卫星通信作用范文

导语：如何才能写好一篇卫星通信作用，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：GMDSS卫星通信系统；航海安全；发展前景

GMDSS卫星通信系统，中文翻译为全球海上遇险和安全系统，开发于1992年，该系统开发目的在于保护海上人民及财产安全。随着现代科学技术的发展，GMDSS系统产生了日新月异的变化。但也因为现代科技发展迅速，GMDSS也面临着更大的挑战。由此，科学研究者、GMDSS系统操作员，作为GMDSS接触最密切的成员，使GMDSS系统的革新与发展跟上时代的需求与脚步，是他们最大的使命之一。

1 GMDSS系统概述

1979年由联合国提出的国际海上搜救条约是建立GMDSS卫星通信系统的最初动力。其目的在于建立起最全球性的现代通讯系统，涵盖面广。在系统范围内无论什么类型的海上行驶工具出现任何故障，距离较近的各个搜救点得到求救信号后，由可以提供支援的、可在最短时间内进行搜救与各项协助的搜救点提供最直接的帮助。若事故范围较大，可由较多个搜救点通力合作，一同处理海上事故。在平时，GMDSS系统还可以为各个海上行驶中的船只提供日常安全信息[1]。

2 GM DSS的功能概述

GMDSS最主要的功能是全球范围内的海上救助。当有船只发生事故，附近搜救点与海上船只可迅速获取其求救信息，并在第一时间内提供海上救援。其次，GMDSS还提供日常的海上信息，如天气警报，保障海上船只的安全行驶。为了GMDSS系统可以更好的发挥作用进行第一时间内的海上救援行动，它要求进行海上行驶的船只，不论行驶在哪个地方，都须具有以下5大功能：一、船上有至少两个报警系统，且必须相互独立；二、可以接收到其余船只的事故报警；三、可以发送并且接收协助救援的船只信号；四、可以发送并且接收GPS定位信号；五、可以发送并且接收日常的安全信息，如天气警报等。自1992年起GMDSS系统存在，利用它的遇险警报可以发射出第一时间需要救助的求救信号。GMDSS系统的主要功能是在船只发生各种事故时向RCC发出求助警报，RCC可以在第一时间内规划出搜救行动，并立即执行[2]。由联合国的海上救助公约规定，救助附近发生事故的船只是海上行驶的所有船只的义务。但此公约在真正实行中的结果是在船只较少的区域中，海上救援活动并不是时时都能在第一时间开展。

3 GMDSS卫星通信系统对航海安全的作用

报警信息可以准确无误地从遇险船只处发射、迅速地被附近搜救点接收，这是一个救援行动最重要的开始。GMDSS系统正是为此而生的。它可以提供各种各样不同情况下的求救方式，让遇险的船只在各种遇险情况下准确无误、快速地发射出求救信号变成现实。GMDSS系统提供的是一键式得求救报警系统，在任何紧急情况下，只要遇险船只上的工作人员按下此键，就可以完成快速的求救报警。求救报警可以告诉搜救点遇险船只具体的遇险位置、船只类型、遇险类型等有助于救助行动的的一切相关信息[3]。若遇险情况有缓和的现象，遇险船只可通过具体的求助信号补充一些遇险信息，来帮助搜救船队的救援行动。当岸上的搜救点接收到遇险警报后，可以通过派遣救援队伍、发射相关信息给遇险船只附近船只等方式进行救援行动的开展。具体救援行动从实际情况考虑出发，一切以生命安全为先作为考虑因素。

3.1 卫星系统报警

首先，可以通过INMARSAT系统进行报警。设置于A、B、C、F77船站上的报警按钮或报警菜单，便于相关人员在事故第一时间内进行报警，通过GPS技术与其他船舶相连接，可以将本船的位置、航线等信息发至别船来进行相救。

其次可以通过COSPAS-SARSAT系统卫星示进行位置的标定，并通过（EP IRB）系统自发报备。EP IRB的报警操作方式是手持方法，在遇到紧急情况下会自动发放卫星示位标，使其在海面上漂浮。另外， EP IRB的工作环境温度在-30～+70度的范围之间，从 20m的高度落入水中也不会有丝毫损伤，能在水下10m狗狗正常工作，保持5min以上的密闭性，无论怎样的倾斜或是摇晃，都能够保证准确无误的想求救信号发出。

3.2 地面系统报警

地面系统的报警工作原理是带有DSC功能的甚高频、中高频、高频技术。能够在频率为VHFCH70、2187.5KHz、及4、6、8、12、16MHz频段的频道上完成报警。在A1海区中的船只，主要通过DSC在VHF的70频道上进行报警，同时也可以使用MF（2187.5KHz）的频道进行报警。在A2海区中的船只，主要在2187.5KHz频道上进行报警，也可以通过VHF的70频道进行报警，以上两种方法都是可行的。在A3、A4海区中的船只，主要以HF（4、6、8、12、16MHz频段）的频道进行报警，也可以通过VHF的70频道、MF（2187.5kHZ）报警进行报警，以上两种方法都是可行的。由此可见，无论船舶处于1、2、3、4海域，都可以通过两种以上的方式进行预先报警[4]。此外，GMDSS针对每个报警频道都有专门的后续通信频率，有助于下一步的救援开展。

通过GMDSS，可在船到岸、船到船、岸到船这三个方向上进行遇险报警。系统对于报警的灵敏度极高，因此失误率极低，使得船只的预先救援成功率大大增加。但是，只有在100米之内的船到船的报警才会有效，因此如果遇险船只的周围100内没有其他船只，GMDSS就可利用卫星通信或高频（HF）通信，向海岸救援站援助。救助协调中心（RCC）一单接受到这样的营救援助信号后，就会向其他船只发信遇险船舶的相关信息进行海上援助。RCC可利用卫星通信系统将船舶的遇险信息发送的其他电台，便于获得更加宽广的救援力量。在接收到遇险报警的转发后，在遇险船只附近的船舶可以在第一实践与岸上与海上相关人员建立建立通信，以便协调援助。

4 GMDSS卫星通信系统的发展前景

4.1 拓宽卫星通信系统辐射范围

GMDSS卫星通信系统由各种服务板块组成，其中一块是国际移动卫星。随着现代技术的发展，国际移动卫星也在被不停地修改与完善。但是，该系统的覆盖面较小，只有南纬700到北纬700的范围，这就是它最大的局限所在。近年来新开发的北极附近的航线就无法在此范围之内。经过科学研究者不断的努力，第四代国际移动卫星已经冲上云霄在天上建立了区域网，但由于之后太空中未知因素的影响，并不确保它不会遇到各种挑战，若GMDSS系统对于国际移动卫星的依赖性过强，将会导致GMDSS也受到未知的挑战。根据GMDSS系统改革工作规划，在未来的十年中，GMDSS卫星通信系统将完成质的飞跃。多元化是GMDSS系统改革的最终目标。届时，只要是符合IMO决议及相关文件要求的，都可以成为GMDSS系统的服务商，打破IMSO“独权”的现象[5]。目前，中国北斗系统正在加紧系统改善的步伐，争取早日可以符合IMO决议及相关文件，成为GMDSS系统的服务商之一。

与此同时，电话与电传也不将再是求助报警的唯一方式，GMDSS卫星通信系统的业务将得大大幅度的扩张，E-MAIL等新型的报警方式正在研究试行中。随着科技日新月异的发展、数字网络方式的传输，海上的救援方式和救援行动将会开展得更加高效。

4.2 巩固地面通信系统成果

4.2.1 引入E-MAIL新设备

传统的NBDO由于存在电台数少、操作不简便等缺点，E-MAIL等新媒体下的网络产物已经有取代NBDO的趋势。目前，E-MAIL已经被国际移动卫星系统下的某些船站接收，并得到了大力支持。尤其是国际移动卫星系统中的F船站，已经可以实行E-MAIL通信，该方式下的通信支持图片、音频都新型格式，方便船只与船只、船只与船岸的信息交流，从而增强了对于海上船只的安全、有效管理。传统的NBDP相较于E-MAIL而言，虽然成本较低，但是它的功能有限、操作方式复杂，且在海上通讯中容易造成信号不稳定，有被E-MAIL替代的风险。

4.2.2 简化数字选择性呼叫系统（DSC）操作

地面信息通讯系统中承担发射求救报警任务的设备是数字选择性呼叫系统，可根据近年来IMO的调查结果显示，地面数字选择性呼叫系统的误报率很高，这就使人们开始质疑数字选择性呼叫系统存在的意义。为解决此问题，IMO与各个签名国家联手大力治理，可还是无法大幅度降低数字选择性呼叫系统的误报率。目前，IMO制定了标准，让数字选择性呼叫系统在简便操作的同时降低误报率。

4.3 集成化海上安全信息（MSI）新系统

随着近年来航海战略的数字化，海上最主要的安全信息收发系统NAVTEX也正接受新的挑战。首先，改变NAVTEX广播式播发，试验NAVDAT的新系统。2008年，法国科学研究者开始试验一个新系统，名为NAVDAT。该系统的工作信号为四百九十五到五百零五赫兹，相较于传统的NAVTEX，它具有安全高效的特点。最大的区别在于它类似于EGC系统，可以进行有选择性的寻找地址。其次，集成化NAVTEX和EGC数据，降低GMDSS操作员工作负担[6]。根据如今在实行的MSI系统方案，海区A1、A2主要由NAVTEX负责，海区A3和NAVTEX无法顾及到的海区主要由EGC系统负责。美国就此现象提案，通过现代技术将MSI接收到的数字信息在ECDIS中现实，国际电工技术委员会根据该提案制定了相关接口的标准，这一系列举动意味着MSI的信息将集成化，方便船只工作人员查看NAVTEX、EGC上的数据，大大减轻了工作负担。

GMDSS卫星通信系统，中文翻译为全球海上遇险和安全系统，开发于1992年，该系统开发目的在于保护海上人民及财产安全。通过卫星系统报警和地面系统报警，GMDSS卫星通信系统对航海安全有着重要作用。随着科学技术的迅猛发展，GMDSS卫星通信系统也面临着更新和变革，通过拓宽卫星通信系统辐射范围，巩固地面通信系统成果，集成化海上安全信息（MSI）新系统使得GMDSS有着更广阔的发展前景。

参考文献

[1]彭晓星.GMDSS系统存在问题及应对措施[J].上海海事大学学报.2011（01）.

[2]邸彦强，朱元昌，孟宪国，冯少冲，刘颖，梁冠辉.基于网格技术的多用户多任务模拟训练系统[J].系统仿真学报.2010（03）.

[3]张治国.软件测试简介及其常见认识误区[J].乐山师范学院学报.2012（05）.

[4]林长川，洪爰助，林鸿，黄丽卿，符强，陈智辉.网络型GMDSS模拟器开发研制[J].中国航海.2009（04）.

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【关键词】传统文化 创新行为 作用机理 创新价值 创新制度化

传统文化对企业创新行为的影响，很多学者已经做了研究，并出了很多成果。实际上，在传统文化与企业创新之间存在很大的跳跃，传统文化对企业创新行为的影响是间接的，弄清这种跳跃的中间过程，明确传统文化对企业创新的影响机制是非常有意义的。

笔者认为，传统文化通过两条途径影响企业创新行为，第一条路径为传统文化对国民的个性品质产生影响，而这些人作为企业员工对企业的创新行为产生影响；第二条路径是在传统文化与企业创新之间存在三个中间过程，分别是企业文化、创新价值观和创新制度化，社会传统文化影响企业文化的形成，企业文化内部需要有创新价值观作为核心，在创新价值观点指导下实现创新制度化，当创新成为一种制度时便会影响企业的具体的创新行为和活动。

一、传统文化对企业文化和员工行为的影响

一个国家的传统文化会对该国企业文化的形成具有重大的影响，传统文化是企业文化的基础。在传统文化的大环境下形成的企业文化，必然会打上传统文化的烙印。中国传统文化中，有一些思想观念和传统，长期受到人们的尊崇，成为生活活动的最高指导原则。在我国，反映到企业文化中并最终影响到企业创新行为的传统文化主要有两点：

（一）重伦理、倡道德的传统文化

中国传统文化的一个最大特点就是突出道德伦理性，传统的道德伦理思想是中国文化的核心部分，以血缘关系为纽带的宗法制度是中国传统文化的主要根基。这种道德观念认为家族整体利益是第一位的，要求尊敬老人、慈爱孩童、夫妻相敬、兄弟相亲，促进了人与人之间的和谐融洽关系。这反映到企业文化中，便是对企业内部和谐人际关系的重视，上下级坦诚相待、和睦相处，同事间感情融洽、配合默契。

（二）务实守城观念和追求稳定的传统文化

林语堂说：“中国人的生活视乎总是在一个更缓慢、更平静、更稳妥的水平上运行，不是像欧洲人那样富于行动和冒险，于是就发展了一些心理与道德上更平和、更消极的性格与习惯。”中国传统文化具有注重实际，追求稳定的特点。中国农业民族务实的精神、性格体现在许多方面。务实是农人的基本特点，不务实就没有收获，因此导致在文化上强调实用。比如，中国古代与生产、生活直接有关的学科受重视而发达，如农学、文学历史、天文历法、医学等传统学科成果丰硕，许多领域在当时居世界领先位置。

二、让创新价值观成为企业文化的核心

企业文化是企业使命和愿景、精神和价值观、运营理念、管理制度等的总和。一个企业要想做大做强并实现持续发展乃至基业长青，必须拥有企业的核心竞争力，企业文化史构成企业核心竞争力的关键因素。

诺基亚作为全球手机产业的领导者，仅仅在几年时间，就濒临崩溃。很多人认为因为诺基亚太大，无法及时应变，缺乏创新，来不及推出智能手机。实际上，诺基亚的创新能力是很强的。从把网络放在每个人口袋产品的概念到智能手机的概念机，从触控技术到现在当红的3D技术，诺基亚始终走在大部分企业之前。

笔者认为，诺基亚的失败是败在企业文化上，败在企业文化的核心----高效率控制成本。诺基亚的成本控制能力，早已成为成功教案。比如诺基亚1616型号手机，在供应链、采购上的强化，让诺基亚将市场价200美元的手机降到30美元。但是追求成本与极致效率的态度，让诺基亚连续犯下失误，舍弃触控风潮。

并不是说诺基亚的企业文化内部没有创新，但只有核心企业文化才能主导企业的发展，企业文化的其他部分只能是作为企业核心文化的辅助。在诺基亚，其核心企业文化便是成本控制和极致效率，这在一定程度上与创新文化是冲突的。这导致了其创新文化无法指导企业的发展。是高效率成本控制思维的企业核心文化，扼杀了诺基亚该有的创新。因此，要实现创新贯穿于企业的所有活动，必须让创新价值观成为企业文化的核心。

三、创新制度化

当创新价值观成为企业文化的核心后，需要实现创新的制度化，这样才能确保创新的执行。需要制定创新机制，鼓励全员参与创新。

创新需要一套完善的机制，包括创新的方法、奖励的标准，并能够做到及时、合理兑现。制定一套机制并不难，难的是让员工充分参与进来，并且充满了激情和热情。企业要鼓励全员参与创新，要有及时的奖励，要能够树立先进的人物事迹。领导要能够给予下属一定的权限和空间，不要管得过多过严，这样会压抑下属的创新热情。很多领导喜欢事无巨细地管理，时间长了，员工也会形成一种依赖的心态，凡事请示汇报，结果领导忙得焦头烂额。虽然下属在独立工作时，可能会出一些差错，但如果领导不能容忍，这样的团队是无法具有创造力的。

创新的源泉是企业在生产经营中出现的问题，不管是客户的抱怨，还是员工的牢骚，这些问题的解决本身就是一种创新。所以企业要有良好的沟通渠道，希尔顿有自己的顾客满意度追踪调查，每个月征求6万名顾客的意见，管理人员可以在线上看到整理后的意见，这样他们可以确切了解顾客对一系列涉及客服问题的看法，并制定相应的改善计划。希尔顿为此项调查的花费每年超过了150万美元！同样的，很多企业由于缺乏有效的公司内部员工之间、与外部客户之间的沟通渠道，所以总感觉创新无处着力。

参考文献

[1]王吉鹏.企业文化建设：厘定企业文化落地的方法和路径[M].北京：中国发展出版社，2005.

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关键词：专业应用；项目创新；团队协作；嵌入式系统；复合型人才；培养模式

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）44-0073-03

一、引言

人才培养模式[1，2]通常基于特定的教育理论，体现特定的教育思想，围绕一定的教育目标，针对人才规格，按照科学的教学规律，设定一系列的课程体系、教学内容、教学管理制度以及教学质量衡量标准等，并将这些要素进行归纳提炼，形成具有一定通用性和一般性的可用于指导类似领域人才培养的模式。因此，人才培养模式应反映特定的教育理论与教育思想，对高校人才培养质量起着重要作用，同时也受社会、经济、文化等因素的影响。随着知识经济的发展，企业竞争的焦点已经转到对技术与人才上来，企业对人才的需求，已经不再停留在单一的技术上，而是希望得到富有创新精神，具有可持续发展能力，具备优良的思想道德素质、丰富的专业知识及实践经验[3]的复合型人才。在人才培养上，单独依靠企业自身是无法有效实现的。因此，企业与高校相结合，人才培养的功能由高校来完成，形成合理的社会分工，才能使企业节省时间和成本，在激烈的竞争中获得发展[4]。随着信息家电、移动通信、消费类电子、物联网应用等的不断发展，嵌入式系统行业进入了一个快速发展的时期[5]。因此，其对人才的需求将呈现一个爆炸式的增长趋势。对于嵌入式系统领域的应用型人才，其培养模式应在符合高校人才培养规律的基础上，从高校自身的特点出发，结合嵌入式系统行业对人才的要求来构建。本文以江西理工大学应用科学学院嵌入式系统实验班为研究对象，力图从探讨人才培养模式的基本概念出发，以企业的角度，分析嵌入式系统研发人才所需的能力结构，进而提出“专业应用、项目创新、团队协作”三位一体的嵌入式系统复合型人才培养模式，并分析其培养体系及构成要素，最后对具体实施该模式的一些措施进行了介绍。

二、嵌入式系统研发人才能力结构分析

只有充分了解企业对嵌入式研发人才的能力要求，才能培养出具有核心竞争力和可持续发展潜力的毕业生。通过对众多嵌入式系统相关企业的调查，可以得到企业对嵌入式研发人才的知识能力要求，可将此作为制定人才培养方案的出发点。

1.产品研发能力。产品研发能力是企业对研发人才的最基本要求，这需要研发人才掌握嵌入式系统基本知识与基本技能，能够承担某一特定领域的独立研发和项目管理等工作，还能指导他人从事研发工作，跟踪行业技术及产品发展趋势。

2.事务处理能力。项目开发离不开与客户沟通、管理开发过程等事务性工作，因此研发人才应具备组织能力和领导能力，可以胜任项目开发的管理工作；具有较好的外语运用水平，包括外文资料的读、写等；还应具有较强的接受能力，能够快速学习新的知识。

3.人文素质。为了适应迅速变化的市场，并在竞争中获胜，还需要研发人才具备丰富的综合知识，眼界开阔，对行业动态具备敏锐的洞察力，能够快速获得各种最新的行业知识；具备良好的交流沟通能力，能够较好地通过语言文字表达自己的思想，撰写办公文档及技术文档等。

4.职业素养。研发人员应当具备团队协作精神，能够融入团队，共同合作；应具备爱岗敬业、不屈不挠的钻研精神，能够克服浮躁心理，坚持从基础做起；还应具备开拓创新精神，能从独特的角度看待问题。从上面的分析可以看出，企业对嵌入式系统研发人才的需求就是两个能力和两个素质（养），即产品研发能力、事务处理能力、人文素质、职业素养。研发人员具备了这两个能力，则可以胜任项目开发的各项工作；具备了这两个素质（养），则研发人员有着很强的适应能力和全面的综合素质，可胜任企业的各种发展需要。

三、培养模式框架

从企业对嵌入式系统研发人才的能力需求出发，以培养学生的专业应用能力为基础，以提升学生的综合素质为核心，以培养学生团队协作能力为导向，构建“专业应用、项目创新、团队协作”三位一体的复合型人才培养模式。这样便将专业教学、项目开发和学科竞赛有机地结合在一起，相互促进，为培养综合素质较高的复合型人才形成合力。该模式可以概括为图1所示的模型，在该模式中，复合型嵌入式系统人才的培养不仅立足于拓宽学生的知识结构，提升工程实践能力，还将注重通过项目创新、团队协作，使学生具备较强的创新能力、交流合作能力和工作适应能力，提升教学质量，进而提高毕业生就业竞争力。

图1 “应用、创新、协作”三位一体的嵌入式系统复合型人才培养模式

下面对图1所示的教学模式进行详细介绍。

1.进行企业需求调研，获得企业对嵌入式系统复合型人才的综合能力要求，并对这些要求进行解析，弄清楚需求所对应的知识与能力要求，然后有针对性地采取相应的培养措施。

2.整个模式可以分为有机联系、相互促进的三个方面：一是“教学过程”，主要研究人才的专业培养方案，包括根据企业需求制定教学计划，实施一体化综合实训体系，实施以工程项目为中心的教学模式等；二是“学科竞赛”，一方面主要根据学生的专业基础，寻找适合他们的嵌入式系统方面的竞赛，构建组织学生参加学科竞赛的机制，另一方面就是在教师的指导下，让学生作为主要力量组织校内的学科竞赛，从而锻炼学生的组织策划能力；三是“项目开发”，主要是通过组建课外兴趣小组或技术协会，以项目为载体，让学生参与开发，还可将开发作品用于学科竞赛。

3.这三个方面的实施过程中，自始自终都以提升学生的专业应用、项目创新、团队协作能力为目的，而这三方面的能力正是企业或行业所需要的能力，由此形成了一个良性的循环，即企业或行业提出人才需求，经分解成为知识和能力要求，通过专业教学、学科竞赛及项目开发三个方面，培养学生专业应用能力、项目创新能力和团队协作能力，最后成为符合企业或行业要求的应用型人才。

四、培养模式的实践

上面所介绍的培养模式已在江西理工大学应用科学学院嵌入式系统实验班进行了实施，取得了良好的效果。该班是一个以培养嵌入式系统领域的研发人才为目标的特色班，立足于企业对嵌入式系统人才的需求，突出学生工程实践能力的培养。自2009年创立以来，该班已经有四届毕业生，学生一次就业率均在95%以上，且大多数从事嵌入式系统研发或测试工作。下面是该班在实施“专业应用、项目创新、团队协作”三位一体的人才培养模式的过程中采用的一些主要措施。

1.实施以工程项目为中心的教学模式。“以工程项目为中心的教学模式”就是以典型的工程项目为对象，分解提炼其中的理论知识点和实践知识点，并将它们渗透到理论教学和实践教学之中，使得整个教学过程都围绕提升学生工程实践能力展开，从而培养出具有扎实理论基础的，能够胜任工程实践要求的高层次创新型应用人才。对于该教学模式的详细介绍，见文献[6]。

2.模拟企业研发的课程设计。为了保证课程设计的效果，模拟企业研发的建制及流程，设立项目组，并设定工作岗位，如项目经理、项目秘书、研发工程师和测试工程师等，使得学生能够在企业竞争的氛围中，积累工程实践的经验，提高动手能力。

3.参加各级各类学科竞赛。嵌入式系统实验班的学生先后参加了“中国机器人大赛暨RoBoCup公开赛”、“全国信息技术应用水平大赛”、“江西省大学生电子电脑现场设计制作赛”、“国际大学生数学建模大赛”、“江西省高等学校大学生网络工程大赛”等大赛，都获得了不错的成绩。通过参加这些竞赛，以赛促学，给予学生提高自己实践能力的舞台和机会，起到事半功倍的效果。

4.组织学院IT文化节之电子制作大赛。嵌入式系统实验班的学生除了参加各类省级以上的竞赛之外，还在教师的指导下，组织学院IT文化节之电子制作大赛，包括大赛的策划宣传、方案遴选与论证、器材选购、选手培训、现场组织等，均由该班学生负责。通过组织这一竞赛，学生各方面能力都得到了锻炼，培养了较强的综合素质。

5.创建嵌入式系统协会及班级网站。为了更好地帮助其他学生学习嵌入式系统，实验班还创建了嵌入式系统协会以及班级网站。通过协会聚拢嵌入式系统爱好者，通过网站构建学习园地，使得实验班的学生在指导其他学生学习的过程中既提高了自己的技术水平，又培养了指导他人从事研发工作的能力。

6.实施“伙伴计划”。所谓“伙伴计划”就是由嵌入式系统实验班的学生采用“一带一”的形式，即一个实验班学生指导一组嵌入式系统协会的会员学习嵌入式系统的相关技术；此外，还以班级网站为阵地展开“Linux精神”开源项目等活动。实施这一计划的目的在于让实验班学生可以以技术帮助他人，提高自己的综合素质。

五、结论

从嵌入式系统实验班学生学科竞赛成绩、就业情况以及该班的社会反响情况来看，所实施的“应用、创新、协作”三位一体的嵌入式系统复合型人才培养模式取得了良好的效果，通过专业教学、学科竞赛及项目研发三个环环相扣、有机结合的环节，有效地提高了学生的专业应用能力、项目创新能力和团队协作能力，培养出了适应嵌入式系统行业需求的复合型研发人才。

参考文献：

[1]杨杏芳.论我国高等教育人才培养模式的多样化[J].高等教育研究，1998，（6）：71-72.

[2]杜学森.论工学结合人才培养模式的运作方式[J].教育与职业，2007，（11）：30-32

[3]何峰，谢峻林，梅书霞，金明芳.我国工科大学生的工程能力培养探讨[J].教育教学论坛，2013，（06）：259-261

[4]周叶中，罗教讲.从市场需求看我国高校人才培养模式的改革[J].武汉大学学报（人文社会科学版），2000，53（6）：830-836.

[5]Huang Ming，Liu Zhen，Liang Xu，Lin Li，Ge Jiping.Exploration and Practice of Complex Embedded Software Training Model[J].Computer Education，No.9 2010：6-9，27.

[6]谢小云，刘会衡，邓小鸿.以工程项目为中心的嵌入式系统教学模式的探讨[J].江西理工大学学报，2010，（4）：58-61.

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关键词：消防救援；卫星通信；应用实践；未来发展

在传统技术背景下，消防通信手段主要包括集群通信、短波通信以及公网无线通信、超短波通信这几种。但几种通信手段易受到环境干扰，信号不够稳定并且较难满足远距离通信要求。在此情况下，卫星通信被越来越多地应用到消防救援任务中，卫星通信功能丰富，能满足灭火救援现场与后方指挥中心之间的视频通话、语音通信、数据与图像传输等多种通信需求。能为救援现场与后方指挥中心之间的信息传输提供可靠保障。下面结合实际，对卫星通信技术在消防救援中的应用做具体分析。

一、卫星通信技术与消防卫星通信

卫星通信技术是以人造卫星为中转站来转发无线电信号，使地球上所有信息源能顺利传输。与传统的通信技术相比，卫星通信最显著的特点是：信号中转站设在地球之外，因而不会受到山川山脉、高原河流等的阻挡，这使地球上的通信也不够地理空间限制。并且因为人造卫星的辐射范围非常宽大，因而卫星通信范围也十分广阔，这使远距离的通信得以实现。在人造卫星的辐射范围内，无论多远的通信距离，信号都可以在短时间内到达，通信速度极快，效率极高。卫星通信技术的传输容量也要远大于传统通信技术。主要是因为卫星通信技术是通过微波来促进信号传递，可以选择较宽的频带。在传统通信技术下，气候、地形地势等有可能会对通信质量产生影响，如造成通信信号不稳、信号无法传输等。卫星通信技术有效弥补了这一缺陷，它具有较好的抗干扰性，可有效屏蔽干扰信号，从而使信号能够安全、快速到达。卫星通信技术有效解决了通信过程中的数据丢失的问题[1]。随着卫星通信技术的发展成熟，我国的消防卫星通信网络也逐渐建立起来。消防卫星通信主要由卫星移动站以及卫星地面站这两大部分构成，这两大构成部分通过卫星对通信连接进行建立。在整个消防卫星通信网络中，卫星地面站将卫星网络系统与地面系统有效连接起来，使卫星频率资源能够得到统一的管理与调配，让全网卫星通信设备都能得到有效管理与控制。卫星移动站借助射频系统、跟踪控制系统、天线与调制解调系统预计网络系统等对卫星地面站的通信提供支持[2]。

二、消防救援中卫星通信技术的应用

（一）数据通信

在消防救援任务中，可基于卫星通信技术对现场各项数据进行传输与运用。随着卫星通信在各领域普及且地理信息系统也更加完善后，各项地理信息数据的传输与应用也就更加方便。在灭火救援过程中，消防人员可通过卫星通信技术向指挥中心动态上报地理位置信息，使指挥人员对现场情况有更全面的了解，同时也让指挥人员对现场消防人员的工作的救援情况有更准确的把控。除此之外，现场的救援队伍也可借助地理信息数据的反馈来更全面且准确地掌握自己所处的位置信息以及火灾附近态势等，对事故现场各项情况作出更准确的判断[3]。

（二）语音通信

卫星通信技术功能比较丰富，语音通信属于一项基础业务，但同时也是消防救援过程中不可缺少的业务。在消防救援过程中，借助卫星通信技术提供的语音通信服务，救援现场与后方指挥中心能更及时、快速且准确地共享消防信息与灭火救援决策，从而更加高效、安全地开展消防救援工作。并且在语音通信稳定良好的情况下，现场救援人员与在被困人员之间也能互相共享信息，交换意见，救援人员能更精准地掌握火情、火灾发展趋势以及被困人员所在位置、身体健康与生命安全状况等，被困人员也能及时接收到消防人员的逃生指导并开展必要的自救行动。消防救援现场往往具有环境复杂、秩序混乱、安全隐患多等特点，因此需要救援队伍与指挥中心之间搭建起有效的语音联系并进行技术有效语音通话与沟通，从而使现场灾情得到更快速、更有效的控制，让消防人员以及被困人员的人身安全得到保障。在一些地理位置偏远且交通不便、公共网络未能覆盖的火灾现场，卫星通信技术的语音通信服务更能发挥出巨大作用。在救援过程中，救援队伍或指挥中心可以借助卫星通信技术的卫星移动站设置语音网关，连接起无线通信系统，使消防救援现场与指挥中心及时建立起联系，让救援现场的信息及时传递出去，使指挥中心能更科学决策与指挥。除此之外，在消防救援过程中如果有需要还可在事故现场与指挥台的综合管理平台中对卫星语音信号进行合理利用，确保与现场短波、超短波、有线电话等之间的信息沟通畅通[4]。

（三）视频通信

在卫星通信技术下，现场救援队伍与指挥中心之间不仅可以进行语音通信，而且还能开展视频通信。基于卫星通信技术，消防救援现场能与指挥中心的视频会议建立联系，从而向指挥中心实时、全面传递火灾现场影像资料以及指挥救援情况，使指挥队伍能准确、深入且全面地掌握火灾信息，了解火灾现场并作出科学有效的救援指挥决策与规划，让火灾事故得到有效控制。传统的通信技术虽然也能为现场救援队伍与指挥中心之间的视频通信提供一定支持，但由于通信技术的抗干扰能力不强，信号不是十分稳定，因此传输过去的画面存在不清晰、模糊等问题，这反而影响到了专业人员的判断，给消防救援工作的开展带来不利。而卫星通信技术保证了视频信息、影像资料等的清晰度，使指挥人员能获得真实的火灾信息，有效避免了理解误差的出现，从而使指挥人员对事故现场作出更准确的判断。在消防救援任务中，如果公网的运行状态比较安全稳定，现场救援队伍与指挥中心的视频通信往往是在4G网络条件下进行。现场救援队伍通过手机以及其他的专业设备采集现场信息，录制视频画面并将其及时传输出去，使指挥中心能及时了解救援现场各项情况。在有些情况下，公共网络会因火灾影响而出现瘫痪，那么卫星通信技术就会发挥出它的高带宽优势来保证视频通信的正常开展[5]。

三、卫星通信技术在消防救援中的应用展望

现阶段，卫星通信技术已经成为消防救援活动中不可缺少的一大通信手段，可以预见，在未来卫星通信技术会在消防救援领域发挥出更大的作用，当前的一些技术瓶颈也将得到有效突破。如随着科技的进一步发展，卫星通信技术的传输时延问题势必会得到改善，在应用过程中出现的回声效应、公共网络盲区等问题也将得到有效解决，新的通信网络架构会建立起来，消防救援现场与后台指挥中心之间的语音通信、数据通信会更加稳定且顺畅。

四、结语

综上所述，在消防救援活动中，卫星通信技术发挥着重要作用，该项技术为消防救援任务的安全有效开展提供了保障。在卫星通信技术下，现场救援队伍、后方指挥中心以及其他的参与人员之间可以进行数据互传、语音通信与视频通信，这为救援决策的制定与救援行动的开展创造了有利条件。为此，应进一步加大对卫星通信技术的研究优化与推广应用，进一步促进卫星通信技术与消防救援工作深度融合，让卫星通信技术发挥出更大的作用。

参考文献：

[1]谌夏.消防救援卫星通信“双模”应用研究[J].消防界（电子版），2021，7（03）：68-70.

[2]董括.论短波通信在消防救援中的重要作用[J].数字技术与应用，2020，38（08）：38-39，42.

[3]杨沛彬.关于消防救援中卫星通信技术的应用[J].通讯世界，2020，27（05）：54-56.

[4]宁宇.浅析消防救援灾害现场集群卫星通信一体化应用[J].中国信息化，2020（03）：68-70.

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卫星通信网络由各类地球站与通信卫星构成，通过完成功能予以划分，它大概包含业务网络与管理网络两部分。现如今卫星网络当中，上面两部分内容只做简单业务呼叫处理与通信链路维护工作，功能构成相对比较简单，对于环境信息感知与用户相关信息，网络状态获取方面处理的不够理想。每个卫星通信的网络可以说是互相独立的，对信息交互交流都不能很好的完成，造成通信资源利用率很低，多网系的融合与智能化的决策将是可望而不可及的任务。卫星通信网络当中将认知技术和卫星通信联网，组建一个卫星通信系统，可以说是现今解决上面所提问题的最佳选择。

1.用户的预感知相关技术。用户的预感知相关技术指的是将用户个人喜好和通信政策有机融合。不同的人有不同的喜好，在不同的基础上应合理考虑用户的个人喜好。在卫星的语音通信当中，用户保障基本语音业务就可以了。但是在综合应用领域，不但要将用户服务质量列入其中，还要对各种抗干扰因素综合考虑。在视频通信当中要把用户对于延迟等各种指标要求也一并纳入考虑范围之内，最终对用户需求予以满足。

2.环境的预感知相关技术。卫星通信环境当中雨雪等对部分频段信号有一定的干扰作用，中心站与远端站对当地雨雪等信息进行预感，基于雨雪特性与通信轨道估计感知的信息，各类信息集中于中心站，再经中心站分配到各处，给各个站点分配功率与宽带相关资源。当业务建链以后，经远端站把感知信息报上来，再对链路的特性做综合评估，同一时间对初始建链数据库进行修正，资源分配自主学习功能就此达成，对系统频谱相关资源的利用率会有很好的提升作用。

二、认知无线网络技术在卫星通信中未来的发展前景

最近几年时间，认知无线网络技术与多媒体相关技术可以说是在卫星通信中的应用展开了一个新局面。卫星无线网络关键的技术研究包含对无线卫星网络的体系结构的支持，对无线运行网络的层协议、互联网规定协议与传输层相关协议卫星链路要求的支持等等。卫星无线网络可以说是地面无线技术处于卫星通信相关领域当中的演变及应用，把它视作卫星分组相关业务与减少系统的复杂性一种努力，旨在将大流量的分组数据廉价提供给用户。伴随通信技术与认知无线网络技术不断发展前行，认知无线网络技术拓展开来是必然的，卫星通信对认知无线网络技术的运用也是预期的。在我们国家军方卫星通信系统当中引用认知无线网络技术并做以相关研究，是有历史性的意义的。

三、结语

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关键词：卫星通信 实验教学 卫星广播电视

中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）07（c）-0152-02

Abstract：According to the problem that the experimental equipment cost limit the development of the satellite communication experiments course，the characteristics of two kinds of teaching object：undergraduate and graduate students are analyzed，and content of the satellite communication experiment course and the experiment conditions construction are explored and discussed.Undergraduate experiment teaching adopts the design of low cost experimental equipment，and emphasizes the perceptual knowledge；while the graduate experimental course extrudes the learning autonomy，and guides students to find problems，to stimulate students’interest in learning.The exploration has achieved good results in practical teaching.

Key Words：Satellite communication；Experimental teaching；Satellite broadcast TV

截至2015年底，中国在轨运行的卫星数量已超过140颗，仅次于美国，位居世界第二。然而，伴随着卫星数量的突破，我国的卫星产业发展却相对滞后，尤其是地面应用系统的发展还不够。除投入不足外，人才缺乏也是一个重要原因。卫星通信课程作为高校电子通信类专业的主干课程在激发学生对卫星通信领域的学习兴趣、培养卫星通信领域的人才等方面有着不可替代的作用。

1 实验课程开设背景

由于卫星通信设备昂贵、通信卫星资源紧缺，传统的本科《卫星通信》课程主要以理论教学为主，以实验演示和参观观摩为辅，实践教学的比例非常少。卫星通信的频率很高，常规的仿真平台很难实现全系统仿真，因此，有条件的院校开设的仿真实验仅限于卫星通信的中频部分[1]，让学生观察信号在中频部分的处理与传输过程，深化学生对通信基本理论的认识，但这些改善无法让学生体会到真正的卫星通信过程，也很难激发学生对卫星通信领域的学习热情和兴趣。另外，随着卫星通信技术的迅速发展，《卫星通信》课程的教学内容需要不断更新，与工程实际结合也更加密切，实验教学的重要性越来越突显。与理论教学相比，由于学时有限、实践环节组织困难，实验教学已成为卫星通信教学改革与发展的瓶颈。

2 实验教学内容设计

为提高卫星通信课程的教学质量，激发学生的学习热情，对卫星通信课程实验教学的内容和方法进行了探索，在教学实践中取得了一定效果。

具体而言，该校在通信工程专业的本科生教学中开设了《卫星通信》课程，在研究生教学中开设了《现代通信新技术》（其中包含了卫星通信的相关内容），针对不同的培养对象，教学的内容、方式方法有很大差异。

2.1 本科实验教学

本科教学中学生数量众多，传统的《卫星通信》实验课程受限于实验设备的成本，只能让学生进行卫星通信的演示和观摩，无法让学生切身体会卫星通信的过程。随着技术的发展，作为一种最廉价的卫星通信方式之一――卫星广播电视已进入千家万户，它主要由天线（及其支架）、卫星电视接收机、电视机以及电源等设备组成。该系统属于卫星通信中的单向接收地球站，而卫星通信中的反向发射链路与接收链路相似，因此，该系统完全可以作为学生体验卫星通信过程的实验设备。然而，虽然电视机在该系统中仅作为通信的终端设备，与卫星通信实验课程的教学目的关联性不强，但电视机的成本却占据该套实验系统的70%以上；另外，卫星广播电视实验的开设通常需要在室外开阔地域进行，此时系统的室外供电也将成为课程开设必须考虑的因素；上述两个原因导致卫星电视接收系统在《卫星通信》实验课程的开设过程中无法得到推广。

为解决该问题，通过市场调研，将卫星电视接收机和电视机的功能改由寻星仪来实现。寻星仪是融合了卫星电视接收机、电视机以及频谱仪简易功能的一体化设备，采用锂电池供电，不需要市电，便于室外实验的开设。整套系统成本低于1 000元，其简易的频谱仪功能还可以开设卫星信标的接收实验。

寻星仪的操作界面与常规的卫星电视接收机完全相同，可以设置卫星名称、高频头本振、接收频率、符号率、极化方式等参数；连接卫星电视接收天线后，当天线对准目标卫星时即可接收到该卫星上的信号（即接收的信号强度和信号质量高于卫星接收机门限）；若目标卫星上有公开的电视节目，还可以直接使用该终端收看卫星广播电视。在该系统上开设的实验课程可以让学生熟练掌握卫星通信中天线对星的基本流程与操作技巧，明确天线三维指向的参考基准与天线精确对准卫星的判断标准，使学生对卫星通信的整个过程进行全面、整体认知，锻炼和培养学生的实践动手能力。

本科生的实验教学重点在于突出学生的感性认识，通过卫星实验，使学生能够掌握卫星通信的基本原理，明白卫星通信中对星的标准是什么，并掌握对星的常见技巧。对于学有余力的学生，启发他们更深入了解卫星通信发展的新技术、新方向。

2.2 研究生实验教学

与本科生相比，研究生具有更大的学习自主性，理论讲授不仅要细而专，还要广而泛。在本科现有卫星通信内容的基础上，重点讲授与卫星通信相关的天线技术、阵列信号处理技术以及通信技术等的发展现状，为研究生下一步的课题选择提供参考。

作为小班教学，研究生的卫星通信实验课可以采用完全自主的形式――将固定卫星地球站、便携式地球站、卫星动中通地球站以及宽带无线通信系统、无人机视频采集等设备交给学生进行自主组合，按照系统搭建由简单到复杂，地球站由固定到移动，通信业务由话音到视频的渐进过程，让学生体会卫星通信在实际生活中的各种应用场景以及还存在亟需解决的问题，激发学生投身卫星通信领域技术研究的兴趣。

3 结语

卫星通信实验课程的开设可以强化学生对卫星通信基本原理的理解和掌握，激发学生对卫星通信领域的学习兴趣。该文针对本科生和研究生两种教学对象，对卫星通信实验课程的开设内容以及实验条件建设进行了探讨与摸索，在实际的教学过程中取得了良好效果。然而，适合于不同对象、不同接受能力的实验内容和教学方法的改革是永无止境的，如何取得更好教学效果还需要与广大高校的卫星通信课程教师共同探讨。

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1.1卫星通信技术卫星通信技术其实理解起来很简单，通俗来讲就是通过安置在地球上方某一方位的卫星中转站，将地球站发送过来的信息电磁波经过无限放大后在反射到指定的地球上的某一区域。这里的无限放大是指对于所传播区域的无限放大，信息的内容没有任何的改变，并且由于卫星通信技术所经过的只是地球的大气层，所以在传递过程中，信息的损耗是很小的。不但如此，由于其所覆盖面积的广泛性，区域内便可以实现信息的通讯和沟通，并且可以实现多方的互动和交流。下面，我们将对卫星通信技术的主要特点和优点进行叙述。

1.2卫星通信技术通信的主要特点卫星通信技术最大的特点也是它的优点，就是通信信息所覆盖的范围大，这是任何一种通信技术都无法超越的（至少科学技术发展至今是这样的）。重要的是卫星的电磁波所覆盖的区域都可以接收到信息，并且区域内部可以进行通信；由于利用卫星进行通信所通过的障碍物少，除了地球表面的大气层，几乎没有什么可以阻碍信息传递的。因而，在传递过程中，信息的损耗小，信息的质量相对较高；在通信过程中，几乎不受地理环境的影响和制约；操作简单，可以轻松地实现通信和广播。

1.3卫星通信技术发展状况纵观卫星通信技术的发展史，我们会发现：卫星通信技术在军事和民用领域都得到了广泛的运用。自20世纪60年代卫星通信技术的初具规模，到20世纪70到80年代，其发展达到了空前的鼎盛时期；再到20世纪末，卫星通信技术仍然广泛应用于政治、经济以及文化领域，并且在军事领域的运用是任何通讯都无法替代的。卫星通信技术不但可以应用于航空、海事等环境下的通讯，还可以运用于大众传媒（如视频和音频广播）领域，对于应急事件的处理例如：火灾、地震、洪灾等，其所起到的作用是无法替代的。另外，在高科技领域，其应用也日趋广泛，并且得到了发展，例如：载人航天，月球探测等等。

2卫星通信技术在广电系统的应用

目前，我国电视机的总量已经达到了3.5亿台，电视媒体机构也已经达到了数千家，并且有线电视也达到了9000万户。但是，如果了解一下其他发达国家的电视媒体情况便会发现，我国如今的广播电视业总体规模是偏小的，有极大的发展空间。我国现在的广播电视系统多是以光缆为基础通信方式，然而，以卫星通信技术为主的发展状况其实是十分可观的。

就用户所收到的电视节目数量而言,如今已经广泛推广的“村村通”的电视节目也只有44套。就设备的拥有量和运用程度而言,我们国家的接受设备也只有百万台。在美国，两亿多的人口就拥有6000万户的广播电视用户，而卫星电视直播用户已经达到2000万户。总结技术发展的规律会发现，发达国家的技术推广和应用状况就预示着发展中国家未来的发展状态。所以，在未来，卫星直播电视将在我国电视技术发展中占据主要的地位。相关领域的专家认为，我国已经具备发展卫星电视直播技术的能力。通过“村村通”所取得的成就，在广大农村受众中已经得到了印证。在我国，将卫星通信技术广泛地应用于广播电视系统可以进一步提高信息的人口覆盖率。

在进入21世纪的今天,可以预测，我国的广播电视节目已经从现在的几十套跨越到了上百套，以至于几百套的广播电视节目,并将进入寻常的千家万户中。

3结束语

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【关键词】卫星通信 干扰 应对措施

一、卫星通信的基础知识

卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。

卫星通信系统以通信卫星为中继站，与其它通信系统相比较，卫星通信有如下特点：（1） 覆盖区域大，通信距离远；（2） 具有多址连接能力。地面微波中继的通信区域基本上是一条线路，而卫星通信可在通信卫星所覆盖的区域内，所有四面八方的地面站都能利用这一卫星进行相互间的通信；（3） 频带宽，通信容量大。卫星通信采用微波频段，传输容量主要由终端站决定，卫星通信系统的传输容量取决于卫星转发器的带宽和发射功率，而且一颗卫星可设置多个转发器，故通信容量很大；（4） 通信质量好，可靠性高。卫星通信的电波主要在自由（宇宙）空间传播，传输电波十分稳定，而且通常只经过卫星一次转接，其噪声影响较小，通信质量好；（5） 通信机动灵活。卫星通信系统的建立不受地理条件的限制，地面站可以建立在边远山区、海岛、汽车、飞机和舰艇上；（6） 电路使用费用与通信距离无关。地面微波中继或光缆通信系统，其建设投资和维护使用费用都随距离而增加。而卫星通信的地面站至空间转发器这一区间并不需要投资，因此线路使用费用与通信距离无关。

二、卫星通信中的常见干扰

卫星通信受自身特点的限制和环境的影响，不可避免地存在各种干扰，特别是其开放式的系统，使用透明转发器，更容易受到一些不可预见的恶意干扰，下面谈谈常见的几种干扰：

1、地面干扰。地面干扰是卫星干扰最为普遍的一种干扰形式。产生地面干扰主要包括两方面的内容：一方面是电磁干扰。由于地面存在着大量的微波、雷达、无线电视、调频广播、工业电噪声等，这些干扰源串入用户站，通过上行链路发射造成上行干扰或串入下行链路造成接收干扰。另一方面就是互调干扰。一般在卫星通讯处于多载波的状态时，其自身的功放容量总量有限，往返的信号传递中，力度不够，不能够有效地对数据进行传递。在信号运行中，往往会出现三阶互调分量超额或者是发射率不合格等方面的问题。

2、空间干扰。空间干扰是卫星通信干扰中的重要方式。空间干扰主要包括了邻星干扰和相邻信道干扰。随着卫星通信的高速发展，同步轨道卫星越来越多，卫星间隔由原来的5度左右降低到现在的2.5度左右，难免会出现这种邻近的卫星干扰，这种扰的信号超出了原来信号的覆盖率，其容易被掺杂其邻近卫星的信号，传输的信号效果不好。

相邻信道干扰主要是用户载波频率分配与相邻信号的频带出现重叠，没有足够的保护带宽；用户载波频谱特性不符合要求，噪底过高或出现副瓣。

3、自然干扰：（1）雨衰。降雨过程中出现的雨滴是干扰卫星通讯的重要因素。我们这里提到的雨滴会根据风向与卫星信号传递过程中的方向不同而会产生信号吸收和信号散射的不同干扰情况；（2）日凌。每年春分和秋分前后，在卫星地球站所在地的每天中午时分，卫星将处在太阳与地球之间的直线上，这时卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳，使太阳产生的强大的电磁波是个巨大的噪声源，对其所接收的卫星信号造成干扰从而使接收链路严重恶化甚至中断，这种现象即称为卫星通信的“日凌现象”；（3）电离层闪烁。当电波穿越电离层时，由于电离层结构的不均匀性和随机时变性，造成信号的振幅、相位、到达角等特性短周期变化，形成电离层闪烁。3GHZ频率以下，电离层闪烁是最为严重的电离层现象。

4、人为干扰

人为干扰是目前对卫星信号干扰影响很大的一种干扰方式。由于现阶段我们所使用的卫星都是采用透明转发器，对地面传来的信号只是变频转发而不加以任何处理，其主要部件之一是高功放器件，一般为行波管放大器（TWTA）或固态功放（SSPA）。这两种器件最主要的特点是当输入功率小于饱和点时，可以近似地认为工作在线性区，而当输入功率进一步增大超过该电平时，功率放大器就进入饱和区或过饱和区。在过饱和区，不仅输出功率大大降低，而且出现大信号压缩小信号，即所谓的“功率掠夺”现象或“功率占用”。

三、处理卫星通信中常见干扰的措施

为了确保卫星通信的正常发展，确保卫星信号不扰，针对上述通信中常见干扰提出一些应对措施：

1、加强设备的入网验证测试和选址的环境电磁测试。加强设备的入网验证测试，确保杂波功率限制在规定的范围之内。正确设置设备的工作点、调整或更换设备，对设备进行合理匹配组合，消除超标杂波。另外，对所有的卫星地球站选址时进行环境电磁测试，尽量减少避免的电磁干扰。

2、转发器用户之间要加强沟通。目前，我国很多地区的节目都是共同使用一个转发器，，因此同一个转发器用户相互之间应该加强沟通，互相监测，不要随意加大上行功率，以保证转发器能够随时保持在线状态，不被其他干扰。

3、加强卫星通信技术。加强卫星通信是解决卫星通信受到影响的重要措施，比如自然干扰，属于天文自然现象，无法避免，但可以采取一定的措施减少对卫星通信的影响，这就需要提升和研发卫星通信系统的抗干扰能力。

4、加强对不法分子的打击。对于人为干扰，我们应该进一步加强卫星通信工作的保护措施，不给不法分子可乘之机，结合实际制订应急处理预案，堵截非法信号的传输渠道，保证卫星通信业务正常进行。

四、总结

卫星通信是信号传输的重要工具，从介绍卫星通信的特点中找出其在通信过程中存在的几个常见干扰，针对上述存在的问题，从加强设备的入网验证测试和选址的环境电磁测试、转发器用户之间要加强沟通、加强卫星通信技术、加强对不法分子的打击等方面介绍了解决的措施。只有这样，才能有效地保证通信卫星信号不扰，确保卫星通信信号的有效传输。

参考文献：

[1]张德文，高洪旺撰写：《卫星通信系统的非自然干扰产生原因及分析》。

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【关键词】 卫星通信 体制融合 网络建设

一、前言

在没有网络信号覆盖的大海上，卫星几乎是可以提供高带宽数据传输的唯一手段。卫星通信具有通信距离远、通信容量大、通信质量高、机动性大、信号配置灵活、多种业务综合等特点，可以为海上执法舰船提供远距离、持续不间断、宽带综合业务保障的通信能力。

以遂行信息化条件下的海上维权执法行动为目标，为我国海上执法舰船遂行任务提供强大的信息化支撑和保障，本文基于海上执法舰船卫星通信网络建设现状及国产化需求，结合卫星通信距离远、通信能力强的特点，并借助近年得到飞速发展与实用化的国产自主宽带卫星通信系统等技术，通过顶层规划设计，有效整合运用卫星先进成熟技术，改进提升现有卫星通信装备，建设广域覆盖、高速宽带、业务多样、安全保密的海上卫星通信系统，全面提高海上执法舰船维权执法整体效能。

二、海上卫星通信现状分析

海上执法舰船目前所使用的卫星通信设备主要有两大类，一类为国产的卫星通信设备，另一类是进口的卫星通信设备。国产卫星通信设备主要为国营XX单位生产的FDMA卫星通信设备和中电XX所的TDMA卫星通信设备；进口的卫星通信设备主要有美国SATPATH、加拿大Advantech以及美国iDirect等公司生产的产品。其中，国产卫星通信系统和进口卫星通信系统都面临着更新换代的问题。此外，进口卫星通信设备还存在控制接口不开放，系统集成开发应用受约束等问题。

2.1网络管理与控制复杂，智能化程度低

目前正在使用的海上卫星通信体制有SCPC、DVBRCS、

TDMA/MF-TDMA等，体制繁杂，网络管理与控制难度大，智能化程度低，不能自动适应和调节。

2.2进口产品与国产化需求不匹配

目前在用的设备大部分是进口产品，核心技术掌握在外

国，存在一定的安全隐患，随着海上执法任务需求不断深入，核心网络设备国产化需求十分迫切。

2.3终端界面操作复杂，不易于升级维护，使用不方便

在用终端设备界面设计不够科学，操作使用难度较大，升级维护周期较长，维修经费开支大。

2.4不能完全实现互联互通，通信资源共享程度差、利用率低

由于体制不同，卫星通信网络不能实现互联互通，语音、视频、文字等资源不能共享，特别是SCPC体制，每条链路独占固定带宽，上下行传输不平衡，网络利用率低。

2.5安全保密手段缺乏

现有卫星通信除简单在终端进行加密外，尚未采用其它加密手段，只能进行简单的语音、视频和文字传输，安全保密隐患较大。

三、国内外卫星通信体制的发展历程

国外卫星通信系统发展初步经历了四个阶段，最早期的系统大多采用FDMA体制，带宽和频点预先分配，后期逐渐采用按需分配的方式（DAMA）。90年代起，卫星通信系统出现了TDMA技术体制，并逐步发展至近年出现的TDM/ MF-TDMA体制和MF-TDMA体制，最新的技术潮流是面向应用业务灵活选择不同体制的卫星通信系统，即多体制融合的卫星通信系统。

3.1 卫星通信体制发展历程

1、1980-1990年代，通信体制以SCPC为主，主要标准为IDR、IBS为主，业务类型以群路话音为主。

2、1990-1999年代 ，通信体制以SCPC/TDMA、TDMA、TDM/TDMA为主，没有制定统一标准，业务类型：点到点，网状网，星状网；窄带，低速，传输特点为稀路由数据，不能构成混合拓扑网，不能实现跳频，各家自行标准；数据通信协议：Z.25，SDLC，串口透明传输等；卫星频段：90年代初期以C频段为主，中期以后Ku波段使用增多。

3、2000-2005年代，通信体制以TDM/MF-TDMA为主，由各家标准开始向国际标准化靠拢，业务特点：随地面光纤的铺设，internet业务的快速发展，卫星通信开始由窄带向宽带发展；传输协议向TCP/IP协议靠拢；接入internet业务，稀路由数据向宽带多媒体转变，用户数据接口：以太网10base-T；卫星频段：Ku&C ；2000年，DVB标准诞生，2002年全球第一个宽带双向DVB-RCS标准诞生。

4、2006-2010年代，通信体制以TDM/MF-TDMA为主，全球第一个双向DVB-RCS标准，业务类型开始广泛推行大多数知名厂商遵行DVB-RCS开发产品，宽带多媒体业务，以星状网为主，网状网为辅。

5、2010-2016年代，通信体制以TDM/MF-TDMA/SCPC/ TDMA为主，标准以DVB-RCS+M为主，业务类型：随国际军事需求，采用智能多模自适应方式，支持星状网+网状网+SCPC的混合拓扑，多级管理体系，多星主频段，传输能力大幅度提升，多业务信号处理能力和效率大幅度提高。

6、未来发展趋势：星上交换（Ka频段）与地面智能多模自适应系统相并存；标准以MPLS与DVB-RCS+M并存为主；综合特点：业务量更大，信息速率更高，传输交换量巨大。

3.2 国内卫星通信体制及产品发展情况

目前我国从事卫星通信系统研制的单位主要有中电五十四研究所、南京七一四厂、北京大学及国营第七五厂。

3.2.1 中电五十四研究所

中电科第五十四研究所是国内卫星通信研究的领导者，其成功研制了网状MF-TDMA系统，具备了自主研发和生产能力。

3.2.2 南京七一四厂

南京714厂依托和理工大学合作，拥有FDMA卫星系统体制，具备自主研发和生产能力。

3.2.3 北京大学

我国第一代卫星通信系统专线网系统即由北京大学负责研制。目前北京大学作为技术副总体单位，负责卫星数据广播分发系统的系统技术体制设计与实现。其技术体制采用前向自适应TDM广播，返向MF-TDMA接入。

3.2.4 国营第七五厂

国营第七五厂开展了TDMA/FDMA体制船载动中通卫星通信系统研制工作，并于2015年完成了厂级鉴定工作。该系统支持DVB-S2标准，支持MF-TDMA及FDMA接入方式，全IP接入简化设备配置。具备远程升级和操作功能，通过卫星链路为用户提供移动互联网业务。主站只需增加终端数量即可实现系统扩容，简单方便。

3.3卫星通信应用系统总体发展趋势

体系：网状MF-TDMA、FDMA/ DAMA系统继续应用的同时，多体制融合系统成为发展重点；

接入与业务承载：与地面IP协议的融合和一体化设计成为必然；

管理与控制：网络实时控制与管理功能分离，管理面向服务，控制嵌入终端；

传输：高效编码与调制、自适应编码调制广泛应用；

终端：多波形、多模式重构、低成本、小型化。

四、 多体制融合的海上卫星通信网络建设研究

4.1建设目标

海上卫星通信系统目的是建设一个广域覆盖、高速宽带、业务多样、安全保密的卫星通信系统，系统采用纯IP设计，支持VoIP话音、视频、图象、HTTP、FTP、邮件等IP业务，能够覆盖300万平方公里海域，安全保密、使用便捷、常态化运行的通信指挥专用网络，能够跨网互联互通，为海上执法舰船岸海和编队通信指挥提供远程机动通信保障。

系统建设遵循的指导思想包括：

？ 以提升卫星通信效能的核心目标

？ 充分利用现有，兼顾未来发展

？ 遵循网络化建设思路、岸海一体化设计

？ 提升网络的自动化管理水平

？ 突出安全保密需求，具备和相关涉海部门进行互连互通的能力

4.2总体架构

结合海上执法舰船使用需求进行建设，海上卫星通信系统由XX主站、XX主站和其卫星通信移动小站组成，主站均与业务信息中心通过光纤链路实现网络互联，两个主站之间通过地面公共光纤网络及卫星信道互联，实现主站与业务信息中心双链路互联，提高系统网络可靠性。舰船上的移动站建设可根据业务需求及安装条件配置单个或双个用户站设备，用户站经鉴权后入网，通过任一主站接入海上卫星通信网络，岸基指挥中心通过主站与用户站进行业务通信。

4.3海上卫星通信体制设计

海上卫星通信网络融合了SCPC/DAMA、TDM/MFTDMA两种技术体制，通过系统的统一设计，在统一的平台基础上，系统可根据用户需求，实时配置成星状网、点对点或者混合网的通信系统实现多体制应用模式。海上卫星通信系统网络如图1所示。

4.4功能架构

海上卫星通信系统的软件体系结构如图2所示。IP互通在卫星子网和非卫星子网（有线网络）之间是透明互操作的。通过指定SAP接口来实现与卫星有关的功能和与卫星无关的功能的分离，与卫星有关层包括卫星数据链路层SDLL和卫星物理层SPHY。

4.5网络架构

系统网络架构采用了具备IP路由和空口MAC路由的网络传输方案。寻址方法包括物理层寻址和网络层的IP地址寻址。卫星通信网络物理层寻址设计如下：每个用户站具有一个物理MAC地址，存贮在非易失存贮器中，与唯一的一台用户站相对应。对于一个用户站，任何指定传到一个特定的用户站的数据（用户业务）采用用户站 MAC地址，任何指定传到所有用户站的数据（用户业务）采用广播MAC地址。

网络层寻址采用应用协议自已的寻址方案，也就是IP地址寻址。主站及各用户站分别在下级构建独立的子网，各用户站维护子网网络，主站端通过网管管理各用户站网络。其典型网络架构如图所示。系统各设备IP地址可按照IP地址规则灵活配置，如若需要，可采用DHCP自动分配。

4.6主要功能

4.6.1 IP业务

提供VoIP话音、视频、图象、HTTP、FTP、邮件等IP业务。

4.6.2网络管理

根据使用需求动态调整带宽、优先级配置等资源；实现网络设备、业务流量、卫星链路态的动态监控。

4.6.3 舰船态势监测功能

各级信息中心与信息分中心具有实时显示所管辖舰船位置及航迹功能，能够以主动或被动的方式获取船艇位置及航迹信息，形成船艇实时态势信息地图。

信息中心可融合船舶自动识别系统的态势信息，形成综合态势图。

4.6.4 航迹监测功能

信息中心可以连续或非连续的监测重点船艇的位置信息，形成重点船艇的航迹信息图。

4.6.5 网络安全保密功能

海上卫星通信系统网络在通信中对网络各层面进行安全防护和加密处理，操作用户进行分级权限管理，对业务网和网管网进行逻辑隔离，采用保密模块对物理信道进行加解密，支持IP加密设备，多种手段确保通信安全。

4.7主要指标

4.7.1 前向体制指标

传输体制：TDM方式；

信息速率：2Mbps～10Mbps；

调制方式：QPSK、8PSK；

信道编码：LDPC+BCH；

滚降因子：0.35。

4.7.2 返向体制指标

信道接入：MF-TDMA方式；

信息速率：小于等于4Mbps；

调制方式：QPSK；

编码方式：Turbo；

4.8工作频段

系统支持如下工作频段：

Ku频段全国波束――上行：14.0～14.5GHz；

下行：12.25～12.75GHz；

C频段全国波束――上行：5.8～6.425GHz；

下行：3.625～4.2GHz；

C频段（扩展）波束――上行：6.425～6.725GHz；

下行：3.4～3.7GHz；

同时，预留Ka频段、S频段接口。

4.9效能评估

根据上述方案建立的卫星岸海接入网，主要是为了解决目前海上执法舰船在进行卫星通信时存在的“IP业务弱”、“网络能力弱”、“沟通率低”、“自动化程度差”等问题，建成后的卫星岸海接入网将构建一个全国共用、岸海一体的信息传输和交换平台，可为海上执法舰船、舰船编队等平台提供多点保障、随遇接入的卫星通信服务，为全国海上业务指挥中心、各区域指挥中心与船台提供IP综合业务通信保障，有效提升海上执法舰船的卫星通信效能。

4.9.1保持先进性与易用性，显著改善用户体验

系统采用纯IP设计，通过主站可接入互联网，可适配各种现有货架式产品（电脑、IP电话、网络视频、手机APP等），技术成熟可靠；同时系统可通过网管系统对各卫星终端进行远程升级和操作维护；显著改善用户体验。

4.9.2系统技术体制自主开发，技术可控

系统前向链路采用TDM接入方式，返向链路采用MFTDMA接入方式，实现了动态分配带宽与QOS保证，提升卫星通信网络运行效率。同时，系统支持DVB-S2标准，可与符合该标准的卫星设备进行互通。

4.9.3突出可扩展，在充分利旧基础上支持未来发展

系统采用分层的、灵活的体系结构，在信道资源层面可利用当前的功放（BUC）、低噪放（LNB）和天线资源，主机机箱采用ATCA架构，系统可通过软件升级、规模扩充等方式灵活实现系统功能提升和服务容量的扩展，有效支撑系统未来的发展。

4.9.4卫星终端支持“智能化”、“简单化”操作

用户通过配置少量参数可实现卫星通信功能，通过IE浏览器可快速对卫星终端通信状态进行监视；用户使用简单、快捷。

4.9.5提升可靠性，有效提升系统的抗干扰能力

系统采用两主站设计、各分系统实现冗余备份，提升卫星系统的可靠性和抗干扰能力。

4.9.6简化组织应用，提高网络自动化管理水平

主站网管负责配置和管理各类主站和终端小站，具备图形化操作界面；提供网络配置、性能监控、事件告警、日志记录、用户管理、安全备份和地图服务等；具有远程操作的功能，提升网络的管控水平和运行效率。

4.9.7强化安全保密，支持灵活互通的保密策略

系统在网络各层次采取了隔离、身份认证等安全措施，在传输通道上，对无线信道采用自动线路保护等保密措施，对信源采取自动加密措施，确保各种业务通信的安全性和保密性。系统通过配置与海上其他相关部门卫星通信设备信道，必要时可以进行互连互通。

五、结论

卫星通信经历了几十年的发展，随着卫星业务的不断拓

展，卫星通信体制得到长足发展，特别是新一代多模自适应卫星通信接入的发展为海上卫星通信网络建设提供了一种新思路。本文中提到的海上卫星通信网络建设研究通过融合SCPC和TDMA等几种体制，可以有效地解决现有体制繁杂、设备互不兼容、互联互通能力差、安全保密能力差等不足，合理设计网络架构和体系结构，充分满足海上执法区域广、移动小站分布散、业务各类繁多等业务需求。

卫星通信是海上执法舰船通信的主要手段，建设统一高效的卫星调度指挥通信网络是大势所趋，未来我们要立足业务实际，理清业务需求，拓展工作思路，以全新的体制和理念规划海上卫星通信网络建设。

参 考 文 献

[1]张昆鹏. 《卫星通信的发展及其关键技术》，北京：中国科技新闻学会，《硅谷》2009年第08期

[2]王小康. 《基于IP协议的卫星通信系统性能评估》，北京：中国科技新闻学会，《中国科技信息》2011年第15期

篇10

关键词：卫星通信 雨衰 Ku波段 兰成渝管道

兰成渝输油管道卫星通信系统采用香港亚洲卫星公司3S卫星的Ku波段转发器,卫星位置为东经105.5°,采用正交双线极化方式。降雨对Ku波段卫星通信的影响比较严重,在兰成渝卫星通信系统组网和调试运行中,我对Ku波段信号的特点有了全面的了解,尤其是对雨衰的影响有了本质性的认识,提出一套切实可行的预防雨衰的具体改进措施。

1、Ku波段卫星通信的主要特点

(1)Ku波段卫星单转发器功率一般比较大,多采用赋形波束覆盖,卫星EIRP较大,加上Ku波段接收天线效率高于C波段接收天线,因此Ku波段的天线口径远小于C波段,从而可有效地降低接收成本。(2)C波段卫星通信遭受地面微波等干扰源的同频干扰比较严重,而Ku波段的地面干扰很小,大大地降低了对接收环境的要求。鉴于兰成渝输油管道的特殊地理地貌,更适合采用Ku波段。(3)降雨对Ku波段卫星通信的影响比较严重,其上下行信号降雨衰耗远大于C波段,暴雨情况下Ku波段上行或下行链路瞬间雨衰量可超过20dB,而C波段最大雨衰量一般不超过1dB。(4)Ku波段还有通信距离远,建设成本与通信距离无关、不受地理环境影响,卫星覆盖区域内的任何点可实现通信。通信容量大,可自发自收等特点。

2、雨衰的产生及影响

当电磁波穿过降雨的区域时,雨不仅吸收电波能量,而且对电波产生散射。这种吸收和散射共同形成电波衰减,我们称为雨衰。雨衰的大小与雨滴直径与波长的比值有着密切的关系,当信号的波长比雨滴大时,散射衰减起决定作用,当电磁波的波长比雨滴小时,吸收损耗起决定作用,无论是吸收或散射作用,其效果都使电波在传播方向遭受衰减;当电磁波的波长和雨滴直径越接近时衰减越大,一般情况下（比如中短波）电磁波的波长远大于雨滴直径,故衰减很小,C波段信号受雨衰的影响也可以忽略。对于10GHz以上的电磁波,雨衰的影响就非常明显了,在链路计算中必须考虑雨衰的影响。频率越高雨衰的影响越大,大雨和暴雨的对电磁波的衰减要比小雨大得多。

3、克服雨衰影响的几项措施

考虑Ku频段抗雨衰策略时,首先应准确得到某一特定区域的降雨衰减。在此基础上国际上一般采取如下抗雨衰策略:(1)链路的备余量:Ku频段卫星通信链路通常留6dB余量,在高降雨地区,完全靠这种方法不现实,应在具备适当链路余量的基础上,综合考虑其他方法。但这种方式将会占用过多的卫星资源,在晴空时造成资源浪费,下大雨时,可能又不够用。(2)功率控制:对于Ku波段的卫星通信系统,建议在地球站设置上行链路自适应功率控制(AUPC),或者进一步采用以网络管理为基础的全网自动功率控制(APC)或动态功率控制(DPC)系统,才能有效地对抗降雨衰耗的影响。(3)采用编码及降速率技术:在雨衰较大时,可以采用前向纠错编码技术(FEC)来减小传输的误码率。(4)空间分集技术:在多雨或卫星仰角很低的地区,由于Ku波段的特点,降雨衰减非常大,采用空间分集技术(也称站分集技术)是一种很有效的办法。(5)极化方式的选择和天线的选择:不同雨滴形状对信号的衰减也不相同。随着雨滴的体积的增大,雨滴在水平方向的直径也逐渐增大。(6)采用低噪声高增益的优质高频头（LNB)现用于接收Ku频段卫星信号的LNB,一般噪声系数为0.8dB,噪声系数在0.6dB便是十分低的噪声,如使用噪声系数为0.7dB的,其增益可达到60dB。(7)采用双频组合通信:由于低频波段雨衰影响较小,当系统检测到雨衰超过一定门限时。自动切换卫星通信电波至低频段确保通信信号的稳定。

通过综合理论计算和一年来的实际测试,我总结出了一些在兰成渝切实可行的克服雨衰的措施,主要有以下几方面:

(1)加大卫星天线的尺寸,使收集到的卫星信号更强,降低因雨衰而断讯的机率。

Ku波段卫星数字通信上行系统所使用的上行天线波束半功率角度很窄,对天线的机械精度和跟踪精度提出了更高的要求。在兰成渝通信设备招标中,天线采用西安504所的3米环焦天线,发射增益50.8dB,接收增益49.8dB,比2.4米天线提高了1.8dB。

(2)加大卫星发射功率,使平均的讯号场强加大。

兰成渝通信设备采用美国ANACOM公司的室外单元,在主站采用25W高功放,提高降雨储备余量。同时减少Ku波段馈线损耗,尽可能缩短高功放设备至上行天线间的波导馈线距离,我们在设备安装过程中具体控制在1米以内,将上变频器高功放紧靠天线放置,以最大限度地节省高功放输出功率。

(3)采用性能高可靠的卫星转发器,减少雨衰的影响。兰成渝输油管道卫星通信系统采用香港亚洲卫星公司3S卫星的Ku波段转发器,亚洲3S卫星Ku波段采用140瓦行波管放大器,在国内最高下行EIRP可达55dBw,是目前覆盖中国最高功率的Ku波段转发器。对于Ku波段网络,高下行功率可提高雨衰的储备。就数字载波而言,在同样空间段带宽下,可提高传输数码率,地球站天线口径也可以更小。

(4)增加上行功率控制,有效控制增益调节。利用上行天线接收下来的卫星信标强度的变化来控制上行功率控制器中频单元的增益或衰减量,从而相应地改变上变频器的中频输入电平,自动增加或降低高功放输出功率,这是最重要的调节手段。我们在加拿大NSI通信公司的VSATPLUS2设备上选择增加上行功率控制,正确调整信标接收机和功率控制器斜率,即通过精确测量和调整要使信标接收机的斜率数值V/dB与功率控制器控制单元设定的斜率数值dB/V一致,这样才能保证正确的上行功率控制。