信指揮的快速反應(yīng)與科學(xué)決策能力,在系統(tǒng)建設(shè)過程中,要綜合運(yùn)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)架構(gòu)綜合指揮系統(tǒng),整合運(yùn)用各種現(xiàn)代化通信技術(shù)手段,制定有針對性通信指揮和通信保障方案,同時(shí)要明確各級各崗位分工,并通過實(shí)戰(zhàn)演練增強(qiáng)消防部隊(duì)之間的密切程度,提高隊(duì)伍信息化條件下的通信保通能力和指揮應(yīng)對水平。
2衛(wèi)星通信技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢
在現(xiàn)代多樣的通信技術(shù)手段中,衛(wèi)星通信技術(shù)是依賴于人造地球衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)的通信技術(shù)手段,它通常通過太空通信衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)。通信衛(wèi)星的種類頁比較多,可大致分為以下幾種:按使用領(lǐng)域不同,可簡單分為民用通信衛(wèi)星、國有通信衛(wèi)星、商業(yè)通信衛(wèi)星、工業(yè)通信衛(wèi)星、軍事通信衛(wèi)星等;按使用對象的不同,通信衛(wèi)星可簡單分為小地區(qū)通信衛(wèi)星、國家與地區(qū)通信衛(wèi)星和全球通信衛(wèi)星等;衛(wèi)星通過發(fā)射無線信號實(shí)現(xiàn)地面站點(diǎn)之間或地面站點(diǎn)與太空衛(wèi)星之間的通信。衛(wèi)星通信主要有以下突出優(yōu)點(diǎn):(1)覆蓋范圍大。根據(jù)天文學(xué)知識(shí),一顆靜止通信衛(wèi)星信號可覆蓋地球表面的百分之三十,可供相距17000km的不同站點(diǎn)直接通信。所以理論上講,在地球赤道上空的太空中布置三顆通信衛(wèi)星便基本能夠?qū)崿F(xiàn)全球所有地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)衛(wèi)星通信。(2)通信距離遠(yuǎn)。由于通信衛(wèi)星的覆蓋范圍巨大,其可供通信的距離較其他通信設(shè)備更遠(yuǎn),且通信質(zhì)量更佳。(3)良好的機(jī)動(dòng)性。通信衛(wèi)星是不同地面站點(diǎn)之間的遠(yuǎn)距離通信載體。衛(wèi)星能根據(jù)實(shí)際需要建立與各個(gè)方向的通信聯(lián)系,已經(jīng)成為現(xiàn)代無線遠(yuǎn)距離通信中的重要手段,在消防指揮中亦發(fā)揮著舉足輕重的作用。當(dāng)前,通信衛(wèi)星技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步,衛(wèi)星通信技術(shù)的應(yīng)用對于消防通信指揮意義重大。(4)大容量的通信。通常情況下,衛(wèi)星通信設(shè)備較通常的移動(dòng)設(shè)備而言大大擴(kuò)充了電路容量,滿足了傳遞大容量的高清圖片及其他數(shù)據(jù)的可能,其通信容量較其他設(shè)備更大。(5)高質(zhì)量的傳輸。通信衛(wèi)星以其特有的優(yōu)勢使消防指揮不再受制于自然的地形條件、有限的公網(wǎng)設(shè)施及各種復(fù)雜的人為因素。因此,高質(zhì)量的傳輸質(zhì)量成為衛(wèi)星通信的一大優(yōu)勢。
3淺談衛(wèi)星通信技術(shù)在消防通信系統(tǒng)中的應(yīng)用
為提高消防部門在搶險(xiǎn)救災(zāi)行動(dòng)中的科學(xué)指揮調(diào)度水平,復(fù)雜形勢任務(wù)條件下需要充分利用現(xiàn)代先進(jìn)的衛(wèi)星通信技術(shù),通過衛(wèi)星通信技術(shù)建立太空衛(wèi)星與各地面站點(diǎn)之間的聯(lián)系,擺脫對城市公網(wǎng)通信設(shè)施的高度依賴,提高指揮調(diào)度靈活度,應(yīng)對大型地質(zhì)災(zāi)害及遠(yuǎn)離城市救援區(qū)域應(yīng)急救援行動(dòng),為消防部門作戰(zhàn)行動(dòng)的指揮決策提供可靠保障。此外,衛(wèi)星通信指揮系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化也為科學(xué)決策提供了技術(shù)支持。根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)分析,一般在大型的火災(zāi)救援中,火災(zāi)現(xiàn)場情況復(fù)雜,地面通信指揮設(shè)施容易受到瞬息萬變的現(xiàn)場情況的影響,直接影響到現(xiàn)場消防通信指揮。在執(zhí)行消防救援任務(wù)尤其是抗震救災(zāi)、野外救援等任務(wù)時(shí),往往會(huì)遇到公網(wǎng)手段失效、常規(guī)無線手段有限等尷尬局面。衛(wèi)星通信技術(shù)作為一種新型通信技術(shù),以其特有的優(yōu)勢完美地解決上述問題。我們可以大膽地推測,隨著災(zāi)害現(xiàn)場通信閉塞問題的有效解決,消防通信指揮的效率也必將得到明顯提高。消防衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要包括移動(dòng)部分和固定部分兩大組成部分。移動(dòng)部分主要是指地面通信指揮車、衛(wèi)星通信便攜站、衛(wèi)星電話終端等;固定部分主要包括衛(wèi)星地面固定站及視頻監(jiān)控系統(tǒng)、視頻會(huì)議系統(tǒng)等消防指揮指揮系統(tǒng)。在災(zāi)害事故救援行動(dòng)中,以衛(wèi)星通信指揮車為主體的衛(wèi)星通信指揮系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)保障現(xiàn)場通信指揮和進(jìn)行現(xiàn)場圖像采集,并通過太空通信衛(wèi)星把包括語音、圖像在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)傳遞給衛(wèi)星地面站點(diǎn),地面站點(diǎn)加工處理后再把數(shù)據(jù)傳遞給視頻會(huì)議系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的無線通信聯(lián)絡(luò)。同時(shí)后方的消防指揮中心也可以根據(jù)消防實(shí)地的其他數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程決策、制定較為完善的調(diào)度方案,通過衛(wèi)星鏈路、音視頻系統(tǒng)搭建的視頻會(huì)議進(jìn)行會(huì)商、決策、指揮和調(diào)度。為滿足當(dāng)前消防救援作戰(zhàn)需要,衛(wèi)星通信指揮系統(tǒng)應(yīng)向集成化、便攜化和多功能邁進(jìn),不斷適應(yīng)復(fù)雜多樣救援現(xiàn)場,滿足消防部隊(duì)快速反應(yīng)、靈活機(jī)動(dòng)的作戰(zhàn)需求。衛(wèi)星通信指揮系統(tǒng)運(yùn)用衛(wèi)星通信技術(shù)連接前后方,連接指揮機(jī)關(guān)和作戰(zhàn)單元,及時(shí)獲取現(xiàn)場信息和應(yīng)對現(xiàn)場情況,提高了指揮決策的及時(shí)性和準(zhǔn)確性,增強(qiáng)了復(fù)雜條件下通信指揮應(yīng)對手段,為救援現(xiàn)場和后方指揮之間的聯(lián)系提供了可靠的通信保障。
4結(jié)語
綜上所述,消防指揮部門為了保障配備的通信系統(tǒng)高效運(yùn)作,積極應(yīng)對日益復(fù)雜的消防作戰(zhàn)指揮需要,就必須建立完善的消防應(yīng)急通信指揮網(wǎng)絡(luò),加強(qiáng)對包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)在內(nèi)的新技術(shù)的應(yīng)用,加強(qiáng)高精尖設(shè)備的維護(hù)、信息化人才的培養(yǎng),確保在大型事故救援中充分發(fā)揮消防部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力,有效維護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信;便攜;通信體制
在“5.12汶川地震”過后的多次突發(fā)公共事件的處置中發(fā)現(xiàn),公共通信網(wǎng)絡(luò)在突發(fā)公共事件發(fā)生時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)癱瘓、堵塞的情況,衛(wèi)星通信作為應(yīng)急通信的保底通信手段是不可或缺的,如果需要在環(huán)境惡劣或特殊地形的條件下第一時(shí)間到達(dá)現(xiàn)場,并且攜帶較多的搶險(xiǎn)器材,這時(shí)體積小、重量輕、便于攜帶便成為了衛(wèi)星通信設(shè)備考慮的重要因素?,F(xiàn)有衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有不同體制,對應(yīng)的使用環(huán)境也有所不同,用戶需要根據(jù)不同環(huán)境和不同應(yīng)用的要求選擇相應(yīng)的便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)。
一、現(xiàn)有衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類及優(yōu)缺點(diǎn)
衛(wèi)星現(xiàn)有通信制式有FDMA、TDMA、CDMA。
1.FDMA:頻分多址,采用調(diào)頻的多址技術(shù)。不同用戶使用不同頻帶實(shí)現(xiàn)信號分割,即在同一時(shí)間內(nèi)不同用戶使用不同頻帶。
優(yōu)點(diǎn):一個(gè)終端對應(yīng)一段頻段,別的終端不能使用該頻段,因?yàn)槭仟?dú)享,所以可以支持穩(wěn)定速度較快的通信,上傳、下載速度接近,應(yīng)用時(shí)間較長,設(shè)備經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。
缺點(diǎn):因是獨(dú)享,所以在同一載波內(nèi)不支持多址通信,且主站設(shè)備多,配置復(fù)雜,通常使用在傳輸視頻上。
2.TDMA:時(shí)分多址,采用時(shí)分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在不同的時(shí)間分配給不同的用戶,即在同一頻帶內(nèi)不同用戶使用不同時(shí)隙。
優(yōu)點(diǎn):所有終端可以使用同一頻段進(jìn)行通信,在同一載波內(nèi)支持多址通信,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模可以很大且分布起來比較簡單,能接收大速率的數(shù)據(jù),下載速度通常大于上傳速度,下載速率通常大于FDMA,上傳速度通常小于FDMA。應(yīng)用時(shí)間較長,設(shè)備經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。
缺點(diǎn):主站設(shè)備比FDMA更加復(fù)雜,因帶寬不是獨(dú)享,通信延時(shí)長于FDMA。
該通信制式通常在需要較大下載數(shù)據(jù)的情況下使用,通常使用于綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng),上網(wǎng)、傳輸數(shù)據(jù)等。
3.CDMA:碼分多址,采用碼分的多址技術(shù)。業(yè)務(wù)信道在同時(shí)分配給不同的用戶,通過不同的碼制區(qū)別不同的用戶。
缺點(diǎn):在較少終端的情況下傳輸效率通常低于上述兩種制式,上傳帶寬較小遠(yuǎn)小于FDMA和TDMA,只能進(jìn)行低速率的通信。設(shè)備較少,沒有經(jīng)過實(shí)戰(zhàn)考驗(yàn)。
優(yōu)點(diǎn):設(shè)備架設(shè)的復(fù)雜度低于上述兩種體制。
載波頻譜密度低,降低對鄰星的干擾,特別適用于0.5m口徑以下的VSAT系統(tǒng);具有軟容量特性,即在少量降低在用信道載噪比的代價(jià)下,可以在額定系統(tǒng)容量基礎(chǔ)上臨時(shí)增加少許信道,以滿足系統(tǒng)突發(fā)負(fù)載增加。
抗干擾能力強(qiáng):因?qū)⒂杏玫男盘枖U(kuò)展到很寬的頻帶上,干擾信號進(jìn)入與有用信號同頻帶內(nèi)的干擾功率大大降低,從而增加了輸出信號/干擾比,因此具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
可進(jìn)行多址通信:采用正交性等方式區(qū)別不同終端,使各網(wǎng)在同一時(shí)刻共用同一頻段,因此在同一頻段內(nèi)可支持多個(gè)終端傳輸。
頻帶可復(fù)用:采用正交性等方式區(qū)別不同終端,因此兩個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)念l帶可重疊復(fù)用。
二、不同衛(wèi)星通信體制對應(yīng)的便攜系統(tǒng)解析
1.FDMA
設(shè)備特點(diǎn):
系統(tǒng)采用 Ku頻段,單跳直連,動(dòng)態(tài)組網(wǎng),滿足低速、中速、高速業(yè)務(wù)需求。
具有雙向通信能力,能實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、圖像的傳輸。
具備高速數(shù)據(jù)傳輸和視音頻傳輸,每路數(shù)據(jù)傳輸速率不小于64kbps,每路話音傳輸速率不小于8kbps,每路圖像傳輸速率為768kbps至2Mbps;每路綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)至少包含4路話音、1路圖像和2路數(shù)據(jù)。
采用基于IP協(xié)議的通信標(biāo)準(zhǔn)和FDMA/DAMA衛(wèi)星通信技術(shù)體制,并能通過衛(wèi)星鏈路全網(wǎng)互聯(lián)互通。
支持任何符合TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù),支持QOS協(xié)議及TCP協(xié)議加速。
系統(tǒng)支持BPSK、QPSK、8PSK等多種調(diào)制方式和TPC 1/2、3/4、7/8編碼方式。
衛(wèi)星通信設(shè)備通過IP接口與電視會(huì)議設(shè)備、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、通信設(shè)備、視音頻編解碼設(shè)備等連結(jié)。
中頻接口采用L波段。
系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)上行功率控制能力(AUPC)。
綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可通過IP加密方式傳輸并采用統(tǒng)一型號的加密設(shè)備。
設(shè)備性能:
自動(dòng)對星便攜站應(yīng)具備一鍵自動(dòng)對星功能,架設(shè)開通時(shí)間為3-5分鐘。
天線應(yīng)具有高增益、高效率、低旁瓣、小電壓駐波比等良好電氣特性,旁瓣特性和交叉極化隔離度指標(biāo)滿足衛(wèi)星公司入網(wǎng)要求。
具備重量輕,抗震能力強(qiáng),集成度高,工作適應(yīng)溫度范圍廣等特性。
能為BUC及LNB提供10MHz外參考,能通過饋線給BUC供電。
功耗小、工作溫度范圍廣、重量輕。
便攜式衛(wèi)星站配置1臺(tái)調(diào)制解調(diào)器和1臺(tái)DVB接收機(jī)。
2.TDMA
設(shè)備特點(diǎn):
兩個(gè)背包就是一個(gè)完整的基于衛(wèi)星通信的多業(yè)務(wù)終端,特別利于越野行動(dòng)??梢赃x擇人力發(fā)電機(jī),這樣三人小組可以完成惡劣條件下的應(yīng)急通信保障。在全國城鄉(xiāng)大多數(shù)地點(diǎn),與多個(gè)固定地點(diǎn)和機(jī)動(dòng)地點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)通信。在全國城鄉(xiāng)大多數(shù)地點(diǎn),與多個(gè)固定地點(diǎn)和機(jī)動(dòng)地點(diǎn)進(jìn)行視訊會(huì)議或視訊對話??梢匀糠胚M(jìn)普通小汽車的后備箱內(nèi)。可以通過民航普通行李安檢。
設(shè)備性能:
使用“靜中通”天線手動(dòng)尋星的衛(wèi)星交互式寬帶多媒體通信系統(tǒng)。主要用于衛(wèi)星應(yīng)急通信,在到達(dá)現(xiàn)場后按要求展開天線,手動(dòng)尋星,然后建立衛(wèi)星通信鏈路。衛(wèi)星通信鏈路支持基于IP的數(shù)據(jù)通信,支持VPN,支持VLAN。系統(tǒng)自身對外具備一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)絡(luò)接口,可以運(yùn)行地面計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的所有應(yīng)用。
可以完成網(wǎng)絡(luò)訪問、網(wǎng)絡(luò)電話、視訊會(huì)議等應(yīng)用的一個(gè)終端的全部基本功能。此時(shí),系統(tǒng)具備了網(wǎng)絡(luò)拓展的接口,以便接入更多的計(jì)算機(jī)或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,特別是可選IP保密機(jī)的接入;擁有基于PSTN傳真機(jī)的接入能力,以便收發(fā)傳真;配有無線圖像傳輸系統(tǒng),可解決最后一公里的圖像傳輸問題;具有音視頻的AV接入和輸出,以便接入外接的圖像和伴音,或者完成圖像和聲音的輸出。
3.CDMA
設(shè)備特點(diǎn):
主要用于撥打衛(wèi)星電話,進(jìn)行小速率的數(shù)據(jù)傳輸
可設(shè)置熱線電話按鍵,實(shí)現(xiàn)一鍵呼叫;
攜帶體積不超過50cm×40cm×30cm,總重不超過8kg,包括背包、整體外殼、天線、功放、LNB、調(diào)制解調(diào)器、內(nèi)置北斗模塊、一塊電池、電源適配器、無繩電話、支架;
選用0.3米*0.3米的平板天線,配備無繩電話,方便在單兵設(shè)備附近移動(dòng)使用;
具有無線AP接入點(diǎn)功能,可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)(包括圖片、文本、短信等)傳輸,支持802.11a/b無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,支持UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,可通過AP訪問該單兵通信系統(tǒng);
符合衛(wèi)星運(yùn)營商的入網(wǎng)要求;
手動(dòng)對星方式,需配備對星輔助工具,具有衛(wèi)星信號強(qiáng)度指示燈、指南針等,對星時(shí)間為5-10分鐘;
支持鋰電池供電和使用電源適配器采用交流電供電。電池采用外掛式,可選配不同容量,保證持續(xù)工作時(shí)間不低于2小時(shí),待機(jī)時(shí)間不低于8小時(shí);
具有直觀的電池電量指示燈、工作狀態(tài)指示燈;
外部接口應(yīng)選用航空插座,防水防塵,適應(yīng)野戰(zhàn)環(huán)境;
內(nèi)置北斗定位模塊,可在單兵設(shè)備數(shù)據(jù)模式下上傳地理位置信息;
設(shè)備性能:
提供衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)便攜站與主站、便攜站與便攜站以及便攜站與公用電話網(wǎng)間的話音通信;
提供衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)便攜站與主站、便攜站與便攜站以及便攜站與公用電話網(wǎng)間的數(shù)據(jù)通信;
提供衛(wèi)星網(wǎng)內(nèi)便攜站與主站、便攜站與便攜站間的短報(bào)文通信;
系統(tǒng)具有基本網(wǎng)管功能,提供系統(tǒng)的信道分配和基本配置管理。
擴(kuò)頻帶寬:2、4、8MHz可變。
信息速率:話音,2.4kbps聲碼話;
數(shù)據(jù),2.4kbps。
通信體制: CDMA/PSK/DAMA。
工作頻段:Ku頻段。
差錯(cuò)控制:LDPC碼。
話音接口:二線話音、wifi無線接口話音;
數(shù)據(jù)接口:網(wǎng)口、wifi。
三、不同衛(wèi)星便攜系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)和使用場景總結(jié)
現(xiàn)總結(jié)如下:
(一)頻分多址(FDMA)不擴(kuò)頻多址通信系統(tǒng)
1.特性
采用調(diào)頻的多址技術(shù)。不同用戶使用不同頻帶實(shí)現(xiàn)信號分割,即在同一時(shí)間內(nèi)不同用戶使用不同頻帶。
2.優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境
頻帶獨(dú)享,延時(shí)較短,傳輸?shù)臅r(shí)延抖動(dòng)較少,通常應(yīng)用與視音頻傳輸
3.缺點(diǎn)
ODU要求較高,用戶增加時(shí),擴(kuò)展系統(tǒng)能力比較麻煩
(二)時(shí)分多址(TDMA)不擴(kuò)頻多址通信系統(tǒng)
1.特性
采用時(shí)分的多址技術(shù)。一段頻帶在不同的時(shí)間分配給不同的用戶,即在同一頻帶內(nèi)不同用戶使用不同時(shí)隙。
2.優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境
ODU要求較低,擴(kuò)展系統(tǒng)能力較簡單,該通信制式通常在需要較大下載數(shù)據(jù)的情況下使用,通常應(yīng)用于綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng),上網(wǎng)、傳輸數(shù)據(jù)等
3.缺點(diǎn)
延時(shí)長,傳輸?shù)臅r(shí)延抖動(dòng)較多,不適合對于延時(shí)敏感的傳輸業(yè)務(wù)
(三)碼分多址(CDMA)擴(kuò)頻多址方式通信系統(tǒng)
1.特性
采用碼分的多址技術(shù)。在一段頻帶上,將信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去,接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼,與接收的帶寬信號作相關(guān)處理,把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò),以實(shí)現(xiàn)信息通信,不同的用戶使用不同的偽隨機(jī)碼進(jìn)行區(qū)分。
2.優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用環(huán)境
ODU要求最低,能夠降低載波頻譜密度,降低對鄰星的干擾,抗干擾能力和保密能力強(qiáng)于不擴(kuò)頻通信系統(tǒng),通常應(yīng)用于語音、小數(shù)據(jù)傳輸?shù)?/p>
3.缺點(diǎn)
傳輸效率通常低于不擴(kuò)頻通信系統(tǒng),占用頻帶資源多
無線局域網(wǎng)(WIFI)是目前應(yīng)用最為普及的一種短程無線傳輸技術(shù)。隨著地面移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,WIFI憑借自身的優(yōu)勢逐漸得到了廣泛的認(rèn)知與認(rèn)可,甚至演變成為一種熱潮,無論是企業(yè)商務(wù)還是家庭生活?yuàn)蕵范俭w現(xiàn)出了對WIFI與日俱增的需求。也正因?yàn)槿绱耍琖IFI技術(shù)顯示出了極大的應(yīng)用價(jià)值和良好的市場前景。當(dāng)前,全球支持WIFI的終端設(shè)備越來越多,但是能訪問互聯(lián)網(wǎng)的人口不足60%。盡管智能手機(jī)和平板電腦等終端設(shè)備的價(jià)格不斷下降,但是獲取互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)仍有許多限制,必須在地面不斷增加新的WIFI熱點(diǎn),以擴(kuò)大WIFI網(wǎng)絡(luò)的覆蓋區(qū)域和接入能力。考慮到地面WIFI無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域小、布局受限、安全性低以及成本高等問題,近年來有人提出將衛(wèi)星通信與WIFI技術(shù)結(jié)合應(yīng)用,充分發(fā)揮兩種技術(shù)的優(yōu)勢,利用通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)WIFI信號的廣域覆蓋,使WIFI更廣域、更靈活地服務(wù)于更多用戶。根據(jù)WIFI技術(shù)在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的使用位置,可以將衛(wèi)星WIFI系統(tǒng)分為兩大類:第一類是WIFI衛(wèi)星,即利用空間段衛(wèi)星直接播發(fā)WIFI信號,終端或用戶可以直接接入衛(wèi)星,享受WIFI服務(wù);第二類是衛(wèi)星WIFI,即以衛(wèi)星為遠(yuǎn)距離中繼傳輸?shù)氖侄位蛲ǖ溃ㄟ^在地面段衛(wèi)星終端接收數(shù)據(jù)、WIFI基站發(fā)射的方式,進(jìn)行熱點(diǎn)覆蓋提供WIFI服務(wù)。對于第一類技術(shù)體制,美國在2014年初提出的“外聯(lián)網(wǎng)”(Outernet)計(jì)劃是典型的代表,該計(jì)劃使用WIFI頻段,擬在2015年發(fā)射數(shù)百顆立方體衛(wèi)星,這些衛(wèi)星面向地球持續(xù)輻射WIFI信號覆蓋世界各地,從而免費(fèi)為全球所有支持WIFI的終端提供無線互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。2015年1月14日,一網(wǎng)公司(OneWeb)宣布計(jì)劃投資15億~20億美元,在距離地球約1200km高的軌道上建設(shè)一個(gè)由648顆小衛(wèi)星組成的星座,向地球發(fā)送互聯(lián)網(wǎng)信號,預(yù)計(jì)2018年投入運(yùn)行,該星座可提供更快速、范圍更廣的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。美國太空探索技術(shù)公司(SpaceX)也宣布,將耗時(shí)5年時(shí)間投資至少100億美元建設(shè)一個(gè)由4000顆衛(wèi)星組成的全球衛(wèi)星星座,提供互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。這種技術(shù)概念初看非常具有吸引力,但是仔細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)其存在諸多技術(shù)難點(diǎn)。首先,WIFI標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)初衷是適用短距離、相對靜止?fàn)顟B(tài)下的室內(nèi)高速無線通信。如果在低軌衛(wèi)星和普通手機(jī)終端之間直接進(jìn)行星地通信,受限于手機(jī)終端的接收靈敏度和立方體衛(wèi)星的體積功耗,遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足WIFI標(biāo)準(zhǔn)所支持的最低通信速率要求。另外,星地距離帶來的長時(shí)延,低軌衛(wèi)星高速運(yùn)動(dòng)帶來的多普勒頻偏和頻繁切換,都是現(xiàn)有WIFI技術(shù)所無法支持的。因此,在不改變現(xiàn)有WIFI協(xié)議的條件下,該類體制技術(shù)不具備可行性。衛(wèi)星與WIFI結(jié)合目前只能采用第二類技術(shù)體制,即衛(wèi)星WIFI寬帶通信系統(tǒng)。通過一套衛(wèi)星通信終端和WIFI基站,形成服務(wù)區(qū)內(nèi)的WIFI信號覆蓋,支持覆蓋區(qū)域內(nèi)所有的手機(jī)、筆記本、臺(tái)式機(jī)等具有標(biāo)準(zhǔn)WIFI接口終端的寬帶接入,可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)電話、寬帶上網(wǎng)、視頻、數(shù)據(jù)傳輸?shù)染C合業(yè)務(wù)服務(wù)。
2國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀
在國外,衛(wèi)星WIFI應(yīng)用主要體現(xiàn)在高鐵和民航飛機(jī)領(lǐng)域。歐洲于2007年率先在“歐洲之星”高速鐵路上采用了衛(wèi)星寬帶接入互聯(lián)網(wǎng);日本的新干線于2009年通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)無線接入;美國高速鐵路起步較晚,但從2008年起美國列車的互聯(lián)網(wǎng)接入均采用了衛(wèi)星技術(shù)。衛(wèi)星WIFI應(yīng)用于民用航空領(lǐng)域主要有Gogo公司和衛(wèi)訊公司(VIASAT)。Gogo公司是目前全球航空寬帶連接市場最大的服務(wù)提供商,目前,該公司已經(jīng)為全球超過2000架商用飛機(jī)和超過6000架公務(wù)飛機(jī)提供空中上網(wǎng)服務(wù)。Gogo公司合作伙伴包括12家大型航空公司,例如墨西哥航空、美國航空、加拿大航空、阿拉斯加航空、日本航空、聯(lián)合航空、越南航空、維珍銀河等航空公司。Gogo公司可提供2種服務(wù)模式:一站式解決方案和特定航線服務(wù)。其所采用的技術(shù)手段包括衛(wèi)星、地面基站以及混合式方案。衛(wèi)訊公司主要利用自己的Ka頻段大容量寬帶通信衛(wèi)星給航空、海事等用戶提供寬帶連接服務(wù),旗艦服務(wù)名為Yonder。衛(wèi)訊公司的產(chǎn)品與服務(wù)支持全球各類飛機(jī)。在商用飛機(jī)方面,包括加拿大飛機(jī)與列車制造商龐巴迪公司生產(chǎn)的Global5000/XRS/6000等、波音公司的商用噴氣式飛機(jī);在政府飛機(jī)方面,包括C-130、KingAir300以及部分軍用直升機(jī)。VMT-1500是其為商用噴氣式飛機(jī)提供的典型終端,整套終端質(zhì)量15.9kg,反射器天線口徑30cm,已安裝在500多架飛機(jī)上。對于國內(nèi)市場,衛(wèi)星WIFI應(yīng)用僅僅在民航客機(jī)上做過鏈路試驗(yàn)。2014年7月23日,東航通過通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)了32Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)接入速率試驗(yàn),能夠滿足機(jī)上200名乘客上網(wǎng)需求,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁瀏覽、話音聊天和空中購物,或滿足40~50名乘客實(shí)現(xiàn)視頻連線、在線視頻播放。中國首個(gè)空中互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在2014年第十屆珠海航展上成立,包括中國銀聯(lián)、新浪、京東、優(yōu)酷土豆等企業(yè),這意味著即使你在空中飛行,也可以隨時(shí)購物、下單和支付。船舶寬帶接入目前正在應(yīng)用推廣,而高鐵寬帶接入應(yīng)用市場為空白。隨著國家寬帶戰(zhàn)略的實(shí)施,我國衛(wèi)星WIFI應(yīng)用將迎來巨大的發(fā)展機(jī)遇。
3國內(nèi)市場需求分析
高鐵應(yīng)用領(lǐng)域2013年,全國鐵路累計(jì)發(fā)送旅客20.75億人次,其中動(dòng)車組運(yùn)送旅客8億人次,動(dòng)車組的年旅客輸送量以40%的速度增長,未來將超過鐵路旅客發(fā)送量的50%。據(jù)調(diào)查,高鐵人群以高話語權(quán)、高素質(zhì)、高收入的“三高”人群為主,在高鐵人群里,企事業(yè)單位和公司中高層管理人員所占比重高達(dá)33.5%,他們大都擁有良好的職業(yè),在企業(yè)中有較高的話語權(quán)。高鐵乘客出行目的調(diào)查結(jié)果顯示,60%以上的乘客以公務(wù)/商務(wù)出差為目的,再加上乘客大多數(shù)是政府及企事業(yè)單位的中高層管理者,導(dǎo)致乘客經(jīng)常需要在移動(dòng)中處理公務(wù),引發(fā)出上網(wǎng)等寬帶通信需求。到2017年,中國的智能手機(jī)保有量將增長到7.01億部,平板電腦的數(shù)量將突破4.2億臺(tái),將極大地促進(jìn)無線WIFI的應(yīng)用需求。以中青年社會(huì)精英階層為主體的高鐵乘客,也是引領(lǐng)時(shí)尚的消費(fèi)者,“處處尋WIFI”、“無處不WIFI”,對高鐵移動(dòng)WIFI有極強(qiáng)的需求。據(jù)調(diào)查,目前高鐵列車上有近50%的旅客在旅程中使用智能手機(jī)和平板電腦進(jìn)行各種活動(dòng)以消磨時(shí)間,近75%的旅客有WIFI上網(wǎng)的消費(fèi)需求。高鐵商旅人群平均每月手機(jī)話費(fèi)約300元,其中每月手機(jī)話費(fèi)400元以上者占25%,這部分人群是通信服務(wù)的VIP客戶,其通信消費(fèi)能力強(qiáng),消費(fèi)積極,因此在高鐵上提供高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)接入和多媒體娛樂服務(wù)將會(huì)有很好的市場效果。據(jù)2014年度“中國衛(wèi)星應(yīng)用大會(huì)”相關(guān)報(bào)告預(yù)測,2015年底,全國鐵路動(dòng)車組列車開行數(shù)量將達(dá)到1500對。到2017年,全國高速鐵路網(wǎng)列車數(shù)量將達(dá)到1940列,預(yù)計(jì)寬帶需求58Gbit/s。如果采用傳統(tǒng)地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)解決,則面臨列車高速移動(dòng)帶來的多普勒頻移等技術(shù)問題以及鐵路沿線高密度布基站等工程實(shí)施代價(jià)問題,衛(wèi)星WIFI寬帶通信系統(tǒng)將成為解決這些問題的有效途徑。根據(jù)國內(nèi)目前高速鐵路的消費(fèi)能力來看,以低收費(fèi)的方式導(dǎo)入市場,衛(wèi)星寬帶WIFI服務(wù)仍是極具客戶吸引力的。以我國高鐵的運(yùn)量來看,其流量收入及相關(guān)潛在的市場價(jià)值不可估量?!耙粠б宦贰焙Q髴?yīng)用2013年9月,提出“一帶一路”戰(zhàn)略構(gòu)想,旨在建立發(fā)源于我國,貫通中亞、東南亞、南亞、西亞乃至歐洲部分區(qū)域,東牽亞太經(jīng)濟(jì)圈,西系歐洲經(jīng)濟(jì)圈。為響應(yīng)該戰(zhàn)略,2014年我國投入運(yùn)營的中星-11衛(wèi)星的海洋波束正式為“海上絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”服務(wù),旨在為我國船舶及海上設(shè)施提供衛(wèi)星通信服務(wù),建立海上信息高速公路,為涉海行業(yè)提供信息化服務(wù),我國大部分遠(yuǎn)洋船舶均可享受到通信衛(wèi)星系統(tǒng)帶來的福利。另外,我國即將開始研制的新一代大容量通信衛(wèi)星—東方紅-5首發(fā)星的應(yīng)用也將在我國“一帶一路”戰(zhàn)略中有所作為,這些都為寬帶WIFI衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用并服務(wù)于“一帶一路”海上信息保障提供了條件。該領(lǐng)域市場主要是大中型漁政、海監(jiān)、漁船和遠(yuǎn)洋運(yùn)輸船舶。目前,這類船舶所使用的通信設(shè)備主要有短波、超短波、“北斗”、海事以及甚小口徑終端(VSAT)等,開展的業(yè)務(wù)主要包括話音通信、“北斗”定位和短信,以及窄帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)葌鹘y(tǒng)業(yè)務(wù)。隨著國家“海上絲綢之路”戰(zhàn)略逐步推進(jìn),互聯(lián)互通需求迫切,海上電子商務(wù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、船舶物聯(lián)網(wǎng)信息回傳等應(yīng)用將越來越普及,必將促使各類航運(yùn)船舶安裝衛(wèi)星WIFI系統(tǒng)。應(yīng)用海上衛(wèi)星寬帶WIFI系統(tǒng),可以方便在船上開展遠(yuǎn)程監(jiān)控、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程維修、遠(yuǎn)程醫(yī)療等工作,同時(shí)還可以使用IP電話、接入互聯(lián)網(wǎng),船員可免費(fèi)與家人、朋友通電話并在網(wǎng)上沖浪;安裝在船舶上的主機(jī)監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)時(shí)獲取船舶數(shù)據(jù),通過衛(wèi)星傳輸,坐在陸地辦公室的人員可直接獲取主機(jī)數(shù)據(jù)、油耗數(shù)據(jù)、設(shè)備健康信息等,經(jīng)數(shù)據(jù)分析得出可靠的船舶運(yùn)營決策,提高運(yùn)營效率和效益;海上隨時(shí)可能出現(xiàn)各類事故,系統(tǒng)可將船上的實(shí)時(shí)畫面?zhèn)鬏斨陵懙?,第一時(shí)間形成海路一體聯(lián)動(dòng)機(jī)制,妥善處理各類突發(fā)事件;長時(shí)間從事遠(yuǎn)??菰锓ξ兜墓ぷ?,使員工工作激情下降,通過衛(wèi)星WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)可使所有船員享受網(wǎng)上沖浪,提高工作效率。民航應(yīng)用領(lǐng)域我國幅員遼闊,不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展程度不同,使用民航需求的地區(qū)也存在明顯差異,航空運(yùn)輸是滿足人們快速旅行和高速物流的需求?,F(xiàn)有高頻和甚高頻通信系統(tǒng)在民用航空導(dǎo)航、交通空管、飛行運(yùn)控等航空飛行運(yùn)管信息傳輸方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。另外,隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和個(gè)人智能通信的廣泛普及使用,客艙寬帶通信也是潛在的應(yīng)用領(lǐng)域。而衛(wèi)星通信與WIFI等其他技術(shù)和系統(tǒng)結(jié)合,可以為航空公司提供非常豐富的航空信息服務(wù)。2015年,我國民航客運(yùn)量4.5億人次,預(yù)計(jì)2020年達(dá)到7億人次。據(jù)民航局統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明,民航客運(yùn)乘客包括商務(wù)、旅游和探親等類型,其中,中高端商務(wù)人士占到50%以上,這些乘客對于旅途中互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)具有強(qiáng)烈需求。衛(wèi)星WIFI寬帶通信的速率可達(dá)數(shù)十兆比特每秒,能為航空運(yùn)管提供話音和寬帶數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù),也可為客艙旅客提供互聯(lián)網(wǎng)和實(shí)時(shí)電視等服務(wù)。2012年7月,國務(wù)院了《國務(wù)院關(guān)于促進(jìn)民航業(yè)發(fā)展的若干意見》;2013年5月,工業(yè)和信息化部了《國家民用航空工業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃(2013-2020)》,民航局了《航空公司運(yùn)行控制衛(wèi)星通信實(shí)施方案》,這些政策規(guī)劃的實(shí)施都將加快推動(dòng)衛(wèi)星通信在航空領(lǐng)域的應(yīng)用。對于通用航空市場,據(jù)民航局預(yù)測,預(yù)計(jì)未來5~10年,我國需要各類通用航空飛機(jī)10000~12000架,通用航空飛機(jī)數(shù)量的年均增長率將達(dá)到30%,通用航空將帶動(dòng)萬億市場規(guī)模。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,公務(wù)飛行、商用飛行、空中游覽、私人飛機(jī)等正受到越來越多人的青睞。衛(wèi)星WIFI寬帶系統(tǒng)在通用航空領(lǐng)域也將迎來發(fā)展機(jī)遇。
4結(jié)論
關(guān)鍵詞:無線通信技術(shù) 廣播電視衛(wèi)星 影響
無線通信技術(shù)在很大程度上改變了人們的生活方式,方便了人們?nèi)粘I詈凸ぷ?。在如今,信息化發(fā)展成為時(shí)展的潮流,無線通信技術(shù)更是將信息的傳遞推向了新高度。在如今信息發(fā)展的現(xiàn)代,人們可以使用無線通信技術(shù)的產(chǎn)物,不管在何時(shí)何地都能夠方便了解到想要的資訊。無線通信技術(shù)使各地區(qū)之間的聯(lián)系與交流更加暢通,同時(shí)也給人們的工作帶來了很大的便利。
1無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
雖然無線通信技術(shù)是信息化的革命,并在社會(huì)范圍內(nèi)快速發(fā)展,但這并不意味著無線通信技術(shù)就沒有漏洞。目前我國無線通信技術(shù)在推廣應(yīng)用中還存在些許不足,無線通信技術(shù)只有通過不斷的優(yōu)化才能得到廣泛應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,我國的無線通信在技術(shù)上有了革新,但是問題是沒有很好的結(jié)合實(shí)際發(fā)展,造成發(fā)展道路受阻。無線通信技術(shù)主要就是讓人們應(yīng)用,方便人們生活與工作,所以無線通信技術(shù)不應(yīng)該只注重高新技術(shù)的發(fā)明,還要結(jié)合人們的生活實(shí)際,把高新技術(shù)真正運(yùn)用到人們的生活中,將無線通信技術(shù)中的資源進(jìn)行合理整合,運(yùn)用到實(shí)際中。比如廣播電視衛(wèi)星,作為無線通信技術(shù)的受益者,其應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況,充分了解人們的需求和現(xiàn)狀,廣播電視衛(wèi)星可以豐富用戶的接入端,最大程度上滿足人們不同的需求,做到資源共享,為更多的人們帶去福利,讓更多的人受益于無線通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)無線通信技術(shù)的價(jià)值。廣播電視的正常運(yùn)行需要信號來支持,并且電信也只提供語音。如今人們對生活都有了更高的要求,不會(huì)僅僅滿足于這一項(xiàng)服務(wù),這就需要信息服務(wù)行業(yè)進(jìn)行更全面的發(fā)展,將三網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合,發(fā)揮各自的優(yōu)勢,發(fā)揮自身潛能,為人們創(chuàng)造更大的利益。
2無線通信技術(shù)對廣播電視衛(wèi)星通信的影響
無線通信技術(shù)隨著科技的發(fā)展而發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)性能的不斷改善,促進(jìn)了信息行業(yè)的發(fā)展。但是影響最為深刻的還是廣播電視。廣播電視中應(yīng)用的是衛(wèi)星通信技術(shù)。無線通信技術(shù)從3G到4G的轉(zhuǎn)換使得衛(wèi)星通信技術(shù)增加了自身的傳播速度,減少了衛(wèi)星通信的傳輸延遲。其次,無線通信技術(shù)的發(fā)展為衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展提供了新的技術(shù)支持,衛(wèi)星通信技術(shù)的覆蓋區(qū)域增大,讓受益的范圍更廣。其傳播距離也有所增長,而且更加穩(wěn)定,提高信息的傳播質(zhì)量。衛(wèi)星通信技術(shù)利用無線通信技術(shù)與實(shí)際相結(jié)合,促進(jìn)了廣播電視的高質(zhì)量發(fā)展。而目前的4G通信技術(shù)已經(jīng)受到人們的廣泛應(yīng)用,不僅方便了我國各地區(qū)之間的交流,更深遠(yuǎn)的意義是密切了我國與外國之間的聯(lián)系。
2.1促進(jìn)了無線通信技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展
衛(wèi)星通信技術(shù)除了支持廣播電視的發(fā)展外,還在應(yīng)對突發(fā)事件方面有所應(yīng)用。這里的突發(fā)事件主要指的是自然災(zāi)害。當(dāng)遇到自然災(zāi)害時(shí),衛(wèi)星通信利用地面服務(wù)器可以接收來自地面的實(shí)時(shí)受災(zāi)情況并進(jìn)行信息傳播。衛(wèi)星通信技術(shù)具有穩(wěn)定性,且傳播距離較遠(yuǎn),信息的傳輸量也很大,得到了廣泛的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上,衛(wèi)星通信技術(shù)在發(fā)展中也可參考地面服務(wù)器的優(yōu)勢,將二者結(jié)合,取長補(bǔ)短,實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用,同理可見,我們在發(fā)展無線通信技術(shù)時(shí),也要與衛(wèi)星通信技術(shù)、地面服務(wù)、信息網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)相結(jié)合,在推廣4G的同時(shí)也對其進(jìn)行升華,爭取創(chuàng)造出新一代高新技術(shù)。我們應(yīng)該轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的發(fā)展思維模式,要從多個(gè)角度考慮無線通信技術(shù)的發(fā)展,不僅包括從其他產(chǎn)業(yè)獲取優(yōu)勢經(jīng)驗(yàn),還包括從社會(huì)獲得有保證的資金支持。
2.2有利于發(fā)揮衛(wèi)星通信系統(tǒng)的綜合效用
衛(wèi)星通信雖然方便了國際之間的交流,但它也并不是十全十美的,衛(wèi)星通信也存在弊端,例如:傳輸延遲性較強(qiáng)、易受風(fēng)雨天氣的影響。但在無線通信技術(shù)不斷更新與發(fā)展下,衛(wèi)星通信技術(shù)能夠認(rèn)識(shí)到自身的不足,在高技術(shù)的支持下,定好自己的目標(biāo),與現(xiàn)實(shí)相結(jié)合,與各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向相適應(yīng),吸取其他產(chǎn)業(yè)的優(yōu)點(diǎn)。并全面利用高新技術(shù)的支持,完善自身的不足,提高自身的專業(yè)技術(shù)能力,優(yōu)化通信服務(wù),積極開發(fā)自身的內(nèi)在潛能,爭取創(chuàng)造出全方位的衛(wèi)星通信,密切人們之間的交流促進(jìn)廣播電視的發(fā)展,在激烈的市場競爭中站穩(wěn)腳跟。
2.3穩(wěn)定衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展方向并提供技術(shù)支持
針對目前我國衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,在無線通信技術(shù)的支持下,衛(wèi)星通信需要制定穩(wěn)定的目標(biāo)來明確自身的發(fā)展,以下將具體介紹衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)。(1)衛(wèi)星通信技術(shù)的測試站遍布各地,我們應(yīng)該對所有的測試站進(jìn)行整合,確保資源的有效利用,并保證不同地區(qū)之間能夠正常使用衛(wèi)星通信技術(shù),且網(wǎng)絡(luò)通暢,這樣一來不僅能夠保證不同地區(qū)之間的正常交流,還能夠?qū)崿F(xiàn)不同地區(qū)之間的資源共享,實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。(2)保證大容量寬帶的使用質(zhì)量,衛(wèi)星通信技術(shù)不僅要擴(kuò)大大容量寬帶的使用范圍,還要豐富人們的使用狀態(tài)。完善自身不足,讓人們無論是在移動(dòng)還是靜止的過程中,都能夠使用衛(wèi)星通信。(3)與時(shí)代相結(jié)合,發(fā)展更全面的衛(wèi)星通信技術(shù),實(shí)現(xiàn)服務(wù)種類的多元化,滿足人們的不同需求。(4)優(yōu)化衛(wèi)星通信端口處的連接,使衛(wèi)星服務(wù)的質(zhì)量更加穩(wěn)定,并在發(fā)揮自身優(yōu)勢服務(wù)的基礎(chǔ)上利用技術(shù)的支持改善自己的缺點(diǎn)。
3衛(wèi)星通信技術(shù)未來的發(fā)展
前面已經(jīng)介紹了衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展方向,下面我們來具體介紹一下發(fā)展衛(wèi)星通信技術(shù)所要采取的措施。歸根結(jié)底,衛(wèi)星通信技術(shù)在其發(fā)展道路上肯定是要提高自身的質(zhì)量和增加自身的服務(wù)方式。人們使用衛(wèi)星通信技術(shù)依靠的是用戶端的連接,也是衛(wèi)星通信能夠?yàn)槿祟惙?wù)最為重要的一部分。由此可見,連接端口傳輸性能的好壞直接影響著衛(wèi)星通信服務(wù)的質(zhì)量。否則,就算衛(wèi)星通信技術(shù)應(yīng)用了再好的高新技術(shù),不能供人類使用,也就談不上有價(jià)值。對連接端口的優(yōu)化主要體現(xiàn)在減小傳輸端口的體積、優(yōu)化端口的傳輸性能。根據(jù)衛(wèi)星在同一軌道運(yùn)行的時(shí)間差采取措施,提高衛(wèi)星傳遞信息的數(shù)量和質(zhì)量。與此同時(shí),還要改進(jìn)衛(wèi)星通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)功能。將地面服務(wù)器與空間衛(wèi)星相結(jié)合,優(yōu)化各網(wǎng)的通信波段,提高地面技術(shù)。適應(yīng)通信技術(shù)的發(fā)展環(huán)境,提高自己的競爭力。
4結(jié)語
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國的科學(xué)技術(shù)有了經(jīng)濟(jì)的支持后也有了快速的發(fā)展,無線通信技術(shù)受此影響,其發(fā)展質(zhì)量得到了顯著提升,為衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展提供了技術(shù)支持,也促進(jìn)了廣播電視的發(fā)展,在今后的發(fā)展過程中,要提高無線通信技術(shù)的傳輸性能,保證其競爭力。
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遠(yuǎn)程教育是指通過不同途徑和手段將一方的優(yōu)質(zhì)教育資源傳送給另一方或另外多方的教育方式。遠(yuǎn)程教育在中國的發(fā)展大概可以分為以下三個(gè)過程:1)函授教育,使用郵寄書本材料的方式進(jìn)行,這有著較大的局限性;2)廣播電視教育,采用電臺(tái)、錄像等方式傳播信息;3)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育,它擁有面對面、函授、廣電教育的優(yōu)勢,同時(shí)依靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù),把文字、聲音、圖像等融合在一起形成了第三代遠(yuǎn)程教育。但是,第三代遠(yuǎn)程教育實(shí)際應(yīng)用效果卻不好,因?yàn)楹芏嘁蛩赜绊懫湫Ч绲孛婢W(wǎng)帶寬、路由的增加、交換的限制。為了解決以上出現(xiàn)的問題,人們在遠(yuǎn)程教育中引入了衛(wèi)星通信技術(shù)。
2目前遠(yuǎn)程教育中采取的衛(wèi)星通信技術(shù)以及存在的問題
20世紀(jì)90年代以來,衛(wèi)星通信的迅猛發(fā)展推動(dòng)了遠(yuǎn)程教育的長足發(fā)展。
2.1目前遠(yuǎn)程教育中采取VSAT衛(wèi)星通信技術(shù)
VSAT含義是甚小口徑衛(wèi)星通信站,VSAT除了具有一般衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)外,還有以下兩個(gè)主要特點(diǎn):一是地球站通信設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊牢固,全固態(tài)化,尺寸小、功耗低,安裝方便。二是組網(wǎng)方式靈活、多樣。因此VSAT廣泛應(yīng)用于新聞、氣象、民航、人防、銀行、石油、地震和軍事等部門以及邊遠(yuǎn)地區(qū)通信,所以VSAT適用于遠(yuǎn)程教育。
2.2傳統(tǒng)的衛(wèi)星通信遠(yuǎn)程教育實(shí)際應(yīng)用中暴露的問題
(1)衛(wèi)星使用代價(jià)昂貴,多點(diǎn)教學(xué),成本才能和地面網(wǎng)費(fèi)用接近,如果教學(xué)點(diǎn)達(dá)不到收益平衡點(diǎn),衛(wèi)星通信就得不償失了。(2)單向向?qū)W生傳輸教學(xué)內(nèi)容,教師和學(xué)生無法溝通,有了疑問無法得到解答,教學(xué)接收程度也得不到衡量,無法保證教學(xué)質(zhì)量?;谶@種情況,采取衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)相融合的技術(shù),既可以保留傳統(tǒng)衛(wèi)星通信的優(yōu)勢,又可以解決其不足之處。
3基于衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)的遠(yuǎn)程教育研究
3.1衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)
衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)屬于衛(wèi)星回傳通信技術(shù),衛(wèi)星回傳通信技術(shù)是一項(xiàng)比較新的技術(shù),目前還沒有全面普及,其主要特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)教師端和學(xué)生端的互動(dòng),將基于DVB-S標(biāo)準(zhǔn)的VSAT衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,形成閉環(huán)通信模式。
3.2基于衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)的遠(yuǎn)程教育
在衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)的遠(yuǎn)程教育應(yīng)用模式中,將課件和教室視音頻直播的內(nèi)容通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到衛(wèi)星主站,再通過衛(wèi)星主站上行至衛(wèi)星,由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至各個(gè)教學(xué)點(diǎn),然后把收到的課件或者視頻音頻等通過教學(xué)系統(tǒng)展現(xiàn)在學(xué)生面前?;谛l(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)的遠(yuǎn)程教育彌補(bǔ)了視音頻傳輸受限和衛(wèi)星使用資費(fèi)較高的缺點(diǎn),符合實(shí)際應(yīng)用中上行數(shù)據(jù)量少、下行數(shù)據(jù)量多的需求,這種方式既避免了傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育中傳輸載體———地面網(wǎng)的劣勢,也減少了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信遠(yuǎn)程教育中衛(wèi)星帶寬的占用,具有較高的實(shí)用性和先進(jìn)性。
4基于衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)的遠(yuǎn)程教育的相關(guān)理論計(jì)算
基于衛(wèi)星通信與地面網(wǎng)融合技術(shù)的遠(yuǎn)程教育的實(shí)現(xiàn)需要依據(jù)所在地區(qū)的地理、氣候以及衛(wèi)星通信的能力,因此我們需要對通信鏈路的能力進(jìn)行設(shè)計(jì),通過相關(guān)計(jì)算,驗(yàn)證選用的衛(wèi)星、設(shè)備、帶寬的可行性與合理性。整體設(shè)計(jì)應(yīng)保證系統(tǒng)余量多出1—2dB,并且系統(tǒng)功帶平衡,即盡量做到系統(tǒng)占用的轉(zhuǎn)發(fā)器功率/轉(zhuǎn)發(fā)器整體功率=系統(tǒng)占用轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬/轉(zhuǎn)發(fā)器整體帶寬。如果在功帶平衡時(shí)系統(tǒng)余量過大或?yàn)樨?fù)數(shù),可以改變上述的相關(guān)條件,進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。具體設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn):
4.1確定載波帶寬
載波帶寬是由以下幾點(diǎn)決定的:信息速率、FEC糾錯(cuò)率、編碼率以及調(diào)制方式。根據(jù)下列公式可求出符號速率。符號速率=(信息速率/FEC糾錯(cuò)率/編碼率)*調(diào)制因子其中報(bào)頭需要計(jì)入信息速率。前向糾錯(cuò)(FEC)編碼率通常為1/2、2/3、3/4、5/6和7/8,編碼率常用188/204。BPSK、QPSK、8PSK和16QAM的調(diào)制因子分別為1、1/2、1/3和1/4。在鏈路計(jì)算中,計(jì)算C/T、C/N和Eb/N0之間的關(guān)系將使用到載波噪聲帶寬,占星帶寬能夠決定工作頻率,并用來計(jì)算輸出、輸入回退。
4.2計(jì)算輸出和輸入回退
衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的功放級一般使用行波管方式(TWTA)或固態(tài)方式(SSPA)。這兩種放大器的功率輸出在最大功率輸出點(diǎn)附近不是線性的。一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器通常有多個(gè)用戶的多個(gè)載波在使用,避免交調(diào)干擾是個(gè)比較大的問題,而交調(diào)干擾是由非線性功率輸出造成的,這就要求衛(wèi)星的放大器運(yùn)行在線性區(qū)域。此時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)器的實(shí)際輸出功率遠(yuǎn)低于其能夠輸出的最大功率,采用TWTA的轉(zhuǎn)發(fā)器運(yùn)行在線性區(qū)域時(shí),輸出功率通常比最大功率低4.5dB,同時(shí)TWTA轉(zhuǎn)發(fā)器,輸入回退通常比輸出回退高6dB,對應(yīng)4.5dB的輸出線性回退,輸入線回退約為10.5dB。鏈路計(jì)算中,輸出回退對應(yīng)衛(wèi)星的下行載波,輸入回退對應(yīng)衛(wèi)星的上行載波。
4.3決定用戶使用載波的功率分配
衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器有功率和帶寬兩項(xiàng)資源,最好的應(yīng)用方式就是做到用戶載波占用的轉(zhuǎn)發(fā)器功率/轉(zhuǎn)發(fā)器整體功率=載波占用轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬/轉(zhuǎn)發(fā)器整體帶寬。載波占用轉(zhuǎn)發(fā)器功率的比例為載波輸出回退-轉(zhuǎn)發(fā)器線性回退。當(dāng)功帶平衡時(shí),見公式。OBOC=OBOXpd+10lg(BWXpd/BWC)OBOC為轉(zhuǎn)發(fā)器輸出回退,OBOXpd為轉(zhuǎn)發(fā)器線性輸出回退,BWXpd和BWC分別為轉(zhuǎn)發(fā)器的總帶寬和用戶租用轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬。
4.4確定SFD與上行EIRP
轉(zhuǎn)發(fā)器的飽和通量密度SFD反映了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的接收靈敏度。靈敏度越高,要求的用戶上行功率就越低。但是一般情況下衛(wèi)星公司會(huì)根據(jù)相應(yīng)地球站所處的區(qū)域確定該地區(qū)的SFD,一味地降低上行功率,也會(huì)相應(yīng)降低上行載噪比和上行抗干擾能力。上行載波的EIRP的計(jì)算公式如下。EIRPE=SFD-載波輸入回退-G0+上行傳輸損耗G0為單位面積的天線增益,此數(shù)值有標(biāo)準(zhǔn)值。上行G/T、上行天線發(fā)射增益和功放輸出功率可由上行載波的EIRP計(jì)算得出。
4.5計(jì)算上下行C/T
上行和下行C/T的計(jì)算公式分別為C/TU=EIRPE-LossU+G/TSatC/TD=EIRPS-LossD+G/TE/S公式中的EIRPE和EIRPS分別為載波上行和下行EIRP,LossU和LossD分別為總的上行和下行傳輸衰耗,G/TSat和G/TE/S分別為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器和地球站的接收系統(tǒng)品質(zhì)因數(shù)。上式中的數(shù)據(jù)均為對數(shù)形式。鏈路預(yù)算的對象也可以是C/N,C/N=C/T-k-BWN公式中的k是波茲曼常數(shù),BWN是載波對應(yīng)的噪聲帶寬。衛(wèi)星通信主要有如下的干擾:上行反極化干擾、下行反極化干擾、上行鄰星干擾、下行鄰星干擾。當(dāng)有多個(gè)載波同時(shí)工作時(shí)下的交調(diào)干擾。綜合考慮上行C/N與下行C/N以及各種干擾所產(chǎn)生的C/I,最后求得相關(guān)載波鏈路的系統(tǒng)C/N。相關(guān)算式為(C/N)Total-1=(C/(N+I))Up-1+(C/(N+I))Dn-1=((C/N)Up-1+(C/I)XpdUp-1+(C/I)AdjUp-1)+((C/N)Dn-1+(C/I)XpdDn-1+(C/I)AdjDn-1+(C/I)IM-1)上式中,(C/(N+I))Up和(C/(N+I))Dn分別為上行載波與噪聲干擾比和下行載波與噪聲干擾比(C/I)XpdUp和(C/I)XpdDn分別為上行載波與反極化干擾比和下行載波與反極化干擾比,(C/I)AdjUp和(C/I)AdjDn分別為上行載波與鄰星干擾比和下行載波與鄰星干擾比,(C/I)IM為下行載波與交調(diào)干擾比。載波噪聲比和載波干擾比都為對數(shù)形式,在換算為真數(shù)后,進(jìn)行先倒數(shù)后相加計(jì)算。可以得到系統(tǒng)C/N,如果需要得到dB值,就需要求對數(shù),得到相應(yīng)的值。每一個(gè)衛(wèi)星通信系統(tǒng),都對應(yīng)著一個(gè)最低Eb/N0值,即門限值,該門限值由很多條件共同確定,如不同的調(diào)制方式、不同的編碼方式、不同的硬件設(shè)備。通過Eb/N0值可以換算得到載波最低C/N值。通過計(jì)算得到的系統(tǒng)C/N值減去載波最低C/N值,就是該衛(wèi)星系統(tǒng)的系統(tǒng)余量。如果不考慮雨衰(下雨對有的衛(wèi)星信號有較大影響),系統(tǒng)余量通常取1—2dB。余量太低,系統(tǒng)誤碼率將提高,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)信息丟失現(xiàn)象;余量太高,說明建設(shè)的設(shè)備性能過剩,浪費(fèi)了一部分投資。
5結(jié)語
[關(guān)鍵詞]衛(wèi)星通信設(shè)備;可靠性分析
中圖分類號:TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:1009-914X(2015)17-0321-01
隨著通信設(shè)備越來越先進(jìn),集成度越來越高,其對溫度、濕度等方面的要求也越來越嚴(yán)格,所以為確保通信設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行,便需要了解影響衛(wèi)星通信設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行的環(huán)境因素,并采取有效措施減少環(huán)境的影響,提高衛(wèi)星通信設(shè)備的可靠性。
1 衛(wèi)星通信設(shè)備的可靠性
衛(wèi)星通信作為現(xiàn)在應(yīng)用相對廣泛的信號傳輸方式,它具有覆蓋廣、通信容量大、通信距離遠(yuǎn)、質(zhì)量優(yōu)、不受地理環(huán)境限制等優(yōu)點(diǎn)。由于衛(wèi)星通信突出的通信特性,其近些年在中國的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛使用,成為我國現(xiàn)代遠(yuǎn)距離通信不可替代的一種通信方式。不少企事業(yè)單位和公共場所安裝了衛(wèi)星通信設(shè)備,一些個(gè)人用戶也越來越多,這使得衛(wèi)星通信設(shè)備越來越普遍。不同的環(huán)境對衛(wèi)星通信設(shè)備的使用性能和壽命影響巨大。對衛(wèi)星通信設(shè)備的主要維護(hù)在于系統(tǒng)中的地球站。地球站也叫上行站,是衛(wèi)星通信的重要環(huán)節(jié),其主要任務(wù)向衛(wèi)星發(fā)送信號和接收衛(wèi)星發(fā)回的信號。地球站的核心設(shè)備是大功率發(fā)射機(jī),是衛(wèi)星信號傳輸和發(fā)射設(shè)備,保障其運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠,是整個(gè)工作的中心。高功放就是一種高頻、高壓、高能量設(shè)備,自身散熱大,需要對其進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)控,并使其處于良好的運(yùn)行環(huán)境,才能確保其運(yùn)行穩(wěn)定可靠,并延長設(shè)備的使用壽命。另外一些衛(wèi)星通信設(shè)備,如電力互投柜、服務(wù)器、交換機(jī)和其它輔助設(shè)備,種類多,性能差異大,因而對機(jī)房環(huán)境要求格外嚴(yán)格,不僅要嚴(yán)格遵守衛(wèi)星通信機(jī)房選址要求,還要對機(jī)房內(nèi)部運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格控制,以便保障設(shè)備運(yùn)行可靠穩(wěn)定。
2 衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行的影響因素
2.1 溫度對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響
所有通信設(shè)備根據(jù)自身特性都有其適合的運(yùn)行溫度,溫度也是我們最常用的一種衡量環(huán)境的參數(shù)。由于衛(wèi)星通信設(shè)備的多樣性,各個(gè)設(shè)備最佳運(yùn)行溫度不一樣,取其都適合的溫度,所以對機(jī)房溫度要求比較高。設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度較高時(shí)容易造成設(shè)備散熱緩慢,部件老化加快,從而造成設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷變大,性能降低,影響電路的運(yùn)行,造成元器件的不穩(wěn)定或者損壞。
2.2 濕度對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響
濕度是設(shè)備運(yùn)行的又一個(gè)基本指標(biāo),也是衡量衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的重要參數(shù)。設(shè)備運(yùn)行于高濕度環(huán)境,空氣中水汽大,容易造成設(shè)備金屬部件銹蝕,降低電路板和線纜的絕緣性,出現(xiàn)結(jié)露等現(xiàn)象時(shí)還會(huì)造成設(shè)備打火或電路短路等。設(shè)備運(yùn)行于低濕度環(huán)境,空氣中水汽小,容易產(chǎn)生塵土,從而形成靜電浮塵,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電路短路。
2.3 氣壓對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響
氣壓同樣對衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行有很大影響。例如機(jī)房中的主要設(shè)備為高功率發(fā)射機(jī)(高功放),其設(shè)計(jì)本身自帶風(fēng)機(jī)冷卻。但機(jī)房由于潔凈度以及其他的要求,機(jī)房設(shè)計(jì)通常處于密封的狀態(tài)下,同時(shí)自帶新風(fēng)系統(tǒng)為室內(nèi)更換空氣,保障室內(nèi)有新鮮空氣進(jìn)入。經(jīng)濟(jì)成本設(shè)計(jì),采用小功率空調(diào)又不能完全實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度改善,所以高功放出口熱風(fēng)通過排風(fēng)管道直接排到室外,這就形成了室內(nèi)外的空氣流動(dòng)。新風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)風(fēng)和高功放的出風(fēng)要處于一個(gè)相對平衡狀態(tài),才能維持通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定,保障高功放的可靠運(yùn)行,這時(shí)氣壓的數(shù)據(jù)值便十分重要了。
3 維持衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行可靠性
3.1 對衛(wèi)星通信設(shè)備的溫度控制
衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境溫度的高低與恒定,會(huì)影響衛(wèi)星設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和設(shè)備的使用壽命。就目前來說,安裝空調(diào)是一種效果好且普遍的環(huán)境調(diào)節(jié)方法。而具體的溫度值控制,是隨著季節(jié)變更、晝夜交替而改變的。通常在監(jiān)控衛(wèi)星通信設(shè)備的溫度時(shí),使用溫度傳感器測量敏感元件表面的溫度。影響溫度變化最重要的因素是空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng),外部環(huán)境對室內(nèi)溫度影響不明顯。衛(wèi)星通信機(jī)房的應(yīng)該加強(qiáng)空調(diào)和新風(fēng)系統(tǒng)的監(jiān)控和調(diào)節(jié),保障室內(nèi)溫度正常穩(wěn)定。另外,室內(nèi)空調(diào)的溫度設(shè)置很重要,一般設(shè)定一個(gè)適當(dāng)值,并使處于自動(dòng)模式,便于自動(dòng)調(diào)節(jié)冷熱, 保持良好環(huán)境,利于室內(nèi)設(shè)備運(yùn)行。
3.2 對衛(wèi)星通信設(shè)備的濕度控制
保持機(jī)房適當(dāng)?shù)臐穸确浅V匾?,通常采用在機(jī)房內(nèi)部增加加濕器或抽濕機(jī)的方法來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信機(jī)房的相對濕度保持標(biāo)準(zhǔn)恒定。在保持衛(wèi)星通信設(shè)備的濕度控制的同時(shí),也要重視機(jī)房潔凈度的維持,否則保持機(jī)房適當(dāng)濕度的功效便會(huì)大打折扣。這是由于機(jī)房中的灰塵太多,容易在通信設(shè)備內(nèi)部電路板上積蓄,電路板上積蓄灰塵容易降低電子元器件的絕緣性,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)形成靜電浮塵,造成器件擊穿或電路短路。保持機(jī)房潔凈度的常見做法便是密封機(jī)房,并安排工作人員定期維護(hù)。濕度受室外氣候影響巨大,這是由于小室為半內(nèi)循環(huán)模式,既有一部分空氣通過外部新風(fēng)系統(tǒng)提供,另一部分自我循環(huán)。機(jī)房內(nèi)部需設(shè)置濕度調(diào)節(jié)裝置,保持室內(nèi)濕度恒定,減小室外影響,保障設(shè)備正常運(yùn)行。另外,濕度作為衛(wèi)星機(jī)房環(huán)境監(jiān)測的重要參數(shù),需要設(shè)置告警門限。這個(gè)需要根據(jù)機(jī)房地理位置調(diào)節(jié),最好經(jīng)過長時(shí)間觀察記錄和總結(jié)分析,得到本地機(jī)房運(yùn)行環(huán)境的平均值,根據(jù)這個(gè)平均值和設(shè)備環(huán)境來設(shè)置告警門限,并且在惡劣天氣時(shí)要加強(qiáng)溫濕度監(jiān)控,適當(dāng)手動(dòng)調(diào)節(jié)門限,協(xié)調(diào)告警。
3.3 對衛(wèi)星通信設(shè)備的氣壓控制
氣壓在衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境中也有一定要求。氣壓的高低直接反應(yīng)衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的正負(fù)壓狀態(tài)。氣壓作用于設(shè)備風(fēng)冷效率的高低,散熱能力的大小,間接影響著設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和使用壽命。在控制衛(wèi)星通信設(shè)備的氣壓時(shí),通常使用氣壓傳感器測量氣體的絕對壓強(qiáng)。氣壓無時(shí)無刻不在變化,對于衛(wèi)星通信設(shè)備來說,掌握每天的氣壓變化和全年的氣壓變化有利于調(diào)節(jié)室內(nèi)遜風(fēng)量和改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。不然,室內(nèi)空氣流量少、氣壓低或環(huán)境溫度過高都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障報(bào)警。這就要求保障環(huán)境溫濕度的同時(shí),空氣的流通量也就是室內(nèi)氣壓也要有一定要求。
4. 結(jié)語
衛(wèi)星通信設(shè)備的可靠性分析主要是針對環(huán)境因素。本文主要分析溫度、濕度和氣壓因素對衛(wèi)星通信設(shè)備可靠性的影響以及增強(qiáng)設(shè)備可靠性的措施。但除了溫度、濕度和氣壓的監(jiān)測外,還可以擴(kuò)展到對所有輔助設(shè)備的監(jiān)測,這需要建立衛(wèi)星通信設(shè)備運(yùn)行環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控管理系統(tǒng),來維持衛(wèi)星通信設(shè)備的正常運(yùn)行,提高可靠性。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳淑娟.基于D-S證據(jù)理論的多傳感器數(shù)據(jù)融合危險(xiǎn)預(yù)警系統(tǒng).北京化工大學(xué).2010.11-12
【關(guān)鍵詞】衛(wèi)星通信地球站;操作維護(hù);頻譜;穩(wěn)定性
1.引言
衛(wèi)星通信作為一體化聯(lián)合作戰(zhàn)的主要通信手段,可確保在任何情況下,甚至在地面網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋或遭到破壞的情況下,及時(shí)、快速、可靠、穩(wěn)定地提供寬帶多媒體通信服務(wù),真正做到廣域無縫隙覆蓋。在汶川地震、日本海嘯等重大災(zāi)害中,衛(wèi)星通信以其獨(dú)特的優(yōu)勢發(fā)揮了無可替代的作用。而衛(wèi)星通信地球站設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定與否,直接關(guān)系到衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的可靠性,所以我們應(yīng)重視對衛(wèi)星通信地球站的操作維護(hù)工作,更好地保障衛(wèi)星通信地球站各設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。
2.地球站系統(tǒng)組成
衛(wèi)星地球站是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分,隨著通信技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星通信設(shè)備種類越來越多、復(fù)雜程度越來越高、地球站系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、業(yè)務(wù)任務(wù)多樣化趨勢明顯。在這種條件下,大型衛(wèi)星地球站面臨的主要問題是:天線、射頻、變頻設(shè)備、解調(diào)設(shè)備、終端設(shè)備等公共資源以及多樣化的終端設(shè)備等資源復(fù)雜程度高,數(shù)量大,難以有效調(diào)度;支持的眾多的任務(wù)如臨時(shí)視頻傳輸、應(yīng)急通信保障、業(yè)務(wù)變更調(diào)整等,人工協(xié)調(diào)困難;系統(tǒng)配置變化應(yīng)對不及時(shí);多種應(yīng)急任務(wù)對人員技術(shù)水平要求高;資源缺乏統(tǒng)一的調(diào)度管理,人工協(xié)調(diào)調(diào)度效率低下,無法充分發(fā)揮設(shè)備、資源的效益。
衛(wèi)星地球站的組成:天線及伺服子系統(tǒng),射頻收發(fā)子系統(tǒng),調(diào)制解調(diào)子系統(tǒng),基帶子系統(tǒng),監(jiān)控子系統(tǒng),(接口子系統(tǒng)),電源子系統(tǒng)等。
天線及跟蹤伺服子系統(tǒng):衛(wèi)星信號的收發(fā),及天線驅(qū)動(dòng)(自動(dòng)、電動(dòng)、手動(dòng)/跟蹤)。
上行:將HPA輸出的射頻信號通過天線放大并向衛(wèi)星發(fā)射。
下行:接收來自衛(wèi)星的射頻信號。
跟蹤伺服:控制天線對準(zhǔn)衛(wèi)星。
射頻收發(fā)子系統(tǒng):完成信號的變頻、放大。
上行:將調(diào)制信號上變頻至通信頻率(C@4/6G, Ku@12/14G, Ka@30/40GHz),并經(jīng)HPA放大后通過天線發(fā)射給衛(wèi)星。
下行:將從天線接收下來的信號,先通過LNA低噪聲放大器放大后,在下變頻到解調(diào)頻率(一般為L頻段或70/140Mhz),送給解調(diào)器解調(diào)。
調(diào)制解調(diào)子系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)基帶數(shù)字信號的調(diào)制和解調(diào)。
上行:將基帶來的數(shù)字信號調(diào)制到中頻(70/140MHz或L頻段),送給上變頻器。
下行:將下變頻器輸出的中頻信號解調(diào)成數(shù)字基帶信號,送往基帶子系統(tǒng)。
基帶子系統(tǒng):基帶數(shù)字信號處理。
監(jiān)控子系統(tǒng):實(shí)現(xiàn)對地球站的監(jiān)控管理。
接口子系統(tǒng):完成用戶數(shù)據(jù)于衛(wèi)星通信之間的接口轉(zhuǎn)換。
電源子系統(tǒng):保障地球站的安全有效供電。
3.地球站各設(shè)備在使用維護(hù)中應(yīng)注意的事項(xiàng)
3.1 衛(wèi)星通信地球站天線的操作維護(hù)注意事項(xiàng)
天線維護(hù)比較簡單,只要定期檢查螺絲是否松動(dòng),外露線纜是否老化,就可以保證天線正常工作。
3.2 波導(dǎo)操作維護(hù)注意事項(xiàng)
由于不同頻率的波長是不同的,因此任何一個(gè)尺寸的波導(dǎo),只能在相應(yīng)的一個(gè)較窄的頻段內(nèi)工作,如果頻率低于相應(yīng)的頻段,傳輸損耗就會(huì)增加,頻率偏移越遠(yuǎn),損耗就越大,直至根本無法傳輸。當(dāng)頻率高于其相應(yīng)的頻段時(shí),就會(huì)出現(xiàn)高次模,同時(shí)也會(huì)增加損耗,因此在選用波導(dǎo)時(shí),必須根據(jù)使用的頻率選用合適的波導(dǎo)。
3.3 低噪聲放大器操作維護(hù)注意事項(xiàng)
低噪聲放大器的使用與維護(hù)包括以下事項(xiàng):應(yīng)使設(shè)備機(jī)殼良好接地。在放大器安裝完成后,要禁止在其周圍進(jìn)行焊接或使用電鉆鉆孔等操作,防止因漏電造成FET的損壞;注意防水、防潮;如對放大器進(jìn)行檢測,應(yīng)注意輸入信號電平不可過高,防止放大器由于過激勵(lì)而損壞。
3.4 變頻器操作維護(hù)注意事項(xiàng)
只有正確地操作使用,才能保證設(shè)備正常可靠地工作,定期或不定期進(jìn)行檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的隱患并予解決,才能提高設(shè)備的可靠性,延長其工作壽命,為此,使用前首先要仔細(xì)閱讀工作與維護(hù)手冊,對設(shè)備的性能,指標(biāo)、使用說明要牢牢掌握,對設(shè)備的工作原理及各檢測點(diǎn)的位置,參數(shù)也應(yīng)盡可能的熟悉,便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,盡快解決。
3.5 終端設(shè)備操作維護(hù)注意事項(xiàng)
衛(wèi)星通信地球站終端設(shè)備主要完成衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的調(diào)制解調(diào)、數(shù)模轉(zhuǎn)換、接口轉(zhuǎn)換、分接復(fù)用、加解密、信道編譯碼等工作,設(shè)備種類多,接口復(fù)雜,是操作使用最頻繁的設(shè)備,也是經(jīng)常出現(xiàn)問題的部分,這就更需要我們認(rèn)真進(jìn)行操作維護(hù)。需要注意的是看接口連接器接觸是否良好,芯片是否損壞,設(shè)備參數(shù)設(shè)置是否正確。
4.衛(wèi)星通信地球站維護(hù)中的幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)
4.1 注重日常維護(hù)
地球站設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,離不開技術(shù)人員的定期檢查維護(hù),包括對設(shè)備工作環(huán)境的檢查,對設(shè)備的定期除塵和定期測試等。另外,還應(yīng)注重檢查設(shè)備的供電電壓、接地、天線周圍環(huán)境,保證設(shè)備的安全運(yùn)行。
4.2 充分利用儀器儀表定位問題
我們應(yīng)充分發(fā)揮手中儀器儀表的作用,借用儀器儀表來判斷定位問題。如在遇到信號傳輸問題時(shí),利用頻譜儀來監(jiān)測接收信號的頻譜:當(dāng)接收某站(如甲站)信號時(shí),若頻譜幅度低或消失,可利用頻譜儀首先檢查自己站內(nèi)的發(fā)射信號是否正常(主要是核對接收頻率是否有誤),如果正常,再檢查接收的甲站信號,確認(rèn)無信號時(shí),一方面通知甲站處理,另一方面可以請第三個(gè)地球站(如乙站)的工作人員利用頻譜儀檢查一下,是否接收到甲站信號,以此來證實(shí)甲站發(fā)出信號是否正常。同時(shí)也可以利用“反相告警”來確認(rèn)對方發(fā)出信號是否正常,這樣可以分清問題出在哪個(gè)站,以壓縮電路處理時(shí)間。
5.結(jié)束語
衛(wèi)星通信系統(tǒng)由空間分系統(tǒng)、跟蹤遙測指令分系統(tǒng)、監(jiān)控管理分系統(tǒng)和地球站分系統(tǒng)組成,衛(wèi)星通信地球站在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中占有重要地位,也是開通衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的關(guān)鍵,對衛(wèi)星通信地球站維護(hù)管理的好壞,將直接影響衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的質(zhì)量。因此,只有正確使用和維護(hù)衛(wèi)星通信地球站設(shè)備,及時(shí)快速地處理其出現(xiàn)的故障,才能更好地保證衛(wèi)星通信的穩(wěn)定可靠,提高衛(wèi)星通信的業(yè)務(wù)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
[1]衛(wèi)星通信設(shè)備操作維護(hù)手冊[M]. 北京. 北京郵電大學(xué)出版社,2009.9.
[2]衛(wèi)星通信操作維護(hù)技術(shù)培訓(xùn)班培訓(xùn)教材.河北神舟衛(wèi)星通信股份有限公司,2008.04.
1.1北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)
北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在抗雨水能力強(qiáng),具備高可靠性和低功耗且簡單維護(hù)的特點(diǎn),再加上是由我國自主獨(dú)立研發(fā),因此在信息的保密性和安全性方面都更有保障。另外其多元化的不同制式能夠?qū)崿F(xiàn)和水情測報(bào)系統(tǒng)的無縫集成。特別是水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)更加注重短通信的數(shù)據(jù)傳輸,而這一點(diǎn)正是北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)所特有的優(yōu)勢。這個(gè)系統(tǒng)的工作頻段主要有L/S/C,其頻段范圍較寬,所以在信息傳輸方面擁有其獨(dú)特的優(yōu)勢。
1.2北斗衛(wèi)星技術(shù)下的水情自動(dòng)測報(bào)站的主要構(gòu)成
北京市的北斗衛(wèi)星技術(shù)下的水情測報(bào)站的主要構(gòu)成包括了四個(gè)方面。第一是北斗通信模塊。主要選擇的是用戶終端。該北斗衛(wèi)星的用戶終端主要有天線設(shè)備和主機(jī)設(shè)備兩種,而且這兩種設(shè)備的終端體積也相對較小,且操作比較簡單,安裝維護(hù)工作也非常容易。其主要信號的傳送機(jī)制是通過瞬間突發(fā)的模式,這樣也能夠有效的降低用戶終端的功耗。而且也能夠支持環(huán)境惡劣的野外水情測報(bào)。第二是測試中心的終端機(jī)。測試中心一般遠(yuǎn)離監(jiān)測中心,所以需要通過遙測的方式來實(shí)現(xiàn)。這種終端機(jī)能夠和不同的傳感器進(jìn)行連接,并支持不同的數(shù)據(jù)通信模式。北京的水文測試中心的遙測終端就支持北斗衛(wèi)星通信,同時(shí)也支持了GSM通信和GPRS通信等。并能夠根據(jù)信號的變化自動(dòng)切換,從而保障遙測數(shù)據(jù)能夠及時(shí)的反饋到監(jiān)測中心。第三就是前端的傳感器。這些傳感器主要有涉及到測報(bào)水情的相關(guān)數(shù)據(jù)需求,包括了水位傳感器和雨量傳感器以及水質(zhì)、水位等傳感器等。第四就是電源。電源主要選擇的是密封的蓄電池,并能夠通過太陽能板進(jìn)行充電,這樣能夠具有一定的環(huán)保性。另外這些電池還具有自動(dòng)啟動(dòng)和切斷的裝置,只有在發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候才會(huì)啟動(dòng),從而提升蓄電池使用壽命,并節(jié)省用電。
1.3北斗衛(wèi)星通信鏈路分析
北京市某地北斗衛(wèi)星的通信鏈路構(gòu)成主要包括了北斗衛(wèi)星以及網(wǎng)管中心。這個(gè)鏈路的功能就是對水情測報(bào)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份以及進(jìn)行查詢和下載。
1.4北斗衛(wèi)星的監(jiān)測中心
北斗衛(wèi)星的監(jiān)測中心自然是這個(gè)水情測報(bào)系統(tǒng)的核心,主要有由衛(wèi)星指揮型終端以及數(shù)據(jù)接收端和數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成。這個(gè)監(jiān)測中心是所有數(shù)據(jù)的交匯點(diǎn)。同時(shí)也是控制中心。第一是衛(wèi)星接收終端。主要具備兼收功能和通播功能以及全信道鎖定以及大數(shù)據(jù)處理功能。同時(shí)還包括了內(nèi)置的電池。第二就是接收數(shù)據(jù)服務(wù)器。這是專門集中管理數(shù)據(jù)的重要設(shè)備。具備兩個(gè)信道來進(jìn)行接收。其中第一個(gè)信道主要是連接互聯(lián)網(wǎng),通過互聯(lián)網(wǎng)來進(jìn)行數(shù)據(jù)接收。第二個(gè)信道則是通過衛(wèi)星系統(tǒng)。在北京某地的水情測報(bào)系統(tǒng),這個(gè)信道就是和北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)接收。這個(gè)數(shù)據(jù)也能夠通過RS232串口來接收。第三就是水情數(shù)據(jù)庫。當(dāng)數(shù)據(jù)接收服務(wù)器接收到各種途徑獲得數(shù)據(jù)之后,就會(huì)對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和分析,然后將水情數(shù)據(jù)錄入到水情數(shù)據(jù)庫中,從而為各種水情的應(yīng)用提供服務(wù)。第四是數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)器。這個(gè)服務(wù)器主要是對水情數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲(chǔ)以及統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。另外監(jiān)測中心能夠?qū)⒅噶罨蛘吣骋粋€(gè)執(zhí)行動(dòng)作信息發(fā)到各地的遙測站點(diǎn),或者指定某個(gè)遙測站點(diǎn)進(jìn)行發(fā)送。
1.5北斗衛(wèi)星自動(dòng)測報(bào)的軟件設(shè)計(jì)
北斗衛(wèi)星自動(dòng)測報(bào)的系統(tǒng)軟件主要包括兩個(gè)部分。其一是控制測站的軟件。在北京的水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)中,主要是有北斗衛(wèi)星監(jiān)控中心以及遙測站點(diǎn)形成一對多的傳輸關(guān)系。遙測站將感應(yīng)信息通過衛(wèi)星傳輸?shù)奖O(jiān)控中心,然后監(jiān)控中心反饋收到信息。而這些遙測站點(diǎn)會(huì)根據(jù)相應(yīng)的反饋信息進(jìn)行相應(yīng)的處理,或者轉(zhuǎn)入休眠,抑或是重新要求遙測站點(diǎn)進(jìn)行收集數(shù)據(jù)。其二就是軟件系統(tǒng)的處理。這是系統(tǒng)軟件的關(guān)鍵部分,能夠?qū)b測站點(diǎn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行多元化的處理,從而為相應(yīng)的使用人員提供多種的水情服務(wù),有助于提升當(dāng)?shù)氐乃橛^測水平。
1.6通信機(jī)制的設(shè)計(jì)應(yīng)用
北京的水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)的通信機(jī)制設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于解決了通信頻度控制問題以及信息格式的設(shè)計(jì)問題兩種。其一是通信頻度的控制策略?;诒倍沸l(wèi)星通信系統(tǒng)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)要比移動(dòng)的GSM以及全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的GPRS的費(fèi)用都要高出不少,根據(jù)北京市場大概要高出5倍多。因此在發(fā)送信息策略上和普通的移動(dòng)遙測站的數(shù)據(jù)傳輸策略要盡心差異化。只有在出現(xiàn)明顯差異的水情數(shù)據(jù)時(shí),才會(huì)性發(fā)送。根據(jù)北京的通信費(fèi)用,每次傳輸為0.5元。因此北京的遙測站點(diǎn)設(shè)置傳輸策略為每小時(shí)傳輸一次。如果沒有發(fā)生變化,如沒有下雨,每天在早晨8點(diǎn)發(fā)送一次平安數(shù)據(jù)報(bào)。這樣就能有效的降低信息的傳輸次數(shù),節(jié)省了傳輸費(fèi)用。其二就是在信息格式設(shè)置上,北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以設(shè)置的短字節(jié)有43字節(jié)數(shù)和70字節(jié)數(shù)以及98字節(jié)數(shù)三種,字節(jié)數(shù)越大,那么單次的傳輸內(nèi)容就越多,因此費(fèi)用也就越高。由于水情數(shù)據(jù)相對較為復(fù)雜,而且為了提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,在北京的水情自動(dòng)測報(bào)系統(tǒng)上,就采用了98字節(jié)數(shù)進(jìn)行傳輸,所以每次的傳輸價(jià)格在1元。
2結(jié)束語
當(dāng)今世界,隨著大規(guī)模集成電路和光導(dǎo)纖維的應(yīng)用,各種現(xiàn)代化的通信系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展,由于衛(wèi)星通信傳播速率較高,而且組網(wǎng)靈活,不僅能對地面網(wǎng)絡(luò)起到補(bǔ)充和完善的作用,而且可以自成一體,構(gòu)成天基網(wǎng)絡(luò),它在國際通信、國內(nèi)通信、國防通信、移動(dòng)通信和廣播電視等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文首先論述了衛(wèi)星通信技術(shù)的相關(guān)概念及其系統(tǒng)組成,在此基礎(chǔ)上探討了通信產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:
衛(wèi)星通信;移動(dòng)通信;通信技術(shù);中繼站;測控系統(tǒng)
1引言
衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電波,是在微波通信和航天技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門無線通信技術(shù),在現(xiàn)代通信中占有重要的地位,信息技術(shù)的發(fā)展與它密切相關(guān)。衛(wèi)星通信可以無縫覆蓋三維空間,適合多個(gè)固定或移動(dòng)用戶及固定與移動(dòng)用戶之間信息的傳遞,因此廣泛應(yīng)用于國內(nèi),國際通信,軍事通信,電視廣播等領(lǐng)域。
2衛(wèi)星通信系統(tǒng)的工作原理及基本組成
衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成,分別為測控系統(tǒng),通信衛(wèi)星,監(jiān)管系統(tǒng)及地球站,其中測控系統(tǒng)負(fù)責(zé)測量和控制通信衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡,起著中繼站作用的通信衛(wèi)星,接收所有地面站發(fā)來的射頻信號,然后經(jīng)過放大和變頻處理,將信息傳送到地球站,地球站的功能是將要傳送的基帶信號經(jīng)過處理變?yōu)樯漕l信號,發(fā)送給通信衛(wèi)星,接收衛(wèi)星信號并解調(diào)出對應(yīng)傳送的基帶信號,并將該信號通過地面網(wǎng)絡(luò)傳給用戶,監(jiān)管的職責(zé)是確保整個(gè)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性,對應(yīng)的組成框圖如圖1。
3衛(wèi)星通信的特點(diǎn)
(1)優(yōu)點(diǎn):通信距離遠(yuǎn),覆蓋區(qū)域大,頻帶寬,容量大,成本與通信距離無關(guān),且作為傳送信號的衛(wèi)星,由于遠(yuǎn)離地面,浮于太空,受自然環(huán)境和人為因素的影響相對較小,因此傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可信度高,此外它還不受時(shí)空限制,因此靈活性更高。
(2)缺點(diǎn):長距離傳輸會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的延遲,10G以上的信號會(huì)受到降雨的影響,而出現(xiàn)失真,伴隨太陽劇烈運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲會(huì)與有效信號疊加,出現(xiàn)信息受損甚至無法傳送。
4衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類及應(yīng)用
按照運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不同,可以分為同步和運(yùn)動(dòng)通信系統(tǒng),依據(jù)覆蓋范圍標(biāo)準(zhǔn)分為國際衛(wèi)星,國內(nèi)衛(wèi)星和區(qū)域衛(wèi)星系統(tǒng)三種,按所用頻段劃分為特高頻,超高頻,極高頻和激光衛(wèi)星通信系統(tǒng),按基帶信號體制分為模擬和數(shù)字通信系統(tǒng),按衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)能力分為無源和有源系統(tǒng),由此可以看出衛(wèi)星通信在很多方面發(fā)揮著重要作用,前景廣闊。下面重點(diǎn)敘述衛(wèi)星通信在軍事和商業(yè)方面的應(yīng)用:
(1)衛(wèi)星通信在軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用
衛(wèi)星通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用集中表現(xiàn)在擁有高端科技實(shí)力的各國相繼秘密發(fā)射各種用途的軍事衛(wèi)星,以完成偵察,導(dǎo)航,測地,攔截的功能,美國的DSCS-Ⅲ衛(wèi)星就是典型的軍用通信衛(wèi)星,DSCS-Ⅲ衛(wèi)星呈立方體形,三軸穩(wěn)定,重量約為1042kg,擁有一副指向太陽的帆板,衛(wèi)星上裝有多波束天線,以接收不同波段的信號。新近研究的軍用衛(wèi)星對應(yīng)的攻擊,毀傷,抗干擾及生存能力等參數(shù)指標(biāo)隨著科技的發(fā)展進(jìn)一步提高,以此實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大用途,全天候、全天時(shí)實(shí)時(shí)傳輸信號的目的。
(2)衛(wèi)星通信在商業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用
越來越多的衛(wèi)星通信技術(shù)隨著商業(yè)化而進(jìn)入日常的生活,許多發(fā)達(dá)國家相繼發(fā)射了數(shù)以百計(jì)的高質(zhì)量,大功率,長壽命的商用衛(wèi)星,廣泛應(yīng)用于電信服務(wù)、廣播電視、內(nèi)部專網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域,以滿足經(jīng)濟(jì)的增長和科教的發(fā)展。
5衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢
當(dāng)前,國際上衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)主要朝兩方面發(fā)展:一方面是在傳統(tǒng)的VSAT基礎(chǔ)上開發(fā)新產(chǎn)品,其次是研制更高頻段的新型衛(wèi)星通信系統(tǒng),并力爭對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改善,以滿足寬帶性能的提升及手持終端的擴(kuò)展,從單獨(dú)組網(wǎng)到多網(wǎng)互連是未來衛(wèi)星通信發(fā)展的總趨勢。固定通信,直接廣播,移動(dòng)通信的彼此互融及電信與有線電視網(wǎng)的相互滲透,未來的衛(wèi)星通信必將是包含眾多系統(tǒng)的混合網(wǎng)絡(luò),伴隨光信息處理,智能化星上網(wǎng)控,新發(fā)射工具和新軌道技術(shù)的實(shí)現(xiàn),真正具有天,地一體化全球無縫覆蓋的功能,同時(shí)眾多優(yōu)秀的產(chǎn)品和服務(wù)將繼續(xù)對產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起著引領(lǐng)和促進(jìn)作用。
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