卫星通信的主要特点范文

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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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远程教育是指通过不同途径和手段将一方的优质教育资源传送给另一方或另外多方的教育方式。远程教育在中国的发展大概可以分为以下三个过程：1）函授教育，使用邮寄书本材料的方式进行，这有着较大的局限性；2）广播电视教育，采用电台、录像等方式传播信息；3）现代远程教育，它拥有面对面、函授、广电教育的优势，同时依靠网络技术和多媒体技术，把文字、声音、图像等融合在一起形成了第三代远程教育。但是，第三代远程教育实际应用效果却不好，因为很多因素影响其效果，如地面网带宽、路由的增加、交换的限制。为了解决以上出现的问题，人们在远程教育中引入了卫星通信技术。

2目前远程教育中采取的卫星通信技术以及存在的问题

20世纪90年代以来，卫星通信的迅猛发展推动了远程教育的长足发展。

2.1目前远程教育中采取VSAT卫星通信技术

VSAT含义是甚小口径卫星通信站，VSAT除了具有一般卫星通信的优点外，还有以下两个主要特点：一是地球站通信设备结构紧凑牢固，全固态化，尺寸小、功耗低，安装方便。二是组网方式灵活、多样。因此VSAT广泛应用于新闻、气象、民航、人防、银行、石油、地震和军事等部门以及边远地区通信，所以VSAT适用于远程教育。

2.2传统的卫星通信远程教育实际应用中暴露的问题

（1）卫星使用代价昂贵，多点教学，成本才能和地面网费用接近，如果教学点达不到收益平衡点，卫星通信就得不偿失了。（2）单向向学生传输教学内容，教师和学生无法沟通，有了疑问无法得到解答，教学接收程度也得不到衡量，无法保证教学质量。基于这种情况，采取卫星通信与地面网相融合的技术，既可以保留传统卫星通信的优势，又可以解决其不足之处。

3基于卫星通信与地面网融合技术的远程教育研究

3.1卫星通信与地面网融合技术

卫星通信与地面网融合技术属于卫星回传通信技术，卫星回传通信技术是一项比较新的技术，目前还没有全面普及，其主要特点是能够实现教师端和学生端的互动，将基于DVB－S标准的VSAT卫星通信系统和地面网络相结合，形成闭环通信模式。

3.2基于卫星通信与地面网融合技术的远程教育

在卫星通信与地面网融合技术的远程教育应用模式中，将课件和教室视音频直播的内容通过互联网发送到卫星主站，再通过卫星主站上行至卫星，由卫星转发至各个教学点，然后把收到的课件或者视频音频等通过教学系统展现在学生面前。基于卫星通信与地面网融合技术的远程教育弥补了视音频传输受限和卫星使用资费较高的缺点，符合实际应用中上行数据量少、下行数据量多的需求，这种方式既避免了传统远程教育中传输载体———地面网的劣势，也减少了传统卫星通信远程教育中卫星带宽的占用，具有较高的实用性和先进性。

4基于卫星通信与地面网融合技术的远程教育的相关理论计算

基于卫星通信与地面网融合技术的远程教育的实现需要依据所在地区的地理、气候以及卫星通信的能力，因此我们需要对通信链路的能力进行设计，通过相关计算，验证选用的卫星、设备、带宽的可行性与合理性。整体设计应保证系统余量多出1—2dB，并且系统功带平衡，即尽量做到系统占用的转发器功率/转发器整体功率=系统占用转发器带宽/转发器整体带宽。如果在功带平衡时系统余量过大或为负数，可以改变上述的相关条件，进行系统优化。具体设计有以下几点：

4.1确定载波带宽

载波带宽是由以下几点决定的：信息速率、FEC纠错率、编码率以及调制方式。根据下列公式可求出符号速率。符号速率=（信息速率/FEC纠错率/编码率）*调制因子其中报头需要计入信息速率。前向纠错(FEC)编码率通常为1/2、2/3、3/4、5/6和7/8，编码率常用188/204。BPSK、QPSK、8PSK和16QAM的调制因子分别为1、1/2、1/3和1/4。在链路计算中，计算C/T、C/N和Eb/N0之间的关系将使用到载波噪声带宽，占星带宽能够决定工作频率，并用来计算输出、输入回退。

4.2计算输出和输入回退

卫星转发器的功放级一般使用行波管方式(TWTA)或固态方式(SSPA)。这两种放大器的功率输出在最大功率输出点附近不是线性的。一个转发器通常有多个用户的多个载波在使用，避免交调干扰是个比较大的问题，而交调干扰是由非线性功率输出造成的，这就要求卫星的放大器运行在线性区域。此时转发器的实际输出功率远低于其能够输出的最大功率，采用TWTA的转发器运行在线性区域时，输出功率通常比最大功率低4.5dB，同时TWTA转发器，输入回退通常比输出回退高6dB，对应4.5dB的输出线性回退，输入线回退约为10.5dB。链路计算中，输出回退对应卫星的下行载波，输入回退对应卫星的上行载波。

4.3决定用户使用载波的功率分配

卫星转发器有功率和带宽两项资源，最好的应用方式就是做到用户载波占用的转发器功率/转发器整体功率=载波占用转发器带宽/转发器整体带宽。载波占用转发器功率的比例为载波输出回退-转发器线性回退。当功带平衡时，见公式。OBOC=OBOXpd+10lg(BWXpd/BWC)OBOC为转发器输出回退，OBOXpd为转发器线性输出回退，BWXpd和BWC分别为转发器的总带宽和用户租用转发器带宽。

4.4确定SFD与上行EIRP

转发器的饱和通量密度SFD反映了卫星转发器的接收灵敏度。灵敏度越高，要求的用户上行功率就越低。但是一般情况下卫星公司会根据相应地球站所处的区域确定该地区的SFD，一味地降低上行功率，也会相应降低上行载噪比和上行抗干扰能力。上行载波的EIRP的计算公式如下。EIRPE=SFD-载波输入回退-G0+上行传输损耗G0为单位面积的天线增益，此数值有标准值。上行G/T、上行天线发射增益和功放输出功率可由上行载波的EIRP计算得出。

4.5计算上下行C/T

上行和下行C/T的计算公式分别为C/TU=EIRPE-LossU+G/TSatC/TD=EIRPS-LossD+G/TE/S公式中的EIRPE和EIRPS分别为载波上行和下行EIRP，LossU和LossD分别为总的上行和下行传输衰耗，G/TSat和G/TE/S分别为卫星转发器和地球站的接收系统品质因数。上式中的数据均为对数形式。链路预算的对象也可以是C/N，C/N=C/T-k-BWN公式中的k是波兹曼常数，BWN是载波对应的噪声带宽。卫星通信主要有如下的干扰：上行反极化干扰、下行反极化干扰、上行邻星干扰、下行邻星干扰。当有多个载波同时工作时下的交调干扰。综合考虑上行C/N与下行C/N以及各种干扰所产生的C/I，最后求得相关载波链路的系统C/N。相关算式为(C/N)Total-1=(C/(N+I))Up-1+(C/(N+I))Dn-1=((C/N)Up-1+(C/I)XpdUp-1+(C/I)AdjUp-1)+((C/N)Dn-1+(C/I)XpdDn-1+(C/I)AdjDn-1+(C/I)IM-1)上式中，(C/(N+I))Up和(C/(N+I))Dn分别为上行载波与噪声干扰比和下行载波与噪声干扰比(C/I)XpdUp和(C/I)XpdDn分别为上行载波与反极化干扰比和下行载波与反极化干扰比，(C/I)AdjUp和(C/I)AdjDn分别为上行载波与邻星干扰比和下行载波与邻星干扰比，(C/I)IM为下行载波与交调干扰比。载波噪声比和载波干扰比都为对数形式，在换算为真数后，进行先倒数后相加计算。可以得到系统C/N，如果需要得到dB值，就需要求对数，得到相应的值。每一个卫星通信系统，都对应着一个最低Eb/N0值，即门限值，该门限值由很多条件共同确定，如不同的调制方式、不同的编码方式、不同的硬件设备。通过Eb/N0值可以换算得到载波最低C/N值。通过计算得到的系统C/N值减去载波最低C/N值，就是该卫星系统的系统余量。如果不考虑雨衰（下雨对有的卫星信号有较大影响），系统余量通常取1—2dB。余量太低，系统误码率将提高，经常会出现信息丢失现象；余量太高，说明建设的设备性能过剩，浪费了一部分投资。

5结语

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[关键词] 应急通信；石油通信专网；关键技术

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 16. 035

[中图分类号] F272.7；TN915 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）16- 0057- 02

0 引 言

目前，我国的自然灾害发生概率在不断增多，灾害的覆盖面积也在不断扩大，自然灾害的频繁发生导致我国人民的生命安全以及财产安全都遭受到严重的损失，而当前我国的国民经济正处速发展的阶段，经济生产规模在不断扩大，诸多突发性的时间发生次数和概率都明显上升，为我国的社会稳定造成十分严重过威胁，其中，石油化工就是我国诸多重要行业中，威胁性较高的行业之一，因此，将应急通信的关键技术在石油通信专网中进行充分的应用有着重要的影响，对其开展深入的探讨和研究也有着重要的研究意义和价值。

1 应急通信中的主要技术

1.1 移动通信技术

当前的个人通信主要特点就是移动通信，移动通信技术中的定位技术能够将受灾人员顺利获救的可能性进行提升。部分移动形式接入技术，还可以经过与之相对应的相关设备进行有效连接，及时恢复受灾地区通信情况，这在应急通信过程中有着重要地位。

1.2 有线通信技术

在有线通信方面，主要包括电话通信、网络通信等，其中，有线形式的公众电网是我国分布面积最广，也是交换信息最频繁的网络形式，该项技术具有覆盖面积范围广、适应能力强、成本需求量低等诸多显著的特点，这种通信技术也是当前在自然灾害发生时，应急通信当中最常使用的一种技术。然而，该项技术容易遭受地理条件的影响和限制，且抗毁力相对较差，如果被毁坏，恢复十分困难[1]。

1.3 数字集群网技术

该项技术与卫星通信技术相同，数字集群网的专用技术通信容量较小。但是数字集群网的专用技术属于一种独立形式的指挥形式网络，其自身具有其他诸多应急通信技术所没有的独特优势，例如：群组指挥、响应速度等。

1.4 卫星通信技术

该技术是当前诸多应急通信技术中，应用最频繁也是最广泛的一项技术，卫星通信技术一般不会遭受紧急事件或者突发事件造成的影响，除此之外，卫星通信技术也是当前通信网络技术覆盖地域面积非常广泛的一项技术，因此，能够很好地满足在应急通信的广度方面存在的需求，不过该项技术也有一定的缺陷，卫星通信技术的通信容量有一定的限制，并且花费的成本较高。

2 应急通信中的主要技术在石油通信专网中应用

2.1 建立卫星系统

卫星系统是整个应急通信技术的核心系统，同时也是基础性系统，它主要承担的就是石油通信专网当中的车载系统，便携系统和指挥中心二者之间任务的传输工作，因此，卫星的系统情况对整个系统的传输质量有着决定性的影响。在建立卫星系统的过程中，需要将以下几方面工作做好：①由于突发性的时间具有诸多的不确定性，例如：时间上的不确定、后果的不确定等，需要卫星系统启动迅速且灵敏，与此同时，还需要该系统可以有效提供实时；②卫星系统开始对视频信号进行传输的时候，传输的带宽需要足够高，从而保证传输路线的质量和稳定性，并且带宽一定要以独享形式开展利用；③在应急的现场，一般工作人员多，且开展的工作十分复杂，需要具有一定的灵活性特点，因此，为了有效地保证在现场可以顺利开展处理工作，卫星系统需要有诸多现场中的诸多参数资料，开机之后就可以迅速进入到指定工作要求当中。

2.2 应急通信技术在石油通信专网中的应用

2.2.1 应急通信指挥中心

将应急通信技术在石油通信专网中进行充分的应用，从而形成应急方面的通信指挥网络中心，在正常的工作过程中，能够有效实现和诸多远端的小站开展数据传输和电话调度工作，远期时能有效利用其中的视频会议系统，在应急通信指挥中心站与诸多远端小站之间开展视频会议[2]。

2.2.2 移动卫星通信（动中通指挥车）

在应急过程中需要配置一辆相关方面的应急指挥车，可以有效地保证对于突发事件的发生进行合理指挥和调度。当出现受灾情况出现的时候，该地区的有效通信措施都先后被破坏，从而没有办法在应急工作以及救灾工作方面提供通信方面的保障，移动指挥通信站能作为通信过程中的节点，在现场进行临时指挥中心。

2.2.3 便携形式通信站

在应急过程中需要配置一整套的便携形式通信站，在应急情况下能够及时赶到现场提供有效的保障，使现场和车载卫星或者指挥中心之间可以进行双向的卫星传输。在便携形式通信站中具有诸多无线设备，方便为应急指挥中心供应相关方面需求的资料和数据信息。

2.2.4 网络IP通信组网实现多网融合

IP over MPLambdaS技术，是将MPLS应用于光网络而提出的一种新颖的组网方案，它是MPLS和波长交换技术相结合的产物。它将第三层的IP 地址映射成光通道标识符（OVPI，Optical Virtual Path Identifier），网络核心节点主要是根据OVPI对封装在其净荷中的IP包执行转发操作，从而根据标签索引的方式，实现IP数据包的快速转发。

3 应急通信中的主要技术在石油通信专网中未来前景

目前，我国的石油化工行业在不断发展和壮大，在石油化工产业大力发展信息管理的今天，应急通信的关键技术卫星通信技术将不仅仅应用于石油化工产业的应急通信，还可以在石油化工产业的更加广阔的领域发挥它的作用，为我国石油化工产业的快速发展提供更加稳定、可靠的通信保障[3]。

4 结束语

石油化工领域已经在我国的经济发展中有着举足轻重的地位，对于我国的现代化发展进程、多项工作的顺利执行以及国民经济的有效增长都起到重要的作用。应急管理体系作为石油化工行业中十分重要的一个有机型组成部分，有效且充分地对其应用，可以根据石油天然气企业中的不同需求进行快速反应，充分发挥出有效控制以及妥善处理的作用，有效减少损失，从而为石油化工在应及时的需求提供有效的保障。

主要参考文献

[1]于婷.应急通信的关键技术以及在石油通信专网中的应用[J]. 信息系统工程，2013（7）：123-124.

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（国家新闻出版广电总局2021台，黑龙江 齐齐哈尔 161000）

【摘要】通信技术的发展不仅改变了人们的生活方式，同时对人类社会的进步作出了重要的贡献，在无线通信技术发展的过程中，人们之间的联系也更加紧密，另外对于广播电视卫星通信也有着非常重要的影响。主要通过对无线通信技术相关内容的分析来详细说明无线通信技术对于广播电视卫星通信的影响，以供参考。

关键词 无线通信技术；广播电视；卫星通信

1无线通信技术的现状分析

信息传播是社会文明发展的重要标志之一，无线通信技术的发展为信息的传播提供了重要的保障，因此无线通信技术的应用也极大程度的提高了人们日常工作生活的质量，同时在信息的获取上也更加方便快捷，人们可以通过各种渠道获得大量的丰富的资源信息，这样就可以即时的掌握最新的信息资讯。特别是随着科学技术不断的发展，网络信息资源以及通信技术也逐步成了人们生活中不可缺少的重要部分，但是通信技术中依然存在着一些问题和不足，还需要我们进一步的加以改进和完善。在网络整合的传输方面，如何将信息资源的配置优化到最佳个是目前人们重点关注的内容。特别是在广播电视卫星应用中，需要以当前的实际需求出发，将用户接入终端的种类达到最大化，这样人们才能够更好的获得更多的信息资源，这对于广播电视行业的发展也将产生非常重要的意义。在以往的广播电视信息传播中，对于信息的传播都只是通过信号的传播来实现的，而电信业务中也仅仅限于语音业务，然而在社会不断发展的过程中，人们对于信息多元化的需求也越来越高，三网合一也成了信息技术发展的必然趋势。通过三网结合的发展，能够更好的为社会提供更多优质的信息资源，而我国的电信行业也正处在这样的一种发展背景下，为了更好的适应环境的变化，我们还需要通过卫星通信技术来加以实现，从而更好的做好信息技术的发展和革新，这样才能够最大限度的保证发展信息资源的重要作用。

2无线微信通信的主要特点分析

无线通信技术的发展也经历了几个不同的时期，在3G通信时代，人们就可以享受到优质的通信服务，而随着科技的不断发展进步，4G网络也必将取代3G网络而成为无线通信的主要技术手段，在4G移动通信技术中利用卫星通信能够更好的连通地面的业务传输网，而移动通信技术在不断发展进步的过程中卫星通信技术也作出了很大的边个，微信通信的发展也必然会与移动通信技术完美的结合在一起。虽然目前很多移动通信业务大多都是3G通信，然而无线通信技术依然需要进一步的加以改进和完善，特别是微信通信技术在3G通信系统中与地面的IMT系统相互联系时，能够更好的实现完美的结合。这样对于促进三网融合也将有着非常重要的作用。特别是在移动通信技术不断发展的过程中，四网合一也开始崭露头角。在通信领域中，3G的各种标准和规范也都已经形成协议并且逐步的走向人们的日常生活，但是也存在着一定的局信息，比如没有全球统一的规范标准，并且3G所采用的语音通信服务依然是2G时代的电路交换，在应用过程中也存在着信号传输受到干扰的情况，这样也就限制了3G通信技术的发展。而4G移动网络出现后，无论是在对信号的传输还是接受上都有着独立的通信路径，并且能够进行实时的定位和跟踪，这样移动网络的无缝连接能力也会大大提高，从而更好的实现高质量、高速率的信息传输。4G移动网络所采用的结构相比3G网络也有所不同，并且在接口上也有多种，通过多借口的传输方式能够更好的形成一个公共的、灵活的平台，这样用户在使用过程中也就避免了受到各种条件的限制。对于未来能否实现4G通信环境，各个国家都兴致勃勃的投入技术研究当中，许多国家还取得了相应的成果。4G通信确实有着非同一般的优势，其高开放性、高频辩利用率和其固定移动二者兼备的特点都让人们深深为之吸引，而且，4G还可以与其他无线访问系统完美结合，这体现了4G通信在安全性、移动性、服务质量方面更大的进步与更高的档次。卫星通信技术作为一种应急通信技术，在抢险救灾等特殊环境之中发挥了巨大的作用，在无线通信系统的发展中，卫星通信技术也至关重要，卫星通信与地面业务传输网络互相补充配合，在高覆盖率的同时能够高效、高速、高质量的传输信息。

3卫星通信技术未来的发展

基于卫星的空间段通信部分和日益完善的地面段通信部分组成了一个完整的复杂混合体系结构。地面段相关技术的发展必将使空间段与地面段的空中接口问题成为下一步研究的关键内容。随着地面通信技术的发展，端到端系统的演进，要使卫星通信保持竞争力，则必须适应不断变化的通信环境，对端到端卫星通信基础设施进行技术改进，将以下需求为目录：（1）在不同的地区不同的区域将资源进行合理、有效、灵活的进行分布。（2）应该建立更多容量高的宽带，使人们大范围使用。（3）让不同的地区不同的区域之间加强联系，有良好的互联性。（4）端口之间的设备应该提供先进的混合型的业务，使其能够更好的进行定位及对于数据的掌控。（5）实施多样化的卫星通信系统，增加其数量及容量。（6）运用的数据线要求是具有高效性能的。同时，卫星传输为更好地服务于市场的业务需求，应把重点集中在改进用户端的传输特性上，使之在所有卫星系统所可能采用的频带上应用。而改进的关键是要能提供比现有系统所能提供的更小、更完整、更友好的用户终端，并提供具有固定用户可比的数据速率。利用多颗卫星同频段和不同频段于同一轨道工作，以提高空间段服务的可靠性和传输容量，能增加卫星的竞争力。对有效载荷进行有效改进，比如天线、星上数字技术、卫星再配置能力，行波管放大器等的改进，以及数据中继性能改进也将起到积极作用。从卫星设施的网络看，将大力改进网关J险能，尤其应集中于传输和接收过程中更高的处理能力和减小开销上。对于在L和S波段上的移动业务，须使下一代移动终端既能用于地面骨干网通信，也能同时用于卫星骨干网通信，把研究重点放在地面中继和卫星节点间互相结合的问题上。现有的通信技术正在融合到下一代移动网络中，在这一趋势下，IP技术继续在移动网络中处于主流地位。卫星通信目前已经在多种渠道进行发展，将地面上的很多业务向结合、联通。

4总结

无线通信技术对于人类的发展有着重要的意义。虽然通信技术已经足够科技化、先进化，但是在发展的同时也存在着缺点。一些地区的无线通信容量不够大、覆盖的范围不够广等问题。这些问题的产生需要我们进行有效的改进。信息化不断覆盖，通信技术目前已经实施“三网合一”向“四网合一”转化的局面。有电视、固定电话、因特网这三网相结合转为电视、固定电话、因特网、移动业务这四项。移动业务风生水起，跟着三网共同结合。渐渐形成了移动4G的移动发展区域将会越来越通信大。给通信技术带来更多的效益。

参考文献

［1］赵旦峰，王杨，廖希.异步双卫星MIMO系统中的空时编码方案[J].北京航空航天大学学报.

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1、视频图像主要指的是CCTV交通监控的图像。CCTV交通监控的图像主要包括：收费过程中收费车道、收费亭以及收费的具体场景和重要路段、立交桥等的场外监控图像。高速路通信系统的主要特点高速公路的通信系统是将语音、数据、视频图像以及多媒体结合起来的一项综合业务，从高速路管理所需要的通信业务来说，话音通信只在整个通信系统的很小部分，占比率较大的业务主要是数据资料、视频图像和多媒体资料。

2、高速公路的通信系统的业务流向表现出星形的分布形状，高速路的管理机构一般由省指挥中心、公路管理处、公路收费站、半路服务区、养护中心等机构组成，在管理上绝大多数采用的是分段管理，管理内部门将各种管理数据先发送给分中心，然后由分中心返回给省指挥中心。高速路通信系统由于实现的传输距离比较远，业务的接入点也比较分散，主要体现在：高速公路的里程大都都是从几十公里到几百公里，并在高速路的沿路分散的建立了管理机构，就是这一措施决定了高速公路的通信系统和业务具有带状分散性的特点。

二、我国高速公路通信系统的网络结构

我国高速公路通信系统的网络结构大致可以分为三级模式：1.省级通信中心；2.高速公路通信分中心；3.高速公路路段通信站。省级通信指挥中心和各个高速路分指挥中心之间的通信网络被称作通信干线网，分中心和各路段中心站之间的通信网路被成为通信接入网。由于每个路段建设阶段和建设周期的不同，在最开始的时候干线网一般呈现的是链形网络，当接入网过后接可以构成环网的结构，随着路段建设的不断完善，主干线就可以形成环网或者是网状网。高速公路通信系统的组成高速公路的通信系统在结构上主要由：数据网络、视频监控、数据传输、语音交换、呼叫中心、会议电视以及支撑网络这7个分系统构成。分别是对收费数据、监控资料、图像资料、语音内容、会议电视内容、OA等方面的业务提供传输的通道。四川高速公路通信系统使用现状经过数十年的发展，四川高速公路通信系统得到了较快的发展，针对高速公路的通信网已经具备了一定的规模，可以给全省共计146个收费点以及36个收费管理部门提供可靠有效的数据传输通道，确保了四川省高速公路的正常收费和监控正常运行。

三、高速公路中通信系统的应用

通信干线传输目前，四川高速公路机电工成主要采用的是光纤通信系统，其主要原因是：四川高速公路的通信网络要求能够同时对语音、数据以及图像进行传输，且本身选取的频带和通信的容量比较大，所以采用光纤通信是明智的选择。由于光纤通信容量大，所以其抗电磁干扰能力也相对较强，能够保证光纤的通信质量和实现远距离运输，然而其他的通信系统是不能达到这个要求。光纤通信传输的距离比较远，可以满足公路沿线各个通信站之间距离不一样的情况。光纤通信系统是使用的长波单长单模传输方式，能够在经济上占有明显的优势。

1、高速公路通信系统的程控交换

根据高速公路通信系统的工作方式和特点来看，通信系统主要采用的是三级程控交换方式：第一级的交换中心设立在高速公路总公司的通信总中心指挥部，总指挥中心的主要作用是完成局终端的话务转接，将所有的来话和去话集中在一起，然后进行转接，然后与二级公路网中心取得联接，完成本局话务接续任务和本局之外的话务转接任务；第三级的交通中心主要建立在四川各个高速公路公司名下的管理所，主要作用是完成本局的话务接续工作以及和出入本局的话务联接工作。从而提高整个通信系统的可靠性、灵活性，满足话务流向的需求，三个级的交通中心之间可以进行相互联接，从而实现一个多迂回、多路由的工程控制数字交换网。

2、语音通信系统

四川高速公路的通信网语音系统主要由业务电话系统、指令电话系统以及移动电话系统这三部分组成。业务电话系统的主要功能是给高速公路的管理局、各个公司、各个管理所和高速公路的各种公共设施提供内部和外部的业务联系电话。将业务电话设置成全网自动拨号模式，将业务电话网和市话公用网进行联接。指令电话的主要作用是给监控中心和分监控中心发放交通监控和调度命令。为了更方便的对交通控制和交通业务进行调度，可以在监控中心和分监控中心建立两套指令电话控制台，从而方便了高速公路的值班人员和值班交警的使用。指令控制台主要包括指令控制台和交警指令控制台，主要是建设在各个公司的内部，分别控制自己所在管辖区内的指令电话机和交警用指令电话机。

3、移动通信系统

移动通信是指通信的两方中至少有一方是在移动中进行信息交换的。移动通信已经不仅仅局限于双方的通话，还可以包括传输数据、传真、图像等内容。移动通信系统不仅可以自己建立网络，还可以对已经建立的公用通信网络进行租用。但是租用公用的蜂窝通信网络的费用很高，也不能够完成高速公路上的群呼、组呼等方式的实现，所以自己建立高速公路的移动通信网络，可以对上面的不足进行有效的解决。根据四川的实际情况，可以采用800MHZ集群移动通信系统。

4、卫星通信网

现在，许多城市都建立起了卫星通信，卫星通信并成通信网的主要通信手段，但是由于各个高速公路公司的通信指挥中心或通信指挥分中心大部分与卫星处于同一位置，所以，在高速公路的通信网规划中，主干线上的通信网应该考虑跟卫星通信网的接口。

四、结语

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1）微波中继通信方式

通信载体为微波，亦称微波接力通信，是采用中继（接力）方式在地球表面进行无线通信的方式。具有传输频带宽容量大、跨越空间能力强、传输信号稳定质量高等特点。模拟微波通信采用的调制技术一般为SSB/FM/FDM，数字微波通信采用的调制技术有，BPSK、QPSK及QAM。

2）移动通信

主要分为全球移动通讯系统（GSM）和码分多址传输技术（CDMA）。数字移动通信主要包括以下关键技术：调制技术、纠错编码技术和数字话音编码技术。

3）卫星通信方式

其实质也是一种微波通信，该系统的中继站是卫星，由其发射微波信号，并在各地面基站之间传输。主要特点是通信覆盖面积大、传输容量大、受地域限制少、可靠性高等。数字卫星通信多采用数字调制、频分多址技术。

2数据通信系统的构成数据终端（DTE）

分为非分组型终端（NPT）及分组型终端（PT）两类。非分组型终端分为可视图文终端、用户电报终端、PC机终端等；而分组型终端包括数字传真机、计算机、智能用户电报终端（TeLetex）、专用电话交换机（PABX）、用户分组装拆设备（PAD）、用户分组交换机、局域网（LAN）、可视图文接入设备（VAP）等。数据电路可分为终端设备（DCE）和传输信道，传输信道分为模拟信道和数字信道。

3数据通信的分类

1）有线数据通信

①数字数据网（DDN），主要由四部分组成，分别是用户环路、DDN节点、数字信道及网络控制管理中心。DDN是一种数字通信网络，它把数字通信技术、数据通信技术、光迁通信技术以及数字交叉连接技术有机的结合在一起。②分组交换网（PSPDN），又称为X.25网，采用CCITTX.25协议。PSPDN采用存储—转发的方式，将用户传来的报文分割成一定长度的数据段，并在各数据段上添加控制信息，构成一个能在网上传输的带有地址的分组组合群体。PSPDN的主要优点是为了达到多用户同时使用，可同时开放多条虚通路于一条电路上，并具有先进的误码检错功能和动态路由选择功能，但通信性能较差。③帧中继网，起源于X.25分组交换技术，主要包括存取设备、交换设备、公共帧中继服务网三部分。帧中继网它可在帧中继帧中将不同长度的用户数据组包封，并在网络传输前添加控制及寻址信息。

2）无线数据通信

无线数据通信是以有线数据通信为基础，而采用无线电波传送数据的通信方式，也可称为移动数据通信，它是计算机网络与数据通信相结合的产物，可实现网络计算机之间或人与计算机终端之间的通信。无线数据通信也是依靠有线数据网将网路应用扩展至便携式用户。

4网络及其协议

1）计算机网络

计算机网络（ComputerNetwork），是指通过通信线路将多台具有独立功能、地理位置不同的计算机系统连接起来，并通过网络软件及通信协议实现信息传递和资源共享。按地理位置划分，计算机网络可分为局域网、城域网、广域网、网际网四种。局域网是在一个较小的局部的地理范围内，如一栋楼、一所学校等，它是目前使用最多的一种计算机网络。城域网覆盖范围较局域网大，一般在10-100公里范围内，通常是在一个城市辖区内；广域网一般覆盖范围是整个国家（100-1000公里之间），连接该国家内各个地区的网络。网际网一般指覆盖全球的Internet。

2）网络协议

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关键字：通信现代通信技术光纤光纤通信

中图分类号：E271.7 文献标识码：A 文章编号：

一、什么是现代通信

1.1、纵观通信的发展分为以下三个阶段：第一阶段是语言和文字通信阶段。第二阶段是电通信阶段。第三阶段是电子信息通信阶段。1.2、信息传输技术主要包括光纤通信，数字微波通信，卫星通信，移动通信以及图像通信。

1.21、光纤是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，其主要特点是频带宽，比常用微波频率高104~105倍；损耗低，中继距离长；具有抗电磁干扰能力；线经细，重量轻；还有耐腐蚀，不怕高温等优点。

1.22、数字微波中继通信是指利用波长为1m~1mm范围内的电磁波通过中继站传输信号的一种通信方式。其主要特点为信号可以"再生"；便于数字程控交换机的连接；便于采用大规模集成电路；保密性好；数字微波系统占用频带较宽等的优点，因此，虽然数字微波通信只有二十多年的历史，却与光纤通信，卫星通信一起被国际公认为最有发展前途的三大传输手段。

1.23、卫星通信简单而言就是地球上的无线电通信展之间利用人在地球卫星作中继站而进行的通信。

1.24、早期的通信形式属于固定点之间的通信，随着人类社会党俄发展，信息传递日益频繁，移动通信正是因为具有信息交流灵活，经济效益明显等优势，得到了迅速的发展，所谓移动通信，就是在运动中实现的通信。其最大的优点是可以在移动的时候进行通信，方便，灵活。现在的移动通信系统主要有数字移动通信系统（GSM）,码多分址蜂窝移动通信系统（CDMA）。

1.25数据网是计算机技术与近代通信技术发展相结合的产物，它是信息采集，传送，存储及处理融为一体，并朝着更高级的综合体发展。

二、浅谈光纤的发展与前景

1、光纤通信的历史

光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命。1966年,美籍华人高锟和霍克哈姆,预见了低损耗的光纤能够用于通信,敲开了光纤通信的大门,引起了人们的重视。1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为20dB/km的光纤,光纤通信时代由此开始。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。8.5微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。

2、光纤技术发展的特点

2.1、频带极宽,通信容量大。光纤比铜线或电缆有大得多的传输带宽,光纤通信系统的于光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性。对于单波长光纤通信系统,由于终端设备的电子瓶颈效应而不能发挥光纤带宽大的优势。通常采用各种复杂技术来增加传输的容量,特别是现在的密集波分复用技术极大地增加了光纤的传输容量。目前,单波长光纤通信系统的传输速率一般在2.5Gbps到10Gbps。

2.2、损耗低,中继距离长。目前,商品石英光纤损耗可低于0～20dB/km,这样的传输损耗比其它任何传输介质的损耗都低;若将来采用非石英系统极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降的更低。这意味着通过光纤通信系统可以跨越更大的无中继距离;对于一个长途传输线路,由于中继站数目的减少,系统成本和复杂性可大大降低。

2.3、抗电磁干扰能力强。光纤原材料是由石英制成的绝缘体材料,不易被腐蚀,而且绝缘性好。与之相联系的一个重要特性是光波导对电磁干扰的免疫力,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受人为释放的电磁干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。这一点对于强电领域(如电力传输线路和电气化铁道)的通信系统特别有利。由于能免除电磁脉冲效应,光纤传输系还特别适合于军事应用。

2.4、无串音干扰,保密性好。在电波传输的过程中,电磁波的泄漏会造成各传输通道的串扰,而容易被窃听,保密性差。光波在光纤中传输,因为光信号被完善地限制在光波导结构中,而任何泄漏的射线都被环绕光纤的不透明包皮所吸收,即使在转弯处,漏出的光波也十分微弱,即使光缆内光纤总数很多,相邻信道也不会出现串音干扰,同时在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。

3、光纤技术的发展前景

对光纤通信而言,超高速度、超大容量和超长距离传输一直是人们追求的目标,而全光网络也是人们不懈追求的梦想。

3.1、向超高速系统的发展。

目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,主要在北美,在欧洲、日本和澳大利亚也已开始大量应用。但是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经铺设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通。它的比较现实的出路是转向光的复用方式。光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入了大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段。

3.2、向超大容量WDM系统的演进。

采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘。如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路。采用波分复用系统的主要好处是:1.可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;2.在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本:3.与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;4.利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的、具有高度生存性的光联网。

3.3、开发新代的光纤

传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分。目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤)。3.4、全光网络。

4、总结

光通信技术作为信息技术的重要支撑平台,在未来信息社会中将起到重要作用。

三、现代通信概论专业学习规划

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随着科学技术的不断进步，通信事业得到快速发展，尤其是在无线通信领域。作为国家大型基础设施及技术密集型产业，通信行业的发展及通信工程的建设对我国社会经济与科学技术等方面具有明显的推动作用。本文首先介绍无线通信工程的特点，并对其发展现状及未来发展趋势进行探讨。

【关键词】

无线通信；通信工程；发展趋势

随着网络技术的不断发展，人们对无线通信工程提出了更高的要求。无论是在卫星通信、移动通信还是在无线局域网通信方面，我国无线通信技术都取得了突破。且随着时代的发展，无线网络工程也将在城市通信的技术、服务及管理等方面进行改善，以全面推动城市通信工程的快速发展。

1 无线通信工程的特点

通信工程是一门服务面广、实用性强、技术含量高的专业，涉及卫星通信、移动通信、数字通信及IT行业等方面。无线通信工程具有的主要特点包括：（1）技术含量高、更新换代快。随着科学技术的不断发展，无线通信工程技术的发展也是日新月异的，比如从WLAN技术到WiMax技术，从移动3G技术到移动4G技术，从技术的推出到网络的商用及设备更新换代的速度都很快。（2）人员操作技术要求高。无线通信设施设备已实现精密化与高端化，在安装、测试、维护等环节都需要配套的专用设备，并要求操作人员必须要具有较高的技术操作水平。（3）作业协调性要求高。通信网络具有多学科、多专业的全程全网特点，在整个通信工程建设中，要求在无线通信网络建设、网络运营、网络维护、网络升级改造中，各部门、各环节的工作人员必须要共同协作、精确协调，才能真正保证整个通信网络的成功建设、通畅运行、顺利维护。（4）环境要求比较高。在无线网络通信工程中，对温度、湿度、节能、防火、防盗及防腐蚀等特性均有强制性的要求，对通信工程建设的环境要求比较高。

2 城市无线通信工程的发展现状

据工信部统计，截止到13年10月份，我国移动电话用户累计达12.16亿，其中3G用户达3.79亿，全年累计净增1.47亿户，移动互联网用户达8.1亿。在这庞大用户群数据的背后是规模巨大的通信设施建设投资及迅速发展的各种技术。比如目前无线通信技术在城市交通管理、医疗卫生、金融交易、休闲娱乐、生活服务等领域均有着广泛的应用。

目前，在信息化带动工业化方面，城市无线通信工程起到了不可替代的作用。随着我国工业化水平的不断提高，通信工程技术在工业领域中形成了以自动化控制技术。该技术通过利用电子信息系统，以实现对各种机械设备的有效控制。自动化技术在相关工业行业（如智能仓库、煤炭采掘及金属冶炼等行业）的要求是不一样。因此，自动化技术应通过电子信息技术中的微处理器技术与电子电路技术设计不同的电子控制系统。而在工业自动化技术领域中，电子信息技术已成为各机械设备中的核心技术。随着我国无线通信网络技术的不断发展，工业生产中的机械设备由自动化逐渐转变成智能化方向。

3 城市无线通信工程的发展趋势

近年来，随着我国无线通信产业的快速、健康、持续发展，整个通信行业在国民经济建设中起到的重要的作用，而通信工程在社会经济建设中占有重要的市场份额。因此，无线通信工程在新时期的发展中，必须要紧跟时代的发展步伐，朝着技术创新的方向进行发展。通信工程在未来的发展中，通过运用高速的无线宽带网络技术、云计算技术等实现无线城市网络的发展战略。这就要求在充分利用通信工程技术的前提下，以满足人们对网络通信服务的要求。如人们在日常生活中通过各种智能终端设备进行导航服务、网络交易、娱乐互动、远程医疗、远程教育等等。随着13年底4G移动牌照的发放，我国必将掀起新一轮的移动通信建设，另外随着WMN技术、LMDS技术、UWB技术、点对点微波技术等无线通信技术的发展，我国的城市无线通信网络信息化水平及信息化应用程度必将大大提高，城市无线通信工程将呈现以下发展趋势：

3.1 网络更加融合

由于技术原因，当前无线网络的种类较多，重新构建一个全新的无线网络需要巨额的资金投入，并面临技术风险，因此将各种网络通过融合的方式实现互联互通，是通信网发展的大趋势。网络的融合包括核心网的融合、接入网的融合和终端的融合等。

3.2 网络更加安全

相比而言，无线网络比有线网络的安全性更差，无线网络容易暴露相关的通信信息，容易被不法分子窃取信息，并带来损失。随着网络安全问题的不断出现，在未来，无线通信的保密及安全技术将得到更加广泛的应用，比如第三代和第四代移动通信系统安全技术、WAP安全技术、TETRA安全技术、WLAN安全技术、各种加密算法、WPKI、签名和认证、密钥管理与协商等技术等。

3.3 接入更加综合

目前无线接入技术如WLAN、WiMax等无线接入技术在城市无线通信接入网中均有应用。而UWB（Ultra Wideband）是一种使用1GHz以上带宽的最先进的无线通信技术，虽然是无线通信，但其通信速度可以达到几百Mbit/秒以上。可应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、位置测定、雷达等领域，可对当前的WLAN等技术形成良好的补充，使未来无线通信网络的接入手段更加综合。

3.4 业务功能更加集成

由于用户业务需求的广泛性，未来的城市无线通信网络必须实现各种业务功能的综合集成，如语音、数据和图像等业务的集成；IP与非IP业务的集成等。无线通信网络的业务功能综合集成能为不同的业务需求提供保障，并同时能继承现有技术及业务优势，缩短新业务的研发试用周期。

4 结束语

综上所述，随着通信技术的不断发展和通信用户规模的不断扩大，社会对通信工程建设及通信业务应用的要求也越来越高。城市无线通信技术在未来将向网络融合、接入综合、业务多样化等方向发展，并将更加重视网络的安全，为广大用户提供快速、方便、快捷、丰富的无线通信应用服务。

【参考文献】

[1]郑博文.关于网络通信工程的发展趋势研究[J].无线互联科技，2013，27（7）：48.

[2]郑家浩.网络通信工程的发展趋势探讨[J].科技风，2013，32（15）：228.

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摘要：针对气象信息分发业务中存在的卫星广播信道不可靠问题，在现有的业务应用层和传输信道层之间插入可靠广播会话层和差错控制传输层，形成面向多信道卫星网络的可靠广播体系结构，整合前馈控制和反馈控制方法，利用基于异网反馈的自适应前向纠错和基于智能策略的多信道反馈差错控制等方法，在VSAT卫星网络上提供可靠性可控的广播分发服务。

关键词：卫星网络；可靠广播

中图分类号：TP 393文献标识码：A

1研究背景

卫星广播与地面分发相比，具有播发范围大，系统维护量小，信道带宽稳定，接收灵活机动等独特优势，是气象部门进行信息广域分发的主要手段。目前，我气象部门使用的某型VSAT卫星通信系统分为单向数据广播和双向数据传输两个独立系统。其中单向数据广播网络采用DVB广播信道，是承载数据分发业务的主要平台。单向广播信道不具备反馈差错控制能力，信息以一种尽力而为的方式传输，无法实现数据文件的可靠分发。在实际应用中暴露出以下3个问题。

1）在上层应用和广播网络之间缺少负责报文检错和纠错的可靠传输层，需要人工检测传输差错并申请重传。系统自动化程度低，人工干预量大，反馈依赖带外手段，差错修复过程慢。

2）重复播发开销大，反复重传也无法保证可靠接收。为了提高传输可靠性，现有系统采用了FEC（前向纠错编码）和多次广播等手段。但是前馈控制本质上不提供可靠保证，而且在缺少接收端反馈的情况下，很难确定合适的FEC编码冗余度。过低的冗余度无法达到必要的可靠性，过高的冗余度则会占用较多带宽资源，从而限制了分发业务的扩展，也影响了分发的实时性。而简单进行多次广播的做法虽然能够修复了一些错误文件，但也会导致新的错误文件覆盖已正确接收的文件，以致无法达到提高可靠性的效果。以上情况说明在缺少反馈信息的情况下，现有的前馈控制方法无法提供有效的可靠传输保障。

3）随着单个数据文件长度增加，数据集的应用耦合度提高和文件加密等应用层机制的建立，广播数据帧丢失所造成的应用问题变得更为突出，具体表现在3个方面。首先，过去通过卫星广播分发的文件一般较小，成帧量少，正确传输并组装的成功率较高。但是随着卫星遥感图像等大文件增多，文件传输成功率不断下降。其次，过去分发的信息主要是实况报、传真图一类的松耦合数据，文件间的关联性不强，因此单个文件丢失一般不影响对其它文件的处理和使用。但是随着数值预报产品等以数据集形式下发和应用的文件不断增多，部分丢失或损坏对应用造成的影响越来越大。目前，某型数值产品日均下发1万余个文件，经3次广播正确接收的比例仍经常低于80%。再次，随着文件加密等应用层机制的建立，广播帧丢失造成文件无法恢复的情况显得更加棘手。

针对业务应用中存在的上述问题，我们利用VSAT双向信道作为广播信道的反馈途径，研究建立基于异网反馈的前向纠错机制和基于多网协同的智能化修复机制，解决广播信道上的可靠传输问题。

2研究背景

目前国内外针对卫星信道可靠广播或组播方面的研究主要有两种技术路线。

第一种是基于FEC或ALC（异步分层编码，Asynchronous Layered Coding）的前馈控制方法。ALC是对FEC的改进，主要是通过在多个速率不同的卫星广播信道上一次或多次播发原始数据帧和冗余数据帧，并对各信道的播发内容和速率进行控制。这一改进能够优化FEC方法的信道利用率。文献[1]提出在VSAT卫星通信系统中采用应用层FEC技术来提高传输的可靠性，其仿真实验说明这一思路在技术上是可行的。文献[2]引入FEC帧乱续发送机制，为缓解卫星通信中由于连续丢包造成的FEC纠错效率下降问题提供了一个可行的解决方法，使FEC方法更加适应卫星网的传输特性。文献[3]基于ALC协议框架研究卫星可靠广播问题，采用的CRC32校验和基于文件的MD5校验弥补了原有ALC协议对于文件层校验的不足，进一步完善了基于前馈控制方法的整体解决方案。

上述研究[1][2][3]通过在应用层使用冗余编码进行前向纠错来提供可靠性保证，能够在一定程度上提高单向信道广播的可靠性。但是前馈控制本质上不能提供完全的可靠保证，而且在缺少接收端状态信息的情况下，也很难确定合适的编码冗余度。在误码率下降时，可能无法向用户提供满足阈值的可靠性保证；在误码率稳定时，可能造成不必要的带宽浪费。

第二种技术途径是采用基于反馈控制的方法。主要是利用反向信道，通过差错控制提供可靠保证。文献[4]提出利用地面网络与卫星网络组成天地网平台，通过地面网络反馈差错信息，并在发送端利用反馈信息进行FEC编码的自适应调整。文献[5]针对具有双向信道的卫星通信系统，研究现有可靠组播协议在卫星网中的适应性改造问题。主要方法是选举接收情况较好的组成员作为Agent，负责收集其它组成员的接收状态并反馈给发送端，同时尽可能进行本地修复。由于没有充分考虑卫星网络中物理层的星型结构和数据链路层的广播本质，该设计中设置本地的做法效果并不明显，表现在3个方面：（1）选举Agent的协议过程具有较高消息复杂度；（2）组成员与Agent交互并不比直接与发送端交互具有更多优势；（3）由Agent负责修复的做法在通信代价和修复延迟上不具有本地化的效果。但文献[5]提出的接收端延迟一段时间再进行反馈的机制在减少基于卫星链路进行反馈时的内爆（Feedback Implosion）问题方面是值得借鉴的。上述研究[4][5]的利用反向信道进行差错控制，可以从根本上提供可靠保证。特别是文献[4]利用异网反馈进行差错控制的思想和本文的研究思路是一致的。

在气象通信中利用卫星网络进行数据广播，主要是利用其不受限于地面通信基础设施的优势，对偏远和机动接收站形成有效覆盖。我们抛弃了[4]提出的使用地面有线网络作为反馈信道的做法，在反馈信道选择，异网逻辑关联，以及对广播流、反馈流和修复流的引导和控制等方面，进行了更为深入的探讨。

3总体设计

根据对业务背景和研究现状的分析，我们认为应在现有的业务应用层和传输信道层之间插入可靠广播会话层和差错控制传输层，形成面向多信道卫星网络的可靠广播体系结构，整合前馈控制和反馈控制方法，在VSAT卫星网络上提供可靠性可控的广播或组播。

在可靠广播会话层，研究可靠广播会话接口，提供面向业务应用的程序调用接口，完善基于共享文件池的松耦合接口，便于应用程序以多种方式灵活使用卫星广播信道；研究应用层可靠性要求的建模和标记方法，以及这一可靠性要求到传输差错控制层具体传输手段和传输策略的映射方法；研究分发文件的唯一性标识和完整性验证方法，为文件层检错纠错提供基础。

在差错控制传输层研究多层次自适应前馈控制技术、异网信息反馈技术和多信道策略化智能修复技术。

1）基于反馈信息的多层次自适应前馈控制技术

建立多层次前馈控制机制，在文件层采用FEC编码，在帧层采用参数化复传技术。在接收端计算FEC块冗余量和重复率两个指标，建立相应的统计方法、反馈方法和分析方法，形成基于反馈信息的前馈控制参数自适应调节机制。进一步建立双向信道误码率获取途径，研究它与广播信道误码率的相关关系模型和转换算法，建立基于信道误码率估计的前馈控制参数调节机制。

2）多信道策略化智能修复技术

研究重传请求的相关性分析方法和基于FEC编码的最小修复集计算方法，建立以较少的重传量修复较多受损报文的最优化修复机制。综合考虑修复申请的数量、时空分布、修复层次和相关性等多种因素，研究基于策略的信道选择、编码冗余度调整和复传因子调整机制，提供综合利用单播和广播多种信道，且重发可靠性可调节的智能化修复机制。

4架构流程

高可靠卫星数据广播总体架构和工作流程如图2所示。主要包括发送端和接收端两大部分，各5个功能单元：文件管理、前向纠错、数据复传、广播分发、传输管控和双向。

文件管理功能单元向上层应用提供可靠广播的服务接口：发送应用可通过该接口指定需要的可靠性级别，并通过调用程序发送接口或使用共享的发送文件池发送文件；对可靠性级别进行映射，将其翻译为系统可理解的可靠性标识，并根据该标识启动尽力而为、前向纠错、反馈控制等相应的传输机制；文件到达接受方后，被唯一性标识所识别并以索引形式保存到数据库中成为备份，同时以程序接口和接收文件池两种形式供接收应用使用。

前向纠错功能单元对有可靠性要求的文件，按照其可靠性标识、播发范围和反馈的信道特征统计结果，选择适合的编码冗余度，进行FEC编码，缓存和发送；接收端对受到的FEC编码块进行校验和缓存，对满足最小恢复数量的编码块序列进行解码复原，统计本地的编码块冗余量反馈给发送端；对超时而未达到最小恢复数量门限的块序列，检查其可靠性要求，若对应文件的可靠度标识为1，则启动重传申请。申请时需向发送端提供块接收位图。

数据复传功能单元根据信道误码率估计值和上层指定的传输成功率计算单个FEC编码块的复传因子，以便以要求的概率将其成功传输到接收端；接收端接收数据块时对重复率进行统计，并反馈给发送端，以便后者进行复传因子的自适应调节。

广播分发功能单元对来自文件管理功能单元的文件和来自复传子系同的FEC编码块进行UDP/IP/MPEG-2多重协议封装，将有效载荷插入MPEG-2帧中向接收端发送。

双向功能单元利用双向信道在广播的收发两端建立可靠信道，制定和采用约定编码封装和反馈接收端的统计信息和重传申请；根据传输管控功能单元的调度实施点对点修复；向发送端传输管控功能单元提供双向信道误码率。

传输管控功能单元接收文件管理功能单元提供的分发文件id、文件名、可靠性标识、唯一性标志和分发时间等信息，制作分发文件目录并下发给各个接收端；接收和汇总反馈的统计信息，将冗余量、复传成功率和双向信道误码率提供给前向纠错和数据复传功能单元；接收前向纠错功能单元的FEC块接收结果位图，确定FEC数据块级传输差错，向发送端提出重传申请；比对分发目录和文件管理功能单元发来的收文情况统计，确定文件级传输差错，向发送端提出重传申请；发送端传输控制功能单元接收和汇总FEC数据块级重传申请，分析其中的相关性，确定最优的修复数据集；根据修复范围、修复内容和修复本身所需要的可靠度等因素选择适合的修复信道和修复方法，确定传输参数的建议值。

5关键技术

5.1基于异网反馈的混合差错控制

传统FEC技术通过在原有的信息分组上加上冗余的奇偶分组，使得在出现分组丢失情况下，只要收到足够数量的分组，接收方就可以恢复出完整数据而不需要重传。这一特性在单向信道或在时延较大的信道中极具吸引力，特别适合卫星广播应用。

但是，传统FEC依然存在着一些问题，首先是因为需要发送冗余而浪费了带宽；其次，单纯的FEC并不足以实现完全的可靠分发，当网络条件太差或因突发的原因（如主干线路的突然短暂阻塞或断开）造成丢包率过高时，FEC将无法正确恢复原始数据包，而又由于其不能实现重传，从而不能提供完全的可靠性保证。

从确保可靠的角度来讲，必须采用反馈重发技术。因此，在传统FEC技术的基础上结合反馈控制，使两者互补，利用反馈控制解决高可靠问题，利用单向信道上的前馈控制克服双向信道吞吐量低的缺陷，就能在卫星广播分发中形成了一种较为高效和灵活的差错控制机制，具体包括3个方面。

1）多终端最小修复集选择机制。由于采用了FEC编码，当多个终端无法收到所需数量的FEC数据块时，可以在各种可能的修复方案中选取交集，从而通过重传最少数量的FEC块，修复尽可能多的接收节点。

2） 基于异网反馈的FEC编码冗余度调节机制。由于采用的异网信息反馈，发送端可以根据接收端收到FEC数据块的冗余程度，对编码参数进行自适应调节。这样既保证了大多数节点可以在首轮传输中成功接收报文，又避免了冗余度过大对广播信道的带宽占用。

3） 多信道重传修复机制。由于通过应用层编址将分属广播信道和双向信道的物理主机构造为逻辑上统一的节点，分发节点可以在修复阶段根据申请数量、时空分布、修复层次和修复集相关性等多种因素，选择不同的信道和播发方式，从而提高传输网络的整体利用效能。

5.2FEC数据块发送调度方法

卫星广播网络和地面IP网络相比，传输带宽和流量相对稳定，由于带宽竞争出现的数据丢失很少，造成丢帧的主要原因是信号衰减和线路干扰。这就决定了卫星广播信道数据丢失的主要特点是：丢帧率较低、连续发生丢帧的概率较高。这种连续丢帧对可靠传输的影响很大。因为如果发生连续性丢帧，就可能造成FEC机制无法进行成功恢复。针对此问题需要研究FEC数据块发送调度方法，基本思路是引入乱序处理[2]，尽量增大属于同一个文件的FEC数据块的发送间距。

乱序算法如下：将每m个文件（每个包括n个原始数据块和k个冗余数据块），即m（n+k）个数据块，顺序编号为u1，u2，…，um（n+k），进行乱序处理，使原来次序为x的数据块在发送序列中的次序为（（n+k-x mod（n+k））m）+x%（n+k）。采用这种调度顺序能够使得属于同一文件的两个相邻数据块的最小间距为m。这样即使连续丢失m×k个数据块，也可以利用FEC算法成功恢复文件。容易证明在一个长度为m（n+k）的序列中分布k+k个数据块时，任意两个数据块的距离最小值不大于m。因此该算法可以极大提高传输的可靠性。

5.3复传因子计算方法

定义复传因子为数据块可靠传输所需的必要重传次数。对于不同的数据类型和不同规模的分发范围，复传因子有所不同，可以分为元类型复传因子和基于数据块的复传因子等。

根据卫星广播信道特点，当接收站在空间上散布在较大范围上时，下行链路上的丢帧是相互独立的事件。为了简化计算，并保证广播成功概率，不妨做两个最坏的假设：（1）从发送站到各个接收站的空间段链路（包括卫星转发在内）上，丢帧事件相互独立；（2）各条链路的信道误码率按最差小站的信道误码率计算。设DVB广播信道上的接收节点数目为N，到最差小站的报文单次广播成功率为Pmin，则到所有小站的单次广播成功率为（Pmin）N。当N=100时，重发次数数学期望E=1.0451。若采用2为复传因子，则到所有小站的成功广播概率为99.81%。若eps=0.9999，则需采用3为复传因子。

6结束语

本文从业务应用的现实需求出发，适应分发数据不断增加，分发文件不断增大和数据集耦合度不断增强的发展趋势，以解决卫星可靠广播问题为目标，立足现有卫星信道资源，通过多信道融合利用解决缺少反馈途径等关键技术障碍，在现有研究的基础上，提出层次较为清晰、结构较为完整的高可靠卫星广播技术框架，形成综合多种前馈控制和反馈控制手段的可靠传输解决方案，提出基于异网反馈的多层次自适应前馈控制方法、基于重传请求编码相关性的最小修复集计算方法和基于重传请求时空相关性的策略化智能修复方法等若干技术思路和解决途径，对推动相关技术研究具有一定的学术价值，对提高气象信息分发正确性和分发效率具有显著的现实意义。

参考文献

[1]梁炎.IP组播可靠性技术在卫星通信VSAT系统中的应用研究[D]. 上海：上海交通大学硕士学位论文，2004.

[2]刘庆生，鲁东明. 面向DVB网络的可靠内容广播技术研究[J].计算机应用研究，2003，（7）：146-147.

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[4]郑庆华，储春生，赵登科. 一种适用于天地网可靠多播的传输模型[J].小型微型计算机系统， 2005，26（7）：1130-1133.

篇10

[关键词]无线通信；抗干扰技术；分析

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0066-01

通信技术一直都是科学研究的热点内容，无线通信技术在卫星通信中起主导地位，也正是由于卫星技术的应用才使得通信技术得以更快的发展应用于人类社会生产生活中。在一定程度上无线通信技术推动了人类社会的发展进步，为我们的生活带来了很多的便利，在军事方面的应用使我国综合国力得到了大幅度提升。但是在无线通信中往往会受到很多因素的影响，使得信息不能够顺利传输，这对无线通信是极为不利的影响，因此加强对无线通信干扰技术的性能研究是极为必要的。

1.无线抗干扰技术应用现状

随着通讯行业的迅速发展，无线通信技术也得到了飞速的发展，正是无线通信技术实现了人们在任意时间、任意地点彼此之间进行沟通交流，为我们的生活带来了极大的方便，同时在农业、商业、工业以及国防事业方面都是重要的通讯技术，发挥了不可替代的作用。但是在实际通信过程中，无线通信技术常常会受到干扰，受干扰的类型分为多种，主要有多址、共道和码间这三种，无线通信干扰具备频率、调制、带宽等特性，干扰信号有很多种类，可以分为自然存在的与人为因素两种。干扰信号的存在再很大程度上影响了通信的准确性和有效性，有时干扰较大时会掩盖通信信号正常的传递信息，所以干扰的存在不利于无线通信中信息的有效传输。由此可知，重视对无线通信抗干扰技术的研究是十分必要的。

2.无线通信的干扰类型

2.1 互调干扰型

由于非线性的作用，所以如果接收机中加入了两个或者多个干扰信号时，则在一些特殊的巧合点这些干扰的组合频率有时候就会接近甚至是等于有用信号的频率，在这种情况下干扰信号就会顺利通过接收机，对有用信息的传递造成不良影响，在这一过程中三阶互调表现的最为严重。

2.2 杂散干扰型

通常信号接收机的灵敏度过低是造成杂散干扰类型产生的主要原因，一般而言信号接收机中所输出飞信号都是大功率信号，然而在大功率信号产生的过程中发散信号频带之外产生杂散是不可避免的，并且杂散都很高。如果落入某个就收系统频段内的杂散幅度较高，则将会致使该接收系统的信噪比降低，通信质量也随之下降。

2.3 阻塞干扰型

当接收机前端的底噪放大器中进入较大的干扰信号时，由于低噪放大器的倍数依然是按照放大微弱信号所需要的整机增益进行设置的，所以会在致使放大器进入到非线性区域中，进而导致微弱信号的放大作用大大降低，在严重的时候或致使放大器的放大倍数完全被限制，所以接收机微弱信号的放大能力受到了严重影响，系统也因此不能够正常工作。

3.无线通信抗干扰技术性能分析

3.1 扩频技术

通过对信号功率的有效调整进而实现对合成噪声的编码与解码操作被称为扩频抗干扰技术，这种方法将无线通信设备释放与接收的信号隐藏在的波状形的噪声中，有效的避免了外界导致的电磁干扰。当前应用最广泛的是直接序列扩频法，它的原理是扩展无线信号的频带，从而使其功率谱密度降低，换句话说就是降低单位频带内的功率，利用这种方式可以使无线通信信号在噪声中隐藏。无线通信信号不仅具有较高的隐蔽性，还可以实现多路抗干扰目标。作为我国第三代通信的重要技术之一，CDMA技术主要使用直接序列扩频法，但是CDMA技术存在一些不足之处，它使用的扩频码一般不能实现准确同步。由于这个因素，随着接入用户的增多CDMA技术所使用的直接序列扩频法经常会受到多址干扰。这一缺陷直接导致CDMA技术的通信质量和系统容量受到极大影响，抗干扰性能也较差。直接序列扩频技术在微博通信、卫星通信以及数字蜂窝通信中与CDMA技术结合具有广泛的应用，同时也提高了无线通信的抗干扰能力。

3.2 软件无线电技术

随着通讯行业的不断发展，无线电技术也得到了很大的进步，其中软件的进步为无线电技术提供了有效的保障，应用软件无线电技术解决通信干扰问题，可以与时变技术有效的结合，在实际应用中可以根据信号的使用场合和干扰情况的不同，单独跳频工作，有时也可以将跳频与直扩混合方式相结合，进而提高通信系统的抗干扰能力。软件无线电技术可以保证硬件不变，通过改变或者是重新下载软件的方式，改变系统性能，利用这一优势，软件无线电技术有效应用到无线通信抗干扰技术中。总而言之，软件无线电技术通过对抗干扰终端的重新配置，进而满足当前数据类型对硬件的要求，进而达到抗干扰的目的。软件无线电抗干扰技术是随着软件行业的兴起而出现的一种新型抗干扰技术，由于其不影响系统的硬件，只是依靠改变系统内部的软件程序实现的最终目的，所以应用范围越来越广，将来会具有更大的发展空间。

3.3 虚拟智能天线技术

虚拟智能天线技术的核心就是借用或者是直接利用在同一个地域内工作的其它相似的通信设备天线之间的相互作用，通过一定的技术实现它的功能作用。虚拟智能天线技术与其他技术相比有一个明显的优势，即在虚拟智能天线技术的作用下，处在无线通信系统中的所有不同天线可以实现同步的对不同的干扰源进行控制作用，这样一来，在本地域内所有的相同类型的通信设备的天线就是自然的自动组合形成一个大型的虚拟天线网，因此在很大程度上提高了天线接收端的信噪比，最终实现提高无线电通信系统抗干扰的目的。

4.无线通信抗干扰技术发展趋势

无线通信在通讯行业中发挥了不可替代的作用，但是在无线通信过程中总会因为自然因素或者是人为因素的存在而存在干扰，所以如何消除干扰是无线通信中必须考虑的问题。换句话说，在无线通信目标的实现过程中无线通信抗干扰技术具有十分重要的作用，因此随着无线通信技术的飞速发展，无线通信抗干扰技术也具有很好的发展前景。无线抗干扰技术在计算机技术、电子技术、网络通信技术发展的推动下也发生了巨大的改变，当前对于无线通信抗干扰技术而言数字化处理额网络化使其主要特点，其发展趋势包含以下三个方面：第一，实现多种抗干扰技术的有效结合，进而达到提高抗干扰水平的目的；第二，通过研究更多新型的抗干扰技术提高无线通信的质量，迎合未来的通信要求；第三，推动抗干扰技术向着网络化的方向发展。总而言之，无线通信抗干扰技术的发展必须依靠现代化的科技手段，抗干扰技术的发展趋势与现代化技术手段有着直接的联系，两者之间密不可分。

结语：

随着通信技术的不断发展，通信的环境也越来越复杂，所以通信过程中的干扰问题就不得不考虑，如何保证通信质量实现抗干扰性能的提高是当前通信领域的热点内容。无线抗干扰的类型主要有互调干扰型、杂散干扰型与阻塞干扰型三种，无线通信抗干扰技术也有扩频技术、软件无线电技术以及虚拟智能天线技术等多种。总之只有抗干扰技术不断升级，才能够保证无线通信传递可靠的信息。

参考文献：

[1]王吉，计算机串行无线通信抗干扰问题分析[J]，信息通信，2014，23（1）：172.