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卫星通信概念范文1
1非线性抗干扰技术分析
在实际的非线性抗干扰技术研究中，首先研究了非线性抗干扰技术的主要概念与技术特点。这一研究包括了以下内容。
1.1非线性抗干扰技术概念分析在卫星通信抗干扰实际过程中，非线性技术的应用是一项新兴的抗干扰技术。在实际的通信应用这一技术主要是利用非线性函数原理，对接收到的卫星通信信号开展分析、处理，在信息数据中提取出有效的通信信号以及干扰信号数据特征，并将其加入到抗干扰数据分析中，为卫星信号接收抗干扰提供数据参考支持，实现抗干扰工作的完成。
1.2非线性抗干扰技术主要特点分析在实践的技术应用中，将非线性技术与线性信号处理技术进行了技术比较研究。在研究中发现，非线性技术在实际应用中具有以下特点。
1.2.1非线性技术应用更广泛随着电子类产品与各种新型通信技术发展，在实践研究中发现，卫星通信信号的干扰性信号正在不断地增加与变化中。对于这种复杂性情况的出现，非线性技术在应用中比线性技术处理的信号类型更加广泛的特点。特别是对于非平稳信号等特殊的信号类型，非线性技术都可以进行有效处理。这就使得其在实践应用中，对于复杂的干扰信号处理，更加具有优势性也更加实用。
1.2.2非线性技术在信号宽带处理中更有优势在实践中发现，非线性技术在实践中可以处理的信号带宽更宽。这就使得这一技术在抗干扰实际过程中，可以建立其更多的干扰信号模型，保证抗干扰工作的效率与质量。特别是随着卫星通信间内部信号干扰情况的增加，非线性技术的应用为特殊性干扰信号模型的建立提供了保障。
1.2.3具有线性技术的共同优势在实际应用中发现，非线性技术不仅具有其特有的优势，还包括线性技术的技术优势。尤其是在信号数据筛选与分析过程中，2种技术的优势都得到了体现与保证，这就使其更加具有实用性的特点。
1.3当前非线性技术在卫星通信中的应用探析正是因为非线性技术在信号抗干扰因应用中据有以上的特点，所以在实际的应用中，特别是卫星通信抗干扰应用中这一技术已经成为了较为常用的技术内容。尤其是随着卫星通信信号干扰类型以及干扰信号带宽的增加，通信干扰信号模型的复杂性也在不断地增加。在这种情况下，必须针对这些实际技术问题，开展的卫星通信非线性抗干扰技术实践研究就既可以提高卫星通信的整体质量与效率；同时，为通信技术整体发展提供了支持，时实用的技术研究工作。
2当前非线性技术发展探析
在非线性技术实践应用研究中，对其技术应用与发展进行了实践性研究工作。在研究过程中发现，在当前卫星通信抗干扰实践中，其主要的实践技术包括了以下3类。
2.1高阶谱分析技术在实践中的应用在卫星通信非线性抗干扰技术的应用中，高阶谱分析技术的应用具有十分重要的实用性。在实际应用中这一技术主要用于处理和分析非线性、非高斯信号的过程。在抗干扰过程中，这一技术主要具有以下的特点。首先，可以在抗干扰过程中，高阶谱技术能够有效的抑制高斯噪声，起到特殊的抗干扰作用。其次，在技术应用中，这一技术具有高分辨率的特点；同时，可以获取到信号数据的相位信息、能量、相关非线性参数等各类实用性数据，为抗干扰提供数据支持。最后，在抗干扰过程中，这一技术可以很好按照相关处理要求，其他抗干扰技术开展结合式的工作，同时提取出通信信号中更为复杂的特点信息。正因为这一技术具有以上的特点，使其在有更高的应用发展潜力。
2.2自适应滤波与均衡技术在抗干扰数据分析中的应用在卫星通信抗干扰技术应用中，以非线性函数为技术支持，发展出的对接收信号变换技术，对于抗干扰技术发展具有极大的实际意义。在这类技术的发展中，自适应滤波与均衡技术使其最为重要的技术代表。在实际的应用中，这项技术的主要应用如下。技术人员对通信信号进行变换处理，继而在通信信号中筛选出一定数量的正常信号或干扰信号数据。在这一过程中，筛选出的信号数据更加的精准与细化，提高数据信息自身的自适应滤波以及均衡性能，使信号抗干扰恢复工作效率与质量得到更好的提升。
2.3非线性优化算法对卫星通信抗干扰的作用在卫星信号抗干扰技术应用过程中，非线性信号处理技术具有较为明显的优势性作用。但是在技术实践中发现，在信号数据的计算过程中，大部分技术过程中依然采用的是解析近似或者数值计算的方法完成。使用这些计算处理方式完成的非线性计算，很容易在计算过程中出现局部极值以及巨大的计算量的问题，继而造成数据计算错误或难以进行的情况出现。正因如此，在非线性数据处理研究中，如何更好的结合非线性数学计算方法，对抗干扰数据计算进行优化处理，就成为了当前技术研究的主要内容。在实际研究中技术研究者发现，在数学领域非线性计算方法主要包括了蒙特卡洛抽样、贡献因子等内容。在实际的非线性计算方法优化中，这些计算方法的使用很好的降低了非线性技术应用的复杂度；同时，为这一技术的发展提供了技术性的支持。
3国内外技术实践应用现状分析
在卫星通信过程非线性抗干扰技术应用实践研究中，分别针对国内外技术应用实践进行了调研工作。首先在国际技术实践应用中，卫星通信信号非线性抗干扰技术应用较早。如在美国戈达德航天中心的研究中，很早就针对非线性和非平稳信号的抗干扰问题进行了专项的设计研究工作，并以此为目的提出了HHT变换技术研究理论。随着美国等国家在航天、卫星通信等技术的不断发展，以及其对通行安全要求的增加，非线性抗干扰技术已经得到了极大的发展，甚至部分技术成果已经投入民用领域。在我国的技术研究中，虽然非线性抗干扰技术起步较晚，但是在实际应用领域已经得到了实践研究成果。如在北斗导航系统的卫星通信中，上非线性抗干扰技术就得到了良好的实践应用。这种应用的出现，表明了我国卫星通信中非线性抗干扰技术已经实现了从研究到实践应用的过程。
4结语
卫星通信概念范文2
[关键词]宽带卫星 通信系统 关键技术
中图分类号：F840.61 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0308-01
随着经济的快速发展，科学技术也火力全开的发展着，因此，技术研发和人们日常生活对通信技术的要求也变得越来越高。因为很多通信的项目，都需要质量的保证，因此，对卫星通信的系统的依赖便越来越强。近年来，宽带卫星通信系统由于自身重量轻，信号覆盖面积广，性能稳定，以及研制和发射费用都较低的独特优势，在全世界内得到了广泛的研究和应用，逐渐成为现代信息传播的重要手段。为促进卫星通信系统的发展，对其关键技术的探讨也是必不可少的。
1 宽带卫星通信系统
1.1概念
卫星宽带通信系统，俗称卫星宽带或卫星上网，就是卫星通信与互联网相结合的产物，具体来说指的是通过卫星进行语音、数据、图像和视像的处理和传送。通过同步轨道卫星、非静止轨道卫星或两者的混合卫星群系统提供多媒体交互式业务和广播业务。常见的宽带卫星业务基本是使用Ku频段和C频段，但Ku频段的应用已经非常拥挤，故计划中的宽带卫星通信网基本是采用Ka频段。
1.2 宽带通信卫星星座系统
由于轨道低，每一颗卫星所能覆盖的通信范围相对较小，如果要使全球都能被覆盖上通信信号，那么需要把几十颗卫星按照一定的形状进行编队，从而组建成一个全球系统，形成卫星星座。目前国际上已发射或者是即将发射的系统有十几个，这些系统采用的技术手段也是多种多样。
1.2.1静止轨道
在赤道的平面上运行的卫星一般是静止轨道的通信卫星星座系统，因为它实现覆盖全球的功能只需要使用三颗卫星，目前已经存在的是美国的ASTROLINK系统、日本的WINDS系统、欧洲的EUROSKYWAY系统等。但就实际情况而言，因为卫星的轨道高度相对较高，传播路径的损耗较大，使得传播的信号会有一段较长时间的延迟，大概是250-280ms，而且音频和视频的传输质量也不太令人满意。
1.2.2中低轨道
可以在任意两个用户之间建立实时通讯、完成实时交互式的业务，是中轨道和低轨道通信卫星系统能满足的，因为他们的传播信号延时情况只有110-130ms、20-23ms。而且系统中的卫星都是可以进行批量化生产，形成规模经济，从而降低每一颗卫星的造价和发射费用。但不足之处是这些系统中的卫星会带来一个较为复杂和系统控制和网络管理问题；除此之外，中轨道和低轨道的卫星通信系统需要很多数量的卫星，才能完成覆盖全球的功能。比如说：美国的TELEDESIC卫星系统最初使用了840颗卫星，欧洲的SKYBRIDGE由最初的64颗增加到80颗。
1.2.3静止轨道和非静止轨道卫星的混合
静止轨道的卫星在语音和交互式视频业务方面，因为延时的长度太长而不如非静止的卫星，但就使用的卫星数量和发射费用而言，静止轨道又比非静止的卫星造价更低。因此，如果建立静止轨道和非静止轨道卫星的混合星座系统，可以更广范围的进行覆盖，更短延时的进行信号传播，比较适合一些组播和广播等项目，比如说，美国的CYBERSTAR和欧洲的SKYBRIDGE就组成了一个混合系统，形成战略联盟进而轻松的开拓卫星市场的相关业务。
2 现代宽带卫星所面临的问题
2.1 延时太长和时延抖动
传输过程的时延、星上交换和处理的时延、上下行链路传播的时延等基本构成了宽带卫星系统在传输信号和数据时所经历的各种时延，这些时延的长度也就组成了总时延的长度。因为静止卫星系统一般情况下是固定的，相对于地面而言，所以在信号传播的过程中基本上没有切换，因此拥有相对固定的时延。非静止卫星系统虽然时延比静止系统短小，但因为其会随着卫星的移动、切换等状态而发生变化，出现一些细小的时延。
2.2 功率的管理繁忙
C频段是经常会发生拥挤现象的一个频段，主要是因为运作大型业务的通信卫星常常运行在4-6GHz的C频段，拥挤发生后又会导致信号的堵塞、时延的加长，造成信号传播的不畅。为了改善这一现象，运营商多开始使用11-14GHz的Ku频段，一般是采用两者结合的方式进行保守的发展。一旦Ku频段也发生拥挤现象时，则运营商会继续投入到全Ka频段的通信竞争中。
3 宽带卫星通信系统的技术
3.1 卫星ATM网络
基于ATM技术发展的复杂的星上交换、星上处理、星上路由等技术可以直接将信息从上行链路传递到指定的下行链路点波束上，这种方式能够在一定程度上减短信号传播的时间。多频时多分址接入技术、时分复用技术的采用，对于在Ka频段工作的静止轨道系统而言，能够在不同地区、但在同一点波束内的用户接入其中，从而实现语音、视频和数据的传播，实现用户之间的资源共享。
3.2 星上处理技术
卫星、用户站和网络主控制站组成了一个传统意义上的弯管模式卫星系统。在这个系统内的用户必须建立TDMA同步和时隙同步。当结成同步状态后，用户把关于目的地、吞吐量等请求发送至网络主控制站，然后主控制站开始检查卫星的相关资源，比如说：频道是否可用、发射功率是否在标准范围内等。当这些检查都通过以后，主控制站即接受连接的请求并为客户分配信道，然后进行数据的传输。
3.3 星间链路
卫星之间的通信链路就是星间链路，即是指在空间内建立一个通信子网，利用卫星之间的可靠性和高容量性进行通信，尽可能的节约地面的资源。星间链路既可以存在于同一轨道的卫星之间，也可以存在于异轨道中，且都会产生一部分传播时延。非静止卫星系统会因为卫星的移动状态和自适应路由技术而不间断的改变星间链路，而静止卫星系统中的星间链路时延是不会改变的。
3.4 波束成形技术
通信天线是宽带卫星通信系统中常用的天线，主要包括全球波束、区域波束、点波束天线等。全球波束天线的半功率角宽度恰好覆盖卫星对地球的整个视区。而区域波束和点波束天线则拥有较小的半功率角宽度，能够集中的满足某一特殊地区的通信要求。
4 结语
对于宽带卫星通信系统的研究已经进入第四代了，这种结合了IP、ATM和相关的卫星技术的通信网络具有众多的优点：高利用率的带宽、覆盖地面广等。但在实际的运用过程中，人们要求的通信质量问题还存在一定的缺陷，因此在这一方面还需要有关研究人员深入探索，积极研发，发展更高级的卫星通信网络，提高通信系统的使用质量。
参考文献：
[1] 罗文.卫星通信系统的发展及其关键技术[J].信息通信，2013，（1）：157-158.
卫星通信概念范文3
天基卫星通信对抗就是在航天器平台上装载干扰设备,从航天器平台利用卫星通信电子干扰设备,对敌方卫星通信系统实施信息封锁、信息阻塞、信息欺骗、信息摧毁,达到破坏其数据通信或使其信息获取单元、信息节点和最终用户单元获取不到正确信息的目的。由于天基平台具有不受国界和地理条件限制、不易受到攻击等诸多优点,必将成为卫星通信对抗发展的必然趋势。
2 天基卫星通信对抗方法研究
星间链路的类型取决于不同使用要求的用户。但是,其基本的划分包括两种:一种是按空域划分,另一种是按频域划分。由于大部分通信卫星与中继卫星位于同步轨道上,在此我们主要探讨如何使用天基干扰平台对地球同步轨道通信卫星实施干扰。
无论是对通信卫星与地面站系统之间的星地链路还是对通信卫星与TDRS(跟踪与数据中继卫星系统)之间的星间链路实施干扰,都需要先考虑的对抗干扰行动的实施,即轨道的机动。
利用变轨技术将干扰平台转移到目标卫星的地球同步运行轨道,在地面站的控制之下进行相位调整,使之实现伴星飞行,在接到干扰命令之后干扰平台就可以使用平台上的各种有效载荷对目标通信卫星实施干扰行动。当干扰目标处于接收状态时,天基干扰平台就处于较窄的信号波束主瓣内,方便实施信号的侦察,同时,对于目标的干扰信号即使处于目标天线旁瓣内,由于距离近,损失小也容易达到干扰目的,其干扰过程如下图1所示。
要实现对地球同步轨道通信卫星的干扰,首先要对通信信号进行侦察,截获识别干扰目标的通信信号,然后再选择合适的干扰方式、样式,对目标通信卫星实施干扰,天基平台卫星通信对抗的主要方法有以下四种。
1、地面站侦察,地球同步天基对抗平台实施干扰,如图2所示。
这种对抗方法主要是依托地面站侦察为基础,通过地面站对通信卫星下行信号的侦察,截获信号参数,确定干扰目标,然后控制在地球同步轨道上的对抗平台实施相位调整,在对干扰目标成功实现伴星飞行后开始实施干扰。
这种对抗方法的优势在于对抗平台已经处于地球同步轨道,在实施干扰过程中只需进行相位调整即可实现对干扰目标的伴星飞行,干扰实施效率比较高,而且可在完成干扰任务后再次快速机动实现其他目标的干扰。
2、地面站侦察,低轨天基对抗平台变轨干扰。和方法1不同的是,实施干扰的对抗平台处于低轨运行,在接收到干扰命令后,变轨到同步轨道,然后进行相位调整,完成干扰任务,如图3所示。
3、天基干扰平台低轨侦查,变轨干扰。这种对抗方法由于需要对抗平台同时完成信号的截获、干扰的实施,对平台的要求比较高,受平台性能及太空航天器燃料的限制,这种方法在实际实现过程中难度比较大,对平台技术要求也比较高。
4、低轨卫星侦查,地球同步天基干扰平台干扰。由于低轨卫星运行周期较短,其轨道设计比较灵活,并且处于外太空,利用其进行卫星通信信号侦察,可以方便实现对重点目标、重点区域的监视,其截获的信号没有受大气衰减的影响,这就可以大大提高卫星通信信号的截获概率,然后将所目标信息及信号参数转发给地面站,由地面站控制地球同步轨道的对抗平台实施干扰,如图4所示。
5 最佳干扰方向及干扰区域
卫星上使用的天线有定向天线和全向天线,受功率限制,通信卫星在通信时一般采用定向天线进行通信。虽然天基干扰平台在成功实现伴星飞行后,由于干扰距离可以忽略,即使干扰干扰信号从通信卫星天线的旁瓣进入也能达到较大的干信比,但如果对已经实现伴星飞行的天基干扰平台的位置及干扰天线进行合适的调整,就能够以最小的干扰功率达到最佳的干扰效果,下面就这个问题分析如下。
通信卫星在通信过程中,在接收地面站的通信信号时有一个最佳波束区,即接收天线的主瓣,天基干扰平台在实施干扰时位于通信卫星接收天线的主瓣区域内才能获得较大的干扰增益,取得最佳的干扰效果,如图5所示。
3 天基卫星通信对抗评估模型
3.1 基础模型
虽然通信卫星的工作频率、工作方式各不相同,但对通信卫星进行干扰的途径基本相似,把天基卫星通信对抗的一些基础模型提取出来,有利于提高建模效率和模型可信性,天基卫星通信对抗基础模型主要包括坐标系计算模型、轨道描述模型、轨道机动模型、实时位置与速度计算模型以及环境影响模型[2]。
基础模型主要涉及地球轨道动力学,我们在建立时可以参考近地航天器轨道基础知识,由于这不是天基卫星通信干扰研究的重点,本文在此就不进行详细阐述。
3.2 对抗效能评估模型
要实现卫星通信对抗效能评估仿真,需要在建立系统概念模型的基础上建立系统的数学模型,然后对建立的模型进行分析。
3.2.1 星地链路干信比计算模型
4 结束语
通过对天基卫星通信对抗平台实际的运用研究,提出了四种可行的干扰方法,并对干扰原理进行了细致分析。在此基础上构建了天基卫星通信对抗评估模型,为下一步对天基卫星通信对抗效能评估及仿真提供了模型基础。
参考文献
[1] 曹裕华,冯书兴等. 航天器军事运用建模与仿真[M].北京:国防工业出版社,2010
[2] 郗晓宁,王威等.近地航天器轨道基础[M] .长沙:国防科技大学出版社,2003
[3] Timothy Pratt,Charles Bostian等着,甘良才等译.Satellite Communications[M].北京:电子工业出版社,2005
卫星通信概念范文4
关键词:短消息业务;卫星通信;网络管理;多线程
中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)18-4952-02
Design and Implement of Short Message System in Satellite Communication Network
GUO Chen-guang, MEMG Xian-qi, LI Chun-zhi
(Department of Communication, PLA 65066, Dalian 116100, China)
Abstract: Short message service in satellite communication network is a new service.This paper sets up the model of short message service in satellite communication network,and discusses some key problems that need solve of the model in application.It also realizes the kernel device,Short Message Service Server(SMSS).
Key words:short message service; satellite communication; netword manage; muliti thread
当前,卫星通信业务已在各行业广泛应用,但其仅限于话音、数据等传统业务。为了拓展卫星通信的业务领域,使其在未来应用中发挥更大效益,本文结合短消息业务技术和卫星通信网络管理技术各自的优点,依托于现有卫星通信系统平台,提出了卫星通信网短消息业务的概念以及短消息系统的体系结构。
1 短消息系统结构
卫星通信网短消息系统主要由短消息系统服务器和用户终端设备组成。短消息系统服务器仅次于网控中心,是整个系统的核心,负责完成短消息的转发,并且提供查询、客户端配置等功能。用户终端设备可以是地球站,也可以是装有短消息系统客户端软件的计算机。
图1中各设备功能说明如下:
1)地球站及短消息业务客户端(SMSC,ShortMessaging Service Client):收发短消息的终端设备,具有接收、发送、显示、编辑、保存短消息等功能。
2)ACS:接入控制服务器(Access Control Server),是网控中心处理机与卫星室外单元的接口软件,负责网控中心与地球站间的数据链路层通信。
3)SMSS:短消息业务服务器(Short Messaging Server),是短消息处理的核心设备,负责对短消息进行判断、审核、转发、中止等操作。
4)MSW:MSW(Monitor and SWitch)是用于对网控系统进行管理和控制的软件,对短消息业务来说,它主要负责协调SMSS与网控中心其他进程间的关系,以及对网络资源进行管理和控制,其工作方式为双机热备份。
5)NCP:NCP(Network Control Process)是网控系统内处理通信业务的软件。NCP对业务资源的控制主要以数据库表文件的形式体现,SMSS不直接与NCP通信。
6)KDC:密钥分发中心(Key Distribution Center)负责对ACS与地球站间通信所用的密钥进行管理。
7)DBMS:数据库管理系统,用于保存各类短消息队列,以及全网配置和状态信息、运行记录、操作日志等。
短消息发送流程为:对于地球站发送的短消息,通过卫星信道传送至网控中心,网控中心的ACS收取后把短消息转换为数据包交给短消息业务服务器SMSS;对于客户端发送的短消息,通过专用计算机网络直接交付SMSS。SMSS对所收到的短消息先进行格式转换以及存储于数据库;然后对等待转发的短消息进行审核判断,如果通过审核,SMSS就将此条短消息交给ACS转发给接收方地球站。
2 系统关键设计
2.1 传输信道的选择
卫星通信网的信道一般可分为两类:业务信道和控制信道。短消息采用何种信道传输是实现短消息系统的最关键问题,决定了短消息系统的实际应用性能。
短消息采用存储转发模式,无连接方式传输,无需繁杂的连接建立和拆除工作。短消息帧上行(地球站到网控中心)采用ALOHA方式,下行(网控中心到地球站)采用TDM广播方式。短消息一次传输就构成一次通信,适合数目较多的小数据量信息同时传输。
2.2 增值服务功能
为提高短消息的应用价值并弥补其固有的缺陷,我们还设计了回执和群发两种短消息增值服务。
所谓短消息回执是对短消息发送状况的反馈通知,用于告知发送方其所发短消息是否成功到达。
图2中各阶段分别为:
1)发送方向SMSS发送短消息;
2)SMSS收到短消息后,向发送方发送“短消息录入应答信令”;
3)SMSS向接收方转发短消息;
4)接收方收到短消息后,向SMSS发送“短消息下载应答信令”;
5)SMSS收到“短消息下载应答信令”后,向发送方发送短消息。
所谓短消息群发是指用户发送一条短消息,其接收对象是一个用户群。群发过程如下:主发方的地球站发送一条携带组号的短消息到网控中心,网控中心的SMSS除对该短消息进行正常审核之外,还需对主发方的权限是否能向目标组群发短消息进行审核,设定权限的目的是为了防止卫星网络内群发短消息的泛滥。若该短消息通过审核鉴定,SMSS就把其携带的组号转换为组地址,再广播下发给所有地球站,但只有属于目标组的站才把收到的短消息提交给操作员。
3 系统的实现
3.1 短消息业务服务器
由于短消息业务服务器SMSS需要处理卫星通信系统中所有短消息,因此其实时性要求较高。对于实时性要求较高的服务器,其设计应遵循实时服务器的设计模式,即单进程多线程的模式。
线程:SMSS进程按功能模块划分为数十个线程。这些线程分别实现不同层次的功能,大体可分为三类:
1)业务处理类:承担短消息处理工作,负责对每条短消息的收发双方的权限进行审核,对于通过审核的短消息进行转发以及中止发送等各种操作。
2)管理控制类:负责对SMSS自身的管理和控制,以及执行MSW发来的各种命令。
3)通信类:承担与网控其他进程之间的通信工作,例如SMSS与ACS、MSW的数据通信。
队列:在SMSS内部设置了多个缓冲队列,队列中存放短消息数据和管理控制信息,各线程通过操作这些队列完成业务处理和管理控制任务。
部件控制块:部件控制块存放公共数据结构,包括TDM链表、全局变量表等。通过部件控制块,各线程可对相关属性值进行操作。
3.2 性能测试
上述短消息系统已经在模拟卫星通信环境中投入实际运行。SMSS是一个实用的多线程服务性程序,利用单进程多线程而不是多进程是因为线程之间通信和同步较易实现,并且开销小,能够提高系统运行效率。测试结果表明,短消息系统在流量正常时运行良好。当出现突发性的流量增长时,可通过限制短消息的发送速率,避免出现拥塞现象。
4 结束语
短消息系统具有很好的通用性,可高效地实现各种卫星通信网中的短消息传输与控制,无论对民用网络还是军事卫星通信网都有很高的实用价值。
参考文献:
[1] ETSI GSM 3.40,Digital Cellular Telecommunication System(Phase2+) Technical Realisation of the Short Message Service Point-to-Point[S].V.4.13,1996.
[2] ETSI GSM 3.40,Digital Cellular Telecommunication System(Phase2+) Technical Realisation of the Short Message Service Cell Broadcast(SMSCB)[S].V.5.2.0,1996.
卫星通信概念范文5
关键词：宽带多媒体；卫星通信；信道仿真；Turbo码；应用分析
中图分类号：TN927 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 08-0000-01
一、相关概念介绍
二、宽带多媒体卫星通信信道仿真与Turbo码的应用
由于在宽带多媒体卫星的移动通信信道中信息的传输实在极其恶劣的环境下完成的，并且与用户的终端运动量成正比，因此若接收机在反射、折射或者一些散射的环境下完成多径分量形式的合成信号，其强度的衰落情况也就会随着这些环境改变而变化，因此信号强度就有着较大的随机性和骤变性。再加上LEO通信卫星受到多普勒频移影响严重，更加影响了卫星的传输信号质量，因此要想完善LEO多媒体通信卫星的移动信号质量，必须要研究和掌握其信号传输信道的随机性、骤变性，其与选择整个通讯系统的调解方法有着较大的联系，甚至对系统的设计都有影响。笔者就LEO通信卫星的信道模型做出仿真模型并进行简单分析。（1）卫星信道中的多普勒频移。多普勒频移是两个物体进行相对运动时，使得接收端的发射端载频出现了频移现象，即多普勒效应的附加频移，地球站与卫星、相互卫星运动、终端与卫星之间的相对运动的影响均会产生多普勒频移，其对于数字卫星通讯系统的信息解调有着非常大的危害，因此研究LEO多媒体通信卫星的多普勒频移意义重大。（2）宽带多媒体LEO卫星通信信道系统模型仿真和Turbo码的应用。首先选择一个宽带多媒体卫星处于地轨道的通信系统的环境，比如郊区或者有空旷度足够的区域，在该类区域中，由于信息的发出者和接受者之间存在直射分量，所以莱斯分布在该区域中的接收者接收信号时同样满足，因此当有卫星之间、地球与卫星之间或者终端与卫星之间发生相对运动时就会在接收者的接收终端上出现发射载频的多普勒频移现象。此时若取Φmax=800为Teldeesci的参数，且5.452066--et004Hz的琴、78.5。的仰角下，分析Turbo码与通讯卫星信道，从而做出关于如图的通讯卫星的仿真通讯系统模型。
卫星通信系统模型
三、仿真实验结论
（1）信号输出时的误码率高低与系统采用编译码的情况有直接联系，若不采用编译码，其误码率是最高的，能够达到1x10-1的数量级，且信噪比增加量对于曲线的影响较低。若要使得错误比特率B在未编码情况下达到1x10-5数量级，则必须要具备44dB的信噪比，显而易见的是Turbo码拥有高于未编码情况的至少40dB的编码额外增益。（2）译码的迭代次数对误码率（Turbo码性能）的影响：当信噪比小于ldB时，Turbo码的译码性能并没有随着迭代次数的增加而得到明显改善，这是由于信道衰落幅度较大，传输的数据受到严重破坏，超出了于盯玩码的纠错能力，此时，只有通过提高信噪比来增强系统的抗衰落能力。当信噪比大于ldB时，误码率随着迭代次数的增加明显减小，同时译码时延也增加。但是，经过4、5次迭代后，误码率下降开始变得缓慢。这是因为随着迭代次数的增加，外信息的相关性越来越大，提供的有用信息越来越少，性能改善也越来越小，这时称循环迭代次数达到饱和。一般迭代5-10次趋于饱和。（3）信道的信噪比对误码率的影响：在信噪比为5dB时，误码率已经降到104。这说明，信道的信噪比大时，Turbo码的译码性能要好。
四、小结
通过对上述仿真结果的分析，得出：（1）Turbo码的前向纠错性能与通讯卫星传输信号的信道信噪比成正比。（2）通讯卫星传输信号的信道性能与信号的迭代次数成正比。但迭代次数大于等于4次后，误码率的下降速度变小，即对于通信卫星的传输信号的信道改善效果变低，同时迭代次数多少还会延长译码时间的长短。（3）Turbo码的性能随着信道不同而不同，并且在AWGN信道下Turbo码的性能要高出莱斯衰落信道1-1.5dB左右。
参考文献：
卫星通信概念范文6
关键词：任职培训 现代通信系统 教学方法改革
一、引言
根据总参谋部的安排，目前军队院校任职培训学员的学制时间、培训内容等都发生了调整变化【1】，学制时间明显缩短了。这一改变对课程的教学也产生了深远的影响，必须要结合课程定位积极进行教学方法改革。
二、“现代通信系统”课程分析
《现代通信系统》这门课是普通高校通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、电气工程及其自动化专业毕业的任职培训学员的一门重要专业基础课，全部为理论教学，共30学时【2】。主要是介绍现代通信中的几种主要通信手段，包括光纤通信系统、微波中继通信系统、卫星通信系统、移动通信系统等。通过课程学习使学员能全面了解现代通信系统的分类、系统组成、工作原理、关键技术及其在现代通信中的应用【3】。可见本门课程涉及的内容非常广，知识点很多，在有限学时内要想取得较好的教学效果，就必须要针对任职培训学员的特点对授课内容进行取舍，让他们能掌握各个系统的基本概念、关键技术，主要目的是拓展他们的知识面，开扩眼界。
三、教学方法改革
在充分认识了课程特点后，首先对以往实践中采用的教学手段进行了再思考。以往的教学实践中主要采用了如下两种方法：
1）、教员讲、学员听的教学手段。这种方法好的方面是教员讲得比较透彻，学员如果能认真听课、积极思考，就能掌握的比较透彻。但同时存在的问题是，很多学员认为这门课内容宽广，满足于平时听听，考前背背，主动参与的积极性和程度都不高。
2）、为解决学员主动性不够、积极性不高问题，某些章节采用以学员为主讲授、教员点评总结的方法。例如，在以前有的班次根据选修课的情况，拿出《移动通信系统》、《光纤通信系统》的部分章节，放手让学员去查找相关资料、制作PPT，以他们为主体讲授。这种方法好处是学员通过查找资料、制作课件，丰富了原有的素材库；学员通过讲课的机会，对自己准备的部分有了比以前更深入的了解；学员的积极性得到了有效提高，每个人都要上台，都要准备授课内容，使得以前被动的学习变成了主动学习。但是存在的问题是很多学员把大多精力投入到自己要准备的部分，对其他部分反而忽略了；还有部分学员在讲解时时间把握不好，有的讲几分钟就没了，有的到了时间还没结束。
在思考了上述两种主要教学手段的优缺点后，结合目前任职培训学员的特点，我们认为第二种方法适合课余时间比较充裕的班次。而任职培训学员学制短，故教改主要还是针对第一种方法进行改进。而第一种方法的主要问题是学员主动参与的积极性不高，因此必须采取其他手段增加课堂的生动性，吸引学员主动参与。为此尝试了如下的方法：
1）、直观教学法
利用和借助实物、实物图片、录像等直观手段增强课堂的生动性。例如以往在介绍现代通信系统组成时都是采用框图的形式，确实不太生动，特别对于以往不是通信专业的学员来说理解起来就更加困难。这次我拿了一块以往项目中留下来的卫星地球站的基带板到课堂，让学员们先看这块板子，从接口到芯片和他们讨论，很快他们就明白了一般通信系统的组成框图。在此基础上还强调了理论框图和实际设备上的对应关系，例如在实际设备上往往有嵌入式的CPU及其部件，用于控制的目的，而组成框图上主要是从通信的角度出发一般不包含这部分。这样讲解学员的兴趣就很高，理解得也很透彻。
2）、归缪法
这种方法是指在学员回答问题有错误而不觉得的时候，教员不是立刻指出错误，而是暂时容忍错误，并以其错误的结论来演绎衍化，最终得出明显荒谬的结论，从而使学生顿悟的手段【4】。例如在讲解卫星通信体制时，介绍完调制和信道编码的内容以后，我提了个问题“采用和不采用信道编码方式时，解调器输出的误码性能哪个更好？”。有的同学回答说“当然是采用了信道编码方式以后更好了，否则要信道编码干吗。” 针对这个回答，我就推理说“信道编码以后数据比特数目不是增加了吗？这么说来相同的输入功率，每个比特所占的能量就更小啊，这样Eb/N0就下降了，怎么误码性能反而好了呢？”。学员根据这一思路再仔细一思考就会发现问题，从而更好地理解了这一重难点内容。
3）、板书标示法
如今的课堂，越来越多的课程使用了多媒体幻灯片。有些课程甚至完全依赖于PPT，教员上完课黑板还是空空如也。多媒体技术具有生动、灵活、快速切换的特点，可以提高学习兴趣、加深理解，提高教学效率。但它画面切换频繁，容易造成学员视觉疲劳，不利于思考大量信息与少量核心信息之间的联系【5】。纵观国外大学的开放课程，比如像MIT、哈佛这样的国际知名大学的课程，他们的教授还是在采用板书的方法，一堂课下来整整写满六、七块黑板。板书的内容学员可以随时回过头去看看，即使偶尔分心也能很快跟上思路。但是不能为板书而板书，例如有的板书仅仅是纲目的列举，这样效果也不好。国外这些教授的板书可以说不是非常美观，甚至有时候挤在某个角落里填一堆内容，但是整个思路却“跃然板上”。例如在介绍微波中继传播特点时，就在黑板上按照人们思维由简单到复杂的的客观规律，在黑板上写上“自由空间传播――>刃形障碍物阻挡――>大气折射影响”的主题，这样学员非常清楚每种条件下的传播特性，即使在某些细节上有点模糊，但一看这个思路就比较明确了。
4）启发式发现教学法
这种方法模仿历史上某些理论的发现过程，通过教员引导，使学员重现这段历程，通过自己的探索和学习，“发现”事物变化的因果关系及其内在联系，形成概念，获得原理。在这个认知学习过程中，学员能够同时体验到“发现”知识的兴奋感和完成任务的自信心【4】。启发方式主要有动机启发、方法启发、推理启发、联想启发、回归启发、激疑启发、类比启发等，需要因材施教、因人制宜【5】。例如在介绍卫星通信系统体制的调制技术时，首先让学员说说以前都学过哪些调制方式，在学员七嘴八舌讲调制方式的时候，将它们一一记在黑板上。但同时又不是学员说一种我就记一种，而是根据功率有效还是频带有效分成两大块。很快学员就会发现这个现象，他们就会有疑问，为什么像BPSK、QPSK记在一起，而像MQAM、MPSK会记在另一边。在写了七八种调试方式以后，再启发他们去思考，这些方式的频带利用率和相同Eb/N0条件下误比特率有何不同。学员一下就能发现分类的原因了，原来它们的功率效率和频带效率不同！这时再引入功率有效和频带有效的概念，学员就很好理解，同时也对某种卫星通信选取何种调试方式有了更深入的理解。
5）课堂讨论法
这是学员在教员的指导下，围绕某一中心问题，交流意见，互相启发，弄懂问题的一种教学方法【4】。当然讨论不能凭空讨论，必须要结合学员的实际，否则就会出现冷场的尴尬现象；而且不能为了营造讨论的效果而去讨论，现在有些课上的讨论就像表演，不是学员真讨论的结果。在实施的时候注意营造讨论的基础，也就是让学员首先有可讨论的话题。例如在光纤通信系统中，我首先介绍各种光纤的特点，然后再组织学员讨论如果要扩容，采用波分复用的方法，对这些不同种类的光纤有何影响。由于学员有了前述的基础，很快就能讨论出G.652光纤需要加色散补偿，G.653光纤由于有四波混频特性不太适合，而G.655光纤特性比较适合WDM的结论。这种方法比直接由教员告诉他们结论要好得多。
四、教学改革的体会
通过这次教改实践，在教学方法方面做了些探索，学员听课、参与的积极性有了很大提高，总体教学效果要好于往年。但在教学理念、教学过程、师生关系等诸多方面还需要进一步完善，例如教学理念上客观主义成分还较多，不利于学员创造能力和创新思维的培养；教学过程中虽然努力向个性化方向努力，但还存在以统一模式应对有差别学员的需要问题；在教学实施中还过多强调了教员的权威地位，学员的学习还不够主动【6】；要解决这些问题，使学员能从“学会”到“会学”还需要在今后的教学过程中去逐步探索。
参考文献：
[1] 政联〔2010〕1号《关于加强国防生军政训练和任职培训工作的实施意见》
[2] 学院任职培训人才培养方案
[3] 《现代通信系统》课程标准
[4] 百度文库 《教学方法30种》
[5] 沈庆. 对课程教学中若干重要关系的认识. 理工大学“教学改革系列报道”
[6] 高校教学模式发展趋势综述 理工大学训练部2011年第30期情况简报
作者简介：
方华，理工大学通信工程学院卫星通信系教员，讲师， 硕研
续欣，理工大学通信工程学院卫星通信系教员，讲师， 博研
