卫星通信论文范文1
半物理仿真平台的建立采用.NET环境下应用C#编程语言设计具有Windows风格的人机交互半物理仿真平台。通过各个模块的点击模拟操作，可以很好地实现用户对仿真模型的智能化运动控制，并且在完成仿真运动后，读取并记录显示卫星通信机动站运动过程的所有状态位置信息以及虚拟传感器的测距数据，最后生成仿真动画，达到直观的效果，虚拟场景测得的数据最终和真实环境中的实物所得数据进行比较，从而验证智能化控制算法的合理性、适用性。上位机用户平台包括虚拟现实展示、DLL调用测试、卫星通信机动站控制器半物理仿真通讯平台、状态信息的记录与读取、传感器测距信息的记录与读取，状态信号实现卫星通信机动站的虚拟现实运动动画的展示，人机交互半物理仿真平台，如图2所示。
2卫星通信机动站动力学模型的建立
Maplesim是一个多领域物理建模和仿真工具，它提供了一个三维可视化的环境建模以及动画显示仿真结果，在这种环境下，可以通过简单且直观的方式搭建各种复杂系统的模型，还可以可视化分析仿真结果。在Maplesim中能将建立好的模型转换到C代码中，可以在其他应用程序和工具中使用此C代码。在3D可视化建模环境下可以快捷、方便且直观地创建所需要的动力学仿真模型，之后将模型转生成C代码，在VC++环境下编译C代码生成动力学模型的DLL文件，这样可以方便其他应用程序的调用仿真。本研究基于.NET开发平台采用C#语言编写上位机仿真用户界面，进而对生成的DLL文件进行调用。半物理仿真系统开始执行，给定一个初始时间t0（初始值），每次经过t时间后，对动力学模型DLL文件进行调用，从卫星通信机动站的动力学模型DLL中输出第一个状态信号，将这个状态参数传递给卫星通信机动站控制器实物，控制器中对输入的状态参数完成控制算法后将再次发出控制信号并传递给C#软件环境，再经过t时间，再次调用DLL中的动力学模型。此时卫星通信机动站动力学模型的DLL输出第二个状态信号。如此循环反复执行此过程，如图3所示，形成了一个闭环的半物理仿真系统。
3半物理仿真系统设计
卫星通信机动站半物理仿真系统主要由人机交互操作界面、STM32控制器、信号转换器、数据采集系统以及PC机中的卫星通信机动站动力学模型5部分组成。以STM32控制器为核心的卫星通信机动站半物理仿真系统本身是一个闭环系统，在仿真通讯过程中，由卫星通信机动站控制器实物发出控制信号，控制信号模拟量经过信号转换器转换成数字信号，再通过USB虚拟串口通讯传递给PC机，PC机则调用WindowsAPI（Windows系统中可用的核心应用程序编程接口）对数字信号进行接收。PC机将接收到的信号再调用C#软件环境的动力学仿真模型，最后输出一个状态信号。PC机再将输出的状态信号通过WindowsAPI接口发送出去，状态信号经过USB虚拟串口传递给信号转换器。信号转换器将状态信号数字量转换成模拟量后传给卫星通信机动站控制器，在控制器中完成控制算法后，重新输出新的控制信号。此控制信号再经信号转换器PC机动力学模型的DLL，最终返回状态信号，如此循环地执行就形成了一个闭环的半物理仿真系统［4-5］，如图4所示为半物理仿真系统框图。
4硬件系统的构建
卫星通信机动站的智能化控制是一个复杂的运动控制系统，其具有多自由度、多传感器、多驱动器、多运动形态的特点，对卫星通信机动站在现实运动过程中的多个传感器的输出模拟量数据进行采集，同时采用SPI串口通讯、蓝牙无线通讯的方式将数据传递给PC机上位机软件用户界面，以数据和虚拟动画相结合的方式直观地显示卫星通信机动站的实时运行状态。采用ADAS3022数据采集系统采集传感器数据，经ADAS3022的数字接口SPI与MCU选用的STM32芯片内部自带的SPI通讯，并且可实现内部自带的ADC（模/数转换器）进行信号转换，再通过HC-05嵌入式蓝牙模块与PC机进行通讯，如图5所示为系统总体设计方案。硬件系统设计了一个完整的5V单电源、8通道、多路复用的数据采集系统，可以集成用于工业级信号的可编程增益仪表放大器（PGIA）［6］。如图6所示为数据采集系统电路原理图。数据采集系统主要是以ADAS3022芯片为核心设计的，ADAS3022芯片上具有完整的DAS，它可以以最高1MSPS转换速率进行转换，能够接受的最大输入信号范围最高可达±24.576V的差分模拟输入信号。与传统的数据采集相比，在标准的数据采集方案中都会涉及到信号缓冲、电平转换、放大、噪声抑制以及其它模拟信号调理等，但是在ADAS3022中则无需这些辅助调理电路。这样一种高性能的核心芯片的应用，简化了具有高精密16位数据采集系统的设计难点，降低了成本。此外，在外观上，它具有更小的外形尺寸（6mm×6mm），40引脚的LFCSP封装；在性能方面，它可以提供最佳的时序和噪声性能，工作温度跨度-40℃到+85℃的工业温度范围［7-8］。此电路系统采用ADAS3022、ADP1613、ADR434和AD8031精密器件的组合，可同时提供高精度和低噪声性能。
5结语
卫星通信论文范文2
2013年11月15日，通用动力C4系统公司宣布，通过移动用户目标系统赤道地区的卫星，该公司的一对AN/PRC-155单兵电台成功实现了语音和数据呼叫。该软件定义电台配有移动用户目标系统波形。无论是从北极还是南极的高纬度地区，连通地球赤道静止卫星都是一个难题，因为这些卫星靠近地平线。由于地球是扁圆的球体，在两极地区它会变平，因此，地球表面某些区域看不到赤道上的卫星。“在几近结冰的温度下，在刺骨的北极寒风里，在地球纬度最高地区，唯有PRC-155单兵电台才能连接移动用户目标系统，安全传送语音和调用数据。”通用动力C4系统公司总裁克里斯•麻兹利这样评价该系统。这次验证展示活动于2013年10月中旬进行，涵盖通用动力公司所描述的多种真实场景，包括在阿拉斯加州安克雷奇和巴罗的固定地点，以及绕整个北极圈飞行的飞机。该公司称，除了5名参加试验的人员进行了电话会议，这种双通道AN/PRC-155电台还完成了多重一对一语音通话和数据调用。在演示中，数据调用速率达到了64kb/s。通用动力公司进行过多次测试活动，将该公司的单兵携带和手持电台连通移动用户目标系统。2013年10月份的这次测试为其最新的一次。而在2013年8月，该公司成功通过AN/PRC-155电台将AN/PRC-154“步”电台与移动用户目标系统的一架航空器连通。之前的4月份，该公司基于2012年2月第一次通信验证展示，通过移动用户目标系统完成了电台对电台的语音和数据测试。2012年的演示只是使用卫星模拟器以及装载移动用户目标系统波形的AN/PRC。
2.哈里斯公司“猎鹰”III
哈里斯公司宣布，该公司的AN/PRC-117G“猎鹰”III多波段单兵电台于2013年12月2日与移动用户目标系统卫星成功连通。接下来，该公司又在北极圈进行测试，将“猎鹰”III电台装在一架货运飞机上从阿拉斯加飞往北极，然后返回。北极圈地区当前使用的是甚高频系统。根据该公司提供的数字，有多达30000台的AN/PRC-117G电台可以升级使用移动用户目标系统波形软件。
3.Alico公司相控阵终端
尽管相控阵天线在雷达应用中很常见，但是在通信领域相对少见。然而，Alico系统公司已经在其宽带分布式孔径移动卫星通信系统终端中植入相控阵天线技术，并于2013年6月公布了技术详情。这种X波段系统显示，4个小型矩形平板式天线安装在M1“艾布拉姆斯”坦克和M2“布雷德利”步兵战车车体顶部四周以及MaxxPro防地雷反伏击车的出入口四周。对宽带移动卫星通信相阵天线而言，这种设计考虑非常周全，因为它并没有在车辆的可视部位增加设备，这样就可避免炮塔或者车辆上的货物阻挡信号，也可防止在非常传统系统的突出部分遮挡信号。这就意味着它能在0°～90°的全半球覆盖，从而实现0°～360°连续的全方位覆盖。借助电子束自动转向功能，该系统实现了自动操作，其电子束可以在100Hz频率上指向并跟踪卫星。也就是说，该系统每秒要计算该卫星的相对位置100次。分布式相阵天线还解决了“钥匙孔”（keynole）以及“常平架自锁”（gimballock）问题。前者是稳定电子机械天线系统的难题。由于俯仰角不到90°，这样在顶点处就会有一片空域无法被天线光束覆盖。后者的问题在于其天线系统俯仰角>90°、<180°，所以当常平架达到其仰角极限时，方位转台必须旋转180°才能继续跟踪，因而不能平滑跟踪经过其顶点的卫星。宽波束可以缓解这个问题，但是高增益天线都是窄波束，必须要有所取舍。在相控阵天线覆盖重复区域，可以通过电子方式轻松解决。由于设计之初就是为了解决移动中的语音、数据以及流视频问题，这种全双向系统可以用于很多卫星通信系统，比如美国的全球宽带卫星通信系统（WGS）和XTAR系统、西班牙卫星系统（SpainSat）以及英国的天网卫星系统（Skynet）。该系统采用115V交流电或28V直流电，功耗700W，重68kg。
4.埃尔比特公司
2013年9月，以色列艾尔比特公司（Elbit）在伦敦国际防务展上展示了基于MSR-2000系列的下一代天线Elsat2000E。该天线采用新型被动波导平面面板技术，能够全面覆盖Ku波段。该公司称Elsat2000E技术性能有了巨大提升，大大超越了采用印刷电路多成分平板技术的Elsat2000。Elsat2000E新型天线直径50cm，重15kg，性能和效率是Elsat2000的两倍。埃尔比特公司称其具有30Mb/s的下行速率和5Mb/s的上行速率。该公司强调该系统有个关键特性，即它有先进的三重跟踪机制，具备100°仰角能力，因而可以提升移动中的跟踪和重新锁定性能。该公司声称该系统的G/T比为7dB/K，而这是信号噪声比方式，是天线能够接收的信号。该比值越大，从背景噪音中提取微弱信号的效果就越好。和Elsat2100相似，2000E也集成了该公司的InterSky4M军用战术卫星通信系统平台，能够在视线内、视线外以及超越地平线模式下，提供“无缝”宽带连接。该系统在机械扫描中结合平板相阵技术，最大限度提升了覆盖角度。它能够达成360°全覆盖，俯仰角度从0°～100°，这是其他系统做不到的。通常情况下，天线系统会采用碟状天线，这是因为其增益很好，但是由于高度原因极易被探测到。
5.Ibetor公司X波段终端
2014年2月28日，西班牙Ibetor公司在华盛顿哥伦比亚特区2014卫星展上推出了新型的X波段Ib-Stom100X终端，其特点就是低矮不易探测。由于该终端高度只有20cm，该天线系统实现空气动力的高效能和自由调整(discretion)，同时还能在极端地形情况下高效可靠连通。Ib-Stom100X专为舰船、飞机和地面车辆设计，加入了Ibetor公司设计的天线控制单元（ACU），包括惯性单元（IMU）、同千赫兹双GPS接收器、三轴陀螺仪、加速计和磁力计。通过这种组合，该系统号称指向精度提高0.3!，能在移动车辆上获取卫星信号并能“瞬时”再次找回。能做到这一点，部分原因是由于该系统使用的软件程序始终让机械扫描天线指向卫星位置，即使信号受到遮挡仍旧如此。其关键参数为瞬间频率500MHz、G/T比7.5dB/K以及波束中心上行速率高达8Mb/s。依据不同配置，其重量从75～85kg不等。根据Ibetor公司的信息，该系统已在西班牙军队服役。
6.Indra公司
西班牙的Indra公司提供了备选方案，它的Sotm解决方案运行在X和Ku波段上，使用低矮天线，并集成惯性导航。通过IP电台和骨干能力，该系统的卫星通信可为旅、营一级的巡逻部队提供服务。该系统经过专门设计，可用于任何车辆，甚至可用于小型船只。另外，其可选方案还包括Ku波段扩展频率（13.75～14.5GHz）、加密、运行时间20min的不间断电源，还可载有发电机，能够提供10h电力供应。
7.吉拉特卫星网络公司
就在Ibetor公司推出低矮天线终端之后，以色列吉拉特卫星网络公司（Gilat）也紧随其后，于2014年3月11日推出了“低矮光线卫星隐形光线（RaySatStealthRay）300X-M”。该系统经过专门设计，可与任何X波段卫星配套使用，可用于全球宽带卫星通信系统（WGS）以及崎岖道路行驶的车辆。它集成了多种动作传感器，可以进行准确跟踪、在最短时间获取信号以及能够“瞬间”再次找回信号。该系统经过设计，可以轻易装到未经改装的车辆上。它包含一个外置天线，长55.6cm、宽49cm、高25cm、重15kg。另外，它还有内置天线控制单元（ACU），重4.5kg。但是，由于它可以和集成MLT-1000调制解调器一起使用，故不必安装天线控制单元。吉拉特公司新产品的G/T比为2dB/K，传输和接收增益分别是23和25dBi，其接收频率为7.25～7.75GHz，传输频率为7.9!8.4GHz。SR300系列还包括用于Ku波段和Ka波段的低矮天线。
8.DRS技术公司X46-V认证
2013年5月，随着DRS技术公司的X46-V终端获得认证，允许用于美国国防部高性能卫星网络，该公司已能提供X-波段，为更多的偏远、分散的军事单位提供接入全球信息网络（GIG）。该认证由美国国防部联合卫星通信工程中心和美国陆军战略司令部颁发，从而允许X46-V用户接入全球宽带卫星通信系统（WGS），其语音、数据和视频传输速率高达6Mb/s。除了美国部队，澳大利亚、加大那、丹麦、卢森堡、荷兰以及新西兰军队都可以使用该系统卫星。另外，由于可以运行K-y以及Ka波段，该系统能为其它商业和军事卫星提供更大灵活性和冗余能力。该公司还于2013年8月27日宣布，其L-3Linkabit可以提供系列移动卫星通信终端，刚刚升级了Alsat永久移动地球站许可证，可以在美国境内以及其它商业航空器上使用其Ku波段终端。该证书允许的终端包括L-3DatronFSS-4180-LP（0.33×0.46m）、FSS-4180-LC小型孔径天线（圆周长0.46m），还包括LinkabitMPM-1000网络中心IP卫星通信调制解调器。美国陆军的“战术级作战人员信息网”（WIN-T）以及美国海军陆战队的“移动网络”中都采用了L-3终端。
9.全球移动网络主动布局系统
Elexis公司宣布，在成功将全球移动网络主动布局系统（Gnomad）集成到“斯特赖克”装甲车辆之后，公司又将这一经受战斗考验的系统扩展到另一美军的重要平台，并在美国乔治亚州本宁堡的美国陆军第7远征作战试验部队完成安装。全球移动网络主动布局系统易于安装，并且不需要对现有车辆进行改造。该系统包括卫星天线、RF组件以及几代模块底盘，使其可以安装在美国军用产品目录内以及商业用等车辆上，比如“悍马”等。该低矮型天线尺寸为45×35×7in（合114.3×88.9×17.78cm），重量不到25kg，可用于商业和军事卫星。由于采用开放式架构，该系统可以和许多视线内电台以及卫星调制解调器共用，并通过解调器实现全双向语音、数据和视频通信。通过和超高频或甚高频电台配合，比如和“单信道地面及机载无线电系统”(Sincgars)以及嵌入式GPS共用，该系统能够在运行图像中直接嵌入跟踪蓝军数据。该系统传送频率为14.0～14.5GHz、接收频率为17.7GHz或11.7～12.75GHz，速率分别高达512kb/s和2Mb/s。在30°仰角、23℃情况下，G/T值最低为8dB/k。
10.罗克韦尔•柯林斯公司
罗克韦尔•柯林斯瑞典通信技术公司的终端和萨博公司的四轴稳定平台结合，从而产生了一种新型的移动卫星通信终端，既可适用崎岖路面也可用于海上。它可以安装到轻型越野车辆和小型船只上，也可以安装在指挥所车辆和中型滨海船只上。这些应用由于速度快、颠簸剧烈、移动幅度大，建立和保持卫星连接非常困难。但是，该系统可以轻易解决这些问题，在高海况下时速高达50节以及崎岖地形下速度超过40km/h，它都能在1s内自动恢复丢失的连接，同时宽带通信速率可达10Mb/s。该系统全重约140kg，在20°仰角、11.0GHz情况下，G/T值为19dB/K。
11.泰利斯公司
卫星通信论文范文3
跟踪系统由基本形式均由天线、馈源、接收设备（或计算机）、伺服控制单元等组成。按照天线跟踪目标的方式分类有：①手动跟踪②程序跟踪③自动跟踪
1、手动跟踪
手动跟踪是指根据经验或预知的目标位置数据（如卫星轨道位置）随时间变化的规律，用人工按时调整天线的指向，或者是根据收到信号的大小用人工方式操纵跟踪系统，使其接收最强的信号(用频谱仪或接收机监视)。手动跟踪可以每隔一段时间进行一次。手动跟踪系统由天线、频谱仪（或接收机）、伺服控制器等组成。手动跟踪设备最为简单，可应用于地面站小口径天线对同步卫星的跟踪等指向精度和实时性要求较低的场合。
2、程序跟踪
将卫星的星历数据和天线平台地理坐标和姿态数据一并输入计算机，计算机对这些数据进行处理、运算、比较，得出卫星轨道和天线实际角度在标准时间内的角度差值，然后将此值送入伺服控制器，驱动天线，消除误差角。不断地比较、驱动，使天线一直指向卫星。程序跟踪可以应用在地面或车载小口径天线对卫星的跟踪。由于地球的密度不均匀和其他干扰的影响，星历数据会随着时间有小的变化，一般很难计算出长时间的精确轨道数据。从而进行长时间的跟踪会有积累的误差。
3、自动跟踪
自动跟踪是指根据地球站天线接收到卫星所发的信标信号，通过变频、放大输入跟踪接收机，检测出俯仰和方位误差信号，根据误差信号大小和方向由伺服控制器驱动天线转台系统，使天线自动地对准卫星。这种跟踪方式没有误差积累，可以长时间连续跟踪。由于卫星位置受影响的因素太多，无法长期预测卫星轨道，故目前大、中型地球站主要采用自动跟踪为主，手动跟踪和程序跟踪为辅的方式。按照自动跟踪原理和设备组成，自动跟踪可以具体分为三种体制：步进跟踪、圆锥扫描跟踪和单脉冲跟踪。
3、1步进跟踪
步进跟踪是指天线指向以一定的步进向接收电平增大的方向进行不断调整。步进跟踪是开环方式，跟踪精度较低，跟踪速度较慢。步进跟踪适用于要求跟踪速度较低的系统中，如漂移速度较慢的同步卫星的跟踪。其优点在于实现较为简单。
3、2圆锥扫描跟踪
圆锥扫描跟踪是把馈源绕天线对称轴作圆周运动，或把副面倾斜旋转。这样天线波束呈圆锥状旋转，当天线轴对准卫星时，地球站接收到的信标电平是一恒定值；当天线轴偏离卫星时，接收电平将有一个低频幅度调制。根据调制信号的幅度和相位检测出天线波束的指向误差。这种工作方式的优点也是设备较简单，缺点是馈源永远偏离抛物面的焦点，使天线增益下降。同时需要馈源持续的圆周机械运动，可靠性较差。跟踪时要得到一系列回波脉冲后，才能得到角误差信号，实时性稍差。
3、3单脉冲跟踪
单脉冲跟踪方式由天线馈源输出和信号与差信号，和、差射频信号经射频前端变换处理后送至跟踪接收机，并由跟踪接收机输出两路与天线电轴偏离卫星角度成正比的方位误差信号与俯仰误差信号到伺服控制单元，控制天线运动，完成对卫星的实时跟踪。单脉冲跟踪能从每个接收脉冲中得到完整的角误差信息，这种跟踪方式是一个闭环系统，具有实时性好，跟踪精度高的优点。根据通道数量的不同有单通道、双通道、三通道等三种不同的实现方式。三通道方式中天线接收到的信号，经过和、差网络处理后，产生和信号、方位差信号与俯仰差信号。通过三个通道传送到跟踪接收机进行跟踪处理。双通道方式是方位差信号与俯仰差信号正交相加后合成一个差信道，或者是采用高次模方式产生差信号，与和信道一起构成双信道。单通道方式是在双通道的基础上对差信号进行调制，调制后的差信号与和信号合路形成一个通道。
二、各种方式的比较与应用
在实际应用中，它构成由航天控制中心、测控站和专用通信网为主要内容的．对在轨航天器进行跟踪、测量、控制的综合专用技术网络，包括跟踪、遥测、遥控、实时计算、数据处理、监控显示和通信系统等。其功能是：对航天器进行跟踪测量，获取其运动参数和内部的各种物理、工程、宇航员生理以及侦察参数，监视其飞行和内部工作状态，为指挥、控制提供信息；对导弹和运载火箭实施控制，确保试验安全：对卫星实施控制，支持其正常运行；通过对实测数据的处理、分析，为评价航天器的技术性能和改进设计提供依据。
1、卫星地球站同步卫星的跟踪
在理想的条件下同步卫星的相当于地面的位置是固定的。但由于摄动的原因，卫星轨道存在漂移。为了能实时跟踪卫星的漂移，卫星地球站必须要使用跟踪系统。根据安装位置不同，地球站分为固定站、车载站、船载站和机载站，可以使用单脉冲（或圆锥扫描）跟踪和程序跟踪或同时使用。
卫星通信论文范文4
1.1系统网络结构从网络结构上，系统可划分为终端和综合信关站两大部分。终端包含用户识别模块，综合信关站由收发系统、业务控制系统、卫星信号监测管理、移动交换中心等网络部件组成，系统网络体系结构见图2。用户话音和数据通过业务信道在终端和信关站之间传输，当系统内部终端之间相互通信时，由信关站转发信号，传输路径经历了2跳卫星链路。当卫星终端与网外用户通信时，信号经历1跳卫星链路由信关站的移动交换中心GMSC（GatewayMobileSwitchingCenter网关移动交换中心）与PSTN、PLMN（PublicLandMobileNetworks公共陆上移动网络）和SMC（SortMessageCenter）建立连接。同步轨道卫星通信系统单跳延迟大约270毫秒。
1.2卫星移动终端SMT（SatelliteMobileTerminal）SMT是基于“北斗”的卫星移动通信试验系统的用户终端，用户使用SMT接入试验网得到所需的通信服务。为区别试验网内不同的用户，使用用户识别模块UIM（UserIdentityModule）予以识别。每个移动终端都有各自的卫星设备识别号SMEI（SatelliteMobileEquipmentIdentity）。每个移动用户都有自己的卫星移动用户识别号SMSI（SatelliteMobileSubscriberIdentity），分别存储在UIM上和SHLR（SatelliteHomeLocationRegister）上。
1.3综合信关站SGS（SynthesizeGatewayStation）
综合信关站由收发系统、业务控制系统、卫星资源监测与管理、移动交换中心等网络部件组成。
1.3.1收发系统GTS（GatewayTransceiverSystem）它受控于GSC，包含射频子系统和信道处理子系统。射频子系统完成卫星射频信号和中频或基带信号之间的转换功能，信道处理子系统完成信道调制/解调、帧处理、交织/解交织、编码/译码和信道映射等功能。它完成GSC与无线信道之间的转换，实现SMT和GTS之间通过卫星传输及相关控制功能。
1.3.2业务控制系统GSC（GatewayServiceControl）GSC是地面信关站的控制部分，它处于GTS和移动业务交换中心GMSC之间。一个GSC可以连接和控制几个GTS，在试验系统中只有一个GTS。它的主要功能是无线信道的管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，移动台切换管理，话务量统计等。
1.3.3卫星资源监测与管理SRMM（SatelliteResourceMonitor&Management）卫星资源监控与管理完成对卫星资源的监控与协调管理工作，包括了：卫星频谱与信号监测、卫星工作状况监测与系统管理、运行状况与工作模式管理、信关站与地面运控网进行信息交互与处理、天线与射频状态监视。
1.3.4移动交换中心GMSC(GatewayMobileServiceSwitchingCenter)移动业务交换中心由软交换SS（SoftSwitch）、AAA（AuthenticationAuthorizationAccounting）服务器、操作维护中心OMC（Operation&MaintenanceCenter）、卫星接入网关SAG（SatelliteAccessGateway）、地面接入网关TAG（TerrestrialAccessGateway）等实体组成。①软交换SS（SoftSwitcher）完成移动呼叫接续、控制、无线资源和移动性管理等功能，是卫星移动通信试验网的核心，同时也是与地面固网和实验网的接口设备。②AAA服务器认证：用户在使用网络系统中的资源时对用户身份的确认。授权：网络系统授权用户以特定的方式使用其资源。计费：网络系统收集、记录用户对网络资源的使用，以便向用户收取资源使用费用，或者用于审计等目的。AAA服务器含卫星归属位置寄存器SHLR（SatelliteHomeLocationRegister）与地面移动网的HLR类似，SHLR是用来存储本地用户位置信息的数据库，每个卫星移动用户必须在某一个SHLR登记，不同之处是试验网将卫星移动设备标识寄存器集成到SHLR之中。登记的主要内容有：用户号码、移动设备号码、位置信息、业务信息等。试验系统暂不考虑卫星访问位置寄存器SVLR（SatelliteVisitorLocationRegister），但设计时应该留有扩充的空间。③地面接入网关TAG地面接入网关实现与地面PSTN，PLMN和短消息中心的接口，信令转换，业务合成、分解、存储和传输的实体。地面接入网关实现试验系统与地面其它网络的多种业务转换和互通。④卫星接入网关SAG卫星接入网关是业务控制分系统GSC和移动交换中心GMSC的接口实体。⑤操作管理中心OMCOMC是网络拥有者对全网进行监测和操作的功能实体。
1.4系统接口定义
1.4.1UIM－SMT接口卫星移动终端SMT到用户识别模块UIM接口，SMT在注册、实现双向鉴权、加密、信息存储时要与UIM交互信息和数据。
1.4.2S－Um接口S－Um接口又称SMT－GS卫星空中接口，是卫星移动试验网的主要接口之一。对卫星移动通信而言，大部分信令都是和SMT相关，S－Um接口传递的信息包括了无线资源管理、移动性管理和接续管理等。S－Um接口与卫星移动通信试验系统采用的体制密切关联，相互决定。
1.4.3Am接口Am接口是信关站内部GTS和GSC之间的内部接口。
1.4.4A接口A接口是卫星地面信关站和GMSC之间的接口，该接口携带关于信关站的管理、呼叫处理和移动性管理等信息。采用SIP和RTP协议分别传输信令和业务数据，通过TCP/IP承载传输。
1.4.5R接口R接口为GMSC与AAA之间的接口，GMSC通过该接口向AAA服务器和SHLR查询被叫卫星移动用户的选路信息，以便确定呼叫路由，呼叫时对用户进行鉴权，并在呼叫结束时向AAA发送计费信息。试验系统的SHLR与信关站放在一起。
1.4.6P接口为综合信关站的地面接入网关与地面网络的接口，传递业务及控制信息。
1.5系统通信体制为了适应卫星资源，试验系统采用CDMA通信体制。前向信道（卫星到终端）和反向信道（终端到卫星）各占用不大于8MHz频谱带宽。见图3。前向和反向信道采用扩频方式，将2.4kbps的数据经成帧、编码、交织、加密处理后，由扩频序列将频谱展宽。前向信道由以下信道组成：PICH（PilotChannel）：前向导频信道，为参考信道，终端由它获取相干解调及同步信息；SCH（SynchronizationChannel）：同步信道，发送定时参数，系统参数；PCH（PagingChannel）：寻呼信道，用于寻呼用户，发送短消息和系统消息；BCH（BroadcastChannel）：广播信道，为终端提供广播业务；DSCH（ForwardDedicatedSignalChannel）：前向专用信令信道，传送专用信令，在通信过程中传输交换信令；TCH（TrafficChannel）：业务信道，承载语音和短消息业务，试验系统使用1～30条。反向信道由以下信道组成：RACH（RandomAccessChannel）：反向随机接入信道，用于终端发起呼叫、被叫和注册时传输信令；RTCH（ReversedTrafficChannel）：反向业务信道，承载语音和短消息业务；RDSCH：（ReversedDedicatedSignalChannel）：反向专用信令信道，用于通信过程中交换信令。前向信道采用正交的Walsh码区分用户和控制信道，码片速率4.9152Mcps，调制方式为QPSK，信道编码为1/3卷积编码。反向信道采用随机码区分用户，码片速率4.9152Mcps，调制方式为HPSK，信道编码为1/3卷积编码。
2系统工作原理
系统的工作原理见图4。用户终端对语音、数据、短消息进行信息处理、基带处理、射频处理形成频率为L的射频信号后，由天馈单元发向卫星。卫星接收到用户所发的信号后，进行放大、变频、滤波等处理，经C波段天线发向信关站。在综合信关站中，由专用C波段天线接收卫星发来的入站信号，经低噪放、下变频处理成中频信号（70MHz），经中频分路后送往两个16路解调器，解调后数据接入本地局域网，通过信令处理与软交换完成与对方用户的连接，建立通信信道。信息经信关按协议处理后送往交换机，交换机将数据送往两个16路调制器，调制器完成对数据的信息处理、基带处理、扩频调制后，形成中频为70MHz的已调合路信号（2个中频，各含16路），送往中频合路器，合路后经上变频处理成S波段信号，经高功率放大（HPA）后，由S波段天线发向卫星。卫星收到信关站所发的信号后，进行放大、变频，处理成频率为L1/L2的射频信号发向用户。用户端接收到卫星所发来的微弱信号后，经低噪放（LNA）、变频处理成频率为70MHz的中频信号，经解调、信道处理、信息还原后得到对方所发的语音、数据、短消息等信息格式。终端接入流程举例，见图5。
3结束语
卫星通信论文范文5
关键词：北斗卫星导航系统，船舶动态管理，船岸通信
概述
北斗卫星导航系统﹝BeiDou（COMPASS）Navigation Satellite System﹞是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。系统将建成独立自主、开放兼容、技术先进、稳定可靠的覆盖全球的北斗卫星导航系统，形成完善的国家卫星导航应用产业支撑、推广和保障体系，推动卫星导航在国民经济社会各行业的广泛应用。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成，空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，地面段包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站，用户段包括北斗用户终端以及与其他卫星导航系统兼容的终端。
北斗卫星发展历程
卫星导航系统是重要的空间信息基础设施。我国高度重视卫星导航系统的建设，一直在努力探索和发展拥有自主知识产权的卫星导航系统。2000年，首先建成北斗导航试验系统，使我国成为继美、俄之后的世界上第三个拥有自主卫星导航系统的国家。论文写作，船岸通信。该系统已成功应用于测绘、电信、水利、渔业、交通运输、森林防火、减灾救灾和公共安全等诸多领域，产生显著的经济效益和社会效益。为更好地服务于国家建设与发展，满足全球应用需求，我国启动实施了北斗卫星导航系统建设。
1995年正式启动工程研制。
2000年10月和12月，两颗工作卫星先后发射成功。
2003年1月1日正式投入使用。
2003年5月第三颗“北斗一号”导航定位卫星（备份星）发射成功。论文写作，船岸通信。
3.“北斗一号”卫星组网方式
“北斗一号”系统是一种新型、全天候、区域性的卫星导航定位系统。系统由三颗（两颗工作卫星、一颗备用卫星）北斗定位卫星（北斗一号）、地面控制中心为主的地面部份、北斗用户终端三部分组成。
4.北斗卫星覆盖范围
“北斗一号”系统服务区: 东经70度~东经145度;北纬5度~北纬55度, 覆盖我国沿海和周边海域。
5.北斗卫星导航系统在船舶动态管理及船-船、船-岸通信方面的应用
使用北斗卫星导航系统的定位和短报文通信功能，可以实现：(1) 船舶动态回报，回报频率5次/分钟。 (2) 船-船短报文通信。安装了北斗终端的船舶可以实现相互的短报文通信。论文写作，船岸通信。 (3) 船-岸短报文通信。陆地用户可以利用普通手机与船载北斗终端进行相互的短报文通信。论文写作，船岸通信。
使用船众网（www.manyships.com）实现船舶动态管理和船-岸短报文通信管理，具体是： (1)船队动态监控。在电子海图、气象传真图、地图或卫星遥感图上显示船队所有船舶通过船载北斗终端或AIS回报的位置和动态信息。(2)船舶查询：通过输入船名、呼号、IMO 编号或MMSI， 可以查找某条船舶的实时动态，并将它及其附近的船只信息叠加显示在电子海图上。(3)船舶跟踪。用户设定一条船舶，系统将自动跟踪这条船舶，一直将它显示在电子海图上，并显示它的尾迹。(4)船舶历史位置或轨迹查询。可以查询过去某一时刻某条船舶的位置和状态，也可以查询某段时间内某条船舶的航行轨迹。 (5)船舶动态订阅。可根据用户订阅，将船舶的抵达和离开事件或船舶的位置信息通过电子邮件和手机短（ 彩） 信发送给用户。 (6)北斗短信功能。包括给北斗船站群发或选发短信、短信发送失败提示、已发或已收短信保存等。论文写作，船岸通信。(7)地标查询功能。输入一个地理名称，可直接在电子海图上定位该地标。(8)手机登陆。利用手机登陆船众网，也可对船队进行监控。
系统可为用户提供一种方便的船舶动态信息获取手段，将一改传统的被动等待船舶动态信息（船位报）的处境，全面主动地掌握航行船舶的动态, 并据此科学地组织有关业务操作（如调整靠泊计划）或核准有关信息（如海事过程与责任判析）。因此，本系统可在一定程度上提高船舶动态监控的效率和便利性，促进船岸之间以及公司内部信息交换，提升船舶安全生产管理水平；另一方面，本项目可显著提高航运有关物流作业的连接度，从而在一定程度上提高公司经济效益。与AIS监控相比，北斗卫星导航系统可拓展船舶动态监控的地理范围，可完全覆盖东海救助局的救助范围。与Inmarsat通信方式相比，北斗卫星导航系统的通信费用更为低廉。论文写作，船岸通信。利用北斗船载终端，可实现救助船之间的全天候短信通信。无论用户所处何地，只要能上网或能用手机，即可对船队进行监控和通信。
6.发展前景与展望
“北斗二号”卫星导航系统将于2011年前后建成。系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，定位精度提高到10米，授时精度为50纳秒，测速精度0．2米／秒。 “北斗二号”卫星导航系统将克服“北斗一号”系统存在的缺点，同时具备通信功能，其为目前船舶导航和通信设备的一个有力的补充，相比海事卫星的通信成本大大降低。随着航运界的快速发展，各船公司对船舶动态管理的需求的增强，船舶监控和船舶便捷通信必然成为船舶管理的必须途径，因此该系统在船舶管理和通信方面也将会有更加广泛的应用。
参考文献(References)
[1]我国成功发射第四颗北斗导航卫星.《全球定位系统》,2010年,第35卷(第3期)
[2]我国的北斗卫量导航系统.《时事资料手册》2010年第4期
[3]船众网--WEB船舶动态监控与查询系统.www.manyships.com.
卫星通信论文范文6
【关键词】 民航领域 通信卫星 通信技术 分析探究
随着社会的发展，科技突飞猛进，无线通信技术在生活与生产中得到了极大的应用。而在民航领域，卫星通信技术更是大放异彩。相较于传统的通信技术，卫星通信技术具有抗干扰能力强、传输稳定高效的性能优势，不仅是在民航中，在其他行业与发展领域中都备受青睐。研究卫星通信技术在当今具有十分重要的意义。
一、卫星通信技术的概念性定义
所谓的民航中卫星通信技术主要指各个地球站与航天器之间进行信号传输与交流的无线通信，卫星通信技术包括四个大方面，分别是卫星中继通信、卫星移动通信技术、卫星固定的通信技术及卫星直接的广播。前者主要建立地球站与航天器之间联系，后三者主要是地球站之间相互信息传输的通信技术。目前比较成熟的是微波中继通信技术，尺寸上更加迷你袖珍。卫星通信技术的优势是十分明显的，不根据距离进行成本消费，摆脱地理环境的客观制约，传播方式是广播的形式，卫星覆盖的地方都能传输到信号，实现无障碍传输，此外，其容量比较大，进行大量资源信息的存储与中转。在使用中具有灵活性，可以针对既定的条件实现收发自如。
二、卫星通信技术在民航发展中的应用
我国的民航卫星通信技术开始与上世纪九十年代，在1995年才开始着手建立民航卫星通信技术的主要网络。前期主要借鉴美国休斯卫星通信技术网络体系，其产品批号为TES，中文名为小型卫星电话地球小站。此外，还引用过PES，中文名为小型卫星数据地球小站。这两种型号的卫星通信技术都属于C波段的卫星。到了21世纪初期，我国针对C波段网络信息资源的紧张，开始自主研制新的卫星网络，新产生的网络被称为KU波段的卫星网络，真正的工作波段为12GHz――14GHz.。这几种卫星通信技术可以有效的处理数字话音与数据通信等方面的相关业务，属于网形网络结构。
（1）C波段的卫星通信技术在我国民航中的应用分析。C波卫星通信技术属于民航卫星通信技术发展早期。由卫星通信PES与TES组成，前者已经停止使用。该技术以语音为主，是一款中速率的全数字的卫星通信系统。在民航发展初期，实现地球站建设数量在160多座，全国范围内至少有300多个民航机场卫星地球站，串联形成巨大的网络体系。可以实现语音传输，完成雷达数据传输与检测，顺利完成雷达信号的接引工作。中国民航局关于C波段的卫星通信网络由卫星通信地球站两大系统、卫星通信转发器、综合网络控制中心等组成，在我国分布比较广泛，不同的网络拓扑结构，实际使用上比较灵活、方便。
（2）KU波段的卫星通信技术在我国民航发展中的应用。随着经济的发展，我国的民航发展实现了巨变，民航事业的成功也进一步验证了我国的民航实力。但是民航对卫星通信技术的要求也就越来越高，加上原有的C波段的卫星通信技术资源比较紧张，我国民航开始自主研究新的卫星通信技术，而KU波段的卫星通信技术就是自主研制的新技术。KU波段的卫星通信技术相比较于原来的C波段的卫星通信技术，在尺寸上更加小巧，尺寸更小，波束十分窄，通信上更加精准，而最明显的优势就是传输速度上大大提高了。在速度提高的基础上，可以处理更多的业务，使用更加广泛，对于地面的抗干扰性能更强。目前，KU波段的卫星通信技术在民航中的应用主要体现在以下几个方面。多媒体业务的开展上，视频可视会议的组织开展、管制热线服务；相异数据业务开展等等，使用领域上更加广泛了，其性能也在不断的优化改良。
三、结束语
通过上面的分析与论述可以充分认识到卫星通信技术在民航中的有效应用，其在社会的其他领域与生产中也发挥着越来越重要的作用，针对其重要性，我国对于卫星通信技术的研究也更加深入，具体，通过不断的改良与优化设计，现在的卫星通信技术不断更新，甚至开辟了很多新的应用领域。在我国的全球定位、业务开展、科学实验研究、宇宙卫星通信、资源勘测等方面得到了切实的功能发挥，其发展前景十分光明、开阔。
参 考 文 献
[1] 苏开勤. 卫星通信技术浅析以及在民航领域的应用[J]. 硅谷，2011（21）
