衛星通信概述范文

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Abstract: Teaching reform based on the "combination of working and learning" has become the effective way of the training of highly skilled communication technology personnel. Firstly, the necessity of the "combination of working and learning" model in the communication technology specialty is analyzed. Then, some teaching reform measures are discussed, including courses replacement through university-enterprise cooperation, courses designing based on the work process, and the working-process-oriented teaching reform.

關鍵詞：工學結合；通信技術；教學改革

Key words: combination of working and learning；communication technology；teaching reform

中圖分類號：G42文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）28-0013-02

0 引言

經過多年的改革，我國通信產業的市場化程度進一步提高，以通信運營商、設備制造商為主導的通信產業鏈不斷擴大，伴隨3G網絡的全面鋪開，“三網融合”的不斷提速，我國通信產業迎來了新一輪的高速增長，已成為國民經濟的基礎產業、先導產業和戰略產業。

通信產業的迅速發展使得各企業在通信運營、終端軟硬件產品生產開發、銷售、維修及通信服務部門的相關崗位對高技能人才有很大需求，高職通信技術專業培養的“面向生產、建設、服務和管理第一線需要的高技能人才”理應在企業大有用武之地。但是由于許多高職畢業生專業技能水平遠低于用人單位的期望值，許多企業實際工作崗位因難以招到合適的人而虛位以待，形成了“招工難”和“就業難”并存的結構性就業矛盾局面。

究其原因，是由于學校培養與企業實際需求有脫節現象。學校所教授的知識與技能、學校的實驗實訓條件已經跟不上通信技術的迅速發展僅是表面原因，而在高職教育中采用的以學科為中心的培養模式才是深層次的原因。以學科為中心的培養模式強調學科的系統性、完整性、理論性，而忽視了知識與具體工作任務的聯系，不能有效地培養學生的職業能力。而高等職業教育與本科教育的最大區別是對職業能力的培養，它不像本科教育那樣重視學科性和學術需要，而是在對職業崗位能力進行分析的基礎上，以工作過程或工作任務為導向，來構建學生的知識和能力結構。

在通信技術迅速發展，市場不斷分化組合的今天，通信技術專業教學內容必須和企業技術發展及產品更新實時聯系在一起。工學結合模式正是充分利用學校與企業兩種不同的教育環境和教育資源，通過學校與企業雙向介入，將學校的理論學習、基本訓練和企業的實踐有機結合起來，以培養學生技術應用能力和就業競爭力為主線的一種培養模式。

西安郵電學院是一所以信息技術為主要特色的學校，行業特色鮮明，行業優勢明顯。近年來，圍繞通信技術專業，積極探索以工學結合為主線的課程改革，千方百計縮短行業、企業用人需求與學校教育之間的差距，通過校企聯合進行課程置換、基于工作過程進行課程內容改革、以項目任務驅動進行教學等方法，取得了很好的效果，使我校通信技術專業的畢業生受到企業的歡迎。

1 校企深度聯合，進行課程置換

目前高職院校通信技術專業普遍存在教材陳舊、知識結構滯后、課程設置目標不明確、偏重理論教學而實踐訓練不足的問題這種情況導致培養出來的學生往往與社會實際需求脫節，與高職培養目標和培養方向完全是背道而馳的。為了擺脫這種困境，目前高職院校通過和企業合作，在原有專業人才培養方案的基礎上,根據教學進度和學生的興趣愛好以及專業特長，與企業的現有資源進行課程整合，選擇適用的課程內容，采用課程置換的形式將專業課程全部或部分置換為“職業教育課程”。這種新的人才培養模式，課程設置立足于企業的實際需求，知識結構緊跟最新技術發展，采用來源于企業的真實案例，讓學生邊學習邊做項目，通過做項目掌握相關的知識及項目的開發過程，讓學生及時將課堂中學到的知識應用到實踐中，使理論知識與實踐操作有機銜接，體現高職教育培養目標的職業性、針對性和實踐性。使得學生的實踐能力得到很大提高。

隨著電信業從話音通信時代走向信息、多媒體通信時代，網絡的體系架構發生了深刻變革，全IP的業務融合網絡成為業界一致的認識，IP技術已經成為下一代網絡、寬帶移動通信、IPTV等新興網絡的核心技術，因此，各通信類專業都開設了計算機網絡課程。但傳統計算機網絡課程主要注重于TCP/IP協議族中各層協議的理解與編程實現，對實驗環境要求較低，而通信技術專業則強調通信大系統的概念，強調在現代通信網絡系統架構下，計算機通信網以及TCP/IP技術所處的地位，各種網絡設備的工作原理和在通信網中所起的作用。利用我校2007年與中興通信學院合作成立的NC聯合教育中心，并參考思科、中興數據網絡認證考試CCNA、ZCNE、CCNP、ZCSE等內容，開發了適合通信技術專業的數據網絡課程，置換原來的計算機通信網課程。充分利用我校與中興通訊的聯合實驗室和西北授權培訓中心，由獲得中興通訊數據網絡產品授權培訓的講師進行授課。在教學內容設計時，適當地縮小了對TCP/IP各層協議的分析，而增加對各種數據網絡產品的介紹。在強調數據網絡產品工作原理的同時，增加對思科、華為、中興等業界主流廠家的路由器、交換機等的性能、原理、配置等的介紹。這樣使學生能盡快地熟悉各種數據網絡產品，并且能夠進行配置、操作，縮短了企業用人和學校教育之間的差距，幫助學生更好地就業。

隨著3G移動網絡在我國的全面鋪開，3G人才存在很大的缺口。但由于實驗設備條件等的限制，學校的移動通信課程仍然以2G系統為主，3G較少涉及，這樣造成了學校教育遠遠落后與企業需求，學生畢業后還要參加相關技術培訓才能勝任工作。為了解決以上問題，我們對已開設多年但主要由教師課堂講授的移動通信課程進行了改革。通過與郵電通信技術公司合作，校企聯合開發了3G移動通信系統運行維護課程，并和原有的移動通信課程進行置換，課程內容包括GSM/GPRS模塊、3G技術基礎知識、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大標準，共五大模塊，具體的課程內容則是基于工作過程選擇確定的。

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1.1衛星通信技術衛星通信技術其實理解起來很簡單，通俗來講就是通過安置在地球上方某一方位的衛星中轉站，將地球站發送過來的信息電磁波經過無限放大后在反射到指定的地球上的某一區域。這里的無限放大是指對于所傳播區域的無限放大，信息的內容沒有任何的改變，并且由于衛星通信技術所經過的只是地球的大氣層，所以在傳遞過程中，信息的損耗是很小的。不但如此，由于其所覆蓋面積的廣泛性，區域內便可以實現信息的通訊和溝通，并且可以實現多方的互動和交流。下面，我們將對衛星通信技術的主要特點和優點進行敘述。

1.2衛星通信技術通信的主要特點衛星通信技術最大的特點也是它的優點，就是通信信息所覆蓋的范圍大，這是任何一種通信技術都無法超越的（至少科學技術發展至今是這樣的）。重要的是衛星的電磁波所覆蓋的區域都可以接收到信息，并且區域內部可以進行通信；由于利用衛星進行通信所通過的障礙物少，除了地球表面的大氣層，幾乎沒有什么可以阻礙信息傳遞的。因而，在傳遞過程中，信息的損耗小，信息的質量相對較高；在通信過程中，幾乎不受地理環境的影響和制約；操作簡單，可以輕松地實現通信和廣播。

1.3衛星通信技術發展狀況縱觀衛星通信技術的發展史，我們會發現：衛星通信技術在軍事和民用領域都得到了廣泛的運用。自20世紀60年代衛星通信技術的初具規模，到20世紀70到80年代，其發展達到了空前的鼎盛時期；再到20世紀末，衛星通信技術仍然廣泛應用于政治、經濟以及文化領域，并且在軍事領域的運用是任何通訊都無法替代的。衛星通信技術不但可以應用于航空、海事等環境下的通訊，還可以運用于大眾傳媒（如視頻和音頻廣播）領域，對于應急事件的處理例如：火災、地震、洪災等，其所起到的作用是無法替代的。另外，在高科技領域，其應用也日趨廣泛，并且得到了發展，例如：載人航天，月球探測等等。

2衛星通信技術在廣電系統的應用

目前，我國電視機的總量已經達到了3.5億臺，電視媒體機構也已經達到了數千家，并且有線電視也達到了9000萬戶。但是，如果了解一下其他發達國家的電視媒體情況便會發現，我國如今的廣播電視業總體規模是偏小的，有極大的發展空間。我國現在的廣播電視系統多是以光纜為基礎通信方式，然而，以衛星通信技術為主的發展狀況其實是十分可觀的。

就用戶所收到的電視節目數量而言,如今已經廣泛推廣的“村村通”的電視節目也只有44套。就設備的擁有量和運用程度而言,我們國家的接受設備也只有百萬臺。在美國，兩億多的人口就擁有6000萬戶的廣播電視用戶，而衛星電視直播用戶已經達到2000萬戶。總結技術發展的規律會發現，發達國家的技術推廣和應用狀況就預示著發展中國家未來的發展狀態。所以，在未來，衛星直播電視將在我國電視技術發展中占據主要的地位。相關領域的專家認為，我國已經具備發展衛星電視直播技術的能力。通過“村村通”所取得的成就，在廣大農村受眾中已經得到了印證。在我國，將衛星通信技術廣泛地應用于廣播電視系統可以進一步提高信息的人口覆蓋率。

在進入21世紀的今天,可以預測，我國的廣播電視節目已經從現在的幾十套跨越到了上百套，以至于幾百套的廣播電視節目,并將進入尋常的千家萬戶中。

3結束語

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[關鍵詞]衛星固定通信 衛星移動通信 衛星直播 衛星寬帶通信

中圖分類號：TN927.2 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）36-0201-01

一、衛星通信技術概述

1.衛星通信的概念

衛星通信是指利用人造衛星做中繼站轉發無線電信號，在多個地球站之間進行通信。衛星通信是地面微波接力通信的繼承和發揚，是微波接力的一種特殊形式。

2.衛星通信系統的組成

衛星通信系統由空間段和地面段兩部分組成。

（1）空間段。以衛星為主體，并包括地面衛星控制中心（SCC）、跟蹤、遙測和指令站。衛星星載的通信分系統主要是轉發器，現代的星載轉發器不僅能提供足夠增益，而且具有處理和交換功能。

（2）地面段。地面段包括了支持用戶訪問衛星轉發器，并實現戶間通信的所有地面措施。衛星地球站是地面段的主體，它提供與衛星的連接鏈路，其硬件設備與相關協議均適合衛星信道的傳輸。如圖1

二、衛星通信中的主要技術

1.CDMA技術。CDMA（碼分多址）系統通過采用話音激活技術、前向糾錯（FEC）技術、功率控制技術、頻率復用技術、扇區技術等技術手段，可使CDMA系統容量大幅擴大，同時，它還具有抗多徑干擾能力、更好的話音質量和更低的功耗以及軟區切換等優點。CDMA以其本身所具有的特點及優越性而廣泛應用于數字衛星通信系統中。特別是近年來，小衛星技術的發展為實現全球移動通信和衛星通信提供了條件，利用分布在中、低軌道的許多小衛星實現全球個人通信，已在國際上逐漸形成完善的體系。

CDMA移動衛星通信系統根據導頻信號的幅度實現功率控制， 減少用戶對星上功率的要求從而增加系統的容量，減少多址干擾；CDMA移動衛星通信系統可利用多個衛星分集接收，大大降低多徑衰落的影響，改善傳輸的可靠性。此外，由于CDMA多址方式具有優越的抗干擾性能、很好的保密性和隱蔽性、連接靈活方便所等特點，決定了它在軍事衛星通信上具有重要的意義。

2.抗干擾技術。衛星通信抗干擾主要通過傳輸鏈路抗干擾、軟硬件設備抗干擾以及建立綜合智能抗干擾體系等措施實現。

傳輸鏈路抗干擾主要有DS/FH混合擴頻、自適應選頻、自適應頻域濾波、猝發通信、時域適應干擾消除、基于多用戶檢測的抗干擾、跳時（TH）、自適應信號功率管理、自適應調零天線、多波束天線、星上SmartAGC、分集抗干擾、變換域干擾消除、糾錯編碼和交織編碼抗干擾技術等。

3.基于MPLS的移動衛星通信網絡體系構架。MPLS（多協議標簽交換）技術由于可將IP路由的控制和第二層交換無縫地集成起來，具有IP的許多優點，又可很好地支持QoS和流量工程，是目前最有前途的網絡通信技術之一。近年來，在地面固定網MPLS技術逐漸成熟后，該技術已向光通信、無線通信和衛星通信等領域擴展。現有的寬帶衛星系統設計主要采用衛星ATM 技術，研究表明該技術可給不同的業務提供很好的QoS保證，并可利用面向連接的虛通路設計以及流量分類等方法為網絡提供有效的流量工程設計。

衛星MPLS體系結構分為用戶層、接入層、核心層三部分，其中，用戶層包括衛星手持移動終端（直接接入移動衛星網）、小型專用局域網用戶（通過小型地面移動終端接入衛星網）、其他網絡用戶（通過地面網關站接入衛星網絡）等。接入層由標簽邊緣交換路由器（LER）組成，完成衛星MPLS網同其他網絡以及衛星手持移動終端的連接，其主要功能包括實現對業務的分類、建立FEC和標簽之間的綁定、約束LSP的計算、分發標簽、剝去標簽以及用戶QoS接納管理和相應的接入流量工程控制等。核心層由標簽交換路由器（LSR）組成，完成信息按MPLS標簽進行交換轉發，其上主要運行MPLS控制協議和第三層路由協議，并負責與其他標簽交換路由器交換路由信息來建立路由表、分發標簽綁定信息、建立和維護標簽轉發表等工作。如圖2

三、衛星通信技術的應用

1.衛星通信技術在廣播電視領域中的應用。我國是一個人口眾多的國家，由于人口的基數較大，這就導致我國電視機擁有量達到3.5億臺，并且我國還有數千家各種各樣的電視媒體機構，有線電視的用戶量也已經達到9000萬戶。我國的電視節目雖然數量眾多，但是規模偏小，是處于發展的前期，潛力巨大。我國各類電視數目雖然較多，但是供于村村通的節目也就44套，和美國相比，雖然他們人口基數只有兩億但是人家的有線電視用戶量已經達到了6000萬戶，衛星電視直播的用戶也有近2000萬。雖然我國現在處于發展階段，和一些發達國家相比有很大的差距，但是隨著我國發展的不斷深入，我國一定也會達到、甚至超過這樣的水平，所以我國衛星通信技術在電視廣播領域中的應用的前景是巨大的。目前，我國政府以及一些電視領域中的專家普遍表示我國發展衛星電視直播的業務已經成熟，我國已經獲得了發展DBs的軌位和頻道，而且我國在發展村村通的時候又有了一定的衛星廣播的經驗，并且得到了廣大人民的支持，現在我國自行研制的RD已經進入市場。如圖3

2.衛星通信技術在計算機網絡領域中的應用。衛星通訊技術在計算機網絡中的應用主要就是提供寬帶網絡。而提供網絡寬帶屬于衛星固定通信業務。目前國際上衛星寬帶業務發展主要體現在兩個方面，第一就是在原有的VSAT技術的基礎上研發新的產品并利用現有的頻段衛星資源，快速的建立起寬帶連接，以滿足用戶的需求，這一種是在和地面寬帶業務的競爭中來獲得自己的生存空間；而另外一種是積極的發展高頻段的新型衛星寬帶通信系統，來適應新業務的要求，這一種是和地面相輔相成的。我國目前的狀況，就是首先要積極的發展衛星寬帶通信業務，國內的電信經營商應該根據不同客戶的需求提供不同的業務；其次就是跟蹤國外再見的新型的衛星寬帶通信系統；最后建立起自己的衛星寬帶通信系統。

結束語

衛星通信已經成為世界電信結構眾多的重要組成部分，并一直在為全球幾十億人提供電話、數據和視頻業務。盡管具有更高容量、更低比特費用的光纖系統仍在不斷發展，但衛星通信仍然生存了下來，并隨著它的新應用、新業務的形成，而為人們帶來更大的財富和便利。

參考文獻

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關鍵詞：移動通訊衛星指揮車　衛星通訊系統　計算機網絡　組成　應用

中圖分類號：TN91　文獻標識碼：A　文章編號：1007-3973(2010)012-059-01

移動通訊衛星指揮車(動中通)主要是在應對地震、山洪、野外搶險救援等各種突發緊急情況時，綜合利用有線、無線、衛星等多種通信資源，保障應急指揮的通信暢通。應急通信既依托公用通信網，又是公用通信網的重要延伸和補充。移動通訊衛星指揮車的配備與應用將會極大提高消防指揮中心在野外及偏遠地區以及發生重大災害事故時的應急通訊能力，本文將就移動通訊衛星指揮車構成及各部位用途做一簡要概述。

1　移動通訊衛星指揮車的原理

動中通自動跟蹤系統是在初始靜態情況下，由經緯儀、GPS、慣導系統測量出物體的航向、經緯度及相對水平面的初始角度，然后在依據姿態、地理位置、衛星經度自動確定以水平面為基準的天線仰角，在保持與水平面仰角不變的前提下轉動方位，并自動對準衛星。在車輛運動過程中，測量出車輛的實時變化，通過數學平臺運算，變換為天線的誤差角，通過伺服機構調整天線方位角、俯仰角、極化角，保證載體在變化過程中天線對星在規定范圍內，使衛星發射天線在載體運動中實時跟蹤地球同步衛星。該系統跟蹤方式有自跟蹤和慣導跟蹤兩種。自跟蹤是依靠衛星信標進行天線閉環伺服跟蹤；慣導跟蹤是利用陀螺慣導組合敏感載體的變化進行天線跟蹤。這兩種跟蹤可根據現場情況自動切換。

2　移動通訊衛星指揮車的組成

“動中通”設備集成以通信指揮為主，包括衛星通信系統、有／無線通信調度指揮系統、計算機圖文信息處理系統和現場指揮系統、集中控制系統等幾個功能系統；同時為滿足車載系統使用需要，集成供配電系統、警示照明系統、會議及生活保障等輔助功能。所有系統集成為一個有機整體，互聯互通，可以滿足在事故災害現場組建應急通信指揮中心的需要。

2.1　衛星通信系統

衛星通信系統的作用是使圖像聲音信號上行傳輸到衛星，并由轉發器下行傳送到地面衛星接收裝置。衛星通信系統是動中通的重要組成部分，主要由動中通天線、跟蹤控制系統、射頻系統、調制解調系統、網管信息接收單元組成。具備同時收發各1路綜合業務數據的能力，支持高清圖像傳輸，發射和接收速率每比特可調。

衛星通信系統的主要作用是作為消防部隊衛星通信網絡的分中心站，要能保證與公安部消防局中心站的雙向包括語音、數據、圖像通信綜合業務數據的互聯互通。設備主要由4.5米Ku頻段主站天線、跟蹤控制系統、射頻系統、調制解調系統、分網管子系統等組成。通信能力不低于8Mbps，出入境載波最大速率不低于4Mbpst支持高清圖像傳輸，發射和接收速率每比特可調。

2.2　衛星天伺饋線系統

車載天線系統采用自動車身姿態定位，自動尋星，自動跟蹤方式設計。該系統主要完成將車載站的發射功率高效的定向發向指定的衛星轉發器，高效接收指定接收衛星轉發器有效信號的功能。

2.3　衛星室外單元

衛星通信室外單元由衛星通信ODU和衛星通信低噪聲。放大器組成。ODU主要完成將衛星通信室內終端系統送來的已調載波信號上變頻到14.14.5G頻段上(Ku波段工作時)，并進行功率放大到適合衛星轉發器接收的電平上，送到車載天伺饋系統上發射出去；低噪聲放大器將天線接收下來的Ku(Ku波段工作時)有用信號低噪聲放大后進行下變頻到室內終端系統所需要的L波段上，供解調器解調用。

2.4　衛星室內終端系統

衛星通信室內終端分系統由衛星通信調制解調器組成。衛星通信調制解調器主要是將TCP／IP網絡數字信息調制到所指定的衛星頻率上，并將衛星通信室外單元送來已調載波信號解調為TCP／IP網絡數字信號。通過調制解調器與遠端建立TCP／IP網絡鏈接下一級的多業務接入系統。

2.5　計算機網絡及多業務接入系統

多業務接入系統主要由網絡交換機、音視頻終端、語音網關及計算機等設備組成。它的主要任務是將調制解調器通過衛星與遠端建立的TCP／IP網絡鏈接到各業務終端設備，由各業務終端設備將數字信息轉變為所需要的業務信息量，送給相關的系統設備。

衛星通信系統整體基于IP網絡系統傳輸，根據實際中的需求，移動衛星通訊指揮車配置16換機一臺，網絡路由器一臺和無線AP一臺；實現現場有線、無線組網，遠程路由等功能，預留一光纖口便于接入。

動中通還配備兩套工控計算機(雙電源、雙硬盤自備份)，其中一臺負責現場圖像采集記錄和電話錄音，另一臺安裝重大危險源、化學危險品評估系統、通信控制軟件、防火墻等軟件。

3　結論

動中通的配備與應用將大大提高應急救援指揮的靈活性與機動性，利用移動通訊衛星指揮系統通過網關設備把衛星通訊系統、計算機系統、監控系統、視頻系統、音頻系統等各種系統有效地結合在一起，配合各種系統軟件，包括重大危險源系統、化學危險品評估系統、GIS地理信息系統等-可快速了解災害現場的實際情況，提高消防部隊的接處警能力，作為消防通訊指揮的終極解決方案，隨著科學技術的不斷發展，移動衛星通訊指揮車的技術也將日趨成熟。并將更廣泛的應用到消防工作的各個方面。

參考文獻：

[1]白徐祥，動中通衛星通信天線[N]，無線通信技術,2004-13-1

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關鍵詞：機載衛星通信系統；海事衛星系統；銥星系統；海事系統；甚高頻；點波束；Inmarsat；ACARS

中圖分類號：TN927

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374（2012）23-0014-02

1　概述

目前的航空通信系統主要依賴高頻與甚高頻，其通信手段存在以下主要問題：

（1）甚高頻通信主要是視距傳播，通信范圍只限于視距范圍之內，通信距離受到很大限制，遠遠不能滿足大型客機遠程信息傳輸的需要。

（2）高頻通信雖然可以做到超視距傳輸，但是受電離層不穩定因素影響很大，不能提供穩定的通信鏈路，可靠性差。

（3）高頻和甚高頻的頻譜資源限制性較大，影響無線通信能力的增強。

利用衛星通信系統可克服以上缺點，在飛機與地面之間為機組人員和乘客提供話音和數據通信業務，可增強空中通信和航空管制能力。總體來說，衛星通信系統有如下的優勢：

（1）通信距離遠，覆蓋面廣，不受山區、沙漠和海洋等地理因素的限制，具有其他常規通信手段無法替代的作用，衛星通信在世界上絕大多數地區內可用于空中交通服務、航務管理、航空公司行政管理和航空旅客通信等。

（2）可以提供較高的數據傳輸速率。

（3）可快速部署，建設周期短。

（4）符合未來新航行系統的發展方向（星基的通信、導航、監視/空中交通管理）。

因此，衛星通信系統以其覆蓋范圍廣、通信距離遠、通信容量大、傳輸質量高、機動性好等其他通信系統無法比擬的優點而成為各型大型客機進行遠程信息傳輸的最佳手段。

2　海事衛星系統介紹

海事衛星通信系統是用于海上救援的無線電聯絡通信衛星。隨著第四代海事衛星發展，其技術能力有了顯著提高，業務范圍也不斷擴大，目前已成為集全球海上常規通訊、陸地應急遇險、航空安全通信、特殊與戰備通信一體的高科技通信衛星系統。第四代海事衛星系統由亞太區域衛星、歐非區域衛星和美洲區域衛星三顆星組成，位于赤道上空36000公里的靜止同步軌道衛星，實現了全球覆蓋（南北兩極除外）的衛星網絡。

3　海事衛星系統構成

海事衛星系統由船站、岸站、網絡協調站和衛星組成。下面簡要介紹各部分的工作特點：

（1）衛星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3顆衛星覆蓋了幾乎整個地球，并使三大洋的任何點都能接入衛星，岸站的工作仰角在5°以上。

（2）岸站（CES）是指設在海岸附近的地球站，歸各國主管部門所有，并歸他們經營。它既是衛星系統與地面系統的接口，又是一個控制和接入中心。

（3）網絡協調站（NCS）是整個系統的一個組成部分。每一個海域設一個網路協調站，它也是雙頻段工作。

（4）船站（SES）是設在船上的地球站。在海事衛星系統中它必須滿足：一是船站天線滿足穩定度的要求，它必須排除船身移位以及船身的側滾、縱滾和偏航的影響而跟蹤衛星；二是船站必須設計得小而輕，使其不至于影響船的穩定性，同時又要設計得有足夠帶寬，能提供各種通信業務。

4　銥星系統介紹

銥星系統由79顆低軌道衛星組成（其中13顆為備份用星），66顆低軌衛星分布在6個極平面上，每個平面分別有1個在軌備用星。在極平面上的11顆工作衛星，就像電話網絡中的各個節點一樣，進行數據交換。備用星隨時待命，準備替換由于各種原因不能工作的衛星，保證每個平面至少有1顆衛星覆蓋地球。衛星在780公里的高空以27000公里/

小時的速度繞地球旋轉，100分鐘左右繞地球一圈。每顆衛星與其他4顆衛星交叉鏈接，2個在同一個軌道面，2個在臨近的軌道面。

5　銥星系統構成

銥星系統的通信傳播方式首先是空中星與星之間的傳播，之后是空地和陸地的傳播，所以不存在覆蓋盲區，且系統不依賴于任何其他的通信系統進行話音通信服務，而僅通過星星、星地間的信息傳輸實現端到端的話音通信，是目前唯一真正實現全球通信覆蓋的衛星通信系統。

銥星電話全球衛星服務使您無論在偏遠地區或地面有線、無線網絡受限制的地區都可以進行通話。

銥星系統的地面網絡包括：系統控制部分和關口站。系統控制部分是銥星系統管理中心，它負責系統的運營、業務的提供，并將衛星的運動軌跡數據提供給關口站。系統控制部分包括4個自動跟蹤遙感裝置和控制節點、通信網絡控制、衛星網絡控制中心。關口站的作用是連接地面網絡系統與銥星系統，并對銥星系統的業務進行管理。

6　銥星系統和海事衛星系統的比較

銥星系統和海事衛星系統的比較結果見表1：

表1 銥星系統和海事衛星系統的比較結果

銥星 海事衛星

數量 66顆（外加13顆備用） 14～15顆

軌道 縱向低軌（770公里） 同步高軌

覆蓋 全球無縫隙（極對極） 南北緯80度以內

頻率 1616～1626MHz 1525～1660MHz

話音質量 接近于有線電話 延時較大

陸地基站 不依賴于陸基的星際傳播 依賴陸基

通話資費 20～25人民幣/分鐘 約7美元/分鐘

接通率 97.70% 92%

機載設備重量 7kg 20kg

機載設備投資 約120萬人民幣 約300萬人民幣

設備供貨周期 1～2個月 8個月（波音參考）

數據帶寬 2.4K 2.4K

國內頻率許可 航空頻率 應急頻率

適航取證 VSTC、SB覆蓋多機型 無VSTC

另外，銥星通信鏈路不依賴地面基站的星星傳輸：銥星特有的星際傳播，使其在通信上完全擺脫了對地面基站的依賴。而海事通信鏈路則依賴地面基站的暢通。

7　銥星的優勢

通過以上比較，我們可以得知銥星系統有如下

優勢：

（1）6個縱向軌道決定了極地信號的充分覆蓋；由于每顆銥星都經過兩極，因此越靠近兩極，信號越強，通話質量越好；極地通信接通率99.95%，掉線率0.01%。

（2）充分解決了海事衛星、ACARS在極地不覆蓋無法通信的不足，是海事衛星及ACARS通信的完美補充。

所以，綜上所述，銥星通信將會是未來機載通信發展的趨勢。

參考文獻

[1]　孫沫，李興林．滿足信息化需求的Inmarsat移動衛星通信技術[J]．通信世界，2005，（28）.

[2]　劉念．太空信息高速公路——銥星移動通信系統介紹

[J]．航天，1998，（3）.

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關鍵詞： 衛星移動通信 船載地球站 C8051F020單片機 圓錐掃描

船載衛星通信地球站伺服系統是以C8051F020為主控模塊，依據其良好的擴展能力，結合穩定模塊、跟蹤模塊、監控臺等外設設計而成。伺服系統可以很好的克服載體運動帶來的干擾，從而實現運動中數據、話音、圖像穩定地傳輸。

1衛星通信系統概述

衛星通信是一種宇宙無線電通信形式，它是在地面微波通信和空間技術的基拙上發展起來的。衛星通信是利用人造衛星作為中繼站轉發無線電波實現在兩個或多個地面站之間的通信，衛星通信是以人造地球衛星作為中繼站的微波通信系統。可以說，衛星通信是地面微波中繼通信的繼承和發展，是微波中繼通信向太空的延伸。通信衛星是設置在太空中的無人值守的微波中繼站，各地球站之間的通信都是通過它的轉發實現的。

2船載衛星通信地球站伺服系統

整個系統按功能劃分為處理器模塊、監控模塊、穩定模塊、跟蹤模塊和執行機構五個部分。

系統組成框圖如圖1所示.

圖1 系統組成框

系統啟動后，首先對衛星進行參數設置，然后接收含有經、緯度信息的GPS電文，以此對天線進行定位。設天線所在位置的經、緯度分別為 和 ，接收衛星星下點s的經度為 ，而 為星下點s與地球站之間的經度差，可以得到跟蹤衛星的天線方位角 ，俯仰角 和極化角 。

天線對準衛星后，角速度陀螺可以感知到天線姿態的微弱變化，并輸出與旋轉速度成比例的電壓，處理器模塊對輸出電壓定時處理后得到方位和俯仰角誤差信息，并根據誤差角度驅動步進電機。在對天線誤差角度的補償過程中，由于零點漂移和陀螺精度的限制，可能仍然會存在少量誤差。在系統中配合以圓錐掃描跟蹤，可以進一步消除角度誤差，使天線精確對準衛星。

2.1跟蹤方式

船載天線控制系統通過對天線各種數據的采集得出天線的傾角進而調整天線的方位。跟蹤系統依據天線跟蹤目標方式的不同可以分為手動跟蹤、程序跟蹤和自動跟蹤三種，其中應用最為廣泛的是自動跟蹤，而自動跟蹤方式又可進一步分為步進跟蹤、單脈沖跟蹤、圓錐掃描跟蹤這三種基本方式。文中主要討論的是圓錐掃描跟蹤方式。

2.2圓錐掃描跟蹤方式

圓錐掃描跟蹤的原理是天線波束偏離天線對稱軸一定的角度，并繞對稱軸快速旋轉，在波束最大增益方向呈圓錐形旋轉。如果衛星偏離天線對稱軸，目標回波信號將由等幅信號變為一個幅度調制信號。對信號解調和鑒相可得到天線波束的角誤差，用以控制天線向減小目標偏角的方向轉動，實現跟蹤。這種工作方式雖然設備較簡單，但是饋源偏離拋物面的焦點做持續的圓周運動，會造成天線增益和可靠性的下降。

載體高速運動時，為了對目標進行準確的跟蹤，可以采用提高圓錐掃描的角速度的方法，但是結構上的難以實現和跟蹤接收機的滯后性將制約系統在這一情況下的跟蹤能力。經過實驗，適合本系統的圓錐掃描速率在7.5～9.5Hz。

3硬件系統設計

3.1地球站伺服系統硬件結構

地球站伺服系統的硬件原理結構如圖2所示。在伺服系統中，傾斜儀能夠輸出天線面的俯仰角度和橫滾角度，羅盤可以輸出天線面的方位角度，系統根據角度數據驅動俯仰電機、極化電機和方位電機到達目標的相應角度。

圖2 地球站伺服系統硬件框

穩定模塊中的傾斜儀和羅盤等部分會存在一定的誤差，因此系統需要在正確的對星角度周圍做掃描運動，借助接收機來使天線面最終對準衛星。

3.2相關模塊設計

系統中的GPS模塊使用的是SiRFstar Ⅲ，這一芯片通過采用20萬次/頻率的相關器提高了靈敏度，可以同時追蹤20個衛星信道。它的輸出數據波特率為4800，并且支持協議訊息NMEA-0183。

傾斜儀模塊使用SANG1000-D065雙軸傾角傳感器，它可以輸出傾斜角度和橫滾角度。每秒20次的數據輸出頻率和正負60度的測量范圍可以滿足系統實時監測傾斜角度和橫滾角度的需求。

羅盤模塊采用PNI電子羅盤系列中的三軸羅盤TCM5，它采用磁感應技術，在任何環境下都能保證精度，分辨率高達0.1°。而且在正負90度的俯仰和正負180度的橫滾范圍內都可以使用。

接收機將天線接收到的微波信號進行放大，并將其幅度轉換為直流信號，直流信號的強弱對應于微波信號的大小。接收機的跟蹤信號分為信標信號和導頻信號兩種。前者直接來自于衛星本身，在沒有其他導頻信號的前提下，可以利用信標接收機實現對衛星的實時跟蹤。大部分衛星都會轉發含有通信信息的導頻信號，例如移動通信系統中的導頻信號。因此也可以利用導頻接收機來實現對衛星的跟蹤。此次設計的伺服系統采用兩種接收機并存的方式，可以保證跟蹤的可靠性。

3.3 C8051F020單片機

C8051F020器件是完全集成的混合信號系統級MCU芯片（SOC），它使用Cygnal的專利CIP-51微控制器內核，CIP-51與MCS-51指令集完全兼容。它采用流水線結構，與標準的8051結構相比指令執行速度有很大的提高。CIP-51提供了22個中斷源，允許大量的模擬和數字外設中斷微控制器，因而有更高的執行效率。具有64個I/O引腳，每個端口都可以配置成推挽或漏極開路輸出。C8051F020 MCU內部有一個SMBUS/I2C接口、兩個具有增強型波特率配置的全雙工UART和一個增強型SPI接口，每種串行總線完全用硬件實現，都能向CIP-51產生中斷。它內部有一個12位的ADCO，該子系統包括一個9通道的可編程模擬多路選擇器（AMUXO），一個可編程增益放大器（PGAO）和一個100ksps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC；一個8位的ADCI； 5個通用的16位定時器、片內看門狗定時器和5個捕捉比較模塊的可編程計數器/定時器陣列等。

4結 語

針對艦船移動時衛星信號收發不穩定的情況，設計了一種船載衛星通信地球站伺服系統。該系統在高速、高性能的微處理器C8051F020型單片機的基礎上，通過并行數字I/O端口和串行接口等與外設進行數據交換，同時開發了串口通信應用程序。最后在單片機和模擬搖擺臺上進行了功能測試，結果表明該系統基本實現了跟蹤數據的采集和監控。為船載衛星通信地球站伺服系統在艦船上的應用提供了可行性方案。

參考文獻

[1] 方華，丁科，續欣，冒俊峰，李江華. SCPC/DAMA衛星地球站軟件設計與實現[J]. 通信技術. 2010（12）

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論文摘要：現今的電子通信技術屬于一種尖端的且應用性極強的技術，一個國家的科技發展水平和進度關鍵看電子通信技術水平的高低。電子通信產業是信息產業不可或缺的一部分，電子通信技術的進步和發展直接帶動先進的生產力和科技實力。電子通信技術涉及的領域和范圍較廣，特別突出在移動電話和衛星通信兩個方面，本文也將重點通過這兩個方面來分析電子通信系統關鍵技術的問題。

隨著電子通信技術的發展，它同時在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運用電子通信技術突破時間和空間的局限來學習和工作。電子通信技術不僅改變著人們，它還在改變著社會和國家，使得國家不斷發展，特別表現在衛星通信技術上。當然我國的電子通信技術還存在一些關鍵技術的問題，有待人們改善和加強。

一、電子通信系統概述

電子通信技術屬于現代通信技術中的一大部分。電子通信技術還是信息社會的主要支柱，是現代高新技術的重要組成部分，甚至是國家國民經濟的神經系統和命脈。在現代化信息社會，電子通信技術無處不在，它涉及的范圍也很廣，包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領域，還有軍事和國民經濟各部門的各種信息系統都要運用到電子通信技術。

電子通信系統中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛星通信。其中移動通信就包括了衛星通信，此外還有蜂窩系統、集群系統、分組無線網、無繩電話系統、無線電傳呼系統等多個領域。

二、電子通信系統關鍵技術問題

近幾年來，電子通信技術應用十分廣泛，就其最具代表性的移動通信和衛星通信來看，就存在很多關鍵性的技術問題，有待加強和改善。移動通信技術在電子通信技術中發展范圍最大最迅速，傳統的蜂窩通信因為可用無線頻譜資源的增加和無線信號的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外，頻繁的越區切換導致空中資源的浪費和頻譜效率降低，這也使得網絡建設的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出，要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統容量，就應該突破傳統蜂窩體制，應用新的移動通信技術。

1、移動通信系統關鍵技術問題

在移動通信系統中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式，每個小區內都有很多個無線信號處理單元，這些單元距離都比載波波長要遠得多，并且它們都能進行功放變頻和信號預處理。要在核心處理單元實現信號處理的功能，首先就要完成信號的收發功能和一些簡單的信號預處理，然后就要與核心處理單元連接，通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實現。有兩種方式可以實現分布式移動通信，第一種就是在所有的無線信號處理單元上所有相同的下行鏈路信號同時發射，然后小區內的無線信號處理單元接收到上行鏈路信號之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優點是簡單，缺點則是會不斷干擾系統，阻礙了系統容量的擴大。第二種方式則是在整個業務區域內完成無線覆蓋的分布式天線結構，通過用大量的無線信號處理單元來實現，從而突破傳統蜂窩小區的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統”，即“僅與移動臺相近的信號處理單元負責與移動臺進行通信”的方式。第二種較之第一種更理想，但同時它也更復雜。

分布式移動通信較傳統的移動通信技術有幾點優勢，第一是小區間干擾低、SIR高且系統容量大，第二是它內部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應，還能夠保證不衰落和擴大系統的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號的功率，還能降低其切換次數。第四是它對其他通信系統的干擾小并且在相同發射功率下覆蓋的區域更大，反之其發射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實現任意形狀的無線業務服務區，還能核心處理單元集中處理信號。更能有效利用無線資源。

子通信系統分為5層：應用層、驅動層、傳輸層、數據鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應明確，接口應簡單，從而為硬軟件的設計實現奠定良好的基礎:應用層是通信系統的最高層次，它實現通信系統管理功能（如初始化、維護、重構等）和解釋功能（如描述數據交換的含義、有效性、范圍、格式等）。驅動層是應用層與底層的軟件接口。為實現應用層的管理功能，驅動層應能控制子系統內多路傳輸總線接口（簡稱MBI）的初始化、啟動、停止、連接、斷開、啟動其自測試，監控其工作狀態，控制其和子系統主機的數據交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數據傳輸，傳輸層的任務包括信息處理、通道切換、同步管理等。數據鏈路層按照MIL—STD一1553B規定。控制總線上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規定，處理1553B總線物理介質上的位流傳輸。應用層、驅動層在各個子系統主機上實現，傳輸層、數據鏈路層、物理層在MBI上實現。

2、衛星通信系統關鍵技術問題

衛星通信在電子通信技術中最為先進，它也有很大的優勢，包括通信距離遠并且容量大，通信線路質量穩定可靠以及機動性能優越和靈活地組網等這些都是別的技術沒有的特點。但隨著不斷快速發展的全球信息化產業，人們對信息的需求也越來越復雜多樣，電子通信技術已進入高速、多媒體、業務多樣化和可移動的個性化時代。

目前的衛星通信的一些關鍵技術也存在一些問題，它包括高速數據的業務需求。以及衛星通信應用寬帶IP的難點。現代衛星通信技術采用一些關鍵技術來解決問題，一個就是數據壓縮技術，它能讓靜態和動態的數據壓縮都能有效提高通信系統在時間、頻帶、能量上的工作效率；第二個就是智能衛星天線系統；第三個就是寬帶IP衛星通信技術的研究；第四個就是新型高效的數字調制及信道編碼技術；第五個就是多址連接技術的改進和發展；第六個就是衛星激光通信技術。

未來的衛星通信數據率會通過激光通信來實現，激光的優勢會在互聯衛星網中得到充分發揮，因為在那里經常會應用到激光通信技術，它在外層空間進行，所以不會受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術來縮短全球衛星通信中的“雙跳”法的信號時長。有專家提出“在衛星激光通信在比微波通信數據速率高一個數量級的理想情況下，天線孔徑尺寸會比微波通信衛星減小一個數量級”的觀點。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進行工作和運行未來的衛星之間進行激光通信是很有前途的。

總而言之，電子通信系統在這個信息化時代無處不在。在電子通信系統中范圍最廣最常見的就是移動通信技術和衛星通信技術，移動通信技術體現在日常的電視廣播網絡等各種電子傳輸工具上，而衛星通信系統則運用在比較大型的工程上。電子通信系統的發達和完善與否直接決定了一個國家和社會的強弱，所以對其關鍵技術問題的分析和研究是很有必要的，掌握了其關鍵技術就能很好地運用和完善它。

參考文獻

[1]劉旭東，衛星通信技術[M].北京：國防工業出版社，2000

[2]楊運年，VSAT衛星通信網[M].北京：人民郵電出版社，1997

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1跨層技術的相關概述

關于跨層技術，根據以往學者研究，其在寬帶衛星標準中主要體現在：第一，返向信道協議，其將系統中的多址接入方式、物理層定義、交互式模型以及管理模塊等進行明確。第二，衛星網絡標準，該標準中更傾向于將MAC/SLC層定義、物理層定義等融入其中，并考慮在鏈接控制、衛星鏈路控制等方面制定標準協議。第三，跨層技術內容，主要包括QoS結構、TCP加強技術等。事實上，跨層技術在通信系統中側重于Qos結構、MAC層以及物理層等方面，通過設計完善有利于通信系統整體容量提升，而且在抵抗雨衰方面的能力得以提高。

2跨層系統模型的設計

2.1跨層系統模型的設計在衛星通信系統中，其存在較為明顯信道條件差、系統時延大等特征，無法符合QoS要求與交互式業務需求，需要通過跨層設計使系統整體性能得以優化。模型構建中首先需從應用層設計著手，一般應用層是用戶業務屬性的具體表現，若底層網絡協議較為單一，其將難以滿足用戶業務需求。因此，將跨層技術應用其中，主要需結合業務時延、QoS要求、數據速率特征等相關要求，確保相應網絡協議得以優化。其次，從傳輸層設計角度，其主要用于連接端與端，相關的如吞吐量、擁塞窗口以及往返時間等都可作為設計的重要參數。以其中擁塞窗口為例，一旦系統因無線信道條件過差而發生數據丟失情況，此時系統傳輸效率將受到影響，對此便需明確擁塞窗口的相關參數。再次，網絡層的設計，該部分設計的目的主要在于做好IP數據包尋址、路由選擇等控制，將跨層技術的引入其中可保證數據包的發送更為便捷，如應用層、網絡層間，跨層技術的應用主要表現在利用應用層相關QoS信息、業務優先級等使網絡層路由策略被合理優化，這樣數據包的轉發可自動進行尋址。最后，數據鏈路層，該部分功能側重于合理分配時隙資源，將跨層技術引入其中，主要使鏈路傳輸的可靠性得以保障。例如，對于不同應用層業務，在數據幀處理過程中應注意對不同時延要求、可靠性要求進行采取不同的跨層設計方式，如數據幀要求具有較高的可靠性，應注重通過ARQ層跨層設計使該問題得以解決，而對于數據幀具有低時延要求問題，要求進行優先處理。除此之外，模型設計過程中還需考慮到物理層設計內容，其功能在于數據傳輸過程中，能夠使數據控制在相應的誤碼率范圍。將跨層技術引入其中，如編譯碼技術，其便是對應用層、物理層進行跨層設計的重要方式。

2.2跨層帶寬分配設計在帶寬分配設計中，首先需進行分配框架的構建，主要以應用層、傳輸層、網絡層、MAC層、物理層為主。其中應用層框架內，QoS相關參數主要表現在響應時間、優先級等方面；傳輸層中的QoS參數以時延為主；網絡層參數包括帶寬要求、丟包率以及時延等；物理層側重于符號速率以及誤碼率；而MAC層注重對預留寬帶、可持續速率等參數進行分析。其次，需做好分配約束條件的設計。以MF-TDMA接入方式為例，其是現代大多通信系統中常用的多址接入方式，其在約束條件上主要表現為：對于不同衛星終端避免應用同一時隙資源、帶寬分配中避免存在時間重疊問題、帶寬分配上限以一個載波容量為主。

3多媒體通信技術的應用

單純依托于跨層設計，衛星通信系統在通信功能上將無法得到最大程度的發揮，需將多媒體通信技術引入其中，這樣在系統應用下用戶之間可實時交換信息。具體技術應用主要表現在H.264/AVC標準的制定、視頻誤碼控制以及去塊濾波器等方面。其中在標準制定中，可靠率對數字視頻引入相應的編解碼標準，即H.264，其又可叫做AVC，利用其對系統進行解碼，可使解碼效率得以提高，而從壓縮圖像方面看，該標準在保持較高數據壓縮率的同時不會過多占用網絡帶寬，能夠最大程度的節約帶寬資源。在誤碼控制方面，以視頻信號為例，系統傳輸信號過程中往往存在中斷、延遲等問題，容易出現丟包或誤碼現象，所以需引入誤碼掩碼技術，可通過有效的解碼形式對接收端信息進行分析，若存在數據丟失情況可直接進行恢復。另外，去塊濾波器方面，其作用在于將解碼塊效應進行解決，通常解碼完成后很可能存在虛假邊界現象，特別引入H.264/AVC，這種現象更為明顯，所以需通過去塊濾波器使視頻質量得到提升。

4結語

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1概述

近年來滑坡、崩塌、泥石流等地質災害頻繁發生。據中國地質環境監測院的2014年全國地質災害通報，2014年全國共發生地質災害10907起，造成349人死亡、51人失蹤、218人受傷，直接經濟損失54.1億元。

傳統地質工作中，當災情發生時，首先通過基層上報，然后再派遣專家、專業技術人員到達現場，收集資料，再進行應急指揮與調度。該工作模式不能及時、有效地將現場災害情況上報給上級主管部門。隨著無線通信、衛星通信、“3S”技術、無人機航拍技術等的興起與日益成熟，充分利用現代高新技術為地質環境管理工作服務，不僅可為地質災害調查提供及時、可靠的基礎信息，也可對地質災害遠程會商、應急指揮、實時調度、決策支持等提供有力的技術支持。

地質災害遠程會商與應急指揮系統是基于我國地質災害應急體管理系、地質災害研究成果、計算機網絡技術、視頻會商、現代衛星通信技術為一體的綜合系統，是在充分利用現有地質災害調查成果、監測技術體系的基礎上，依托先進的計算機網絡通信技術、衛星通訊技術，無線通訊技術，通過有機集成，功能改進完善，滿足部門三級體系多方遠程會商和應急指揮需求，建立的地質災害應急指揮綜合信息系統。

2 遠程會商應急指揮系統建設

地質災害遠程會商及應急指揮系統是以地質災害防治及應急指揮工作需求為目的，在基于衛星傳輸的多級、多節點網絡體系下，實現視音頻、專業數據的傳輸及協同瀏覽，為部局提供決策支持。系統由以下幾部分組成：（1）應急通信系統。應急通信系統主要用于支持突發地質災害應急處置時話音、數據、視頻等業務的傳送需要，利用已有通信資源，配備有線調度、無線調度、衛星、短波等通信手段，實現與各級應急平臺間以及與應急現場間的信息傳送，確保應急處置時通信聯絡的安全、可靠、通暢。（2）計算機網絡系統。計算機網絡系統的基礎是有中國地質環境監測院連接到國土資源部、中國地質調查局、及由衛星IP網絡連接省級應急中心（省總站）、突發地質災害現場的多級多節點網絡體系，各級節點部署網絡為了保障應急指揮系統的通暢運行，通過對鏈路性能、帶寬控制、衛星網絡管理、多級網絡連接等多方面工作內容進行嚴格的質量控制，保障地質調查、應急會商數據的實時傳輸。（3）視頻會議系統。系統按照國土資源部應急平臺視頻會議系統建設的統一要求配置華為會議終端等設備，視頻會議系統在國土資源主干網上建設，并充分利用現有視頻會議系統向下延伸和互聯。（4）無線單兵系統。無線單兵系統能夠將現場圖像實時傳輸到應急會商指揮車，傳輸距離在通視情況下一般不小于2 公里，具備雙向語音功能，頻點、功率可調，采用背負式結構，機動性強。（5）其它圖像接入系統。地質災害現場往往由于危險，應急調查人員無法進入到現場進行調查，在這種情況下，利用無人載具飛行器攜帶無線圖傳設備，代替調查人員深入到危險地帶將災害現場情況實時傳回應急指揮車，通過衛星鏈路傳到后方的指揮中心。

3遠程會商系統組織模式

（1）野外現場到指揮車。野外無線單兵、無人飛行器及其它視頻采集設備將采集到的現場的音視頻圖像實時傳輸到應急指揮車里，進入視頻會議終端系統，同時音頻是雙向傳輸，前方人員接受后方指揮指令開展現場工作。（2）應急指揮車到后方指揮中心。視頻會議系統將野外單兵等設備傳過來的音視頻與指揮車輸入音視頻進行混合編碼，然后由衛星調制解調器對音視頻碼流進行打包與封裝，經過調制經衛星天線發出，衛星信號在固定站落地經過解調，音視頻信號進入會議終端，并通過多媒體終端進行展示。（3）后方指揮中心到部、局應急指揮中心。利用中國地質監測院連接到國土資源部與中國地質調查局的計算機網絡，前方應急指揮車可以快速同部、局會議系統互聯互通，快速實現災情上報與實時多方應急會商。

4遠程會商系統應用推廣

截至2014年12月，系統已建成衛星數據傳輸網衛星數據傳輸主站建在北京，目前主站長租衛星帶寬4Mb/年；數據通信能力為：各省級固定站及小站與北京主站間的5方視頻會商，可支持12個衛星站點同時在網傳輸音頻/視頻/數據等綜合信息。

全國共建成衛星固定站22套，車載便攜站34套，建設覆蓋全國的應急衛星通訊網，極大提高地質災害應急響應、災情上報速度，也為地質災害救援與現場處置提供了強有力的信息化手段。

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【關鍵詞】擴頻通信技術工作原理應用

一、擴頻通信技術概述

1.1擴頻通信技術的概念

擴頻通信技術即SSC，是英文Spread Spectrum Communication的簡寫形式，其具體是指用來傳輸信息的射頻信號帶寬遠遠大于信息本身帶寬的一種通信方式。舉個簡單例子說明一下，某二進制的數據流，其傳輸速率為64kb/s，也就是說該數據流的基礎帶寬僅為64kHz，而借助擴頻技術進行傳輸時，它的帶寬則可被擴展為4MHz、26MHz，最大時甚至可以擴展至120MHz或更多。SSC的基本特征如下：利用比發送信息數據的速率高出多倍的偽隨機碼將載有信息數據的基礎帶寬信號的頻譜進行相應地擴展，使其形成寬帶的低功率頻譜密度的信號來發射，其信道容量的公式為C=Wlog2（1+P/N），該公式指出當信息傳輸速率C不變時，帶寬W與信噪比P/N是能夠互相轉換的，即通過增加帶寬可以在較低的信噪比前提下以相同的信息傳輸速率進行可靠的信息傳輸，還有可能在信號被徹底淹沒的條件下借助增強信號帶寬來實現可靠通信，這就是SSC的基本理論依據。

1.2擴頻通信的特點

擴頻信號本身屬于一種不可預測的偽隨機帶寬信號，它的帶寬要比欲傳輸數據信息的帶寬大很多，并且接收機中必須帶有與該帶寬載波同步的副本，正因如此，使得擴頻通信技術具有了以下特點：其一，超強的抗干擾性。因為擴頻信號本身具有的不可預見性，從而使得干擾者很難利用觀察來進行有效地干擾，通常只能夠使用發射與擾信號不匹配的干擾技術，而這種做法所能起到的干擾效果并不大。由于擴頻通信在傳輸信號的過程中對信號本身的帶寬進行了擴展，故此，在信噪比很低的前提條件下，仍可以保證高質量的通信，這使其具備了較強的抗干擾能力；其二，良好的保密性。在發射功率一定的前提下，因擴頻信號分布在很寬的頻帶內，無線信道當中有用的信號功率譜密度非常低，這樣一來信號便可以在極強的噪聲背景下進行可靠通信，想要截獲這樣的信息非常困難，為此，其能夠實現隱蔽通信，具有良好的保密性；其三，可實現碼分多址。在通信系統當中，可借助擴頻調制中使用的擴頻碼序列間較好的相關性進行解擴，這樣系統便能夠區分出不同用戶的信號，多用戶同時通話便不會發生互相干擾的情況。

二、擴頻通信技術的具體應用研究

在上個世紀80年代，擴頻通信技術便被廣泛應用于軍事領域當中，隨著近些年來科學技術水平的不斷提高，該技術也日趨完善，并在諸多領域當中獲得了推廣應用，其應用范圍還在進一步擴大，下面簡要介紹一下擴頻通信技術在各個領域中的具體應用。

2.1擴頻通信技術在軍事通信中的應用

軍事是一個國家國力的象征，在軍事領域當中有著大量需要保密的信息，正因如此，使得擴頻通信技術成為軍事通信反對抗當中最為重要技術手段，該技術現已被廣泛應用于各種通信信息系統、武器系統以及系統當中。在海、陸、空戰術的通信當中，常采用擴頻通信技術來增強通信電臺的抗干擾能力，提高戰術電臺的抗干擾性和數字化程度將是其未來一段時期的主流發展趨勢。在1991年的海灣戰爭中，以美國為首的聯軍大量使用了帶有擴頻技術的GPS定位導航系統、定位報告系統、聯合戰術信息分布系統以及單信道機載系統等等。經過實踐應用表明，擴頻通信技術在軍事通信領域當中有著非常重要的作用。

2.2擴頻通信技術在移動通信中的應用

移動通信屬于民用通信領域的范疇，它與人們日常生活息息相關。目前，新一代的數字蜂房移動通信系統中廣泛應用了擴頻通信技術，這使得頻譜利用率獲得顯著提高，同時共信道干擾的影響也大幅度減小。通過擴頻通信技術的碼分多址系統，可以給每個移動臺都分配一個特有的隨機碼序列，并且各個臺之間均不相關，這樣便能夠非常方便地區分開各個移動臺的不同信號，從而使得在一個信道當中可以同時容納更多的用戶，頻譜利用效率較傳統的頻分多址增強了將近20倍左右。以往的移動通信中多徑效應產生出來的衰落相對比較嚴重，而通過擴頻技術能夠有效地克服多徑效應對移動通信質量的影響。

2.3擴頻通信技術在民用衛星通信中的應用

目前，擴頻通信技術已經在軍事衛星通信領域中獲得了非常廣泛的應用，因擴頻碼分多址系統具有組網靈活性高、承受過載能力強等特點，從而使其在民用衛星通信中也獲得了一定的應用，并取得了顯著的效果。在民用衛星通信當中采用擴頻碼分多址技術以及偽隨機序列擴展頻譜的方法，能有效地實現能量擴散，進而達到減少衛星系統干擾的目的。

2.4擴頻通信技術在測距定位中的應用

GPS屬于多星共用兩個載波頻率發送定位信號的衛星定位系統，因而它需要采用擴頻碼分多址的方式來對各個衛星的地址進行區分。每一顆衛星都可以分配到一個特定的偽隨機序列碼型，碼片的寬度越窄測距的精確程度就越高。此外，借助直接序列擴頻還能增強測距過程的抗干擾能力，加之其采用的是無源定位的方式，故此系統所能夠容納的用戶數量沒有上限。現階段，我國軍事領域以及民用部門都將GPS作為接收設備在使用，很多定位工作也都是通過GPS來予以實現的。

三、擴頻通信系統的工作原理

通常情況下，研究擴頻通信系統的工作原理都是就直接序列擴頻而言的，所謂的直接序列擴頻通信系統是以直接擴頻的方式構成的一種通信系統，簡稱為DS系統，這是最為典型的擴頻通信系統，它的發射機機與接收機結構如圖1所示。

從圖1中可以看出，A為輸入數據信息，其經過信息調制后變成寬度為B1的調頻信號，然后再借助偽隨機擴頻序列調制成帶寬為B2的信號后進行發射。當接收機接收到發射信號以后，通過對偽隨機擴頻序列相位的準確捕捉，便可以產生出與發送來的相位一直的PN碼，該碼可作為解擴本地信號之用，以便恢復成為窄帶信號，并對發送來的A數據信息進行估計，這樣整個接收過程便完成。該系統具有以下優點：容易產生編碼信號、載波頻率僅有一個、頻率合成器簡單、用戶之間不需要同步、接收機能夠實現相干解調等等。