衛(wèi)星通信論文

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衛(wèi)星通信論文范文第1篇

論文摘要：低軌道（LEO）衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)是衛(wèi)星距離地面500～1500km，運(yùn)行周期2～4小時(shí)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。銥系統(tǒng)、全球星系統(tǒng)及系統(tǒng)是地軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展最快的范例。LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景

1LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的特點(diǎn)

低軌（LEO）衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)與中軌（MEO）和靜止軌道（GEO）衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)比較，具有以下特點(diǎn)：

1.1由于具有更小的信號(hào)衰減和更低的傳播時(shí)延，低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)更有利于實(shí)現(xiàn)個(gè)人全球通信。LEO系統(tǒng)的路徑傳輸損耗通常比GEO低幾十分貝，所需發(fā)射功率是GEO的1/200-1/2000，傳播時(shí)延僅為GEO的1/7~1/50，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)終端手持化和達(dá)到話音通信所需要的延時(shí)要求是十分有利的。

1.2蜂窩通信、多址、點(diǎn)波束、頻率復(fù)用等技術(shù)的發(fā)展為L(zhǎng)EO衛(wèi)星移動(dòng)通信提供了技術(shù)保障。

1.3由于地面移動(dòng)終端對(duì)衛(wèi)星的仰角較大，天線波束不易受到地面反射的影響，可避免多徑衰落。

1.4它在若干個(gè)軌道平面上布置多個(gè)衛(wèi)星，由星間通信鏈路將多個(gè)軌道平面上的衛(wèi)星聯(lián)接起來。整個(gè)星座如同結(jié)構(gòu)上連成一體的大型平臺(tái)，在地球表面形成蜂窩狀服務(wù)小區(qū)，服務(wù)區(qū)用戶至少被一個(gè)衛(wèi)星覆蓋，用戶可隨時(shí)接入系統(tǒng)。

1.5由于衛(wèi)星的高速運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星數(shù)目多，也帶來了多普勒頻移嚴(yán)重和星間切換控制復(fù)雜等問題。但不管怎樣，低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的上述特點(diǎn)對(duì)于支持實(shí)現(xiàn)個(gè)人通信是有巨大吸引力的。

2LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶切換的一般過程

低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于衛(wèi)星的高速運(yùn)動(dòng)，使得它的波束覆蓋區(qū)也跟著移動(dòng)，而波束覆蓋區(qū)的移動(dòng)速度遠(yuǎn)大于用戶的運(yùn)動(dòng)速度，因此，在LEO衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中，切換主要是由于衛(wèi)星波束移動(dòng)引起的。

對(duì)于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中的呼叫切換，通常經(jīng)歷這樣一個(gè)過程：

2.1用戶周期測(cè)量當(dāng)前使用波束和鄰近波束的導(dǎo)頻信號(hào)或廣播信道的信號(hào)強(qiáng)度的變化，以便確定它是否正在穿越相鄰波束之間的邊界或者處于相鄰波束的重疊區(qū)內(nèi)。

2.2若用戶進(jìn)入相鄰波束的重疊區(qū)，達(dá)到切換觸發(fā)的條件，將開始啟動(dòng)切換過程。用戶中止利用當(dāng)前波束進(jìn)行通信，等待分配信道利用新波束進(jìn)行通信。

2.3切換過程開始后，需要在新到達(dá)波束中為該用戶按照一定的信道分配算法進(jìn)行信道分配，并在原先波束中釋放使用的信道；如果采用了波束內(nèi)切換或信道重安排，則原先波束還須按照呼叫結(jié)束后的信道重安排算法進(jìn)行波束內(nèi)的信道優(yōu)化分配，進(jìn)行必要的波束內(nèi)分配。分配完成后，將數(shù)據(jù)流從舊鏈路轉(zhuǎn)移到新鏈路上來，完成切換。

3LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶切換的種類

低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶切換可分為以下類型：

3.1同一信關(guān)站和衛(wèi)星的不同波束之間的切換

目標(biāo)波束和現(xiàn)用波束在同一信關(guān)站和同一衛(wèi)星內(nèi)，該切換涉及兩個(gè)波束的信道分配和修改同一信關(guān)站(不采用星上交換)或衛(wèi)星(采用星上交換)的交換路由表。

3.2同一信關(guān)站不同衛(wèi)星之間的切換

目標(biāo)波束與現(xiàn)用波束不在同一顆衛(wèi)星內(nèi)、但在同一個(gè)信關(guān)站范圍內(nèi)，它涉及兩顆衛(wèi)星的信道分配；對(duì)于采用星上交換的體制，需要改變兩顆衛(wèi)星星上交換路由表；對(duì)于衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)的體制，需要修改信關(guān)站交換路由表。

3.3不同信關(guān)站同一衛(wèi)星的波束間的切換

目標(biāo)波束和現(xiàn)用波束屬于同一顆衛(wèi)星，但屬于不同的信關(guān)站，它涉及兩個(gè)信關(guān)站之間的切換，包括信道分配、改變地面線路連接、位置更新、記費(fèi)等，對(duì)于采用星上交換的衛(wèi)星還需要改變其交換路由表。

3.4不同信關(guān)站不同衛(wèi)星之間的切換

目標(biāo)波束和先用波束屬于不同的衛(wèi)星且屬于不同的信關(guān)站，它涉及兩個(gè)信關(guān)站和兩顆衛(wèi)星之間的切換，信關(guān)站涉及信道分配、改變地面線路連接、位置更新、記費(fèi)等問題，對(duì)于采用星上交換的衛(wèi)星需要改變其交換路由表。

4LEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)中用戶切換目標(biāo)衛(wèi)星的選擇準(zhǔn)則

在低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的切換控制中，切換的目標(biāo)衛(wèi)星的選擇策略對(duì)切換的最終性能也有著直接的影響。因此，根據(jù)系統(tǒng)的需要，設(shè)計(jì)出適合于本系統(tǒng)的切換目標(biāo)衛(wèi)星選擇方案至關(guān)重要。目前，低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中的切換目標(biāo)衛(wèi)星選擇策略主要有以下幾種：最近衛(wèi)星準(zhǔn)則、最強(qiáng)信號(hào)準(zhǔn)則、最長(zhǎng)可視時(shí)間準(zhǔn)則、最多可用信道數(shù)準(zhǔn)則、覆蓋時(shí)間與仰角加權(quán)準(zhǔn)則及最小跳數(shù)切換準(zhǔn)則。

其中，最近衛(wèi)星準(zhǔn)則認(rèn)為距離用戶終端最近（仰角最大）的衛(wèi)星能夠提供很好的服務(wù)質(zhì)量（QoS），可從純幾何上對(duì)其性能進(jìn)行分析，也稱為最大仰角準(zhǔn)則。采用該準(zhǔn)則時(shí)，用戶終端在任何時(shí)候都選擇能夠?yàn)槠涮峁┳畲笱鼋堑男l(wèi)星。該準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但一般不會(huì)在實(shí)際系統(tǒng)中采用，因?yàn)樗葲]有考慮無線信號(hào)在空中的傳播條件，也沒有考慮網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況。強(qiáng)信號(hào)準(zhǔn)則是終端在任何時(shí)候選擇能夠接收到最強(qiáng)信號(hào)的衛(wèi)星。擁有足夠高的信號(hào)強(qiáng)度是無線通信的一個(gè)基本條件，可以認(rèn)為最強(qiáng)信號(hào)衛(wèi)星準(zhǔn)則能夠提供較好的服務(wù)質(zhì)量。

最長(zhǎng)可視時(shí)間準(zhǔn)則又稱為最大覆蓋時(shí)間準(zhǔn)則。按照這個(gè)策略，用戶將利用星座系統(tǒng)運(yùn)行的先驗(yàn)知識(shí)，始終選擇具有最大服務(wù)時(shí)間的衛(wèi)星作為其切換的目標(biāo)衛(wèi)星。該準(zhǔn)則基于對(duì)最小化系統(tǒng)的切換請(qǐng)求到達(dá)率考慮，延長(zhǎng)了切換后呼叫一直被某個(gè)衛(wèi)星服務(wù)的時(shí)間，從而可獲得較低的被迫中斷概率。

最多可用信道數(shù)準(zhǔn)則為：用戶選擇具有最多可用信道數(shù)的衛(wèi)星為它提供服務(wù)。該準(zhǔn)則出于對(duì)整個(gè)系統(tǒng)信道資源利用率考慮，以使衛(wèi)星系統(tǒng)中每個(gè)衛(wèi)星所承載的業(yè)務(wù)量趨于均勻分布，避免因某個(gè)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)超負(fù)荷而失效，從而影響到整個(gè)系統(tǒng)性能。應(yīng)用這個(gè)準(zhǔn)則時(shí)，不管衛(wèi)星的具置，新呼叫和切換呼叫會(huì)經(jīng)歷相同的阻塞率或被迫中斷概率，從而可以避免出現(xiàn)某個(gè)衛(wèi)星超載的情況。

最小跳數(shù)切換準(zhǔn)則則應(yīng)用于具有星上路由的情況，策略要求用戶在任何時(shí)候都選擇能夠?yàn)槠涮峁┳钌偬鴶?shù)路徑的衛(wèi)星。在具體實(shí)現(xiàn)過程中，通信雙方周期性檢測(cè)其可見衛(wèi)星中是否有比當(dāng)前通信路徑的跳數(shù)更少的路徑，如果存在則進(jìn)行切換，否則繼續(xù)使用當(dāng)前衛(wèi)星進(jìn)行通信。當(dāng)然，如果通信雙方的當(dāng)前衛(wèi)星出現(xiàn)低于最小仰角（或信噪比）時(shí)，也需要進(jìn)行切換。假定衛(wèi)星系統(tǒng)使用準(zhǔn)靜態(tài)路由算法，路由表項(xiàng)中帶有衛(wèi)星到衛(wèi)星的路由跳數(shù)，而且其路由信息隨著網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓上到y(tǒng)自動(dòng)刷新。

5低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)用戶切換與路由

在切換時(shí)，由于服務(wù)衛(wèi)星的改變，對(duì)于采用星上交換和星上路由的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，原有路由也需要被重新建立。重建路由有以下幾種方案：全路由重建，部分路由重建，重路由結(jié)合擴(kuò)展路由，動(dòng)態(tài)概率優(yōu)化路由，最小跳數(shù)路由。

其中全路由重建衛(wèi)星切換方案：原有路由完全被新路由代替，該方案得到的新路由仍然是最優(yōu)化路徑，但其處理時(shí)延比較大。

部分路由重建衛(wèi)星切換方案：當(dāng)切換發(fā)生時(shí)，原有路由被部分保存，只有變化部分被更新，該方案處理時(shí)延比較小，但新生成的路由可能不是最優(yōu)化路徑。

重路由與擴(kuò)展路由結(jié)合：切換后首先進(jìn)行路由擴(kuò)展，再進(jìn)行路由優(yōu)化。以降低延時(shí)，但信令開銷增大。

動(dòng)態(tài)概率優(yōu)化路由：全路由重建節(jié)約帶寬，但是擴(kuò)大了信令資源，需要選擇合適的優(yōu)化概率P，在帶寬和信令資源之間折中。即并不對(duì)所有擴(kuò)展后的路由進(jìn)行優(yōu)化，而是以概率P，對(duì)一部分路由進(jìn)行優(yōu)化，一部分仍保持原擴(kuò)展路由。

最小跳數(shù)路由策略：用戶在任何時(shí)候都選擇能夠?yàn)槠涮峁┳钌偬鴶?shù)路徑的衛(wèi)星。通信雙方周期性檢測(cè)其可見衛(wèi)星中是否有比當(dāng)前通信路徑的跳數(shù)更少的路徑，如果存在則進(jìn)行切換，否則繼續(xù)使用當(dāng)前衛(wèi)星進(jìn)行通信。該策略能夠獲得較低的傳播延時(shí)和較小的切換頻率，具有很好的系統(tǒng)性能。

參考文獻(xiàn)

[1]陳振國(guó)，楊鴻文，郭文彬.衛(wèi)星通信系統(tǒng)與技術(shù).北京：北京郵電大學(xué)出版社，2003

衛(wèi)星通信論文范文第2篇

本系統(tǒng)采用LabWindowsCVI來進(jìn)行設(shè)計(jì)與開發(fā)，系統(tǒng)軟件框圖如圖2所示。軟件系統(tǒng)由監(jiān)控界面、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、程控命令模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、圖像顯示模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊組成。各模塊功能通過LabWindowsCVI進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。

計(jì)算機(jī)通過GPIB通信接口對(duì)AV4033的功能控制是通過程控儀器標(biāo)準(zhǔn)指令來實(shí)現(xiàn)的，程控指令是可以對(duì)頻譜儀進(jìn)行遠(yuǎn)端控制的一組特殊格式串，包括儀器設(shè)置、通道配置、數(shù)據(jù)掃描方式、控制輸出、讀取數(shù)據(jù)、狀態(tài)報(bào)警、接口設(shè)置等指令集。這些指令的發(fā)送均是字符串形式,所有的頻譜儀命令都必須符合特殊的語法規(guī)則，在應(yīng)用高級(jí)語言進(jìn)行編程時(shí)，程控指令一般是作為一個(gè)獨(dú)立的參數(shù)在調(diào)用函數(shù)中出現(xiàn)，這類針對(duì)遠(yuǎn)程控制的函數(shù)隨GPIB接口和采用的高級(jí)語言的不同而不同，但其程控指令是相同的，AV4033系列頻譜儀的語法命令圖如圖3所示。本文利用程控指令和頻譜儀進(jìn)行通信時(shí),選擇LabWindowsCVI自帶的GPIB函數(shù)庫,可以方便地進(jìn)行程控命令發(fā)送和數(shù)據(jù)讀取操作。

2應(yīng)用舉例

衛(wèi)星固定通信臺(tái)站天線口徑大波束窄，對(duì)天線伺服系統(tǒng)的自動(dòng)跟蹤性能要求較高，為確保通信效果，需定期測(cè)量衛(wèi)星天線系統(tǒng)的自動(dòng)跟蹤性能，傳統(tǒng)的測(cè)試方法需用頻譜儀在射頻方艙內(nèi)測(cè)試，且測(cè)試結(jié)果保持和記錄都不方便，利用本系統(tǒng)可以方便進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)試，而且可以將測(cè)試結(jié)果保存在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，方便后續(xù)查詢和參考。衛(wèi)星天線跟蹤性能測(cè)試流程如下：（1）調(diào)整衛(wèi)星天線使其對(duì)準(zhǔn)通信衛(wèi)星；（2）在監(jiān)控主機(jī)上按下述過程設(shè)置頻譜儀；a)按衛(wèi)星信標(biāo)頻率設(shè)置頻譜儀中心頻率，設(shè)置SPAN為0到100KHzb)根據(jù)信標(biāo)信號(hào)的電平變化范圍設(shè)置Sacle/DIV，以使測(cè)量過程中的載波電平變化始終落在頻譜儀的可顯示電平范圍內(nèi)c)根據(jù)信標(biāo)頻率穩(wěn)定度，選擇盡可能窄的RBWd)根據(jù)載波的峰值頻率和功率，調(diào)整頻譜儀的中心頻率和參考電平e)利用鍵盤調(diào)窄SPAN，重復(fù)4f)重復(fù)5，將SPAN調(diào)整到最小g)將SPAN置0，使載波顯示譜線作水平運(yùn)動(dòng)h)輸入掃描時(shí)間，確定掃描長(zhǎng)度（3）用手控方式調(diào)偏衛(wèi)星天線的方位角和俯仰角，頻譜儀顯示譜線的電平將隨天線偏離衛(wèi)星而下降（4）啟動(dòng)天線自動(dòng)跟蹤功能，觀察衛(wèi)星信標(biāo)電平隨時(shí)間的變化，記錄自動(dòng)跟蹤天線的對(duì)星過程以及跟蹤速度和精度（5）存儲(chǔ)記錄數(shù)據(jù)，重復(fù)3、4步驟，多記錄幾次測(cè)試結(jié)果，分析衛(wèi)星天線自動(dòng)跟蹤性能。

3結(jié)束語

衛(wèi)星通信論文范文第3篇

半物理仿真平臺(tái)的建立采用.NET環(huán)境下應(yīng)用C#編程語言設(shè)計(jì)具有Windows風(fēng)格的人機(jī)交互半物理仿真平臺(tái)。通過各個(gè)模塊的點(diǎn)擊模擬操作，可以很好地實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)仿真模型的智能化運(yùn)動(dòng)控制，并且在完成仿真運(yùn)動(dòng)后，讀取并記錄顯示衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站運(yùn)動(dòng)過程的所有狀態(tài)位置信息以及虛擬傳感器的測(cè)距數(shù)據(jù)，最后生成仿真動(dòng)畫，達(dá)到直觀的效果，虛擬場(chǎng)景測(cè)得的數(shù)據(jù)最終和真實(shí)環(huán)境中的實(shí)物所得數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而驗(yàn)證智能化控制算法的合理性、適用性。上位機(jī)用戶平臺(tái)包括虛擬現(xiàn)實(shí)展示、DLL調(diào)用測(cè)試、衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站控制器半物理仿真通訊平臺(tái)、狀態(tài)信息的記錄與讀取、傳感器測(cè)距信息的記錄與讀取，狀態(tài)信號(hào)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站的虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)動(dòng)畫的展示，人機(jī)交互半物理仿真平臺(tái)，如圖2所示。

2衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站動(dòng)力學(xué)模型的建立

Maplesim是一個(gè)多領(lǐng)域物理建模和仿真工具，它提供了一個(gè)三維可視化的環(huán)境建模以及動(dòng)畫顯示仿真結(jié)果，在這種環(huán)境下，可以通過簡(jiǎn)單且直觀的方式搭建各種復(fù)雜系統(tǒng)的模型，還可以可視化分析仿真結(jié)果。在Maplesim中能將建立好的模型轉(zhuǎn)換到C代碼中，可以在其他應(yīng)用程序和工具中使用此C代碼。在3D可視化建模環(huán)境下可以快捷、方便且直觀地創(chuàng)建所需要的動(dòng)力學(xué)仿真模型，之后將模型轉(zhuǎn)生成C代碼，在VC++環(huán)境下編譯C代碼生成動(dòng)力學(xué)模型的DLL文件，這樣可以方便其他應(yīng)用程序的調(diào)用仿真。本研究基于.NET開發(fā)平臺(tái)采用C#語言編寫上位機(jī)仿真用戶界面，進(jìn)而對(duì)生成的DLL文件進(jìn)行調(diào)用。半物理仿真系統(tǒng)開始執(zhí)行，給定一個(gè)初始時(shí)間t0（初始值），每次經(jīng)過t時(shí)間后，對(duì)動(dòng)力學(xué)模型DLL文件進(jìn)行調(diào)用，從衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站的動(dòng)力學(xué)模型DLL中輸出第一個(gè)狀態(tài)信號(hào)，將這個(gè)狀態(tài)參數(shù)傳遞給衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站控制器實(shí)物，控制器中對(duì)輸入的狀態(tài)參數(shù)完成控制算法后將再次發(fā)出控制信號(hào)并傳遞給C#軟件環(huán)境，再經(jīng)過t時(shí)間，再次調(diào)用DLL中的動(dòng)力學(xué)模型。此時(shí)衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站動(dòng)力學(xué)模型的DLL輸出第二個(gè)狀態(tài)信號(hào)。如此循環(huán)反復(fù)執(zhí)行此過程，如圖3所示，形成了一個(gè)閉環(huán)的半物理仿真系統(tǒng)。

3半物理仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)

衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站半物理仿真系統(tǒng)主要由人機(jī)交互操作界面、STM32控制器、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及PC機(jī)中的衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站動(dòng)力學(xué)模型5部分組成。以STM32控制器為核心的衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站半物理仿真系統(tǒng)本身是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，在仿真通訊過程中，由衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站控制器實(shí)物發(fā)出控制信號(hào)，控制信號(hào)模擬量經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再通過USB虛擬串口通訊傳遞給PC機(jī)，PC機(jī)則調(diào)用WindowsAPI（Windows系統(tǒng)中可用的核心應(yīng)用程序編程接口）對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行接收。PC機(jī)將接收到的信號(hào)再調(diào)用C#軟件環(huán)境的動(dòng)力學(xué)仿真模型，最后輸出一個(gè)狀態(tài)信號(hào)。PC機(jī)再將輸出的狀態(tài)信號(hào)通過WindowsAPI接口發(fā)送出去，狀態(tài)信號(hào)經(jīng)過USB虛擬串口傳遞給信號(hào)轉(zhuǎn)換器。信號(hào)轉(zhuǎn)換器將狀態(tài)信號(hào)數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量后傳給衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站控制器，在控制器中完成控制算法后，重新輸出新的控制信號(hào)。此控制信號(hào)再經(jīng)信號(hào)轉(zhuǎn)換器PC機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的DLL，最終返回狀態(tài)信號(hào)，如此循環(huán)地執(zhí)行就形成了一個(gè)閉環(huán)的半物理仿真系統(tǒng)［4-5］，如圖4所示為半物理仿真系統(tǒng)框圖。

4硬件系統(tǒng)的構(gòu)建

衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站的智能化控制是一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，其具有多自由度、多傳感器、多驅(qū)動(dòng)器、多運(yùn)動(dòng)形態(tài)的特點(diǎn)，對(duì)衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站在現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)過程中的多個(gè)傳感器的輸出模擬量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，同時(shí)采用SPI串口通訊、藍(lán)牙無線通訊的方式將數(shù)據(jù)傳遞給PC機(jī)上位機(jī)軟件用戶界面，以數(shù)據(jù)和虛擬動(dòng)畫相結(jié)合的方式直觀地顯示衛(wèi)星通信機(jī)動(dòng)站的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。采用ADAS3022數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集傳感器數(shù)據(jù)，經(jīng)ADAS3022的數(shù)字接口SPI與MCU選用的STM32芯片內(nèi)部自帶的SPI通訊，并且可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部自帶的ADC（模/數(shù)轉(zhuǎn)換器）進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，再通過HC-05嵌入式藍(lán)牙模塊與PC機(jī)進(jìn)行通訊，如圖5所示為系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)完整的5V單電源、8通道、多路復(fù)用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以集成用于工業(yè)級(jí)信號(hào)的可編程增益儀表放大器（PGIA）［6］。如圖6所示為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)電路原理圖。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是以ADAS3022芯片為核心設(shè)計(jì)的，ADAS3022芯片上具有完整的DAS，它可以以最高1MSPS轉(zhuǎn)換速率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，能夠接受的最大輸入信號(hào)范圍最高可達(dá)±24.576V的差分模擬輸入信號(hào)。與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集相比，在標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集方案中都會(huì)涉及到信號(hào)緩沖、電平轉(zhuǎn)換、放大、噪聲抑制以及其它模擬信號(hào)調(diào)理等，但是在ADAS3022中則無需這些輔助調(diào)理電路。這樣一種高性能的核心芯片的應(yīng)用，簡(jiǎn)化了具有高精密16位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)，降低了成本。此外，在外觀上，它具有更小的外形尺寸（6mm×6mm），40引腳的LFCSP封裝；在性能方面，它可以提供最佳的時(shí)序和噪聲性能，工作溫度跨度-40℃到+85℃的工業(yè)溫度范圍［7-8］。此電路系統(tǒng)采用ADAS3022、ADP1613、ADR434和AD8031精密器件的組合，可同時(shí)提供高精度和低噪聲性能。

5結(jié)語

衛(wèi)星通信論文范文第4篇

1.1微波中繼通信概述

微波中繼通信作為一種現(xiàn)代化通信手段，在城市之間、地區(qū)之間的大容量信息傳輸中發(fā)揮了十分重要的作用[3]?，F(xiàn)階段，微波中繼通信線路主要在電視節(jié)目傳輸中應(yīng)用，也是一種備用干線通信線路。隨著現(xiàn)代化通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，智能性、動(dòng)態(tài)性、靈活性要求越來越高，傳統(tǒng)模擬微波通信技術(shù)已經(jīng)無法滿足實(shí)際需求。盡管準(zhǔn)同步數(shù)字體系（PDH）微波通信能夠適應(yīng)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，但是卻不能滿足動(dòng)態(tài)聯(lián)網(wǎng)的通信需求，也無法對(duì)新業(yè)務(wù)開發(fā)與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)管理予以支持，導(dǎo)致通信效率較低。而同步數(shù)字體系（SDH）微波通信作為一種新型數(shù)字微波傳輸體制出現(xiàn)在人們眼前。雖然光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)在容量方面有著微波通信無法比擬的優(yōu)勢(shì)，但是無論是通信干線，還是支線，SDH微波通信網(wǎng)絡(luò)依然是光線傳輸網(wǎng)絡(luò)中不可或缺的保護(hù)方式與補(bǔ)充部分。

1.2SDH微波通信概述

SDH微波通信傳輸線路是由一條主干線與若干分支組成[4]。為了更好地和現(xiàn)有光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)予以融合，還需要對(duì)新型微波設(shè)備予以改進(jìn)。不管是設(shè)備功能、體積，還是組網(wǎng)方式、技術(shù)性能，均要跟隨通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行多層面的融合。其融合主要包括以下內(nèi)容：一是技術(shù)融合：利用一個(gè)硬件平臺(tái)融合PDH微波通信與SDH微波通信，在軟件控制下實(shí)現(xiàn)空中接口，保證在硬件設(shè)備沒有更新的情況下，實(shí)現(xiàn)空中接口容量的更改，只要通過軟件操作就可以設(shè)置成功，極大地節(jié)約了硬件設(shè)備升級(jí)成本[5]。二是設(shè)備融合：將原有的室內(nèi)單元（IDU）、數(shù)字配線架（DDF）、分插復(fù)用器（ADM）等功能予以融合，全部融入到IDU中。如圖2所示，在此IDU中，不僅具有連接天饋線的中頻接口，還有連接光纖傳輸設(shè)備的STM-N光纖接口，同時(shí)還可以直接開展FE、E1等業(yè)務(wù)，各個(gè)接口之間可以通過IDU的統(tǒng)一集成進(jìn)行業(yè)務(wù)調(diào)度。如果重新組合IDU業(yè)務(wù)板件，還可以形成樹型、星型、鏈型、環(huán)型等復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在微波系統(tǒng)退出網(wǎng)絡(luò)之后，IDU依然能夠繼續(xù)充當(dāng)光纖傳輸?shù)腗ADM設(shè)備，展開相應(yīng)的通信。在某種程度上而言，高度集成的IDU可以用新型交叉連接代替原來的轉(zhuǎn)接電纜，為系統(tǒng)的調(diào)試與維護(hù)提供了很大的便利條件。

2新型微波通信的關(guān)鍵技術(shù)

2.1編碼

自適應(yīng)調(diào)制編碼（AMC）在移動(dòng)通信中得到了廣泛應(yīng)用，根據(jù)信道質(zhì)量對(duì)編碼速率予以調(diào)整，以此來獲取較高的吞吐量。當(dāng)無線通信速率比較低的時(shí)候，信道估計(jì)相對(duì)準(zhǔn)確，AMC的應(yīng)用效果較好。隨著終端移動(dòng)速度的不斷加快，信道質(zhì)量已經(jīng)無法滿足信道的變化，在信道測(cè)量錯(cuò)誤的情況下，導(dǎo)致AMC調(diào)制編碼方式和實(shí)際情況不相同，影響了系統(tǒng)容量、吞吐量等性能指標(biāo)，值得相關(guān)人員進(jìn)行深入研究。

2.2多天線技術(shù)

在微波中繼通信系統(tǒng)中，分集接收得到了廣泛應(yīng)用，是對(duì)抗多徑衰落以及增強(qiáng)數(shù)字微波傳輸質(zhì)量的主要途徑。在SDH微波通信系統(tǒng)中，因?yàn)槎酄顟B(tài)調(diào)制方式的運(yùn)用，使得其對(duì)頻率選擇性衰落更加敏感，所以，為分集接收的普遍應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。分集技術(shù)就是為了削弱多徑衰落與降雨衰落的干擾，對(duì)不同的特性收信信號(hào)予以合成或者切換，從而得到良好信號(hào)的技術(shù)。在微波中繼通信系統(tǒng)中，分集技術(shù)主要包括四種：路由分集、角度分集、空間分集、頻率分集[7]。在移動(dòng)通信中，MIMO技術(shù)得到了普遍應(yīng)用，其是在發(fā)送端與接收端借助天線傳輸無線信號(hào)的一種技術(shù)，屬于一種智能天線。MIMO技術(shù)主要就是將用戶數(shù)據(jù)分解成若干并行數(shù)據(jù)流，在指定的寬帶內(nèi)由多個(gè)發(fā)射天線同時(shí)發(fā)射，經(jīng)過無線信道之后，由多個(gè)接收天線予以接收，結(jié)合各并行數(shù)據(jù)流的空間特征，對(duì)原有數(shù)據(jù)流予以解調(diào)。MIMO技術(shù)的核心內(nèi)容就是空時(shí)信號(hào)的處理，也就是借助空間天線對(duì)時(shí)間域、空間域信號(hào)進(jìn)行處理。MIMO技術(shù)可以有效提高頻譜利用率，在無線頻帶有限的條件下，獲取更高的傳輸速率，達(dá)到預(yù)期的業(yè)務(wù)效果。

3新型微波通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

衛(wèi)星通信論文范文第5篇

關(guān)鍵詞:通信電源；設(shè)備管理；設(shè)備維護(hù)；閥控式蓄電池

通信電源的基本任務(wù)是向通信設(shè)備提供不間斷的、符合質(zhì)量要求的電能。它作為通信網(wǎng)的“血脈”，是確保通信暢通的必要條件。要保證現(xiàn)代化通信網(wǎng)全程全網(wǎng)的暢通并做到高可靠、低電磁干擾，低功耗通信電源系統(tǒng)是基礎(chǔ)。

一、加強(qiáng)通信電源管理的專業(yè)化

隨著通信網(wǎng)裝備水平的逐步提高，電源也同樣處在大量引進(jìn)新設(shè)備、淘汰舊設(shè)備的時(shí)期，同時(shí)為配合維護(hù)體制全專業(yè)、大配套的改革，用了許多新的維護(hù)手段，出臺(tái)了許多新的維護(hù)管理辦法。所以在通信網(wǎng)的各級(jí)管理層次及建設(shè)、維護(hù)方面都應(yīng)該有獨(dú)立的電源專業(yè)管理機(jī)構(gòu)和人員。因?yàn)橥ㄐ烹娫床粌H是一個(gè)專業(yè)，而且是一個(gè)包括多種系統(tǒng)和學(xué)科的大專業(yè)，由其他專業(yè)的人員來兼管電源專業(yè)是不科學(xué)的，也是不專業(yè)的。因此，要管理和維護(hù)好現(xiàn)代化通信網(wǎng)，電源專業(yè)同其專業(yè)一樣存在著維護(hù)人員素質(zhì)、水平亟待提高的問題。要解決這一問題可以采取以下一些措施:

加強(qiáng)日常及定期管理，根據(jù)新設(shè)備、新技術(shù)的采用及新的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)重新制定和完善各項(xiàng)規(guī)章制度。

在新建工程時(shí)，要從工程設(shè)計(jì)、方案會(huì)審、工程實(shí)施到驗(yàn)收竣工各個(gè)階段積極參與和把關(guān)。繼續(xù)搞好技術(shù)練兵，加大培訓(xùn)力度。引進(jìn)電源專業(yè)的高素質(zhì)人才。

二、加強(qiáng)通信電源安全可靠運(yùn)行的管理與維護(hù)

通信電源安全可靠運(yùn)行是由多種因素和環(huán)節(jié)所決定的，它與設(shè)備質(zhì)量、工程勘察與設(shè)計(jì)、運(yùn)行方式選擇、建設(shè)管理、運(yùn)行維護(hù)管理等各環(huán)節(jié)相關(guān)。其中對(duì)于設(shè)備選擇、方案設(shè)計(jì)、工程管理等環(huán)節(jié)尤其要加強(qiáng)重視和管理。一個(gè)先天不足的通信電源系統(tǒng)將造成通信安全的巨大風(fēng)險(xiǎn)和后期人力、物力、財(cái)力的巨大重復(fù)投入。

2.1動(dòng)力電源

動(dòng)力電源設(shè)備是所有通信設(shè)備運(yùn)行的動(dòng)力之源，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響到通信業(yè)務(wù)能否有效提供。在日常設(shè)備運(yùn)行中，常存在高壓電源單引入、逆變電源不穩(wěn)定、UPS應(yīng)用不當(dāng)?shù)葐栴}，為此應(yīng)做好以下工作:

機(jī)房的高壓宜采用雙回路供電，即兩路不同的變電站輸入，以確保供電不間斷。對(duì)于給機(jī)房通信設(shè)備供電的交直流電源列頭柜，也應(yīng)采用雙路供電，以保障業(yè)務(wù)設(shè)備用電安全。

逆變電源與整流電源應(yīng)采用一體化設(shè)備，以保障安全供電，易于監(jiān)控，同時(shí)可減少設(shè)備投資，降低維護(hù)工作量。目前，一些通信機(jī)房為部分設(shè)備提供220V交流電時(shí)，采用2KVA～6KVA的UPS(另帶有220V蓄電池組)供電，單機(jī)工作不可靠，成本高。建議使用逆變且與整流功能一體化的電源設(shè)備，其結(jié)構(gòu)為:在整流電源機(jī)架的空余子框中插入1KVA～1.5KVA逆變模塊，1個(gè)子框一般插3～4個(gè)，逆變模塊均流輸出，實(shí)現(xiàn)N+1容量冗余，這樣不會(huì)因某個(gè)模塊出現(xiàn)故障而影響正常供電。逆變模塊的運(yùn)行監(jiān)控由整流電源的監(jiān)控模塊統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)，從而可節(jié)省機(jī)房空間。由于共用原有的-48V蓄電池組，省去了UPS必須另帶其他型號(hào)電池組的費(fèi)用(以16個(gè)單體65AH電池為一組，約需1.5萬元)及其維護(hù)，并減少了動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)(約需0.4萬元)，6KVA的逆變器(4個(gè)1.5KVA模塊)比同容量UPS少2萬元，因此1個(gè)機(jī)房就可減少建設(shè)投資及運(yùn)行維護(hù)成本約4萬元，同時(shí)可大幅度減少維護(hù)工作量，設(shè)備運(yùn)行也更安全可靠。同時(shí)建議在機(jī)房新建通信項(xiàng)目時(shí)，不應(yīng)另購(gòu)小的UPS/逆變器，而應(yīng)使用機(jī)房原有的大UPS交流電源，以保障設(shè)備用電可靠，減少故障環(huán)節(jié)。

2.2蓄電池

蓄電池作為直流(直流系統(tǒng))或交流(UPS系統(tǒng))不間斷供電的保證，在整個(gè)系統(tǒng)中最為關(guān)鍵。電池不但在交流系統(tǒng)或整流器出現(xiàn)問題時(shí)保證不間斷供電，而且還要在市電正常轉(zhuǎn)換時(shí)提供保證。如果電池喪失容量，即使對(duì)前端的交流高低壓系統(tǒng)、整流系統(tǒng)等配置管理得再好，在一次正常的市電轉(zhuǎn)換中，都可能造成失電而引致通信故障。因此，應(yīng)把蓄電池的維護(hù)管理作為一項(xiàng)重點(diǎn)工作來抓。目前閥控式密封蓄電池以其體積小、電壓穩(wěn)定、無污染、重量輕、放電性能高、維護(hù)量小等特點(diǎn)，而成為通信電源系統(tǒng)的首選電池。但在實(shí)際使用中，達(dá)不到理論預(yù)期壽命的比比皆是。

2.2.1影響閥控式蓄電池使用壽命的主要因素

閥控式蓄電池全浮充正常使用壽命在10年以上，理論上可到20年，但在實(shí)際使用中，影響閥控式蓄電池使用壽命的因素很多，主要有:

環(huán)境溫度。環(huán)境溫度過高對(duì)蓄電池使用壽命的影響很大。溫度升高時(shí)，蓄電池的極板腐蝕將加劇，同時(shí)將消耗更多的水，從而使電池壽命縮短。蓄電池在25℃的環(huán)境下可獲得較長(zhǎng)的壽命，長(zhǎng)期運(yùn)行溫度若升高10℃，使用壽命約降低一半。

過度充電。長(zhǎng)期過充電狀態(tài)下，正極因析氧反應(yīng)，水被消耗，H+增加，從而導(dǎo)致正極附近酸度增加，板柵腐蝕加速，使板柵變薄加速電池的腐蝕，使電池容量降低；同時(shí)因水損耗加劇，將使蓄電池有干涸的危險(xiǎn)，從而影響蓄電池壽命。

過度放電。蓄電池過度放電主要發(fā)生在交流電源停電后，蓄電池長(zhǎng)時(shí)間為負(fù)載供電。當(dāng)蓄電池被過度放電到其電壓過低甚至為零時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部有大量的硫酸鉛被吸附到蓄電池的陰極表面，在電池的陰極造成“硫酸鹽化”。硫酸鉛是一種絕緣體，它的形成必將對(duì)蓄電池的充、放電性能產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，因此在陰極上形成的硫酸鹽越多，蓄電池的內(nèi)阻越大，電池的充、放電性能就越差，蓄電池的使用壽命就越短。

2.2.2閥控式蓄電池的正確使用和維護(hù)

蓄電池應(yīng)放置在通風(fēng)、干燥、遠(yuǎn)離熱源處和不易產(chǎn)生火花的地方，安全距離為0.5m以上。在環(huán)境溫度為25℃～0℃內(nèi)，每下降1℃，其放電容量約下降1%，所以電池宜在15℃～20℃環(huán)境中工作。

要使蓄電池有較長(zhǎng)的使用壽命，應(yīng)使用性能良好的自動(dòng)穩(wěn)壓限流充電設(shè)備。當(dāng)負(fù)載在正常范圍內(nèi)變化時(shí)，充電設(shè)備應(yīng)達(dá)到±2%的穩(wěn)壓精度，才能滿足電池說明書中所規(guī)定的要求。浮充使用的蓄電池非工作期間不要停止浮充。

必須嚴(yán)格遵守蓄電池放電后，再充電時(shí)的恒流限壓充電恒壓充電浮充電的充電規(guī)律，條件允許的最好使用高頻開關(guān)電源型充電裝置，以便隨時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行智能管理。

新安裝或大修后的閥控式蓄電池組，應(yīng)進(jìn)行全核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)，以后每隔2～3年進(jìn)行一次核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)，運(yùn)行了6年的閥控式蓄電池，每年作一次核對(duì)性放電實(shí)驗(yàn)。若經(jīng)過3次核對(duì)性放充電，蓄電池組容量均達(dá)不到額定容量的80%以上，可認(rèn)為此組閥控式蓄電池壽命終止，應(yīng)予以更換。

結(jié)語

雖然通信電源不是通信網(wǎng)的主流設(shè)備，但它卻是整個(gè)通信網(wǎng)中最重要、最關(guān)鍵的設(shè)備。必須看到，通信電源是整個(gè)通信網(wǎng)的能量保證，它的作用是整體性和全局性的。在日常維護(hù)工作中，要引起足夠的重視，明確工作重點(diǎn)，抓住工作重心，確保重點(diǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，減少因電源引起的通信故障，降低故障的影響程度，從而確保通信網(wǎng)的安全暢通。

參考文獻(xiàn):