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卫星通信论文【新版多篇】

2024-10-01 18:59:12 节日祝福
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【摘要】卫星通信论文【新版多篇】为的会员投稿推荐,但愿对你的学习工作带来帮助。

卫星通信论文 篇一

论文摘要:阐述了光纤通信发展历程,并分析了其优势所在,为我国光纤通信发展提出了相应对策。

1光纤通信发展历程

光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。1966年英籍华人高锟博士发表了一篇划时代性的论文,他提出利用带有包层材料的石英玻璃光学纤维,能作为通信媒质。从此,开创了光纤通信领域的研究工作。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。85微米波段的多模光波为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,相干光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光孤子通信系统可以获得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。

2光纤通信与卫星通信、无线电通信优势比较

现代通信网的3大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信,而其中光纤通信是主体,这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点:

(1)频带宽,通信容量大。光纤可利用的带宽约为50000GHz,1987年投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统,一对光纤能同时传输24192路电话,2.4Gb/s系统,能同时传输30000多路电话。频带宽,对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义,否则,无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。

(2)损耗低,中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km,比其它任何传输介质的损耗都低,若将来采用非石英系极低损耗光纤,其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低,所以能实现中继距离长,由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米,由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统,其最大中继距离则可达数千甚至数万千米,这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。

(3)抗电磁干扰。光纤是绝缘体材料,它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰,也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰,还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。

(4)无串音干扰,保密性好。光波在光缆中传输,很难从光纤中泄漏出来,即使在转弯处,弯曲半径很小时,漏出的光波也十分微弱,若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好,这样,即使光缆内光纤总数很多,也可实现无串音干扰,在光缆外面,也无法窃听到光纤中传输的信息。

(5)光纤线径细、重量轻、柔软,使传输系统所占空间小,解决地下管道拥挤的问题,节约地下管道建设投资。此外,光纤的重量轻,光缆的重要比电缆轻得多。

(6)光纤的原材料资源丰富,用光纤可节约金属材料。

321世纪初光通信及基础产业发展的主攻方向

波长就是一个信号系统,把从前的电路交换,换成当前的光路交换。这种交换系统就是把光的传输和交换融为一体,把交换给取消了。希望今年能作出一个演示系统。这个问题是最简单最有效的解决如此困惑传输高速路的问题,宽带推广应用就有很好的基础。

今后一定要研究支持大通信容量廉价的光器件。第一个是可变波长激光器、高频调制器;第二是波分复用/解复用器/滤波器;第三是增益平坦和锁定的SCL波段放大器;第四是RAMAN放大器;第五是高频光探测器、MEMS光开关。我国建立环保型的微电子和光电子的生产基地,我国的硅石材料是非常丰富的。多晶硅是未来最清洁的能源。

21世纪,要发展光网络与移动通信式的结合,这是一个很大的商机。光网络与毫米波的结合,如果成功的话,也是很大的具有革命性的进步。再一个是制造高精度的光纤陀螺。这不仅仅是未来航空系统,导弹系统要用它,国外的汽车里面也有陀螺。此外,新型实用化电流传感器、电压传感器,光纤光栅应力传感器,光纤光栅温度传感器。

4我国要积极创新开发具有自主知识产权的新技术

虽然这几年来,我国光缆电缆技术有很大发展,有一些具有自主知识产权的技术已在发挥作用,但是应该看到这种比例仍是很小的,国内有近200家光纤光缆厂,但大多产品单一,没有自主的知识产权,技术含量较低,竞争力不强。实际上我国的光纤光缆技术应该说与国际水平己差距下大,因此我们作为世界第二的光缆大国,应该把开发具有自主知识产权的技术作为我们工作的重中之重,争取创造更多的光纤光缆专利。

卫星通信论文 篇二

论文摘要:低轨道(LEO)卫星移动通信系统是卫星距离地面500~1500km,运行周期2~4小时的卫星通信系统。铱系统、全球星系统及系统是地轨道卫星移动通信系统发展最快的范例。LEO卫星移动通信系统具有广阔的发展前景

1LEO卫星移动通信系统的特点

低轨(LEO)卫星移动通信系统与中轨(MEO)和静止轨道(GEO)卫星移动通信系统比较,具有以下特点:

1.1由于具有更小的信号衰减和更低的传播时延,低轨卫星通信系统更有利于实现个人全球通信。LEO系统的路径传输损耗通常比GEO低几十分贝,所需发射功率是GEO的1/200-1/2000,传播时延仅为GEO的1/7~1/50,这对于实现终端手持化和达到话音通信所需要的延时要求是十分有利的。

1.2蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术的发展为LEO卫星移动通信提供了技术保障。

1.3由于地面移动终端对卫星的仰角较大,天线波束不易受到地面反射的影响,可避免多径衰落。

1.4它在若干个轨道平面上布置多个卫星,由星间通信链路将多个轨道平面上的卫星联接起来。整个星座如同结构上连成一体的大型平台,在地球表面形成蜂窝状服务小区,服务区用户至少被一个卫星覆盖,用户可随时接入系统。

1.5由于卫星的高速运动和卫星数目多,也带来了多普勒频移严重和星间切换控制复杂等问题。但不管怎样,低轨卫星移动通信系统的上述特点对于支持实现个人通信是有巨大吸引力的。

2LEO卫星通信系统用户切换的一般过程

低轨卫星移动通信系统中,由于卫星的高速运动,使得它的波束覆盖区也跟着移动,而波束覆盖区的移动速度远大于用户的运动速度,因此,在LEO卫星移动通信系统中,切换主要是由于卫星波束移动引起的。

对于卫星移动通信系统中的呼叫切换,通常经历这样一个过程:

2.1用户周期测量当前使用波束和邻近波束的导频信号或广播信道的信号强度的变化,以便确定它是否正在穿越相邻波束之间的边界或者处于相邻波束的重叠区内。

2.2若用户进入相邻波束的重叠区,达到切换触发的条件,将开始启动切换过程。用户中止利用当前波束进行通信,等待分配信道利用新波束进行通信。

2.3切换过程开始后,需要在新到达波束中为该用户按照一定的信道分配算法进行信道分配,并在原先波束中释放使用的信道;如果采用了波束内切换或信道重安排,则原先波束还须按照呼叫结束后的信道重安排算法进行波束内的信道优化分配,进行必要的波束内分配。分配完成后,将数据流从旧链路转移到新链路上来,完成切换。

3LEO卫星通信系统用户切换的种类

低轨卫星通信系统用户切换可分为以下类型:

3.1同一信关站和卫星的不同波束之间的切换

目标波束和现用波束在同一信关站和同一卫星内,该切换涉及两个波束的信道分配和修改同一信关站(不采用星上交换)或卫星(采用星上交换)的交换路由表。

3.2同一信关站不同卫星之间的切换

目标波束与现用波束不在同一颗卫星内、但在同一个信关站范围内,它涉及两颗卫星的信道分配;对于采用星上交换的体制,需要改变两颗卫星星上交换路由表;对于卫星透明转发的体制,需要修改信关站交换路由表。

3.3不同信关站同一卫星的波束间的切换

目标波束和现用波束属于同一颗卫星,但属于不同的信关站,它涉及两个信关站之间的切换,包括信道分配、改变地面线路连接、位置更新、记费等,对于采用星上交换的卫星还需要改变其交换路由表。

3.4不同信关站不同卫星之间的切换

目标波束和先用波束属于不同的卫星且属于不同的信关站,它涉及两个信关站和两颗卫星之间的切换,信关站涉及信道分配、改变地面线路连接、位置更新、记费等问题,对于采用星上交换的卫星需要改变其交换路由表。

4LEO卫星通信系统中用户切换目标卫星的选择准则

在低轨卫星移动通信系统的切换控制中,切换的目标卫星的选择策略对切换的最终性能也有着直接的影响。因此,根据系统的需要,设计出适合于本系统的切换目标卫星选择方案至关重要。目前,低轨卫星移动通信系统中的切换目标卫星选择策略主要有以下几种:最近卫星准则、最强信号准则、最长可视时间准则、最多可用信道数准则、覆盖时间与仰角加权准则及最小跳数切换准则。

其中,最近卫星准则认为距离用户终端最近(仰角最大)的卫星能够提供很好的服务质量(QoS),可从纯几何上对其性能进行分析,也称为最大仰角准则。采用该准则时,用户终端在任何时候都选择能够为其提供最大仰角的卫星。该准则实现简单,但一般不会在实际系统中采用,因为它既没有考虑无线信号在空中的传播条件,也没有考虑网络的运行状况。强信号准则是终端在任何时候选择能够接收到最强信号的卫星。拥有足够高的信号强度是无线通信的一个基本条件,可以认为最强信号卫星准则能够提供较好的服务质量。

最长可视时间准则又称为最大覆盖时间准则。按照这个策略,用户将利用星座系统运行的先验知识,始终选择具有最大服务时间的卫星作为其切换的目标卫星。该准则基于对最小化系统的切换请求到达率考虑,延长了切换后呼叫一直被某个卫星服务的时间,从而可获得较低的被迫中断概率。

最多可用信道数准则为:用户选择具有最多可用信道数的卫星为它提供服务。该准则出于对整个系统信道资源利用率考虑,以使卫星系统中每个卫星所承载的业务量趋于均匀分布,避免因某个卫星节点超负荷而失效,从而影响到整个系统性能。应用这个准则时,不管卫星的具体位置,新呼叫和切换呼叫会经历相同的阻塞率或被迫中断概率,从而可以避免出现某个卫星超载的情况。

最小跳数切换准则则应用于具有星上路由的情况,策略要求用户在任何时候都选择能够为其提供最少跳数路径的卫星。在具体实现过程中,通信双方周期性检测其可见卫星中是否有比当前通信路径的跳数更少的路径,如果存在则进行切换,否则继续使用当前卫星进行通信。当然,如果通信双方的当前卫星出现低于最小仰角(或信噪比)时,也需要进行切换。假定卫星系统使用准静态路由算法,路由表项中带有卫星到卫星的路由跳数,而且其路由信息随着网络拓扑变化由系统自动刷新。

5低轨卫星通信系统用户切换与路由

在切换时,由于服务卫星的改变,对于采用星上交换和星上路由的卫星通信系统,原有路由也需要被重新建立。重建路由有以下几种方案:全路由重建,部分路由重建,重路由结合扩展路由,动态概率优化路由,最小跳数路由。

其中全路由重建卫星切换方案:原有路由完全被新路由代替,该方案得到的新路由仍然是最优化路径,但其处理时延比较大。

部分路由重建卫星切换方案:当切换发生时,原有路由被部分保存,只有变化部分被更新,该方案处理时延比较小,但新生成的路由可能不是最优化路径。

重路由与扩展路由结合:切换后首先进行路由扩展,再进行路由优化。以降低延时,但信令开销增大。

动态概率优化路由:全路由重建节约带宽,但是扩大了信令资源,需要选择合适的优化概率P,在带宽和信令资源之间折中。即并不对所有扩展后的路由进行优化,而是以概率P,对一部分路由进行优化,一部分仍保持原扩展路由。

最小跳数路由策略:用户在任何时候都选择能够为其提供最少跳数路径的卫星。通信双方周期性检测其可见卫星中是否有比当前通信路径的跳数更少的路径,如果存在则进行切换,否则继续使用当前卫星进行通信。该策略能够获得较低的传播延时和较小的切换频率,具有很好的系统性能。

参考文献

[1]陈振国,杨鸿文,郭文彬。卫星通信系统与技术。北京:北京邮电大学出版社,2003

卫星通信论文 篇三

论文摘要:低轨道(LEO)卫星移动通信系统是卫星距离地面500~1500km,运行周期2~4小时的卫星通信系统。铱系统、全球星系统及系统是地轨道卫星移动通信系统发展最快的范例。LEO卫星移动通信系统具有广阔的发展前景

1LEO卫星移动通信系统的特点

低轨(LEO)卫星移动通信系统与中轨(MEO)和静止轨道(GEO)卫星移动通信系统比较,具有以下特点:

1.1由于具有更小的信号衰减和更低的传播时延,低轨卫星通信系统更有利于实现个人全球通信。LEO系统的路径传输损耗通常比GEO低几十分贝,所需发射功率是GEO的1/200-1/2000,传播时延仅为GEO的1/7~1/50,这对于实现终端手持化和达到话音通信所需要的延时要求是十分有利的。

1.2蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术的发展为LEO卫星移动通信提供了技术保障。

1.3由于地面移动终端对卫星的仰角较大,天线波束不易受到地面反射的影响,可避免多径衰落。

1.4它在若干个轨道平面上布置多个卫星,由星间通信链路将多个轨道平面上的卫星联接起来。整个星座如同结构上连成一体的大型平台,在地球表面形成蜂窝状服务小区,服务区用户至少被一个卫星覆盖,用户可随时接入系统。

1.5由于卫星的高速运动和卫星数目多,也带来了多普勒频移严重和星间切换控制复杂等问题。但不管怎样,低轨卫星移动通信系统的上述特点对于支持实现个人通信是有巨大吸引力的。

2LEO卫星通信系统用户切换的一般过程

低轨卫星移动通信系统中,由于卫星的高速运动,使得它的波束覆盖区也跟着移动,而波束覆盖区的移动速度远大于用户的运动速度,因此,在LEO卫星移动通信系统中,切换主要是由于卫星波束移动引起的。

对于卫星移动通信系统中的呼叫切换,通常经历这样一个过程:

2.1用户周期测量当前使用波束和邻近波束的导频信号或广播信道的信号强度的变化,以便确定它是否正在穿越相邻波束之间的边界或者处于相邻波束的重叠区内。

2.2若用户进入相邻波束的重叠区,达到切换触发的条件,将开始启动切换过程。用户中止利用当前波束进行通信,等待分配信道利用新波束进行通信。

2.3切换过程开始后,需要在新到达波束中为该用户按照一定的信道分配算法进行信道分配,并在原先波束中释放使用的信道;如果采用了波束内切换或信道重安排,则原先波束还须按照呼叫结束后的信道重安排算法进行波束内的信道优化分配,进行必要的波束内分配。分配完成后,将数据流从旧链路转移到新链路上来,完成切换。

3LEO卫星通信系统用户切换的种类

低轨卫星通信系统用户切换可分为以下类型:

3.1同一信关站和卫星的不同波束之间的切换

目标波束和现用波束在同一信关站和同一卫星内,该切换涉及两个波束的信道分配和修改同一信关站(不采用星上交换)或卫星(采用星上交换)的交换路由表。

3.2同一信关站不同卫星之间的切换

目标波束与现用波束不在同一颗卫星内、但在同一个信关站范围内,它涉及两颗卫星的信道分配;对于采用星上交换的体制,需要改变两颗卫星星上交换路由表;对于卫星透明转发的体制,需要修改信关站交换路由表。

3.3不同信关站同一卫星的波束间的切换

目标波束和现用波束属于同一颗卫星,但属于不同的信关站,它涉及两个信关站之间的切换,包括信道分配、改变地面线路连接、位置更新、记费等,对于采用星上交换的卫星还需要改变其交换路由表。

3.4不同信关站不同卫星之间的切换

目标波束和先用波束属于不同的卫星且属于不同的信关站,它涉及两个信关站和两颗卫星之间的切换,信关站涉及信道分配、改变地面线路连接、位置更新、记费等问题,对于采用星上交换的卫星需要改变其交换路由表。

4LEO卫星通信系统中用户切换目标卫星的选择准则

在低轨卫星移动通信系统的切换控制中,切换的目标卫星的选择策略对切换的最终性能也有着直接的影响。因此,根据系统的需要,设计出适合于本系统的切换目标卫星选择方案至关重要。目前,低轨卫星移动通信系统中的切换目标卫星选择策略主要有以下几种:最近卫星准则、最强信号准则、最长可视时间准则、最多可用信道数准则、覆盖时间与仰角加权准则及最小跳数切换准则。

其中,最近卫星准则认为距离用户终端最近(仰角最大)的卫星能够提供很好的服务质量(QoS),可从纯几何上对其性能进行分析,也称为最大仰角准则。采用该准则时,用户终端在任何时候都选择能够为其提供最大仰角的卫星。该准则实现简单,但一般不会在实际系统中采用,因为它既没有考虑无线信号在空中的传播条件,也没有考虑网络的运行状况。强信号准则是终端在任何时候选择能够接收到最强信号的卫星。拥有足够高的信号强度是无线通信的一个基本条件,可以认为最强信号卫星准则能够提供较好的服务质量。

最长可视时间准则又称为最大覆盖时间准则。按照这个策略,用户将利用星座系统运行的先验知识,始终选择具有最大服务时间的卫星作为其切换的目标卫星。该准则基于对最小化系统的切换请求到达率考虑,延长了切换后呼叫一直被某个卫星服务的时间,从而可获得较低的被迫中断概率。

最多可用信道数准则为:用户选择具有最多可用信道数的卫星为它提供服务。该准则出于对整个系统信道资源利用率考虑,以使卫星系统中每个卫星所承载的业务量趋于均匀分布,避免因某个卫星节点超负荷而失效,从而影响到整个系统性能。应用这个准则时,不管卫星的具体位置,新呼叫和切换呼叫会经历相同的阻塞率或被迫中断概率,从而可以避免出现某个卫星超载的情况。

最小跳数切换准则则应用于具有星上路由的情况,策略要求用户在任何时候都选择能够为其提供最少跳数路径的卫星。在具体实现过程中,通信双方周期性检测其可见卫星中是否有比当前通信路径的跳数更少的路径,如果存在则进行切换,否则继续使用当前卫星进行通信。当然,如果通信双方的当前卫星出现低于最小仰角(或信噪比)时,也需要进行切换。假定卫星系统使用准静态路由算法,路由表项中带有卫星到卫星的路由跳数,而且其路由信息随着网络拓扑变化由系统自动刷新。

5低轨卫星通信系统用户切换与路由

在切换时,由于服务卫星的改变,对于采用星上交换和星上路由的卫星通信系统,原有路由也需要被重新建立。重建路由有以下几种方案:全路由重建,部分路由重建,重路由结合扩展路由,动态概率优化路由,最小跳数路由。

其中全路由重建卫星切换方案:原有路由完全被新路由代替,该方案得到的新路由仍然是最优化路径,但其处理时延比较大。

部分路由重建卫星切换方案:当切换发生时,原有路由被部分保存,只有变化部分被更新,该方案处理时延比较小,但新生成的路由可能不是最优化路径。

重路由与扩展路由结合:切换后首先进行路由扩展,再进行路由优化。以降低延时,但信令开销增大。

动态概率优化路由:全路由重建节约带宽,但是扩大了信令资源,需要选择合适的优化概率P,在带宽和信令资源之间折中。即并不对所有扩展后的路由进行优化,而是以概率P,对一部分路由进行优化,一部分仍保持原扩展路由。

最小跳数路由策略:用户在任何时候都选择能够为其提供最少跳数路径的卫星。通信双方周期性检测其可见卫星中是否有比当前通信路径的跳数更少的路径,如果存在则进行切换,否则继续使用当前卫星进行通信。该策略能够获得较低的传播延时和较小的切换频率,具有很好的系统性能。

参考文献

[1]陈振国,杨鸿文,郭文彬。卫星通信系统与技术。北京:北京邮电大学出版社,2003

[2]刘刚。低轨卫星星座网的切换研究。通信学报,2004(25)

卫星通信论文 篇四

MAC层有MAC-Idle、MAC-Shared、MAC-DTM、MAC-Dedicated四个状态[4]。它们之间的转换图如下。

1.1MAC-Idle状态MAC-Idle状态中不存在TBF,MES监视CCCH上子信道的相关传呼。MES可能采用DRX(非连续接收)监视CCCH。在MAC-Idle状态,上层可请求传输一个上层PDU(协议数据单元),这就会触发在PDCH上建立一个TBF并由Idle状态转入MAC-Shared状态,或者有可能通过RRC流程或者是RLC/MAC流程在DCH上触发建立一个TBF,MES会在完成建立DCH后由Idle状态转入MAC-Dedicated状态。

1.2MAC-Shared状态在MAC-Shared状态中,MES分配无线资源提供TBF用于在一个或多个PDCH上产生点到点连接。TBF用于在网络和MES之间单向传输上层PDU。在MAC-Shared状态,上层可请求传输一个上层PDU,这就会通过RRC流程在DCH上触发建立一个TBF,这将会使MES由MAC-Shared状态转入MAC-DTM状态。当上行链路和下行链路中的TBF都被释放时,MES返回到MAC-Idle状态。当重新配置PDCH到DCH的所有无线承载,释放完PDCH上所有的TBF并建立第一个DCH时,MES将会由MAC-Shared状态转入MAC-Dedicated状态。

1.3MAC-DTM状态在MAC-DTM状态MES将无线资源分配给一个或多个DCH和一个或多个PDCH。在MAC-DTM状态当所有在PDCH上上行或下行的TBF都被释放之后,MES进入MAC-Dedicated状态。在释放了所有的DCH之后,MES进入MAC-Shared状态。在释放了所有的PDCH和DCH之后,MES进入MAC-Idle状态。

1.4MAC-Dedicated状态在MAC-Dedicated状态MES分配无线资源以提供一个或多个DCH(专有信道)。在释放掉所有的DCH之后,由MAC-Dedicated状态转入MAC-Idle状态,当从DCH到PDCH(分组数据物理信道)的所有无线承载都被重新配置以后,MES将会在释放完所有的DCH并在PDCH上建立第一个TBF时由MAC-Dedicated状态转入MAC-Shared状态。

1.5MAC层对组呼的支持由于GMR-1系统的MAC层不支持组呼功能,所以要对MAC层做一些改变。我们设计了组呼模块,它和单呼模块是并列的关系。根据逻辑信道的映射和MAC层的状态来区分单呼和组呼两个模块通道。组呼工作在电路域,只跟DCH有关,跟PDCH无关[5]。所以在MAC状态机中加入两个状态,分别是MAC-Ready-Gcc(组呼控制)状态和MAC-Dedicated-Gcc状态。工作在MAC-Dedicated-Gcc状态下的主/被叫移动台,正常接收MACDATA,状态不变;在释放掉所有DCH后,由MAC-Dedicated-Gcc状态转入MAC-Idle状态。主叫移动台发起组呼时,RRC层利用原语参数配置MAC层状态;接收下行报文时,MAC层根据MAC-Dedicated-Gcc状态将消息递交给上层组呼模块。图4是主叫用户的组呼MAC转移图。被叫侧成员移动台根据接收到的NCH逻辑信道通知MAC层转入MAC-Dedicated-Gcc状态,工作在组呼模块。流程如图所示。图5是被叫成员移动台组呼MAC状态转移图。集群组呼中,网络要向多个成员移动台发送寻呼通知消息,因此需要采用广播的方式发送。我们增添NCH为组呼通知信道。由于系统资源有限,这里我们借用未配置的CBCH逻辑信道的位置来配置NCH逻辑信道,NCH逻辑信道的突发结构和调制解调编解码方式与CBCH逻辑信道保持一致。例如,如果BCCH指派CBCH使用第一帧,则NCH使用2、3、4帧,如果BCCH指派CBCH使用第1、2帧,则NCH使用3、4帧,余此类推。

2MAC层PTT竞争随机接入回退策略

当组呼讲话方释放组呼上行信道时,讲话方用户在上行DACCH(专有随路控制信道)信道上发送“UPLINK_RELEASE”消息,表明讲话完毕。当一个组呼中有几个用户要同时讲话时,会产生讲话权的竞争。组呼成员也可能有不同的优先级,这时候需要一种竞争策略来解决[6]。以下举例为组呼信道采用8时隙结构,编码的话音为2.4kbits/s。网络收到讲话方上行信道的“UPLINK_RE-LEASE”消息以后,在组呼信道的下行信道的DACCH上向所有组呼移动台发送“UPLINK_FREE”消息,表明上行信道空闲,允许新的讲话方使用上行信道。需要讲话的组呼用户,在下行信道上收到“UP-LINK_FREE”消息以后,采用直接强占和随机接入相结合的方式,在组呼上行信道发送“UPLINK_AC-CESS”消息,消息被封装在NT5上,直接抢占第一帧,随后的随机时间选择为T,回退的最大帧数为F,则T=40ms*F。考虑到2比特的用户优先级,让优先级高的用户有较大的概率竞争成功,设用户优先级为m,退的次数为n,回退的最大帧数为F,则F=(m+5)*n,其中m=1,2,3;n≥1。

当n=0的时候,四个级别的用户都抢占第一帧,此时F=1。用户优先级m和回退次数n与回退最大帧数F关系部分如表1所示。下面以用户优先级m=0为例,随后的随机时间选择为200ms(5帧),400ms(10帧),600m(15帧),和800ms(20帧)总计2s秒钟的时间争用上行信道,方法如图6所示。按下PTT移动台,在最初开始的一帧直接发送“UPLINKACCESS”请求,若有碰撞,随机占用之后的5帧之一发送“UPLINKACCESS”请求,若还有碰撞,随机占用后续10帧之一发送“UPLINKAC-CESS”请求,还有碰撞,随机占用后续15帧之一发送“UPLINKACCESS”请求,一直到,随机占用后续20帧之一发送“UPLINKACCESS”请求,任意帧周期,当下行链路由“UPLINKFREE”转换成“UPLINKGRANT”时竞争结束。任何一个按下PTT的移动台直接抢占最初的一帧发送“UPLINKACCESS”,在后续的2秒钟的时间内又可以竞争上行信道四次,竞争期间,如果收到网络在下行信道上发送“UPLINK_GTANT”,则竞争结束。

当网络成功收到一个“UPLINK_ACCESS”消息以后,在组呼信道的下行DACCH信道上发送“UP-LINK_GRANT”消息,用于告知竞争成功用户可以使用上行信道,其它用户不再进行竞争,直到再次收到“UPLINK_FREE”消息为止。这里我们考虑的是有竞争冲突时,保证优先级高的用户有较大的概率竞争成功。通过以上的描述,分析计算可得。从公式可以看出,优先级高的用户,产生冲突的概率低,这样就很好的保证了优先级高的用户有较大的概率竞争成功。假设一个优先级为0、3的用户,其竞争产生冲突的概率曲线如图7所示。从图中可以看出,优先级高的明显比优先级低的冲突概率小,当n的取值逐渐变大,p越小,当n为5时,概率几乎为零了。事实上,n值不能取很大,应为值越大,虽然冲突概率很小,但是从PTT按下到响应这个时延过大,这不是我们所期望的。所以这个退避算法兼顾了n值不能太大,冲突概率小。

3结语

本文在GMR-1系统基础上研究了组呼通信的MAC层一些相关的功能,由于GMR-1系统不支持组呼通信,在原本的MAC状态机中加入两种状态以适应组呼通信,中间各种状态之间的原语操作还有待解决,并且MAC层PTT竞争策略只能解决有冲突时保证高优先级的用户竞争成功,要减小冲突的产生,还需其它优化方法。要实现组呼通信还需要更多的改进和研究,比如RRC层协议研究,组呼标识号等问题。本文的研究为进一步的研究和实现卫星组呼通信打下理论基础。

卫星通信论文 篇五

论文摘要:随着油田的开发,偏远油区的数据监控、视频监控在油田的安全生产、管理中发挥着重要作用,而无线通讯技术的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。本文对目前广泛应用的几种无线通讯技术的进行简单介绍,分析偏远油区的地理环境及生产环境对无线通讯技术应用的影响。并对应用无线网桥技术进行的平台视频监控项目中的成功应用做简单介绍。

1引言

在油田偏远油区生产过程中,对相关生产参数及油井视频进行远程监控对偏远油井的安全生产起着至关重要的作用。但由于偏远油区装置远离油田总部,应用有线的通讯方式,施工困难且周期长、灵活性差。而无线通讯方式由于其建立物理链路简单易行,成本低,可以根据现场需求及时调整项目方案,灵活性好,系统的功能扩展方便,因此特别适合偏远油区对通信链路的要求。

2常用的无线通讯技术

目前在油田现场广泛应用的无线通讯技术主要有GPRS/CDMA、数传电台、扩频微波、无线网桥及卫星通信、短波通信技术等。

其中GPRS和CDMA技术中国移动和中国联通公司的主营数据传输业务,在数据传输方面有着很强的优势,即信号覆盖范围广。对于陆上油田生产区域基本完全覆盖。但由于海上油田地理位置特殊,远离陆地的基站,因此很多海上生产平台还无法为GPRS/CDMA信号完全覆盖。此外经过测试,GPRS的平均速率为20kbit/s~40kbit/s,CDMA的平均速率为80kbit/s~100kbit/s,可以满足传输小数据量的生产数据要求,但无法满足大数据量的信号(例如视频信号)远程无线传输。虽然有利用CDMA技术进行视频信号传输的案例,但效果并不理想。

数字电台用于点对点或点对多点的工作环境,能够提供标准RS-232接口,可直接与计算机、RTU、PLC等数据终端连接,实现透明传输。数传电台的传输速率从1200~19.2Kbit,传输距离20~50公里。具有抗干扰能力强、接收灵敏度高等特点。数传电台技术比较成熟,标准统一,一直以来广泛用于油田的数据遥测/数据采集与监控(SCADA)项目中。但随着GPRS/CDMA技术的日渐成熟,相应的设备价格的降低,使得在很多应用场合中数传电台被GPRS/CDMA所取代。但同时,数传电台的相关技术也在不断发展,智能化、网络化、高带宽的数传电台也不断涌现。结合数传电台误码率低、信道可靠的特点,数传电台必将成为海上油田通信技术应用的可靠选择。

扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力,以及保密、多址、组网、抗多径等,同时具有传输距离远、覆盖面广等特点,特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线(微波)进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备,可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离(可达50km)、高速(可达百Mbps)无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。

例如,对于远离陆地且无法进行中继的海上平台,通讯链路只能通过卫星通信和短波通讯。其中卫星通信范围大,只要卫星发射的波束覆盖进行的范围均可进行通信。不易受陆地灾害影响,建设速度快,易于实现广播和多址通信等等优点。但其运行费用相对昂贵,且系统维护要求高。短波通讯以往只在军事通信、专业通信、业余通信中发挥着极为重要的作用,因其传输速率低、噪声大,电离层反射天波为主,通常不能稳定的使用固定频率工作等缺点,因此在其他领域已慢慢淡出人们的视线。尽管短波通信存在一些缺陷,但对于海上油田而言,短波通讯作为可靠性高、覆盖区域广的通信方式,用于海上平台的紧急通信及小数据量传输应该是一个比较好的选择。

3环境因素对技术应用的影响

偏远油区的环境因素以以海上油田最为特殊。海上油田除了考虑信道带宽,传输数率,传输距离,发射功率,天线要求等通信设备本身的技术参数外,在应用无线通讯技术的过程中,还必须全面地考虑海上平台独特的地理环境与地理条件对无线通信技术应用的影响。

3.1对信号传输的影响

可以通过选取性能好的设备或应用抗干扰措施以减少甚至避免干扰。但无线通信过程中的信号衰落问题则是普遍存在的,而且是不可避免的。由于海上油田远离陆地,与陆地之间的广阔的海域、多变的气候使得在陆上应用效果很好的技术在海上应用时没有了用武之地。

微波在空间传播中将受到大气效应和地面效应的影响,导致接受机接受的电平随着时间的变化而不断起伏变化,我们把这种现象称为衰落。从衰落的物理因素来看,可以分成以下几类:吸收衰落、雨雾衰落、K型衰落、波导型衰落、闪烁衰落等等。在各种衰落因素中,吸收衰落、雨雾衰落及K型衰落对海上油田的无线通信应用影响较大。

3.2对技术应用的影响

各项通信技术在海上油田应用中还存在的另外一个问题就是其独特的现场环境。海上平台一般空间狭小,还要考虑海上多风,平台最高点一般较低的特点。

首先是对天线安装的限制。海上微波通信受地形地貌影响,相同的通信距离要求两端天线的高度更高。对于卫星通信、扩频微波、短波通信等天线体积较大的应用,由于海上风力较大,抗风性的要求也使得设备在小平台的安装变得十分困难。

此外,对于无人值守的平台,设备必须具有高可靠性、可自动维护、参数远程设置等功能。而对于卫星通信、短波通信等要求平台上配备专业管理操作人员进行设备的管理维护,这一特点也为技术的应用带来一定的限制。

4无线网桥技术在海上平台视频监控中的应用

在实际的现场应用中,我们选取了基于5.8G无线网桥设备进行了现场应用测试。测试地点为浅海油井,测试内容为4路视频监控图像的传输。该系统具体解决方案是利用摩托罗拉Canopy5.8G无线网桥建立通信链路。在平台一侧首先通过视频服务器将模拟视频信号转化为可在网络传输的IP数据流,之后由无线网桥将信号传输到陆地端。陆地端一侧通过无线网桥进行接收后由视频监控服务器处理后,对视频信号进行录像存储及Web。相关用户可依据相应权限在局域网内进行视频图像的浏览、录像等操作。

系统通讯链路建立后,可远端对设备参数进行设置,设备维护方便。监控视频图像清晰、连贯,满足监控要求。从系统的链路冗余可以看出本次测试的应用距离已接近5.8G无线网桥技术在海上应用的最远距离。从系统的稳定性出发,在更远一些的类似应用中应谨慎选择这项技术。

结论

无线通信技术在偏远油区的应用已逐渐成为各种监控系统的主要链路方式。在选取相关技术时除了要考虑包括传输距离、信号带宽、天线安装条件、发射功率、设备功耗、系统成本等各方面因素外,同时还要充分考虑环境对通信的影响。信号的衰弱会使很多通信技术达不到理论标定的距离,因此无法适应现场需要。面对大量的数据传输管理的需求,在选择无线通信技术手段方面还应统筹计划。特别是要对采用技术的先进性、可靠性及系统的可扩展性等多方面进行综合考虑。

参考文献

[1]王一平、肖景明。微波传播。北京:人民邮电出版社,1997

[2]许东。网络化的全数字图像监控系统。北京:有线电视技术,2002:27-56

卫星通信论文 篇六

热备件平时与工作设备(主用设备)一起存放于地球站收发设备在线机柜中,与主用设备一同构成二备一工作模式,当主用设备出现故障时,只需通过设备面板本地控制或监控台远程控制进行主备切换,即可完成热备件的取用;对于离线的冷备件,系统采用以下取用策略:(1)系统某主用设备单元故障报警,通过本地控制/远程控制方式进行主备切换,恢复系统正常工作状态;(2)利用备件管理系统查询仓库中相应故障设备单元的完好备件余量,并打印显示完好备件存放位置和相关信息;(3)若有余量且备件性能检测系统中也有相应备件,则率先从备件性能检测系统中取出相应备件进行更换,恢复系统双机热备工作模式,同时从仓库中取出一个相应备件单元放入备件性能检测系统中,恢复备件性能检测系统的完整性,并记录更换信息;(4)若有余量但备件性能检测系统中无相应备件,则根据具体信息从相应库位中选择一个备件进行更换,恢复系统双机热备工作模式,并记录更换信息;(5)替换下的故障单元放入备件性能检测系统进一步确认故障状态和进行故障定位分析,然后做好标记,再存入专门的故障设备仓库中,同时进行故障单元的入库登记;(6)若无可用备件,则修改系统对应故障设备单元的热备件状态以及系统对应的该设备单元的双机热备工作状态,上报备件缺少情况,以便及时采购进行备件补充。

2备件性能检测系统

基于上述备件维护管理策略可知,要实现地球站收发设备备件的离线性能检测,拟设计构建备件性能检测系统,以对备件性能的长期稳定性进行测试与维护,使更换备件的上线成功率达100%,确保更换备件的可用性和可靠性,从而为卫星通信系统的连续稳定运行提供可靠保障。地球站收发设备的备件分为系统级备件和部件级备件,其中系统级备件是指具备集成为有线闭环测试系统条件的备件,部件级备件是指不具备集成为有线闭环测试系统条件的备件。依据收发设备的备件分类情况,可将备件性能检测系统分为系统级备件性能检测系统和部件级备件性能检测平台,组成框图如图1所示。

2.1系统级备件性能检测系统

备件性能检测系统是针对具备集成为有线闭环测试系统条件的备件进行测试的平台,其设计思想是:利用信息产生器及模拟转发器将地球站的发送链路和接收链路的部分零散备件集成为一个自发自收的有线闭环检测链路,用来完成系统级备件的加电测试,并通过监测环路时延值达到对备件的检查与维护,确保更换备件的可用性和可靠性。同时,可完成返修设备及新增设备的验收考核测试、新进人员的业务培训、模拟故障处理演练等任务,具体组成框图如图2所示。

2.2部件级备件性能检测平台

部件级备件性能检测平台是针对不具备集成为有线闭环测试系统条件的备件进行测试的平台,其设计思想是:利用信号源、频谱仪、矢量网络分析仪、逻辑分析仪、功率计等测试仪器对零散的部件级备件进行定期检测维护和指标测试,以确保部件级备件的可用性和可靠性。同时,可作为新购置备件的验收测试平台,具体组成框图如图3所示。

3备件管理系统

3.1备件管理系统的体系结构

对于地球站收发设备的备件设备的管理,传统的管理方法是直接将备件设备放入库房,需要时人工从繁杂的备件设备中查找需要更换的备件设备,费时费力且延误备件上线时间,降低了系统不间断运行的可靠性;并且在系统备件状态发生变化时,表格记录形式无法得到及时更新,容易造成管理上的混乱。因此,为提高备件的使用效率,解决备件分散和备件存取造成的管理混乱等问题,本文建立备件管理系统,通过构建备件信息数据库,设计实现备件出入库管理和备件档案管理流程,实现备件设备信息的科学管理,并为地球站装备管理和采购提供数据支持。备件管理系统的体系结构如图4所示。

3.2备件管理系统的功能模块

本文从系统实用性出发,对信号收发备件管理系统进行需求分析,将系统功能模块划分为基本信息管理、备件库存管理、备件计划管理、使用信息管理、查询统计管理、系统信息管理等几个部分。系统各模块的功能如下:(1)基本信息管理基本信息管理用来设置系统的基础数据信息,如用户信息、备件信息、备件供应商信息、仓库及库位信息等,以便为其它的管理模块提供一个统一规范的基础性数据,并且方便系统的维护。(2)备件库存管理备件库存管理是备件管理系统最为重要的管理模块之一,该模块涵盖了备件从入库到出库之间的全部业务流程,主要实现对备件入库管理、备件出库管理、备件档案管理、库存备件明细、库存备件汇总以及库存报警等的管理。(3)备件计划管理备件计划管理主要实现备件采购计划工作中的备件计划、备件需求统计等功能。(4)库房管理库房及存放柜管理是对备件存放的直接映射,通过库房信息以及备件存放位置的信息,方便快捷地将备件定位到库房存放柜中,解决了原始的纸面记录或无库存记录造成的弊端。(5)使用信息管理使用信息管理主要记录备件上机使用情况,为合理采购备件,提供了第一手资料。(6)查询统计管理查询统计管理可提供灵活多样且直观的查询统计方式,统计出的数据准确可靠,用户可以通过统计汇总出各个备件的库存、维修、使用等数据,为领导决策提供依据。(7)系统信息管理系统信息管理主要完成对信号收发备件管理系统的用户信息和用户密码修改的管理。

4结论

本文取得的研究结果为地球站收发设备的备件性能检测、故障单元备件合理更换以及备件的系统化管理提供了一套科学有效的解决方案。根据系统发送链路和接收链路的特点,利用零散备件设计形成闭环检测链路,对备件进行性能维护测试,确保了更换备件的完好性,提高了系统的可靠性;研制设计的备件管理系统对所有备件进行系统化管理,方便备件的查找和及时补充,大大提高了卫星通信系统的维护效率,为系统的稳定可靠运行提供了重要保障。同时,本文研究的备件维护管理策略、备件取用策略、备件管理方案等成果,具有广阔的应用前景和推广价值,可推广应用于其它卫星系统中。

卫星通信论文 篇七

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设,已经初具规模,通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展,无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架,且抗自然灾害能力较强,同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点,非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点,并分析其在电力系统的应用前景。

二、无线技术介绍

(一)无线通信技术的概念

目前,无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。

(二)无线通信技术的发展现状

无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术,即基于IEEE802.15的无线个域网(WPAN)、基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)、基于IEEE802.16的无线城域网(WMAN)及基于IEEE802.20的无线广域网(WWAN)。

总的来说,长距离无线接入技术的代表为:GSM、GPRS、3G;短距离无线接入技术的代表则包括:WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有:3.5GHz无线接入(MMDS)、本地多点分配业务(LMDS)、802.16d;移动无线接入技术主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。

1.主流无线通信技术

从技术发展的趋势可以看出,以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。

2.其他无线通信技术

除了上述主流的无线通信技术外,目前已存在的无线通信技术还包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。

(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是点对点的数据传输协议,通信距离一般在0~1m之间,传输速率最快可达16Mbps,通信介质为波长900纳米左右的近红外线。

(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段,使用跳频频谱扩展技术,通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。

(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射频识别,俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。

(4)UWB:UltraWideband,即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信,几乎是全数字通信系统,所需要的射频和微波器件很少,因此可以减小系统的复杂性,降低成本。

三、无线技术优劣分析

(一)WLAN技术分析

Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟,而且大批量生产。该技术适用于无线局域网,作为有线网络的延伸,对于特殊地点宽带应用,尽管Wi-Fi技术应用非常广泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患,Wi-Fi采用的是射频(RF)技术,通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号,所以非常容易受到来自外界的攻击,黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。

(二)WiMax技术分析

WiMax是一个先进的技术,推出相对较晚,存在频率复用性小、利用率低的问题,但由于最近才完成标准化,该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看,该技术可以在较大范围内满足上网要求,覆盖可以包括室外和室内,可以进行大面积的信号覆盖,甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离,一直被业界看好,是未来移动技术的发展方向,并提供优良的最后一公里网络接入服务。

(三)WMN技术分析

WMN是正在研究中的技术,在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合,而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看,WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间,在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集,并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善,WMN更好地与之相融合、互补,从而能够扬长避短,发挥出各自的优势。

(四)3G技术分析

3G于1996年提出标准,2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验,有一成套建网的理论,包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看,目前,3G在部分地区已得到大规模的商业应用,比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段,还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。

(五)LMDS技术分析

本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术,其工作频率在20GHZ以上,利用毫米波传输,可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务,是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下,距离可达8公里;但是由于受降雨的原因,距离通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去,在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号,在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下,实现数据双向对称高带宽无线传输。

(六)MMDS技术分析

MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响,可用频带亦不够宽,最多不超过200MHz。其次,MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM调制技术,无法做到非视距传输,在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外,MMDS没有统一的国际标准,各厂家的设备存在兼容性问题。

(七)集群通信技术分析

数字集群系统具有很多优点,它的频谱利用率有很大提高,可进一步提高集群系统的用户容量;它提高了信号抗信道衰落的能力,使无线传输质量变好;由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术,所以对数字系统来说,保密性也有很大改善。

数字集群移动通信系统可提供多业务服务,也就是说除数字语音信号外,还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号,因此极大地提高了集群网的服务功能。

(八)点对点微波通信技术分析

微波传输的优势主要体现在以下几个方面:第一,可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比,微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二,微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比,其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三,目前的微波产品对未来的发展是有保障的,对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来,微波传输系统将升级到全IP的平台之上,可以全面支持运营商未来的发展。

(九)卫星通信技术分析

利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户,可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下,利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案,经济又可靠。

但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台,其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金,而且通信资源为卫星通信公司所有,受其带宽的限制,使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此,作为日常生产、生活使用是极为不经济的;而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。

四、无线技术综合比较

目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN可解决中距离的较高速数据接入,而UWB可实现近距离的超高速无线接入。

首先,从标准化程度上看,本报告所涉及的技术中,仅仅WMN技术没有成熟的标准体系,LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准,只是没有统一的国际标准,其余的技术均已经完成标准化工作,并且都进行了试验网建设和商业网建设。

从频率上看,Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段,WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。

从覆盖范围上看,Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术,仅覆盖35m~100m;WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术,覆盖范围在1km~54km不等,而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术,通常用于通信主干组网建设。

从传输速率上看,点对点微波和卫星通信属于干线传输技术,不同的情况速率变化较大,而其余的技术均为接入技术,仅仅是3G技术接入速率最小,仅为384k,而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。

从调制技术上看,其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM,其余的技术均未采用OFDM调制技术。

从天线技术上看,仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术,而其他技术均未采用MIMO技术;从传输环境上看,仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输,其余技术均要求视距传输环境;从网络安全和QoS机制上看,WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善,其余的均存在较大的问题。

五、无线技术的应用及展望

目前,在电网电力系统通信中仍然以具有高传输率、高带宽、高可靠性等特性的光纤通信为主,但随着电网对灾难应急、配网自动化、办公智能化等需求的提出,无线通信将以其迅速部署、不受地面限制等特点寻求到在电力系统通信中的应用。因此,无线通信可以成为电力系统通信的一个重要补充手段,为电力系统构建综合通信网提供非常重要的一个部分。

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