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【摘要】

傳統(tǒng)移動(dòng)通信方式需依賴基站提供的基站信號(hào)才能通信，若基站在特殊情況下遭到損毀，便無(wú)法正常工作進(jìn)行通信，且基站信號(hào)覆蓋范圍有限，一些特殊地區(qū)無(wú)法正常通信，因此不能滿足人類暢通無(wú)阻通信的愿望。而衛(wèi)星通信則不受地理?xiàng)l件限制，且通信速度快、適應(yīng)性、信號(hào)覆蓋廣，幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍的快速通信。但常規(guī)衛(wèi)星通信設(shè)備也具有一定局限性，只能在靜止條件下通信。而動(dòng)中通系統(tǒng)則克服了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信設(shè)備的不足，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)載體衛(wèi)星通信。本文將針對(duì)用于移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)研究。

【關(guān)鍵詞】

衛(wèi)星通信；動(dòng)中通系統(tǒng)；關(guān)鍵問(wèn)題

由于傳統(tǒng)衛(wèi)星通信設(shè)備必須靜止對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星才能通信，所以應(yīng)用中具有一定局限性。為了克服這一缺陷，經(jīng)過(guò)不斷研究研發(fā)了動(dòng)中通系統(tǒng)。動(dòng)中通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)載體衛(wèi)星通信，將其安裝在移動(dòng)載體上，便能夠在載體移動(dòng)過(guò)程中穩(wěn)定追蹤目標(biāo)衛(wèi)星，保持不間斷衛(wèi)星通信。動(dòng)中通系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步消除了通信過(guò)程對(duì)基站的依賴，可以更方便的利用衛(wèi)星進(jìn)行無(wú)阻礙通信。雖然動(dòng)中通系統(tǒng)剛剛興起不久，且處于發(fā)展階段，卻已具有較強(qiáng)的性能，能夠很好的解決移動(dòng)載體通信問(wèn)題。研究動(dòng)中通系統(tǒng)，對(duì)于促進(jìn)移動(dòng)通信發(fā)展進(jìn)步具有重要意義。

1移動(dòng)載體衛(wèi)星通信

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)衛(wèi)星通信就是地球上的無(wú)線電通信站之間利用衛(wèi)星作為中繼進(jìn)行的通信。衛(wèi)星通信不受到地理?xiàng)l件限制，不受自然災(zāi)害影響，通信可靠性高，通信范圍大，衛(wèi)星電波覆蓋范圍內(nèi)任意兩點(diǎn)都可以進(jìn)行暢通的通信[1]。移動(dòng)載體衛(wèi)星通信是指移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定用戶之間進(jìn)行的衛(wèi)星通信，與傳統(tǒng)衛(wèi)星通信相比，增加了移動(dòng)載體。移動(dòng)載體衛(wèi)星通信與傳統(tǒng)移動(dòng)通信技術(shù)相比，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全球覆蓋，且網(wǎng)絡(luò)安全高，線路穩(wěn)定性強(qiáng)，通信成本低，能夠滿足特殊地域環(huán)境通信需求，可用于語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)通信、軍事通信，既可進(jìn)行國(guó)內(nèi)通信，也可以進(jìn)行國(guó)際通信。現(xiàn)如今移動(dòng)載體衛(wèi)星通信已廣泛應(yīng)用于安全通信、搶險(xiǎn)求災(zāi)通信、專用調(diào)度通信等領(lǐng)域。

2動(dòng)中通系統(tǒng)

動(dòng)中通系統(tǒng)是近些年新興的通信系統(tǒng)，是移動(dòng)中衛(wèi)星地面站通信系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱，大體可分為FSS和MSS兩大類。FSS的特點(diǎn)是傳輸帶寬大，傳輸速度高，使用的頻率是C、Ku、Ka頻段。MSS的特點(diǎn)是傳輸帶寬小，傳輸速率低，可移動(dòng)通信傳輸語(yǔ)言數(shù)據(jù)等窄帶信息，使用的頻率是L、S頻段[2]。目前主流動(dòng)中通系統(tǒng)為了滿足用戶動(dòng)態(tài)通信要求，基本固定使用Ku頻段進(jìn)行移動(dòng)通信信息傳輸。利用動(dòng)中通系統(tǒng)，飛機(jī)、汽車、輪船、火車的移動(dòng)載體便能夠?qū)崿F(xiàn)在高速移動(dòng)中實(shí)時(shí)跟蹤目標(biāo)衛(wèi)星，不間斷進(jìn)行圖像、數(shù)據(jù)、語(yǔ)音移動(dòng)通信，可滿足移動(dòng)條件下多媒體通信需求和各種軍事通信、應(yīng)急通信。動(dòng)中通系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)衛(wèi)星通信技術(shù)限制，它的誕生是通信領(lǐng)域的一次重大突發(fā)，很好的解決了移動(dòng)載體在運(yùn)動(dòng)中的衛(wèi)星通信問(wèn)題，目前已廣泛應(yīng)用軍民兩大領(lǐng)域。

3用于移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)若干關(guān)鍵問(wèn)題

移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)由衛(wèi)星通信系統(tǒng)和衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)兩大部分組成。衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)保證衛(wèi)星發(fā)射天線在載體運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)衛(wèi)星的準(zhǔn)確指向。其主要設(shè)備包括：天線座、伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、載體測(cè)量系統(tǒng)。天線座采用卸載和儲(chǔ)力方式減小天線傳動(dòng)時(shí)的負(fù)載慣量，保證系統(tǒng)整體穩(wěn)定性和可靠性，避免載體移動(dòng)對(duì)系統(tǒng)造成的負(fù)面影響。伺服系統(tǒng)采用位置環(huán)或速度環(huán)控制方式，減小伺服跟蹤系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)滯后誤差，提高模擬硬件電路響應(yīng)速度，降低通信延遲，提高通信速度[3]。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對(duì)誤差信號(hào)和載體動(dòng)態(tài)信息進(jìn)行處理，通過(guò)專用數(shù)學(xué)計(jì)算平臺(tái)，解算天線控制信號(hào)。載體測(cè)量系統(tǒng)能夠通過(guò)捷聯(lián)慣導(dǎo)測(cè)量組合測(cè)量出載體的變化量，使其反應(yīng)在天線跟蹤上，對(duì)物體精準(zhǔn)定位，實(shí)時(shí)輸出移動(dòng)載體的角速度、線加速度、線速度等數(shù)據(jù)，保障數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要設(shè)備包括：雙工器、降噪聲放大器、編碼器、解碼器、高功率放大器、上變頻器、下變頻器、調(diào)制器、解調(diào)器等等。主要功能是負(fù)責(zé)使信號(hào)上行傳輸?shù)叫l(wèi)星，并由轉(zhuǎn)發(fā)器下行傳送到地面衛(wèi)星接收裝置。傳統(tǒng)衛(wèi)星通信載體移動(dòng)過(guò)程中其姿態(tài)和地理位置發(fā)生變化，便會(huì)引起原對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星天線發(fā)生偏離，造成通信中斷。想要實(shí)現(xiàn)移動(dòng)中進(jìn)行不間斷衛(wèi)星通信，必須解決天線穩(wěn)定問(wèn)題，使天線不受移動(dòng)影響，始終對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。動(dòng)中通系統(tǒng)中的衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)就能夠有效解決這個(gè)問(wèn)題，它在初中靜態(tài)情況下由GPS、經(jīng)緯儀、捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)測(cè)量載體位置的經(jīng)緯度和水平初始角，根據(jù)測(cè)量經(jīng)緯度及載體地理位置與載體姿態(tài)，自動(dòng)確定水平基準(zhǔn)天線仰角，并在水平仰角不變的情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)方位，自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星，獲得信號(hào)極大值。若載體處于移動(dòng)狀態(tài)，載體測(cè)量系統(tǒng)便會(huì)測(cè)量出載體姿態(tài)變化數(shù)據(jù)交由數(shù)學(xué)計(jì)算平臺(tái)進(jìn)行精確解算，通過(guò)伺服調(diào)整極化角、俯仰角、方位角，衛(wèi)星自動(dòng)追蹤系統(tǒng)便可自動(dòng)變化天線誤差角，保障載體移動(dòng)過(guò)程中天線依然在規(guī)定范圍內(nèi)，使衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)能夠在載體移動(dòng)中進(jìn)行不間斷通信。移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是：自主、自主跟蹤衛(wèi)星，抗干擾性能好、線路穩(wěn)定、能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)移動(dòng)通信、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)移動(dòng)通信、點(diǎn)對(duì)主站移動(dòng)通信，具有較強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性和靈活性，傳播效率高，速度快，成本低。

4結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)載體衛(wèi)星通信的動(dòng)中通系統(tǒng)信號(hào)傳輸過(guò)程中，質(zhì)量高，效果強(qiáng)，信號(hào)穩(wěn)定，能夠降低大范圍、復(fù)雜情況的移動(dòng)通信需求，有效節(jié)約了通信人力物力，減小了電磁輻射污染。

參考文獻(xiàn)

[1]邱建彪.衛(wèi)星移動(dòng)通信中地面移動(dòng)載體天線終端的研究與設(shè)計(jì)[D].電子科技大學(xué)，2012，13（11）：119~124.

[2]朱軍.基于GEO衛(wèi)星的“動(dòng)中通”系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京理工大學(xué)，2011，11（14）：132~136.

[3]劉昌華.移動(dòng)載體衛(wèi)星通信系統(tǒng)天線跟蹤技術(shù)的研究[D].西安電子科技大學(xué)，2012，13（07）：120~126.

作者：孟祥輝 單位：國(guó)家新聞出版廣電總局無(wú)線局五四二臺(tái)