卫星通信技术的新发展论文

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卫星通信技术的新发展论文

篇1:卫星通信技术的新发展论文

卫星通信技术的新发展论文

1宽带卫星通信系统的现状及发展趋势

1.1宽带卫星通信的基本概念宽带卫星通信是指利用通信卫星作为中继站在地面站之间转发高速率通信业务,是宽带业务需求与现代卫星通信技术相结合的产物,也是当前卫星通信的主要发展方向之一。

作为宽带卫星通信系统中继节点的宽带通信卫星(也称多媒体卫星)一般具有较宽的带宽、很高的EIRP(等效全向辐射功率)和G/T(品质因数)值,并且通常具备星上处理和交换能力。利用宽带通信卫星可以向USAT(极小口径终端)提供双向高速因特网接入和多媒体业务。

需要说明的是,由于卫星的带宽容量远小于光纤线路,后者的通信容量通常以吉比特每秒来计;而对于卫星通信来说,信道速率达到几十兆比特每秒以上一般就可称为宽带通信。

1.2宽带卫星通信系统的发展现状及典型应用

追溯卫星通信的发展史,其一出现就进入了宽带应用一模拟电视传送,近些年又应用于数字电视、卫星直播电视等(如美国的DirecTV、Echostar,欧洲Eutelsat的HotBird等)。但其“现代化”则是伴随着IP技术的出现而出现的,尤其是因特网的广泛使用加速了现代宽带卫星通信的发展步伐。从20世纪90年代起,全球陆续提出了许多个宽带卫星通信系统,其中既有采用对地静止轨道(GSO)卫星作为中继节点(如美国的DirectPC和Spaceway),也有采用非对地静止轨道(NGS0)卫星作为中继节点的(如Teledesic和Skybridge)。文献[1]给出了国际上提出的比较有代表性的宽带卫星通信系统的主要特性并进行了分析。但是由于受到地面光纤通信网迅速发展以及“铱”系统等商业运作失败的影响,这些被提出的系统至今没有一个真正投入应用。

由于专门建设一个覆盖全球的宽带卫星通信系统需要很大的投资,市场风险极大,尤其是采用NGSO卫星星座的低轨道宽带卫星通信系统。因此,先发射一颗宽带GSO卫星建立一个区域性宽带卫星通信系统来解决卫星宽带接入问题是一种明智的选择。基于此,泰国的Shin卫星公司(SSA)在正式发射了一颗宽带通信卫星(IPSTAR-1)来提供区域性宽带卫星通信业务。图1给出了IPSTAR-1卫星的波束覆盖图,表1给出了该卫星及系统的主要技术特性[2]。从图1和表1看到,该系统是一个区域性宽带卫星通信系统,能够解决亚太地区用户通过卫星实现宽带接入的问题,当然其商业运作能否成功还有待时间的检验。

宽带卫星通信系统的典型应用包括:娱乐(如视频点播、电视分发、交互式游戏、音乐应用、流媒体等)、因特网接入(如高速因特网接入、多媒体应用、远程教学、远程医疗等)、商业(如视频会议、企业对企业的电子商务等)、话音和数据中继(如IP话音、文件传输等)等。

有关统计分析指出,全球目前在卫星固定通信的4200多个标准转发器中,视频业务约占62%,数据业务占24%,话音业务下降到14%;而在业务收入方面,视频业务占总收入的70%以上。因此可以认为,卫星视频业务在今后一段时间内仍将是卫星通信的主要应用领域和发展方向,卫星宽带通信尚处在发展的培育期。

1.3宽带卫星通信系统需解决的主要技术问题[3~7]

卫星通信内在的大覆盖范围、以广播和组播模式工作的特性,使得它们能够提供高速因特网连接和多媒体远距离传输。但要发挥这些优势,除了人们所熟知的采用大型星载可展开式天线和多波束相控阵天线、增大卫星功率和带宽、使用更高效的星上电源系统、采用更先进的高效调制和编码技术等常规措施外,还有下列一些技术问题需要解决:

1)宽带卫星通信系统空中接口的标准化为了推广应用、降低成本,采用标准接口是发展趋势。目前美国电信工业协会(TIA)和欧洲电信标准学会(ETSI)分别对此规定了几个标准的接口,表2给出了其中3个空中接口标准主要技术特性的比较。

2)星上处理及交换技术

为满足用户对传输时延、终端小型化、误码率等方面的要求,宽带通信卫星采用星上处理和交换技术是一种比较好的解决办法。传统的通信卫星一般采用弯管式转发器,卫星只是完成变频、放大等基本功能,对信号不进行任何处理。为实现波束间交换,可采用载波处理转发器,卫星是以信号载波为单位在射频或中频上对信号进行交换,但对信息内容不进行处理。最适合宽带卫星通信业务的是全处理转发器,卫星不仅需要完成信号的解调、译码,还需要一定的信令处理和路由选择能力,能实现信息的星上交换(比如星载ATM交换机)。

3)卫星IP(IPoS)技术

由于卫星信道具有较大的并且可能是可变的分组往返时延(RTT)、大的时延带宽积、前/反向信道不对称使用、较高的信道误码率及信号衰落等。把为地面网络设计的TCP/IP直接应用于卫星通信会导致其工作效率低下,需采取一些措施予以解决,比如,在协议上进行改进或对链路进行分段,文献[7]对此给予了详细描述,并给出了许多试验结果。

4)服务质量(QoS)

保证用户得到所需要的QoS是宽带卫星通信业务成功的关键,包括以下几个方面:

时延:把分组从发送方传输到接收方所需的时间;

时延抖动:端一端传输时延的变化程度;吞吐量:2个端点之间能够维持的最大数据传输速率;

丢包率:未成功传输分组数与总传输分组数的比例;

可靠性:网络可用度的百分比,主要决定如降雨和大气这样的环境参数。

5)降雨损耗

目前,宽带卫星通信系统主要采用Ka、Ku频段以获得较宽的可用带宽和较小的地面站天线口径,但这些频带的电波传播特性受降雨衰耗的影响较大。根据实验和实际应用的结果,采用上行链路功率控制(UPC)和自适应编码调制可以基本解决这个问题。比如NASA的ACTS卫星采用了RS码和卷积码级联,晴朗天气情况下,其误比特率可达到10—12,有雨衰的情况下,至少99%的时间可以达到。

2卫星移动通信系统的发展现状及关键技术

2.1卫星移动通信的基本概念

卫星移动通信是指利用通信卫星作中继站实现移动用户之间或移动用户与固定用户之间相互通信的一种通信方式。它是传统的卫星固定通信与地面移动通信交叉结合的`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,所利用的卫星既可以是GSO卫星,也可以是NGSO卫星,如中等高度地球轨道(MEO)、低高度地球轨道(LEO)和高椭圆轨道(HEO)卫星等。

虽然世界上地面通信网络已趋于完善,但受地理条件和经济因素的限制,地面蜂窝系统不可能达到全球无缝覆盖。以我国为例,在偏远地区,地面网络的广泛覆盖仍然遥遥无期;在沿海岛屿众多的地方,建设地面网络非常困难;在发达地区的某些偏远地方同样没有地面蜂窝网的覆盖;野外勘探,飞机,远洋运输船只,远离城市的旅游探险者,以及紧急搜索、救援人员等都需要一种不受地域、天气限制的移动通信手段;西部地区疆域广阔,但多为荒漠和戈壁,人烟稀少,卫星移动通信将显示出独具的优势;尤其是发生重大毁灭性自然灾害的地区,地面网络多数会遭到破坏,而卫星移动通信可能是惟一幸存的通信手段。所以,卫星移动通信是一种大有可为的通信方式,具有广阔的应用前景。

需要指出的是,卫星移动通信系统是作为地面蜂窝系统的补充而存在的,主要用于满足低业务密度的应用环境。卫星波束如同能覆盖许多个不同类型蜂窝小区的“伞”,可用来覆盖相邻地面蜂窝网之间的缝隙、地面蜂窝网不能覆盖的区域、为暂时过载的小区提供补充通信业务等。

2.2国内外发展概况

至今我国尚无自建的民用卫星移动通信系统,国际上目前可以使用的卫星移动通信系统主要包括:

1)对地静止轨道(GS0)卫星移动通信系统

提供全球覆盖的卫星移动通信系统有国际海事卫星(Inmarsat)系统;提供区域覆盖的卫星移动通信系统有北美移动卫星(MSAT)系统、亚洲蜂窝卫星(ACeS)系统、瑟拉亚卫星(Thuraya)系统;提供国内覆盖的卫星移动通信系统有日本卫星(N-STAR)系统和澳大利亚卫星(Optus)系统等。其中波束覆盖我国的系统有Inmarsat和ACeS。

国际海事卫星(Inmarsat)系统是由国际海事组织经营的全球卫星移动通信系统。自1982年开始经营以来,全球使用该系统的国家已超过160个,用户从初期的900多个海上用户已发展到今天包括陆地和航空在内的29万多个用户。为了满足不断增长业务的需要,已开始发射第四代海事卫星。第四代卫星为1个全球波束、19个宽波束和228个点波束。提供用户终端的卫星等效全向辐射功率强度为67dBW(点波束),其IP业务最高速率可达432kbit/s,可应用于互联网、移动多媒体、电视会议等多种业务。

2)非静止轨道(NGSO)卫星移动通信系统

提出的方案很多,真正发射组网进行运营的只有3个:铱(Iridium)、全球星(Globalstar)和轨道通信(Orbcomm)系统。铱系统是由美国Motorola公司提出的世界上第一个低轨道全球卫星移动通信系统,其基本目标是向携带有手持式移动电话的铱用户提供全球个人通信能力。铱系统卫星星座由66颗低轨道卫星组成,轨道高度780km。铱卫星采用星上处理和交换技术、多波束天线、星际链路等新技术,提供话音、数据、传真和寻呼等业务,用户终端有单模手机、双模手机和寻呼机。耗资59亿美元开发的铱系统于11月开始商业运营,8月13日申请破产保护。12月新铱星公司成立,用2100万美元购买了投资近50亿美元的铱星公司,3月重新开始提供全球通信服务。目前有超过12万用户,并且以每月新增?3000个用户的速度在增长,在上半年实现收支平衡。在5月到6月期间共发射了95颗卫星,其中11颗失效,4颗陨落,66颗工作,14颗在轨备份,能够连续工作到而无需发送额外的卫星。

篇2:对卫星通信技术的新发展分析论文

对卫星通信技术的新发展分析论文

自20世纪90年代以来,卫星移动通信的迅速发展促进了天线技术的进步,卫星通信以其通信容量大、覆盖范围广以及组网方便迅速等多种优势成为建立全球个人通信必不可少的关键。在这篇文章中,主要通过对卫星通信技术的新发展进行分析并阐述。

1 卫星通信的定义

卫星通信系统是由通信卫星以及经该卫星连通的地球站这两个主要部分组成。目前全球卫星系统中最常用的形体就是静止通信卫星,这种卫星是通过把通信卫星发射到赤道上空35860km的高度上,使卫星的运转方向与地球的自转方向保持一致,同时使卫星的运转周期能够与地球的自转时间相等,这样就可以保持同步运行的状态。卫星通信系统还可以说成是把卫星作为信号的中继站来接收并转发多个地面站间的微波信号的通信系统。用户端、地面端以及卫星端三者组成了一个完整的卫星通信系统。这三者中,卫星端在微波通信的传递过程中所起的作用就是充当中转站,主要包括卫星母体的卫星星体以及星载设备在空中所接收到的来自地面站的电磁波,通过放大再发送到另外一个地面站。因此人们通过连接网络的用户端从地面站传送出入卫星系统的微波信号,从而形成了一种宽泛而且复杂的通信链接。除此之外,卫星通信系统的覆盖范围也是非常广的,我们在卫星信号覆盖区域内的任何地点都可以顺利进行通信,而且还不会因为距离的远近而影响通信信号。其中卫星通信的电磁波主要是在大气层以外的区域内进行传播,因为微波传递的性质比较稳定,也就使得卫星通信的通信质量非常好,而且工作频带宽。尽管在大气层内部传播的电波会受到天气的影响,但还是可以保持信号的稳定和通信的可靠性。但是我们需要十分注意的是,在卫星运行到高空轨道上进行双向传输时,其传递速率就会推迟到秒级,因此电磁波的精确度就会下降。比较明显的体现方式是,我们在进行语音通话时会出现明显的中断现象。因为卫星在高空上的位置是按照已经预定好的轨迹运行的,所以,卫星一直处在运动状态。卫星通信系统中的线路连接都采用无线链路,由于系统内容复杂而不好操作。

2 卫星通信的优点

卫星通信的优点是非常多的,主要有:①通信容量大,传输频带宽。卫星通信有非常宽的频率范围,一般情况下使用的是1~10kMHZ的微波波段,能够实现在两点间提供几百甚至几千上万条的话路,提供每秒几十兆比特甚至高达每秒一百多兆比特的中高速数据通道,还可以传输好几路电视。②电波覆盖面积大,能够实现多址通信。在卫星波束覆盖区内的通信距离一般最远为18000km,在覆盖区内的用户都能够通过通信卫星实现多址联接,进行即时通信。③通信质量高而且稳定性好。主要因为卫星链路大部分都是在大气层以下的宇宙空间,属于恒参信道,传输损耗小而且电波传播稳定,一般情况下不会受到通信两点间的各种自然环境以及一些人为因素的影响。而且在发生核爆甚至磁暴的.情况下,还可以维持正常的通信,这就是它运用广泛的一个重要因素。

3 通信卫星的新技术

卫星通信技术的发展是随着科学技术的进步而不断前进的,目前,从通信卫星的发展情况来看,静止卫星通信系统仍然占据主流地位,同时各种轨道上的中、小卫星也在不断地发展。卫星资源的使用具有更大的灵活性,同时还促进了宽带多媒体业务的发展,还能够与地面网络进行有机地融合。技术革新主要有卫星的有效载荷技术。通信卫星的有效载荷是天线和转发器。卫星通信空间段的主力仍然是微、小卫星,因为它们的主要优势就是单颗星座或者是卫星在运作时都有非常强的灵活性。而且这种卫星的生产周期是非常快的,一般从设计到最终发射只需半年到一年。而且最关键的一点就是它的费用,一般中小规模的运营商都是有支付能力的。不仅如此,这些卫星还可以执行各种任务,有非常多的功能。因此卫星有效载荷是实现智能化和数字化的关键技术[1],把软件定义无线电SDR技术运用到微小卫星载荷中,是比较有效的一个办法。SDR体系结构的基本特征有以下几点。第一,灵活性。它的灵活性主要体现在可以支持类似桥接以及组播和路由选择的多信道互操作性。第二,支持第三方应用开发。主要表现方式是不需要软件的升级就可以开通各种新的业务。第三,消耗少。在经济上可以接受所引进的工业计算机的软硬件产品以及组件标准等。第四,功能强大。其模块化设计以及扩展性和可伸缩性都能够保证在超过规定的工作时间后还可以进行工作。第五,支持新的应用安装。它所具有的可编程性使其能够支持配置、重新编程以及控制和实现新应用的安装操作。因此,从SDR的结构特征中我们可以看出,它在物理层的所有功能基本上都是借助软件进行的,也可以说,无线电是通过软件可重构平台来实现的,并且可以支持各种信号波形和功能。需要注意的一点是,可重构是实现SDR的一个关键部件,可重构的特点就是通过利用相同的硬件来加载不同的应用软件完成所分配的任务,而且各个系统的软件也可以存储在寄存器中,实现同时运作。这种软件的更新费用也不是很高,可确保卫星系统正常运行。

4 利用SDR大型通信卫星的有效载荷设计

SDR的最大特点就是可以使无线电系统变得更加灵活,但是并不是所有的无线设备都适用,所以我们应该有所改变,开发新的技术。当SDR系统处于一个非常理想化的状态时,通信卫星信号的处理都是在中频上进行处理的,这会加快信号的传输速度,因此我们需要在这方面大量投入人力和物力,使SDR系统能够达到一个理想的状态。

5 结束语

在卫星通信的新技术进行分析以后,我们可以看出空间通信的发展前景是十分广阔的。因为人们对信息的需求是与日俱增的,所以我们一定要注意不断开发新的技术,促进通信卫星的有效载荷,对通信行业的发展产生积极的影响。

篇3:卫星通信技术及其应用

一、卫星通信技术的概述

卫星通信简单地说就是地球上的无线电通信站利用卫星作为中继而进行的'通信。

卫星通信体统包括两部分,分别是卫星以及地球站。

篇4:卫星通信技术及其应用

[摘 要]卫星通信技术是以卫星作为中继的一种通信技术,具有通信距离远、覆盖范围广、不受地面条件的约束、建站成本与通信距离无关、灵活机动、能多址连接且通信容量大等优点。

本文以我国为例,主要从卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直播以及卫星宽带通信四个方面探讨了卫星通信技术的发展与应用。

[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

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

[1]熊群力,姜康林.航天编队飞行星座的星间通信[J].无线电通信技术..(01).

[2]林来兴.发展我国小卫星星座和测控技术.飞行器测控学报[J].才智.(10).

篇5:卫星通信技术及其应用

摘 要:随着时代的发展,科学技术以及经济不断的快速发展,人们对于通信的要求也越来越高,这样原有的通信技术越来越满足不了人们的要求,新的卫星通信技术就迅速的从无到有的发展起来。

而且卫星通信技术由于覆盖的范围广、灵活机动、不受地面的约束以及通讯量大等优点,受到许多国家的重视。

本文就主要的讲述一下卫星通信技术的发展以及应用的领域,来全方位的剖析卫星通信技术的重要性。

篇6:浅谈水利施工技术新发展论文

浅谈水利施工技术新发展论文

一、分析水利水电施工技术的影响因素

水利水电工程在建设的过程当中会遭受到很多方面的影响,然而这些影响因素能够导致水利水电工程在建设的过程当中不能安全的施工,所以需要好好的分析这些影响因素,具体的分析如下:

1)人。在水利水电工程的建设施工当中,人是最重要的存在之一,因为在水利水电的工程建设过程当中人是主要的操作者,只要我们能够加强对水利水电施工技术人员的思想教育,改善他们劳动的环境,并且对他们进行专业的培训,这样就能够把他们的工作积极性给调动起来,这样人的主导地位就能够充分的发挥作用。

2)机械。机器设施在水利水电工程建设过程当中也是比较重要的存在,水利水电工程在施工过程中,有一些施工技术只用人是无法完成的,还需要使用到机械设备,但是需要注意的一点是机械设施在使用的过程当中要保证机械设施的使用状态在最佳状态,这样机器加上人的配合才能天衣无缝,还能够保证水利水电施工技术完美的发挥出来。

3)方法。水利水电工程的施工技术的实施一般都是讲究一定的方法的,在制定相应的施工方案之前事先要对技术、管理、组织和经济这几个方面进行分析,这样才可以知道所拟定的施工方案是否可以实行,才可以保证水利水电工程的进度和质量。

4)环境。水利水电工程在施工过程中必须要观察好周围的环境,因为环境对于水利水电工程是有影响的,环境有多变的特性,就像你无法预料天气的变化那样,所以为了保证水利水电工程的质量,要注意构建完善的施工环境。

5)材料。在水利水电工程建设过程中,材料是建设优良质量的水利水电工程的必需品之一,所以要建设好水利水电工程要严格把好材料这一关。对于施工过程中使用的各种原材料,施工单位要严格按照施工合同和技术标准进行检查,查验供应商的资质证明和产品合格证。未经检验或检验不合格的,不得使用。检验合格的,施工单位也应合理使用,使功用发挥到最大。

二、提高广西水利水电施工技术的运用水平

在广西的水利水电工程的建设当中,一般所应用到的施工技术都比较老旧,这就导致了广西水利水电工程的质量得不到应该有的保证,所以为了提高水利水电工程的质量,就必须运用到水利水电施工更多技术,具体的分析如下:

(一)事先控制

在水利水电工程的施工之前,具体的方法是事先对施工单位所提交的各项方案、实行的措施和制定的管理制度进行审核并且要对水利水电工程所使用到的各项材料的数量做好控制,这样就能够避免因为施工准备工作做的不足而产生的质量问题的产生,保证施工的安全进行。

(二)事中控制

事中控制做为保证水利水电工程的质量的重要手段,它的具体方法就是在水利水电工程的工序上控制,能够安排工程师对水利水电工程的建设进行监督,保证工程的每一道工序都能够规范的完成,以从一定程度上保证水利水电工程的质量。

(三)事后控制

针对那些已经完成的水利水电工程,就算工程已经完工,还是无法保证它的后期会发生什么问题,所以在水利水电工程建设完成之后,需要安排有关的工作人员对工程实行观察检测,保证水利水电工程没有问题了才让有关人员进行验收。

(四)推行水利水电工程“三制”

在水利水电工程的建设过程中“三制”的推行已经成为了保障水利水电工程的质量的基本措施之一,而“三制”具体是指招标承包制度、建设监理制度和项目法人制度,这三个制度各有个的好处,涉及的方面也都不同,三者交相辉映,推动了水利水电工程建设的发展。

(五)严格执行水利水电工程建设程序

水利水电工程在施工过程当中要时刻注意项目的各个关口,在没有完成上一个阶段的任务的情况下不允许进行下一个阶段的任务,没有得到批准动工的工程不能够动工,并且就算已经建设完成的水利水电工程在无人验收的情况下不允许使用。

(六)使用新科技

我国出产的科技产品已逐渐成为了我国各项工程的主要生产力,所以在水利水电工程建设当中也需要使用新科技,更要求水利水电的'施工员工们学习和研究新的科技,这样才能够保证水利水电工程的质量,才能够保障水利水电工程在建设当中的完美。

三、安全问题

水利水电工程的施工技术是有一定的危险性的,这个行业也是事故发生的比较多的一个行业,所以,水利水电工程在施工的过程当中需要时时刻刻都注意安全问题,有时候只是一些小小的问题都能够导致发生很大的危险,这是无法预料的,所以为了保证水利水电工程能够安全的完成,在施工的过程当中我们要时刻保持警惕。

四、结语

随着全球经济一体化的进程加快,我国广西通过对水利水电工程多年以来的建设,让水利水电工程建设得到了很大的发展,通过多年对水利水电施工的摸索,也让我国广西在水利水电工程的施工技术方面得到了很大的创新,采用新的技术、材料和工艺这几项能够很好的提高水利水电工程的质量,并且能够节省施工公司对水利水电工程的投资金额,能够最大限度的促进我国广西水利水电工程建设的健康发展。

篇7:卫星通信抗干扰技术发展趋势研究论文

摘要围绕卫星通信抗干扰技术的发展趋势,对其中的卫星通信传输信号系统干扰的类别和对抗干扰的方式分别做了陈述,突显其重要作用。

关键词卫星通信;抗干扰;技术

卫星通信技术作为新的媒体通信手段,其特点表现在大容量、高质量、大面积和组网方便等方面,它已经是现代化通信的主要发展方向,也是组建全球化通信的重要手段。但是在信号的传输过程中也容易受到各种因素的干扰。

1卫星通信抗干扰类别

1.1各系统之间的相互干扰

在进行卫星通过的过程中,由于各个通信系统之间使用的是相同的频率,而且相互的距离也非常近,在这种情况下就可能出现互相干扰的现象。

1.2电磁干扰

这主要是指在卫星通信和地面无线电系统之间受到的电磁干扰,这种干扰的来源有很多种,有广电系统的干扰、雷达系统干扰和微波通信系统的干扰。此外还有来自工业、科学和医疗等器械设备的电磁干扰,还有例如地球站质量的不达标或者不规范操作也将导致干扰产生。

1.3天电干扰

这是指自然界对系统产生的干扰,主要是由于银河系内的某些星体发生碰撞或者爆炸,产生巨大的能量和散发出各种射线,对卫星通信的信号对产生一定的干扰,有时流星雨也会产生这样的干扰。

1.4人为干扰

这种干扰就非常好理解了,主要是人为因素对卫星通信系统的传输上行与下行进行介入。以上几种类别的干扰都对卫星信号的传输产生了不同的干扰,因此需要根据干扰类型的不同来制定相应的抗干扰技术对策,这样才能保证卫星通信系统在信号传输过程中处于稳定状态,达到良好的通信质量的目的。

2抗干扰的`技术手段

2.1天线抗干扰

由于卫星通信应用的普遍性,致使该系统具有分布广泛和空间覆盖地域大的特点,它是很容易遭遇干扰的。天线抗干扰是其中最常见和常用对抗干扰的技术手段,它的技术组成部分主要包括自适应调零、智能天线和相控阵天线等,分别的工作原理如下。1)自适应调零技术。这项技术拥有多波束的接收天线,当发生干扰信号时候,该系统就会关闭干扰方向的波束,达到抗干扰目的,这种技术对干扰信号的频率可以起到一定的减弱作用。2)智能天线技术。这种技术可以按照无线信道的环境自适应天线方向,从而实现天线的最佳性能。利用这种技术可以对抗来自不同方向信号的干扰,而且它能够提高信号比将近几十倍的效果。其组成部分有信号通道、自适应信号处理和天线阵列,运行原理主要是利用了天线自身特点来调整并优化了天线阵的方向图。这样就可以起到增加自身天线信号强度,减弱干扰信号强度地目的。3)相控阵天线技术。这也是在对抗干扰中的重要手段,在运作中也要据实际情况而改变,提高控制天线指向的有效性,而控制天线指向又与天线波束形态有关,所以在选择波束形状时,一定要保证具有较强的抗干扰性。

2.2自适应编码调制

在应用该技术时,首先应估计它的信道,其目的是在将状态信息通过回传信道传送到发送端时可以对信噪比进行分析,然后根据信噪比的区别进行编码和调制方式的自适应调整。当发现信噪比过高时,就应选用较高的信息速率。相反,当信噪比过低时,就应该选用较低的信息速率。通过这样的调整可以提高信道的利用率和传输的科学性与可靠性。其中,影响该技术性能的主要因素有调制编码方案的粒度、链路状态以及自适应回路的延时等等。此外,为了提高该技术的性能,应该综合考虑技术现状及发展趋势,尽量选择较大功率和更高频利用率的方案。

2.3无线光通信

这是一种通过大气传输光信号的技术,但只有在收发信号的端机之间没有视距路径的遮挡,且光发射功率充足的情况下才可选用该技术。组成无线光通信系统的技术主要包括信道、接收机和发射机三大部分。在传输信号时,两端都要安装光接收机和光发射机,以此完成全双工通信任务。其中,电信号的调整会对光发射机的光源产生一定的影响,这是基于它利用了光学望远镜和大气信道实现的传输。而光接收机是在利用望远镜收集的光信号后,采用光电检测器将光信号输出转换为电信号输出。

篇8:卫星通信抗干扰技术发展趋势研究论文

研究卫星通信干扰的对抗技术绝非一朝一夕就能完成的,它将是一项长期的任务。同时,在研究中应该特别注重这几方面:首先在探索对抗干扰的技术时,也要积极开展对通信体制的研究,制定出预测干扰能力更强的通信系统。当然,这种系统除了要具备相关的信号处理技术外,同时也要保证其针对不同类型的干扰可以利用相应的对抗技术进行抵御和防治。与此同时,也要提高其支持业务的种类和组网能力的灵活程度。关于提高卫星通信系统性能的研究工作,主要可以从以下三个方面进行。首先,在智能天线研究方面需要逐步增强。主要包括天线反射面形状的研究、理想波束的设计研究、微带平面天线的研究,及盲波束形成技术和相控阵Mt3A技术的研究等。其次,就是对增强自适应扩频技术与混合扩频技术等相关技术领域的研究,对于这方面的研究,科研人员可以借助于依据密码序列和混沌序列的相关设计原理,来寻找到传输性能更好,发射频率更高的跳扩频码。最后,跟据卫星传输系统信号的特性,寻找最好的、最合适的信号抗干扰的方式,同时增强研究多数据率和多制式调制解调器的技术。

4结束语

在对抗卫星通信干扰因素中,已经发展出了多种有效的技术手段。但是,也要不断增强对相关技术的研究,提高其操作性并使之发挥更大的作用。

参考文献

[1]丁舒羽,郭阳.卫星通信抗干扰技术及其发展[J].信息通信,(4):207-208.

[2]朱红新.卫星通信抗干扰技术发展趋势[J].中国科技信息,(5):123-124.

篇9:卫星通信系统论文

卫星通信系统论文

【摘要】由于民航C波段卫星网的极化隔离度指标下降,各站发射功率超标,卫星转发器处于长期功率饱和,严重影响转发器工作状况和寿命,本文研究对民航C波段卫星网的功率调整的方法。及功率调整理论依据。从而改善C波段卫星网工作状况。

【关键词】民航TES系统;卫星通信;功率调整

1.电话调整方案

首先,选择一路具有ICM卡的CU板直接连接电话机,如无配置请提前准备,并确认电话号码。准备一根电话线与一部普通电话,将电话通过电话线与CU板“telco”相连。打开所在的TES卫星机箱电源,开启ODU电源。只开起该CU板所在的机箱,待该CU板上线,并显示数字“4”后,拨打网控卫星电话(号码为168(1、2)和166)。然后,由网控进行发射功率比较,指导标定功率。

2.发射调制波方案

(1)准备英文版操作系统的电脑笔记本和CU版监控线。(2)具体调整方案。打开cutunet软件,敲击showfolde(显示文件夹)按钮,选定frequency&power。(频率和功率)。发射频点是经过联络网络控制工程师获得分派的,而后将gainsettings(发射功率)应用默认设置。选择条目modula-tion&rate。Datarate选择19.2K。Modulation选择BPSK。FECrate选择1/2。选中scrambler&diff.encoder。选中TXenable。选中Qinvert。敲击OK按钮直至CU板上呈现“―/E.”交替出现为止,调整若不成功,需多次尝试。(CU3慢选APPLY后OK.)。

3.功率调整

调整功率需要调整地球站点室内和室外设立的衰减器,正常先调整室外ODU,而后微调各机架的室内衰减器。调整室内衰减器:地球站需要对每一组衰减器所属的机箱进行调整,衰减增大减小功率,衰减减小增大功率。调整室外衰减器:3.1agilisodu上下行衰减值的调动(1)AGILIS监控电缆的制作;(2)AGILISODU监控显示。3.2efdataODU的上行链路和下行链路的衰减值调整(1)制作efdataODU监控电缆;(2)设置通信参数;(3)监控显示。3.3vitacomODU的上行链路和下行链路的衰减值调整(1)制作vitacomodu监控电缆;(2)启动超级终端;(3)VITACOM超级终端的通信参数设置。终端仿真:DECVT-100。速率:9600bps。停止位:1。数据位:8。奇偶校验:无。流量控制:关闭。(4)VITACOMODU监控显示3.4V2ODU监控界面VSATUUtility―――RFM―――ConfigureRFM―――RFM。

4.接收功率调整

调整完发射功率后,需要对地球站的接收电平进行标较。以下方法对地球站接收电平的调整。首先,地面站把机箱的接收中频电缆连接到频谱分析仪,在频谱分析仪上电自检完成以后,频谱分析仪参数设置为以下:70.125MHz的中心频率,跨度SPAN为300kHz,RBW为3kHz,VBW为300Hz,而后调整接收到的信号电平衰减器在近68dBm。

5.调整结果功率调整的理论研究

5.1卫星通讯体系中的功率控制原理

卫星通信体系中的功率控制,是在用户通讯质量被保障的前提下,将发射功率降低,以削减系统干扰,提升系统容量。它是先对接收端的接收信号强度和信噪比等指标进行评价,然后改动发射功率来抵偿无线信道中的途径消耗和衰败,实现既保障通讯质量,又不会对卫星通信体系中的别的用户发生分外的影响。卫星通讯体系是一个功率受限体系的典范,用体系功率控制来保证卫星通讯体系正常工作,提升卫星通讯体系通讯容量,节约卫星通讯体系资源。功率控制算法主要从两个层次分析和研究。全局层次和局部层次。可以将功率控制分成不同的类型。根据功率控制在卫星系统中的链路方向不同分为:上行功率控制和下行功率控制。根据功率控制信息的获取方式分为:开环、闭环、外环。其中闭环又称为快速内环。开环功率控制是指发射端根据自身测量得到的信息对发射功率进行控制。不需要接收端的反馈。开环功率控制控制在TD-LTE系统中主要用于随机接入过程。由于系统上下行链路在一个载频上传送,通过对导频信号的路径损耗估计。接收端可以对发送信号的路径进行准确估计。相应调整发送功率。开环功率控制的基本原理可描述为:Pnest(dBm)=Ploss(dB)+Pdes(dBm)其中Pnest(dBm)为开环功率控制调整后的终端发射功率。Ploss(dB)为测量得到的链路路径损耗。Pdes(dBm)为基站期望收到的`目标功率。开环功率控制不需要反馈信道。算法相对于闭环功率控制反应更灵敏。它可对移动台发射功率的调整一步到位。即信道衰落多少节补偿多少。但是在深衰落的信道环境中,开环会使功率幅度调节过大产生误调。恶化系统性能。所以开环功率控制在目前的标准中仅在无线链路建立时使用。闭环功率控制是指需要发射端根据接收端送来的反馈信息对发射功率进行控制的过程。它分为功率调节和功率判决两个部分。因此,功率调整的延迟较大。

5.2上行链路功率控制

链路上行FDMA在云,雨,雪和雾影响的气候前提下,卫星接纳端的信号接纳电平具有很大变化,对上行信号的接收有很大影响。功率控制调整,由地球站和网控完成。网络控制检验上行信号的Eb/N0(信噪比),并且用专项使用信元方法及时向各个地球站广播,网络控制判断是否上行信号的接受Eb/N0(信噪比)高出阈值:阈值是一个窗口,确保接受Eb/N0(信噪比)在固定范围内的上行链路信号。如果接收Eb/N0值大于设定的(Eb/N0)max则适当减小其发射功率;如果Eb/N0值不大于设定的(Eb/N0)max则判断其是否小于(Eb/N0)min,如果Eb/N0值小于设定的(Eb/N0)min,则适当增加其发射功率,如果接收值在(Eb/N0)max和(Eb/N0)min之间就不对其发射功率进行调整。

参考文献

[1]LET功率控制分析(论文).

[2]郭庆,王振永,顾学迈.卫星通信系统.北京:电子工业出版社,.

篇10:卫星通信技术的名词解释

卫星通信技术(Satellite communication technology)是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。自20世纪90年代以来,卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进步。卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点,被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。

篇11:卫星通信技术的名词解释

卫星通信系统是由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体,是将通信卫星发射到赤道上空 35860 公里的高度上,使卫星运转方向与地球自转方向一致,并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期( 24 小时),从而使卫星始终保持同步运行状态。故静止卫星也称为同步卫星。静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。因此,在静止轨道上,只要等间隔地放置三颗通信卫星,其天线波束就能基本上覆盖整个地球(除两极地区外),实现全球范围的通信。当前使用的国际通信卫星系统,就是按照上述原理建立起来的,三颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空。

与其它通信手段相比,卫星通信具有许多优点:

一是电波覆盖面积大,通信距离远,可实现多址通信。在卫星波束覆盖区内一跳的通信距离最远为 18000 公里。覆盖区内的用户都可通过通信卫星实现多址联接,进行即时通信。

二是传输频带宽,通信容量大。卫星通信一般使用 1~10 千兆赫的微波波段,有很宽的频率范围,可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路,提供每秒几十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速数据通道,还可传输好几路电视。

三是通信稳定性好、质量高。卫星链路大部分是在大气层以上的宇宙空间,属恒参信道,传输损耗小,电波传播稳定,不受通信两点间的各种自然环境和人为因素的影响,即便是在发生磁爆或核爆的情况下,也能维持正常通信。

卫星传输的主要缺点是传输时延大。在打卫星电话时不能立刻听到对方回话,需要间隔一段时间才能听到。其主要原因是无线电波虽在自由空间的传播速度等于光速(每秒 30 万公里),但当它从地球站发往同步卫星,又从同步卫星发回接收地球站,这“一上一下”就需要走 8 万多公里。打电话时,一问一答无线电波就要往返近16 万公里,需传输 0.6 秒钟的时间。也就是说,在发话人说完 0.6 秒钟以后才能听到对方的回音,这种现象称为“延迟效应”。由于“延迟效应”现象的存在,使得打卫星电话往往不象打地面长途电话那样自如方便。

卫星通信是军事通信的重要组成部分,一些发达国家和军事集团利用卫星通信系统完成的信息传递,约占其军事通信总量的 80% 。

篇12:卫星通信技术的名词解释

卫星通信是现代通信技术的重要成果,它是在地面微波通信和空间技术的基础上发展起来的。与电缆通信、微波中继通信、光纤通信、移动通信等通信方式相比,卫星通信具有下列特点:

( 1)卫星通信覆盖区域大,通信距离远。因为卫星距离地面很远,一颗地球同步卫星便可覆盖地球表面的1/3,因此,利用3颗适当分布的地球同步卫星即可实现除两极以外的全球通信。卫星通信是远距离越洋电话和电视广播的主要手段。

(2)卫星通信具有多址联接功能。卫星所覆盖区域内的所有地球站都能利用同一卫星进行相互间的通信,即多址联接。

(3)卫星通信频段宽,容量大。卫星通信采用微波频段,每个卫星上可设置多个转发器,故通信容量很大。 (4)卫星通信机动灵活。地球站的建立不受地理条件的限制,可建在边远地区、岛屿、汽车、飞机和舰艇上。

(5)卫星通信质量好,可靠性高。卫星通信的电波主要在自由空间传播,噪声小,通信质量好。就可靠性而言,卫星通信的正常运转率达99.8%以上。

(6)卫星通信的成本与距离无关。地面微波中继系统或电缆载波系统的建设投资和维护费用都随距离的增加而增加,而卫星通信的地球站至卫星转发器之间并不需要线路投资,因此,其成本与距离无关。

但卫星通信也有不足之处,主要表现在:

(1)传输时延大。在地球同步卫星通信系统中,通信站到同步卫星的距离最大可达40000km,电磁波以光速(3×108m/s)传输,这样,路经地球站→卫星→地球站(称为一个单跳)的传播时间约需0.27s。如果利用卫星通信打电话的话,由于两个站的用户都要经过卫星,因此,打电话者要听到对方的回答必须额外等待0.54s。

(2)回声效应。在卫星通信中,由于电波来回转播需0.54s,因此产生了讲话之后的“回声效应”。为了消除这一干扰,卫星电话通信系统中增加了一些设备,专门用于消除或抑制回声干扰。

(3)存在通信盲区。把地球同步卫星作为通信卫星时,由于地球两极附近区域“看不见”卫星,因此不能利用地球同步卫星实现对地球两极的通信。

(4)存在日凌中断、星蚀和雨衰现象。

篇13:卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究论文

卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究论文

一、引言

现代通信技术飞速发展,其中以卫星通信技术为主要发展方向,因为它较其他通信技术容量更大、面积更大、质量更高同时组网便捷,也是实现全球化通讯的重要实现手段。但是在信号传输过程中也易受到多种干扰因素的影响。

二、卫星通信抗干扰类别介绍

(一)电磁干扰

这里指的是卫星通信与地面无线电系统间受到的电磁干扰,其来源十分广泛,包含了雷达系统、广电系统以及微波通信系统的诸多干扰,同时像一些医疗、工业以及科学设备器械也会产生一定的电磁干扰,此外如果地球站质量不过关或者操作不规范也会导致此类干扰的出现。

(二)天电干扰

这里主要是指自然界的干扰,其主要来自于银河系内的星体碰撞或者爆炸所产生的能力和射线,除此之外,有时候的流星雨也会产生这样的干扰。

(三)各系统之间的相互干扰

因为在进行卫星通过时,各个通信系统使用相同的频率,同时它们间的距离也很近,此时非常容易出现互相干扰的情况。

(四)人为干扰

这主要是指通过人为因素对卫星通信系统传输的上行和下行的介入而导致的干扰。针对上述几种干扰,在制定相应的抗干扰对策时要对干扰类型有所区分,有针对性的进行对策的'制定。

三、常用抗干扰技术的介绍

(一)天线抗干扰技术

卫星通信系统的覆盖范围广,这是它的突出优点,同时也带来了一个很大的问题即容易受到干扰。在诸多抗干扰技术中天线抗干扰技术是最为常见的一种,其主要包含智能天线技术、自适应调零技术以及相控阵天线技术等。智能天线的实现方式是利用依据无线信道的具体变化来自动调整天线图的实际方向,进而保障天线性能处于最佳的状态。智能天线的优势在于能够抵御来自不同方向的干扰,甚至能够将信号比提升几十倍。而智能天线的主要组成为天线阵列、自适应信号处理和信号通道。同时有一个问题亟待解决,即怎样能够在短时间内进行多个干扰方向的判断,并将其调零。针对这一问题,相关专家提出了免疫遗传算法的自适应天线调零方法,对收敛速度、精度以及波束形状上进行改进。而抗干扰另一项重要的措施就是相控阵天线技术,其主要根据战场形势变化来加强对卫星发射天线指向的控制,实现随着用户运动不同其波束覆盖面积也随之不同。

(二)星上处理技术

该处理技术是运用上、下行链路之间去耦类对上行干扰对下行链路的干扰实现有效的减少或者消除,同时还能够避免转发器进入饱和状态。该技术包含的内容也十分广,其中主要包含的内容为速率的转换、多波束转换以及智能自动增益的有效控制等。

(三)限幅技术

该技术的使用范围最为广泛,它能够有效避免转发器中的功率放大器进入饱和状态。理想的限幅器应当在高功率输入信号时有高的信号衰减能力,而在低信号功率输入时,应当只存在一个较小的插入损耗。通信限幅主要包含软限幅和硬限幅两个方面。软限幅转发器的工作区域主要分布在线性区和限幅区,能促使信噪比不断下降。硬限幅转发器主要工作在非线性的状态下,压缩比在发生连续信号时最严重。两者相比较,软限幅较硬限幅有大约4dB 的性能改善。

(四)自适应编码调制技术

该技术具有明显的通信自适应特征,能够运用在使用无线信道通信的传输技术上。运用该技术时首先需要估计信道,随后依据不同的信噪比来自适应地调整编码方式以及调制方式。在信噪比过低时使用的信息速率也较低,反之则较高,只有这样才能可靠的进行信道传输。该技术也存在一些弊端,即易受到诸如自适应回路延时、链路状态估计算法以及调制编码方案的粒度等因素的影响。想要提升自适应编码调制系统的性能,就必须选择一些有较大功率且更高频利用率的编码调制方案。

(五)无线光通信技术

该技术是靠大气作为传输媒介来进行光信号的传输的,在信号收发的两端机间无遮挡视距路径,且光发射功率足够的条件下可运用该技术。发射机、接收机以及信道共同构成了无线光通信系统。FSO(一种物理层的传输机械设备)可在任何的传输协议上进行叠加,能够对声音、数据、图像等业务进行透明传输,其主要运用红外光线进行传输,通信系统的工作频端基本保持在300GHz 以上,其优点在于灵活、快捷且成本较低。

四、卫星通信抗干扰技术的发展趋势

通过上述的分析与阐述,我们可以看出针对卫星通信抗干扰技术的研究绝不是一朝一夕就能够完成的任务,它是一项需要我们做好长期艰苦钻研和不断创新的艰巨任务。在研究过程中要对以下问题特别关注:第一是加强新的卫星通信抗干扰技术的研究,第二是在通信体制上要积极探索,努力创新,能够设计出一套具有较强预测力以及最低限度保障的卫星通信系统。该系统应该能够具有信号处理技术,同时能够运用多种抗干扰技术来解决各种类型的干扰问题,且在组网能力以及业务支持上应当更加灵活。在卫星通信系统研究方面可以从以下三个方面提升:第一,智能天线技术的加强,该技术主要包含天线发射面的形状设计,其设计目标是获得理想波束,加强微带平面天线的研究等;第二,混合扩频技术以及自适应扩频技术研究的加强;第三,根据卫星信道的特征,找寻最佳的信号调整方式,加强对多制式、多数据率的调制解调器的研究。

参考文献:

[1]朱红新.卫星通信抗干扰技术发展趋势[J].中国科技信息,,(09):123-124.

[2]王晓宇,张骅,谢斌斌.一种卫星导航抗干扰天线数字信号正交分解方法[J].现代导航,,(05):413-419.

[3]杜祥春.关于卫星通信抗干扰技术的发展趋势研究[J].新媒体研究,,(16):52-53.

[4]丁舒羽,郭阳.卫星通信抗干扰技术及其发展[J].信息通信,2015,(04):207-208.

篇14:卫星通信论文(数字电视系统信源信道编码技术)

卫星通信论文(数字电视系统信源信道编码技术)

摘要:本文介绍了有关卫星数字电视信源信道编码的一些主要技术和标准,包括数字演播室标准ITU-601,压缩编码的基本原理和方法,图像压缩编码标准H261,JPEG和MPEG;RS编码技术,数据交织技术,卷积编码技术。

关键词:卫星数字电视,信源编码,信道编码

一、数字电视简介

数字电视,是从电视节目录制、播出到发射、接收全部采用数字编码与数字传输技术的新一代电视。它具有许多优点,如可实现双向交互业务、抗干扰能力强、频率资源利用率高等,它可提供优质的电视图像和更多的视频服务(如交互电视、远程教育、会议电视、电视商务、影视点播等)。

数字电视系统作为一个多媒体通信系统,有效性与可靠性是系统的两个重要指标,信源编码实质属于有效性编码的范畴,信道编码属于可靠性编码的范畴。

一个完整的数字电视系统包括数字电视信号的产生、处理、传输、接收和重现。

数字电视信号在进入传输通道前的处理过程一般如图1所示:

卫星传输

地面无线传输 有线传输

图1 数字电视信号传输前的处理过程

二、卫星数字电视系统

按信号传输方式分类:数字电视可以分为地面无线传输(地面数字电视)、卫星传输(卫星数字电视)、有线传输(有线数字电视)三类。卫星广播具有覆盖面大、传输距离远、信息量大、信号质量高、不受地理条件限制等优点,近年来卫星广播事业得到了迅猛发展。在数字电视卫星广播中,通过采用数字化技术,并利用数据压缩编码技术,一颗大容量卫星可转播 100 ~ 500 套节目,其调制方式在世界范围内都统一采用QPSK(正交移相键控)方式。我国的卫星数字电视选用DVB-S标准。

图2 数字电视卫星传输系统

三、数字电视信源编码技术

数字电视信号在获取后经过的第一个处理环节就是信源编码。信源编码是对原始图像或声音信息进行压缩编码表示,即进行比特率压缩的过程,它应保证接收端通过信源解码能还原出满足一定服务质量的图像与声音。

信源编码是数字电视系统的核心技术,其本质就是通过压缩编码来去除视频、音频、数据等原始信号的冗余信息,以实现码率压缩与带宽减小,再使信号在各种传输信道中进行有效传输。因此压缩编码的技术与标准成为信源编码的核心。

1.数字演播室标准ITU-R601

信源编码的第一步首先要对模拟电视信号进行取样和模数变换,相应的需要一个统一的标准。数字演播室标准ITU-R601正是为此制定的'国际标准,它是模拟电视向数字电视转变过程中的第一个标准规范。

参数说明:

① 取样频率:根据奈奎斯特定理,取样频率应至少不低于信号最高频率的2 倍。其次,为便于进行信源编码,取样结构最好为正交结构,即每个取样点应与其相邻行和相邻帧对齐。为此取样频率必须为行频的整数倍。要同时满足PAL与NTSC的正交取样,取样频率应为两者行频的公倍数。同时,取样频率的选取还必须兼顾码率和带宽。综合考虑上述因素,亮度信号的取样频率定为13.5兆赫。在4:2:2格式中,每个色差信号取样数为亮度信号的一半,取样频率定为6.75兆赫;

② 每行取样数:由取样频率除以行频得到每行取样数。为提高编码效率,去掉行场逆程的取样,得到降低了的每数字有效行取样数;

③ 编码方式:采用简单的线性PCM编码。量化比特数为8比特,这是一个由实验决定的结果。具体实验显示,8比特量化产生的256级量化级,已完全能满足人眼对亮度与色度层次分辨的需要。

ITU-R601主要是一种取样标准。模拟电视信号据此取样后进行8比特量化和线性PCM编码,即可得到符合数字演播室标准的基带数字信号。但是,由此得到的数字电视信号具有非常高的码率和带宽,难以进入实用。虽然ITU-R601建议早在1980年已经制定,但直到九十年代一系列有效的图像第一文库网数据压缩技术及相应的国际标准出现以后,数字电视才得到了迅速的发展。

2. 图像压缩的主要技术与标准

目前有关图像压缩方面的主要标准包括CCITT的H.261,JPEG和MPEG。是分别针对电视电话图像,静止图像和活动图像的压缩编码标准。这几种压缩标准虽然各自针对性不同,但压缩编码方法大体相似。

① H.261

图像压缩编码标准的提出最早源于通讯中对可视电话的研究。经过多年努力,至1980年,国际电报电话咨询委员会CCITT所属的视频编码专家组的H.261建议被通过,成为可视电话和电话会议的国际标准。H.261又称Px64,传输码率为Px64kbps,其中P=1-30可变,根据图像传输清晰度的不同,码率变化范围在64kbps至1.92Mbps之间,编码方法包括DCT变换,可控步长线性量化,变长编码及预测编码等。

其简化的编码原理框图如图3所示。

图3 H.261压缩编码原理简图

图中,DCT变换的输入输出选择开关由帧内/帧间模式选择电路控制。在帧内模式时,开关打到上面,输入信号经DCT变换,线性量化和变长编码后输出,图像只进行帧内压缩。在帧间模式时,开关打到下面,前一帧图像信号经过预测环中的运动补偿后产生一个后帧的预测信号。后帧的实际输入信号与其预测值相减后,在进行一个帧内压缩编码的过程后输出。

图中,变长编码器产生的控制信号送量化器以控制其量化步长。当变长编码器的输入中连续出现许多大数值的数据,导致集中出现长的码组,使缓存器接近溢出时,控制信号使量化器的量化步长加大,以降低大数值数据的出现;反之,也可控制量化器以减小其量化步长。在预测环路中由于存在用于恢复前帧信号的反量化器,量化步长控制信号也要送到预测环中的反量化器中。

H.261所针对的可视电话信号最初考虑是在一般电话网中传输的,带宽和码率是其考虑的核心问题。其每帧取样点数比ITU-R601所规定的低许多,且采取抽帧传输的方法,无法满足数字电视压缩编码的要求,但H.261是此前压缩编码数十年研究的结果,成为以后JPEG和MPEG编码方法的重要基础。

②JPEG(静止图像压缩编码)

JPEG是一个达到数字演播室标准的图像压缩编码标准,其亮度信号与色度信号均按照ITU-R601的规定取样后划分为8x8子块进行编码处理。

JPEG是一种不含帧间压缩的帧内压缩编码方法,其主要编码过程与

H.261的帧内编码过程大致相同。输入信号经DCT变换后,按固定的亮度与色度量化矩阵进行非线性量化。对量化后的DCT直流系数进行差分编码,交流系数进行行游程编码,再按霍夫曼码表进行变长编码后,送缓存器输出 。

JPEG不含帧间压缩,压缩比较帧内/帧间压缩低。但因为不含帧间压缩,使得各帧在压缩编码后是各自独立的,这一点对于编辑来说是有利的,可以做到精确到逐帧的编辑。所以对于活动画面只进行帧内压缩的Motion-JPEG,目前仍然在一些数字电视编录设备,如非线性编辑系统中得到应用。 ③MPEG(运动图像压缩编码)

1992年和1994年分别通过了MPEG-1和MPEG-2压缩编码标准。 MPEG-1主要是针对运动图像和声音在数字存储时的压缩编码,典型应用如VCD等家用数字音像产品,其编码最高码率为1.5Mbps。

MPEG-2则针对数字电视的视音频压缩编码,对数字电视各种等级的压缩编码方案及图像编码中划分的层次作了详细的规定,其编码码率可从3Mbps到100Mbps。

MPEG-2

的压缩编码及其标准码流的形成构成了数字电视信源编码的核

心。符合MPEG-2格式的码流成为数字电视信源编码的标准输出码流。 数字电视信道编码,DVB及MPEG-2解码器等均认同和适应此标准。

四、数字电视信道编码技术

从结构上看,RS码是一种码元长度为n、信息位长度为k

的(n,k)型线性分组码,其中分组码是指在k位信息码元的后面按编码规则附加r位校验码元而构成码长为n的码字,并用(n,k)表示,而线性分组码是指分组码中的校验码元与信息码元之间满足线性变换关系。在纠错编码中,码字距离、特别是码字最小距离,是衡量一种码抗干扰能力大小的标准,码字最小距离越大,说明任何两个码字之间的最小差别越大,抗干扰能力越强。在所有的线性分组码中,RS码的汉明距离最大,因此RS码纠错能力最佳。

RS编码是一种非常有效的块编码技术,与其他以单个码元为基础的块编码技术不同,RS码以码组为基础,码组又称为符号,RS码只处理符号,即使符号中只有一个比特出错,也认为是整个符号出错。在RS(n,k)编码中,输入信号分成km比特一组,每组包括k个符号,每个符号由m比特组成,因此总码长n=k+r个符号,共有k个信息符号、r个监督符号,最小码距d0=2t+1个符号,RS码能够纠正t=r/2个符号的错误,通常一个可纠错t个误码字节的RS码可表示为(n,k,t)。

在DVB系统中,信道编码采用(204,188,t=8)的RS码,即n=204字节,k=188字节,即每188个信息符号要用16个监督符号,总码元数为204个符号,m=8比特(1字节),监督码元长度为2t=16字节,纠错能力为一段码长为204字节内的8个字节,此RS码的长度在原理上应为n=2m-1=255字节,实施上述RS编码时,先在188字节前加上51个全0字节,组成239字节的信息段,然后根据RS编码电路在信息段后面生成16个监督字节,即得到所需的RS码。

4. 数据交织技术

数据交织是指在不附加纠错码字的前提下,利用改变数据码字传输顺序的方法,来提高接收端去交织解码时的抗突发误码能力,通过采用数据交织与解交织技术,传输过程中引入的突发连续性误码经去交织解码后恢复成原顺序,此时误码分散分布,从而减少了各纠错解码组中的错误码元数量,使错误码元数目限制在RS码的纠错能力之内,然后分别纠正,从而大大提高了RS码在传输过程中的抗突发误码能力。

数据交织技术纠正突发误码的原理如图5所示。

图5 数据交织技术纠正突发误码原理图

若将输入序列di=(11010)输入到图7的电路中,则寄存器的状态及编码输出为(di-2、di-1初始状态均为00):di-1= (11010000),di-2=(01101000),输出端的编码关系为:C1=di di-1 di,C2=di di-2其中 表示异或。

若输出为:C1=(C11,C12,…,C1n)=(10001100),C2=(C21,C22,…,C2n)=(11100100),则卷积码的输出序列为:C(C11C21,C12C22,…,C1nC2n):(1101010010110000)。

卷积码的解码可分为代数解码与概率解码两大类,代数解码方法完全基于其代数结构,利用生成矩阵和监督矩阵来解码,大数逻辑解码也是代数解码方法。概率解码还利用了信道统计特性,因此能用增加解码约束长度来减少解码的错误概率。概率解码比较实用的有两种方法:即序列解码与维特比 (Viterbi)解码,其中维特比解码在数字电视信道编码中应用非常广泛,其解码过程如下:

按照格状图从起始状态开始计算每个路径相应的输出码元与接收码元之间的汉明距离及路径总汉明距离;

在一定周期后,选取汉明距离小的路径作为候选路径,并继续扩展,候选路径可能为1条,也可能有多条,主要由总汉明距离决定,但一般到达同一状态的多条路径只选留1条;

到最后一个周期时,最后状态必须要回到起始状态,对于那些汉明距离小但不能到达起始状态的路径全部删除。

维特比解码分为硬判决解码与软判决解码两种,若解调器输出给解码器的是二元信号,称为硬判决解码,此时解码器中信号之间的差别用汉明距离表示;当解码器输出的是多电平信号时,称解调器为软判决解码,此时解码器中信号之间的差别用欧氏距离表示。软判决充分利用接收信号的信息,比硬判决性能优越,但实现难度也较大,数字电视接收中针对卷积码解码,主要采用维特比软判决的解码。

参考文献

[1] 刘达,龚建荣,数字电视技术,电子工业出版社,-04

[2] 邓永红,聚焦卫星数字电视,天极商务应用,-11-25

[3] 数字电视信源编码的主要技术与标准,中国数字电视论坛,-02-21

[4] 余兆明,余智,数字电视传输与组网,人民邮电出版社,-09

篇15:试论卫星通信发展论文

摘 要:本文主要对卫星通信发展现状、卫星通信发展问题和难点、卫星通信关键技术以及卫星通信发展方向进行了分析。清楚地认识到卫星通信发展所存在的困境,以及今后卫星通信发展的方向。

关键词:卫星通信;  现状;  问题;  发展

篇16:卫星通信技术发展概述论文

卫星通信技术发展概述论文

摘要:本文介绍了卫星通信的基本概念、分类、特点以及应用,并在梳理国内外学者的研究成果及文献资料的基础上进行了成果展示,以期对以后卫星通信的研究提供一些思路和借鉴。

一、卫星通信概述

卫星通信是一种微波中继通信,作为中继站,与发、收信地球站共同组成卫星通信链路。

目前的卫星通信系统,主要有固定业务的卫星系统(FSS),移动业务的卫星系统(MSS),和广播业务的卫星系统(BSS),它们的组成部分不全都是相同的。一般的卫星通信系统是由空间阶段和地面阶段两个范围组成的,其中控制和管理卫星的检测站包含在空间段部分内。

卫星通信是指航天器与地球站之间或者地球站相互之间借助通信卫星转发器而进行传输的无线电通信,它主要涵盖卫星移动通信、卫星固定通信、卫星中继通信和卫星直接广播等四大领域。卫星通信技术是现代通信技术不断发展的重要成就,也是航空航天技术运用到实践中的重要方面。它具有容量大、覆盖面广、频带宽、稳定性灵活性强等优点。四十多年以来,它在国际国内通信、军事民用通信等领域得到了比较广泛的应用。

卫星通信网络是指通过人造地球卫星作为传播无线电波的中继站,从而达到两个及其以上的地面站之间进行相互通信的网络。其中,地面站也称为地球站,是指设置在在地球表面上的通信站点。通信卫星起到了一个传输无线电波的作用。卫星通信网络按照转发时间的长短,可分为立即转发式通信网络和延迟转发式通信网络。当卫星的运行轨道处在低轨道运行时,相对地面站来说,需要进行远距离的实时的通信,这时除了采用延迟转发方式之外,同时也可以利用多颗低轨道运行的卫星进行转发,这种网络就是一般所指的低轨道移动卫星通信网络。

二、国外卫星通讯技术发展概述

近年来,国外的卫星通信技术无论是在军事还是商业领域都有了长足的发展,有新型质量高、功率大、寿命长的卫星不断发射升空。目前世界最先进的卫星通信技术仍然被包括波音、劳拉、洛马、阿尔卡特以及休斯等美国和欧洲的几大实力雄厚的卫星制造商所掌握。欧洲为了缩短与美国的差距,正在努力研制新一代的大型通信卫星平台阿尔法舱。俄罗斯则是通过与欧洲和日本的`国际合作的方式来大力推进本国卫星通信技术的发展。

毋庸置疑,美国是目前世界上通信卫星技术水平最发达的国家,其通信卫星技术发展计划已经进行了很长时间,并且在军事、商业等领域都已经形成了系列化的技术先进的卫星产品。目前其通信卫星计划主要包括美国的转型卫星通信系统(TSAT)计划、空军宽带填隙卫星(WGS)计划和先进极高频(AEHF)卫星计划以及海军移动用户目标系统(MUOS)计划等。

在欧空局公布的未来通信卫星发展计划中,计划在2001-2010年间将逐步提高16-30kw的卫星比例,计划达到30%,而8-16kw的卫星比重达到40%,这些成果目前已经基本完成,这标志着欧洲通信卫星向着超大功率的方向不断发展。

俄罗斯于2006年公布了《俄联邦2006-2015年航天规划》,计划在这10年中,俄罗斯计划将与欧洲和日本联合建设并发射13颗通信卫星,其中的8颗则是属于快讯系列卫星。

在俄罗斯公布的一份关于俄罗斯通信业发展的报告中,俄罗斯的航天局对其未来10年(2010-2020年)通信卫星技术的发展趋势进行了预测。其内容大致包括以下:要掌握微波波段和光学波段技术进行相关项目;构建小型和中型卫星的低速率网络;宽带卫星通信利用大型卫星;在通信卫星上进行全部的信号处理;大力提高太阳电池的转化率。

三、国内卫星通讯技术发展概述

近些年来随着科技技术的发展,现代小卫星技术取得了长足的进展,这对我国航天技术发展和卫星技术的应用提出了更高的要求,国内的一些科技公司如中科院下属的所和厂、中国航天科技集团以及国内的许多大专院校如清华大学、北京大学、哈尔滨工业大学、成都电子科技大学等研究人员都对航天编队飞行星座系统的项目进行了大量的研究,其中有的对航天编队飞行星座系统提出了初步设想,并进入了专题项目的研究阶段,有的已经取得了明显的成果,如编队卫星的跟踪切换技术,激光终端机、单片微波集成接收机等问题已在实验室中得到很好的解决了,但这些与国外发达国家如美国、俄罗斯的星间通信技术相比,仍有不小的差距。

目前国内在这方面取得的比较明显的成果主要有以下几个方面:2004年4月19日,由哈工大牵头研制的“试验卫星一号”成功发射,并搭载了一颗科学实验小卫星“纳星一号”。“试验卫星一号”主要用于资源测量和环境监控,它是我国成果研制的第一颗传输性立体的测绘小卫星。而“纳星一号”是我国研制的首颗纳型卫星主要用于研究开发纳型平台测试和进行航空航天的高技术演示。

由中科院上海小卫星工程部进行的“创新一号”卫星研究项目中,以星上计算机一体化设计、低轨小卫星扩频通信等关键问题的解决为重点,并进行低轨道小卫星之间数据通讯的关实验,以解决存储转发通信的问题。

哈尔滨工业大学以解决星间激光通信和卫星编队飞行而进行的双星编队飞行项目也取得了很大进展。

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