卫星通信的缺点范文

导语：如何才能写好一篇卫星通信的缺点，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】信息技术；卫星通信；语音传输技术

0 引言

随着当前科学技术的飞速发展，各种通信手段和通信技术的发展也在不断的加快和不断的趋于成熟。卫星通信、卫星网络作为光缆传输网络的重要组成部分和重要的补充以及备份支撑着整个卫星通信的发展，为卫星通信的发展提供着有力的保障。然而在卫星通信的过程中其通信频点内带宽、狭窄造成通信量的有限性和限制性。为了能够更加高效的利用卫星通信资源，语音传输新技术正在逐步的应用在卫星通信网络当中。

1 卫星通信概述

1.1 卫星通信的概念

卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。卫星端在空中起中继站的作用，即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站，卫星星体又包括两大子系统：星载设备和卫星母体。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口，地面用户也可以通过地面站出入卫星系统形成链路，地面站还包括地面卫星控制中心，及其跟踪、遥测和指令站。用户端即是各种用户终端。

1.2卫星通信的发展趋势

自第一颗卫星发射升空，开启了空间技术发展的新纪元，卫星通信技术的优势使各个国家都极力发展这种技术，并在各个领域，尤其是在军事和民事领域得到充分应用。卫星通信的发展趋势总的发展方向是大容量、大功率、高速率、宽带、低成本、高发射频率、多转发器、多点波束和赋形波束，应用星上处理技术切换信号，处理信号等，21世纪的卫星直播电视（DBS―TV）、个人移动卫星通信、多媒体卫星通信、卫星音频广播、卫星网络电视等将会得到大量发展。VSAT业务范围不断扩大，深入到国民经济的各个领域，更加显示其经济和社会效益，Ka波段的应用使设备更加小型化，当然亦带来衰减严重的缺陷。光通信在卫星通信中的应用逐渐变得成熟可取，它要求精确的卫星控制技术，在国际上还处于研发阶段，预计不久将会进入实用阶段。

1.3 卫星通信的优缺点

了解卫星通信的优缺点，一则可以了解目前卫星通信的发展形势，二则可以明确发展改进卫星通信中语音传输技术的必要性，是语音传输技术在卫星通信中应用的前提。要了解卫星通信的优缺点，就要与光纤传输技术进行对比才能洞彻所有。

卫星通信的通信范围极大，主要表现是，只要在卫星辐射信号范围内的两点均可以进行无线通信，这种特点一则保证了它的可靠性，因为这种传输并不会受外界环境影响，比如洪水地震等自然灾害的影响，它可以影响到一些具体的地面设施，却不能威胁位于太空的卫星设施，但是在一些地形复杂的地域，比如说多高山地区、或者大型建筑物集群地区，由于山体或者楼体的遮掩，会造成信号遮挡现象或者信号不稳，因为卫星通信主要靠信号辐射实现它的功能。

卫星通信的设置步骤简单，即只要设置一种特殊的电路既可完成，没有复杂的工程做工，更无资源的损害与自然环境的破坏，也无设备损坏的后顾之忧。

但是这种通信作价高，因为卫星通信不同于传统的光缆通信，光缆工程虽说耗时、耗材、耗人力，但是它采用的材质来源丰富，价钱低廉，因此使用成本就非常低，非常适合普通人使用，针对卫星通信运用超高科技与做工精细的仪器，导致它的运行成本会高于常规的光缆通信，使用资费更是高出十几倍之多，因此使用人群极少。

而且卫星通信采用的是无线传输，这种传输方式虽说简单易行，但是，却有可能造成信号的丢失或者信号的缺失，在这方面，还是光缆通信这种光波输送安全性高，保密性好，因为光波只能在光缆内进行活动，并不会受外界影响，在通话传输上，它的技术还有待提高。

2 语音传输技术的应用

卫星通信与传统电缆、光缆通信适用领域有所不同，而且它又被本身的缺陷所制，卫星通信在现阶段作为光缆通信重要后备资源而存在着，它一方面弥补了光缆传输中的不足，一方面也在极力发展完善它自己的技术。卫星通信与光缆通信不同，它的通信容量有限，不同于光缆通信容量巨大、潜在宽带可达20THz ，使作为卫星通信重要组成部分的语音通信受到极大限制，因此如何克服解决这一固有的问题，是现阶段卫星通信的一项艰巨任务。

正如业内人士所知，卫星通信系统采用卷积码、QPSK 与QAM相结合的编码调制方式，这也是当前众多商业卫星采用的一种方式，但是这种方式不能高效地传输本来受限的无线信号资源，导致资源的流失，原因在于这种方式被通信系统的误码率制约着，使这种方式必须采用某种特定的卷积码来实现某种具体的功能，而这种特定的很长的限定长度卷积码将相应导致译码设备相比以前更为复杂，因为这种复杂性，将导致原本卫星通信系统本身固有的缺陷更加暴露无遗，将导致卫星通信信息语音传输的效率更低，影响卫星通信功能的发展扩大，制约了卫星语音信息传输的高速性，不能适应未来业内形势的发展，因此调整编码译码方式，改进通信过程中编译码技术，是当前卫星通信领域内首要应解决的问题，它将影响到语音传输的效率、以及语音信息传输的质量，即抗干扰性问题。

针对原有技术存在的问题以及不良影响，一种新型技术――TCM/IDR技术被挖掘出来，并最先运用在卫星通信领域。TCM/IDR技术同时使用SPSK调制技术和Reed-solomon正交编码技术，是国际通信卫星组织（Intelsat）最近推荐的高质量中速数据载波方式，其业务平台支持语音和数据传输同时能够满足对网络低误码/高性能的要求。TCM/IDR技术所提供的性能可达到在1年内的平均误码率（RER）远小于10E-10（即优于99.96%），超过国际电信联盟（ITU-T）G.826所提出的要求。相对于国际通信卫星组织于1984年第一次提出并使用至今的QPSK/IDR数字载波技术，TCM/IDR技术是又一步的改进和提高，其支持数据流的速率范围是64kbit/s-44.736Mbit/s，对于传输同等信息速率的数据流来说，与QPSK/IDR技术相比，将节约 20%的卫星无线频带资源。同时，TCM/IDR技术能更有效地利用卫星转发器的功率，这是因为目前绝大部分的Intelsat用户采用QPSK/IDR技术，以致一些卫星转发器的带宽已达使用极限，但转发器功率还有余量可利用。因此，在使用了TCM/IDR技术后，可通过更有效地利用卫星转发器资源（功率和频带），从而在目前已达频带使用极限的转发器内增加通信容量。

3 结语

随着社会经济的快速发展和大业务量需求的不断上升，卫星通信作为一种重要的语音信息传输平台日益受到人们的青睐，未来随着技术的不断发展和融合卫星通信工程中传语音输技术的应用将会被不断升级，超高速率、无缝接入、灵活可靠的传输技术也将不断涌现。

参考文献：

[1]钟志刚.TCM/ 8PSK/ IDR 与 QPSK/ IDR卫星载波特性比较[J]邮电设计技术，1999（9），11-15.

[2]余昌刚等，TCM/IDR信道单元帧同步的实现[J].北京理工大学学报，2001（6），774-776.

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1卫星通信技术引进的必要性

我厂在2008年“5.12”特大地震发生后，微波站房屋损坏、电源中断，蓄电池损坏，铁塔倾斜；光缆全被打断，通信机房倒塌等所有通信系统全部损坏。六月初首先在映站建立一个卫星小站，在整个抗震救灾过程中，保障了通信畅通，使救灾工作得以顺利进行。但在使用过程中，该卫星通信系统有明显不足：①延时太大，无法及时进行相互交流，让人很难受；②经常无故“死机”，需重新启动语音网关才能恢复正常通信；③小到中雨就中断通信。虽然有这些缺点，但是在震后，泥石流频发，通信线路经常被打断，或是道路被冲毁（故地埋通信光缆也不现实），危险性太大根本无法架设线路，卫星通信的优势就非常明显地体现出来。在恢复重建中，这是一种不可或缺的重要通信手段，我们把缺点尽量进行完善，来满足人们的通信需求。比如延时大的问题，就可由双跳改为单跳，延时就会明显改善，让人能够接受。还有将天线尺寸加大，只要不是暴雨，通信还是能保障畅通。总之卫星通信对震后恢复重建中的我厂来说，还是一种重要的通信方式，对及时了解灾情，指挥救灾能起到关键作用。

2卫星通信在我厂的应用

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关键词：海洋石油；海陆；通信

中图分类号：TN91　文献标识码：A　文章编号：1674－6708(2010)29－0233－02

随着现代社会的发展，人类对能源的依赖日趋加强。能源公司在开采陆地油气的同时，也将钻采设备开到了海上。海上油气的钻探、生产和运输的过程中，与陆地的通信是必然的。海陆通信链路为信息的有效传递提供了保证。下面针对海洋石油常用的几种通信方式，分析一下各种通信方式的适用环境及优缺点。

1、光纤通信

目前，海底光缆在海洋石油平台已经得到广泛应用，用于传输海陆及各海上平台之间的生产及办公数据。海洋石油行业海底光缆大多数应用模式是复合海底动地电缆内部这样既可以依托海底动地电缆增加光缆强度，同时也可以节省单独铺设海底光缆的高昂费用。光缆的成本很低，对海底动地电缆的成本影响微乎其微。但光纤通信的优势很大。

1)通信容量大、传输距离远。目前海洋石油所用光纤基本为百兆光纤，这样的传输速率对于海洋石油的数据传输已经绰绰有余了。一根光纤的潜在带宽可达20THz。光纤的损耗极低，光纤比目前任何传输媒质的损耗都低。在无中继传输的情况下传输距离可达几十、甚至上百公里；

2)信号串扰小、保密性能；

3)抗电磁干扰、传输质量佳，电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰；

4)光纤尺寸小、重量轻、适应性强、寿命长；

5)成本低，光缆的成本相比电缆要低很多。

光纤虽有上述诸多优点，但在海洋石油这种特殊环境下，各种外界因索对于光纤通信的影响也不容忽视，这些因素严重影响了光纤通信的海洋石油行业的普及程度。

1)单独敷设光缆成本较高。目前海洋石油的海底光缆多与动力电缆复合，单独敷设海底光缆的案例很少，因为单独敷设光缆不但要考虑光缆的防腐保护、配重(防止密度低出现漂浮)等问题，而且考虑海底地貌，海底挖、填缆沟及光缆敷设的船舶及机具费用是相当昂贵的。

2)易受外力破坏。除了潮汐因素对光缆的冲击影响外，近几年特别是在渤海等水深较浅的海域和近海海域，过往船舶抛锚及船体挂断海底光缆的情况时有发生。这种情况在水深较深的南海深海基本不会发生。

3)维修困难。海底光缆一旦被挂断，破损地点的诊断比较困难，且海底光缆的修复要借助船舶及潜水员将光缆从海底捞起，进行修复，在进行保护、配重等，重新沉人海底。

光纤通信以其优点受到海洋石油行业的欢迎，人们也在研究各项措施，减少外界因素对光纤通信的影响。

2、卫星通信

卫星通信以其传输距离远、覆盖面广、不受地理条件限制、稳定性好、通信频带宽和业务丰富等优势，在海洋石油通信中得到广泛应用。目前海洋石油每个油田群基本都配备一个或几个与陆地通信的地面卫星站，好多海洋石油的移动船舶上除了配备海事卫星外也配备了Ku波段的自动跟踪卫星系统。卫星通信在当今海洋石油行业已经成为主要的海陆通信手段，平台及船舶上的话音、数据信息通过卫星信道实现与陆地的互通。卫星通信的在海洋石油行业的优点有以下几方面：

1)传输距离远，基本可实现全球覆盖。适合海洋石油深海作业及移动船舶作业的特点。

2)不受地域限制，建站即可进行通信。海洋石油行业由于工作地点处在海上。使用无线通信比有线通信更具灵活性，可根据需要建立、拆除链路，其建设难度相比敷设海底电缆要小很多。

3)稳定性好，带宽高，业务丰富。由于使用高频传输，人为干扰相对较少，且可以根据需要调整带宽，目前海油平台的语音、邮件、互联网均可通过卫星传输。

卫星通信目前已是海陆通信的最主要链路，但卫星通信也有他的劣势：

1)链路租金较高。使用卫星链路要向卫星公司缴纳使用租金，相对电缆传输的一次建设终身免费的情况，卫星链路的租金是一笔不小的支出，系统的运营成本是使用即发生的。目前每个海洋石油平台鉴于费用原因向卫星公司租用的带宽基本是512k－2M不等。

2)干扰相对较多。卫星属无线传输，存在来自各方面的干扰，有地球站设备的杂波干扰、电磁干扰、互调干扰、交叉极化干扰等

3)受自然因素影响。除了来自各方面的干扰外，当雨雪天气还会出现雨衰，影响系统工作。每年春分和秋分前后，卫星地球站天线在对准卫星的同时也对准太阳，太阳产生的强大的电磁波干扰系统工作，即日凌。

3微波通信

点对点的微波通信从九十开始在海洋石油行业已经得到广泛应用。微波通信目前在海上已经形成了微波网，用于填补海洋石油平台卫星带宽较窄的现状。微波通信有优势也有缺点，但优势大约缺点，因此得到了海洋石油行业的认可，首先说一下微波通信的优势：

1)具有卫星通信建设、拆除链路灵活的特点。微波建站非常灵活且建站成本很低，即使在陆地建立微波链路有时比建立光纤链路的成本都要低，加上海上没有任何高大建筑遮挡，更为微波应用提供了良好的条件。

2)具备光纤通信的大带宽及一次建设终身免费的特点。微波通信一般使用4MH200－900MHz或5.8GI-Iz的免费频段，即使申请频率也只需要很少的费用即可，链路建成后即可免费使用，不会有任何租金等费用发生。

微波通信由于点对点的无线通信原理限制也有一定的局限性，如下：

1)传输距离较短。由于是点对点通信微波通信的传输距离基本为视距，因此决定了其传输距离有一定局限，海上点对点距离的传输极限基本为20km，而海陆微波如将陆地一端天线挂高升高

(架设于高山或高塔上)可以达到40km。但微波联网可解决距离局限。

2)干扰严重。由于是免费频段，使用者较多，因此互相干扰现象频繁发生，但微波可以调整参数，避开干扰。

3)受自然因素影响较大。除了受天气影响外，平静海洋的镜面反射也会对微波产生影响。

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一、目前采用的传输接入方式在项目中应用

1、采用有线电力通信专网传输方式，采用敷设临时光缆至就近的变电站，采用SDH设备传输信号，将基建现场视频信号传回。采用有线电力通信专网SDH传输方式的缺点：1、需要对临时架设光缆进行设计，增加项目施工周期。2、根据架设光缆的长度和施工难度，建设周期长，投资会逐渐增多。2、采用公网接入的传输方式。通过电信运营商的有线或者无线公网通道，传输施工现场视频信号和语音信号传回。采用公网接入的传输方式的缺点：1、需要租用运营商的通信资源，根据项目工期长度，费用也会大幅增加。2、采用无线接入方式，带宽速率较低，图像清晰度会受到影响。3、采用卫星通信接入方式。通过各省公司应急中心常年租用的卫星通信频段，传输施工现场视频信号和语音信号。采用卫星通信通道接入的传输方式的缺点：1、带宽速率较低，图像清晰度会受到影响。2、长时间占用省公司应急中心常年租用的卫星通信频段，不利用应急通信保障。

二、采用SDH数字微波通信系统传输接入方式在项目

中的应用采用SDH数字微波通信系统传输接入方式的优势：1、是对SDH有线组网的一种扩展，实现了末端接入的灵活便捷。2、RTN组网采用无线微波作为承载，组网灵活可靠，易实现。3、微波传输距离可以满足不同距离的接入需要。

三、采用SDH数字微波通信系统传输接入方式应用优势

1、SDH数字微波通信系统可以无需临时架设光缆，实现SDH信号的传输，与SDH网络实现对接，节省项目投资。由于地理位置和架设光缆施工困难等其他原因，不便于铺设光缆，则需要采用微波传输的方式。架设光缆的投资预算约为2万元/公里，建设周期较长，投资高。而SDH数字微波通信系统建设周期非常短，安装灵活，投资较少。2、SDH数字微波通信系统可实现155Mbit/s-622Mbit/s速率SDH信号的传输，实现了无线高速率传输。SDH数字微波通信系统的带宽可达622Mbit/s。可以满足高清视频信号的传输要求，剩余带宽还可以传送内网办公、电话语音等其他业务。3、SDH数字微波通信系统，可以作为备用通信方式，保障重要业务的传输。SDH数字微波通信系统，可以作为第二路由通道，保障重要业务的传输。为了防止在光缆中断，将对信息传输的影响降到最低点，将微波SDH传输作为光传输的一种备份保护。

四、结语

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随着我国卫星技术的进步和社会对信息的需要，需要使用卫星进行信息传播的情况越来越多，为了保障信息的实时性和快速性，需要卫星通信过程中越来越高频段的使用。同时，现代化的卫星星座技术的提高也需要星间链路的建立，利用激光远胜于使用微波，但是激光产生的降雨影响比较大。通过选择适当的波长和在不同的地点分设地面站的方式，可以有效地克服激光带来的不良影响。卫星光通信技术具有广阔的发展空间。

 

一、卫星光通信技术的工作原理

 

首先，在对地表网络系统中的通信信号进行处理后，经过编码和调控，将通信信号加载后使其进入地球上的激发发射设备中，促使激光脉冲的信号发出，发射的工作通过光学卫星天线进行。在大气层的通道处理后，借助通信卫星来负责接收信号、进行解调，在卫星上实现光通信技术，将信号转输到地面的光学卫星天线上继续工作、进行译码、解调的任务，进而达到两个卫星地球站的全光双工通信的目的。

 

二、卫星光通信技术的基本特征

 

与一般的卫星微波相比，卫星光通信技术具有很多特征。包括：

 

(1)拓展了新型的卫星通信渠道，扩大了卫星通信的容量，使数据传输的速度达到100Gb/s，而且运用卫星光通信技术具有潜在的优点。在现阶段，我国的卫星中的微波带宽度是2GHz( Ku波段和C波段)左右，但是激光的频带宽大于105GHz，通信设施中不会有多余信号的干扰。

 

(2)减轻了卫星通信设备的重量，特别是对于卫星运载的设施来说，重量的减轻能够降低耗费的能源量。有利于延长卫星的使用年限，提高星上的处理效率。

 

(3)增强了卫星通信过程的保密工作。使用激光进行卫星通信能够起到有效的指向作用，而且发射过程中的激光束很窄，一般的发散角都属于毫弧级别的，因此在通信过程中具有良好的保密性。

 

(4)卫星光通信技术能够有效的避开干扰因素，而且要优于卫星微波通信技术。

 

(5)卫星光通信也具有明显的缺点。最重要的是激光星地链路受大气中的降雨、烟尘、雾霆的影响比微波大。

 

三、卫星光通信技术发展的现状

 

现阶段，卫星光通信技术已成为卫星技术中的研究热点之一。对于卫星通信网，实时通信必须建立星间链路。建立星间链路所采用的波段可有两种选择：微波波段和光波波段。目前，卫星微波通信使用的频段在300MHz到300GHz之间，而卫星光通信的频段为300THz。可见，采用光波段进行通信时的通信调制带宽可以显著增大，通信的数据率可达数Gb/s或更高。激光通信终端具有较小的终端体积和重量，极大的降低了发射成木，同时具有很强的抗干扰能力和保密性，又可减少地而站数量，因此卫星光通信技术已日益成为各国研究的重点，美国、欧洲、日木等已全而开展了此方面的研究，目前已进入空间试验阶段。

 

随着低轨小卫星数量的显著增加，需要高数据率、低功耗、体积小、价格低的星上通信终端，激光星间链路终端正是满足了这种需求。而商业需求和空间信息高速公路的发展，对激光星间链路技术的要求更加迫切，这些商业需求已经成为美国和欧洲等国激光星间链路研究的巨大推动力，并正促使其向商业应用转化。美国NASA正在寻求激光星间链路的潜在应用并作了相应计划，要求工业界要考虑实际需要生产，欧洲工业界也已开始了对可获利的激光星间链路市场的竞争。

 

日本开展卫星光通信的研究尽管较晚，但是进展却很快。日木已于1995年利用装于ETS-VI卫星上的光通信终端成功地与地而站进行了光通信实验，尽管此次实验的数据率仅为1.04 Mb/s，但这是世界上首次成功进行的星地光通信试验。日本的宇宙开发事业团(NASDA)还将与ESA共同进行卫星光通信的实验，实验将在日本的光学星间通信试验卫星与ESA的ARTEMIS之间进行。

 

然而，我国在卫星光通信领域的研究起步较晚展到实质阶段.与欧、美、日等国的差距较大。因此，我们必须高度予以重视，提高卫星光通信领域研究的投入。借鉴国外的经验，加快研究的进程，力争尽快赶上世界发达国家的研究水平。

 

四、卫星光通信技术的应用

 

1、数据中继

 

如低轨地球观测卫星landsat，它所取得的庞大数据通过同步卫星TDRS(踉踪和数据中继卫星)传送到地球站。如果地球站直接接收中、低轨卫星所取得的数据，就必须在地面均匀地配置多个地球站，因为一个地球站可以接收的轨道范围有限。这样的系统将是非常昂贵的。而且在星上搭载数据记录设备，当卫星进入地球站视野时传送所记录的数据。因记录容量有限。对于要不断获取多信道图象数据等庞大数据的系统并不合适。为此，引入通过同步轨道上的中继卫星。将数据传送到地球站的系统。该系统只需三顺同步卫星，就可覆盖低、中轨卫星的几乎所有轨道。也有人提出将这种系统用于象闪电卫星那样的椭圆轨道卫星与GEO卫星间的中继。

 

2、编组应用和数据交换

 

在世界范围内，InteISAT卫星在卫星通信过程中的使用已经将近30年了。现阶段，在大西洋、太平洋等地区的上方都分别有4～7颗正在运行的卫星或者备用的卫星，在对应的通信轨道上运行。这些卫星借助微波组成的路线实现与不同地区间的地面站的联系工作。为了满足将来通信世界的各类需求，需要在众多的轨道上，使用编组的方式，将多个相邻的卫星联结在一起。从某种程度上来说，如果不同地区的地面站打算与同属一组的某一颗卫星组成微波线路，地面站需要与同组内的任意一颗卫星互换所得的工作数据，同时还需要与其他地区的地面站之间统一进行数据的储存和获取。这样的做法有利于提升卫星微波的频率，同时还能够提高卫星轨道的使用效率。在卫星光通信技术适用的过程中，光ISL技术受到干扰的程度最小，在系统的联结工作中具有较大的灵活性。

 

3、支持卫星发射和深空通信

 

ISL技术还可用于卫星发射时对火箭的跟踪、控制.或支持卫星入轨。该技术已在发射使用TDRS系统的卫星和宇宙飞船时使用。此外，在深空通信中，用光能在比微波宽得多的频段上建成高效率的通信系统。

 

五、结语

 

在信息资料的传播工作中运用光频段的手段是现代化卫星通信技术发展的必经之路。在卫星技术工作的过程中，卫星光通信技术的进步不但能够适应现代化卫星技术进步的过程，同时其过程的研究也具有非常关键的现实意义。卫星光通信技术有利于保证我国航天事业和航天技术在世界上的排名，能够增强我国的国防实力和民族实力。研究卫星光通信技术的概况与应用，有利于卫星光通信技术的进一步创新，对我国具有重大的意义。

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关键词:天然气长输管道 通信 方案 选择

中图分类号:F416.22 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2010)08-253-02

长距离天然气输气管道(几百公里或几千公里)是油气储运工程的重要组成部分。近几年来,随着我国石化天然气工业的跨越式发展,天然气这种清洁能源在国民经济发展中的使用比例持续增长。天然气使用量的增长促进了国内长距离天然气输气管道的发展。由此可见,长距离天然气输气管道在油气储运工程中的地位必将进一步加强(长距离天然气输气管道以下简称“长输管道”)。

长输管道通信系统是与长输管道同时平行建设的重要项目,是完成长输管道管理、建设、投产、维护、运行和抢险的必备手段。特别是自20世纪80年代以来,自动化、通信与遥控技术是长输管道技术中发展最快的一个方面。目前,国内外普遍采用SCADA(监控及数据采集)系统对长输管道或管网进行全线或区域集中控制,SCADA系统必须依赖长输管道通信系统对输气管线或管网的设备状态,运行参数进行遥测、遥控、遥调,从而实现各站、场的无人值守、无人操作,使长输管道建设向自动化、智能化的方向发展。

没有长输管道通信系统的长输管道是不可能正常运行的。天然气长输管道如果没有长输管道通信系统是不可想象的。天然气长输管道通信系统在长输管道的建设、维护与管理中具有如此重要的作用,那么,究竟采用哪种通信方式更具有效性,是一个非常值得探讨的问题。下面是笔者的一些粗略看法,供同行探讨。

一、专用光纤长输管道通信系统

专用光纤通信系统是在长输管道建设的同时,沿长输管道同沟敷一条或数条光缆,同时沿线一般建设若干个SDH/MSTP光传输通信站,使用G.652光纤。干线网络一般选用同步数字系列STM-16等级的光传输设备,传输容量2.5Gbit/s,专用光纤传输系统有以下主要功能:一是为天然气长输管道SCADA系统提供可靠的数据传输通道;二是为天然气长输管道生产调度提供可靠的通信通道;三是为天然气长输管道例行巡检、故障排除、抢险救灾提供通信保障;四是为生产现场自动操作及工业电视监视系统提供传输通道;五是为天然气长输管道行政管理提供视频、音频和数据通信信道;六是为天然气长输管道信息化建设提供网络传输通道。

专用光纤通信系统是一种设计非常理想的天然气长输管道通信系统,它最大的优势在于传输容量巨大,一般干线容量2.5Gbnt/s,能够满足当前及今后发展的需要。

但是,这种通信系统的缺点也是显而易见。

首先,该通信系统时效性较差,施工速度缓慢。因为在上千公里的施工路途上,分布着不同的施工队伍,这些队伍分属不同的部门,在人员、设备、施工经验、管理水平等方面存在着不小的差距;再有沿途一般要经过山川、丘陵、河流、水网、农田或是戈壁沙漠等复杂地形,且沿线施工气候多变,风、霜、雨、雪、交替显现,这些主观的和客观的因素,对施工速度和质量的影响不可小视。尤其在上千公里的长输管道建设中,光缆的敷设常常落后于天然气长输管道施工建设,与之配套的SDH/MSTP设备也常常因通信机房建设滞后而无法安装。在天然气长输管道建设的初期以及分段投产的过程中,该通信系统根本不能胜任它所应有的功能。其次,该通信系统投资较大。物资方面,要敷设几百更多是上千公里的硅芯管、光缆、成百个光纤接续盒、接续盒保护箱等等。工程方面,施工队伍多、牵扯面广、占地费、补偿费等名目繁多,加之分属不同的行政区域,协调困难。这些因素都加大了投资费用,而且即使在建成之后光缆的维护、检修和抢修的费用也为数不小。第三,该系统的稳定性也值得商榷。因为天然气长输管道沿途地形复杂,沿线气候多变,人为事故或是自然灾害对光缆的安全性都构成威胁;再有上千个光缆接头的稳定性也令人担忧。第四,该系统光缆一旦出现故障,抢修是一件非常困难的事。光缆埋于地下断点位置不易确定,及时位置确定,抢修人员和机械到达故障点的时间也较长;现场开挖土方相当困难,水网地带排水较难,山区丘陵地带大型机械施展不开,有时为更换一段光缆需多处开挖土方。抢修的实效性能否得到保障,还值得商榷和实践检验。

二、公网天然气长输管道通信系统

该系统就是利用现有的公网通信网络,组建专用的天然气长输管道通信系统。可采用SDH、PDH、DDN等通信方式,同样可以完成长输管道通信系统的六大功能。这种通信系统具有见效快,建设周期短的优势。

但是,该系统也存在着明显的缺点。首先,天然气长输管道跨越多个省、市行政区域,网络的建设、运行、管理具有较大的不确定性,各部门使用的通信设备也不尽相同,网络的稳定性较差。其次,对整个网络的维护和使用难以行成统一的调度和指挥,不利于该系统发挥最大的效能,尤其是在突发事故抢险抢修方面矛盾更加突出。第三,在一些复杂地域,架空或地埋光纤很难进入到现场,施工相当困难。第四,该系统一般是租用公网电路,传输带宽受到一定的限制,很难满足大容量的视频会议和工业监控图像的传输。

三、天然气长输管道卫星通信系统

天然气长输管道卫星通信系统就是采用卫星通信作为天然气长输管道的主要通信手段,为在天然气长输管道建设、投产和后期运行维护中为SCADA数据、生产调、行政电话、传真、图像提供传输信道。

天然气长输管道卫星通信系统可采用KU波段VSAT卫星通信系统,以时分复用/时分多址(TDM/TDMA)方式传输实时数据;以单路单载波(SCPC)方式传输语言信号。

该系统具有以下优点:一是通信覆盖面积大,可覆盖中国境内及周围邻国。建站不受地理位置地面距离以及地形地貌的限制,系统建设速度较快,基本可以与天然气长输管道建设同步进行,在天然气长输管道建设的初期就可以发挥它的作用,时效性较好。二是网控站具有很强的集中网管功能,不受行政区域划分的限制。可形成统一的调度和指挥,网控站可以方便地对远端站进行软件下载,远程监控,可实现无人值守,网络的安全性较高。三是卫星通信信道大部分在外层空间,不受多变气象以及人为因素的干扰,稳定性较好。四是采用独立建网的卫星通信系统具有较大的扩容潜力,并且扩容简便快捷。五是该系统可配备静中通移动卫星通信车,组成卫星应急通信系统,在发生自然灾害或突发事件时,可迅速达事故地点,组成现场指挥系统。六是该系统也可方便地接入公网系统。七是天然气长输管道卫星通信系统的建设投资项目较少,参与全线运行维护及管理的技术人员配置较少,整体投资合理。八是随着我国航天技术和通信卫星技术的飞跃发展,阻碍卫星通信技术发展的瓶颈已被打开,技术稳定可靠,成本更为合理。

四、通信方案的选择

任何一种通信方案的确立都需综合考虑当地的自然条件、设备技术性能、初期建设费用、长期维护管理等诸多因素。

天然气长输气管道通信的基本特点是:一是大部分管道途经山川、丘陵、河流、水网、农田或是戈壁沙漠等复杂地形,且沿线气候多变,风、霜、雨、雪、交替显现,人为或是自然的突发事件较多。二是每条管道一般均有一个调度控制中心,沿线还有必要的输气管理部门。通信站点一般设在沿线各站场。每个站需与调度控制中心建立通信联络,并与有关的输气管理部门保持通信能力。三是大部分RTU阀室为无人值守站,工作环境较恶劣。使用简化供电系统,通信设备耗电量要小是一个重要的考虑因素。四是在故障发生时,抢修速度一定要快,时效性非常强。

根据天然气长输管道的实际情况,综合考虑技术、经济、运行维护、故障抢修及今后发展等各种因素,笔者认为应优先选择专用卫星通信为主、公网通信为辅的通信方案作为天然气长输管道主用通信方案。

五、卫星专网通信方案的优势

1.该方案实施简单。设备安装调试简单,易于上手;运行环境要求低,易于实现,同时服务质量可以得到充分保障。

2.该方案移动性好。采用可搬动式野外型设备,人到那里,网络就可以覆盖到那里,时效性非常突出。

3.接入方式快捷。采用同步卫星对地球进行覆盖,卫星终端在陆地上基本可以做到无缝覆盖,用户可以随时随地接入Internet,进行数据传输。

4.提供多种功能。卫星终端在提供语音通信信道的同时,还可以提供数据传输功能,租用合理的带宽,亦可满足视屏会议、工业监控、SCADA数据上传等业务需求,而且数据和语音可以同时进行。

六、结论

综上所述,天然气长输管道易采用卫星通信为主、公网通信为辅的通信方案。它具有投资少、性能价格比高、功能强、可靠性高、信道稳定、管理容易、投入运行周期短等诸多优点。

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［论文摘要］随着生活的发展，国人对自身安全越来越重视，移动监控定位系统技术趋于成熟。对需监控目标进行实时电子监控已成为可能。本文从GSM；GPS；SMS等几项技术来阐述移动监控定位系统的设计。

1 引言

时代在发展，科技在发展，越来越多的人拥有私家车，他们对车的安全状况很重视.因为是平常人，所以对自己车的行踪需要一个很形象的认识，所以就要对移动图象形象化，具体化，并且对汽车各项指标都要有一个安全报警系统.车内仪表盘对汽车运行状况都需要一目了然.我说的仅仅是其中一个例子.这种移动目标的监控是一个系统，它称做基于GSM的移动监控定位系统.通过这个系统，能让我们一直监控着移动目标的行驶状况，并且移动目标也可以通过这个系统对总部查询各项信息，比如:路况、天气等一系列信息，此外还可以需求帮助.GPS技术进入实用阶段是在上世纪90年代，但因为无线通信网络的普及程度的限制，从而制约了GPS的发展，使其并没有多大发展.但是步入了21世纪，无线网络迅猛发展，GPS技术的更加成熟，使GPS普及化程度进一步扩大，随着人们对这一技术的关注，我认为这方面的市场潜力是巨大的.

GSM的移动监控定位系统设计两个关键的要素是无线通信网络技术和GPS技术，GPS接收机体积已经进化的很小，串口数在增加，接口技术也是多样化.而无线通信网络更是呈多样话发展，这里我就不详细阐述了.

2 网络的选择

无线通信网络是移动监控定位系统应用的平台，具体可分为无线专用网络和普通公用无线通信网络两类.卫星网络、无线专用网络、移动网络是其中常见的形式.后面我会一一介绍.

2.1 卫星网络。到现在，卫星通信即将进入个人通信时代。它的特点是卫星终端将到达个人的手中演变成手持话。全球移动电话就是一个例子。所谓个人通信，是指移动通信的进一步发展，最终是面向个人的通信，国际电联称为通用个人通信（UPT），在美国称为个人通信业务：任何时间、任何地点都可以与其他任何能联系的到的人进行任何方式的交换信息。所以只有利用卫星覆盖面广的特点才能实现。通过天上的卫星系统与地面的通信系统的结合，才能实现名副其实的全球个人通信。卫星通信有静止轨道卫星通信、中轨道卫星通信、低轨道卫星通信3种。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。卫星通信的特点是覆盖面积大，可以做到全球通，而且对气候和传输距离不敏感。缺点是系统终端设备复杂，费用较高，不利于普及。

2.2 无线专用网络。专门为移动监控定位系统建设的无线通信网我们称之为无线专用网络。这个系统有自己的监控平台、基站及交换中心。优点在于能灵活运用不易被破坏，还具有移动性能。缺点在于基础建设资金较高，传播面积具有局限性。

2．3 移动网络（移动通信网络）。进入21世纪后，移动通信网络得到高速发展。手机的普及便是一个特征。移动通信网已实现从模拟网向数字网的转换。国内3G还在开发普及阶段，而在日本现在已经发展到第四代移动通信网络（4G）。移动通信网络经历了从模拟的AMPS网发展到数字蜂窝GSM网，再到CDMA移动通信网。移动通信网可以分为三个层次：语音；数据；视频和多媒体。普通老百姓接触的比较多的是后两个层次，即视频和多媒体。比如：短信、图像、电子邮件、文件、图像传真、浏览网页等。它的优点在于覆盖面积大，组网费用低。但是缺点是数据传输速率较低，这大大的限制了移动网络的发展。如果想要提高数据传输速率，就需要对网络进行改造了。

当然除了以上这几种通信网络，还有其他的通信网络。这里就不展开一一阐述了。

3 移动监控定位系统方案设计---基于GSM

通过比较，很显然移动通信是目前最佳的选择方案。3G，即第三代移动通信网CDMA具有优势：数据传输能力强。但是目前还处于实践阶段，而GSM数字蜂窝移动通信网非常普及，市场应用广泛，覆盖面积大，在技术上也是最成熟的。所以，利用GSM移动通信网建设移动监控定位系统是当前比较合理的选择。通过GSM移动通信网传输监控定位数据可以有3种方法：利用话音通道传输、利用SMS(短消息业务)传输、利用改进的GSM的高速数据通道传输。

3.1利用GSM的话音通道通信的设计方法。利用GSM的话音通道传输数据现在比较普遍，利用在接收端与发送端安装MODEN调制解调数据来实现。与之而来的麻烦就来了，装了MODEN是需要拨号的，并且建立连接的时间是比较长的，基本上是10S左右，网络较差的话是有可能连接不上的，而且通信费用比较高。优点在则在于技术成熟，应用范围广。只需在GSM网范围内都可以使用。具体流程如下：GPS接收机——数据接口——MODEN——GSM手机——GSM网——中继线路——MODEN——监控中心。GPS接收机在这里发挥着重要的作用，包括：摄像头影象数据的采集与传输；麦克风语音数据的采集与传输；报警设备提供的警报信息等等。这些数据经数据借口由MODEN进行调制后由GSM手机发向GSM移动网络。监控中心获得数据信息后可进行一系列的操作。这里的中继线路可以为电话线、光纤或微波。从GSM手机开始到GPS接收机我们称之为移动终端（后面我将用移动终端开简化）。通过流程图我们可以看出理论上讲移动终端是可以随意添加的。现在已经应用在银行、商场、家庭的监控。

3．2利用GSM的SMS通信的设计方法。SMS是大家所熟知的短消息业务，是用控制信道传输数据的，并且支持点对点的短消息业务和通过短消息来广播的一项服务。用这种方式设计的移动监控定位系统。流程图如下：移动终端——GSM网络——短消息业务中心——中继线路——监控中心。从流程我们可以看出移动终端发出的数据全是短消息，而SMS的中继线路可以是DDN。监控中心从短消息业务中心来获取数据具有几个优点：（1）数据传输速率快，信道建立的时间短。（2）不会占用话音信道，从而不会影响通话，通话时也不会影响数据的传输。（3）正是由于它不占用话音信道，所以它的通信费用是比较低的。（4）利用短消息广播业务，可以提供多点的数据传送。（5）系统扩容方便。但是，目前控制信道的传输速率为781Kb/s，可见数据传输速率不见的有多快，而且大家在发短信的时候也会发现：如果短信字数比较多，发出去的时候要分两次发甚至是三次。其实SMS是有信息长度限制的。点对点信息长度为140B，而消息广播业务信息长度为82B。它的缺点就显现出来了：数据传输慢且数据长度受限制。

3．3 利用GSM的高速数据通道通信的设计方法。上面两种方法有一个共同的特点：慢。数据速率都比较慢，只能用于GPS数据、报警信息等一些较短的数据服务。如果想要传输图象信息就比较困难了。新的技术也随之而来——GRPS（通用分组无线服务）。顾名思义，它是通过在原来的GSM网上加上协议关口和改动少两设备来实现的。目前它可以提供高达115。2Kb/S的数据传输速率，它支持X.25，TCP/IP等协议。国内外多家大公司都在加紧研究开发GRPS功能。此外还有一种技术EDGE（增强数据速率），它可以支持384Kb/s的数据速率，但目前仍不成熟。 转贴于

4 移动监控定位系统的业务功能

本系统具有以下几个功能：

（1）移动目标定位功能 监控中心可以通过终端发送的GPS信息对监控目标进行实时跟踪定位，并可以从先前采集的资料可以得知目标的相关资料，如：行驶速度、运行状态、车牌号码、行驶人及其住址等等。

（2）指挥调度功能 许多出租车公司采用此系统时这个功能应用的最广泛也最方便，司机及乘客提供各行驶路线的路况、等候人数、定车地点等一系列信息给总部，总部分析信息进行一系列行之有效的指挥和调度。

（3）报警功能 举几个例子：移动终端发出的报警可分为自动报警和主动报警。比如一辆出租车如果漏油了，那么系统就会自动报警。如在车里遇到劫匪了，你可以按紧急状态键进行主动报警，那么公安、交警部门就能监控你的车子，在沿路设卡，布置警力进行援救。

（4）视频监控功能 如果一些公共场所加装了摄象头，比如：银行、车站、酒店等地方实行监控。能有效的抑制一些犯罪行为的发生，一旦发生了也能通过录象来协助侦察、破案。

（5）导向功能 在车里安装GIS系统，可以实现车辆的自我导向，不会迷路。还可以全国漫游。

（6）通话功能 当采用SMS或传输64数据时，因为它的特性，是不会影响通话的，此外移动终端还有正常的GSM数字电话的功能。

（7）历史资料共享查询功能 用户可以从监控中心的数据库里查询各项数据，从而大大方便了用户。比如即将到达城市的停车位、住宿情况、旅游项目等等

根据用户的不同要求，系统设计项目可以是多种多样，小到监控气温变化，大到监控整座城市设置电子警察。一些业务可以根据实际情况进行添加或者删除，具有灵活行。

5 结语

随着国人对自身安全越来越重视，移动监控定位系统在我国进入了起步阶段，因此具有很大的市场潜能。全国各大城市建立了电子警察系统、公交车到站时间监控系统、交警路面交通实时监控系统、车辆的导航系统等。无不告诉我们移动监控定位系统的重要性。

此外，国内刚刚兴起的移动监控定位系统还存在很多缺陷，比如杭州的公交车到站时间提示系统就不是那么准。许多公司提供的GPS接收机、GSM/GPS一体机、GIS系统都不怎么成熟。数据格式不统一，资源不能共享，不同机器不兼容等一系列问题还有待于我们进行完善和改进。

参考文献

［1］赵荣黎．数字蜂窝移动通信系统［M］．北京：电子工业出版社，1997．

［2］丁瑾，吴文昊，等．数字无线本地环路系统［M］．北京：电子工业出版社，1997．

［3］郭峰，等．无线局域网［M］．北京：电子工业出版社，1997．

［4］樊昌信，等．通信原理［M］．北京：国防工业出版社，1981．

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【关键词】 甚小孔径终端 卫星通信 电力系统 应急通信系统

甚小孔径终端[1，2]（VSAT，Very Small Aperture Terminal）卫星通信系统以其微型化、速率高、建设快等优点已逐步成为电力系统行业中应急通信网的最佳选择。文中以大渡河流域卫星应急通信系统为例，介绍了大渡河流域卫星应急通信系统的网络结构和业务数据，阐述了VSAT卫星通信系统部分关键技术在大渡河集控中心的成功应用。

一、VSAT卫星通信体制

目前VSAT卫星通信系统常见的体制有3种，分别是单路单载波[3]、单路单载波/按需分配多址[4]和时分复用/时分多址接入[5]。

SCPC和SCPC/DAMA实际上都是传统的FDMA分配方式，在频域上每路载波互相分离，每个远端站均独享1路载波。SCPC/DAMA在SCPC基础之上引入了DAMA技术，使得每个远端站可以做到按需享用卫星容量，提高频带资源利用率，但同时增加了网络管理的难度。SCPC与SCPC/DAMA系统优点是线路延时小、线路专用；缺点是频带资源利用率相对较低，灵活性较差，只适用于业务量相对稳定的卫星通信网络，不适合突发性业务的卫星通信网络。

TDM/TDMA体制。TDM/TDMA系统在中心站至远端站的下行通信方向上只有1个TDM广播载波包，每个远端站使用TDM技术从这个TDM广播载波包中解析出各自站的数据。在远端站至中心站的上行方向上，传统的S-Aloha TDM/TDMA系统所有远端站采用TDMA技术，在每个时隙上以竞争的方式发送TDMA载波，如果发生时隙碰撞则重发，以此来保证通信成功。最新的TDM/D-TDMA系统采用D-TDMA（决定性TDMA），带宽利用率比传统的S-Aloha提高了3倍，其决定性的TDMA机制使系统能够快速响应远端站的通信需求，对每个远端站做到了按需分配带宽，适合远端站突发性业务需求，使得整个卫星频带资源得到最高效的使用。

二、大渡河卫星通信系统结构

2.1 卫星体制

大渡河流域卫星通信系统业务数据主要是中心站（集控中心）与远端站（各流域梯级水电站）之间一些突发的通信业务，各远端站之间几乎无数据交互，通信类型呈星型通信网络结构。综合考虑信道带宽利用率、系统灵活性以及今后远端站扩容等因素，大渡河流域卫星应急通信系统采用TDM/D-TDMA卫星传输体制。

2.2 带宽需求

中心站（集控中心）与远端站（各流域梯级水电站）的应急通信业务主要是监控系统IEC104数据（遥控、遥调、遥信）业务和VOIP卫星应急电话语音业务。经过测试每个远端站配置128kbit/s带宽即可满足需求。系统实际租用卫星为中星5A，轨道位置为东经87.5度，KU转发器为24个（16x36MHz，8x72MHz）；租用频谱带宽为1MHz，上行、下行各500KHz，换算成信息传输速率后上行、下行各约为600kbit/s。

2.3 中心站网络结构

系统由1个中心站（集控中心）、4个远端站（瀑布沟电站、深溪沟电站、龚嘴电站、铜街子电站）和1个移动便携式卫星小站组成。远端站将来可扩容至20个站，可覆盖全流域各梯级电站。按照电力二次系统安全防护分区，为实现不同业务数据之间分区隔离，中心站与远端站均划分3个VLAN。为保证中心站的可靠性，中心站侧的重要设备：上变频功率放大器（BUC）、低噪声下变频器（LNB）、卫星调制解调器（MiniHub）均采用1+1热备配置，中心站网络结构如图1所示。

三、业务数据应用

3.1 业务数据网络结构

业务数据包括计算机监控系统IEC104数据（遥控、遥调、遥信）业务和VOIP卫星应急电话语音业务。集控中心监控系统接入交换机与电站监控系统接入交换机通过卫星通道连接，实现IEC104数据的卫星通道传输功能，IEC104数据在卫星系统中的网段为VLAN10。集控中心电话程控交换机通过卫星通道将VOIP电话部署到电站中控室，实现卫星电话功能， VOIP卫星电话网段为VLAN20，系统业务数据网络结构如图2所示：

3.2 出/入向载波关键技术

目前系统由于只有4个远端站和1个移动小站，因此系统载波由1个下行TDM载波和1个D-TDMA（确定性时分多址）入向载波组成。一个上行载波能支持的远端站数目取决于实际通信业务需求和载波大小，随着新建的16远端站陆续接入，今后可以配置成多个D-TDMA上行载波。系统在下/上行载波进行了IP应用优化，实现了TCP/IP加速和加密。下行载波为TDM技术的一个高效广播包，以最佳的方式对数据包进行分址、排序和传输，每个远端站都分配一个唯一的ID号，广播数据流用相应的ID号进行编码，广播包中的所有数据都能准确地被远端站接收。为了获得了最大卫星空间资源利用率，下行载波利用高效、简洁的HDLC帧结构来封装完整的IP包，从而避免了在卫星侧拆数据包的工作。上行载波被划分为12个时隙（time-slot），每个远端站在上行载波上被赋以一个最小的承诺信息速率（CIR值）以实现带宽共享，使所有远端站能够高效地共享有限的带宽资源。中心站BUC功率为16W，远端站BUC功率为8W，BUC本振频率为13050MHz，LNB本振频率为11300 MHz。上行载波（Upstream Carrier）与下行载波（Downstream Carrier）各项配置参数如表1所示：

3.3 业务数据流量分析

系统根据每个远端站预先制定的Qos策略和实际通信业务需求来分配相应的卫星带宽。系统以每秒8次的速度实时调整每个远端站的带宽分配，非常适合本系统突发性的TCP/IP业务的网络应用。由于卫星通信系统是备用的应急通信系统，因此正常情况下无业务数据传输，只有很少一部分系统Qos链路管理数据传输，因此在入向载波上的12个时隙（time-slot）中，每个远端站只占用了1个时隙，大部分时隙处于空闲状态，时隙使用情况如图（3）所示，2/3的时隙处于空闲状态，工作时隙只有1/3（红色部分）。

系统入向载波流量数据监视图如图（4）所示，在入向载波上Qos链路等管理数据流量很低，大约为4～5kbps，单个远端站IEC104数据与VOIP语音等应用数据启用后，流量大约为60kbps，系统入向载波配置的带宽为634.57 kbps足够4个远端站和1个移动站使用。

四、结束语

大渡河流域卫星通信系统自投运以来，作为地面光纤通信的重要补充，为大渡河集控中心与流域各梯级水电站之间提供了稳定、可靠性的应急通信电路，满足了集控中心对通信通道高可靠性需求。文中以大渡河流域卫星应急通信系统为例，介绍了大渡河流域卫星应急通信系统的网络结构和业务数据，详细阐述了VSAT卫星通信系统关键技术在大渡河集控中心的成功应用，为今后进一步扩大VSAT卫星通信在电力系统中应用提供了积极的参考。

参 考 文 献

[1] FELIX L.E.M， PONTES M. S . Unavailability due to rain of VSAT networks operating in Ka and Ku bands in Brazi. International Journal of Satellite Communications and Networking，2006，24（3）

[2] 高毫林，黄炎，张白愚. VSAT卫星信号中的邮件数据分析与提取. 通信技术，2008，41（5）

[3] 方华，丁科，续欣. SCPC/DAMA卫星地球站软件设计与实现. 通信技术，2010，43（12）

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【关键词】卫星通信；3G 算法

0.引言

3G是一个全球无缝覆盖，包括卫星移动通信、陆地移动通信和无绳电话等蜂窝移动通信的大系统。它可以向公众提供前两代产品所不能提供的各种宽带信息业务，如高速数据、慢速图与电视图像等，传输速率高达2MBITS，带宽在2MHZ以上，是一种真正的“宽频多媒体全球数字移动电话技术”。

卫星移动通信系统是实现无通信盲区，全面覆盖地域、空域，达到全球无缝覆盖的关键手段。为了真正实现全球通信，卫星通信系统是3G不可替代的重要组成部分。

在卫星移动通信中主要采用CDMA多址接入方式，由于CDMA存在多址干扰（MAI）这成为决定系统容量的关键因素。为了使卫星移动通信系统与3一有效地整合互联，需要找到消除MAI的有效方法，这对有限的卫星转发器频率资源相当重要。

1.卫星移动通信系统

卫星移动通信系统是指提供卫星移动业务的通信系统，其典型特征是利用卫星作中继站向用户提供移动业务，因此卫星移动通信实际上是传统的固定卫星通信与移动通信结合的产物。从表现形式来看，它既是一个提供移动业务的卫星通信系统，又是一个采用卫星作中继站的移动通信系统。

在一个综合网络中，卫星移动通信系统的特有优势在于：

*可以实现全球完整、连续的覆盖。

*可能作为地面蜂窝网业务覆盖区域的扩展。

*因有的动态信道分配技术可以解决特殊场合到不可取代的应急通信作用。

*系统的建立对于军民结合、平战结合、满足军事通信特殊需要等具有战略意义。

*卫星移动通信系统是3G的有效补充，在下一代移动通信系统中，移动卫星网作为一个分系统同样是不可缺少的。

1.1多址访问方式

卫星通过通信的一个基本特点是：处在一颗通信卫星波束覆盖区内的所有地球站都能从卫星接收信号，也都能向恒星发射信号，即具有多址访问能力或者多点对多点的通信能力。多址访问能力是卫星通信的一个独特的优点，但如果对地球站访问卫星的能力不加任何限制，则可能会使优点变成缺点。多个地球站同时以相同方式访问卫星，会在卫星上发生信号碰撞，造成这些信号都不能被 正确接收，因此必须控制地球站对卫星的访问，使不同地球站发射的信号不会在卫星在完全重叠（包括时间、空间、频率和编码等方面），同时，又能让接收地球站从卫星转发来的所有信号中识别出发给本站的信号。不同的控制策略构成了不同的多址访问方式。

卫星通信中的多址方式类似于地面移动通信中的多址方式，主要有TDMA、FDMA CDMA以及SDMA。

1.2 CDMA在卫星移动通信中的应用

*在通信系统中，CDMA应用主要有如下优点：

*宽带传输，抗多径衰落性能好。

*信号频谱的扩展和相关接收具有较好的信号隐蔽性和保护性，抗干扰能力强。

*允许共覆盖的多系统 多卫星同频操作，无需系统间协调，抗地面同频通信系统的干扰。

*有扩频增益，允许相邻波束使用相同频率，频率复用能力强。

*容量没有硬限制，增加用户会影响性能，但不会遭到拒绝。

*能充分利用话音激活提高容量，具有软切换功能。

由于CDMA的独特优点，在移动通信中得到了日前广泛的应用。

2.系统之间融合互联的关键技术

作为3G的接入方式，与FDMA和TDMA方式相比，CDMA更适合于通信容量小而又要求对多个地球站进行通信的系统（如军事应用，飞机和舰艇通信等），且在抗干扰、保密蔽性、灵活性以及抗频率选择性衰落等方面上人独特的优点。

卫星移动通信中可以使用CDMA的接入方式，在实际系统中，码间干扰（ISI）、同频道干扰（CCI）以及系统中强信号对弱信号的抵制（远近效应）成为CDMA系统必然存在的败类主要干扰。CCI制约着系统的容量ISI制约着通信的速率。对ISI的抵制可以采用均衡或分集技术，而抑制CCI需采用多用户检测技术。

2.1 MAI的抑制

CCI人产生是由一用户之间的相互干扰，也称为MAI。MAI来源包括同小区外的移动台、其他无线电通信系统等 ，其中主要的两种干扰是采用同一组频率的小区内信号之间的同频干扰和来自相邻小区信号的邻频干扰。CDMA系统的主要缺陷就是由MAI带来的容量限制。

传统的检测方式如匹配滤波器采用单入单出检测方式，不能充分地利用用户信息，而将MAI看作是高斯白噪声，大大降低了系统容量。传统的匹配滤波接收机或相关接收机存在的主要问题现在以下方面。

干扰底限：由于干扰信号与期望信号不完全正交，所以期望用户的匹配滤波器输出中含有MAI，即使接收机热噪声电平趋于零，由于MAIR 存在，匹配滤波接收机的错误概率也会表现出非零的下界，使得相关接收机很难达到低误码率。

远近问题：由于MAI的存在，如果干扰用户比期望用户距基站更近，干扰用户在基站的接收功率就会比期望用户大的多，扩频序列与干扰之间的相关就可能比与期望用户信号之间的相关大，于是传统的相关接收机的输出中MAI分量就可能很严重，期望用户信号甚至可能淹没在干扰信号中。

由此可见，抑制MAI可以有效地提高通信质量。

2.2 MUD技术

可以看出，更好的接收算法应该是对多个用户的联合检测。MUD的基本思想就是充分利用扩频码的已知结构信息，在通常的CDMA中将多径干扰与MAI看作等效于白噪声的无用信息来处理。这是一种消极的处理方法，实际上不论多径干扰还是MAI，本质上并不是纯粹无用的白噪声，而是有着很强规律性的伪随机序列信号。如果用户与各条路径间的相关函数都是已知的，从理论上看，完全有可能利用这些伪随机的已知结构信息和统计信息来进一步消除它所带来的负面影响，同时消除、削弱多址、多径干扰以及远近效应，从而实现提高系统容量性能的目的。MUD技术的应用使CDMA系统的优越性更加明显，成为3G 提高系统容量性能的目的关键技术之一。

单纯的MUD技术的研究应用已经不能更好地提高系统的性能，将MUD技也其他技术相结合成为目前更为广泛的研究方向。

与智能天线的结合

结合智能天线得到的空域信息，将MUD技术推广到窠进领域。由于空间信息的引入大大增加了检测器的输入信噪比，并且使得MUD可以应用到过载系统，即小区实际用户数可以多于用于区分用户的扩频序列数，这样进一步提高了系统容量。

多载波技术的结合

多载波技术能有效地克服衰落信道引起的符号间串扰，因此将MUD引入到多载波CDMA系统，研究频域与码二维信号处理技术，能够大大提高系统的抗干扰能力。

编译码相结合

由于MUD输出信号将进入译码单元，如果将译码与MUD结合考虑，相互作用，会大大改善检测性能，提高系统容量。

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关键词：无线通信技术；电网通信；应用前景

1 无线通信技术概述

无线通信技术一般是由无线终端，无线基站以及应用服务器等设备组成，是当前信息科学技术研究最为活跃的领域之一，通信技术的主要功能是信息传递，无线通信技术不仅信息传递功能较强，还具有较多特点：第一，安全性高，无线通信技术在应用过程中需要输入密码才能够连接使用，安全性相对较高。第二，覆盖面广，覆盖面广是无线通信技术显而易见的特点之一，在一些居民家中，餐馆，企业，甚至是公交都覆盖了无线网络，由此可见，无线通信技术覆盖面较广。第三，业务功能强大，无线通信技术具有较多功能，其中包括无线网络技术，WPAN基于IEEE802.15的无线局域网以及WMAN基于IEEE802.16的无线局域网，具有较多功能，不仅能够传递信息，还能够连接网络运用网络实施多种监控、检测、勘察以及娱乐功能，功能十分强大，业务能力较强。[1]除此之外，无线通信网络还具有不受城市建设约束影响，安装容易，简单灵活，投资小扩充容易等特点，致使无线通信技术越来越受到人们重视。无线通信技术类型较多，应用较为广泛，在生活中具有重要作用。通过探究无线通信技术在电网通信中的应用有助于促进我国通信业的发展，弥补传统通信业存在的不足，提高通信覆盖面积以及通信传播率，产生较好电网通信效果。

2 无线通信技术类型

2.1 WIFI技术

WIFI技术是一种近几年发展迅速可以将终端设备以无线方式连接的技术，多数人对WIFI技术并不陌生，生活、工作中都经常用到WIFI技术，WIFI技术为人们生活带来了便捷，在具有WIFI无线网络的情况下，用户只要输入无线密码，就可以登录网络，进行学习，工作以及娱乐，十分方便快捷，当前WIFI产品以及技术十分成熟，相关设备，软件也形式多样，无线路由器，随身WIFI以及WIFI万能钥匙等都较为常见，具有广阔市场。WIFI技术十分适用于无线局域网络中的技术类型，是有限网络的延伸，应用性强，覆盖面积广，并可以进行多人网络共享的技术，优势十分显著。当前，WIFI无线网络技术受到多数居民的喜欢，投资小，不用铺设多余线路，使用方便，不仅在城市具有广泛应用，在林区也具有应用价值，只要具有通信信号，通过购买无线路由器以及无线网卡，就能够连接无线网络，使用简单，经济实用。WIFI无线网络技术具有较多优点，但也存在一些不足，其中最大的缺点就是安全性较差，存在一定安全隐患。当前已经研发出较多破译WIFI密码的软件，如WIFI万能钥匙，WIFI畅游等，手机等移动设备在下载此类软件后，可以查询到附近的WIFI热点，并进行破译，一旦连接成功，就可以在不知道无线网络密码的情况下连接破译的无线网络，窃取他人网络信号。WIFI无线网络技术存在安全隐患的原因主要源自于WIFI无线网络应用的射频技术，射频技术通过空气传递信息，发送与接收数据，易受到外界干扰攻击，技术高超之人能够轻易在电波覆盖内盗取数据与信息资料，甚至是进入公司内部局域网。[2]

2.2 卫星通信技术

卫星通信技术是指利用卫星来配合陆地通信的技术，其适用于范围较广但却不密集的用户，主要手段是通过卫星将用户连接至有线网的接入设备。利用卫星建成宽带卫星接入系统具有较好发展前景，不仅切合实际，还安全可靠，适用于作战通信、应急通信以及海外通信。但卫星通信技术也存在一定不足，首先，成本高，卫星通信技术采用卫星作为通信平台，通信信道租用费用以及地面站的建设，都需要花费大量资金，应用通信技术成本较高，支出较多，不够经济，不适用于日常生产生活。其次代价大，采用卫星通信技术所使用的通信资源是卫星通信公司所有，受到宽带限制，传输通信数据是需要付出较多代价的，因此卫星通信技术的应用主要适用于作战以及应急通信，通信安全性高，切合实际。

2.3 4G技术

4G技术即GPS全球定位系统，GIS地理信息系统以及RS遥感技术，GPS全球定位系统是指利用GPS定位卫星在全球范围内进行导航与定位的系统，具有实时，全方位，高精确度的特点，在生活中应用较为广泛。[3]GIS地理信息系统的主要功能是进行信息处理，在土地勘测，国土资源审查方面具有重要作用。RS遥感技术，是指通过从高空中接收地球表层的各种电磁波并通过电磁波信息进行扫描，摄影的勘探技术。4G技术较为成熟，4G网络部署具备相当的实践经验，4G已经成为网络通信技术中的重要内容，具有一成套建网理论，包括仿真，模型预算以及链路预算等，具有重要应用价值。

3 无线通信技术在电网通信中的应用前景

无线通信技术在电网通信中具有广阔的发展前景，首先无线通信技术能够适应电网通信业务信息量大、通信点多、接线复杂等特征，在电网通信中发挥重要作用，保证电网双向通信功能，在恶劣情况下同样能够保持它的安全性以及可靠性。[4]其次，无线通信技术的应用有助于有效实施电网控制，较好完成电网保护工作，在电网出现故障之后，配电网能够控制电网自动恢复，但在偏远地区环境恶劣的情况下，电网故障会对设备安全性产生重要影响，给设备维修工作造成一定难度，并且此技术建设周期长，造价成本高，具有显著缺点，应用无线通信技术不用重复进行网络架设以及通信网升级，方便适用，便于扩展。有助于完成电网保护工作，有效实施电网控制。[5]最后，无线通信技术能够构建控制保护系统，满足电网需求，提高电网供电的安全性与可靠性，不仅扩展方便，成本也不高。除此之外，无线通信技术还具有免维修，运行费用较低易于扩容等特点，因而其发展前景较好。

4 结语

无线通信技术是一种应用广泛、成本低、覆盖面广的通信技术，无线技术的发展，弥补了光纤通信成本高，维修困难操作复杂的缺点，促进了通信技术的发展变革，将其应用于电网通信中作用较大，不仅能够方便扩展，还具有较高安全性，是一种需要大力发展的通信技术。

参考文献：

[1] 罗瑶.无线通信技术在电网通信中的应用前景[J].沿海企业与科技，2009（04）.

[2] 崔志皇，鲍培波.关于对无线通信技术的研究与探讨[J].信息系统工程，2015（04）.

[3] 熊卿青，邓媛.现代无线通信技术的现状分析及其发展前景[J].科技创新导报，2012（02）.

[4] 张健，郑春.基于无线通信技术在智能交通控制系统中的应用研究[J].赤峰学院学报（自然科学版），2012（09）.

[5] 刘建军.无线接入技术在铁路通信中的应用与发展[J].华章，2011（20）：247.

作者简介：高雪松（1994―），男，辽宁阜新人，沈阳理工大学本科在读。