衛星通信論文匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇衛星通信論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

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1．1MAC－Idle狀態MAC－Idle狀態中不存在TBF，MES監視CCCH上子信道的相關傳呼。MES可能采用DRX(非連續接收)監視CCCH。在MAC－Idle狀態，上層可請求傳輸一個上層PDU(協議數據單元)，這就會觸發在PDCH上建立一個TBF并由Idle狀態轉入MAC－Shared狀態，或者有可能通過RRC流程或者是RLC/MAC流程在DCH上觸發建立一個TBF，MES會在完成建立DCH后由Idle狀態轉入MAC－Dedicated狀態。

1．2MAC－Shared狀態在MAC－Shared狀態中，MES分配無線資源提供TBF用于在一個或多個PDCH上產生點到點連接。TBF用于在網絡和MES之間單向傳輸上層PDU。在MAC－Shared狀態，上層可請求傳輸一個上層PDU，這就會通過RRC流程在DCH上觸發建立一個TBF，這將會使MES由MAC－Shared狀態轉入MAC－DTM狀態。當上行鏈路和下行鏈路中的TBF都被釋放時，MES返回到MAC－Idle狀態。當重新配置PDCH到DCH的所有無線承載，釋放完PDCH上所有的TBF并建立第一個DCH時，MES將會由MAC－Shared狀態轉入MAC－Dedicated狀態。

1．3MAC－DTM狀態在MAC－DTM狀態MES將無線資源分配給一個或多個DCH和一個或多個PDCH。在MAC－DTM狀態當所有在PDCH上上行或下行的TBF都被釋放之后，MES進入MAC－Dedicated狀態。在釋放了所有的DCH之后，MES進入MAC－Shared狀態。在釋放了所有的PDCH和DCH之后，MES進入MAC－Idle狀態。

1．4MAC－Dedicated狀態在MAC－Dedicated狀態MES分配無線資源以提供一個或多個DCH(專有信道)。在釋放掉所有的DCH之后，由MAC－Dedicated狀態轉入MAC－Idle狀態，當從DCH到PDCH(分組數據物理信道)的所有無線承載都被重新配置以后，MES將會在釋放完所有的DCH并在PDCH上建立第一個TBF時由MAC－Dedicated狀態轉入MAC－Shared狀態。

1．5MAC層對組呼的支持由于GMR－1系統的MAC層不支持組呼功能，所以要對MAC層做一些改變。我們設計了組呼模塊，它和單呼模塊是并列的關系。根據邏輯信道的映射和MAC層的狀態來區分單呼和組呼兩個模塊通道。組呼工作在電路域，只跟DCH有關，跟PDCH無關［5］。所以在MAC狀態機中加入兩個狀態，分別是MAC－Ready－Gcc(組呼控制)狀態和MAC－Dedicated－Gcc狀態。工作在MAC－Dedicated－Gcc狀態下的主/被叫移動臺，正常接收MACDATA，狀態不變;在釋放掉所有DCH后，由MAC－Dedicated－Gcc狀態轉入MAC－Idle狀態。主叫移動臺發起組呼時，RRC層利用原語參數配置MAC層狀態;接收下行報文時，MAC層根據MAC－Dedicated－Gcc狀態將消息遞交給上層組呼模塊。圖4是主叫用戶的組呼MAC轉移圖。被叫側成員移動臺根據接收到的NCH邏輯信道通知MAC層轉入MAC－Dedicated－Gcc狀態，工作在組呼模塊。流程如圖所示。圖5是被叫成員移動臺組呼MAC狀態轉移圖。集群組呼中，網絡要向多個成員移動臺發送尋呼通知消息，因此需要采用廣播的方式發送。我們增添NCH為組呼通知信道。由于系統資源有限，這里我們借用未配置的CBCH邏輯信道的位置來配置NCH邏輯信道，NCH邏輯信道的突發結構和調制解調編解碼方式與CBCH邏輯信道保持一致。例如，如果BCCH指派CBCH使用第一幀，則NCH使用2、3、4幀，如果BCCH指派CBCH使用第1、2幀，則NCH使用3、4幀，余此類推。

2MAC層PTT競爭隨機接入回退策略

當組呼講話方釋放組呼上行信道時，講話方用戶在上行DACCH(專有隨路控制信道)信道上發送“UPLINK_RELEASE”消息，表明講話完畢。當一個組呼中有幾個用戶要同時講話時，會產生講話權的競爭。組呼成員也可能有不同的優先級，這時候需要一種競爭策略來解決［6］。以下舉例為組呼信道采用8時隙結構，編碼的話音為2．4kbits/s。網絡收到講話方上行信道的“UPLINK_RE-LEASE”消息以后，在組呼信道的下行信道的DACCH上向所有組呼移動臺發送“UPLINK_FREE”消息，表明上行信道空閑，允許新的講話方使用上行信道。需要講話的組呼用戶，在下行信道上收到“UP-LINK_FREE”消息以后，采用直接強占和隨機接入相結合的方式，在組呼上行信道發送“UPLINK_AC-CESS”消息，消息被封裝在NT5上，直接搶占第一幀，隨后的隨機時間選擇為T，回退的最大幀數為F，則T=40ms*F。考慮到2比特的用戶優先級，讓優先級高的用戶有較大的概率競爭成功，設用戶優先級為m，退的次數為n，回退的最大幀數為F，則F=(m+5)*n，其中m=1，2，3;n≥1。

當n=0的時候，四個級別的用戶都搶占第一幀，此時F=1。用戶優先級m和回退次數n與回退最大幀數F關系部分如表1所示。下面以用戶優先級m=0為例，隨后的隨機時間選擇為200ms(5幀)，400ms(10幀)，600m(15幀)，和800ms(20幀)總計2s秒鐘的時間爭用上行信道，方法如圖6所示。按下PTT移動臺，在最初開始的一幀直接發送“UPLINKACCESS”請求，若有碰撞，隨機占用之后的5幀之一發送“UPLINKACCESS”請求，若還有碰撞，隨機占用后續10幀之一發送“UPLINKAC-CESS”請求，還有碰撞，隨機占用后續15幀之一發送“UPLINKACCESS”請求，一直到，隨機占用后續20幀之一發送“UPLINKACCESS”請求，任意幀周期，當下行鏈路由“UPLINKFREE”轉換成“UPLINKGRANT”時競爭結束。任何一個按下PTT的移動臺直接搶占最初的一幀發送“UPLINKACCESS”，在后續的2秒鐘的時間內又可以競爭上行信道四次，競爭期間，如果收到網絡在下行信道上發送“UPLINK_GTANT”，則競爭結束。

當網絡成功收到一個“UPLINK_ACCESS”消息以后，在組呼信道的下行DACCH信道上發送“UP-LINK_GRANT”消息，用于告知競爭成功用戶可以使用上行信道，其它用戶不再進行競爭，直到再次收到“UPLINK_FREE”消息為止。這里我們考慮的是有競爭沖突時，保證優先級高的用戶有較大的概率競爭成功。通過以上的描述，分析計算可得。從公式可以看出，優先級高的用戶，產生沖突的概率低，這樣就很好的保證了優先級高的用戶有較大的概率競爭成功。假設一個優先級為0、3的用戶，其競爭產生沖突的概率曲線如圖7所示。從圖中可以看出，優先級高的明顯比優先級低的沖突概率小，當n的取值逐漸變大，p越小，當n為5時，概率幾乎為零了。事實上，n值不能取很大，應為值越大，雖然沖突概率很小，但是從PTT按下到響應這個時延過大，這不是我們所期望的。所以這個退避算法兼顧了n值不能太大，沖突概率小。

篇（2）

1.1基本框架的模塊設計思路

對于衛星通信企業來說，衛星通信業務是其最根本的核心產品，衛星通信企業是通過向客戶銷售衛星通信業務產品，以實現滿足客戶需求、增加客戶價值和公司盈利發展。因此，我們首先選取衛星通信業務為切入點，希望采用價值鏈分析方法對衛星通信業務產品的全生命周期進行細化分解，力爭能夠理清、認識、理解各組成環節要素及其相互關系，為基礎框架的設計奠定基礎。如圖1所示，在一個衛星通信業務的全生命周期中，主要包括了前期客戶需求調查研究、業務規劃、產品設計、能力建設，中期的市場營銷、業務開通、服務保障、運行維護，以及后期的業務產品退出或轉型升級等各環節要素；另外在其各個環節實施過程中還需要企業人力、財務、質量管理、知識管理、品牌建設等運作管理環節進行基礎支撐保障。從圖1可以看出，衛星通信業務的全生命周期基本上分為兩個階段，第一階段為前期衛星通信業務規劃和能力建設，其主要完成了由戰略和業務目標驅動，進行基礎設施建設和形成業務產品或服務能力；第二階段為中后期的衛星通信業務的運營和服務，主要承擔了對業務產品進行運營管理并形成服務能力和產生收益。兩個階段之間相互關聯、協同發展。業務規劃與能力建設工作是運營與服務工作的前提和條件。只有設計出滿足市場需求的業務產品，并能夠及時具備能力并推出市場，才能夠向客戶提供滿意的服務和可靠地運營保障；另一方面，運營與服務工作是業務規劃和能力建設的實現和發展。業務規劃和能力建設工作完成之后，必須通過運營和服務來實現產品銷售和客戶價值增加，在給客戶提供服務的過程中不斷發現和挖掘客戶需求，并能夠及時反饋給業務規劃與能力建設進行業務產品的改進、提升和開發，從而形成最令用戶滿意、最具競爭力的優質服務產品。與此同時，兩個階段的各個環節都需要企業管理來進行支撐和保障。對于運營服務型企業來說，其更加關注運營與服務，所有業務規劃與建設以及企業管理工作，都是企業為了通過運營服務產生價值、滿足客戶需求所需不同層面的服務保障工作。因此，為了在基礎框架中突出強調衛星通信業務的規劃建設和運營服務支撐的兩個關鍵環節，同時體現出企業管理的基礎支撐和保障作用，我們從總體上將衛星通信業務基本框架分為三大模塊，即，戰略與基礎設施模塊、運營與服務模塊和企業管理模塊，如圖2所示。

1.2基本框架的層次設計思路

客戶的衛星通信業務需求分類多種多樣，我們可從市場、產品、資源和組織四個關鍵因素進行分析研究。客戶購買的是衛星通信業務產品，而衛星通信企業的核心基礎設施所能支撐的僅是企業向客戶提品所需要的資源能力，要想將資源能力轉化為客戶需求實現，還需要通過衛星通信業務產品進行有效銜接。對于衛星通信企業而言就是對各種衛星通信資源和服務能力進行規劃、設計和組裝，形成了可以獨立計價和運維支撐的業務產品。此外，客戶所需業務產品多樣，衛星通信服務商還需要結合供應商或者合作伙伴的基礎設施資源進行有效組合使用，以發揮核心資源的最大效能和滿足客戶需求實現。因此，客戶需求的實現主要由衛星通信企業的市場、業務、資源和供應商等關鍵因素協同完成。另外一方面，在基本框架的設計中，我們希望構建起能夠面向客戶的端到端運營服務支撐體系，即以客戶需求為引導，業務實現為手段，資源、供應商和組織管理流程為保障的運營服務體系。主要經過市場需求的挖掘、提煉與轉達，業務的開發、集成與實施，調動內外部資源，最終實現業務并反饋給用戶的過程，如圖3所示。該過程中，輸入端是市場，輸出端也是市場，形成的是一個從市場到市場的端到端的閉環，從而最終實現為客戶提供最為優質和滿意的服務。綜上所述，為了表明客戶需求實現過程中四個關鍵要素及其之間的相互支撐關系，并強調打造端到端的高效運營服務體系，我們在三大模塊基礎上，又將衛星通信業務基本框架劃分為四個層次，包括市場層、業務層、資源層和供應鏈層，如圖4所示。如圖4的層次設計，將市場層放在最高層客戶緊鄰的第一位，突出強調企業是從客戶需求出發，以客戶需求為根本依據的理念；逐級向下的各層分別為業務層、資源層和供應鏈層，充分體現了客戶需求實現是通過具體業務來實現，業務產品需要資源提供支撐，最底層的供應商和合作伙伴為企業提供除核心資源以外所需配套資源的各要素協同關系。這種層次設計充分體現出衛星通信企業的以客戶為中心為市場服務的運營理念。

2基本框架各模塊的設計

根據前述基本框架結構設計思路，我們對衛星通信業務基本框架各模塊進行進一步設計和定義，各模塊功能描述如下。戰略與基礎設施模塊設計戰略與基礎設施模塊主要負責指導和支撐運營服務。包括市場戰略、資源戰略的制定、基礎設施規劃、基礎設施的構筑、產品和服務的開發和管理以及供應鏈/價值鏈的開發和管理。其中，基礎設施不僅包括空間衛星資源的規劃、建造、測控、運營和退役的全生命周期管理，還包括支撐產品運營服務的其他硬資源和軟資源，如地面測控系統、客戶關系管理、知識共享庫，等等。運營與服務模塊設計運營與服務模塊主要負責客戶需求實現和服務保障。包括日常的服務提供、運營支撐準備、質量保障以及銷售管理和供應商/合作伙伴關系管理等，其包含所有由客戶驅動的直接面向客戶的運行和管理工作。組織管理模塊設計組織管理模塊為完成戰略與基礎設施模塊和運營與服務模塊所需進行的公司內部機構組建，包括了任何商業運行所必須的基本的企業或商務支持。

3基本框架各層次的設計

3.1市場層設計

市場層主要包括客戶需求挖掘、分析、客戶細分、銷售和渠道管理、市場營銷管理、服務產品和定價管理，以及客戶關系管理、問題處理、服務等級協議管理和計費等。在戰略與基礎設施模塊內，市場層提供對企業核心業務產品的規劃開發管理，包括制定戰略、開發新產品服務、管理現有資源、實施市場及戰略等所需職能。在運營與服務模塊內，客戶關系管理集中考慮客戶需求的基礎情況和管理。

3.2業務層設計

業務層包括業務的設計開發、業務配置、業務問題管理、質量分析以及業務使用量的計費等。在戰略與基礎設施模塊中的服務開發與管理就是為運營與服務模塊提供所需產品或服務能力的規劃、開發和建設，它包括服務戰略制定、服務的性能管理和評估、確保未來服務需求能力等所必須的功能。在運營與服務模塊中業務運行管理聚焦于對客戶服務的提供，包括客戶需求分析、服務方案設計、和服務保障等客戶服務所需的功能性需要。本層的焦點是服務提供和管理，面向客戶提供個性化服務。

3.3資源層設計

資源層主要包括基礎設施的規劃設計、建設和管理，是為支持衛星通信運營服務所需的衛星資源、地面基礎設施和軟資源等的規劃、開發和交付，主要包括衛星資源、衛星測控站、業務監測站、運營服務網絡平臺、IT系統、知識共享庫等，以及新技術的引入與現有資源技術的互相作用、現有資源性能管理和評估，確保滿足未來服務需求的能力等所必須的功能。資源管理和運行主要負責衛星資源管控（衛星性能監視、分析和控制）和其他地面基礎設資源的運維管理等所有功能性責任，確保各類基礎設施資源平穩運轉，能夠為客戶提供所需的端到端服務能力，并直接或間接地響應服務、客戶和員工的需求。同時也包括對資源的功能集成、關聯和實時數據統計，以便進行信息綜合管理和采取提質增效措施。

3.4供應鏈層設計

供應鏈層主要包括處理與衛星建造商、設備提供商、集成商和工程服務商等合作伙伴的交互，它既包括基礎設施的供應鏈管理，也包括與供應商和合作伙伴之間關于日常運營的接口管理。

4基本框架的整體設計

綜合上述分析，衛星通信業務基本框架模型一方面突出衛星服務商的基礎設施規劃建設和運營服務支撐的核心重要性，另一方面強調面向客戶、聚焦前端提供端到端的服務交付能力，從而我們可以得出衛星通信業務基本框架的整體結構設計，如圖5所示。如圖5所示，箭頭以上半部分代表從衛星通信業務的全生命周期管理和客戶需求實現兩個維度進行的三個模塊、四個層次結構設計思路；箭頭的下半部分表示抽象化、可視化的衛星通信業務基本框架結構設計。該基本框架從頂層將衛星通信業務服務商劃分為戰略與基礎設施、運營與服務和組織管理三大模塊，并在框架布局上體現出面向客戶的服務中戰略與基礎設施是前提先導，運營與服務是關鍵實施，組織管理是全過程支撐的運營特點；該框架自上而下的四個層次架構設計，充分體現出衛星通信企業是以客戶需求為引導，以業務實現為手段，以資源和供應商為保障的層次遞進關系，各層次環環相扣，緊密鏈接。這種以客戶為中心，面向市場的層次設計，確保企業在享用客戶需求時更迅速、策略更靈活，大大提供客戶滿意度，同時能夠更優化企業內外部軟硬資源的工作效能，以最高效的方式為客戶提供最適當的信息服務，真正做到讓大市場來主導企業的流程架構。

篇（3）

我廠在2008年“5.12”特大地震發生后，微波站房屋損壞、電源中斷，蓄電池損壞，鐵塔傾斜；光纜全被打斷，通信機房倒塌等所有通信系統全部損壞。六月初首先在映站建立一個衛星小站，在整個抗震救災過程中，保障了通信暢通，使救災工作得以順利進行。但在使用過程中，該衛星通信系統有明顯不足：①延時太大，無法及時進行相互交流，讓人很難受；②經常無故“死機”，需重新啟動語音網關才能恢復正常通信；③小到中雨就中斷通信。雖然有這些缺點，但是在震后，泥石流頻發，通信線路經常被打斷，或是道路被沖毀（故地埋通信光纜也不現實），危險性太大根本無法架設線路，衛星通信的優勢就非常明顯地體現出來。在恢復重建中，這是一種不可或缺的重要通信手段，我們把缺點盡量進行完善，來滿足人們的通信需求。比如延時大的問題，就可由雙跳改為單跳，延時就會明顯改善，讓人能夠接受。還有將天線尺寸加大，只要不是暴雨，通信還是能保障暢通。總之衛星通信對震后恢復重建中的我廠來說，還是一種重要的通信方式，對及時了解災情，指揮救災能起到關鍵作用。

篇（4）

2、2004—2012年的8年間，衛星通信消費市場比重增加最多，年均增長5.9個百分點；2012年衛星寬帶通信增長最快，為25個百分點。雖然市場主要在美國，但代表著行業發展的新趨勢。

3、2004—2012年的8年間，衛星直播增長最快，廣播和電視年均增長分別為10.3和6.5個百分點。

4、衛星轉發器租賃（轉發協議）增長最慢，2004—2012年的8年間年均僅0.8個百分點，比重減少也最多，為4.5百分點，這也許是很多國家將衛星托管或合并給國際或洲際公司組織的原因所在。

5、全球衛星運營業發展很快，但區域差別仍較大，衛星轉發器服務也不平衡。例如，美國每30萬人有一個轉發器，在歐洲是萬人一個，而在亞洲，是600萬人一個。近幾年，后發國家發展較快，排名有所提前，但前四位的排名變化不大，營業收入仍占64%，可用轉發器占60%，商業C波段和KU波段轉發器容量占61%。前四名分別是國際通信衛星組織（Intelsat）、歐盟SES全球衛星通信公司、法國的歐洲通信衛星公司（Eutelsat）、加拿大電信衛星公司（Telesat）。

二、全球衛星電視用戶市場分析

截止到2012年底，全球電視用戶至少有11.72億，家庭普及率53%，數字化率43%、付費用戶率66%；衛星電視覆蓋97個國家和地區；衛星直播用戶（含政府付費）至少有2.88億，用戶率25%左右，少于有線電視。全球衛星電視直播市場大體可分為四個區域，亞太地區歐洲地區，美洲地區，中東和非洲地區。整個美洲是全球最成熟的市場，高清率最高，全球近60％的HDTV頻道服務于美洲。歐洲是傳統市場，高清率低于美國，衛星寬帶有待發展。亞太地區是蓬勃發展的新興市場，亞太地區日本技術上暫時領先，中國發展速度驚人，按照衛星轉發器收入計算，中國衛通從名不見經傳一躍排名第13位。全球衛星電視直播市場最大的是亞太地區，用戶至少8500萬，其中中國用戶5430萬、印度880萬、韓國660萬，日本天空用戶超500萬。但是，中國人口世界第一，占全球人口的19%多，家庭眾多，衛星直播家庭普及率還很低。第二是歐洲地區，用戶至少有8256萬，衛視用戶率34%。德國1807萬、英國1205萬、法國約500萬。第三是中東和非洲，大部分屬于免費，用戶有6177萬，衛星電視滲透率為67％。在海灣國家，用戶大多是通過雙天線或雙高頻頭接收衛星信號。第四是美洲，付費用戶占大部，用戶至少有5845萬，其中美國3403.4萬，南美加美國外的北美有2100萬。近年來，全球衛星電視直播市場呈現跨越式發展態勢，亞太地區迅速崛起，成為耀眼的新秀。尤其是2006年以來，亞太衛視用戶快速增加，成為全球最大的市場。2010年，全球新增近2500個衛星付費電視頻道，其中超過四成來自亞太市場。由于亞太地區經濟發展水平落后于歐美，衛星電視運營商多采用低價戰略，迅速占領市場、擴展用戶，以求后期獲得利潤。如印度衛星電視收費標準為每月5美元或更低，這促使數量迅速攀升，直追美國。中國“村通”工程定位于公益平臺，免費接收。這些措施，成就了亞太衛星電視市場迅速發展。但是，亞洲衛星電視運營商還不能用更多的資本促進市場成熟，暫時還難與歐美匹敵。

三、衛星通信廣播發展的趨勢

1、擁有固定通信衛星國家（地區）在減少。

2005年有固定通信衛星公司的國家和地區有33個，現不到30個。近些年，美國和歐洲的一些衛星公司先后托管或合并于國際或洲際衛星公司組織，如美國泛美衛星和回聲衛星公司(故據2012年固定通信衛星排行榜合并列出）；歐洲國家多參與歐洲SES全球衛星公司，有荷蘭的新天空衛星公司、挪威的電信衛星廣播公司、瑞典的天狼星公司、土耳其歐亞衛星公司等。擁有自己衛星公司的國家和地區減少的主要原因，可能是發射和運營固定衛星成本，與收入相比，投入和產出比不高。

2、地面和空間運營結合的模式有擴展的趨勢。

衛星通信運營商可分為三類：第一類是以衛星空間段為主的運營商，如國際通信衛星組織（IntelSat）、歐盟SES全球通信衛星公司等。第二類是空間和地域段結合的運營商，如美國DirecTV公司等。由于地面運營比空間運營經濟效益高很多，第三類是以地面運營為主的公司，如康卡斯特(Comcast)有線通訊公司。以上三類公司的業務收入各相差一個等級。2012年收入，空間運營最大的國際通信衛星組織為26.99億美元，空間和地面結合運營的DirecTV公司是前者的11倍，達297億美元。有線電視運營為主的康卡斯特公司，世界2000強排56位，營業收入626億美元，是第二類的2.11倍。所以，后發展國家和地區，主要采取租用衛星，重點發展地面業務。

3、天地網絡不斷融合。

即衛星通信與有線電視、寬帶互聯網、移動互聯網等四業融合。目前，有線電視、寬帶互聯網、移動互聯網在數字媒體、信息服務行業已經占主流地位，其主要原因是地面網絡天然具有互動性和社交功能，而衛星通信則以單向廣播見長。但是，它們之間具有明顯的互補性。這為它們的相互融合提供了基礎。畢竟，衛星通信、有線電視、寬帶互聯網、移動互聯網都屬于信息服務業，相互融合是共同的發展趨勢，全網絡、全終端、全內容是共同的發展戰略。

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北斗衛星通信系統的主要特點體現在抗雨水能力強，具備高可靠性和低功耗且簡單維護的特點，再加上是由我國自主獨立研發，因此在信息的保密性和安全性方面都更有保障。另外其多元化的不同制式能夠實現和水情測報系統的無縫集成。特別是水情自動測報系統更加注重短通信的數據傳輸，而這一點正是北斗衛星通信系統所特有的優勢。這個系統的工作頻段主要有L/S/C，其頻段范圍較寬，所以在信息傳輸方面擁有其獨特的優勢。

1.2北斗衛星技術下的水情自動測報站的主要構成

北京市的北斗衛星技術下的水情測報站的主要構成包括了四個方面。第一是北斗通信模塊。主要選擇的是用戶終端。該北斗衛星的用戶終端主要有天線設備和主機設備兩種，而且這兩種設備的終端體積也相對較小，且操作比較簡單，安裝維護工作也非常容易。其主要信號的傳送機制是通過瞬間突發的模式，這樣也能夠有效的降低用戶終端的功耗。而且也能夠支持環境惡劣的野外水情測報。第二是測試中心的終端機。測試中心一般遠離監測中心，所以需要通過遙測的方式來實現。這種終端機能夠和不同的傳感器進行連接，并支持不同的數據通信模式。北京的水文測試中心的遙測終端就支持北斗衛星通信，同時也支持了GSM通信和GPRS通信等。并能夠根據信號的變化自動切換，從而保障遙測數據能夠及時的反饋到監測中心。第三就是前端的傳感器。這些傳感器主要有涉及到測報水情的相關數據需求，包括了水位傳感器和雨量傳感器以及水質、水位等傳感器等。第四就是電源。電源主要選擇的是密封的蓄電池，并能夠通過太陽能板進行充電，這樣能夠具有一定的環保性。另外這些電池還具有自動啟動和切斷的裝置，只有在發送數據的時候才會啟動，從而提升蓄電池使用壽命，并節省用電。

1.3北斗衛星通信鏈路分析

北京市某地北斗衛星的通信鏈路構成主要包括了北斗衛星以及網管中心。這個鏈路的功能就是對水情測報站的數據進行備份以及進行查詢和下載。

1.4北斗衛星的監測中心

北斗衛星的監測中心自然是這個水情測報系統的核心，主要有由衛星指揮型終端以及數據接收端和數據庫等構成。這個監測中心是所有數據的交匯點。同時也是控制中心。第一是衛星接收終端。主要具備兼收功能和通播功能以及全信道鎖定以及大數據處理功能。同時還包括了內置的電池。第二就是接收數據服務器。這是專門集中管理數據的重要設備。具備兩個信道來進行接收。其中第一個信道主要是連接互聯網，通過互聯網來進行數據接收。第二個信道則是通過衛星系統。在北京某地的水情測報系統，這個信道就是和北斗衛星通信系統進行實時的數據接收。這個數據也能夠通過RS232串口來接收。第三就是水情數據庫。當數據接收服務器接收到各種途徑獲得數據之后，就會對這些數據進行解碼和分析，然后將水情數據錄入到水情數據庫中，從而為各種水情的應用提供服務。第四是數據應用服務器。這個服務器主要是對水情數據進行處理和存儲以及統計報表等。另外監測中心能夠將指令或者某一個執行動作信息發到各地的遙測站點，或者指定某個遙測站點進行發送。

1.5北斗衛星自動測報的軟件設計

北斗衛星自動測報的系統軟件主要包括兩個部分。其一是控制測站的軟件。在北京的水情自動測報系統中，主要是有北斗衛星監控中心以及遙測站點形成一對多的傳輸關系。遙測站將感應信息通過衛星傳輸到監控中心，然后監控中心反饋收到信息。而這些遙測站點會根據相應的反饋信息進行相應的處理，或者轉入休眠，抑或是重新要求遙測站點進行收集數據。其二就是軟件系統的處理。這是系統軟件的關鍵部分，能夠對遙測站點傳輸的數據進行多元化的處理，從而為相應的使用人員提供多種的水情服務，有助于提升當地的水情觀測水平。

1.6通信機制的設計應用

北京的水情自動測報系統的通信機制設計的關鍵在于解決了通信頻度控制問題以及信息格式的設計問題兩種。其一是通信頻度的控制策略。基于北斗衛星通信系統的收費標準要比移動的GSM以及全球衛星定位系統的GPRS的費用都要高出不少，根據北京市場大概要高出5倍多。因此在發送信息策略上和普通的移動遙測站的數據傳輸策略要盡心差異化。只有在出現明顯差異的水情數據時，才會性發送。根據北京的通信費用，每次傳輸為0.5元。因此北京的遙測站點設置傳輸策略為每小時傳輸一次。如果沒有發生變化，如沒有下雨，每天在早晨8點發送一次平安數據報。這樣就能有效的降低信息的傳輸次數，節省了傳輸費用。其二就是在信息格式設置上，北斗衛星通信系統可以設置的短字節有43字節數和70字節數以及98字節數三種，字節數越大，那么單次的傳輸內容就越多，因此費用也就越高。由于水情數據相對較為復雜，而且為了提升數據的準確性，在北京的水情自動測報系統上，就采用了98字節數進行傳輸，所以每次的傳輸價格在1元。

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2備件性能檢測系統

基于上述備件維護管理策略可知，要實現地球站收發設備備件的離線性能檢測，擬設計構建備件性能檢測系統，以對備件性能的長期穩定性進行測試與維護，使更換備件的上線成功率達100%，確保更換備件的可用性和可靠性，從而為衛星通信系統的連續穩定運行提供可靠保障。地球站收發設備的備件分為系統級備件和部件級備件，其中系統級備件是指具備集成為有線閉環測試系統條件的備件，部件級備件是指不具備集成為有線閉環測試系統條件的備件。依據收發設備的備件分類情況，可將備件性能檢測系統分為系統級備件性能檢測系統和部件級備件性能檢測平臺，組成框圖如圖1所示。

2．1系統級備件性能檢測系統

備件性能檢測系統是針對具備集成為有線閉環測試系統條件的備件進行測試的平臺，其設計思想是:利用信息產生器及模擬轉發器將地球站的發送鏈路和接收鏈路的部分零散備件集成為一個自發自收的有線閉環檢測鏈路，用來完成系統級備件的加電測試，并通過監測環路時延值達到對備件的檢查與維護，確保更換備件的可用性和可靠性。同時，可完成返修設備及新增設備的驗收考核測試、新進人員的業務培訓、模擬故障處理演練等任務，具體組成框圖如圖2所示。

2．2部件級備件性能檢測平臺

部件級備件性能檢測平臺是針對不具備集成為有線閉環測試系統條件的備件進行測試的平臺，其設計思想是:利用信號源、頻譜儀、矢量網絡分析儀、邏輯分析儀、功率計等測試儀器對零散的部件級備件進行定期檢測維護和指標測試，以確保部件級備件的可用性和可靠性。同時，可作為新購置備件的驗收測試平臺，具體組成框圖如圖3所示。

3備件管理系統

3．1備件管理系統的體系結構

對于地球站收發設備的備件設備的管理，傳統的管理方法是直接將備件設備放入庫房，需要時人工從繁雜的備件設備中查找需要更換的備件設備，費時費力且延誤備件上線時間，降低了系統不間斷運行的可靠性;并且在系統備件狀態發生變化時，表格記錄形式無法得到及時更新，容易造成管理上的混亂。因此，為提高備件的使用效率，解決備件分散和備件存取造成的管理混亂等問題，本文建立備件管理系統，通過構建備件信息數據庫，設計實現備件出入庫管理和備件檔案管理流程，實現備件設備信息的科學管理，并為地球站裝備管理和采購提供數據支持。備件管理系統的體系結構如圖4所示。

3．2備件管理系統的功能模塊

本文從系統實用性出發，對信號收發備件管理系統進行需求分析，將系統功能模塊劃分為基本信息管理、備件庫存管理、備件計劃管理、使用信息管理、查詢統計管理、系統信息管理等幾個部分。系統各模塊的功能如下:(1)基本信息管理基本信息管理用來設置系統的基礎數據信息，如用戶信息、備件信息、備件供應商信息、倉庫及庫位信息等，以便為其它的管理模塊提供一個統一規范的基礎性數據，并且方便系統的維護。(2)備件庫存管理備件庫存管理是備件管理系統最為重要的管理模塊之一，該模塊涵蓋了備件從入庫到出庫之間的全部業務流程，主要實現對備件入庫管理、備件出庫管理、備件檔案管理、庫存備件明細、庫存備件匯總以及庫存報警等的管理。(3)備件計劃管理備件計劃管理主要實現備件采購計劃工作中的備件計劃、備件需求統計等功能。(4)庫房管理庫房及存放柜管理是對備件存放的直接映射，通過庫房信息以及備件存放位置的信息，方便快捷地將備件定位到庫房存放柜中，解決了原始的紙面記錄或無庫存記錄造成的弊端。(5)使用信息管理使用信息管理主要記錄備件上機使用情況，為合理采購備件，提供了第一手資料。(6)查詢統計管理查詢統計管理可提供靈活多樣且直觀的查詢統計方式，統計出的數據準確可靠，用戶可以通過統計匯總出各個備件的庫存、維修、使用等數據，為領導決策提供依據。(7)系統信息管理系統信息管理主要完成對信號收發備件管理系統的用戶信息和用戶密碼修改的管理。

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1.1天線尺寸天線是地球站的重要組成部分，天線尺寸（口徑）直接關系到地球站的發射和接收能力，影響通信鏈路的調制、編譯碼選擇，關系到鏈路對地球站功放、衛星轉發器功率的需求，是影響資源分配策略的重要因素。對上行鏈路，天線口徑越大地球站發射增益越大，發射同樣的EIRP需要的功放功率就小。對下行鏈路，地球站天線決定了地球站的G／T值。天線口徑大，地球站G／T值就高，接收性能越好，轉發器利用率高。衛星資源分配中，天線尺寸影響地球站功放功率分配和轉發器帶寬功率分配，應根據收、發站天線口徑對鏈路性能進行計算分析，按策略調整調制編碼方式，優化分配地球站和衛星轉發器功率資源，保證可靠通信同時功率、帶寬占用相對平衡。

1.2調制編碼方式調制、編碼方式是衛星通信鏈路的重要特征參數，影響信號效率以及帶寬、功率資源分配。一方面，調制、編碼方式與業務信息速率IR決定帶寬分配量；另一方面，對確定的誤碼率性能有最低的鏈路載噪比C／N門限值要求，進而影響鏈路對轉發器功率資源的分配需求。衛星鏈路質量要求一定時，如誤比特率Pb＝10－7，不同調制、編碼方式要求的門限C／N不同。同樣的調制編碼方式下，由于硬件技術水平不同，不同型號調制解調設備要求的門限C／N也不同。鏈路門限C／N越高，需要發站較多的發射能力和收站更好的接收能力，消耗衛星轉發器更多的功率資源。為了分配使用帶寬、功率，在具體的資源分配策略下，通過比較選擇不同的調制、編碼方式組合，優化分配資源，保證通信可靠的同時，功率、帶寬占用相對平衡。

1.3衛星參數衛星參數包括頻率帶寬參數和功率參數，都屬于空間段資源。帶寬參數即轉發器帶寬；功率參數主要包括3個：飽和EIRP、G／T和飽和通量密度SFD。衛星在地面不同地點的EIRP、G／T值不同，分別通過EIRP覆蓋圖和G／T覆蓋圖表示該衛星的EIRP和G／T覆蓋特性。由于衛星上一般都有C波段和Ku波段轉發器，所以一顆衛星信號的EIRP覆蓋圖就分別有C波段覆蓋圖和Ku波段覆蓋圖［4］。為衛星通信鏈路分配資源時，需要使用以上衛星參數，通過鏈路計算來計算分配衛星功率資源，以及發送地球站的功放功率資源，準確選擇地球站對應的衛星參數十分重要，尤其對于地球站的移動站型，每次進行業務鏈路資源分配計算時，需要使用移動站當時所在地點的響應衛星參數（EIRP、G／T）進行資源動態分配計算。為支持資源分配策略，需要建立每個衛星的EIRP和G／T覆蓋特性數據庫。另外，衛星的干擾噪聲也影響鏈路計算的準確性，具體每個衛星的干擾噪聲系數需向衛星服務商查詢。

1.4雨衰在10GHz以上頻段（Ku和Ka以上頻段），降雨的衰減是衛星鏈路衰減的主要因素［2］。降雨造成的影響主要體現在對電波信號的衰落、對地面站天線系統G／T值的減小以及由此帶來鏈路載噪比的變化，隨著電波頻率的提高，其影響也就愈加顯著［5］。降雨對上行鏈路和下行鏈路均會產生影響。對上行鏈路，降雨時若要保持（C／T）u不變，則只有改變地球站發射載波的有效全向輻射功率EIRPe，只有增加發射機的發射功率。對下行鏈路，降雨時若要保持（C／T）d不變，則只有改變衛星發射載波的有效全向輻射功率EIRPs，即增加衛星功放的發射功率。文獻［8－10］對雨衰進行了詳細分析。一般通過2種措施應對降雨對鏈路的影響。一種措施是在初期為鏈路分配資源時，計算雨衰值，并在鏈路計算中考慮雨衰余量，通過增加發站、轉發器的功率來預先防范雨衰的影響；另一種措施是通信過程中，通過功率控制機制在降雨時增加地球站發射機功率。功率控制機制不在本文研究范圍，雨衰的大小決定于該地面站雨速率的統計分布、仰角和工作頻率，具體雨衰計算參考文獻［5，6］。資源動態分配中，通過計算發、收地球站雨衰，增加鏈路計算雨衰余量，在初期分配資源時分配一定富裕的功率資源，以提高鏈路通信過程中發生降雨時的可用性。

2資源分配策略設計及軟件設計

2.1優化目標FDMA／DAMA衛星通信網資源動態分配策略，是從資源分配角度優化網絡管理，保證衛星通信網的優化運行，主要需達到以下目標：①滿足鏈路可用性：如滿足鏈路誤碼率指標、系統可用度指標等；②高效使用資源：包括資源的動態復用、提高帶寬效率等。資源動態分配策略首先要保證分配結果能夠保證鏈路性能，是可用的，同時保證資源高效使用。

2.2分配策略分配策略是為達到資源優化分配使用的目標，綜合各種因素進行計算、權衡和優化決策的過程。為了滿足可用性，在動態分配資源時，應以目標鏈路誤碼率對應的門限Eb／N0進行鏈路計算，對Ku以上頻段考慮系統可用度對應的雨衰余量，并且在鏈路時間上避開地球站日凌、星蝕發生時段。為了提高資源利用率，滿足業務通信前提下，盡可能采用動態分配資源機制；空間段衛星資源一般基于功帶平衡原則分配；帶寬資源充足，功率緊張（包括轉發器功率和地球站功放功率）時，優選合理調制編碼方式，保證傳輸可靠性；帶寬資源緊張功率資源充足時，優選高效調制編碼方式，保證分配可滿足。在進行資源分配計算時，對小天線發大天線收情況，接收能力強，一般按照功帶平衡原則即可；對小天線發小天線收情況，發送接收能力均弱，情況允許時考慮多占帶寬節省功率的調制編碼方式；對大天線況，地球站功放功率資源充足時，可以考慮采用高效調制編碼方式提高帶寬使用效率。當業務鏈路速率要求具有一定范圍時，如果衛星帶寬資源充足，可按照較大的速率為其分配衛星資源；如果衛星帶寬資源緊張，則可以按最小速率為其分配衛星資源，以滿足其最低業務需求。

2.3資源分配流程FDMA／DAMA衛星通信網資源分配流程如圖2所示。根據到來的業務請求，首先確定業務的收、發站及速率需求范圍，然后根據地球站參數、衛星參數、站點實時雨衰及目前的資源使用現狀，計算可用編碼調制方式下的資源需求結果，然后根據分配策略規則，優選分配結果（編碼調制方式、發送功率等）。資源分配策略中也可以增加對系統Qos（如業務優先級和站點優先級等）的管理，針對不同站點或業務提供差別服務。

2.4軟件實現設計資源分配在FDMA／DAMA衛星通信網絡管理系統中是一個相對獨立的功能，可以設計成一個通用化的軟件模塊嵌入到網絡管理系統，實現對資源分配策略的控制。資源動態分配軟件模塊化組成方案如圖3所示，包含以下軟件模塊：①分配計算模塊；②鏈路計算模塊；③策略處理模塊；④接口適配模塊。分配計算模塊控制資源分配計算過程，依資源使用現狀分配頻率帶寬資源。鏈路計算模塊為分配計算模塊提供對鏈路性能計算的功能。策略處理模塊按照策略規則確定最終資源分配結果。接口適配模塊向FDMA／DAMA衛星通信網絡管理系統提供接口，從網絡管理系統取得具體業務的資源請求，并將資源分配結果返回給網絡管理系統。基礎數據支持資源動態分配軟件功能的實現，包括地球站信息、衛星覆蓋信息、雨衰數據和策略規則等。基礎數據可以存儲在數據或磁盤文件中，在資源動態分配軟件初始化時讀入內存使用。資源動態分配軟件模塊化的組成結構使軟件具有通用化特點，僅需適當修改接口適配模塊，就可以將軟件接入到不同的FDMA／DAMA衛星通信網絡管理系統。資源動態分配軟件的具體形式可以是DLL動態庫或EXE執行文件，與網絡管理系統接口可以是API函數或SOCKET網絡接口。

3系統測試驗證

原某FDMA／DAMA體制衛星通信系統，設計使用固定的調制編譯碼方式，功率采用建設初期預估值（不考慮雨衰）。按本文資源分配策略對該系統進行優化改造，并對改造前后系統進行測試統計。定義一段時間T內的系統帶寬利用率R為每次呼叫成功鏈路占用帶寬量與占用時間乘積的累加和，與系統管理帶寬總量B總與測量期時間T乘積的比值。分別測試統計優化前后實際系統運行10天時間內的呼叫情況及資源占用情況，統計數據如表1所示。測試統計數據顯示，系統一次呼叫成功率（呼通率）從原系統的0􀆰816優化后提高到0􀆰906，帶寬利用率從0􀆰388提高到0􀆰482，均有較大程度提高。測試驗證了本文資源分配策略優化方案的有效性和科學性，在保證系統可靠運行的前提下，提高了呼通率、帶寬利用率。

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2信號處理

通過監控軟件完成，為了不占用更多的主線程資源，監控軟件分別建立兩個獨立的線程CThreadBeacon信標機線程類和CThreadModem調制解調器線程類，通過這兩個線程的通信處理載波的關閉與開啟。當確定天線進入遮擋區后，CThreadBeacon信標機線程根據當前的信標強度和調制解調器載波發射的狀態，發送打開或關閉載波的消息給CThreadModem線程。CThreadModem線程主要有兩個作用，一是讀取調制解調器當前的參數，明確設備的工作狀態，二是負責接收由CThrea-dBeacon線程發送過來的消息，根據消息的具體內容，向調制解調器發送相應的控制指令。車載站在載波發射的行進中，如遇到高大的貨車或小面積的建筑遮擋瞬間遮擋時，這時關閉載波是不必要的，故在信標機線程中，設定當遮擋超過10s后發送關閉消息給調制解調器線程，進而關閉載波發射。同樣在離開遮擋區超過5s后發送開啟消息給調制解調器線程，進而開啟載波發射。具體流程見圖1“載波自動關閉流程圖”。

3實現過程

軟件以visualc++6.0作為開發編譯環境，在基于對話框的應用程序界面中，運用多線程串口通信編程和SNMP網絡編程方法，利用線程間通信機制，完成載波自動關閉功能。軟件啟動時，建立CThreadBeacon線程并啟動運行，運用串口通信編程，在InitInstance函數中，初始化串口參數，線程中使用定時器，頻率為300ms，按照通信協議格式，以查詢方式讀取信標強度，經過適當處理后，以浮點數顯示在監控界面上，范圍是0~10，根據浮點數的大小，來判定天線是否進入遮擋區，如當信標強度小于3時，確定天線進入遮擋區，再以PostThreadMessage的方式發送消息給CThrea-dModem線程。建立CThreadModem線程，運用SNMP網絡編程，在In-itInstance函數中，初始化調制解調器SNMP相關參數，創建兩消息響應函數OnGetParam_Modem用來獲取設備當前狀態，和OnSetParam_Modem用來接收由CThreadBeacon線程發送過來的消息，根據消息的附加參數和當前調制解調器的狀態，確定發送關閉或開啟載波的指令。

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二、二次變速方法

由于忽略了各模塊內部的處理時延，上節描述的傳統方法的時延，在一次變速的限制下已減至最小。觀察圖2發現，Dt的長度正好是分組編碼附加的全部監督碼元的長度。也就是說，除了首個碼組的信息碼元是無延時地輸出外，其它碼組的信息碼元都是被延時后再輸出的。隨著分組編碼不斷在碼組后插入監督碼元，越靠后的碼組的延時就越大。要想減少該延時，就必須把首個碼組進入編碼模塊的時刻盡量提前。觀察圖3同樣發現，雖然最后1個碼組的解碼結果的最早輸出時刻是固定的，但其它碼組的結果若能盡早輸出，就可以減小時間差Dr的長度。當然全部碼組的輸出仍然要互相連接不能分離，供信息解幀模塊使用。為此本文提出一種二次變速的方法，在信息速率和信道速率之間增加中間速率，用于成解幀和編解碼的部分處理。通過將碼組盡早輸入或輸出分組編解碼模塊，進一步減小調制解調時延，新方法的成解幀時序分別如圖4和圖5所示。圖4中，信息速率為3kbps的連續數據流經緩存后，被提速至中間速率3.625kbps進行信息成幀，并送入分組編碼模塊。同樣不考慮編碼延遲，即監督碼元可在高速時鐘下得到。當分組編碼模塊使用信道速率輸出時，Dt的長度正好是最后1個碼組的監督碼元的長度。其它碼組在中間速率的作用下，與傳統方法相比，因為提前進入了編碼模塊，已經被提前輸出了。在每幀包含多個碼組的情況下，新方法在發端減少時延的效果將更加明顯。圖5中，通過在分組解碼模塊的輸出端使用中間速率，與傳統方法比較，雖然最后1個碼組的開始輸出時刻不變，但其它碼組的開始輸出時刻被提前。繼續使用該中間速率進行信息解幀后，緩存降速至信息速率的開始輸出時刻也就被提前了。簡單計算可知，此時的Dr約為104.8比特(信道速率)。顯然，中間速率越小，Dr的值將越小。若碼組的信息碼元數不變，每幀包含的碼組越多，Dr的值也將越小。

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我國的現今衛星通信技術的發展在擴展新的頻段，加強先可用的頻段的利用率以及現在公用干線的通信網都應該一步步轉向跟隨寬帶化的發展趨勢，能夠準確地利用衛星通信技術來建立我國的衛星寬帶業務以及數字化通信網絡。所以對于衛星通信網技術而言應該逐漸的走向小型化的、智能化的未來方向。從目前我國的計算機科技的水平來看，假設把設備功能全部換由軟件來進行操作實現，那么由于軟件的特點也就是需要按照一條條的指令來運行，就算我們采用多處理器的方式來進行協助共同運算，也沒有辦法真正保障高頻率情況下的處理能夠及時有效，也使得軟件無線電技術在衛星通信領域中的使用范圍明顯受到限制。基于以上原因，以下設計想法是為了能夠讓軟件無線電技術能真正應用在衛星通信方面。

首先我們所有的設備都需要經過模塊化處理，各個模塊分開保證控制功能，以及各個模塊之間的高速數據的交換問題。而信道設備以及接口設備的內部結構信道設備包括調制解調器、信道的編譯碼器和置亂器等，在總的CPU的控制之下，信道設備的具體參數值可以做到由軟件來進行定義處理。而將無線射頻的設備、信道設備和接口設計在衛星通信技術中也是十分關鍵的存在。再來考慮到了衛星通信技術有著多址方式，業務類型廣以及其頻率高且變化區域廣等各種優點，在信道設備和接口設備的設計選用模塊化的設計構思。各個模塊應該能夠各自擁有能定義自身功能的各個軟件接口，而選用的軟件接口更應保證標準化以方便各個不同供應商的生產。然后在各個模塊的具體設計上面，也要根據具體運算量大小，選擇不同的軟件接口功能。再來根據具體的各類應用環境，更加靈活地修改和使用數據幀結構，并且保證以軟件協同硬件兩相結合的方式實現。最后就是設備功能和系統功能的定義要靠網絡管理系統來最終實現。

伴隨著因特網大面積普及及現在移動網絡的迅猛發展，衛星通信技術絕對會在未來迎來更進一步的發展機會。現在我國逐漸采用自主研發的通信衛星為主體，來建立完善的衛星通信系統。軟件無線電技術作為一個可利用在衛星通信方面的技術來說，也一定會伴隨衛星通信的腳步，成為加速我國科技發展的重要技術。