卫星通信概述范文

导语：如何才能写好一篇卫星通信概述，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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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.

关键词：工学结合；通信技术；教学改革

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

中图分类号：G42文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）28-0013-02

0 引言

经过多年的改革，我国通信产业的市场化程度进一步提高，以通信运营商、设备制造商为主导的通信产业链不断扩大，伴随3G网络的全面铺开，“三网融合”的不断提速，我国通信产业迎来了新一轮的高速增长，已成为国民经济的基础产业、先导产业和战略产业。

通信产业的迅速发展使得各企业在通信运营、终端软硬件产品生产开发、销售、维修及通信服务部门的相关岗位对高技能人才有很大需求，高职通信技术专业培养的“面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才”理应在企业大有用武之地。但是由于许多高职毕业生专业技能水平远低于用人单位的期望值，许多企业实际工作岗位因难以招到合适的人而虚位以待，形成了“招工难”和“就业难”并存的结构性就业矛盾局面。

究其原因，是由于学校培养与企业实际需求有脱节现象。学校所教授的知识与技能、学校的实验实训条件已经跟不上通信技术的迅速发展仅是表面原因，而在高职教育中采用的以学科为中心的培养模式才是深层次的原因。以学科为中心的培养模式强调学科的系统性、完整性、理论性，而忽视了知识与具体工作任务的联系，不能有效地培养学生的职业能力。而高等职业教育与本科教育的最大区别是对职业能力的培养，它不像本科教育那样重视学科性和学术需要，而是在对职业岗位能力进行分析的基础上，以工作过程或工作任务为导向，来构建学生的知识和能力结构。

在通信技术迅速发展，市场不断分化组合的今天，通信技术专业教学内容必须和企业技术发展及产品更新实时联系在一起。工学结合模式正是充分利用学校与企业两种不同的教育环境和教育资源，通过学校与企业双向介入，将学校的理论学习、基本训练和企业的实践有机结合起来，以培养学生技术应用能力和就业竞争力为主线的一种培养模式。

西安邮电学院是一所以信息技术为主要特色的学校，行业特色鲜明，行业优势明显。近年来，围绕通信技术专业，积极探索以工学结合为主线的课程改革，千方百计缩短行业、企业用人需求与学校教育之间的差距，通过校企联合进行课程置换、基于工作过程进行课程内容改革、以项目任务驱动进行教学等方法，取得了很好的效果，使我校通信技术专业的毕业生受到企业的欢迎。

1 校企深度联合，进行课程置换

目前高职院校通信技术专业普遍存在教材陈旧、知识结构滞后、课程设置目标不明确、偏重理论教学而实践训练不足的问题这种情况导致培养出来的学生往往与社会实际需求脱节，与高职培养目标和培养方向完全是背道而驰的。为了摆脱这种困境，目前高职院校通过和企业合作，在原有专业人才培养方案的基础上,根据教学进度和学生的兴趣爱好以及专业特长，与企业的现有资源进行课程整合，选择适用的课程内容，采用课程置换的形式将专业课程全部或部分置换为“职业教育课程”。这种新的人才培养模式，课程设置立足于企业的实际需求，知识结构紧跟最新技术发展，采用来源于企业的真实案例，让学生边学习边做项目，通过做项目掌握相关的知识及项目的开发过程，让学生及时将课堂中学到的知识应用到实践中，使理论知识与实践操作有机衔接，体现高职教育培养目标的职业性、针对性和实践性。使得学生的实践能力得到很大提高。

随着电信业从话音通信时代走向信息、多媒体通信时代，网络的体系架构发生了深刻变革，全IP的业务融合网络成为业界一致的认识，IP技术已经成为下一代网络、宽带移动通信、IPTV等新兴网络的核心技术，因此，各通信类专业都开设了计算机网络课程。但传统计算机网络课程主要注重于TCP/IP协议族中各层协议的理解与编程实现，对实验环境要求较低，而通信技术专业则强调通信大系统的概念，强调在现代通信网络系统架构下，计算机通信网以及TCP/IP技术所处的地位，各种网络设备的工作原理和在通信网中所起的作用。利用我校2007年与中兴通信学院合作成立的NC联合教育中心，并参考思科、中兴数据网络认证考试CCNA、ZCNE、CCNP、ZCSE等内容，开发了适合通信技术专业的数据网络课程，置换原来的计算机通信网课程。充分利用我校与中兴通讯的联合实验室和西北授权培训中心，由获得中兴通讯数据网络产品授权培训的讲师进行授课。在教学内容设计时，适当地缩小了对TCP/IP各层协议的分析，而增加对各种数据网络产品的介绍。在强调数据网络产品工作原理的同时，增加对思科、华为、中兴等业界主流厂家的路由器、交换机等的性能、原理、配置等的介绍。这样使学生能尽快地熟悉各种数据网络产品，并且能够进行配置、操作，缩短了企业用人和学校教育之间的差距，帮助学生更好地就业。

随着3G移动网络在我国的全面铺开，3G人才存在很大的缺口。但由于实验设备条件等的限制，学校的移动通信课程仍然以2G系统为主，3G较少涉及，这样造成了学校教育远远落后与企业需求，学生毕业后还要参加相关技术培训才能胜任工作。为了解决以上问题，我们对已开设多年但主要由教师课堂讲授的移动通信课程进行了改革。通过与邮电通信技术公司合作，校企联合开发了3G移动通信系统运行维护课程，并和原有的移动通信课程进行置换，课程内容包括GSM/GPRS模块、3G技术基础知识、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三大标准，共五大模块，具体的课程内容则是基于工作过程选择确定的。

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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]卫星固定通信 卫星移动通信 卫星直播 卫星宽带通信

中图分类号：TN927.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0201-01

一、卫星通信技术概述

1.卫星通信的概念

卫星通信是指利用人造卫星做中继站转发无线电信号，在多个地球站之间进行通信。卫星通信是地面微波接力通信的继承和发扬，是微波接力的一种特殊形式。

2.卫星通信系统的组成

卫星通信系统由空间段和地面段两部分组成。

（1）空间段。以卫星为主体，并包括地面卫星控制中心（SCC）、跟踪、遥测和指令站。卫星星载的通信分系统主要是转发器，现代的星载转发器不仅能提供足够增益，而且具有处理和交换功能。

（2）地面段。地面段包括了支持用户访问卫星转发器，并实现户间通信的所有地面措施。卫星地球站是地面段的主体，它提供与卫星的连接链路，其硬件设备与相关协议均适合卫星信道的传输。如图1

二、卫星通信中的主要技术

1.CDMA技术。CDMA（码分多址）系统通过采用话音激活技术、前向纠错（FEC）技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段，可使CDMA系统容量大幅扩大，同时，它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。特别是近年来，小卫星技术的发展为实现全球移动通信和卫星通信提供了条件，利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信，已在国际上逐渐形成完善的体系。

CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制， 减少用户对星上功率的要求从而增加系统的容量，减少多址干扰；CDMA移动卫星通信系统可利用多个卫星分集接收，大大降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。此外，由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点，决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。

2.抗干扰技术。卫星通信抗干扰主要通过传输链路抗干扰、软硬件设备抗干扰以及建立综合智能抗干扰体系等措施实现。

传输链路抗干扰主要有DS/FH混合扩频、自适应选频、自适应频域滤波、猝发通信、时域适应干扰消除、基于多用户检测的抗干扰、跳时（TH）、自适应信号功率管理、自适应调零天线、多波束天线、星上SmartAGC、分集抗干扰、变换域干扰消除、纠错编码和交织编码抗干扰技术等。

3.基于MPLS的移动卫星通信网络体系构架。MPLS（多协议标签交换）技术由于可将IP路由的控制和第二层交换无缝地集成起来，具有IP的许多优点，又可很好地支持QoS和流量工程，是目前最有前途的网络通信技术之一。近年来，在地面固定网MPLS技术逐渐成熟后，该技术已向光通信、无线通信和卫星通信等领域扩展。现有的宽带卫星系统设计主要采用卫星ATM 技术，研究表明该技术可给不同的业务提供很好的QoS保证，并可利用面向连接的虚通路设计以及流量分类等方法为网络提供有效的流量工程设计。

卫星MPLS体系结构分为用户层、接入层、核心层三部分，其中，用户层包括卫星手持移动终端（直接接入移动卫星网）、小型专用局域网用户（通过小型地面移动终端接入卫星网）、其他网络用户（通过地面网关站接入卫星网络）等。接入层由标签边缘交换路由器（LER）组成，完成卫星MPLS网同其他网络以及卫星手持移动终端的连接，其主要功能包括实现对业务的分类、建立FEC和标签之间的绑定、约束LSP的计算、分发标签、剥去标签以及用户QoS接纳管理和相应的接入流量工程控制等。核心层由标签交换路由器（LSR）组成，完成信息按MPLS标签进行交换转发，其上主要运行MPLS控制协议和第三层路由协议，并负责与其他标签交换路由器交换路由信息来建立路由表、分发标签绑定信息、建立和维护标签转发表等工作。如图2

三、卫星通信技术的应用

1.卫星通信技术在广播电视领域中的应用。我国是一个人口众多的国家，由于人口的基数较大，这就导致我国电视机拥有量达到3.5亿台，并且我国还有数千家各种各样的电视媒体机构，有线电视的用户量也已经达到9000万户。我国的电视节目虽然数量众多，但是规模偏小，是处于发展的前期，潜力巨大。我国各类电视数目虽然较多，但是供于村村通的节目也就44套，和美国相比，虽然他们人口基数只有两亿但是人家的有线电视用户量已经达到了6000万户，卫星电视直播的用户也有近2000万。虽然我国现在处于发展阶段，和一些发达国家相比有很大的差距，但是随着我国发展的不断深入，我国一定也会达到、甚至超过这样的水平，所以我国卫星通信技术在电视广播领域中的应用的前景是巨大的。目前，我国政府以及一些电视领域中的专家普遍表示我国发展卫星电视直播的业务已经成熟，我国已经获得了发展DBs的轨位和频道，而且我国在发展村村通的时候又有了一定的卫星广播的经验，并且得到了广大人民的支持，现在我国自行研制的RD已经进入市场。如图3

2.卫星通信技术在计算机网络领域中的应用。卫星通讯技术在计算机网络中的应用主要就是提供宽带网络。而提供网络宽带属于卫星固定通信业务。目前国际上卫星宽带业务发展主要体现在两个方面，第一就是在原有的VSAT技术的基础上研发新的产品并利用现有的频段卫星资源，快速的建立起宽带连接，以满足用户的需求，这一种是在和地面宽带业务的竞争中来获得自己的生存空间；而另外一种是积极的发展高频段的新型卫星宽带通信系统，来适应新业务的要求，这一种是和地面相辅相成的。我国目前的状况，就是首先要积极的发展卫星宽带通信业务，国内的电信经营商应该根据不同客户的需求提供不同的业务；其次就是跟踪国外再见的新型的卫星宽带通信系统；最后建立起自己的卫星宽带通信系统。

结束语

卫星通信已经成为世界电信结构众多的重要组成部分，并一直在为全球几十亿人提供电话、数据和视频业务。尽管具有更高容量、更低比特费用的光纤系统仍在不断发展，但卫星通信仍然生存了下来，并随着它的新应用、新业务的形成，而为人们带来更大的财富和便利。

参考文献

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关键词：移动通讯卫星指挥车　卫星通讯系统　计算机网络　组成　应用

中图分类号：TN91　文献标识码：A　文章编号：1007-3973(2010)012-059-01

移动通讯卫星指挥车(动中通)主要是在应对地震、山洪、野外抢险救援等各种突发紧急情况时，综合利用有线、无线、卫星等多种通信资源，保障应急指挥的通信畅通。应急通信既依托公用通信网，又是公用通信网的重要延伸和补充。移动通讯卫星指挥车的配备与应用将会极大提高消防指挥中心在野外及偏远地区以及发生重大灾害事故时的应急通讯能力，本文将就移动通讯卫星指挥车构成及各部位用途做一简要概述。

1　移动通讯卫星指挥车的原理

动中通自动跟踪系统是在初始静态情况下，由经纬仪、GPS、惯导系统测量出物体的航向、经纬度及相对水平面的初始角度，然后在依据姿态、地理位置、卫星经度自动确定以水平面为基准的天线仰角，在保持与水平面仰角不变的前提下转动方位，并自动对准卫星。在车辆运动过程中，测量出车辆的实时变化，通过数学平台运算，变换为天线的误差角，通过伺服机构调整天线方位角、俯仰角、极化角，保证载体在变化过程中天线对星在规定范围内，使卫星发射天线在载体运动中实时跟踪地球同步卫星。该系统跟踪方式有自跟踪和惯导跟踪两种。自跟踪是依靠卫星信标进行天线闭环伺服跟踪；惯导跟踪是利用陀螺惯导组合敏感载体的变化进行天线跟踪。这两种跟踪可根据现场情况自动切换。

2　移动通讯卫星指挥车的组成

“动中通”设备集成以通信指挥为主，包括卫星通信系统、有／无线通信调度指挥系统、计算机图文信息处理系统和现场指挥系统、集中控制系统等几个功能系统；同时为满足车载系统使用需要，集成供配电系统、警示照明系统、会议及生活保障等辅助功能。所有系统集成为一个有机整体，互联互通，可以满足在事故灾害现场组建应急通信指挥中心的需要。

2.1　卫星通信系统

卫星通信系统的作用是使图像声音信号上行传输到卫星，并由转发器下行传送到地面卫星接收装置。卫星通信系统是动中通的重要组成部分，主要由动中通天线、跟踪控制系统、射频系统、调制解调系统、网管信息接收单元组成。具备同时收发各1路综合业务数据的能力，支持高清图像传输，发射和接收速率每比特可调。

卫星通信系统的主要作用是作为消防部队卫星通信网络的分中心站，要能保证与公安部消防局中心站的双向包括语音、数据、图像通信综合业务数据的互联互通。设备主要由4.5米Ku频段主站天线、跟踪控制系统、射频系统、调制解调系统、分网管子系统等组成。通信能力不低于8Mbps，出入境载波最大速率不低于4Mbpst支持高清图像传输，发射和接收速率每比特可调。

2.2　卫星天伺馈线系统

车载天线系统采用自动车身姿态定位，自动寻星，自动跟踪方式设计。该系统主要完成将车载站的发射功率高效的定向发向指定的卫星转发器，高效接收指定接收卫星转发器有效信号的功能。

2.3　卫星室外单元

卫星通信室外单元由卫星通信ODU和卫星通信低噪声。放大器组成。ODU主要完成将卫星通信室内终端系统送来的已调载波信号上变频到14.14.5G频段上(Ku波段工作时)，并进行功率放大到适合卫星转发器接收的电平上，送到车载天伺馈系统上发射出去；低噪声放大器将天线接收下来的Ku(Ku波段工作时)有用信号低噪声放大后进行下变频到室内终端系统所需要的L波段上，供解调器解调用。

2.4　卫星室内终端系统

卫星通信室内终端分系统由卫星通信调制解调器组成。卫星通信调制解调器主要是将TCP／IP网络数字信息调制到所指定的卫星频率上，并将卫星通信室外单元送来已调载波信号解调为TCP／IP网络数字信号。通过调制解调器与远端建立TCP／IP网络链接下一级的多业务接入系统。

2.5　计算机网络及多业务接入系统

多业务接入系统主要由网络交换机、音视频终端、语音网关及计算机等设备组成。它的主要任务是将调制解调器通过卫星与远端建立的TCP／IP网络链接到各业务终端设备，由各业务终端设备将数字信息转变为所需要的业务信息量，送给相关的系统设备。

卫星通信系统整体基于IP网络系统传输，根据实际中的需求，移动卫星通讯指挥车配置16换机一台，网络路由器一台和无线AP一台；实现现场有线、无线组网，远程路由等功能，预留一光纤口便于接入。

动中通还配备两套工控计算机(双电源、双硬盘自备份)，其中一台负责现场图像采集记录和电话录音，另一台安装重大危险源、化学危险品评估系统、通信控制软件、防火墙等软件。

3　结论

动中通的配备与应用将大大提高应急救援指挥的灵活性与机动性，利用移动通讯卫星指挥系统通过网关设备把卫星通讯系统、计算机系统、监控系统、视频系统、音频系统等各种系统有效地结合在一起，配合各种系统软件，包括重大危险源系统、化学危险品评估系统、GIS地理信息系统等-可快速了解灾害现场的实际情况，提高消防部队的接处警能力，作为消防通讯指挥的终极解决方案，随着科学技术的不断发展，移动卫星通讯指挥车的技术也将日趋成熟。并将更广泛的应用到消防工作的各个方面。

参考文献：

[1]白徐祥，动中通卫星通信天线[N]，无线通信技术,2004-13-1

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关键词：机载卫星通信系统；海事卫星系统；铱星系统；海事系统；甚高频；点波束；Inmarsat；ACARS

中图分类号：TN927

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）23-0014-02

1　概述

目前的航空通信系统主要依赖高频与甚高频，其通信手段存在以下主要问题：

（1）甚高频通信主要是视距传播，通信范围只限于视距范围之内，通信距离受到很大限制，远远不能满足大型客机远程信息传输的需要。

（2）高频通信虽然可以做到超视距传输，但是受电离层不稳定因素影响很大，不能提供稳定的通信链路，可靠性差。

（3）高频和甚高频的频谱资源限制性较大，影响无线通信能力的增强。

利用卫星通信系统可克服以上缺点，在飞机与地面之间为机组人员和乘客提供话音和数据通信业务，可增强空中通信和航空管制能力。总体来说，卫星通信系统有如下的优势：

（1）通信距离远，覆盖面广，不受山区、沙漠和海洋等地理因素的限制，具有其他常规通信手段无法替代的作用，卫星通信在世界上绝大多数地区内可用于空中交通服务、航务管理、航空公司行政管理和航空旅客通信等。

（2）可以提供较高的数据传输速率。

（3）可快速部署，建设周期短。

（4）符合未来新航行系统的发展方向（星基的通信、导航、监视/空中交通管理）。

因此，卫星通信系统以其覆盖范围广、通信距离远、通信容量大、传输质量高、机动性好等其他通信系统无法比拟的优点而成为各型大型客机进行远程信息传输的最佳手段。

2　海事卫星系统介绍

海事卫星通信系统是用于海上救援的无线电联络通信卫星。随着第四代海事卫星发展，其技术能力有了显著提高，业务范围也不断扩大，目前已成为集全球海上常规通讯、陆地应急遇险、航空安全通信、特殊与战备通信一体的高科技通信卫星系统。第四代海事卫星系统由亚太区域卫星、欧非区域卫星和美洲区域卫星三颗星组成，位于赤道上空36000公里的静止同步轨道卫星，实现了全球覆盖（南北两极除外）的卫星网络。

3　海事卫星系统构成

海事卫星系统由船站、岸站、网络协调站和卫星组成。下面简要介绍各部分的工作特点：

（1）卫星分布在大西洋、印度洋和太平洋上空的3颗卫星覆盖了几乎整个地球，并使三大洋的任何点都能接入卫星，岸站的工作仰角在5°以上。

（2）岸站（CES）是指设在海岸附近的地球站，归各国主管部门所有，并归他们经营。它既是卫星系统与地面系统的接口，又是一个控制和接入中心。

（3）网络协调站（NCS）是整个系统的一个组成部分。每一个海域设一个网路协调站，它也是双频段工作。

（4）船站（SES）是设在船上的地球站。在海事卫星系统中它必须满足：一是船站天线满足稳定度的要求，它必须排除船身移位以及船身的侧滚、纵滚和偏航的影响而跟踪卫星；二是船站必须设计得小而轻，使其不至于影响船的稳定性，同时又要设计得有足够带宽，能提供各种通信业务。

4　铱星系统介绍

铱星系统由79颗低轨道卫星组成（其中13颗为备份用星），66颗低轨卫星分布在6个极平面上，每个平面分别有1个在轨备用星。在极平面上的11颗工作卫星，就像电话网络中的各个节点一样，进行数据交换。备用星随时待命，准备替换由于各种原因不能工作的卫星，保证每个平面至少有1颗卫星覆盖地球。卫星在780公里的高空以27000公里/

小时的速度绕地球旋转，100分钟左右绕地球一圈。每颗卫星与其他4颗卫星交叉链接，2个在同一个轨道面，2个在临近的轨道面。

5　铱星系统构成

铱星系统的通信传播方式首先是空中星与星之间的传播，之后是空地和陆地的传播，所以不存在覆盖盲区，且系统不依赖于任何其他的通信系统进行话音通信服务，而仅通过星星、星地间的信息传输实现端到端的话音通信，是目前唯一真正实现全球通信覆盖的卫星通信系统。

铱星电话全球卫星服务使您无论在偏远地区或地面有线、无线网络受限制的地区都可以进行通话。

铱星系统的地面网络包括：系统控制部分和关口站。系统控制部分是铱星系统管理中心，它负责系统的运营、业务的提供，并将卫星的运动轨迹数据提供给关口站。系统控制部分包括4个自动跟踪遥感装置和控制节点、通信网络控制、卫星网络控制中心。关口站的作用是连接地面网络系统与铱星系统，并对铱星系统的业务进行管理。

6　铱星系统和海事卫星系统的比较

铱星系统和海事卫星系统的比较结果见表1：

表1 铱星系统和海事卫星系统的比较结果

铱星 海事卫星

数量 66颗（外加13颗备用） 14～15颗

轨道 纵向低轨（770公里） 同步高轨

覆盖 全球无缝隙（极对极） 南北纬80度以内

频率 1616～1626MHz 1525～1660MHz

话音质量 接近于有线电话 延时较大

陆地基站 不依赖于陆基的星际传播 依赖陆基

通话资费 20～25人民币/分钟 约7美元/分钟

接通率 97.70% 92%

机载设备重量 7kg 20kg

机载设备投资 约120万人民币 约300万人民币

设备供货周期 1～2个月 8个月（波音参考）

数据带宽 2.4K 2.4K

国内频率许可 航空频率 应急频率

适航取证 VSTC、SB覆盖多机型 无VSTC

另外，铱星通信链路不依赖地面基站的星星传输：铱星特有的星际传播，使其在通信上完全摆脱了对地面基站的依赖。而海事通信链路则依赖地面基站的畅通。

7　铱星的优势

通过以上比较，我们可以得知铱星系统有如下

优势：

（1）6个纵向轨道决定了极地信号的充分覆盖；由于每颗铱星都经过两极，因此越靠近两极，信号越强，通话质量越好；极地通信接通率99.95%，掉线率0.01%。

（2）充分解决了海事卫星、ACARS在极地不覆盖无法通信的不足，是海事卫星及ACARS通信的完美补充。

所以，综上所述，铱星通信将会是未来机载通信发展的趋势。

参考文献

[1]　孙沫，李兴林．满足信息化需求的Inmarsat移动卫星通信技术[J]．通信世界，2005，（28）.

[2]　刘念．太空信息高速公路——铱星移动通信系统介绍

[J]．航天，1998，（3）.

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关键词： 卫星移动通信 船载地球站 C8051F020单片机 圆锥扫描

船载卫星通信地球站伺服系统是以C8051F020为主控模块，依据其良好的扩展能力，结合稳定模块、跟踪模块、监控台等外设设计而成。伺服系统可以很好的克服载体运动带来的干扰，从而实现运动中数据、话音、图像稳定地传输。

1卫星通信系统概述

卫星通信是一种宇宙无线电通信形式，它是在地面微波通信和空间技术的基拙上发展起来的。卫星通信是利用人造卫星作为中继站转发无线电波实现在两个或多个地面站之间的通信，卫星通信是以人造地球卫星作为中继站的微波通信系统。可以说，卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波中继通信向太空的延伸。通信卫星是设置在太空中的无人值守的微波中继站，各地球站之间的通信都是通过它的转发实现的。

2船载卫星通信地球站伺服系统

整个系统按功能划分为处理器模块、监控模块、稳定模块、跟踪模块和执行机构五个部分。

系统组成框图如图1所示.

图1 系统组成框

系统启动后，首先对卫星进行参数设置，然后接收含有经、纬度信息的GPS电文，以此对天线进行定位。设天线所在位置的经、纬度分别为 和 ，接收卫星星下点s的经度为 ，而 为星下点s与地球站之间的经度差，可以得到跟踪卫星的天线方位角 ，俯仰角 和极化角 。

天线对准卫星后，角速度陀螺可以感知到天线姿态的微弱变化，并输出与旋转速度成比例的电压，处理器模块对输出电压定时处理后得到方位和俯仰角误差信息，并根据误差角度驱动步进电机。在对天线误差角度的补偿过程中，由于零点漂移和陀螺精度的限制，可能仍然会存在少量误差。在系统中配合以圆锥扫描跟踪，可以进一步消除角度误差，使天线精确对准卫星。

2.1跟踪方式

船载天线控制系统通过对天线各种数据的采集得出天线的倾角进而调整天线的方位。跟踪系统依据天线跟踪目标方式的不同可以分为手动跟踪、程序跟踪和自动跟踪三种，其中应用最为广泛的是自动跟踪，而自动跟踪方式又可进一步分为步进跟踪、单脉冲跟踪、圆锥扫描跟踪这三种基本方式。文中主要讨论的是圆锥扫描跟踪方式。

2.2圆锥扫描跟踪方式

圆锥扫描跟踪的原理是天线波束偏离天线对称轴一定的角度，并绕对称轴快速旋转，在波束最大增益方向呈圆锥形旋转。如果卫星偏离天线对称轴，目标回波信号将由等幅信号变为一个幅度调制信号。对信号解调和鉴相可得到天线波束的角误差，用以控制天线向减小目标偏角的方向转动，实现跟踪。这种工作方式虽然设备较简单，但是馈源偏离抛物面的焦点做持续的圆周运动，会造成天线增益和可靠性的下降。

载体高速运动时，为了对目标进行准确的跟踪，可以采用提高圆锥扫描的角速度的方法，但是结构上的难以实现和跟踪接收机的滞后性将制约系统在这一情况下的跟踪能力。经过实验，适合本系统的圆锥扫描速率在7.5～9.5Hz。

3硬件系统设计

3.1地球站伺服系统硬件结构

地球站伺服系统的硬件原理结构如图2所示。在伺服系统中，倾斜仪能够输出天线面的俯仰角度和横滚角度，罗盘可以输出天线面的方位角度，系统根据角度数据驱动俯仰电机、极化电机和方位电机到达目标的相应角度。

图2 地球站伺服系统硬件框

稳定模块中的倾斜仪和罗盘等部分会存在一定的误差，因此系统需要在正确的对星角度周围做扫描运动，借助接收机来使天线面最终对准卫星。

3.2相关模块设计

系统中的GPS模块使用的是SiRFstar Ⅲ，这一芯片通过采用20万次/频率的相关器提高了灵敏度，可以同时追踪20个卫星信道。它的输出数据波特率为4800，并且支持协议讯息NMEA-0183。

倾斜仪模块使用SANG1000-D065双轴倾角传感器，它可以输出倾斜角度和横滚角度。每秒20次的数据输出频率和正负60度的测量范围可以满足系统实时监测倾斜角度和横滚角度的需求。

罗盘模块采用PNI电子罗盘系列中的三轴罗盘TCM5，它采用磁感应技术，在任何环境下都能保证精度，分辨率高达0.1°。而且在正负90度的俯仰和正负180度的横滚范围内都可以使用。

接收机将天线接收到的微波信号进行放大，并将其幅度转换为直流信号，直流信号的强弱对应于微波信号的大小。接收机的跟踪信号分为信标信号和导频信号两种。前者直接来自于卫星本身，在没有其他导频信号的前提下，可以利用信标接收机实现对卫星的实时跟踪。大部分卫星都会转发含有通信信息的导频信号，例如移动通信系统中的导频信号。因此也可以利用导频接收机来实现对卫星的跟踪。此次设计的伺服系统采用两种接收机并存的方式，可以保证跟踪的可靠性。

3.3 C8051F020单片机

C8051F020器件是完全集成的混合信号系统级MCU芯片（SOC），它使用Cygnal的专利CIP-51微控制器内核，CIP-51与MCS-51指令集完全兼容。它采用流水线结构，与标准的8051结构相比指令执行速度有很大的提高。CIP-51提供了22个中断源，允许大量的模拟和数字外设中断微控制器，因而有更高的执行效率。具有64个I/O引脚，每个端口都可以配置成推挽或漏极开路输出。C8051F020 MCU内部有一个SMBUS/I2C接口、两个具有增强型波特率配置的全双工UART和一个增强型SPI接口，每种串行总线完全用硬件实现，都能向CIP-51产生中断。它内部有一个12位的ADCO，该子系统包括一个9通道的可编程模拟多路选择器（AMUXO），一个可编程增益放大器（PGAO）和一个100ksps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC；一个8位的ADCI； 5个通用的16位定时器、片内看门狗定时器和5个捕捉比较模块的可编程计数器/定时器阵列等。

4结 语

针对舰船移动时卫星信号收发不稳定的情况，设计了一种船载卫星通信地球站伺服系统。该系统在高速、高性能的微处理器C8051F020型单片机的基础上，通过并行数字I/O端口和串行接口等与外设进行数据交换，同时开发了串口通信应用程序。最后在单片机和模拟摇摆台上进行了功能测试，结果表明该系统基本实现了跟踪数据的采集和监控。为船载卫星通信地球站伺服系统在舰船上的应用提供了可行性方案。

参考文献

[1] 方华，丁科，续欣，冒俊峰，李江华. SCPC/DAMA卫星地球站软件设计与实现[J]. 通信技术. 2010（12）

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论文摘要：现今的电子通信技术属于一种尖端的且应用性极强的技术，一个国家的科技发展水平和进度关键看电子通信技术水平的高低。电子通信产业是信息产业不可或缺的一部分，电子通信技术的进步和发展直接带动先进的生产力和科技实力。电子通信技术涉及的领域和范围较广，特别突出在移动电话和卫星通信两个方面，本文也将重点通过这两个方面来分析电子通信系统关键技术的问题。

随着电子通信技术的发展，它同时在很大程度上改变着人们的生活和方式。人们也能很好地运用电子通信技术突破时间和空间的局限来学习和工作。电子通信技术不仅改变着人们，它还在改变着社会和国家，使得国家不断发展，特别表现在卫星通信技术上。当然我国的电子通信技术还存在一些关键技术的问题，有待人们改善和加强。

一、电子通信系统概述

电子通信技术属于现代通信技术中的一大部分。电子通信技术还是信息社会的主要支柱，是现代高新技术的重要组成部分，甚至是国家国民经济的神经系统和命脉。在现代化信息社会，电子通信技术无处不在，它涉及的范围也很广，包括移动电信、广播电视、雷达、声纳、导航、遥控与遥测以及遥感等领域，还有军事和国民经济各部门的各种信息系统都要运用到电子通信技术。

电子通信系统中最具代表性也最常见的就是移动通信和卫星通信。其中移动通信就包括了卫星通信，此外还有蜂窝系统、集群系统、分组无线网、无绳电话系统、无线电传呼系统等多个领域。

二、电子通信系统关键技术问题

近几年来，电子通信技术应用十分广泛，就其最具代表性的移动通信和卫星通信来看，就存在很多关键性的技术问题，有待加强和改善。移动通信技术在电子通信技术中发展范围最大最迅速，传统的蜂窝通信因为可用无线频谱资源的增加和无线信号的衰弱而变得越来越受局限。不断缩小的小区半径代表着基站的密度也在不断增加。除此之外，频繁的越区切换导致空中资源的浪费和频谱效率降低，这也使得网络建设的成本也是越来越高。从以上各种因素可以看出，要想获得更高的频谱效率和更大更充足的系统容量，就应该突破传统蜂窝体制，应用新的移动通信技术。

1、移动通信系统关键技术问题

在移动通信系统中采用分布式天线是很有效也很成功的一种方式，每个小区内都有很多个无线信号处理单元，这些单元距离都比载波波长要远得多，并且它们都能进行功放变频和信号预处理。要在核心处理单元实现信号处理的功能，首先就要完成信号的收发功能和一些简单的信号预处理，然后就要与核心处理单元连接，通过光纤和同轴电缆或微波无线信道来实现。有两种方式可以实现分布式移动通信，第一种就是在所有的无线信号处理单元上所有相同的下行链路信号同时发射，然后小区内的无线信号处理单元接收到上行链路信号之后直接传送到中心处理单元。这种方案优点是简单，缺点则是会不断干扰系统，阻碍了系统容量的扩大。第二种方式则是在整个业务区域内完成无线覆盖的分布式天线结构，通过用大量的无线信号处理单元来实现，从而突破传统蜂窝小区的理念。这种方式也可称之为“受控天线子系统”，即“仅与移动台相近的信号处理单元负责与移动台进行通信”的方式。第二种较之第一种更理想，但同时它也更复杂。

分布式移动通信较传统的移动通信技术有几点优势，第一是小区间干扰低、SIR高且系统容量大，第二是它内部的分集能力不仅能用来抵抗阴影效应，还能够保证不衰落和扩大系统的容量。第三是它能全面提高其自身切换性能和接受信号的功率，还能降低其切换次数。第四是它对其他通信系统的干扰小并且在相同发射功率下覆盖的区域更大，反之其发射功率更低。第五是它不仅能更方便快捷地实现任意形状的无线业务服务区，还能核心处理单元集中处理信号。更能有效利用无线资源。

子通信系统分为5层：应用层、驱动层、传输层、数据链路层和物理层。这5层之间功能划分应明确，接口应简单，从而为硬软件的设计实现奠定良好的基础:应用层是通信系统的最高层次，它实现通信系统管理功能（如初始化、维护、重构等）和解释功能（如描述数据交换的含义、有效性、范围、格式等）。驱动层是应用层与底层的软件接口。为实现应用层的管理功能，驱动层应能控制子系统内多路传输总线接口（简称MBI）的初始化、启动、停止、连接、断开、启动其自测试，监控其工作状态，控制其和子系统主机的数据交换。传输层控制多路传输总线上的数据传输，传输层的任务包括信息处理、通道切换、同步管理等。数据链路层按照MIL—STD一1553B规定。控制总线上各条消息的传输序列。物理层按照MIL—STD一1553B规定，处理1553B总线物理介质上的位流传输。应用层、驱动层在各个子系统主机上实现，传输层、数据链路层、物理层在MBI上实现。

2、卫星通信系统关键技术问题

卫星通信在电子通信技术中最为先进，它也有很大的优势，包括通信距离远并且容量大，通信线路质量稳定可靠以及机动性能优越和灵活地组网等这些都是别的技术没有的特点。但随着不断快速发展的全球信息化产业，人们对信息的需求也越来越复杂多样，电子通信技术已进入高速、多媒体、业务多样化和可移动的个性化时代。

目前的卫星通信的一些关键技术也存在一些问题，它包括高速数据的业务需求。以及卫星通信应用宽带IP的难点。现代卫星通信技术采用一些关键技术来解决问题，一个就是数据压缩技术，它能让静态和动态的数据压缩都能有效提高通信系统在时间、频带、能量上的工作效率；第二个就是智能卫星天线系统；第三个就是宽带IP卫星通信技术的研究；第四个就是新型高效的数字调制及信道编码技术；第五个就是多址连接技术的改进和发展；第六个就是卫星激光通信技术。

未来的卫星通信数据率会通过激光通信来实现，激光的优势会在互联卫星网中得到充分发挥，因为在那里经常会应用到激光通信技术，它在外层空间进行，所以不会受到大气层的影响。还可以利用“星际激光链路”技术来缩短全球卫星通信中的“双跳”法的信号时长。有专家提出“在卫星激光通信在比微波通信数据速率高一个数量级的理想情况下，天线孔径尺寸会比微波通信卫星减小一个数量级”的观点。那么如果在空间无线电通信中以激光作为载体来进行工作和运行未来的卫星之间进行激光通信是很有前途的。

总而言之，电子通信系统在这个信息化时代无处不在。在电子通信系统中范围最广最常见的就是移动通信技术和卫星通信技术，移动通信技术体现在日常的电视广播网络等各种电子传输工具上，而卫星通信系统则运用在比较大型的工程上。电子通信系统的发达和完善与否直接决定了一个国家和社会的强弱，所以对其关键技术问题的分析和研究是很有必要的，掌握了其关键技术就能很好地运用和完善它。

参考文献

[1]刘旭东，卫星通信技术[M].北京：国防工业出版社，2000

[2]杨运年，VSAT卫星通信网[M].北京：人民邮电出版社，1997

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1跨层技术的相关概述

关于跨层技术，根据以往学者研究，其在宽带卫星标准中主要体现在：第一，返向信道协议，其将系统中的多址接入方式、物理层定义、交互式模型以及管理模块等进行明确。第二，卫星网络标准，该标准中更倾向于将MAC/SLC层定义、物理层定义等融入其中，并考虑在链接控制、卫星链路控制等方面制定标准协议。第三，跨层技术内容，主要包括QoS结构、TCP加强技术等。事实上，跨层技术在通信系统中侧重于Qos结构、MAC层以及物理层等方面，通过设计完善有利于通信系统整体容量提升，而且在抵抗雨衰方面的能力得以提高。

2跨层系统模型的设计

2.1跨层系统模型的设计在卫星通信系统中，其存在较为明显信道条件差、系统时延大等特征，无法符合QoS要求与交互式业务需求，需要通过跨层设计使系统整体性能得以优化。模型构建中首先需从应用层设计着手，一般应用层是用户业务属性的具体表现，若底层网络协议较为单一，其将难以满足用户业务需求。因此，将跨层技术应用其中，主要需结合业务时延、QoS要求、数据速率特征等相关要求，确保相应网络协议得以优化。其次，从传输层设计角度，其主要用于连接端与端，相关的如吞吐量、拥塞窗口以及往返时间等都可作为设计的重要参数。以其中拥塞窗口为例，一旦系统因无线信道条件过差而发生数据丢失情况，此时系统传输效率将受到影响，对此便需明确拥塞窗口的相关参数。再次，网络层的设计，该部分设计的目的主要在于做好IP数据包寻址、路由选择等控制，将跨层技术的引入其中可保证数据包的发送更为便捷，如应用层、网络层间，跨层技术的应用主要表现在利用应用层相关QoS信息、业务优先级等使网络层路由策略被合理优化，这样数据包的转发可自动进行寻址。最后，数据链路层，该部分功能侧重于合理分配时隙资源，将跨层技术引入其中，主要使链路传输的可靠性得以保障。例如，对于不同应用层业务，在数据帧处理过程中应注意对不同时延要求、可靠性要求进行采取不同的跨层设计方式，如数据帧要求具有较高的可靠性，应注重通过ARQ层跨层设计使该问题得以解决，而对于数据帧具有低时延要求问题，要求进行优先处理。除此之外，模型设计过程中还需考虑到物理层设计内容，其功能在于数据传输过程中，能够使数据控制在相应的误码率范围。将跨层技术引入其中，如编译码技术，其便是对应用层、物理层进行跨层设计的重要方式。

2.2跨层带宽分配设计在带宽分配设计中，首先需进行分配框架的构建，主要以应用层、传输层、网络层、MAC层、物理层为主。其中应用层框架内，QoS相关参数主要表现在响应时间、优先级等方面；传输层中的QoS参数以时延为主；网络层参数包括带宽要求、丢包率以及时延等；物理层侧重于符号速率以及误码率；而MAC层注重对预留宽带、可持续速率等参数进行分析。其次，需做好分配约束条件的设计。以MF-TDMA接入方式为例，其是现代大多通信系统中常用的多址接入方式，其在约束条件上主要表现为：对于不同卫星终端避免应用同一时隙资源、带宽分配中避免存在时间重叠问题、带宽分配上限以一个载波容量为主。

3多媒体通信技术的应用

单纯依托于跨层设计，卫星通信系统在通信功能上将无法得到最大程度的发挥，需将多媒体通信技术引入其中，这样在系统应用下用户之间可实时交换信息。具体技术应用主要表现在H.264/AVC标准的制定、视频误码控制以及去块滤波器等方面。其中在标准制定中，可靠率对数字视频引入相应的编解码标准，即H.264，其又可叫做AVC，利用其对系统进行解码，可使解码效率得以提高，而从压缩图像方面看，该标准在保持较高数据压缩率的同时不会过多占用网络带宽，能够最大程度的节约带宽资源。在误码控制方面，以视频信号为例，系统传输信号过程中往往存在中断、延迟等问题，容易出现丢包或误码现象，所以需引入误码掩码技术，可通过有效的解码形式对接收端信息进行分析，若存在数据丢失情况可直接进行恢复。另外，去块滤波器方面，其作用在于将解码块效应进行解决，通常解码完成后很可能存在虚假边界现象，特别引入H.264/AVC，这种现象更为明显，所以需通过去块滤波器使视频质量得到提升。

4结语

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1概述

近年来滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害频繁发生。据中国地质环境监测院的2014年全国地质灾害通报，2014年全国共发生地质灾害10907起，造成349人死亡、51人失踪、218人受伤，直接经济损失54.1亿元。

传统地质工作中，当灾情发生时，首先通过基层上报，然后再派遣专家、专业技术人员到达现场，收集资料，再进行应急指挥与调度。该工作模式不能及时、有效地将现场灾害情况上报给上级主管部门。随着无线通信、卫星通信、“3S”技术、无人机航拍技术等的兴起与日益成熟，充分利用现代高新技术为地质环境管理工作服务，不仅可为地质灾害调查提供及时、可靠的基础信息，也可对地质灾害远程会商、应急指挥、实时调度、决策支持等提供有力的技术支持。

地质灾害远程会商与应急指挥系统是基于我国地质灾害应急体管理系、地质灾害研究成果、计算机网络技术、视频会商、现代卫星通信技术为一体的综合系统，是在充分利用现有地质灾害调查成果、监测技术体系的基础上，依托先进的计算机网络通信技术、卫星通讯技术，无线通讯技术，通过有机集成，功能改进完善，满足部门三级体系多方远程会商和应急指挥需求，建立的地质灾害应急指挥综合信息系统。

2 远程会商应急指挥系统建设

地质灾害远程会商及应急指挥系统是以地质灾害防治及应急指挥工作需求为目的，在基于卫星传输的多级、多节点网络体系下，实现视音频、专业数据的传输及协同浏览，为部局提供决策支持。系统由以下几部分组成：（1）应急通信系统。应急通信系统主要用于支持突发地质灾害应急处置时话音、数据、视频等业务的传送需要，利用已有通信资源，配备有线调度、无线调度、卫星、短波等通信手段，实现与各级应急平台间以及与应急现场间的信息传送，确保应急处置时通信联络的安全、可靠、通畅。（2）计算机网络系统。计算机网络系统的基础是有中国地质环境监测院连接到国土资源部、中国地质调查局、及由卫星IP网络连接省级应急中心（省总站）、突发地质灾害现场的多级多节点网络体系，各级节点部署网络为了保障应急指挥系统的通畅运行，通过对链路性能、带宽控制、卫星网络管理、多级网络连接等多方面工作内容进行严格的质量控制，保障地质调查、应急会商数据的实时传输。（3）视频会议系统。系统按照国土资源部应急平台视频会议系统建设的统一要求配置华为会议终端等设备，视频会议系统在国土资源主干网上建设，并充分利用现有视频会议系统向下延伸和互联。（4）无线单兵系统。无线单兵系统能够将现场图像实时传输到应急会商指挥车，传输距离在通视情况下一般不小于2 公里，具备双向语音功能，频点、功率可调，采用背负式结构，机动性强。（5）其它图像接入系统。地质灾害现场往往由于危险，应急调查人员无法进入到现场进行调查，在这种情况下，利用无人载具飞行器携带无线图传设备，代替调查人员深入到危险地带将灾害现场情况实时传回应急指挥车，通过卫星链路传到后方的指挥中心。

3远程会商系统组织模式

（1）野外现场到指挥车。野外无线单兵、无人飞行器及其它视频采集设备将采集到的现场的音视频图像实时传输到应急指挥车里，进入视频会议终端系统，同时音频是双向传输，前方人员接受后方指挥指令开展现场工作。（2）应急指挥车到后方指挥中心。视频会议系统将野外单兵等设备传过来的音视频与指挥车输入音视频进行混合编码，然后由卫星调制解调器对音视频码流进行打包与封装，经过调制经卫星天线发出，卫星信号在固定站落地经过解调，音视频信号进入会议终端，并通过多媒体终端进行展示。（3）后方指挥中心到部、局应急指挥中心。利用中国地质监测院连接到国土资源部与中国地质调查局的计算机网络，前方应急指挥车可以快速同部、局会议系统互联互通，快速实现灾情上报与实时多方应急会商。

4远程会商系统应用推广

截至2014年12月，系统已建成卫星数据传输网卫星数据传输主站建在北京，目前主站长租卫星带宽4Mb/年；数据通信能力为：各省级固定站及小站与北京主站间的5方视频会商，可支持12个卫星站点同时在网传输音频/视频/数据等综合信息。

全国共建成卫星固定站22套，车载便携站34套，建设覆盖全国的应急卫星通讯网，极大提高地质灾害应急响应、灾情上报速度，也为地质灾害救援与现场处置提供了强有力的信息化手段。

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【关键词】扩频通信技术工作原理应用

一、扩频通信技术概述

1.1扩频通信技术的概念

扩频通信技术即SSC，是英文Spread Spectrum Communication的简写形式，其具体是指用来传输信息的射频信号带宽远远大于信息本身带宽的一种通信方式。举个简单例子说明一下，某二进制的数据流，其传输速率为64kb/s，也就是说该数据流的基础带宽仅为64kHz，而借助扩频技术进行传输时，它的带宽则可被扩展为4MHz、26MHz，最大时甚至可以扩展至120MHz或更多。SSC的基本特征如下：利用比发送信息数据的速率高出多倍的伪随机码将载有信息数据的基础带宽信号的频谱进行相应地扩展，使其形成宽带的低功率频谱密度的信号来发射，其信道容量的公式为C=Wlog2（1+P/N），该公式指出当信息传输速率C不变时，带宽W与信噪比P/N是能够互相转换的，即通过增加带宽可以在较低的信噪比前提下以相同的信息传输速率进行可靠的信息传输，还有可能在信号被彻底淹没的条件下借助增强信号带宽来实现可靠通信，这就是SSC的基本理论依据。

1.2扩频通信的特点

扩频信号本身属于一种不可预测的伪随机带宽信号，它的带宽要比欲传输数据信息的带宽大很多，并且接收机中必须带有与该带宽载波同步的副本，正因如此，使得扩频通信技术具有了以下特点：其一，超强的抗干扰性。因为扩频信号本身具有的不可预见性，从而使得干扰者很难利用观察来进行有效地干扰，通常只能够使用发射与扰信号不匹配的干扰技术，而这种做法所能起到的干扰效果并不大。由于扩频通信在传输信号的过程中对信号本身的带宽进行了扩展，故此，在信噪比很低的前提条件下，仍可以保证高质量的通信，这使其具备了较强的抗干扰能力；其二，良好的保密性。在发射功率一定的前提下，因扩频信号分布在很宽的频带内，无线信道当中有用的信号功率谱密度非常低，这样一来信号便可以在极强的噪声背景下进行可靠通信，想要截获这样的信息非常困难，为此，其能够实现隐蔽通信，具有良好的保密性；其三，可实现码分多址。在通信系统当中，可借助扩频调制中使用的扩频码序列间较好的相关性进行解扩，这样系统便能够区分出不同用户的信号，多用户同时通话便不会发生互相干扰的情况。

二、扩频通信技术的具体应用研究

在上个世纪80年代，扩频通信技术便被广泛应用于军事领域当中，随着近些年来科学技术水平的不断提高，该技术也日趋完善，并在诸多领域当中获得了推广应用，其应用范围还在进一步扩大，下面简要介绍一下扩频通信技术在各个领域中的具体应用。

2.1扩频通信技术在军事通信中的应用

军事是一个国家国力的象征，在军事领域当中有着大量需要保密的信息，正因如此，使得扩频通信技术成为军事通信反对抗当中最为重要技术手段，该技术现已被广泛应用于各种通信信息系统、武器系统以及系统当中。在海、陆、空战术的通信当中，常采用扩频通信技术来增强通信电台的抗干扰能力，提高战术电台的抗干扰性和数字化程度将是其未来一段时期的主流发展趋势。在1991年的海湾战争中，以美国为首的联军大量使用了带有扩频技术的GPS定位导航系统、定位报告系统、联合战术信息分布系统以及单信道机载系统等等。经过实践应用表明，扩频通信技术在军事通信领域当中有着非常重要的作用。

2.2扩频通信技术在移动通信中的应用

移动通信属于民用通信领域的范畴，它与人们日常生活息息相关。目前，新一代的数字蜂房移动通信系统中广泛应用了扩频通信技术，这使得频谱利用率获得显著提高，同时共信道干扰的影响也大幅度减小。通过扩频通信技术的码分多址系统，可以给每个移动台都分配一个特有的随机码序列，并且各个台之间均不相关，这样便能够非常方便地区分开各个移动台的不同信号，从而使得在一个信道当中可以同时容纳更多的用户，频谱利用效率较传统的频分多址增强了将近20倍左右。以往的移动通信中多径效应产生出来的衰落相对比较严重，而通过扩频技术能够有效地克服多径效应对移动通信质量的影响。

2.3扩频通信技术在民用卫星通信中的应用

目前，扩频通信技术已经在军事卫星通信领域中获得了非常广泛的应用，因扩频码分多址系统具有组网灵活性高、承受过载能力强等特点，从而使其在民用卫星通信中也获得了一定的应用，并取得了显著的效果。在民用卫星通信当中采用扩频码分多址技术以及伪随机序列扩展频谱的方法，能有效地实现能量扩散，进而达到减少卫星系统干扰的目的。

2.4扩频通信技术在测距定位中的应用

GPS属于多星共用两个载波频率发送定位信号的卫星定位系统，因而它需要采用扩频码分多址的方式来对各个卫星的地址进行区分。每一颗卫星都可以分配到一个特定的伪随机序列码型，码片的宽度越窄测距的精确程度就越高。此外，借助直接序列扩频还能增强测距过程的抗干扰能力，加之其采用的是无源定位的方式，故此系统所能够容纳的用户数量没有上限。现阶段，我国军事领域以及民用部门都将GPS作为接收设备在使用，很多定位工作也都是通过GPS来予以实现的。

三、扩频通信系统的工作原理

通常情况下，研究扩频通信系统的工作原理都是就直接序列扩频而言的，所谓的直接序列扩频通信系统是以直接扩频的方式构成的一种通信系统，简称为DS系统，这是最为典型的扩频通信系统，它的发射机机与接收机结构如图1所示。

从图1中可以看出，A为输入数据信息，其经过信息调制后变成宽度为B1的调频信号，然后再借助伪随机扩频序列调制成带宽为B2的信号后进行发射。当接收机接收到发射信号以后，通过对伪随机扩频序列相位的准确捕捉，便可以产生出与发送来的相位一直的PN码，该码可作为解扩本地信号之用，以便恢复成为窄带信号，并对发送来的A数据信息进行估计，这样整个接收过程便完成。该系统具有以下优点：容易产生编码信号、载波频率仅有一个、频率合成器简单、用户之间不需要同步、接收机能够实现相干解调等等。