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第1篇：衛星通信的定義范文

關鍵詞:不穩定型心絞痛；抑郁狀態；加味酸棗仁湯；白細胞介素-17

中圖分類號：R541.4 R289.5 文獻標識碼：B 文章編號：1672-1349（2012）01-0031-02

在冠心病發生發展過程中，極易產生焦慮、抑郁、孤獨、恐懼、緊張等負性情緒，各種精神心理疾患的發病率均較健康人群要高［1］。重癥抑郁是影響心血管事件發病率和預后的獨立危險因素［2］。隨著現代醫學的發展，對冠心病不穩定型心絞痛和抑郁狀態的病因、發病機制深入研究，發現其均與炎癥反應密切相關。白細胞介素是體內產生的最廣泛的炎性標志物，白細胞介素-17 （IL-17）作為一種炎癥因子在調節免疫應答和炎癥反應中起重要的作用。

1 資料與方法

1．1 一般資料 收集2010年3月―2011年1月在黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院心內一科住院患者117例，年齡35歲～75歲。所有入選者經心電圖、運動負荷試驗和(或)冠脈造影等檢查，確診為冠心病不穩定型心絞痛。

1.2 診斷標準 符合WHO國際心臟病學會1979年提出的命名和診斷標準；有心絞痛發作史，具備下列條件之一者：①心電圖檢查有典型的ST-T段缺血改變；②運動負荷試驗陽性；③冠狀動脈造影至少有1支≥50%狹窄病變。

抑郁癥診斷標準符合《中國精神障礙分類與診斷標準(第3版)》（CCMD-3）情感性精神障礙發作診斷標準，漢密爾頓抑郁量表（HAMD，17項）評分≥17分。

1．3 研究方法 入選病例分為兩組，非抑郁組（單純不穩定心絞痛組）60例,抑郁組（不穩定心絞痛合并抑郁狀態組）57例。其中抑郁組隨機分為對照組（28例）和試驗組（29例）。 對照組采用常規治療，試驗組在常規治療基礎上加用加味酸棗仁湯。組方：酸棗仁30 g，川芎15 g，知母15 g，茯苓15 g，三七粉（單包沖服）5 g，龍齒20 g，黃芪15 g，甘草10 g。由黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院制劑室提供，每次200 mL，每日2次，4周為1個療程。

1.4 療效觀察 應用酶標免疫分析法測定白介素-17濃度。

1．5 安全指標 分別檢查心率、血壓、血尿常規及肝腎功能，并記錄副反應。

1．6 統計學處理 采用SPSS16.0統計處理，計量資料以均數±標準差（x±s）表示，進行t檢驗。

2 結 果

2．1 非抑郁組與抑郁組IL-17濃度比較 非抑郁組IL-17濃度（240.88pg/mL±48.00pg/mL）高于抑郁組（333.89pg/mL±-Z21）

52.16pg/mL）相比，抑郁組IL-17濃度高于非抑郁組（P

2．2 試驗組與對照組組IL-17濃度比較 治療前試驗組和對照組IL-17濃度差異無統計學意義。治療后試驗組IL-17濃度較治療前明顯下降(P

3 討 論

酸棗仁湯最早見于《金匱要略》，名為“酸棗湯”《醫門法律》卷六始名酸棗仁湯。原方由酸棗仁二升、甘草一兩、知母二兩、茯苓二兩、川芎二兩組成，配伍以酸收為主，辛散為輔，兼以甘緩，功善補血調肝、養心安神、清熱除煩，主治肝血不足、虛熱內擾所致之“虛勞虛煩不得眠”；加黃芪益氣健脾，三七散瘀通脈止痛，龍齒鎮驚安神，亦為佐藥。使以甘草益氣和中緩急，配酸棗仁有酸甘化陰之意 。本研究顯示，不穩定型心絞痛伴抑郁狀態患者血清IL-17水平明顯高于不穩定型心絞痛不伴抑郁狀態患者。隨著對冠心病不穩定心絞痛和抑郁狀態的病因、發病機制的深入研究，發現其均與炎癥反應密切相關，體內產生的最廣泛的炎性標志物，IL-17作為一種炎癥因子在調節免疫應答和炎癥反應中起重要的作用。抑郁狀態激發炎癥反應，是冠心病預后的危險因素之一，根據臨床實踐并結合現代藥理學研究自擬加味酸棗仁湯。在常規治療基礎上加用加味酸棗仁湯，治療不穩定型心絞痛合并抑郁狀態，療效顯著。試驗組治療后血漿IL-17水平明顯下降，具有統計學意義；對照組血漿IL-17與治療前相比無明顯變化。加味酸棗仁湯對不穩定型心絞痛伴抑郁狀態的炎癥反應具有抑制作用。

參考文獻：

［1］ 曹美群,吳正治,吳偉康,等.冠心病伴抑郁發作血瘀證/痰濁證的相關基因多態性研究［J］.中國中醫藥科技,2010,17(5):377-380.

［2］ 袁卓,張軍平.冠心病抑郁與絡損神傷［J］.上海中醫藥大學學報,2007,21(1):31-32.

第2篇：衛星通信的定義范文

軟件無線電是近幾年來提出的一種實現無線通信的新概念和體制。它的核心是將寬帶ND和D／A變換器盡可能靠近天線，而電臺功能盡可能地采用軟件進行定義。軟件無線電把硬件作為無線通信的基本平臺，對于無線通信功能盡可能用軟件來實現。這樣，無線通信系統具有很好的通用性、靈活性，使系統互聯和升級變得非常方便，這很可能使軟件無線電成為繼模擬通信到數字通信和固定通信到移動通信之后的無線通信領域的第三次突破。

以現代通信理論為基礎，以數字信號處理為核心，以微電子技術為支撐的軟件無線電技術自從提出以來，便引起了包括軍事通信、個人移動通信、微電子以及計算機等電子領域的特別關注和廣泛興趣。尤其是在最近幾年突飛猛進的發展成長，逐漸壯大，更加使得人們普遍認為軟件無線電技術將促進無線通信，甚至整個無線電領域產生重大變革，并由此推動電子信息技術的快速發展，最終在全世界范圍內形成巨大的軟件無線電產業市場，帶來巨大的經濟效益，推動社會和技術進步。

軟件無線電突破了傳統的無線電臺以功能單一、可擴展性差的硬件為核心的設計局限性，強調以開放性的最簡硬件為通用平臺，盡可能地用可升級、可重配置的應用軟件來實現各種無線電功能的設計新思路。

通信的需求是軟件無線電進步與發展的巨大驅動力。它是解決目前無線通信系統多標準、多模式兼容工作以及相互操作性和多系統共享頻率資源等問題的最好途徑。

軟件無線電技術的特點

1、具有完全可編程的特性，包括可編程的天線波段、信道接入方式、信道調制解調、數據速率大小等，通過軟件提供指令，實現控制和操作、管理和維護功能；

2、系統結構通用，功能實現靈活，改進和更新也很方便快捷。高速A／D／A實為一個標準接口，其作用是將RF／IF部分和通用的數字／軟件部分連接起來。只要它們的帶寬和處理能力滿足系統要求，都具有很好的通用性；

3、使得不同系統之間相互操作成為可能；

4、復用的優勢，系統結構的一致性使得設計的模塊化思想能很好地實現，并且這些模塊具有良好的通用性，能在不同的系統及其升級時很容易地復用；

5、在軟件無線電中，軟件的生存期決定了通信系統的生存期。一般地，軟件開發的周期相對于硬件要短，開發費用要低；

6、由于系統的主要功能都由軟件實現，因此可方便地采用各種新的信號處理手段提高抗干擾性能。其他諸如系統頻帶監控、在線改變信號調制方式等功能的實現也成為可能。

軟件無線電在衛星通信中的應用

通信衛星主要由天線分系統、通信分系統、電源分系統、控制分系統等部分組成。其中，通信分系統主要由射頻部分和轉發器等組成。射頻部分包括指令檢測、遙控設備和頻率調制、解調設備，主要用來實現對射頻的發射、接收、調制和解調。目前，它的調制模式、多址方式、編碼格式等一般均是固定不變的。如果采用軟件無線電技術，那么就可以通過軟件隨時改變調制模式、多址方式、編碼格式等，從而大大提高其靈活性以及抗干擾的能力。同理，在處理轉發器中也完全可以應用軟件無線電技術，來完成寬帶的A／D及D／A轉換、調制解調以及編碼。

低軌微型衛星通信系統可以提供全球性實時話音／數據通信和非實時的S&F業務。由于它已經成為衛星通信系統的一個重要組成部分和實現全球個人通信的重要手段，所以這里選舉它為典型代表來說明軟件無線電技術在衛星通信系統中的應用。將軟件無線電臺結構的概念應用到低軌微型衛星通信系統中，將會很好地解決如不同系統的兼容性，互聯互通及綜合應用等問題，促使微型衛星通信系統的發展，為用戶提供更為靈活和方便的通信服務。

1、用軟件無線電技術解決微型衛星通信系統的兼容性問題

近年來，各種各樣的移動衛星通信系統紛紛涌現出來，其中，中低軌系統大都采用小型衛星。這些系統分別提供全球性和區域性的以話音為主的移動衛星通信業務。由于它們在通信體制、網絡組成、系統管理等方面互不相同，各系統內的用戶終端不能直接訪問其它系統。目前只有通過信關和網關來實現不同衛星系統之間的互連互通，但這并不是一種特別有效的解決方法，隨著新系統的不斷涌現，會使終端兼容性等問題日益嚴重。利用小型衛星提供業務的系統也存在著終端兼容的要求，這一情況是由兩方面的因素造成的：

(1)為了充分利用各小型衛星通信系統業務的能力，以使其運營費用進一步降低，需要衛星能夠為不同的系統用戶提供服務，同時用戶也能方便地接入各系統。

(2)為了降低信息的傳輸時延，S&F業務微型衛星需要借助與其它系統，如地面網絡、同步衛星通信系統等來加速其信息的傳遞。同時衛星通信系統作為對地面通信網重要的支持和不可缺少的補充，其和地面通信網的綜合應用問題也提出來了，目前所采用的雙模式手機只能達到兩種不同系統的綜合應用要求。

由于軟件無線電臺的功能完全由軟件定義，可以程控，所以只要在處理能力、采樣速度等方面允許的條件下，就能夠利用軟件無線電臺對輸入信號的調制模式、多址方式、編碼格式進行自動識別和解調，實現信息的正確接收；同時軟件無線電臺還可根據需要選用適當的特定的通信體制與特定系統進行通信。軟件無線電技術利用可編程數字下變頻在基帶完成信道選取，通過基帶處理的軟件模塊不同來兼容不同的系統。因此，只有軟件無線電技術才能在嚴格意義上圓滿的解決系統兼容和綜合利用問題。

2、采用軟件無線電技術將有利于微型衛星通信技術的更新

衛星通信系統與地面系統的另一個重要差別是：衛星一旦進入運行軌道，對衛星的硬件部分無法進行改動，因此由星載硬件設備決定的技術體制就無法更新。同時微型衛星通信的在軌壽命可達3-5年，甚至更長(因為許多微型衛星采用被動姿態控制方式)。這將嚴重制約著新技術在衛星通信領域內的及時運用。

利用軟件無線電技術的基本思想，賦予微型通信衛星星上處理以新的內涵。將微型通信衛星全部或大部分的通信功能由軟件定義，并在設計時考慮到一定的處理冗余度。那么當需要對微型衛星星載通信子系統的某些環節，如調制／解調技術、多普勒頻移校正、成形濾波等進行改進，只需要對其中的部分軟件進行在軌重新加載，便可以完成原來所無法實現的衛星在軌技術更新，從而達到延長衛星技術壽命的目的。國外在這方面進行了有益的嘗試，如Vosat-3&5、Posat-1都進行了具有軟件無線電雛形的在軌衛星通信體制更新試驗，證明在軌衛星通信體制的更新是完全可能的。按照軟件無線電的思想將會出現完全依賴于軟件定義的新型微型通信衛星，其

星體具有相同或相似的硬件結構，而根據軟件的不同將擔負不同的使命。

3、現階段實施方案的設想

雖然軟件無線電技術在微型衛星通信中有著良好的應用前景，但是由于受處理器件能力、處理技術等方面因素的限制，在現階段尚不能完全按照標準軟件無線電臺結構建立一套微型衛星通信系統。然而，從另一方面看，既然軟件無線電技術的優越性已經被業內人士普遍認可，現今只是在具體實施上遇到些困難，相信將來必定會隨著技術的進步而逐步得到解決。

在目前的技術條件下，可以將中頻以下的功能由軟件來實現，而保留現有的射頻部分或采用可更換的射頻模塊的方法來構造具有部分軟件無線電特色的微型衛星通信系統。這一設計思想已在美國的Speak easy II(易通話II)無線電臺中得到了實踐，Speak easy II可以在程序的控制下與現在使用的15種無線電臺互通。根據這一思想，構成的試驗性低軌微型通信衛星子系統的框圖如圖1所示。用戶終端的結構框圖如圖2所示。

軟件無線電在衛星測控中的應用

衛星測控系統一般由跟蹤分系統、遙測分系統和遙控分系統組成。目前，我國衛星測控設備都是由傳統的硬件組成，功能固定，而且各類衛星測控系統的工作頻率、調制體制、編碼體制和測距體制各不相同，各種衛星之間測控信道也不能相互通用，這樣無疑加重了研制負擔，造成資金浪費。針對這一問題，國內外正在利用高速A／D、DSP、高速并行總線、計算機技術以及軟件技術，對測控信道和處理終端進行全數字化和軟件化研究開發，并且已經取得顯著成績。現今，該領域依然繼續朝著綜合化、數字化、軟件化的方向努力拓展邁進，而未來最為理想的解決辦法就是采用軟件無線電技術。

在衛星測控中，由于星上測控設備受到重量、體積、功耗和射頻頻率使用等多方面條件因素指標的限制，因此通常采用多個副載波調制一個載波的系統，這些副載波可以是單一的正弦波，也可以是已調副載波。如果射頻頻率選在S波段，一般便稱之為S波段測控系統。與我國中、低軌道衛星原來使用的超短波體制相比，S波段統一測控系統有著明顯的優點，它將是國內中、低軌道衛星測控系統采用的主要方式。于是下面以S波段為例對星載測控信道加以分析。

1、測控系統引入軟件無線電技術的優勢

測控系統設計首先要進行信道設計，根據使用要求選擇系統的工作頻率、調制體制和基帶信號，并進行信道功率分配以及副載波頻率干擾計算等，以便確定可靠完成信息傳輸的最佳方式。由于各種衰減和噪聲不同程度的影響是客觀存在的，不同的衛星中，調制方式以及調制參數常會有不同的選擇，引入軟件無線電技術，會產生下列優點：

(1)在設計的同一硬件平臺上，配置不同的軟件，即可實現不同的具體信道設備。這樣不僅能夠加快研制進度，而且還可以節約大量資金，避免不必要的浪費。

(2)對于衛星在軌運行期間，使得通過先進的遙控手段實現系統動態配置更新成為可能。

2、測控信道軟件化應按階段分步驟實施

盡管利用軟件無線電技術有上述優點，但是，由于軟件無線電技術是一個新興的課題，許多體系結構仍舊處于不穩定的變動之中并且受到DSP、ND等器件性能的制約，所以當前要立刻全面實現理想的軟件無線電設計還有困難。比較現實的測控信道軟件化應該按階段分步驟實施：

(1)首先，對傳統體制的模擬微波統一測控信道進行數字化、軟件化。傳統體制的微波統一測控信道，傳輸信號為遙控、遙測和測距信號，一般帶寬較窄，接收機在中頻可以采用帶通采樣。

(2)其次，在測控信道軟件化過程中引入新型的測控體制，如擴頻碼分多址與微波統一測控等，進而實現測控信道與測控終端綜合化、軟件化設計。

(3)最后，隨著DSP、FPGA等數字電路的飛速發展，寬帶的數據和跟蹤測控信號按照擴頻碼分多址方式要想實現統一載波測控信道的軟件無線電設計也將成為可能。

3、現階段實施方案的設想

下面針對現階段的具體情況，簡單介紹一種對傳統體制的模擬微波測控信道數字化、軟件化的方案設想。采用軟件無線電思想的測控信道原理設計框圖如圖3所示。圖中，天線、上／下變頻器、帶通濾波器等射頻部件可設計幾種通用的標準化產品，由于測控信號一般為窄帶信號，在中頻可用帶通采樣，這樣能夠把中頻中的帶通信號變換為較低中頻的基帶信號，而不必使用可編程的數字下變頻器，但A／D轉換器的模擬輸入帶寬應高于被采樣的中頻信號的最高頻率。為了使產品具有良好的適應性，ND的采樣頻率最好是能夠根據情況變化的不同進行隨時重新配置。另外，對于寬帶測控信號則要采用下變頻器。

展望

未來的無線通信系統將是多制式、多模式的通信系統，可以提供包括多媒體在內的多種服務類型。軟件無線電以其強大的可配置能力和可編程能力將成為未來通信系統的首選。軟件無線電的技術發展將大致可分為硬件、軟件兩個方面。

第3篇：衛星通信的定義范文

【關鍵詞】 靜止衛星 地面站 天線 方位角

一、引言

用微波波段來傳遞信息，遠遠優于短波和中波[1]，但這種方式的傳播距離非常有限，一般只有50～60km，若要進行遠距離通信，只能借助于信號的多次轉發才能實現，這就是所謂的微波中繼通信的含義[2]。然而，每隔五十至六十公里建立一個無線電微波中繼站的代價是十分高的，微波中繼站的收發信天線越高，相鄰兩個微波站之間的距離就可越遠[3]。但在地面上人為架設天線的高度是有限的，為了解決遠距離通信，又不增加中繼站數目，最優的辦法是將中繼站的位置提高，即把中繼站通信設備移到天上的衛星上去，這就相當于把中繼站天線架得非常高，因此兩個相隔很遠的終端站，經衛星中繼就可以用微波進行通信，其中以靜止衛星對應的地面站天線結構最為簡單。所謂衛星通信，就是利用人造地球衛星作為中繼站轉發無線電信號，在兩個或多個地球站之間進行的通信。目前，衛星通信系統大多使用靜止衛星。

二、靜止衛星的條件

地球衛星的軌道有圓形和橢圓形兩種形狀，地心處在圓形軌道的圓心位置或橢圓軌道的一個焦點上。如果設衛星的軌道平面與地球的赤道平面之間的夾角為i，則當i =0°時，地球衛星的軌道叫做赤道軌道。當i=90°時，衛星的軌道為極軌道。當i為0°～90°之間時，衛星的軌道叫做傾斜軌道。如果衛星的軌道是圓形的，且軌道平面與地球赤道平面重合，即i=0°，衛星離地球表面的高度為35786.6km，衛星運行方向與地球自轉方向相同，衛星繞地球一周的時間恰好為24小時。則從地球表面任何一點看衛星，衛星將是“靜止”不動的。這種相對地球表面靜止的衛星稱為靜止衛星或同步衛星，上述條件就是靜止衛星的條件，利用這種衛星來通信的系統稱為靜止衛星通信系統[2]。

三、靜止衛星的觀察參數

靜止衛星的觀察參數是指地面站天線的軸線指向靜止衛星的方位角、仰角和地面站與衛星距離等參數[1] [2]。靜止衛星與地面站的連線在地球表面上的投影與赤道線的交點叫做星下點。地面站與靜止衛星的連線叫做直視線，直視線的長度就是地面站與衛星間的距離，簡稱為站星距，用d表示。直視線在地面上投影叫做方位線。靜止衛星的方位角一般用表示，是指地面站所在經線的正北方按順時針方向與方位線所構成的夾角。地面站指向靜止衛星的仰角θ是指地面站的方位線與直視線之間的夾角，用θ表示。

靜止衛星和地面站的地理位置決定了靜止衛星的觀察參數。靜止衛星的位置通常用星下點的經度來表示，由于衛星的高度h是固定值，且緯度為零度，所以，只要知道地面站的經、緯度和衛星星下點的經度就可以求出各觀察參數[2]。

四、用坐標圖解法進行靜止衛星地面站天線方位角的計算

式中，k=（Re+h）/Re，Re為地球半徑，h為靜止衛星的高度。在上述計算公式中，站星距d和仰角θ均可用公式（1）和（2）直接計算出來，但方位角φ卻要先根據式（4）計算出中間量A后，再根據式（3）判斷地面站與衛星經度的相對位置確定與A的關系來計算，且地面站與衛星經度的相對位置關系又難以記憶，往往使計算容易出錯。本人通過研究總結，得出了“利用坐標圖解法進行靜止衛星通信地面站天線方位角的計算”的非常實用的方法，如圖1。其具體步驟如下：

1、以經度和緯度畫出二維坐標。其中，橫軸為地球的南北半球的分界線（即赤道線），縱軸為地球東西半球的分界線。

2、根據所建地面站的地理位置是北半球還是南半球，是東經還是西經（假設在北半球，為東經），在坐標中相應位置標出D。根據所要對準的衛星經度值是否大于地面站地理位置的經度值（假設為大于），在坐標橫軸（即赤道線）上相應位置標出星下點S，并與橫軸組成直角三角形DBS，連線DS為方位線。

3、直角三角形DBS中，D點銳角值即為公式中的中間值A，其φ值為多少，則可根據方位角φ的定義來確定，即在地面站D處以正北方向順時針方向與方位線DS所構成的夾角。從圖1中得出A與φ角的關系，此時的φ=180°-A。

五、應用舉例

已知我國某地的地理位置為110°24′E（東經），21°13′N（北緯），現欲接收定點于100.5°E（東經）的亞衛2號靜止衛星信號。求該地面站的觀察參數。

對于此問題，利用觀察參數的計算式，先將經緯度的單位化為度，即

110°24′=110.4°，21°13′=21.217°

計算式中，k=（Re+h）/Re=（6378+35786.6）/6378≈6.623

衛星與地面站的經度差λ=110.4°-100.5°= 9.9°，衛星與地面站的緯度差ρ=21.217°-0°=21.217°

（3）方位角的計算

如圖2，根據題意，地面站設在北半球且為東經，則在坐標的第一象限標出D點；又因衛星的經度值小于地面站的經度值，則在坐標橫軸上D點左邊標出衛星星下點S；并與橫軸組成直角三角形DBS，連線DS為方位線。

直角三角形DBS中，D點銳角值即為公式中的中間值A，其φ值為多少，則可根據方位角φ的定義，在地面站D處以正北方向順時針方向與方位線DS所構成的夾角。從圖2中得出A與φ角的關系，此時的φ=180°+A。即：

六、結束語

21世紀是信息的時代，人們對信息傳輸的可靠性、有效性及靈活性的要求愈來愈高，衛星通信的應用愈來愈普及，衛星地面站尤其是靜止衛星地面站的設計與建設將愈來愈廣泛，如何更加高效、準確地對地面站的天線指向進行規劃和調整，是從事衛星通信工作者必然面臨的問題。本文正是從此方面通過本人多年的教學與實踐，總結出一種用坐標定位來直觀、快捷地計算靜止衛星地面站觀察參數的方法，克服死記公式且容易記錯的缺點，具有很強的實用價值和參考價值。

參 考 文 獻

[1] 夏克文. 衛星通信[M].西安電子科技大學出版社，2011.07：1-10

[2] 朱月秀，周玨等. 現代通信技術[M].第3版.電子工業出版社，2013.08：34-83

第4篇：衛星通信的定義范文

為解決現行航標遙測遙控系統運行使用中的通信問題，實現對離岸較遠、移動數據信號無法覆蓋區域航標的運行狀態進行實時監控，設計基于北斗衛星短報文通信方式架設的航標遙測遙控硬件結構和軟件控制系統，提升沿海航標維護管理能力。

關鍵詞：

港口；北斗衛星；航標；遙測遙控

0引言

近年來，隨著我國海運規模不斷擴大，海上通航安全的重要性日益凸顯，對航海保障工作也提出了更高的要求。隨著物聯網技術的高速發展，航標遙測遙控系統在航標管理維護工作中發揮著重要的作用。目前，北方海區航標遙測遙控系統已在近海海域得到廣泛使用，可以實現港域航標的有效管理。這些監測系統多采用GPS（全球定位系統）和GPRS/GSM（通信分組無線服務/蜂窩無線通信）技術實現對航標的精確定位及信息傳輸，但是受到GPRS信號覆蓋范圍小的限制，尤其是渤海灣內沿海港口大部分為人工疏浚航道，航槽狹長且離岸距離遠，無法實現對遠離陸地航標設施的遙測遙控。《北海航海保障中心發展戰略（2013—2020）》中明確提出“到2020年，全面建成布局科學合理、功能配套完善、裝備先進適用、運轉協調規范、應急響應及時、服務可靠高效的綜合航海保障體系，基本實現航海保障現代化，形成沿海全時域、多維化的綜合保障能力，滿足船舶航行安全和經濟社會發展需要”的戰略目標。因此，進一步提升航標管理維護效率，推進衛星導航應用，構建從遠海到近岸層級遞進的立體助航網絡，成為航標管理單位的重點工作之一。

1航標遙測遙控系統發展現狀

航標遙測遙控技術是“數字航標”建設的核心技術之一。航標遙測遙控系統的建設對于轉變傳統航標管理模式，提高航標管理質量，提升航標社會公共服務能力，都具有十分重要的意義。航標遙測遙控主要應用于航標燈器的監控、供電設備的自動控制和航標工作狀態報警等方面。可采用的監測、控制設備包括遙控終端（RTU）、可編程控制器（PLC）等，可實現數據通信的設備包括數傳電臺、蜂窩電話（NMT）、衛星通信、無線通信和有線電話等。歐美航運大國在20世紀90年代初利用電子和通信技術建立航標遙測遙控系統，為航運業提供了高效服務。我國于2000年開始航標遙測遙控系統的研究工作，目前處于研究的初級階段，許多技術問題尚未解決，尤其是北方海區渤海灣沿海人工疏浚航道中離岸較遠航標遙測遙控數據通信問題成為遙測遙控系統推廣使用的瓶頸，例如：天津港25萬噸級航道里程22+000以東、黃驊港綜合港區20萬噸級航道里程20+000以東和渤海灣中部部分孤立危險物燈浮標等，遙測遙控終端無法依靠傳統移動通信技術實現數據傳輸。

2北斗衛星通信技術的應用前景

我國自主研發的北斗衛星通信系統（BeidouNavigationSatelliteSystem）是一個分階段演進的衛星系統，提供定位、集團用戶管理和精密授時服務，不僅可以提供精確定位、導航和授時，還具有雙向短報文通信功能，其衛星信號已實現我國全部和亞太大部分地區的無縫覆蓋，可以實現GPRS信號覆蓋不到區域的數據傳輸，完全滿足航標遙測遙控系統對偏遠航標的遠程測控管理需求。[1]

3設計原理

利用北斗衛星通信系統實現的航標遙測遙控系統同其他遙測遙控系統設計原理類似，均由航標運行信息監控平臺和航標遙測遙控終端組成。終端上安裝的信息檢測裝置可以檢測航標燈的工作狀況，將采集的終端數據及指令執行結果封裝后，通過北斗衛星通信模塊發送到北斗衛星網絡中，網絡將數據轉發到北斗MQ服務器，北斗MQ服務器解碼信息后將數據發送到MQSocket數據服務器，經過信息過濾，數據被保存到數據庫中，數據處理服務器會定期檢測收到的航標終端返回信息，并對數據進行有效性處理，再將數據保存到數據庫中，以供應用服務器調用整合，并將最終結果展示給終端用戶。用戶也可通過基于應用服務器提供的Web界面，對指定航標終端發送遙測遙控數據，指令通過數據處理服務器過濾編碼后保存于數據庫中，MQSocket數據服務器實時監控數據庫中待發送指令，發現新的指令后MQSocket數據服務器將遙測遙控數據重新封裝，并通過指定端口發送到北斗MQ服務器，北斗MQ服務器將信息轉發到北斗衛星通信網絡中，數據到達航標終端后，航標終端解碼并執行相關指令。[2]

4系統設計方案

4.1系統架構

航標遙測遙控系統具有復雜的系統功能，包含高帶寬接入、高性能的軟/硬件平臺、網絡平臺和安全可靠機房環境等一系列軟硬件措施，涉及網絡與系統管理、服務器系統、數據存儲體系、應用軟件及自動檢測與控制等多方面的技術。[3]利用北斗衛星通信技術的航標遙測遙控系統采用SAN架構為核心的互聯方式。

4.2通信網關子系統

4.2.1與航標終端數據通信

通過北斗衛星通信網絡與航標終端進行交互，接收航標終端上報數據信息，并依據系統定義的數據傳輸通信協議驗證信息有效性（由于可能接收到不完整的信息，必須對信息進行拆包、組包操作，保證傳遞給應用程序的信息完整可靠），并將監控端下發的各種指令實時傳遞給航標終端。

4.2.2與應用程序通信

系統在接收針對航標終端的遙測遙控信息時，首先將信息緩存在北斗通信服務器收發緩存隊列中，系統提供應用程序的通信接口，通過該接口將航標終端上傳的完整信息傳遞給后臺應用程序，并將遙控的相關信息傳遞到北斗服務器發送隊列中，通過北斗網絡發送到相應的航標終端。

4.2.3與Web服務程序通信

提供與Web程序人機交互界面接口，可以接收Web程序下發給航標終端的信息和航標終端的反饋信息，并選擇相應的通道直觀地展示給用戶。

4.3系統結構

系統中北斗通信模塊主要負責與北斗通信系統進行信息轉換，提取北斗通信系統接收的航標終端信息，將Web服務接口發送的遙控指令放入北斗通信系統所對應的通道隊列待發送。

5結語

隨著北斗二代導航系統進入實際應用階段，研究和應用基于北斗二代通信技術的航標遙測遙控終端設備將被提到各航標管理單位的計劃日程。基于北斗衛星通信的航標遙控遙測單元的設計可以有效豐富航道安全監測信息的傳輸途徑，對于遠離海岸航標的智能化管理和信息采集具有重要意義。

作者：呂英龍 王劍 單位：北海航海保障中心天津航標處

參考文獻

[1]周立,趙新生,王繼剛,等.北斗系統在海上智能交通安全系統中應用研究[J].導航定位學報,2015(6):32-33.

第5篇：衛星通信的定義范文

1降雨引起散射和吸收

各種大氣條件下的雨滴尺寸為:薄霧0.01~3μm,霧0.01~100μm,云1~50μm,毛毛雨3~800μm,中雨3~1500μm,大雨3~3000μm。在衛星通信中,由于大氣層(雨、水蒸汽、云霧、氧氣和閃爍)會引起信號的額外衰落,這些衰落不僅是頻率的函數,而且還是位置、仰角、季節和系統可行性的函數,其中降雨衰落的年平均值將隨載波頻率和系統可行性的增加而迅速增大。水汽的分子結構是一個電矩,氧氣的分子結構是一個磁矩。它們與入射電磁場相互作用,產生吸收。路徑衰減可用下面公式估算αa=∫r00[α0(r)+αw(r)]dr,α0,αw分別為氧和水蒸汽分子的吸收系數。可由經驗數據獲得統計參數。統計回歸經驗公式有地面傳播:α(f)=a+bρ-cT(dB/km),垂直穿越整個大氣層:α′(f)=a1+b1ρ-c1T(dB),傾斜穿越大氣層可積分求得,也可近似解。根據Mie的散射理論模型a(f)=a+bρ-cT(dB/km),強降雨對通信鏈路的影響:發生強降雨概率有一定分布,若按每年估算,可得出:99%可用時間內,雨衰不大于10dB;97%可用時間內,雨衰不大于3dB等等。

2降雨衰減的預測

對給定某區域的雨滴形狀和分布,降雨衰減是可以被精確計算的,且計算和觀察可很好地吻合。但是,我們無法得到降雨的精確分布,從而只能用其統計特性來描述。要想得到某一地區的精確降雨統計特性需依賴長時間的精細觀察(如5年的分鐘降雨率)。這是由于即使同一降雨過程,其雨滴的大小、形狀是不一致的,在傳輸路徑的不同區間段分布也是不一樣的,一般非球形雨滴比相同體積的球形雨滴引起的衰減要大些。而且隨著季節、氣候同一地區的降雨特性也是在發生著變化。隨著雨滴尺寸的增大,其形狀稍微偏離球形,可使得水平和垂直極化波通過雨區傳播時,二者之間的衰減不同。二者之差最大可達約20%。但在50GHz以下,兩種極化因雨滴形狀變化造成的衰減差別下降,此時雨滴變形的影響并不重要,可忽略不計。雨區尤其是暴雨區通常范圍有限,一般水平2~3km,垂直為云層以下,約5km。當電磁波進入具有相同降雨率的L-P分布的中等雨滴尺寸的雨區時,高斯波束比平面波有更大的衰減。當頻率高于33GHz上時,衰減的增加量高達30%左右。

對某一區域的降雨統計特性的較精確描述,需要長時間的觀察紀錄,因此要想在觀察的基礎上得到所有區域的降雨統計特性是不可能的,而且也不必要。至于如何得到某一特定區域的降雨衰減,可采用如下的辦法:①已知某一頻率的損耗的測量數據,采用變換的方法,來得到其它頻率點的降雨衰減數據。但這依靠對某一地點的長時間測量;②已知某一地點的降雨統計數據,通過模型法來獲得降雨衰減數據。③在沒有降雨統計數據的地方,按照降雨區域劃分,并利用預測模型來獲得。這種方法大多會被采用。總的原則:有真實降雨數據的地方,按照真實數據來進行計算,沒有真實數據的,按照模型法來進行計算。由于不可能通過實際觀察的方法得到所有位置的降雨統計特性資料,降雨預測模型中都把具有相近降雨特性的地方劃分為同一個區域,因此對降雨衰減預測模型大都是基于區域劃分的。例如Crane模型能夠得到對美國地域內降雨衰減較精確估計,是因為Crane模型中區域劃分方法是根據美國地域內降雨資料得到的。降雨資料越完全,區域劃分越細,則預測的精度就越高。所以,相關部門對降雨資料的收集和統計非常重要。

3雪、雹或霧的影響

降雨衰減是影響衛星信號傳播的主要因素,但其它如雪、雹或霧產生的影響也是需要考慮的。冰的介質常數比水的要小的多。雪花、冰針、雹石等的散射截面積,在與液體水滴可比較尺寸的情況下,比水滴的小。其次,冰粒吸收電磁波的功率比雨滴要小的多。因此,對于等效的降雨率(基于冰的融化等效單位mm/hr),由于雪和雹引起的衰減比降雨引起的要小的多。雪和冰粒因其非球形性質而產生去極化。由濕雪引起的衰減比冰的要高,特別是在融化區,有一層水的雪花的背向散射比雨大10~15dB。干雪對衰減影響較小。它僅對更高的頻率段影響較為重要。雨中的雹的吸收和散射,比僅有雨時引起的要大,且取決于雹石尺寸和形狀以及水層的厚度。但有氣象資料統計在世界大部分氣候區雹起重要作用的時間小于0.001%。霧是大氣中水蒸汽凝聚成的小水珠,但仍懸浮在空氣中,當形成云團或水珠或冰晶時,其水平能見度受限小于1km,便是霧。有兩種霧較為有影響,分別是平流霧和輻射霧。平流霧是由有空隙(無遮蓋)的水因熱濕空氣通過較冷的水平運動的結果而形成的。輻射霧是入夜前白天光照期間陸地上的空氣形成的。沿著無風晴空下的河流或沼澤地形成的霧也可認為是輻射霧。霧的含水量取決于云的類型。云也會產生衰減,在地空系統中,因云及其產生的損耗在大部分時間里存在。云中的水珠直徑通常小于100μm,瑞利或低頻近似可用于計算衰減。冰云的衰減比水云要低得多。αf,c=kρ0。對于層雨(如層積云和雨層云)其衰減考慮的方向不是垂直的,估算衰減值時應乘以secθ,式中θ是天頂角。

第6篇：衛星通信的定義范文

 

一、引言

 

航空通信系統在航空系統內的應用十分廣泛，涉及航空運行的多個領域，制訂了一系列的標準、規范和建議。以下幾個方面分別闡述民用航空通信的應用與發展。

 

二、通信業務

 

2.1空中交通服務(ATS)

 

空中交通服務指的是與空中交通管制和服務有關的通信，此類通信通常與飛行安全、航班正常運行密切相關，包括發生在航空器與地面空中交通服務單位之間，例如管制指令的;發生在不同的地面空中交通服務單位之間進行，例如管制中心之間進行管制移交;也包括航行情報，氣象信息等。此類通信優先級較高，是航空通信系統重點保障的業務，故行業對該類業務制定了詳細的標準和規范，如ARINC 623， ARINC 758等。

 

2.2航空運行控制(AOC)

 

航空運行控制是飛行過程中航空公司運控中心與機組之間的通信，主要目的是保障飛行的安全和航班正常執行，提高運行效率。航空運行控制通信的內容比較豐富，只要符合傳輸協議，AOC可以囊括任何類型的參數，包括航班計劃、航班執行情況、航空器狀態監視等等，其中部分信息與飛行安全相關。部分航空公司還會根據自己的需求自定義AOC消息，真正做到降低運行成本，提供運行效率。

 

2.3航空管理通信(AAC)

 

航空管理通信內容通常是航空運輸企業有關航班運營和運輸服務方面的商務信息，比如運輸服務預定，飛機和機組安排，或者其他后勤保障類的信息，通信的目的是為了提高運營的效率。

 

2.4航空旅客通信(APC)

 

航空旅客通信是指乘客或機組成員出于個人目的的語音通信和數據通信，與飛行安全無關。隨著寬帶業務的發展，此類通信也得到了井噴式的發展。

 

三、航空通信系統應用

 

目前應用于航空通信的通信方式有甚高頻(VHF)通信系統、高頻(HF)通信系統、衛星通信系統。

 

VHF通信系統使用VHF頻段(118-137MHz)模擬調制技術，主要滿足陸基近距離通信，要求在航路上覆蓋VHF通信網絡。

 

在偏遠地區和洋區，VHF通信網絡的覆蓋率實為有限，特別是在山區的VHF通信傳輸遮擋也相當嚴重，解決這個問題最簡單的方式就是利用HF通信系統和衛星通信系統進行通信。

 

HF通信系統使用HF頻段(2-30MHz)模擬調制技術，除了可以利用地波傳輸外，還可以利用天波傳輸。HF通信系統利用全球很少的幾個基站就可以使通信網絡覆蓋全球。但是，首先HF無線電波遠距離傳輸需要通過電離層反射，電離層的濃度直接影響了HF的通信質量，由于天氣環境不一致，導致的電離層濃度在各個區域各不相同，所以一般情況下，使用HF語音通信時會有很大的噪音，數字通信也會有相當大的誤碼率，造成消息可靠度不高。

 

其次，HF通信地波傳輸類似于VHF通信，由于HF頻率低，容易被空氣吸收，傳播距離很有限。

 

衛星通信系統將信息調制1.5GHz左右傳輸，可以把調制信號直接發送到幾十公里外的衛星，而且可以不考慮空氣對電磁波的吸收造成的傳輸效率低下，通過衛星收到信號后轉發至地面，避免了陸基傳輸的限制。

 

但是目前使用最為廣泛的海事衛星(Inmarsat)只能覆蓋南北緯80度以內的區域，越洋飛行的飛機在極地區域飛行還是會被衛星丟失，這種情況下只能選擇HF通信系統盡可能建立通信。

 

在海事衛星之后，銥星的出現完全解決了空地通信不能全球覆蓋的問題，可惜由于銥星的通信頻段與我國的北斗衛星通信頻段基本一致，使銥星尚未如海事衛星那樣被廣泛應用。

 

目前大部分飛機同時安裝VHF系統、HF系統和衛星通信系統來保持飛機與地面的不間斷通信。我國的北斗衛星通信能力還有待提高，目前尚未得到推廣。

 

四、未來通信應用發展

 

多年以來，雖然航空空地通信系統不斷在利用技術革新和引入新技術進行自身的改進，但是，系統仍然面臨著非常大的挑戰，特別是甚高頻通信，由于甚高頻通信頻率資源緊張、原有模擬調制技術的限制，在一些飛行繁忙地區(例如歐洲)，空地通信系統處理能力接近飽和。

 

作為傳統語音通信的補充，數據鏈的應用大大緩解的通信業務增長所帶來的資源限制，業務增長需要技術革新，技術革新又刺激業務的增長，這一矛盾使得技術上很難保持一段時間的領先，航空系統運行方式的革新才是解決業務增長不受限制的有效手段。

 

基于通信、導航和監視系統在數字化、自動化和趨勢分析的提高，ICAO通過DOC9854《全球空中交通管理運行概念》提出了新一代航行系統的愿景，描述下一代航行系統的在運行方式上由靈活空域管理、4D航跡、流量與容量管理、信息服務等一系列新的元素組成新的運行概念。

 

通過信息服務，運行概念中的各部分整合為一個有機的整體。

 

有理由相信，在不久的將來，日益增長的通信業務需求，還會促使新一輪的航空通信的變革。

第7篇：衛星通信的定義范文

船舶在海上航行時，其與陸地及其他船舶的通信主要依靠衛星及無線電系統進行。衛星與船舶之間距離非常遠，有時船舶相互之間的距離也較遠，影響船舶與衛星之間及船舶與船舶之間通信準確性及時性。本文通過對延遲容忍網絡的研究，試圖提高船舶通信的準確性和及時性。

關鍵詞:

衛星;無線電系統;準確性;延遲容忍

近年來，隨著海上災難及事故的不斷發生，人們逐漸認識到應急通信［1］的必要性。應急通信的發展經歷了早期的短波通信到如今的各種現代化通信方式。尤其是網絡已逐漸成為人們日常生活一個不可或缺的組成部分，這得益于無線網絡［2］及有線網絡的發展。但是一旦通信設備發生突發性損壞，有些地方根本無法建立行之有效的通信網絡，更不能自成體系、迅速組網應對突況。局部網絡必然發生擁塞，形成通信盲區。這對災害或事故發生地來說是二次災難，造成無法及時被救援。由于海運船舶多數時刻航行在茫茫無際的大海上，一旦船舶遇險，必須要在第一時間向外部發射求救信號。因此對船舶的通信系統提出極其嚴格的要求。目前船舶上使用的應急通信系統都是基于衛星及無線廣播的系統。針對以上這些情況，我國目前提出“天基移動多功能網絡”的概念，并投入建設。通過此網絡可以建設獨立工作、不同于目前的網絡結構、便攜式的、可快速自由組網的應急通信系統。而延遲容忍網絡恰好可以應用于這樣的通信方式當中。這是由于其主要面向高延時、頻繁終端、高誤碼率等環境的特性決定的。

1延遲容忍網絡結構

1.1延遲容忍網絡體系結構隨著科學技術的不斷發展，網絡在通信中發揮的作用越來越大。網絡建立在一種均勻通信設備協議基礎之上，也就是TCP/IP［3］。目前也存在一些不同于Internet的網絡，比如衛星、星際通信等。它們之間是互不兼容的。每個網絡都有各自的服務區域。鏈路路徑、鏈路連接性、數據不對稱性及差錯率等定義了通信的特點。這違背了Internet結構的通信要求，這些網絡通常具有很大的延遲、鏈路間任意時刻可斷開、具有很大的差錯率以及雙向非對稱數據率［4］。表1給出了傳統網絡與延遲容忍網絡(DTN)的區別:由表1可知，與Internet網絡不同的網絡在TCP/IP協議下并不能達到非常好的性能。由此提出并設計了DTN結構［5］。如圖1所示，DTN結構的關鍵是Bundle層，其位于應用層和傳輸層之間，Bundle同時與下層的協議連接起來。因此，即使跨越多個區域，傳輸的數據仍然可以通信。圖中的Bundle層在節點之間傳遞消息，也叫傳遞bundle。Bundle的應用范圍非常廣，它可以應用于所有的DTN結構中。與TCP/IP協議在端對端發揮的作用不同，Bundle層建立于傳輸層之上，同時還是一個覆蓋層，具有復雜多樣的功能，比如數據的存儲、攜帶及轉發。由此可知，Bundle可在2個不同節點之間進行數據存儲及轉發，直到數據傳輸完成到達目標節點為止。

1.2Bundle層功能前面已經介紹了Bundle的主要功能是存儲轉發和保管傳遞。1)存儲轉發存儲轉發在延遲容忍網絡中的作用多種多樣，必不可少。比如通過它可以克服鏈路突發性斷開、非對稱的數據率以及較高的差錯率等。圖2展現了存儲轉發的過程。存儲部分可以不受限制地存儲傳遞轉發的信息。而短時間的存儲由存儲芯片決定。2)保管傳遞延遲容忍網絡特點是支持節點之間的重復傳遞，這是為了應對bundle在傳輸層和Bundle層丟失或損壞的突發狀況。端到端的可靠性只能由Bundle的協議來實現，這是因為沒有傳輸層的協議能夠有效支持延遲容忍網絡中端到端的可靠性實現。影響節點對bundle接收狀況的因素非常多，譬如能耗、能源等。特別是當網絡環境惡劣及遠端到目的端沒有可用路徑時，影響更大。這時保管傳遞的使用顯得必不可少，其能夠有效地保證節點之間的可靠性，從而能夠確保端到端的可靠性傳遞［6］。圖3為保管傳遞功能的工作示意圖。

2延遲容忍網絡的路由算法

路由是無線網組成中非常重要的一部分，路由性能的高低直接決定著數據傳輸效率的高低。由于延遲容忍網絡特性十分復雜，且難以測定，因此選定適當的路由算法可以顯著提高網絡傳輸的效率以及質量。由于空間段和用戶段的網絡性質不同，因此要采用不同的方法，分別確定路由算法和隨機性路由算法。

2.1確定性算法確定性路由算法適用于網絡拓撲和節點可預測的網絡。在空間段中，船舶上的衛星通信網絡是由同步衛星、地面基站及船舶衛星信號接收器組成，所以可以認為船舶的衛星通信網絡中的節點是固定不變的。但是由于船舶航行在大海中，加上天氣變幻莫測，很容易造成鏈路中斷。延遲容忍網絡的關鍵是Bundle層，Bundle層的功能是提供存儲轉發和保管傳遞這2個功能，因此能夠克服外力中斷鏈路這種狀況。

2.2隨機性路由算法用戶段的網絡是由移動終端組成的AdHoc網絡。因此，當移動終端移動時必定導致節點能量的消耗，同時網絡鏈路跟隨變動，同時由于移動終端的移動范圍具有很強的不確定性，因此采用2種隨機性路由算法［7］。EpidemicRouting算法也可稱為傳染性或者流行性路由算法。其原理是把節點中傳輸的bundle傳輸給其他的節點。其傳輸過程如圖4所示。工作過程為:當節點C1跟節點C2傳輸時，會發送一個anti－entropy信息。此時C1將把自身的SV傳送給C2。這里C1的SV是指C1的全部緩存信息;接著C2的SV將取非，以表示C2所需信息，取非結果再與C1的SV進行邏輯與操作。此時，C1向C2發送一個請求信息向量;最后C1把所需信息傳送給C2。

3船舶衛星通信系統的仿真

首先建立船舶衛星通信的模型，模型為地面一個基站、海上船舶一個基站及同步衛星。采用距離矢量路由算法進行仿真，仿真工具為NS2，仿真時間設置為500s。圖5是對時延分析的結果。從圖5可看出，采用延遲容忍結構能夠降低數據傳輸的時延，并且時延的波動范圍被限制在很小的范圍內，其穩定性非常好。此外，當測量完所有路徑的時延后，距離矢量路由算法才會選擇合適的路徑，這條選定的路徑將是最好的。由此可看出，采用DTN結構可以使系統穩定地工作。由圖6可知，采用延遲容忍結構的網絡能夠保持非常小的抖動，其抖動范圍同樣很小。因此可知，采用延遲容忍結構的網絡，其不確定性非常小，工作狀態非常穩定。

4結語

本文首先分析了船舶衛星通信系統對延遲容忍網絡的需要，接著分析了延遲容忍網絡的結構及算法，最后對采用延遲容忍網絡的衛星通信系統進行仿真分析。得出采用延遲容忍網絡，可以使船舶衛星通信系統取得穩定可靠的工作狀態，提高了衛星通信的效率，從而可以使船舶遇險后能夠及時有效與外界聯系。

參考文獻:

［1］陳如明．未來應急通信發展策略再思考［J］．北京:通信技術政策研究，2008(6):1－14．

［2］許繼紅．試論無線網絡發展過程中的問題與對策［J］．南京:無線互聯科技，2013(10):65－65．

［3］王維盛．TCP/IP協議中四種關鍵的地址標識技術概述［J］．科技縱橫，2013，42(2):16－18．

［4］楊炎．延遲容忍網絡路由算法研究［D］．成都:電子科技大學，2012:6－12．

［5］楊洪勇，路蘭，張嗣瀛．基于復雜網絡的Internet結構模型［J］．控制工程，2010，17(3):380－383．

第8篇：衛星通信的定義范文

1．應用領域

（1）公共安全

1)作為全球海上遇險與安全系統（GMDSS）的一部分，海事衛星因其全球覆蓋、性能穩定可靠等特點，在公共安全領域發揮了不可替代的作用。通過M2M應用，可實現對救援目標、救援設備實時跟蹤、監測，提高救援效率。2)特定區域的無人監測，實現自動監測，實時感應數據傳回，異動報警等功能。

（2）環境監測

1)重點污染源實時監控，通過對重點區域部署的相關M2M設備，可實現對河流、山川、大氣的實時監測，為環境管理、污染控制、環境規劃、提供客觀的科學依據，提高環保執法的現代化水平。2)我國海域、河流較多，水文監測異常重要，結合M2M設備可實現無人值守的水文站點。實現水流速度、水面高度、水質、流量、潮位、降水量等參數的實時匯總，為防汛減災、洪水預警、災情評估提供決策數據。3)氣象站、遙感測繪站的數據采集傳回。

（3）智能交通

1)重點船舶、車輛、運輸品的實時監控，如出現延遲、路線偏離等情況可以向監測站報警。2)運輸類車輛、船舶統一調度，通過傳感器探測車輛或船舶的運行狀態，實現貨物的統一調度分配，提高車輛運行效率。3)公共交通工具、出租車的定位監控，通過對城市公共交通工具的實時數據分析，不但可以實現車輛監控服務，還可以形成一張城市交通路況圖，為市民提供出行依據。（4）石油化工1)石油化工設備往往在比較偏僻的地點、運維監控難度較大，通過M2M設備可以實現設備的遠程監控、管理。2)在石油化工管道中安裝傳感器，對管道的壓力、流速等信息進行采集，通過對這些數據的綜合分析，可以實時掌握管道運行狀況，實現無人監控。3)對存儲及運輸的油品及化工品進行檢測，通過傳感器實時檢測相關指標，監控站對傳回數據進行分析整理，便于實時的對產品進行決策調整。

2．系統構成

M2M技術是物聯網當前最主要的技術手段，包括實現機器設備間組網、通信以及信息處理和應用操作的所有相關技術，因此涉及的關鍵技術較多，涵蓋了諸如網絡通信、計算機軟件開發、嵌入式系統開發、微機電、數據處理與數據挖掘等多個領域，主要有以下幾個部分組成：

（1）數據采集設備

實現M2M的首要條件是從機器/設備中獲取數據，然后通過網絡發送出去。因此設備需具備基本的數據采集功能，并可以通過集成的通信模塊將采集完成的數據發送出去，設備也可以根據通信模塊接收的指令信息完成遠程的操作控制管理。

（2）衛星通信設備

衛星通信設備是使數據采集設備獲得通信和聯網能力的模塊，主要進行數據信息的提取、整理并發送至互聯網絡，是整個M2M方案的核心部分。基于海事衛星的M2M通信設備主要有以下幾個特點：1)支持嵌入和分離兩種模式與采集設備基礎，可以在生產采集設備時將通信模塊嵌入，也可以通過標準的接口實現與采集設備的外掛式連接。2)支持多種數據通信方式，如移動網絡(CDMA、LTE等)和海事衛星網絡，數據通信時可根據網絡情況自動識別切換。3)具備數據編程接口，可以根據實際需要針對不同的采集設備進行預編程，以實現智能化管理。4)設備低功耗設計，只有在數據傳輸時才被喚醒，滿足極端環境下的工作要求。

（3）平臺與應用

平臺及應用主要用于對采集傳回的數據進行分析處理，并友好的展示給用戶。用戶同時也可以給終端設備發送控制指令，實現設備的遠程管理控制。其中平臺部分主要包含數據分析、數據存儲、數據統計、設備管理等功能，應用程序提供給企業客戶各類型終端使用，可以方便企業對自己設備的管理及監控

3．系統架構

（1）網絡結構

網絡拓撲結構反映出網中各實體的結構關系，是建設計算機系統的第一步，是實現各種網絡協議的基礎。衛星通信終端，通過RS232、RS485/J1708在內的多種接口與數據采集終端相連，并將采集數據通過衛星鏈路發送至服務器。終端具有唯一編碼，可初始化衛星鏈路，根據需要保持管理連接狀態。海事衛星，提供衛星通信鏈路，支持全球海、陸、空全天候通信服務，滿足偏遠及通信不發達地區的通信需求。地面站，通過衛星天線接收衛星數據，并轉發至內部網。內部網，將衛星數據轉換為網絡數據，通過路由、交換等設備將數據按業務類型傳送至不同服務器。完成數據鏈路的轉換。IGWS服務器，該服務器為消息隊列服務器，對外提供Web服務，是對外服務的基礎。數據處理服務器，負責監聽IGWS實時消息，對消息分揀、分類、整理、加工為數據庫格式并持久化。數據庫服務器，主要提供數據庫服務，保存處理后的消息數據，并提供數據分析查詢等服務。WEB服務器，提供Web服務，用于采集數據的管理，加工、定制、展示等。同時也提供系統管理、用戶查看等管理功能。網絡管理平臺，可對服務器參數進行調整的網絡管理終端。WEB用戶，包括系統管理員，企業用戶等，均可通過內網或外網登陸WEB頁面進行操作管理。

（2）軟件結構

系統按照業務邏輯劃分為3層：接入層、業務邏輯層、數據層，接入層的應用程序與服務端的應用程序是相對獨立的。接入層只負責發送服務請求，服務如何實現則完全由業務邏輯層負責。接入層是系統與外部進行數據交換的平臺，由接入邏輯構成。接入邏輯分為界面邏輯和接口服務。對于系統使用者，提供多樣化的界面邏輯，實現對業務邏輯的共享；對于與系統相聯的外部系統，向業務平臺提供一組接口服務，包括協議轉換、數據封裝等功能，業務平臺通過接口服務完成與外部系統的數據交換。接入層的存在，使內部系統的改進和變化被掩蓋起來，有利于保證核心的業務系統的安全和獨立。業務邏輯層是系統的業務邏輯實現層，是系統的核心部分，它接收來自表現層的功能請求，是實現各種業務功能的邏輯實體。邏輯實體在實現上表現為各種功能組件。這些功能組件是對象化的組件模塊，可實例化，并通過繼承重用；每個對象對外提供服務的接口保持相對獨立，利于開發和維護。業務邏輯層由開放型的應用中間件和各種業務功能組件組成，業務邏輯層把對數據庫的各種基本操作和業務流程的功能組件抽象出來，定義為相應的編程接口。業務邏輯層能夠支持符合特定需求的應用，能夠方便地支撐應用系統的二次開發，有助于構建高效的集成化應用環境。通用服務包括日志管理、異常處理、系統監控、認證鑒權的功能，通用服務的內容是各個業務邏輯中不可缺少的部分。數據層存放并管理各種系統數據。應用系統的最終功能映射為對數據庫中表和記錄的操作，數據層實現對各種數據庫和數據源的訪問，并使得業務邏輯層的設計和實現更集中于系統本身的功能。數據層由數據訪問層和數據源構成，數據源包括：數據庫、內存數據、消息隊列、磁盤文件等。數據訪問層負責封裝對數據源的訪問，并使得業務邏輯層的設計和實現更集中于系統本身的功能。數據訪問層的存在屏蔽了業務邏輯層對底層數據存儲形式的依賴，使應用系統能夠適應多種類型的數據庫。（3）接口標準通信模塊與數據采集模塊可以采用串口RS-232進行數據通信，RS-232-C是美國電子工業協會（ElectronicIndustryAssociation,EIA）制定的一種串行物理接口標準，設有25條信號線，包括一個主通道和一個輔助通道，可實現不同設備間的數據發送和接收。通過制定通信接口規范，可以將不同類型的采集終端的數據匯聚到通信模塊中進行統一收發管理。軟件平臺間通過WebService提供跨平臺訪問接口，使用XML作為系統間接口數據交換標準，可實現企業用戶對數據的實時訪問以及對采集終端的遠程管理。

二、關鍵技術

1．衛星通信集成

基于海事衛星的M2M需要支持與現有終端設備的無縫集成，因此需兼容現有設備的通信協議，如標準的RS-232等，不支持的設備可通過其他轉接設備進行轉換。如要實現對設備的遠程管理，則需要針對設備開發相應的觸發機制，制定相關標準及規范。

2．軟件實現的選型

因終端的數據需要給不同的企業和客戶展示及管理，所有用戶不需要進行二次開發即可方便的管理自身設備及數據，因此軟件設計需體現“軟件及服務”的理念，針對不同的用戶可以很方便的協調系統資源方便企業的管理和部署。結合項目的海量數據以及用戶的訪問特性，傳統的企業級應用開發平臺可能不能滿足這種高并發的數據訪問服務要求，因此軟件需按照互聯網服務級別進行設計開發，以達到高可用、高并發的訪問要求。

3．IPv6使M2M滿足下一代互聯網技術需要

M2M的技術出現，使得數以億計的M2M設備進入通信網絡，IPv4地址將不能滿足大量終端設備的地址需求，下一代互聯網將以IPv6地址解析為主，IPv6采用128位地址長度，幾乎可以不受限制地提供地址給終端設備。海事衛星通信網絡和終端設備對IPv6的支持，也正是基于海事衛星的M2M產品架構的關鍵技術。

三、結論

第9篇：衛星通信的定義范文

據統計，按照現在有效信息所占流量的比例，除去一些奢侈的娛樂享受外，絕大部分人日常所需商務和基本信息獲取的網絡數據量不會超過2GB(大約1924MB)，即使計算上一些不必要的網絡附加流量和特殊數據需求，20GB大概足夠滿足一個人相當充足的網絡需求了。很多人會對這個數字產生質疑，感覺20GB遠遠不夠自己每天揮霍。這個數字不會考慮那些網絡游戲發燒友或者整日流連網絡視頻服務的人，當然，那些瘋狂下載網絡資源的人同樣不含在內。

如果認為這20GB的流量會在4個，小時內全部產生，那么所需的網絡速度大概是1.42MB／s(11.38Mblt／s)。這個數字的背后意味著，11.38Mbit／s的傳輸速度基本上就可以保證你每天所需要的所有信息需求了、11.38Mbit／s的速度其實已經很驚人了，足夠十幾分鐘內獲取紐約證交所當天所有的交易信息，也可以讓你流暢地進行多點視頻會議。當然，這里的11.38Mbit／s指的是實際帶寬，對于目前大部分網絡來說，能夠保持這樣的速率著實有些難度。這意味著、在確保享受11.38Mbit／s的實際帶寬條件下，我們完全可以自由選擇最喜歡的網絡接入方式，至少對于超過95％的現有網絡使用者，這一判斷是有效的。

無線通信帶寬的增加與半導體技術的進步，讓我們對有線網絡的依賴變得越來越小。目前的無線網絡中，WLAN的理論帶寬是54Mbit／s，3G服務最低下限是2Mbit／s，3.5G的下限是10Mbit／s，已經很接近前述的所需帶寬要求。雖然真實帶寬肯定會低于理論最大帶寬，不過前面得出的基本帶寬也是一個相對最大值，所以，當iPhone將WLAN接入作為賣點出現之際，智能手機(包含各種移動上網設備)讓我們完全有機會開始考慮擺脫PC享受網絡信息服務。現階段，智能手機正在逐漸成為人們日常信息處理的主流設備，市場調研機構Gartner最新預測報告表明，未來5年內，智能手機將逐漸取代PC，成為人們最常用的上網設備，到2013年，手機將超越PC成為人們最常使用的上網設備。Gartner的數據還顯示，PC數量在未來三年內將達到17.8億臺，而智能手機和可連接互聯網的手機數量將達到18.2億部，并且該數字還有望繼續上漲。

從最初有線網絡幾米的限制，到無線網絡上百米的限制，再到廣域無線網的城市區域覆蓋以及移動通信網絡的廣闊國土覆蓋，網絡技術的變革已經讓我們不再被即時信息束縛在辦公桌前、寫字樓中，問題是，消費者從來都是不知足的，既然是能夠擺脫電纜的束縛，為什么不能繼續擺脫無線技術的地域束縛呢?

暢想無限

據ITU統計，電信數據網絡大概覆蓋了目前21％的地球土地面積(電話線則高達43％)，無線網絡目前的覆蓋還不大，只有不到5％，移動通信作為廣域通信網絡，GSM現在的土地面積覆蓋率已經接近60％，另外還有不到s％的近海覆蓋。然而，即使是最廣闊的移動通信網絡，現在覆蓋的實際地球表面面積不足20％、這意味著，如果你有幸光臨地球上這80％(兩極和絕大部分海洋)的地方，你將享受不到任何數據網絡的服務。即使有一天，移動通信網絡覆蓋了全部的土壤，我們依然將被網絡限制在地球的三分之一。

如果真的實現“無限”通信，需要能夠覆蓋另外三分之二的通信方式。其實，從技術上這并沒有什么難度，只要你能承受得起服務價格，就可以滿足任何通信的要求，不管你是在南極點還是在大洋中間。

現實的問題是，我們距離能夠享受可接受價格的衛星通信服務的距離有多遠，如果要大范圍普及，衛星通信的價格要降低至現在的十分之一，這是一個不小的技術挑戰。不過，好的消息是，目前在天的將近100顆各種可提供通信功能的衛星大部分尚未開始開放民用，而未來十年內全世界計劃發射的通信衛星數量將達到100顆，絕大部分將應用于民用領域。保守估計，未來十年內的衛星通信價格將有望縮減至現在的三分之一，對于廣泛商用而言這無疑前進了一大步。

另一個可喜的信息是全球導航衛星系統(GNSS)的快速發展，以目前中國的北斗系統為例，北斗二代已經明確要求終端芯片必須包含收發雙向通信功能，雖然數據速率還保持在比較低的水平，但北斗二代已經可以實現通過導航服務進行基本通信。據相關公司技術人員透露，幾年后，北斗二代的通信容量完全可以滿足用戶最基本的語音和數據通信需求，屆時，利用導航服務系統享受更為廣闊的無線通信服務不再是夢想。

多年前，中國移動某個廣告基于真實的事件，一艘游船遇難，乘客依靠中國移動的手機求救成功獲救，相信幾年之后，即使在全球任何一個地方，只要你需要，隨時可以和任何地方進行信息交互，這就是無限通信的時代，這個時代，其實就在我們面前。

現實的挑戰

享受無限通信并非完全無限，至少你需要一個可以收發信息的設備，若是真的享受無限通信，設備端依然需要足夠的技術支持。雖然無限通信的前景值得我們期待，關注現在的無線通信技術更為現實。正如前文所述，各種無線通信技術正在趨于融合，這對整個通信終端產品提出全新的挑戰。