卫星数据传输论文

卫星数据传输论文（精选11篇）

卫星数据传输论文 第1篇

随着科学技术的进步, 广播电视事业得到了飞速的发展, 数字化、网络化和智能化有效地提高了广播电视节目信号的质量和播出水平, 丰富了广播电视节目的节目数量和多样化的传输手段。各新闻传媒单位对新闻采集的时效性要求越来越高, 所以在日常工作中, 大量使用数字压缩的卫星新闻采集 (DSNG) 转播车。

DSNG (Digital Satellite News Gathering) 意为“数字卫星新闻采集”。在传媒业特指装载全套电视新闻采集及信号卫星传输设备的专用车, 也称为“卫星新闻采访车”或“新闻转播车”。DSNG以卫星通信系统作为传输平台, 把采集到的数字视频和音频信号进行压缩处理, 发射到同步通信卫星再传送回电视台, 电视台可以直接转播或进过编辑后播出, 为电视观众第一时间进行播出。因此, 卫星转播成为当今新闻节目现场直播的重要技术支持手段, 尤其是可以通过卫星连线实现事件相关的多点直播。

1 数字卫星传输系统及其原理

用于广播电视数字传输的卫星通讯频段主要有C波段和Ku波段。C波段的工作频段是4-6GHZ, 带宽为500MHz。C波段雨衰小, 但是有部分频率与地面微波中继频率相重叠, 容易产生干扰。Ku波段的工作频率是12-14GHZ, 带宽为800MHz。Ku波段的频率较高, 波长短, 受地面无线电干扰小, 在效率和增益相同的情况下, Ku波段天线口径较C波段小。系统设备体积也较小, 易于选择小型、轻便的车辆安装, 满足机动灵活的要求, Ku波段特别适合DSNG的应用。但因为Ku波段波长短, 雨衰对它的影响大, 为补偿雨衰的影响, 需要较大的功率储备量。

目前有两种数字卫星广播的制式, 一种是欧洲广播联盟的数字视频方式DVB-S;另一种是美国通用仪器公司的方式Digicipher;两种方式互不兼容。DVB-S方式目前已经成为数字卫星广播的主要方式。DVB-S适用于不同带宽的卫星转发器。允许实现节目的复用, 数字卫星广播可以传输不同的电视业务、声音业务和数据业务。

在DVB的标准里, 严格规定了数字传输链路的标准。主要的标准有三个:BVS-S、DVB-C、DVB-T, 它们分别使用于卫星、电视电缆和地面广播。DVB各种系统的核心技术是通用的MPEG-2视音频编码。目前使用的数字卫星传输系统灵活的使用了DVB-S系统及标准, 卫星传输系统按照信号流程, 整个系统可分为上行链路和下行链路两大部分。

1.1 卫星传输上行链路

数字卫星上行系统包括信源编码复用、信道编码与调制及射频发射。

1.1.1 信源编码与复用

使用数字信号进行传输不易受到噪声干扰, 容易进行各种复杂处理, 便于存储, 易集成化, 具有很多优点。但由于数字电视信号数码率太高, 不容易直接进行传输, 必须在传输前进行多种处理。信源编码是以压缩信源数码率为目的, 尽量减少信源各符号之间的相关性, 找出各样值的相关性, 予以去除, 使信源传输效率提高。目前, MPER-2是较为完善、先进的图像编码压缩技术。

在数字卫星广播系统中, 根据节目复用的情况, 分为单路单载波 (SCPC) 方式和多路单载波 (MCPC) 方式。单路单载波 (SCPC) 就是指每个载波即一个卫星频率上只传输一套电视节目。因此卫星上行站传输的符号率就比较低, 同时占用的频带也就较窄, 通常不超过7MHZ, 一个36MHZ的转发器可以容纳5套左右采用SCPC方式的数字卫星节目信号, 每个载波信号一般6MHZ带宽, 载频间还需要一定带宽的保护间隔, 信道利用率相对较低。多路单载波 (MCPC) 是指在一个载波即一个卫星频率上可传送两套以上的电视节目。中央台的2、3、5、6、8套节目就是用这种方式传送的。在信号处理上首先对要传送的多套数字信号进行复接, 通过信道编码环节后进行数字调制, 最后使用一个载波将信号发送出去。由于传送的节目多, 卫星上行站传输的符号率就比较高, 同时信号占用的频带也叫宽, 信道利用率较高。卫星上行传输系统的工作方式主要为单载波方式。

1.1.2 信道编码与调制

经过信源编码后, 得到较高压缩比且性能较好的数字基带信号。这种数字信号通过有噪声和干扰的信道时会产生差错。使用差错控制技术即信道编码技术, 就可以保证所造成的差错减少到最低程度, 使接受到的信号误码率比特率降低, 以满足接受指标。

差错控制方式主要有三种: 自动要求重发 (ARQ) 、前向差错控制 (FEC) 、ARQ和FEC混合纠错。

在ARQ方式中, 发送端发出能够检测错误的码, 接收端收到通过信号传过来的码后, 在译码器中根据该码的编码规则, 判决收到的码序列中有无错误产生, 并通过反馈信道把判决结果用判决信号告诉发端, 发端根据这些信号, 把接收端认为有错的消息再次传送, 直到认为正确接收为止。在FEC方式中, 发端发送能够被纠错的码, 接收端收到这些码后, 通过纠错译码器不仅能够自动发现, 而且可以自动纠正接收码传输中的错误。应用APQ方式必须有一反馈信道, 而卫星传输信道是单向信道, 必须使用FEC技术。

差错控制FEC编码一般分为分组码和卷积码。经过差错控制编码后符号传送的实际信息是符号数比值k/n, 叫编码效率 (n>k) , 编码效率越接近1, 码的多余度越低。一般FEC有1/2、2/3、3/4、5/6、7/8等。

卫星信道中的噪声基本是高斯白噪声, 差错是随机出现的, 也会出现少量的突发性错误。卫星传输中常用的分组码为R-S码, 它能纠错突发错误。卫星信道中随机差错出现较多, 采用级联码来解决这些问题。将纠正随机差错的码和纠正突发差错的码相结合, 叫做级联。首先将输入数据送入纠正突发错误的编码器, 这叫做外编码器。再将外编码器的输出送到纠正随机错误的内编码器中, 两编码器之间可以使用交织处理技术。内、外编码器之间采用交织处理技术的前向差错控制方式, 大大提高了其系统的抗脉冲干扰能力, 解决了卫星通道中的突发性错误和随机性错误引起的误码。

在数字卫星传输中使用的调制方式主要是数字调相技术 (PSK) 。PSK调制方式具有恒包络, 有较高的频带利用率, 从可靠性和有效性角度讲, PSK是二进制调制方式中最为优越的调制方式之一。在卫星传输中最常用的是QPSK四相移相键控 (也叫正交移相键控) , 它除了有以上的优越性, 在电路上实现也较为简单。

目前先进的数字传输系统设备中, 一般是将编码与调制当做一个统一的整体, 编码器一般内置调制器。编码调制一体器可直接输出70MHZ的中频信号, 集成化高, 大大缩减了系统的体积。

1.1.3 射频发送

数字信号经过信道编码后, 再通过Q P S K调制器, 生成70MHz中频信号, 再经上变频和高功率放大器, 变频、放大到要求的频率和功率后, 通过天馈线系统发射到相应的卫星转发器上, 从而实现信号的上星传输。

上变频器将调制机送来的L波段中频信号, 按照用户租用的卫星转发器的频率, 完成卫星频段的调制变频后, 将射频信号送往高功放。

高功放是卫星车上行系统中的关键设备, 其性能好坏直接影响卫星上行信号的质量。因此, 高功放的正确选择与使用, 是设计卫星车上行链路时需要认真考虑的问题。目前卫星传输系统中的高功放HPA, 根据用的放大器器件不同, 主要分为三类, 分别是:行波管高功率放大器、固态高功率放大器和速调管高功率放大器。

固态高功率放大器, 采用砷化钾金属半导体场效应晶体管, 是一种压控器件。行波管和速调管基本结构相似, 行波管具有宽带放大的特性, 一般可以覆盖C波段500MHz和Ku波段800MHz。速调管具有窄带放大的特性, 适合于窄带、大功率、固定的业务, DSNG上一般不适用。

在中小功率和宽带应用领域, 主要在行波管 (TWTA) 和固态高功放 (SSPA) 之间选择。二者的区别主要有:

1) 在当前的技术条件下, TWTA可以比SSPA获得更高的输出功率, 如在KU频段TWTA可以高达1000W的饱和功率输出, 而SSPA只能到200W。所以在需要较高功率输出的情况下, TWTA就有着较好的优势。

2) 在多载波应用条件下, 由于SSPA具有较好的三阶交调特性, SSPA与TWTA相比需要小得多的功率退回即可达到与TWTA相同的三阶交调指标, 这就意味着可以选择较小饱和功率输出的SSPA来取代较大功率的TWTA。

3) 对于DSNG上行系统而言, SCPC情况下, 不存在三阶交调产物, HPA可工作在近饱和点输出, 这样就可以选择合适功率的TWTA, 使上行系统具有更高的性价比。

1.2 下行链路系统

卫星天线接收下来微弱的高频信号, 首先进过低噪声下变频器 (LNB) 进行变频、放大, 变频为L波段的中频信号, 然后进入综合接收解码器 (IRD) 。LNB具有极高的频率稳定度和很高的增益, 能确保一个高稳定、高质量的信号。在QPSK解码器中, 经调谐、QPSK解调后, 得到数字信号。再经过内码解码、去交织和外码解码, 在解码的同时对传输中引入的误码进行纠错, 经过解复用得到MPEG数据流, 再将MPEG数据流解码、解压缩、D/A转换处理。

2 DSNG卫星车系统设计

DSNG卫星车考虑到工作的特殊性, 在备份方面尤为重要。系统备份一般分为两种方式:一种是对容易损坏的部分设别进行备份, 即对上变频器和高功放进行两台主备备份;另一种是采用完全的主备方式, 即除天线部分外, 整个链路均采用1:1主备备份。为满足新闻节目的直播要求, 保证节目的可靠性, 最终采用完全主备方式。

视音频信号进过数字压缩编码后形成ASI流, 然后通过QPSK调制机进行调制, 以L波段信号输出到L波段。L波段倒换开关将主编码调制器的输出送到Ku频段400W功率放大器上。高功放内置L/Ku波段的上变频器模块, 将L波段信号变频为Ku波段信号, 再进行功率放大, 通过波导倒换开关输出到车载天线上, 最后发送到卫星上。发送上星的MPEG-2 DVB-S视频信号经过卫星对其接收、放大、变频、再放大等一系列处理过程, 转变为Ku波段的下行信号向地面接收站发送。地面接收站将卫星转发下来的视频信号进行接收、放大、解调、解码、还原后, 转变为地面终端设备可直接使用的模拟或数字的标准视音频信号。

卫星系统上行链路由编码调制一体机、带上变频器的高功放、倒换开关、车载天线等组成。下行链路由LNB、1:4功率分配器、数字解码接收机、频谱分析仪等组成。

2.1 编码调制一体机

编码调制部分由两台编码调制一体机组成, 一主一备, 支持1:1热备。为了节省车内的空间, 系统设计中采用了编码调制一体机。挪威Tandberg公司的编码调制一体机技术比较成熟, 在全球DSNG市场上具有霸主地位。该系统编码器是Tandberg E5788 (4:2:0&4:2:2) M P E G-2数字压缩电视编码器。该编码器采用D V B MPEG-2 4:2:0和4:2:2编码级别的编码压缩格式, 有四路模拟或数字AES/EBU立体声音频输入、一路模拟PAL/NTSC视频信号输入、一路数字SDI视频输入 (D1格式, BNC接头) , 内置彩条、测试音发生器, 内置QPSK调制器, 另外还内置了BISS加密版, 可将上星信号加密。

主、备编码器之间的倒换利用一个L波段1:1自动倒换开关实现。一般将倒换开关置于自动状态, 如果一台编码器出现故障, 无输出信号或者信号质量很差时, 通过此设备检测, 自动切换到另一台编码器输出, 保证70M H Z中频信号不间断输入到上变频器中。从1:1自动倒换开关输出的70MHZ中频信号首先送到1:2分配器中, 分出两路信号, 分别送给两台主备的高功放。

2.2 高功率放大器 (HPA)

高功放部分包括两台主备高功放、假负载、波导自动倒换开关等。主备两台高功放、假负载、波导开关均放置于天线仓内, 尺寸满足安装在天线仓内的主备热倒换工作要求。高功放采用1:1应急备份方式, 配备与高功放配套的高功放倒换器。在一台高功放发生故障时, 应具备备份自动倒换和手动倒换及报警功能。

采用美国Xicom公司行波管 (TWTA) Ku波段400瓦全天候高功率放大器, 内置上变频器模块, 最大输出功率350W, 全密封防雨结构, 适合野外型单元。

2.3 天线系统

该车天线系统采用的是英国VISLINK公司Newswift180HD型收发天线, 直径1.8米的Ku频段卫星车载天线。该天线采用超轻碳素纤维结构, 方位、俯仰和极化采用3轴双速定位和调节, 可360度旋转。

2.4 下变频低噪声放大器 (LNB)

LNB采用加拿大Norsat公司的1108HB型, 噪声系数为0.8d B, 覆盖频率为10.7-12.75GHz, 输出功率为950-1450MHz。

2.5 数字卫星接收机 (IRD)

采用TANDBERG公司RX8200型号接收机。该接收机支持DVB MPEG-2 4:2:0和4:2:2格式解码。支持四路不同L波段QPSK输入、一路ASI输入, 可提供三路HD SDI、SD SDI或ASI输出、一路RGB或Ypr Pb模拟视频输出。加配DVB-S2 8PSK板卡, 支持BISS 0, 1&E解扰。

2.6 频谱分析仪

在系统中配置了一台美国安捷伦公司N9320B型频谱分析仪, 它支持100k Hz至3GHz频率范围, 具有较高的频率精度、信号测试灵敏度、动态范围和频率覆盖范围, 适合中频、L波段、C波段测试, 能够满足卫星车快速、准确寻星的需要。

3 视音频系统

3.1 摄像机讯道

配备两套标清数字微波单元, 采用英国LINK公司的L1503SD型号。工作频率范围为1.95~2.7GHz, 输出功率为50-250mw可调, 内置MPEG-2 4:2:0 /4:2:2编码器和DVB-T COFDM调制器。支持QPSK、16QAM调制方式。可支持1路模拟复合/SDI视频信号及两路模拟/数字音频信号。这两套微波发射单元可以通过软件升级到高清。

3.2 视频切换系统

视频系统采用切换台和矩阵一主一备的设计, 利用双路2*1倒换开关, 实现突发情况的应急切换。切换台选用了松下公司的AV-HS450MC型高清切换台, 配备一台加拿大Evertz公司的16选2高标清数字视频矩阵, 搭配Evertz自家的双路2选1倒换开关。确保主切换台出现故障时, 能第一时间切换到16选2矩阵, 保证直播节目的安全传输。

3.3 音频系统

配置一台日本YAMAHA的01V96型数字调音台, 并包含8CH数字卡。

3.4 同步系统

配置一台美国泰克公司的SPG300型同步发生器, 1U的尺寸利于微型车的集成, 从而保证整个系统的信号同步。同步信号经过视分板卡进行信号分配, 送至各路设备同步。

3.5监听设备

配置一套Wohler AMP2型1U监听单元, 带喇叭、VU指示表, 可调节音量, 支持立体声输出。

3.6 周边设备

配置了2个26路数字视频1U高度跳线盘, 将主要的视频信号接入跳线盘, 提高系统的灵活性, 保障系统的安全性。

配置一台3U尺寸的Evertz视频周边机箱, 配有7块高标清数字视频分配卡, 4块模拟视频分配卡, 4块高标清解嵌卡, 4块A/D带同步功能的模数转换卡, 4块大有高清、标清、模拟输出口的下变换板卡。

4 结束语

随着科学技术的不断发展, 广播电视数字技术日星月异, 数字传输方式日趋成熟, 相信会有更多新的技术在卫星传输系统中得以应用。数字卫星车投入使用后, 整车工作稳定可靠, 性能完全满足日常工作需求, 在众多大型直播节目活动中, 发挥重要的作用, 为江西电视台节目创新提供了有力的支持。

参考文献

[1]刘洪才《广播电视卫星数字传输技术》中国广播电视出版社2003

卫星数据传输论文 第2篇

关键词：北斗卫星通信;水文测报;应用

1 北斗卫星通信介绍

北斗卫星通信系统是我国独立研制的一套地面定位导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）和俄罗斯全球卫星导航系统（GLONASS）之后的第三个卫星导航系统，北斗卫星通信系统研制的成功显示了我国在卫星导航通信方面取得了巨大进步与成功。北斗卫星通信系统可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具有短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，其定位精度小于20m，授时精度小于100ns。

1.1 北斗卫星通信的构成

北斗卫星通信系统主要由空间端、地面用户终端和地面站三部分组成。（1）空间端：空间端是由2-3颗地球同步卫星组成，它主要负责在运行过程中将地面用户终端和地面站联系起来，传输并规范二者之间的通讯信号。由于每个卫星都装载有变频转发仪以及波束天线，并且波束天线的作用非常强大，因此它可以保证通讯信号的顺畅传输，降低信号失真率。（2）地面用户终端：地面用户终端又称为定位终端和移动终端。地面用户终端具体又分为普通型和指挥型两类，主要用于处理地面用户终端与空间端之间的数据。随着北斗系统在人民群众中的应用越来越广泛，许多厂家指定了地面用户终端的行业技术标准，终端均具有通用的RS232C数据接口，方便数据的交互，很大程度上方便了人们的生活。（3）地面站：地面站在北斗卫星通信系统中充当着中转站的角色，主要用于地面用户终端的之间的相互通讯。地面站位于北京，用户的定位和数据通讯业务主要是由神州天鸿中心站来办理，主要办理业务包括卫星间的数据传输、相应用户业务请求以及完成用户定位数据处理和通信交换等，除此之外，用户还可办理注册、管理等业务。

1.2 北斗卫星通信的特点

北斗卫星通信系统的主要有抗雨水能力强、可靠性高、耗能低以及维护检修方便等特点，再加上它是由我国独立研制的，因此在通讯信息的保密性和安全性更高，不用担心信息泄露等情况的出现。另外，北斗卫星通信系统具有多种不同的工作模式，能够与水文测控系统紧密集成。特别在需要短通信方式进行数据传输的水文自动测报系统中，北斗卫星通讯系统具有独特的优势。北斗卫星通讯系统的主要工作有L/S/C三种，具有较宽的通讯频段，因此其在信息传输方面具有很大的优势。

1.3 北斗卫星通信系统的应用

北斗卫星通信系统作为我国自主研制的全球卫星导航通讯系统，在国内主要有三大应用领域，分别是大众应用、行业应用和特殊应用。其中大众应用和行业应用也被称为北斗民用。大众应用具体有汽车导航、车辆信息服务、跟踪监控、紧急救援以及位置移动服务等;行业应用一般是指电力、水利等网络系统中心、应用中心以及数据服务等。而特殊应用主要指军工类应用。以上应用中普通群众接触最多的应属汽车导航，现在多数汽车应用的是GPS定位系统，北斗卫星定位系统正逐渐开始运用，国内众多导航厂商均已退出相关产品，如凯立德的北斗导航仪等。北斗卫星系统在行业应用中的应用并不多，大多处于试行阶段，比如电力系统的授时中心系统以及渔业定位系统等。

2 在水文预报数据传输方面的应用现状

随着北斗卫星通信系统的不断成熟，我国在水文测报数据的传输方面也广泛使用此套通信系统。上世纪70年代至今，我国在水文测报方面的技术进步飞速，这主要归功与我国在卫星通信技术方面的快速发展。基于北斗卫星通信系统的水文测报系统主要包括水位、水文测报数据接收站、降雨量遥控测量站、神州天鸿中心站以及地面中心站等5部分构成。在北斗卫星通讯系统的基础上，我国建立起了将近800个水文预报站，其系统的通畅率高达98%以上，能够快速便捷地处理传输信息。我国是农业大国，水文数据对于农业的发展具有重要影响，随着通讯系统的不断发展进步，我国水文测控事业也不断发展，在水灾旱灾监控预报方面给人民群众提供了众多便利，这也体现了我国以人为本的方针政策。

2.1 水文测报系统的构成及特点

水文自动测报系统主要包括以下几个部分，（1）水位，（2）水文测报数据接收站，（3）降雨量遥控测量站，（4）位于北京的神州天鸿中心站，（5）地面中心站。遥控测试终端在遥测站内处于核心地位。遥测站主要用途是是采集有关水情的各种信息，辅助北斗卫星终端进行指令接受和信息发送等任务。我国在北斗卫星通信系统的基础上大概建起了800个运行测试站点，其系统的通畅率也保持在98%以上的较高水准。

2.2 工作体制分析

水文自动测报系统的工作体制主要包括定时召测、定时自报以及增量加报三部分，其中北斗卫星通信为水文自动测报站中的主通信路径，各个维护分中心再通过主通信路径以一发多收的方式处理接收遥测站的大量通讯信息，除此之外，各个中心站和分站均能独立接受信息，这就保证了信息传输的通用性和合理性，当信息由中心站确认以后，中心站发出定时自报信息，之后通过遥控测试站对信息进一步核对，信息无误后将被采纳，然后进行下一步的处理工作。以位于金沙江的梯级电站水文自动测报系统为例，该水文测报系统的主通信路径即为北斗卫星通信系统，它采用定时召测、定时自报和增量加报的工作体制通过140多个遥测站和9个后方维护中心以及4个中心站进行信息处理，采用一发多收的方式对管辖范围内的遥控测试站进行信息集取，之后又通过中心站的定时自报的方式进行信息确认以及核对，具有处理不同信息情况的能力。总而言之，基于北斗卫星通讯系统的水文自动测报系统在严格执行工作体制的前提下已经具有了高效有序的操作步骤以及一套相对完善的测控体系，它在人民群众的日常生活中发挥了重大的作用，改善了我国农业人口靠天吃饭的尴尬境遇。

3 在水文测报数据传输方面的发展前景

经过几十年的发展，我国在水文测报事业上取得了非常大的进步与成果，特别是近几年来的发展更是越来越成熟，自动化与智能化程度也越来越高。我国在通信卫星方面的技术不断进步，水文测报事业也一定能在此基础上取得更加瞩目的成就，为我国的灾害预测以及农业发展提供更多的帮助。

结语

笔者在文中详细介绍了北斗卫星通信系统的构成以及信息传输的特点，阐述了水文自动测报系统与北斗卫星通信系统的紧密联系，同时对水文测报系统的构成以及工作体制进行了较为系统的介绍。技术的进步是经济快速发展的强大动力，我国正在卫星通信方面大跨步的迈进，水文测报事业也在卫星通信系统不断进步的基础上稳步前进，不断为人民群众提供更加方便的社会服务。

参考文献：

[1]蹇峡.北斗卫星导航系统在铁路应急通信中的应用研究[J].中国新技术新产品，2013（01）.

卫星数据传输论文 第3篇

某些地区的地理条件恶劣, 由于新建光缆建设周期长、新建杆路平均在10km~15km以上, 造成农村地区无线网络建设难度高、投资大, 严重影响了农村地区移动业务的开展[1][2]。卫星站点具有开通快、覆盖区域大、受地理条件限制少、受自然灾害影响小、机动灵活、通信容量大等优点。为了进一步降低单站投资, 提高投资收益, 快速抢占农村市场, 有必要对利用卫星基站解决偏远基站的传输问题进行研究。

本文分别从总体组网方案、卫星传输带宽测算、卫星传输应用场景和选址要求等多个方面对利用卫星解决偏远基站传输方案进行了较为全面的分析, 并提出了相应的解决方案, 为多样化基站传输接入方式、提高投资收益方面做了有益的探索。

1 总体组网方案

(1) 总体思路

采用i Direct系统中继, 对接基站和BSC的FE接口。组网结构如图1所示。

i Direct系统网络结构为星状拓扑结构, 通过一个高速出向DVB载波来和一个或多个动态时分多址 (D-TDMA) 技术的入向载波来实现。动态时分多址技术强化了快速跳频的能力, 使多个小站可同时共享一个带宽池, 可为各个小站实时动态分配带宽。

(2) 传输组网

本文采用的方案是:基站信号通过FE端口与卫星地面设备进行对接后, 通过卫星地面天线到达卫星, 卫星信号的第一个落地点为广州, 本方案的卫星信号落地广州后, 通过广州至xx省的一级干线波分系统到达xx省节点。

当确定了传输的落地点后, 再由xx省电信调配省内干线波分系统的通道 (根据业务网提供的带宽需求, 配置FE或GE通道) 到达地市。

为了满足基站信号3层交换的需求, 需在一干落地点与二干节点间添加1台IPRAN B设备用于区别基站信号地址, 当基站信号通过省内干线波分系统到达地市后, 如当地BSC多于1台, 波分地市节点与BSC间还需添加1台IPRAN B设备。

2 卫星传输带宽测算

卫星传输带宽直接关系到后期租用卫星的费用成本, 因此需要比较准确的进行测算。在参考现有用户模型的基础上, 以某地市农村的20个基站为一个簇, 对卫星带宽进行估算, 具体步骤如下:

(1) 统计簇内基站语音话务量和DO数据流量

统计了20个基站的一周内每天24小时的数据, 由于簇内基站大多为单RRU+功分站点, 语音话务量和DO流量均不大, 经过统计, 最忙时的语音话务量、DO前向数据流量和DO反向数据流量分别为18erl、1400kbps和135kbps。

(2) 估算簇内基站所需带宽

语音部分带宽估算:以每个语音带宽为16kbps为基础进行估算, 按照公式 (语音话务量*16kbps*2*1.12/1024/0.9) 进行计算, 簇内基站所需带宽为0.74Mbps;

数据业务部分带宽估算:按照公式 (数据流量/1024/0.8, 0.8为开销系数) 进行计算, 簇内基站所需带宽为1.87Mbps (前向+反向) 。

需要特别注意的是, 从话务统计情况来看, 单个基站的平均话务量不足1erl, 按照公式即理解为一个16kbps信道, 但在实际运行过程中, 将会存在多个用户同时发起呼叫的现象, 这时信道将会出现拥塞;考虑到簇内基站是共享卫星带宽, 以20个基站为一簇进行分析, 簇内将有18个并发信道;由于目前主设备厂家的网管系统最小的颗粒度为半个小时, 无法统计在某一时刻簇内基站的并发用户数, 而传输带宽的申请又直接关系到每月的卫星租用费用, 因此如何确定合适的卫星传输带宽需要在网络建成后, 视话务实际情况进行相应的调整。同时考虑在网络建成初期, 基站话务量和数据流量不大, 卫星传输带宽可以先按照上述保守估算进行申请。

3 卫星传输应用场景与选址要求

利用卫星通信方式解决电信偏远地区C网基站中继传输问题, 可侧重以下几种场景:

开通需求急, 但地面光缆短时间无法抵达的站点;

地面传输投资较大, 但用户数量少, 业务收入低站点;

分散在偏远地区, 稀路由站点;

以解决语音通信为主, 数据通信为辅;

建设光缆超过15公里, 光缆投资约20万元;或建杆路比例较大, 虽接入距离不长, 但建设投资大的站点。

卫星站点的选址要求如下:

(1) 天线安装位置周围要有足够的活动空间, 5米×5米范围内无墙壁, 树木, 机器等障碍物, 以便于天线及卫星室外设备的安装;

(2) 天线波束指向范围内, 仰角≥5°内无遮挡 (应避开:大楼、高墙和栅栏、树木、广告牌等以及将来可能建设的高大建筑物) ;

(3) 为避免卫星天线和卫星站室外设备遭受雷击而损坏。卫星天线必须安装在避雷有效区内。因此天线安装场地附近应有避雷设施, 没有避雷设施的单位可找专业避雷施工单位按照国家标准做好避雷;

(4) 天线正南方向左右45°内无障碍物;

(5) 周围无大功率发射器, 天线面正对方向避开航线;

(6) 天线所在位置应尽量避开风高所在位置;

(7) 天线在楼顶平台安装时基座应尽可能置于承重墙或柱上, 并得到营房管理部门的许可;

(8) 天线在地面安装时需做混凝土基座。基座应坚固并避开地下管线。基础地面应夯实, 以防不均匀沉降;移动站要按要求的尺寸和数量制作压块;

(9) 天线安装场地应尽量靠近工作场地, 距离越近越好。原则上信号馈线长度不能超过30m。如果天线安装场地离工作场地过远, 将会因信号衰减过大影响通信质量;

(10) 应安装在人和动物少或很难接触的地方, 或有一定的保护设施, 以防人为或意外破损。

需要特别指出的是, 卫星站点承载DO业务方面的能力较传统光缆接入基站存在一定差距, 下面通过一个实测的案例进行说明:卫星站点的下载速率维持在76.8~153.6kbps之间, 但若切换到光纤传输站下速率可快速上升到1000kbps以上, 若切回卫星传输站下, 速率恢复到100kbps左右。因此在应用卫星站点中, 需要充分考虑这一点, 尽量选择在数据业务需求不大, 同时对传输速率要求不高的地区。

4 结语

本文分别从总体组网方案、卫星传输带宽测算、卫星传输应用场景和选址要求等多个方面对利用卫星解决偏远基站传输方案进行了较为全面的分析, 同时在卫星站点的选择, 以及卫星传输带宽的确定方面进行了单独的说明。并提出了相应的解决方案, 为多样化基站传输接入方式、提高投资收益方面做了有益的探索。

参考文献

[1]王绍伟.移动通信网络中Abis over IP卫星传输技术研究.硕士学位论文, 2010.

广播电视卫星传输解决措施论文 第4篇

当前我国对广播电视卫星传输系统的应用比较广泛，卫星传输和传统的微波传输方式不同，在距离上比较远，传输质量也比较突出，从社会效益和经济效益层面来说也比较突出。但是广播电视卫星的传输过程中，也容易受到各种因素影响，从而就会对传输造成干扰，解决这些干扰问题就显得比较重要。本文主要就广播电视卫星传输的干扰问题进行分析，然后就解决措施加以探究，希望能在此次对卫星传输干扰的理论研究下，能有助于促进解决实际问题。

我国的卫星传输技术发展比较快，广播电视卫星传输水平也有大幅度提升，但是受到客观因素影响，卫星传输中的干扰问题还比较突出，对于开放式无线传输系统而言，也会造成干扰，这就降低了信号传输质量。通过从理论层面深化研究广播电视卫星传输的干扰问题，就能进一步深化理论，从而为解决干扰问题提供理论参考。

1.广播电视卫星传输系统功能

广播电视卫星传输系统是由多个部分构成的，如：同步卫星，空间段，地球站，接收站等，卫星转发器以及地球站主要是进行传输信号，地球站在卫星传输中也发挥着重要作用。地球站的作用主要是将信号调制和变频等相应通道处理后，通过天线传输到卫星，然后地球站需要接收卫星下行载波信号，变频处理和解调后恢复基带信号，然后把信号传输给用户加以应用。广播电视卫星传输系统中的卫星转发器也是重要的部件，主要是将地球站输送的信号变频处理后传输到地面接收站，通过卫星广播，地球站的实际工作当中就会含有多装置设备以及转发器装置，工作的时候也会受到空间因素影响，对卫星传输工作的质量产生影响。

2.广播电视卫星传输空间自然因素干扰和解决措施

广播电视卫星传输过程中，受到空间自然因素影响比较大，其中太阳辐射的干扰是比较严重的，太阳辐射并不会造成卫星的辐射，但是太阳风暴爆发后就会对卫星传输的信号产生严重的影响，来自太阳的带电粒子就会积累在卫星的表面，使得卫星绝缘材料击穿放电，造成电子器件的`损坏等，有的则会改变存储单元工作状态。对广播电视卫星传输会造成直接影响，我国就出现了电离子积累造成伪指令的现象，使得卫星转发器自我保护关机。除此之外，受到星蚀以及日凌的干扰也比较突出，日凌是卫星运行到太阳以及接收地球站间存在直线的时候，接收站天线对准卫星和阳台的时候，太阳噪声就会淹没微弱的下行信号，这样就会造成卫星广播以及通信出现中断的现象，日凌这一现象是不能够对此进行避免的，但是也并不会影响地球站上行的信号。解决日凌以及星蚀造成的干扰问题，就要依照针对性的原则，日凌干扰还没有有效的方法得以避免，卫星公司主要是把日凌时间提前通知用户，这样能在器件采取有效的应急措施减少造成的损害。关闭自动提升功率功能，避免系统误提功率，有条件接收站也能通过切换大口径接收天线的方式，最大程度提高接收灵敏度，从而能有效减少日凌所持续的时间。再或者就要进行切换地面通路节目源，像微博传输信号作为有效节目源以及光缆等，要充分保障节目的正常播出。在地球和卫星以及太阳间位置的时候，地球就会将阳光遮挡住，在这一时候的卫星太阳能电池就不能正常工作，星载电池只能够维持卫星自转，但是却不能支持转发器的工作，当前的卫星技术已经比较先进了，不会对卫星通信造成影响。空间自然因素影响卫星传输还体现在雨衰方面，雨中传播的电波在受到雨滴吸收以及散射的因素影响下，就比较容易出现衰减，这就是雨衰的原由。雨量比较大的时候，波束仰角也就会随之增大，频率高的时候降雨所造成的衰减就会比较显著。在对这一干扰问题进行解决的时候，要在异地建立地球站，降雨的时候节目代播，这样能确保节目的正常上行。上行功率控制利用接收本站所发出的信号以及卫星信号，来推算上行链路雨衰值，这样能有效增加地球站发射功率。还有就是雪衰，这就和雨衰差不多，化雪的时候天线馈源和主反射面存在着凹凸不平的积雪就会影响电磁波强弱不同散射以及吸收效果，这对卫星天线口面函数均匀性也会造成很大的影响，这从很大程度上就会降低天线增益。在解决这一问题上主要是通过去除雪的方法，馈源除雪以及反射面的除雪是常用的方式。广播电视卫星传输受到空间自然因素中电离层干扰的影响，电离层中都是电子，就像是一个等离子导体一样。在电磁信号传播的时候就会产生相互作用，反映在卫星通道上就是表现在折射以及散射等方面，对其信号会产生直接的影响。对这一问题的解决就要提高卫星通路以及元器件抗干扰能力，这样才能有助于卫星传输的整体质量。

3.广播电视卫星传输中地球站影响因素干扰和解决措施

影响广播电视卫星传输的地球站因素造成的干扰也比较突出，主要体现在地球站电磁环境所造成的干扰。当前的城市化进程的进一步加快背景下，地球站周边电磁环境也比较复杂化，地面微波以及调频广播等因素的影响比较突出，串入下行链路发射上行造成上行干扰，串入下行的链路就会造成下行的干扰。播出的设备接地问题以及电缆屏蔽性能差的问题等。这些都会对卫星传输造成很大的干扰，在解决这一干扰的问题中，就要能采取针对性的措施，要能够结合现象进行逐一加以排查，并要能够具体进行分析确定干扰源，从而有效解决。建站的时候在选址前就要做好电磁环境的相关测试工作，并要能对播出系统硬件设施以及传输路由做好电磁屏蔽措施，机房设备要保证有好的接地效果，电缆的屏蔽性能要良好，符合广播电视安全播出管理的规定，做好日常的维护工作，把干扰的影响因素最大化降低。地球站影响因素干扰中由于上行设备杂散干扰对卫星传输的质量造成了直接影响，这一干扰是地球站调制器以及高功放以及上变频器等设备的性能不佳所产生的。设备自身的性能因素除外，对于设备的安装以及信号屏蔽效果不佳等，这些也是造成干扰的重要因素。在对这一类的干扰问题解决方面，就要测试系统的各个节点，并能确定干扰源，及时更换设备，定期对设备检修和测试，对各个环节加强检测，及时找到干扰问题并解决。另外，地球站影响因素中造成的干扰中，互调干扰也是比较常见的干扰问题，这是通过变频高放中增益大造成非线性失真输出所致。上行用户进行多载波工作的时候，功率储备就会出现不足的情况，回退不够比较容易造成三阶互调超标，上行电平比较高，就会造成卫星转发器进入到非线性区域，会造成转发器互调的特性比较差。应对这一干扰问题的时候就要能在播出前系统测试，按照入网测试的相应规范限定上行载波电平，出现超功率载波就要能及时性对其加以调整，上行站要保障回退量，发射功率电平不能出现超标的问题。广播电视卫星传输当中存在的不规范造成的干扰问题方面，主要就是地球站的相关工作人员没有做好播出设备以及网管的规范操作工作，从而就出现了误发以及错发载波信号的问题。这就需要在安全播出的管理工作方面进行强化，充分重视值班工作人员的业务技能学习，做好专业化的培训工作，强化安全播出意识。工作人员的日常工作当中，要按照三关制的要求，严格遵循机房的规章制度，安全播出要杜绝人为责任性事故发生，从这些管理方面进行强化，才能有助于解决好不规范操作造成的干扰问题。

4.结语

卫星电视信号传输、接收与调试 第5篇

【关键词】基带；转发器；频率；卫星接收机

卫星电视信号是通过广播卫星进行接收和传输的电视信号。本文按照卫星电视信号传输的顺序，即从卫星电视信号的上行发射、星载转发、下行接收以及下行接收室外部分的调试这四个方面展开讨论。

1.卫星电视信号的上行发射

卫星电视信号的上行发射是靠上行发射系统来完成的。上行发射系统的主要设备是上行发射台，上行发射台可以是一座或多座，其中主发射台是卫星广播系统的发射中心，它除了负责向星载转发器发送中央电视台的节目以及全国范围的节目外，同时它还具有遥测、遥控和跟踪功能，可以直接监控卫星的姿态、轨道位置和各种工作状态。

2.卫星电视信号的星载转发

卫星电视信号的星载转发是通过卫星上的星载转发器来实现的，星载转发器是卫星的有效载荷，它接收、放大和发射输入信号，使上行发射台的广播电视信号，通过卫星远距离中继后定向送到地面时具有足够的强度。为了避免转发器的发射信号干扰自身接收信道，其接收频率与发射频率必须错开。主要的有如下两种：其一是非再生式转发器；其二是再生式转发器。

3.卫星电视信号的下行接收

卫星电视信号的接收，则是通过一系列卫星电视接收设备和器件去完成接收和处理卫星电视信号，并将卫星电视信号高质量地传输到用户。卫星电视信号的接收可分为两个部分：即室外部分与室内部分。室外部分主要是指卫星接收天线、馈源、极化器和高频头等；室内部分则主要是指功分器和卫星接收机等。

3.1 卫星电视接收的室外部分

卫星电视接收的室外部分主要包括卫星接收天线、馈源、极化变换器和高频头。

卫星广播电视系统的天线，是实现以自由空间为传播媒介的接收电磁波能量的设备。

馈源是高增益聚焦天线的初级辐射器。它的作用是把抛物面天线聚焦在焦点上的电磁波能量以最低的损耗传输到低噪声放大器。

极化器主要由矩形波导和探针（或金属耦合环）组成，起极化变换的作用。但由于卫星转发器发射下来的电磁波的极化方式，受地面接收站的地理位置、空中卫星姿态和地磁等因素的影响，有时会稍微偏离原极化方向。因此在安装和调整时要注意这一点，以求达到极化最佳匹配的目的。

高频头又称为低噪声下变频器，常用LNB表示，它能同时对卫星电视在某个频段内的所有频道信号进行低噪声放大和下变频。低噪声放大要用波导作输入传输线，这就要有波导与微带过渡段，选择波导中探针的长度和直径，可保证波导与微带线之间达到最佳的匹配。下变频是在混频电路中完成的，它由高频头输入频率与高频头本振频率（如C频段5150MHz）混频后输出一中频信号频率（如C频段的频率范围为950MHz～2050MHz），并通过阻抗为75Ω的同轴电缆传送到卫星接收机的输入端，供卫星接收机接收。

3.2 卫星电视接收的室内部分

卫星电视接收的室内部分主要包括功分器和卫星接收机。

功分器是功率分配器的简称，它是将信号功率分成相等或不相等的几路信号功率输出的一种多端口的微波网络。在卫星电视接收系统中，多频道同时接收就要使用功分器。

卫星接收机是工作于微波波段的宽带调频接收设备。主要功能是把卫星电视信号还原成基带电视信号。卫星接收机的种类，一般可分为模拟卫星接收机和数字卫星接收机。这里主要介绍数字卫星接收机。数字卫星接收机，又称综合接收解码器（IRD）。根据所要收视的节目的标识号（PID）提取相应的视频、音频和数据包，恢复出符合MPEG-2标准的打包的节目基本流（PES）。然后由MPEG-2解码器解压缩，最后送到视/音频解码器按一定电视制式生成模拟电视信号，供电视机接收。

4.卫星电视信号下行接收的调试

卫星电视信号下行接收的调试，主要是指卫星电视室外部分的调试与室内部分调试。卫星电视室内部分的调试实际上是指卫星接收机的调试，对于卫星接收机的调试，只要按照广播电视部门提供的技术参数进行设置就可以了，相对室外调试很简单，这里不赘述。

4.1 卫星接收天线焦距的调试

卫星接收天线的焦距是指抛物面天线中心顶点与平行电磁波信号反射汇聚的焦点之间的距离。对于前馈式卫星接收天线，是由紧固在抛物面天线与波纹槽馈源上的三根支撑杆来确定焦距的。

4.2 卫星接收天线极化方式的调试

卫星接收天线极化方式的调试，实质上是使接收天线的极化方式同卫星发射信号时采用的极化方式相一致。因我国卫星地面接收站接收的是线极化波，所以这里仅讨论线极化方式的调试。线极化方式又分为水平极化（H）和垂直极化（V）。为方便操作和便于记忆，这里以矩形波导口窄边与地平面的关系来调整极化方式。水平极化（H）是馈源矩形波导口窄边与地平面平行时的极化；垂直极化（V）是馈源矩形波导口窄边与地平面垂直时的极化。但是，实际调整极化方式时，还要考虑极化角（$A）的问题，这是由于受地面卫星接收天线所在地理位置与卫星经度差加大以及地球曲率的影响。

4.3 卫星接收天线仰角与方位角的调试

在地面上用抛物面天线对准同步卫星，并非是一件很容易的事情。要想快捷、准确地对准卫星星体，必须首先计算出卫星接收天线的仰角与方位角。仰角是指天线抛物面轴线与地平面之间的夹角；方位角则是天线抛物面轴线与正北极之间的夹角。

其次，用指南针来确定基准方位，并在计算出的方位角的附近寻找所要接收的卫星。可以通过观看接收信号电平来找准方位。最后，连接上卫星接收机及监视器（或电视机）来观看卫星电视节目画面质量，做到一边微调仰角和方位角，一边监视电视画面效果，直至画面清晰、声音悦耳的为止。

5.结束语

本文所介绍的卫星电视信号的上行发射、星载转发和下行接收的传输过程，以及卫星电视信号下行接收天线焦距、极化角、方位角和仰角的计算公式与调试方法，既帮助了广播电视一般工作人员对卫星电视信号传输的理解，又方便了广播电视工程技术人员对相关参数的计算与找准卫星的调试。

参考文献

[1]韩广兴，胡宝琳.黑白电视、卫星电视、有线电视维修技术精选[M].北京：电子工业出版社，2000.

[2]李育林.浅谈卫星广播电视接收系统的接收天线[J].中国有线电视，2002，（14：70-72.

卫星数据传输论文 第6篇

一、研究区概况

敦煌市位于甘肃河西走廓的西端, 隶属甘肃省酒泉地区, 居于东经92°13′~95°30′、北纬39°40′~41°35′, 东邻安西, 南靠祁连山, 与肃北、阿克塞两县相连, 西北通新疆, 全市总面积31496.6km2。全市设两镇 (沙州镇、七里镇) 、10个乡、77个村、370个生产队。城东2km处有敦煌机场, 市区通往各乡镇的油路共13条, 全长达400多km。敦煌市土地详查结束于1990年, 距今已有17a时间, 由于各种条件的限制, 土地变更调查和图件更新严重滞后。

二、技术流程与方法

㈠技术路线在本次应用卫星数据进行图件更新, 建立敦煌市数据库的项目中, 我们综合应用了3S技术与地面调查相结合, 以遥感技术和已有土地利用现状图为基础, 利用计算机自动发现变化信息或人机交互解译提取土地利用变化信息;外业调查在GPS技术引导和准确定位下, 确认变化图斑、面积、范围和权属界限, 核实行政境界变化范围, 完成对变化的线状地物宽度和零星地物 (包括遗漏的小图斑) 的量测;内业在地面调查的基础上, 利用GI S技术与数字化环境, 在多源信息的支持下, 建立土地利用数据库运行管理系统。

㈡技术方法

第一, SPOT影像的纠正、配准、融合。遥感数据的纠正按照分辨率的不同选取地形图比例尺, 在分辨率大于4m时, 选用1:10000 (在无1:10000时选用1:25000万代替) 比例尺, 在分辨率小于4m时选用1:50000比例尺。为保证纠正精度, 我们采用了几何纠正, 就是将含有各种变形误差的遥感图像, 纳入某种地图投影。对于地面覆盖面积不大的单幅图像, 一般以正投影方式使其改正到地球的切平面上[1], 并以纠正的高分辨率卫星影像为基准, 采用影像到影像的配准技术对多光谱等影像纠正, 将纠正的全色影像和多光谱影像融合处理建立卫星影像图[2]。影像融合主要包括基期、更新期多光谱影像和全色影像的融合以及基期多光谱影像和更新期全色影像的融合, 融合方法采用HI S彩色变换法和算术加权法, 以突出影像的地物特征、有利于影像的判读为原则。

第二, SPOT影像数据的裁剪和调色。SPOT影像数据裁剪的主要目的在于将大片数据裁为标准分幅的形式, 以利于实际工作的需要其方法是将辖区所有图幅生成标准图框, 作为裁剪框, 对SPOT数据进行裁剪即可。在实际应用中往往图像的目视效果不太好, 有用的信息不够突出, 必须做色彩处理, 这就需要调色。通过调色有利于分析判读和对影像作进一步的处理。

第三, 土地利用现状图的扫描、矢量、投影变换。土地利用现状图可通过扫描仪扫描, 以图像文件形式存储, 在GI S环境下可使用TI FF、MSI、RBM、MSD四种格式。栅格数据在矢量前必须经过纠正, 使其底边旋转为水平。矢量化是把读入的栅格数据通过矢量跟踪, 转换成矢量数据, 矢量中由于干扰因素比较大, 一般采用人工导向自动识别跟踪矢量化, 使点、线的采集精度达到建库的要求。在矢量化完成后要对矢量数据进行投影变换, 投影变换是从一种地图投影点的坐标变换为另一种地图投影点的坐标的方法, 通过投影, 使点、线符合实际工作的需要。

第四, GPS引导的外业调查。外业调查在土地利用变化遥感图基础上完成对图斑地类变更、权属变更、行政辖区变化境界的调查核实, 变更线状地物和零星地物的量测, 以及遥感未发现的遗漏图斑的补测。外业调查在GPS支持下进行:其一, 利用GPS实时定位技术, 采用手持GPS或掌上GPS, 在实地快速发现图上需要实际调查的图斑位置;其二, 利用GPS量测图斑的范围、面积、线状地物宽度并补测零星地物。在变更地类的调绘上, 采用了人工实地调测法, 力求调绘的准确性。

第五, SPOT影像与矢量数据及调绘图的配准。SPOT影像在裁剪调色后, 需要与原始的矢量数据在同一坐标空间套合, 并加入前期外业的标志层, 人机交互进行变化信息的提取, 这就需要影像、矢量的配准, 实际工作中采用了GI S系统的“镶嵌配准”子系统来完成图象与图形之间的配准, 镶嵌配准子系统是一个32位专业图象处理软件, 它提供了强大的控制点编辑环境, 能完成MSI图象的几何控制点的编辑处理, 使影像数据与矢量数据完全套合。

第六, 分幅数据的编绘、投影及接边。影像数据与矢量数据、调绘变更图在同一坐标空间叠置后, 以原始矢量数据作为参考, 对境界、线状地物、地类、零星地物等图面要素逐图斑进行补充、修改和完善。编绘中可以采用不同颜色和图层的线条表示不同的线划, 不同的字体注记表示不同的地类符号, 力求准确完整。整理变更调查资料, 凡是变更调查记载的地类及境界、线状地物, 一定要注意影像是否变化, 如有不一致的, 则记录下来再次核实。分幅数据在完成编绘后, 要投影到入库要求的坐标, 以利建库工作的顺利进行, GI S系统的投影变换子系统, 面向实际需求, 为图形数据的投影提供了有利的条件, 使分幅数据从用户自定义坐标快速投影到数据库要求的高斯—克吕格平面直角坐标。各分幅数据在图内要素编绘后, 要进行相邻图幅的接边, 接边要求地类相接、线划相接、行政界线完整。如有接不上的, 则需查看影像数据, 检查是否为图形数据编绘中丢漏和错误, 如确为影像不接, 则应填写分幅数据图历薄, 记录错误, 以利实际管理工作中加以调整。

第七, 分幅数据建立属性结构。图形数据的属性要保证和图形的一致性, 图形数据的属性包括点、线、面的属性, 三者的属性结构都包括了一部分图面信息, 如图斑、地类、面积等, 但又各不相同。图形数据中属性结构的建立, 可通过一个已做好的结构表挂接, 也可通过GI S提供的编辑属性功能来建立;对于建立了属性结构的图形数据, 还要根据建库要求填写属性。在GI S支持下, 修改编辑线文件, 建立区文件的拓扑关系, 改正拓扑错误和属性错误, 至图形数据的属性正确。

第八, 数据拼接、分层、入库。分幅数据完成后, 应用GI S县 (市) 级土地利用数据库管理系统软件, 对分幅数据进行拼接, 形成总的点、线、区文件。总的点、线、区文件根据专题的不同分为不同的图层, 一般要分行政辖区层、图斑层、线状地物层、飞地层、零星地物层, 建立图形数据和属性数据的对应关系, 实现图数互动。各专题数据层也可以独立的形式来应用, 比如线状地物层可提出水系、沟渠, 组成水管网, 在水利部门日常的管理中应用;线状地物层还可提出公路、农村路, 组成交通网, 在交通部门日常的管理中应用等等。县市级土地利用数据库管理系统分层管理的优越性, 可以在社会各部门得到充分的发挥。

第九, 面积汇总、图件输出等应用。土地利用数据库管理系统在数据运行正常后, 经过数据预处理, 可以输出各种现势年的土地统计表和两年度的变更平衡表 (注意变更数据表在变更库中才能输出) , GI S县市级土地利用数据库管理系统提供了10种表格 (包括变更表) , 可任意汇总。图件输出也是日常管理中经常遇到的问题, GI S县市级土地利用数据库管理系统提供了自定义输出、图幅输出、裁剪输出、权属输出、辖区输出等图件输出方法。建好的数据库管理系统还可以实现系统检索、查询等管理、分析功能和数据维护、更新功能, 并达到数字化成果共享和信息内部网络化, 这些为国土资源管理提供了便利的方法。

三、关键技术问题与解决途径

㈠图斑变化信息提取由于敦煌市绿洲覆盖区部分为1:10000图幅, 工作中采用了SPOT数据发现主要变化图斑, 辅以GPS外业量测获得图斑边界、类型等信息并补充测量遗漏的小图斑。

㈡零星地类与境界变化的补调受目前遥感影像数据本身分辨率的制约, 对于《土地利用现状调查规程》规定的零星地类, 较小的图斑容易被遗漏。原则上讲, 零星地类和遗漏图斑的测量只有通过外业调查的手段来解决, 但地毯式全覆盖的调查显然不可取, 这无疑否定了遥感方法的技术先进性。

在GPS支持下, 利用变更调查等多源信息辅助是解决零星地类与境界变化的有效途径。在利用遥感影像发现变化并形成土地利用变化遥感影像图后, 与现状数据配准, 内业通过人机交互判读将遥感影像图上没有发现的小图斑或零星地类转绘到影像图上并以特殊颜色表示, 作为外业调查的基础。外业调查时, 利用GPS定位技术, 快速确认需要调查的图斑, 通过GPS成图结果与待更新土地利用图 (矢量或栅格) 和遥感影像图的配准叠加, 按上述更新途径实现更新。

㈢现状矢量数据与配准后的遥感影像的协调土地利用现状图与配准后的遥感影像相比, 两者由于数据来源、加工过程、比例尺等差异, 在边界范围上存在差异。在这种情况下, 以最新的SPOT影像数据为基准, 对已有土地利用矢量数据作相应修正。

四、结果对比

通过对SPOT影像数据建立的县级土地利用数据库与原始详查图件建立的县级土地利用数据库的对比发现, SPOT影像数据对变化小的图斑发现解译困难, 但对变化面积总量影响不大。在应用中必须辅助其他资料, 适当加大外业调查工作量, 以满足变更调查要求。另外, SPOT影像的时相较好, 耕地与荒地、林地之间差别比较明显, 地类的变化很容易发现, 为准确汇总数据提供了有利的条件。因此, 应用SPOT影像数据辅助其他资料建立土地利用数据库具有技术可行性和经济适宜性。

五、结论

利用SPOT影像进行土地利用数据库建设具有精度高、效率高、实用性强等特点, 大大提高了数据库建设的准确性, 为县 (市) 级土地利用数据库建立和变更提供了一种可行的技术方法。

由于外业调查不能地毯式展开, 部分零星地类和遗漏线状地物的测量只有通过后续调绘补充。

目前应用高分辨率遥感数据及其处理的价格较为昂贵, 经费投入大, 单靠地方开展工作难度较大。

摘要：以敦煌市土地利用数据库建立为例, 探索了应用SPOT影像数据更新土地利用数据库的方法。通过应用研究发现, 利用SPOT影像进行土地利用数据库建设具有精度高、效率高、实用性强等特点, 在具体操作过程中与已有土地详查矢量数据及外业调查数据相结合建立数据库, 可以大大提高数据库建设的准确性, 是县 (市) 级土地利用数据库建立和变更一种可行的技术方法。

关键词：卫星数据,更新,土地利用,数据库

参考文献

[1]邓良基.遥感基础与应用[M].北京:中国农业出版社, 2002.

卫星数据传输论文 第7篇

(1)空间卫星。空间卫星主要组成部分是2-3颗地球同步卫星，其主要职责是在运行的过程中，将用户终端和地面发射站之间紧密结合，传播两者间的无线电信号，规范两者间的正常联系。所有卫星都安装了变频转发仪、波束天线，其中波束天线的作用是十分强大的。(2)用户终端。用户终端可划分为两类：指挥型和普通型。民用客户终端主要包括四个软硬件：用户操作控制单元、北斗卫星收发主机、民用通信协议以及北斗卫星全向收发天线。其主要功能是处理空间卫星与用户终端上下行数据;具备通用的RS232C数据接口;处理用户业务，发送其请求，接受用户的数据。(3)地面站。地面站是一个中转站，用于终端间的互相通信。其址位于北京，其民用定位与数据通信业务主要由神州天鸿中心站办理，主要包括处理卫星间的数据传输、响应用户业务请求、完成用户定位数据处理工作和通信数据的交换工作，并将所有交换而来的通信内容分发给相关用户。此外，还包括用户的注册、管理等。

二、北斗卫星通信的工作方式

北斗卫星系统的基本功能是点对点双向数据传输，主要方式是数据报告，传输形式是数据包，一次最大发送量为100butes信息、210个字节。主要工作方式是测站终端发送采用码分多址直接扩频序列调制,扩频伪码采用周期伪随机序列，L波段为其发送频率，经卫星转换后L波段变为C波段，再由地面站接收，神州天鸿民用中心站对其进行处理后，送至卫星，卫星接收后将其转换为S波段，而后发送到指挥终端或者测站终端，点对点通信即顺利完成。反向发送过程亦是如此。

除此之外，还有一种方式，即在某个用户群中，将主站的终端设备号码，写入其他终端设备的映像地址中，当此主站发送数据时，则群中所有采取同一波束的测站都能收到此信息。将此功能作为系统的广播回执，能有效减少中心站的发送次数和提高系统运行的通畅度。

三、具体应用

图1即为北斗卫星通信水情自动测报系统组成结构。主要包括水位、雨量遥测站、水情数据接收中心站、神州天鸿网管中心以及地面中心站。

其中，遥测站由电源、传感器、北斗卫星终端以及遥测终端组成。遥测站的核心是遥测终端，主要功能是采集水情信息，对北斗卫星终端的指令接收和信息发送任务进行存储与控制。目前，我国的芙蓉江江口、广西西江、大渡河瀑布沟电站、乌江彭水、金沙江金安桥水电站等都已经采用了北斗卫星系统传输水情信息的水情自动测报系统。系统具有98%的畅通率，使用方便，处理信息快捷灵活，因此在我国被广泛使用，其运行测站接近800个。

在此水文自动测报站中，北斗卫星通信是其主信道，共具备1个中心站、3个分中心站、9个维护分中心以及145个遥测站。系统工作体制为定时召测、定时自报以及增量加报。接收方式为一发多收，具体而言，就是各维护分中心通过主信道对所辖遥测站信息进行接收。与此同时，各中心站和分中心站则同时接收所有遥测站的信息。定时自报则由中心站发送信息后进行确认，各遥测站接收通播信息并且确认后，则对其进行核对，看是否需要重发，并采取适当措施进行处理。定时召测则采用测站对信息进行发送后，看中心站是否发出召测指令，若有则及时响应，若无则遵循固有流程运行。

北斗卫星系统是我国自主研发的，技术更先进，信息安全性更好。目前北斗卫星系统正逐步取代海事卫星在我国水情自动测报领域广泛应用。

参考文献

[1]刘尧成^,华小军^,韩友平.北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用[J].人民长江^,2007⁽10⁾.

[2]王玉华,赵学民,刘艳武.北斗卫星通信功能在水文自动测报系统中的应用[J].水文,2003(5).

卫星传输链路的计算与应用 第8篇

卫星广播电视是我国广播电视传输发射体系中最便捷的覆盖手段, 合理规划设计卫星传输链路, 是卫星用户和卫星操作者确保系统稳定运行的重要依据。链路计算主要服务于工程设计、接收系统转星、系统扩容, 为新建卫星通信网络的配置提供建议和作为技术方案的依据;为地面接收系统的转星调整以及故障判断、卫星通信网的天线及电子设备入网认证提供依据等。通过多年的实践经验, 我认为卫星传输链路计算必须把握好数据准备、链路估算、详细计算和验证等几个方面的工作, 才能够保证卫星传输网络的稳定可靠运行。

2 数据准备

数据准备主要包括以下几个方面:

2.1 卫星数据

卫星数据主要包括:确定使用卫星的轨位位置、工作频率、EIRP值、G/T值、饱和通量密度 (SFD) 以及相应的频率计划, 该数据最好从卫星运行单位获得, 保证数据的准确性。

G/T、SFD与EIRP是卫星转发器的三个主要参数。其中, G/T和SFD反映卫星接收系统在其服务区内的性能, 它们与卫星接收天线的增益分布线性相关。

(1) EIRP为有效全向辐射功率。它是卫星转发器在指定方向上的辐射能力, 反映转发器的下行功率。它与卫星发送天线的增益分布线性相关, 卫星天线增益是随天线指向和工作频率而变化, 因此, 转发器参数随服务区内的不同地点而变, 同一地点的不同转发器参数也有差异。

EIRP可用天线增益与功放输出功率之对数和来表示, 单位为d BW。

EIRP的计算公式为:

式中:P为放大器的输出功率;

GT为天线的发送增益;

Loss为功放输出端与天线馈源之间的馈线损耗, 通常忽略不计。

(2) G/T为接收系统的品质因数。它是接收天线增益G与接收系统噪声温度T之比值, 单位为d B/K。

G/T的计算公式为:

式中:Gr为卫星天线的接收增益;

Tr为卫星接收系统的噪声温度。

(3) SFD为饱和通量密度。当转发器被推到饱和工作点时, 上行载波在接收天线口面所达到的通量密度。它反映卫星转发器对上行功率的需求量, 单位为d BW/m2。

(4) SFD与G/T的关系为:

式中:constant为反映转发器增益的计算常数, 其数值多在-100与-90之间, constant越小, 转发器的增益就越高;

attn为转发器的增益调整量, 它可由地面遥控改变, 用于调整SFD的灵敏度。用户在作链路计算时, 应向卫星公司了解相关转发器attn的当前设置值, 并且据此查到相应的SFD数据。

对比同一颗通信卫星的C频段EIRP分布图和Ku频段EIRP分布图可知:C频段转发器的服务区大, 通常覆盖几乎所有的可见陆地, 适用于远距离的国际或洲际业务;Ku频段转发器的服务区小, 通常只覆盖一个大国或数个小国, 只适用于国内业务。C频段转发器的EIRP通常为36到42d BW, G/T通常为-5到+1d B/K, 地面天线的口径一般不小于1.8m;Ku频段转发器的EIRP通常为44到56d BW, G/T通常为-2到+8d B/K, 地面天线口径有可能小于1m。

2.2 地面数据

地面数据主要包括:卫星上行站、接收站点的经纬度、所在雨区、发射和接收天线的口径、上下行天线的差损数值、功放的额定输出功率、接收端LNA或LNB的噪声系数等, 地面数据针对不同的计算需求和卫星传输特性的不同, 可在整个链路计算中进行换算。

(1) 固定卫星业务的常用工作频段

(1) C频段:上行5850-6425MHz, 下行3725-4200MHz, 上下行频率之差通常为2225MHz;

(2) C扩展频段:上行6425-6725MHz, 下行3400-3700MHz, 上下行频率之差通常为3025MHz;

(3) Ku频段:在中国所在的ITU3区, 上行14-14.5GHz, 下行12.25-12.75GHz, 上下行频率差通常为1750或1748MHz;Ku频段上行, 14.5-14.8GHz;Ku频段下行, 11.7-12.2GHz;

(4) Ka频段:上行27.5GHz-30.0GHz, 下行:17.7GHz-20.2GHz。

(2) 雨区的考虑

当电波穿过地球大气层中降雨的区域时, 雨滴对电波产生吸收和散射, 故而造成衰减, 此种现象称为雨衰。理论研究和实际测量均发现雨衰的大小与雨滴半径和电波波长的比值有关。由于Ku频段内电波的波长为2.5cm左右, 比较接近雨滴的大小, 故Ku波段内雨衰的影响较大;而C频段信号电波波长较长, 故受到雨衰的影响较小。另一方面, 雨衰的大小还和瞬间降雨有关, 降雨量越大, 衰减就越大。通常上、下行链路克服雨衰的方法如下:

(1) 上行链路中雨衰的克服:发送站采用上行功率控制或选择较大余量的功放;

(2) 下行链路中雨衰的克服:预留余量。

我国东部地区全年平均降雨较大, 而西部地区全年平均降雨较小。因而在设计链路时, 要根据上行或接收地点的不同, 考虑不同的雨衰余量。对链路要求的可用度越高, 进行链路设计时, 使用的雨衰预留余量就越大。

2.3 载波参数

传输的技术体制决定整个系统的性能。在掌握卫星转发器发射载波个数的基础上, 需进一步确定使用载波的调制特性, 纠错方式, 调制系数及Eb/N0的门限。

(1) 自由空间损耗

在自由空间中, 一个无损耗的各向同性辐射源到与其路径长度相等的距离处的理论损耗:

式中:d为卫星到地面的距离, 通常取35786km;

λ为传输载波波长 (m) 。

(2) 功率传输公式

在自由空间中, 接收天线输送给匹配负载的功率Pr与发送天线的输入功率Pt之间的关系用弗里斯功率传输公式表示:

式中:Lo为电波传输中的各种损耗;

Gt为卫星天线的发送增益;

Gr为卫星天线的接收增益。

(3) C/N与Eb/No

在模拟卫星链路中, 传输质量是由链路的载噪比C/N确定的, 在数字卫星链路中, 传输质量是由链路的每比特能量Eb与噪声功率谱密度No之比确定的。

式中:Rb为数字信号的码率 (信息码率) ;

K为波耳兹曼系数;

Bn为噪声带宽。

2.4 计算过程

整个链路计算过程应按照图1方框图的顺序逐步进行。

3 数据处理及链路估算

3.1 载波带宽

计算载波带宽时, 通常按下式从被传输的信息速率、纠错码率和调制方式, 求出符号速率。

式中:

Ms为信息速率;

FEC为前向纠错, 通常为1/2、2/3、3/4、5/6和7/8;

编码率:对于DVB-S系统的Reed-Solomon编码率常用为188/204;而DVB-S2、ABS-S系统信号的编码率约为1;

M为调制因子, BPSK、QPSK、8PSK和16QAM的调制因子分别为1、1/2、1/3和1/4;当M=1时, 符号速率也等于传输速率。

一般来讲, 信号传输采用的符号速率越大, 所用的带宽就越宽, 所传的信息就越多, 在相同符号速率下, 纠错率越大所容纳的节目就越多, 但接收也就越困难。

带宽=符号速率× (1+滚降系数)

其中:滚降系数选项较多, 需视具体应用而定。对于载波噪声带宽和占用带宽的滚降系数取值分别为0.2和0.4;对于全转发器带宽所使用的滚降系数一般取值约为0.31。

在链路估算中, 载波噪声带宽将被用于计算C/T、C/N和Eb/N0之间的关系;占用带宽将被用于决定转发器使用费用、载波工作频率, 以及计算载波的输出和输入回退量等。

3.2 输出和输入回退

功放多采用行波管放大器、速调管放大器、固态功率放大器。这几种放大器在最大输出功率点附近的输出/输入关系曲线为非线性。多载波工作于同一个转发器时, 为了避免非线性放大器产生的交调干扰, 必须使放大器工作在线性状态。这时, 整个转发器或上行系统的输出功率远低于最大功率。采用行波管的转发器或上行系统在线性工作状态时的输出功率, 通常比最大功率低4.5d B。也就是说, 整个转发器或上行系统的输出线性回退约为4.5d B。

转发器的输入回退量可根据输出回退量, 在放大器输出/输入关系曲线图中查得。对于采用行波管的转发器, 输入回退量一般比输出回退大6d B左右, 对应于4.5d B的输出线性回退, 转发器的输入线性回退约为10.5d B。

当采用在多载波传输时, 传输载波间将产生互调分量, 降低工作性能。为了避免互调干扰, 所有载波的总功率应该不超过转发器或上行系统的的线性功率, 以使其工作在线性条件下。放大器的线性工作点越接近于饱和点, 多载波条件下的最大输出功率就越高。采用行波管放大器的线性OBO通常为4.5dB;部分加装线性器的转发器或上行系统, 可以提高多载波条件下的转发器总输出功率, 其线性OBO通常为3dB。

在链路估算中, 载波输出回退和输入回退将分别被用于计算载波的下行和上行EIRP。

3.3 用户载波的功率分配

功率和带宽同为转发器的重要资源。用户所能占用的转发器功率应与其向卫星公司租用的转发器带宽相平衡。在一般情况下, 用户载波所使用的转发器功率与转发器总功率的比值, 应该和用户租用带宽占转发器总带宽的比例大致相等。即:

载波功率的输出回退值与转发器线性回退之差值, 即为载波占用转发器功率的比例。当载波在转发器中的功率占用率与带宽占用率相平衡时, 即:

式中:OBOC为载波的输出回退值;

OBOXpd为转发器的线性输出回退值;

BWXpd和BWC分别为转发器带宽和载波租用带宽。

上式表明, 转发器的线性输出回退值越低或者载波带宽越宽, 载波所分配到的功率就越高。

3.4 SFD与上行EIRP

转发器的饱和通量密度SFD反映卫星信道的接收灵敏度。接收灵敏度越高, 所要求的上行功率就越低。不过, 一味提高SFD并不是好事, 因为在降低上行功率的同时, 也将相应地降低了上行载噪比和上行抗干扰能力。

通常通过调整转发器信道单元中的可变衰耗器, 可以改变SFD的数值。因此, 在转发器参数表中, 一般会注明SFD是某个衰减档的对应值。在取用SFD参数时, 应该根据参数表中的参考衰减档与转发器当前所用衰减档的差值, 对参数表中的SFD数值加以修正。

上行载波的EIRP可按下式求得:

EIRPE=SFD-载波输入回退-G0+上行传输损耗

式中:G0为单位面积的标准天线增益。

上式还可表述为:

载波的上行EIRP用于计算上行G/T与上行站的天线发送增益和功放输出功率。

3.5 上行和下行C/T

C/T为载波功率与等效噪声温度之比, 上行与下行C/T的计算公式均为:

C/T=EIRP-传输损耗+G/T或:

式中:Boi为系统输入回退;

Y为功率因子, Y=租用带宽/转发器总带宽。

计算上行C/T时, 上式中的EIRP为载波的上行EIRP, 传输损耗为上行损耗, G/T为转发器参数;计算下行C/T时, 上式中的EIRP为载波的下行EIRP, 传输损耗为下行损耗, G/T为地面接收系统的参数。

链路估算的对象也可以是C/N, 它与C/T的关系为:

式中:Bn为载波噪声带宽;

K为波耳兹曼常数。

3.6 链路载噪比与系统余量

链路估算需要综合考虑上行 (C/N) u与下行 (C/N) d以及各种干扰所产生的 (C/N) i, 最后求得相关载波链路的系统C/N。计算公式为:

上式中, 所有的d B值均需换算为对数中的真数后, 再进行倒数求和计算。由此得到的系统C/N后, 还得再次换算回常用的对数形式, 单位为d B。

采用不同的调制和编码方式的数字载波, 都对应有一个最低要求的Eb/No值。通过换算, 可以求得相关载波所需的最低C/N值。

载波链路系统C/N估算值与载波所需的最低C/N值之差, 称为相关载波的系统余量。在不考虑降雨衰耗时, 系统余量以1到2d B较为合适。余量太低时, 系统工作将不够稳定;余量过高时, 将增加不必要的设备成本。

3.7 干扰估算的简化处理

在链路估算中, 除了上行与下行的C/T或C/N外, 通常还需考虑反极化干扰、邻星干扰和交调干扰等因素。

反极化干扰应考虑被干扰信号与反极化干扰信号的功率谱密度之比, 以及地面天线和卫星收发天线的极化隔离度的综合影响。假设两个极化的转发器的工作状态相同, 两个极化的载波都只占用转发器平均功率, 反极化干扰的载波干扰比C/I即可简化为天线极化隔离度的综合影响。

一般而言, 在邻星干扰中, 下行干扰起决定作用。邻星干扰的C/I大致由双方载波在接收站点的下行EIRP谱密度之比与接收天线的偏轴增益差 (地面天线指向所用卫星的最大接收增益与指向邻星的偏轴接收增益之差值) 决定。

以上三项干扰因素的计算, 因数据不足而很难得到准确的结果。由于它们对链路预算结果的影响很有限, 为此, 通常只采用简化的估算方法, 可以只计算上下行链路的综合C/N, 然后减去0.5到2d B的干扰因素或不减。如此得出的链路估算结果, 与各家卫星公司所算得的高低不同的结果相比, 误差一般在1d B以内。

3.8 雨衰余量和上行功率控制

在链路估算中, 一般只计算晴空条件下的结果。但是用于C频段时, 系统余量可为1.5d B或略高;用于Ku频段时, 还需考虑雨衰预留余量。中国各地在99.9%可用度的雨衰量可参考ITU-T的Ku频段雨衰分布表。

对下行站而言, 对付雨衰只能用预留备余量的消极办法。工作于Ku频段的上行站应尽可能采用上行功率控制, 以抵消雨衰的影响。

3.9 接收系统的估算处理及验证

卫星的相关性能和本地接收系统的设备状况决定了接收系统的质量。在地面接收系统中, 工程估算至关重要, 可为工程的详细计算提供依据和验证。每颗卫星都有一个提供覆盖范围的场强图, 它的EIRP值决定了地面接收天线的口径大小, 二者之间成反比关系, 但并非成线性。

4 卫星系统的链路计算

掌握卫星传输链路的计算, 就可了解卫星租用带宽、上行功率、天线接收系统品质因素等系统设计时需要考虑的问题, 对地球站建设和用户接收等具有现实的指导意义。

4.1 实例1

以D V B业务为例, 假设信息速率为35.548Mbps, 信号采用QPSK调制方式, FEC=3/4, RS= (204, 188) , 求信号传输速率、符号速率、噪声带宽和卫星转发器租用带宽。

4.2 实例2

假设发射站在上海6.2m天线, DVB业务, 信息速率为35.548Mbps, QPSK, FEC=3/4, RS= (204, 188) ;单载波推满一个转发器;接收站位于北京, 要求Eb/N0大于5.5d B。请计算噪声带宽及门限C/N值、计算[ERIP]E和[C/N]u、计算上行站需要的发射功率、计算[C/N]d;计算1.2m天线接收时[C/N]及[C/N]的余量。

从卫星公司得知:卫星参数亚洲3S卫星轨位为105.5°, C波段36MHz转发器, 北京 (116.5E, 39.9N) , ERIP=41.4d BW, G/T=-2.0d B/K, SFD=-89.0d BW/m2;上海 (121.5E, 31.2N) , ERIP=41.7d BW, G/T=-0.7d B/K, SFD=-90.3d BW/m2。

4.3 实例3

已知:某K u频段转发器带宽为72MHz, 功率通量密度为-82d BW/m2, 系统[Bo]i为8d B, [G/T]S为3d B/K, 接收系统噪声系数为1.0d B, [EIRP]S.M为51.6d BW, [C/N]I为21.31d B, 符号速率为10Msps, 调制方式为BPSK, 信道滤波器滚降系数为0.4, 正常接收电视节目时的[Eb/N0]th为9.5d B, 接收天线与发送天线的口径相同, 互调噪声可忽略。请计算出发送站只发出一个载波时HPA输出功率, 接收/发送天线口径。

5 结果分析

上行链路计算中, 系统余量主要用于补偿传输空间电离层闪烁、大气闪烁效应、雨衰、大气吸收损耗、地面噪声、干扰噪声、宇宙噪声以及仰角和频率有关的各种噪声等, 在链路计算中, 需要预留一定的余量进行补偿, 以确保系统的可靠性。

在满足业务需求、误比特率和可用度指标的基础上, 选择最合理的技术体制和载波配置, 在空间段尽可能少的租用卫星转发器资源, 降低系统运行成本;在地面段可以降低天线口径和功放容量, 减少系统地面设备的投资。

(1) 天线口径小, 则天线及其基座的造价便宜, 安装方便, 但对HPA输出功率、卫星EIRP、抗雨衰等问题带来不利影响。

(2) HPA通常按发射功率分为几种规格, HPA的发射功率增大一级, 其价格增加较多;而减小发射功率, 又会导致天线增大

(3) 转发器租费是按占用卫星转发器功率或频率百分比来计算的 (按二者间最大者计) , 故优化后这两个百分比应基本相同。其中, 占用的带宽主要取决于用户通信量, 而占用卫星功率, 则取决于接收天线口径。

(4) 链路可用度主要是指抗雨衰能力。可用度越高, 则下雨时通信越不易中断, 但这就要求系统中有较大的降雨预留余量, 即较大的天线及发射功率。

6 结束语

卫星传输空间电磁干扰问题研究 第9篇

1定位比较难

卫星覆盖的范围很广, 而且卫星转发器具有开放性的特点, 任何在卫星覆盖波束内的地面站, 都可以发射载波到卫星转发器上。并且各卫星网络内的地球站数量很多, 在没有相关辅助信息的情况下, 需要花费大量的时间及人力物力才能排查到干扰源。而非法盗用转发器资源, 以及恶意干扰现象的存在, 更增加了定位干扰源的难度。

2经常性

卫星网络干扰存在于用户卫星网络的整个运行期内, 某种意义上讲, 处理卫星网络干扰可以被看做是卫星运营商管理工作的一项主要任务。

二、卫星网络干扰的来源

1因技术原因产生的干扰, 此类多为地面设备故障或误操作等技术原因所致。此类型干扰占到全部干扰数量的90%以上。

2恶意干扰, 一般是有目的的破坏或者存在重大经济利益的恶意竞争而采取的干扰。干扰方利用卫星地面站天线, 对准选定的静止卫星, 发射比正常功率大得多的干扰信号, 使地面接收设备无法接收或者接收质量严重下降。

三、具体的干扰方式有

1正交极化干扰

虽然在用户正式开通业务前, 卫星公司会对用户地面站的天线极化和载波功率进行标定, 但在用户网络运行期间, 地面站的上述发射性能有可能发生变化, 一旦卫星天线极化隔离度恶化, 或者载波超功率发射, 就会对反极化用户业务产生干扰。此时, 卫星公司一般将安排用户调整设备、重新进行上星标定。

2中频引入的干扰

若用户地面站中频电缆屏蔽或接地不好, 极易将本地的调频广播或其他信号引入上行系统并发射到卫星转发器, 造成对其它卫星网络的干扰, 卫星公司一般会通过解调干扰信号, 比对各用户射频发射参数并安排相关地面站协查, 这样可以有效地排查出干扰源。彻底解决干扰问题需要地面站做好相应的系统或者传输线路的电磁屏蔽工作。

3杂散干扰

杂散干扰在时间上和频谱上没有规律, 多为地面站发射设备故障所致。卫星公司一般会协调有关可能的地面站进行同时协查, 但是需要较长时间, 在干扰定位之前, 如有关地面用户的卫星网络需要支持, 卫星公司也可根据情况改变受影响的转发器的增益档设置以减少干扰影响, 但此时需要用户地面站相应提高发射功率配合。

4转发器过饱和工作引起干扰

由于使用同一转发器上的各用户自行提高发射功率, 造成转发器过饱和工作, 产生互调产物并导致转发器噪声的抬高, 从而导致用户业务的传输链路质量受到影响。此时, 需要由卫星公司协助相关转发器用户降低发射功率, 从而降低噪声, 提高信号传输质量。

5邻星干扰

包括邻星上行干扰和下行干扰。上行干扰是由于邻星地面站发射天线指向未调整好或者天线方向性差所致, 一般需要卫星公司协调邻星的运营商予以解决。下行干扰则是由于地面站本身天线指向误差或方向特性差, 引入邻星干扰, 这时需要地面站调整天线指向, 改善天线方向性能。

6授权地面站误操作引起干扰

地面站进行设备检修或临时测试时, 由于载波参数设置错误 (频率、极化和调制等) 造成对其他转发器用户的干扰, 这种情况通常需要卫星公司根据掌握的全面情况快速联络排查, 为了转发器用户的共同利益, 各用户应该加强与卫星公司在日常维护操作上的联络呼应, 这不失为一个好的运行机制。

7非法盗用转发器资源

一些未经授权的用户非法盗用转发器资源, 由于干扰来源的查找和定位比较复杂, 正常运行的卫星公司很少采用这种方式排查盗用资源者, 一般情况下, 采取加阻塞盗用信号的办法进行处理, 这也是卫星保护合法用户利益的一个比较有效的办法。

8日凌干扰

每年春分和秋分期间, 卫星都会受到日凌的干扰, 每次持续时间为六天左右, 日凌产生原因为这段时间太阳和卫星接收天线及卫星和卫星接收天线之间的夹角很小甚至重合, 太阳产生的强大电磁波直接进入接收天线内, 而它的电磁波频谱非常宽, 相当于一个巨大的噪声源, 此时卫星接收将受到严重影响甚至中断。日凌现象是没有办法完全避免的。但是日凌现象和接收天线的尺寸和卫星的下行频率有关。接收天线尺寸越大、下行频率越高则相应的日凌干扰时间会越短。因此加大接收天线的尺寸有助于降低日凌对节目接收的影响。

四、卫星抗干扰措施

作为卫星地面站的抗干扰措施主要有信号压制法、空间隔离法、频率隔离法和信号处理法等。最常用的是信号压制法, 是指当卫星地面站发现卫星信号被干扰后可以直接加大转发器发射功率, 增加卫星转发器的信号干扰比, 压制干扰信号, 然后再采取其它措施进行分析处理。频率隔离法主要是星上转发器发现干扰信号后, 转发器接收机依据控制信号及时改变发射频率以避开相应的干扰信号。

而对于地面卫星接收装置的抗干扰措施, 首先是在选择接收天线的安装位置时要尽量避开微波中继电路附近的地方, 因为微波和卫星发射接收频率比较接近, 极容易产生干扰, 实在不能避开可以加装带通滤波器, 将干扰频率滤掉, 并且安装位置要尽量避开高大建筑物、树木、大的阻挡物等, 做到以天线为基点, 角度在3度以内不应该有阻挡物。

其次可以选择利用建筑物阻挡在干扰源来的方向, 这样可以最大限度的降低干扰源对卫星信号的影响。也可以将天线安装在地面以下, 只要能够在卫星接收方向上没有阻挡就可以。另外判断出干扰波的来源方位, 可以在天线的一侧或多侧架设金属网遮挡干扰波, 将干扰波反射回去。金属网架设高度需超过卫星天线上的高频头, 且不能挡到卫星信号的行进路线。由于C波段信号波长在71.4mm到88.2mm之间, 如果采用金属网屏蔽干扰波, 为防止干扰波漏进金属网, 网孔孔径应小于最短波长71.4mm的1/4, 即小于17.85mm。

还要尽量缩短室外单元和室内单元的连接电缆的长度, 因为线路过长会将附近的电磁干扰感应到电缆内, 这样会影响卫星节目的接收质量。

结语

综上所述, 解决卫星传输的电磁干扰不但要在发射部分采取有效的技术措施防止上行信号产生干扰, 而且在接收部分也要采用适合的方式降低干扰源的影响。

摘要：近年来卫星传输作为广播电视传输的一种手段得到了越来越广泛的应用, 相应的卫星传输被干扰的现象也越来越严重, 因为卫星信号在开路的空间及透明弯管式的转发器环境中传输, 因此必然会产生各种空间电磁干扰。下面主要分析一下卫星干扰产生的原因及具体的解决办法。

关键词：卫星,接收,干扰

参考文献

卫星数据传输论文 第10篇

【关键词】广播电视 卫星传输 常见干扰因素 策略

一、广播电视卫星传输常见的干扰因素

随着卫星传输技术的发展，无线传输已经成为一种普遍的现象。而广播电视主要靠通信卫星和直播卫星传输。然而，卫星在传输信号的过程中，会受到某些因素的干扰，经常会有信号变弱或中断的现象出现，进而影响传输的质量。要想找到方法来解决这些问题，就需要先去了解广播电视卫星在传输过程中常见的干扰因素。对传输信号影响的干扰因素有很多，比如，空间段干扰、自然因素干扰、转发器的恶意干扰。因此，本文作者对其中的一些干扰因素进行了分析。

（一）云雨雪雾的干扰

在一定程度上，空间的自然环境会对卫星的传输造成影响。而对于空间自然环境的影响因素有很多，星蚀、电离层、太阳辐射等等[1]。其中，云雨雪雾对广播卫星传输的干扰是很严重的。最首要的是，云雾或雨雪等这些自然物质对电磁信号的能量有所吸收，因此，电磁信号经过电流层的时候，便有一部分能量被吸收。此外，对于电磁信号能量的衰耗，还可能是因为信号的频率过多而造成的。由于严重的云雨雪雾天气，会造成信号传输的路径不同，而形成相应的差异。经专业人士研究证明，雨雾天气会使卫星传输的信号变弱。但是，在这样的状况下，也会发生变化，如随着雨水量的增加，信号也会相应提升。可见，广播卫星传输遇到的干扰因素并不是我们想象那样简单。

（二）接收站地面信号的设备干扰

在广播电视卫星传输的过程中，地面信号的设备干扰是它的重要影响因素之一。在接收站的附近会存在很多干扰信号，比如，雷达信号、调频广播信号[2]。而对于广播电视卫星信号相同或频率相近的信号便会进入到下行链路中去，造成干扰。随着城市化建设的步伐不断加快，大量的信号和电磁设备被使用，已经成为一种很常见的现象了。在这情况下，便使电磁波出现了。它却成为了卫星传输中的破坏者，影响了信号的正常传递。比如，一些民用电器设备和公众通信站的电磁波对广播电视电视信号的正常运输的干扰。

（三）地球站的电磁环境干扰

地球站的电磁环境也是它的干扰因素之一。如果地球站电磁环境没有达到标准，将会造成电磁信号的干扰。对于地球站的电磁环境要求是很严格的。随着城市化进程的加快，地球周围的电磁环境也随之变得复杂。进而，有很多不好的因素出现，比如，工业噪音、调频广播。并对广播电视卫星的传输造成影响。比如，在地球站周围的电磁环境比较差，而电缆自身的屏蔽性也不太好的时候，相关设备的接地就会相应不符合要求。

（四）不规范操作引发的干扰

虽然人为因素很容易被忽略，但是，一定不能轻视。在地球站，值班人员对于播出设备、网管操作不当，所导致的错发载波信号，将会造成相应的干扰。也有设备参数设置错误的原因所造成的。这些设备参数有很多，比如，调制器、符号率、节目上行频率。

二、应对策略

（一）关于地球站的电磁环境干扰的应对策略

针对地球站的电磁环境干扰，可以通过这些措施来解决。第一、可以根据地球站的电磁环境出现的现象，对系统的各个节点进行依次排查，来寻找干扰源，再根据具体情况采取相应的措施，进行相应的处理，如更换更换干扰源设备。还需要按时进行相应的检查，比如，天线是否有偏差，板化器有没有偏离的情况出现[3]。第二、对于地球站的选址也很重要的。選址的时候，一定要对电磁环境进行检测。从而，做好传输线路的电磁屏蔽工作。也可以在地球站建立相应的电磁屏蔽系统设备和系统，避免干扰现象的出现。

（二）关于接收站地面信号设备干扰的策略

广播电视卫星在传输过程中，到达地面之前会受到各个方面因素的影响，在达到地面以后，同样会受到很多的干扰源。因此，最首要的就是要把接受天线架设在远离电磁场，而且要是空旷的地方。这样，就可以在遇到干扰之后，根据实际情况，对干扰源进行全面的分析，找到问题的根源，进而，采取相应的措施。可以采取灵敏度高的高频头，对干扰进行处理[4]。比如，当受到全波段干扰很严重的时候，可以使用多种办法尽可能地减少干扰，如利用建筑物、人工屏蔽来减少干扰。

（三）关于云雨雪雾对电磁信号干扰的策略

我们都知道，自然界是千变万化的，那么云雨雪雾对电磁信号的影响也是无法提前预知的。而它所带来的后果也是很要严重的。因此，在实际工作中，工作人员一定要根据自然现象的变化情况采取相应的预防措施。尽最大可能去避免这种现象对电磁信号产生一定的影响。

（四）关于不规范操作引发干扰的策略

对于人为因素，加强安全播出管理是首要的。当然，也需要加强对值班人员专业能力的培训；强化他们安全播出的意识，严格遵守相关的规章制度以及操作制度；增强他们的责任感。同时，也需要他们不断学习，去提升自己。

总而言之，广播电视卫星传输常见的干扰因素有很多。因此，在实际工作中，工作人员一定要及时采取相应的措施，来解决这些问题。希望本文可以给看到它的读者们带去新的收获。

参考文献：

[1]杨猛.广播电视卫星传输常见的干扰因素及解决方式[J]. 数字技术与应用，2014，06：63-64.

[2]蒋东华.广播电视卫星传输安全的影响因素及解决策略[J]. 科技传播，2014，07：13-14.

[3]赵阳.广播电视信号传播抗干扰技术探讨[J]. 电子世界，2014，12：441.

卫星数据传输论文 第11篇

水文测报站为我国提供防旱防涝预报、水利工程建设、抗洪抢险管理等重要数据,与人们的切身利益息息相关,对数据的完整性和准确性有着严格的要求。此外,它涵盖面积广阔,需要很多的人力和物力,随着科技和航天事业的发展,水文监测站工作越来越自动化、智能化。

水文站在我国各地的分布比较广泛,为确保水文站正常工作,每年都要投入大量的人力和财力。在没有应用北斗卫星通讯技术之前,水文站的测量和管理工作存在着诸多问题,比如测量数据的周期过长,导致数据长时间不更新,监测的数据准确度不高,或者测量过程中存在的问题不能及时被发现等,都会对水文测报工作带来阻碍。

本文探讨了北斗卫星通讯技术投入使用后,水文监测站的工作情况[1]。

1 北斗卫星系统介绍

北斗卫星系统主要由三部分组成,分别是空间卫星、用户终端以及地面站。空间卫星指的是地球同步卫星,一个系统中有两颗或者三颗,空间同步卫星主要起着连接用户终端和发射站的作用,卫星上主要安装了波束天线和变频转发仪,其中起重要作用的是波束天线,由于所有的卫星都是地球同步卫星,所以覆盖的面积较大,光束天线起到的连接作用也就较强。用户终端又叫定位终端或移动终端,分为普通型和指挥型两种类型,所起的作用是对卫星和终端之间的数据进行在整理和分析,还可以接受用户的请求以及发送用户的信息数据等。用户终端主要由四部分构成,分别是用户操作的控制单元、通信协议、卫星的收发机和收发天线。

地面站其实是一个中转站,北斗卫星通信技术的实质是在地面的用户终端进行相互通信,其总部设置在北京。地面站的作用比较大,不仅可以对运输的数据进行处理,还可以回应用户之间的各种事务,确认多方的通知等。地面站是北斗卫星系统中和用户之间联系最紧密的设施,所起作用非常大。整个北斗卫星系统的组成结构如图1所示。

2 北斗卫星通信工作方式

北斗卫星的主要工作方式是利用地面站的转站便利,建立起空中同步卫星和用户终端之间的数据传输。数据传输采用数据包的形式,这种运输采用的是点对点的固定数据运输。

测站终端发送的是频率为L的波段,这些波段被同步卫星接受,经过处理转变成频率为C的波段再传输给地面站,此时完成了一次单项的数据运输;地面站接收频率为C的波长之后,将波长进行处理之后再次发送给同步卫星;之后,由同步卫星进行波长的处理,将C波长转化成S波长;最后,再将S波长发送给指挥终端或者测站的终端,此时北斗卫星通信才完整地完成了一次点对点之间的数据运输。

指挥终端和测站的终端有一个区别,那就是指挥终端可以锁定多种波束,而测站的终端只能锁定一个波束。与此相应,信息的发送也是一样的情况,测站的终端只能对一个波束发送信息码,而指挥终端就可以对多个波束进行信息的发送。除此之外,为了提高系统的运行效率,在广播回执的方面还采取另一种工作的方式,那就是建立一个用户群,之后将主站的终端号码设置在其他终端的映射范围里,这样主站发送一个信息,群里所有的用户都可以收到相同波束的信息,减少终端站之间的传输频率[2]。

3 水文测报站具体应用

3.1 北斗卫星系统应用现状

水文测报技术也是不断在变化的,尤其近几年,借助科技的进步,水文测报技术的发展变得更加迅速。卫星通信自从改革开放以来,就受到人们的极大关注。目前我国的卫星通信应用的有两种,一种是本文详细介绍的北斗卫星系统,还有一种是海事卫星系统。

在通信的时效上来说,海事卫星通信系统多进行一次完整的信息运输最少需要三分钟,这对于数据的运输来说属于比较缓慢的,但是北斗卫星通信系统进行一次完整的信息传播只需要3秒左右,最多不超过5秒,两者的通信时效在这个层面上的差别还是较大的。同时,在通信通道上进行比较,按照10分钟所传播的数据相比,由于海事卫星通信所采取的是TDMA,所以最多只能传输700多个数据包,但是北斗卫星通信系统扩大了信令和信道,因此可以传输1400多个数据包,相当于海事卫星系统的两倍。除此之外,在外界数据都相同的条件下,北斗卫星通信系统要比海事卫星通信系统在单位时间内传递的信息长度要大得多。所以综合来说,北斗卫星的通信系统在水文测报中的使用率比较高,我国目前800多家的水文测报都选用了北斗卫星的通信技术及系统。

3.2 工作原理

水情是每年水文测报工作中比较重要的一项工作,数据的准确与及时关系着水位的防汛防旱工作的开展,和人们的生命和生活有着很大的联系。北斗卫星通信技术在水情的自动测报中的应用比较熟练,整个测报系统主要由地面的中心站、网管中心、接受水情数据的中心站、以及雨量的遥测站构成,如图2所示。其中遥测站比较重要,核心是具有采集水情信息功能的遥测终端,除此之外还需有传感器、电源等设备,系统才能正常开展工作[3]。

水情的测报站中,主通信道是北斗卫星的通信,其中遥测站高达145个,属于一个复杂而庞大的水情测报系统,能保证监测到各个区域的水情,相当于一个全视图,可以全方位保证及时接收水情的数据并进行反馈。不仅如此,还有一个特点是自动化的程度较高,不需要过多的人工操作,保证了系统工作的准确性,还能够提高整个系统的效率。那些需要人工操作的设备,技术要求都不是很高[4]。整个系统采取的体制是定时召测,同行还具有定时自报和增量加倍的功能。而且,借助北斗卫星通信系统具有功率效率高的特点,设备接收的方式为一发多收,换言之,监测出水情出现问题的时候,可以在主站上发出相应的数据信息,所有相关联的客户端都可以接受到此信息,从而及时采取相应的解决措施,来保证人们生活工作的安全,也不会因为水情的原因,给林业、牧业、种植业带来损害[5]。一发多收的设置还属于双向通道,不仅主站可以向其他的分站发送信息,分站也能够向总站汇总数据,在数据真实的情况下,保证数据的及时统计和分析,提高整个系统的效率,减短灾情发生的时间。

4 结束语

北斗卫星通信系统几乎完全是我国自行研发的,比较适合我国的水文测报的实际情况,同时水文测报工作又是关乎全国人民的事情,将北斗卫星通信系统应用在水文测报的工作上,具有很大的现实意义。虽然在现阶段,遗留下来的水文测报问题还没有得到完全解决,北斗卫星通信技术也还存在着很多弊端,但是科技在不断发展,并且实践工作也在不断进行,相信随着时间的推移,北斗卫星通信技术在水文测报工作中的应用前景会更加光明。

参考文献

[1]刘尧成,华小军,韩友平.北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用[J].人民长江,2007,38(10):120-121.

[2]田勇.北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用[J].科协论坛,2013(12):162-163.

[3]武震,贾文,张宁.北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用[J].中国新通信,2013(21):120-121.

[4]陈钢.基于北斗的远程水文监测系统[D].四川:西南石油大学,2013.