卫星应急通信系统解决方案

《卫星应急通信系统解决方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《卫星应急通信系统解决方案（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 卫星应急通信系统 卫星应急通信系统 解决方案 解决方案 中国通信广播卫星公司 二零零五年三月 2 目 录 1.1 用户需求概述.3 1.2 需求分析和设计原则.4 1.2.1 通信体制选择4 1.2.2 设计思路和参考标准6 1.3 项目系统设计.8 1.3.1 系统网络结构8 1.3.2 系统的设备组成9 1.3.3 系统的业务功能17 1.4 业务流量规划与分析.19 1.5 卫星资源 20 1.6 系统优势总结.22 1.7 公司介绍 .23 1.7.1、集团公司简介23 1.7.2、中国通信广播卫星公司简介.25 1.7.3、主要用户清单29 1.8 系统设备清单30 3 1.1 用

2、户需求概述用户需求概述 用户需求概述如下： 需要设立卫星通讯设备的地点包括指挥中心和应急指挥车，指挥中心需要固 定的卫星接收地面设备，其功能包括：视频会议中心、监控中心、应用系统、数 据库系统等。移动指挥车与指挥中心之间通过卫星传输数据信息。 移动指挥车的功能相当于一个简易的指挥中心，车内是一个小型的局域网， 设备包括：视频会议终端、监控点及监控中心、卫星通讯设备、卫星电话、数据 库系统及应用系统。目前计划购置一辆指挥车，根据实际情况决定今后是否增加 数量。 移动指挥车与指挥中心之间所传输的内容为视频信息、数据信息等，预计需 要 2M 带宽，需要满足视频会议、视频监控及应用系统数据信息传输的需

3、要。 视频会议功能需求：现场摄像机采集的实况音频/视频信息，这种信息通常以 组播方式发往中心，而中心可在多路实时组播的频道间切换，并配置流媒体服务 器或者录像机按规则对各现场实况进行数字化录音、录像并贮存历史信息。查询 应用重在查询与搜索，按时间、地点等各种方式检索出所需的音频、视频乃至采 集的特定数据信息。对于遇到紧急场合，如公共突发事件，救灾、防汛、战地等， 可以利用视频会议系统及时了解现场情况， 发布紧急情况和决策， 远程指挥调度。 视频监控系统功能需求：要能满足将灾害或事件现场的图像信息实时地传递 到指挥中心，为指挥员及指挥机构科学决策、组织指挥应急救援行动提供准确依 据的功能和作用。

4、 技术指标： 图像分辨率 704 x 576（4CIF） ； 单路图像 25 帧/秒（PAL 制） ； 每个浏览终端至少可以同时显示 16 路不同视频图像； 图像可缩放； 云台可遥控； 4 对单路、多路图像清晰度、色调饱和度、对比度、分辨率等设置连续 可调，每一路图像单独调整清晰度、灰度等级、色彩饱和度、分辨率等。 视频延时小于 0.5S。 指挥车内的数据库系统及应用系统需要与指挥中心之间进行数据传输。 1.2 需求分析和设计原则需求分析和设计原则 本工程共建立 1 个固定地球站，1 个车载地球站。 1.2.1 通信体制选择通信体制选择 我们建议固定地球站与车载地球站之间的卫星通信链路采用单路

5、单载波 SCPC/中等速率 IDR 标准方式，设计数据速率为 2048Kbps 的载波。 卫星通信的多址方式有如下几种：频分多址（FDMA） 、时分多址（TDMA） 、 空分多址（SDMA） 、码分多址（CDMA） ，在实际的工程应用中常用的是频分多 址（FDMA）和时分多址（TDMA） ，尤其是在大容量的中继通信中更是采用这 两种方式。 FDMA 的基本特征是，把卫星转发器的可用射频频带分割成若干互不重叠 的部分，分配给各地球站所要发送的各载波使用。因此，FDMA 方式中，各载 波的射频频率不同。 FDMA 是一种发展多年的成熟技术，其主要优点有： l 设备比较简单，操作和维护方便； l 工

6、作可靠性高； l 适合于大容量的中继传输； l 可选的调制方式较多：BPSK、QPSK、8PSK、16QAM 等，便于采用高 阶的调制技术来减少占用的卫星带宽。 FDMA 也有一些缺点，主要的是有互调噪声，但是这可以通过对功率的有 效控制实现，而且现在的卫星功率较高，这个问题并不突出。 TDMA 的基本特征是把卫星转发器的工作时间分割成周期性的互不重叠的 5 时隙，分配给各站使用。在指定的带宽内只有一个载波。 TDMA 的优点是发射的载波少，互调问题少，上行功率无须严格控制，便 于大小站兼容。 但是 TDMA 的缺点则更为突出： 全网需要精确同步，操作维护较复杂； 调制方式和前向纠错方式不灵活

7、， 不便于采用高阶调制技术压缩卫星占用带 宽； 低业务量的用户也需要相同的 EIRP，小站的成本会大幅度提高。 IDR 的主要技术指标 IDR 的主要技术指标 信息速率 64Kbps44.637Mbps； 扰码符合 IESS308/309/310 规范； 前向纠错 QPSK-3/4 卷积编码，维特比软判解码,可级联 RS 码； 8PSK-2/3 TCM 可级联 RS 码； 调制解调 QPSK/8PSK 调制，相干解调； 最少分配带宽 0.7R -QPSK(R 为传输速率)； 0.467R-8PSK 信号噪声带宽 0.6R-QPSK 0.333R-8PSK IDR/IBS 体制的优势 IDR/I

8、BS 体制的优势 l 采用 QPSK/8PSK 调制技术，频谱利用率高。 l 可选用 3/4FEC+RS 或 8PSK/TCM（可级联 RS 码）使纠错增益增加。 l IDR/IBS 制式是国际通信卫星组织(INTELSAT)大力推广使用的一种优选体 制，全球主要的卫星通信设备制造商均支持该体制，设备标准化程度高，兼 容性好，费用少，选用设备时，用户有更多的选择。 l IDR/IBS 的测试和维护比 FDM/FM 和 TDMA 简单得多，IDR 很少需要调整，面 板上主要参数有显示，操作简便。 l IDR/IBS 制式被广泛应用的原因还在于它具有技术上先进、测试规范化、操 作简便直观、容易掌握

9、等优点。 6 所以，选择 FDMA 频分多址方式，在提高系统可靠性、操作简便性和减低 系统建设和维护成本方面，比 TDMA 方式更具优越性；而且使用 FDMA 的 IDR 体制能够使得不同厂商的设备互相兼容，为用户提供更多的灵活性。因此，建议 使用 FDMA 体制的多址方式来建设本卫星通信系统 1.2.2 设计思路和参考标准设计思路和参考标准 - 设计过程中始终贯彻“实用、可靠、先进、经济”原则。 - 采用标准化设计，统一型号，统一接口，尽量减少设备品种。 - 优化网络结构，合理选择设备配置。 - 充分利用转发器的资源，使其频率资源及功率资源利用相当。 - 作为应急系统，应能快速展开、开通。

10、- 系统性能稳定、可靠。 - 具有最佳的系统费效比。 - 系统具有较强的与其它网互连互通能力。 - 满足国标及相关卫星公司要求。 - 外形美观。 中国卫通将认真进行系统分析， 链路计算和校准，提供设备和安装材料及备 品备件，并提供工程服务、系统设计、项目管理、文件服务、工厂验收测试、现 场验收测试、工厂培训和现场培训等一系列服务，将保证提供最现代的和完整的 设计，完美的工程安装和验收。 建议书将以可靠性、 可操作性、 可扩展性为设计原则， 满足最终的系统要求。 本系统使用如下适用的文件作为参考，用于此建议书的交钥匙系统设计、集 成和安装。 l 国家电码， NFPA 701 M751 l OSH

11、A 2206 安全和健康标准（29 CFR 1910） l ITU 建议 580-4，辐射规范 l 质量程序总的要求指标（ANSIZI-1971） 7 l EIA STD RS411 l EIA STD-RS422 l EIA STD RS232C l FCC 标准和规则 31CFR 第二十五章 l 国际卫星组织 IESS310 l 国际卫星组织 IESS403 l 国际卫星组织 IESS-207 修订版 2 l 国际卫星组织 IESS-308/309 相位噪声曲线 l CCIR 建议 579-1-可用性题目 l CCIR 建议 521-2-数字通路分析 l 国家电器安全代码，ANSIC2 l

12、 ANSI 标准 Z.1-1972 l CE 认证证明 8 1.3 项目系统设计项目系统设计 本建议书所提供的设备及系统性能指标均满足 ITU-T、ITU-R、INTELSAT、 IESS 及 ETSI 的相应建议和标准，均取得信息产业部及国家无委的入网证。 以下将简要介绍系统设备构成、功能、空间资源与链路计算。 1.3.1 系统网络结构系统网络结构 概述概述 为便于理解，我们将整个系统分成两个相对独立的部分，分别是应急通信车 和指挥固定站。 应急通信车系统包括音视频分配矩阵、多画面显示系统、视频服务器（含硬 盘录象机） 、1.8 米车载卫星天线及跟踪系统、固态功率放大器、上下变频器、低 噪声

13、放大器、卫星数据调制解调器、数据话音复用器等。 摄像装置采集的现场视音频信号首先送入音视频分配矩阵和多画面显示系 统进行显示，再由视频分配矩阵有选择的送至视频服务器。8 路视频信号可以连 续 24 小时被录制于视频服务器的海量硬盘中，同时通过视频服务器的应用软件 合成为 1 路（CIF）或 4 路（4CIF）视频信号，根据用户的不同指令，通过复用 器复用后发送至卫星信道。局域网数据通过复用器复用后发送至卫星信道。与复 用器直接连接的两路模拟电话可以直接拨打指挥固定站以及市话和长途电话。 指挥固定站系统包括 4.5 米 Ku 频段双向卫星天线、室外功放单元、卫星数 据调制解调器、数据话音复用器、

14、视频采集接收装置和视频会议服务器等。卫星 天线将卫星功放送来的射频信号变成定向（对准地球同步卫星）辐射的电磁波； 同时收集卫星发来的电磁波，送到接收设备。卫星功放的上行链路完成中频信号 （70MHz）到射频信号的变频和放大。下行链路完成射频信号到中频信号 （70MHz） 的变频和放大。 卫星调制解调器在发射端将用户数据源送达的信息加 以处理，变成适合所采用的卫星通信体制所要求的信号形式，在接收端则进行与 发射端相反的处理，使收到的信号恢复为本来的信息。数据话音复用器利用时分 9 复用技术将话音信息、 局域网数据和音视频流复用为基于帧中继协议的传输流发 送卫星数据调制解调器，同时解复用由卫星数据

15、调制解调器传来的传输流。 1.3.2 系统的设备组成系统的设备组成 以下将对整个系统中应急通信车和指挥固定站两个相对独立部分的设备组 成和各设备的基本功能进行描述。 1.3.2.1 应急通信车主要包括以下设备：应急通信车主要包括以下设备： 视频分配器视频分配器 显示屏幕显示屏幕 局域网局域网 话音数据复用器话音数据复用器 电话电话 卫星调制解调器上变频器 下变频器 固态功放 V.35IFRF 电话电话 D A T A X eZ 128K TA MO D ER A T E 视频服务器视频服务器 模拟视频输入模拟视频输入 应急通信车系统框图应急通信车系统框图 1.8 米卫星天线米卫星天线 天线 1

16、.8 米，反射面为单片的铝结构，具有高精度和坚固性。其反射面和 独特的可折叠馈源和副反射面安装在紧凑的方位/俯仰支架上，装卸方便。馈源 和副反射面设计配合主反射面形状，提供优异的波瓣特性和交叉极化隔离特性。 系统具有紧凑的驱动组件和转动轴承，提供高效机械结构，非常适用于移动 应用。支架设计支持全方位覆盖，连续驱动运转。 天线控制器用于天线的控制操作， 它可以根据罗盘和 GPS 提供的信息完成手 动和自动寻星，并且可以存储卫星位置，方便寻星。同时它可以提供卫星跟踪动 能，具有步进跟踪、存储跟踪等模式。 10 跟踪接收机提供卫星信标从 RF 或 IF 到直流跟踪信号的转换。253 是一个集 成产品，包括跟踪下变频器和跟踪接收机。 固态功率放大器固态功率放大器 高功率Ku波段的固态功率放大器（SSPA）为系统上行设备提供射频功率输 出，符合美国电器协会（EIA）标准的机架安装模式，是经济有效且具有可靠性 能的Ku波段射频功放，配置有砷化镓的场效应管放大器。 固态功率放大器系列产品，它满足兼有线性和可操作性