2便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)全講解

1、便攜式衛(wèi)星通信系統(tǒng)1 需求分析21.1 技術(shù)需求21.2 設(shè)計思路21.3 設(shè)計依據(jù)32 系統(tǒng)總體技術(shù)方案 42.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?2.2 系統(tǒng)組成42.3 系統(tǒng)功能描述52.4 系統(tǒng)設(shè)計方案62.5 設(shè)備配置表182.6 空間衛(wèi)星資源191需求分析根據(jù)應(yīng)急通信及現(xiàn)場新聞采訪的需求，建設(shè)1套衛(wèi)星機(jī)動通信系統(tǒng)以滿足應(yīng)急通信及現(xiàn)場新聞采訪的需求，包括 1套通信固定站和1套衛(wèi)星通信便攜站及現(xiàn)場圖 像采集傳輸系統(tǒng)，固定站和衛(wèi)星通信便攜站之間的通信采用現(xiàn)有衛(wèi)星通信ku資源實現(xiàn)。衛(wèi)星通信便攜站將通過現(xiàn)場圖像采集傳輸系統(tǒng)采集到的話音、數(shù)據(jù)及視頻傳送 到衛(wèi)星通信便攜站，再經(jīng)衛(wèi)星通信便攜站通過衛(wèi)星傳輸?shù)焦潭ㄕ竞椭笓]

2、中心的大屏 幕上。根據(jù)通信系統(tǒng)實際情況，衛(wèi)星通信系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模如下：(1)指揮中心建固定衛(wèi)星通信地球站；(2)建設(shè)1套機(jī)動通信機(jī)動平臺。本建議書對用戶需求分析要點如下：1.1 技術(shù)需求根據(jù)通信系統(tǒng)需求，工程系統(tǒng)配置包括固定和機(jī)動兩大系統(tǒng)：1、位于指揮中心的固定站通信系統(tǒng)：包括天線系統(tǒng)：Ku頻段天線系統(tǒng)一套；主站室外單元設(shè)備：包括低噪聲放大器系統(tǒng)一套，SSPA系統(tǒng)(內(nèi)置BUC) 一套，安裝在天線基座架上；室內(nèi)單元設(shè)備：包括調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)一套；視頻編碼器和解碼器一套；語音 網(wǎng)關(guān)一套；網(wǎng)管、監(jiān)控設(shè)備一套；2、應(yīng)急通信機(jī)動平臺：包括衛(wèi)星通信便攜站一套；自動衛(wèi)星便攜天伺饋系統(tǒng)、一體化衛(wèi)星信道設(shè)備、BUC單

3、兵圖傳設(shè)備一套；1.2 設(shè)計思路我們的設(shè)計原則是建立在滿足用戶當(dāng)前需求和今后的擴(kuò)展要求之上，采用以下 設(shè)計思路：系統(tǒng)設(shè)計采用成熟技術(shù)，盡量減少技術(shù)風(fēng)險，采用模塊化、通用化設(shè)計原則。設(shè)備故障部件或單元的替換、檢查和修理應(yīng)該很容易進(jìn)行。硬件和軟件預(yù)留擴(kuò)容能力，可方便的實現(xiàn)系統(tǒng)擴(kuò)容。設(shè)備布局充分考慮電磁干擾、散熱及便于維護(hù)。天線分系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)滿足IESS-207所規(guī)定的E標(biāo)準(zhǔn)地球站的性能要求，安 裝設(shè)備滿足IESS-308/310中有關(guān)的性能要求。地球站系統(tǒng)所選用的設(shè)備均為技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的在用設(shè)備。設(shè)計壽命應(yīng) 大于15年。在設(shè)計壽命內(nèi)，地球站系統(tǒng)總的可用度應(yīng)優(yōu)于99.9%,滿足每天24小時有人/

4、無人值守下連續(xù)運(yùn)行的要求。1.3 設(shè)計依據(jù)(1)遵循IESS-207 E-3標(biāo)準(zhǔn)地球站的性能要求和 IESS-308和IESS-310最新 版本中規(guī)定的中速、高速數(shù)據(jù)速率的電視業(yè)務(wù)、話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)設(shè)備技術(shù)參數(shù) 要求。(2)中華人民共和國通信行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：YD 5050-2005國內(nèi)衛(wèi)星通信地球站工程設(shè)計規(guī)范YD/T 5017-2005國內(nèi)衛(wèi)星通信地球站設(shè)備安裝工程驗收規(guī)范YD 5059-2005 «電信設(shè)備安裝抗震設(shè)計規(guī)范YD 5098-2005通信局(站)防雷與接地工程設(shè)計規(guī)范2系統(tǒng)總體技術(shù)方案2.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔潭ㄕ緢D3-1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2.2 系統(tǒng)組成通信系統(tǒng)由固定站和通信機(jī)

5、動平臺兩部分組成，見圖 3-2圖3-2通信系統(tǒng)配置圖本系統(tǒng)固定站由一套天線、ODU LNB衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、視頻編碼器、視頻解碼器、語音網(wǎng)關(guān)、視頻監(jiān)視器組成。衛(wèi)星通信機(jī)動平臺由0.9米Ku波段自動便攜式天伺饋系統(tǒng)、BUG衛(wèi)星一體化信 道、音視頻切換矩陣、地面圖像傳輸系統(tǒng)、視頻監(jiān)視器組成。2.3 系統(tǒng)功能描述衛(wèi)星通信系統(tǒng)通過衛(wèi)星的Ku頻段轉(zhuǎn)發(fā)器傳輸圖像、話音業(yè)務(wù)。遠(yuǎn)端視頻采集的圖像通過地面無線圖像傳輸系統(tǒng)或現(xiàn)場攝像系統(tǒng)將音視頻信號送至衛(wèi)星通信一體化信道設(shè)備，音、視頻信號經(jīng)過編碼器、調(diào)制器調(diào)制成L頻段RF信號送至BUC再經(jīng)變頻為KU頻段信號放大后通過便攜天線發(fā)射到衛(wèi)星。指揮中心 天線接收

6、到衛(wèi)星發(fā)來的微弱信號經(jīng) LNB系統(tǒng)放大后變換為L波段的中頻信號送到調(diào) 制解調(diào)器，解調(diào)后的信號送至終端，將視頻信號在本地進(jìn)行顯示，指導(dǎo)現(xiàn)場的各種 突發(fā)事件。2.4 系統(tǒng)設(shè)計方案2.4.1 固定站分系統(tǒng)設(shè)計方案2.4.1.1 天線分系統(tǒng)固定站天線及控制分系統(tǒng)由天線部分、二端口饋源網(wǎng)絡(luò)、機(jī)械傳動部分組成。天線負(fù)責(zé)對高功放分系統(tǒng) ODU輸出的信號進(jìn)行功率放大并精確對星，將信號送 往衛(wèi)星。天線對星采用自動方式以滿足主站對不同經(jīng)度衛(wèi)星的傳輸要求。該天線主反射面是賦形拋物面，由十二塊硬鋁合金面板組成，每塊面板均采用 高精度拉伸成型蒙皮與高剛度骨架怫接而成，這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的面板保證了天線重裝 精度，減少了安裝工

7、作量，使天線有很強(qiáng)的抗風(fēng)能力和足夠的強(qiáng)度。天線副反射面及饋源喇叭均由數(shù)控車床加工成型，表面處理采用導(dǎo)電陽極化、 噴涂氯磺化聚乙烯硅環(huán)氧磁漆的處理工藝；收發(fā)雙工器采用銅制鍍銀，外表面噴涂 氯磺化聚乙烯硅環(huán)氧磁漆的處理工藝。15天線中心體、座架、輻射梁等全部鋼結(jié)構(gòu)部件采用熱浸鋅的表面處理工藝，全 部連接用標(biāo)準(zhǔn)件采用不銹鋼件，增強(qiáng)了它的防腐蝕能力，使天線的使用壽命大于 年。衛(wèi)星通信天線是高性能的環(huán)焦型天線。由于采用了計算機(jī)優(yōu)化設(shè)計和先進(jìn)的制 造工藝，因而該天線具有高增益、低旁瓣、高極化鑒別率、小電壓駐波比等良好特 性。圖3-3 Ku天線外型結(jié)構(gòu)圖表3-1天線分系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)（3.7米）射頻特性Ku波段

8、接收發(fā)射工作頻段GHz10.9512.7513.7514.5天線增益dBi51.452.7極化線 Linear交叉極化鑒別率dB3535電壓駐波比1.251.25噪聲溫度仰角10°30°50°49° K39° K35° KG/T 值(El. >10° )30.6dB/ K (70° LNA)-3dB波束寬度0.44°0.38°饋源插損dB0.25 dB0.2 dB功率容量KW2 KW接口WR-75WR-75收發(fā)隔離dB85旁瓣A旁瓣-14 dB寬角旁瓣29 - 25 log 0 (T &a

9、mp; 0 <20° )機(jī)械特性天線口徑3.7m天線類型環(huán)焦型 RING FOCUS天線座架形式俯仰/方位El. Over Az.反射面成型工藝2mm硬鋁合金板拉伸成型反射面精度RMS）< 0.5 mm天線指向范圍方位 俯仰土 42°0° 90°工作風(fēng)速保精度 80km/h 降精度106 km/h不破壞風(fēng)速216 km/h環(huán)境溫度-40 C + 60 C濕度0100%太陽輻射1135Kcal/h/m2地震0.3g水平,0.15g垂直冰雪載荷13mm 裹冰正常工作；25mm 裹冰不破壞表向處理鋼件：熱浸鋅；鋁件：噴漆（白色）2.4.1.2射頻鏈

10、路分系統(tǒng)射頻鏈路分系統(tǒng)由高功率放大器和低噪聲放大器兩部分組成。高功率放大器分系統(tǒng)對視頻調(diào)制分系統(tǒng)送來的 L波段信號進(jìn)行上變頻，將信號 頻率變換為適合衛(wèi)星傳輸?shù)?Ku波段射頻信號，然后對此信號進(jìn)行功率放大，并送 往天線相應(yīng)的極化端口。衛(wèi)星接收到下行信號經(jīng)LNB進(jìn)行變頻放大，送至L波段放大器將LNB送來的L波段信號再次進(jìn)行放大，同時提供增益調(diào)節(jié)功能，用戶可以 通過RS23M RS485S口對下行支路進(jìn)行增益調(diào)節(jié)，已滿足設(shè)備接口電平的要求。2.4.1.3調(diào)制解調(diào)分系統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器分系統(tǒng)由調(diào)制解調(diào)器組成，是基于 IP的標(biāo)準(zhǔn)DVB-S/DVB-S卻星調(diào)制解調(diào)器。對收到的IP數(shù)據(jù)進(jìn)行適配、信道編碼、前向糾錯

11、、基帶成形和濾波，形成標(biāo)準(zhǔn)的DVB-S/DVB-S2基帶信號，并將基帶信號調(diào)制到 L波段信號。并將低噪 聲放大器送來的信號進(jìn)行解調(diào)，輸出IP信號。2.4.2 通信機(jī)動平臺分系統(tǒng)技術(shù)方案2.4.2.1 便攜天線分系統(tǒng)便攜站天線及控制分系統(tǒng)由天線部分、饋源網(wǎng)絡(luò)、信標(biāo)接收機(jī)、 GPS跟蹤控 制部分組成。天線負(fù)責(zé)對高功放分系統(tǒng)BUC俞出的信號進(jìn)行功率放大并精確對星，將信號送 往衛(wèi)星，天線控制系統(tǒng)及信標(biāo)接收機(jī)完成對天線方位和俯仰的控制，確保天線對準(zhǔn) 衛(wèi)星。天線對星采用一鍵對星方式，以滿足系統(tǒng)快速建立衛(wèi)星通道的傳輸要求?？晒?作于Ku頻段或Ka頻段。該天線為整體箱式結(jié)構(gòu)，天線面、天線座、伺服驅(qū)動單元以及低

12、噪聲放大器、BUG 一體化信道等設(shè)備單元均置于箱體內(nèi)，天線可方便地 裝載于各類車中。天線采用了蜂窩夾層碳纖維材料反射面，反射面成形精度高，反 射面精度不受環(huán)境溫度變化的影響。天線結(jié)構(gòu)緊湊、造型美觀、重量輕、體積小、 操作快捷方便。天線設(shè)計思想先進(jìn)，功能齊全。便攜天線廣泛應(yīng)用于公安、消防、 新聞采集、石油地質(zhì)勘探、科學(xué)考察等需要進(jìn)行移動的衛(wèi)星通信的領(lǐng)域。功能特點天線采用整體箱式結(jié)構(gòu)，且外形美觀；采用賦形雙偏置拋物面天線，消除了單偏置拋物面天線圓極化工作時的波束傾斜；采用了蜂窩夾層碳纖維材料反射面，反射面成形精度高，反射面精度不受環(huán)境溫度變化的影響；采用了蜂窩夾層碳纖維材料反射面，反射面重量輕，伺

13、服驅(qū)動功率??；方位、俯仰采用了特殊的消隙技術(shù)，天線的指向精度高；具有自動快速收藏和展開、快速捕星和步進(jìn)跟蹤等功能，捕星時間小于3分鐘。技術(shù)性能指標(biāo)性能指標(biāo)GTI.A-Ku090G-2 型GTI.A-Ka090G-2 型天線口徑0.9m天線形式雙偏置格里高利天線天線增益（dBi）>40.7+20lg(f/14.25)>39.6+20lg(f/12.5)>46.8+20lg(f/30.0)>43.3+ 20lg(f/20.0)G/T 值(dB/K , 10° 仰角、晴空，f :GHz)>17.8+20lg (f/12.5)(Ku 頻段 LNA : 80K)&

14、gt;18.5+20lg (f/20.0)(Ka 頻段 LNA : 160K)電壓駐波比w 1.25:1<1.30:1饋源插入損耗& 0.45dB< 0.9dB極化方式線極化圓極化父叉極化隔離度>33dB (Ku 軸向)<1.09:1 (Ka 軸向)收發(fā)隔離度>85dB （含阻發(fā)濾波器）A旁瓣w-14dB遠(yuǎn)旁瓣包絡(luò)32-25lg 029-25lg 0饋源接口Ku頻段收發(fā)端口均為 WR75; Ka頻段接收端口為 WR42 ;發(fā)射端口為 WR28;轉(zhuǎn)動范圍方位角：i90° （微調(diào)）俯仰：10o+75o 極化角：為0°驅(qū)動速度0.01

15、6; /s2° /s,速度可調(diào)跟蹤性能信標(biāo)步進(jìn)跟蹤，位置予置、可人工或自動對星跟蹤精度w 1/8波束寬度電源適應(yīng)性要求DC 24(1 ±15%) V< 30kg工作風(fēng)速在5級風(fēng)條件卜，作保指標(biāo)工作溫度-40C + 55 C (室外)2.4.2.2 衛(wèi)星一體化信道系統(tǒng)衛(wèi)星信道編碼調(diào)制一體機(jī)是新一代編碼調(diào)制一體設(shè)備，采用最先進(jìn)的H.264視頻編碼、MPEG-4 AACT頻編碼和DVB-S2信道標(biāo)準(zhǔn)，能夠提供高質(zhì)量的視音頻編碼和可靠的衛(wèi)星信道傳輸，同時具有操作簡便、易于攜帶的特點，尤其適用于背負(fù)、車載、箱載數(shù)字衛(wèi)星應(yīng)急及新聞采集系統(tǒng)（DSNG應(yīng)用。編碼調(diào)制單元產(chǎn)品功能特性H

16、.264 Baseline、Main、High、Extend 多個 Profile 編碼MPEG-4 AAC-LC HE-AAC HE-AAC v2音頻編碼MPEG-2 TS3流封裝IP、ASI > RF輸出支持DVB-S2信道標(biāo)準(zhǔn)，兼容DVB-S標(biāo)準(zhǔn)波特率范圍：0.05 5MBaud支持 QPSK8PSK 16APSK 32APSKM制方式液晶/按鍵、web server > SNM喈多種控制方式產(chǎn)品參數(shù)視頻編碼參數(shù)支持 H.264 Baseline、Main、High、Extend 多個 Profile 編碼PAL/NTSCi 適應(yīng)支持QVGA/CIF/Half-D1/D1多種

17、分辨率支持 CBR/VBR音頻編碼參數(shù)支持 MPEG-4 AAC-LC HE-AAC HE-AAC v2多種格式編碼支持 16kHz, 32kHz, 44.1kHz, 48kHz 等多種采樣率支持16kbps 384kbps多檔音頻碼率調(diào)制參數(shù)L波段射頻輸出（50ohm）支持QPSK 8PSK 16APSKM制方式波特率范圍：0.05 5MBaud輸出頻率范圍：950MHz 1750MHz信號輸入1路模擬復(fù)合視頻（CVBS, BNO性插座，1Vp-p, 75Q1路模擬立體聲，BNC1性插座（非平衡）碼流輸出MPEG-2 TS寸裝TS over UDP,單播、組播TS over ASI輸出（可選

18、）10/100 Base-T 以太網(wǎng)，RJ45接口ASI接口（可選），BNC陰性插座，800mV 75QL波段射頻輸出（50ohm環(huán)境參數(shù)工作溫度：5° C40° C貯藏溫度：-10 ° C70° C最大濕度：80%物理參數(shù)尺寸：300 X213X44重量：2.5Kg電氣參數(shù)電源：100VAC-240VAC功耗： 25W機(jī)箱接地：良好2.4.2.3 射頻分系統(tǒng)射頻分主要包括一臺BUC( Block-UP Converter )設(shè)備。主要實現(xiàn)輸入L波段信號的變頻放大功能，并將放大的信號送至天線。特性：L波段輸入、標(biāo)準(zhǔn)KiM段輸出；輸出功率1-40瓦(根據(jù)衛(wèi)

19、星鏈路計算選用)；高效率、低損耗；10MH參考源；輕便、小巧的綜合性BUC具有優(yōu)越的室外工作性能;相位噪聲指標(biāo)優(yōu)于IESS 308/309標(biāo)準(zhǔn)3dB;2.4.2.4 單兵圖傳分系統(tǒng)單兵圖傳分系統(tǒng)，由單兵背負(fù)型數(shù)字圖像無限移動傳輸發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)組 成。該系統(tǒng)是基于數(shù)字圖像無線移動的傳輸系統(tǒng)，采用COFDMB治技術(shù)，音視頻壓縮編碼采用MPEG2/4E專有算法，具有體積小、功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾能力 強(qiáng)、畫質(zhì)清晰、圖像流暢等顯著優(yōu)點。在通信指揮車不方便到達(dá)的地區(qū)，采用單兵 式的遠(yuǎn)端站結(jié)合衛(wèi)星便攜站實現(xiàn)現(xiàn)場的多媒體信息采集，更好的解決系統(tǒng)覆蓋的盲 區(qū)。系統(tǒng)組網(wǎng)方案如下圖：電電電電單兵式終端結(jié)合

20、衛(wèi)星便攜站的組網(wǎng)方案2.4.2,4.1單兵背負(fù)型數(shù)字圖像無線移動傳輸發(fā)射系統(tǒng)背負(fù)型”移動圖像傳輸設(shè)備包括發(fā)射機(jī)和接收機(jī)兩部分。發(fā)射機(jī)集發(fā)射天線、 功率放大、數(shù)字調(diào)制、視音頻數(shù)字壓縮于一體，單兵背負(fù)使用，可傳輸一路圖像、 兩路伴音、一路內(nèi)嵌式 GPS數(shù)據(jù)、一路RS232數(shù)據(jù)。最大功率可選5W以上，具 有傳輸距離遠(yuǎn)，方便攜帶的特點，可用于現(xiàn)場高清晰圖像采集和傳輸，通視條件下傳輸距離可達(dá)50公里以上。產(chǎn)品特點:具有“非視距”、“繞射”和良好穿透能力COFDM調(diào)制技術(shù)具有多徑分散能力，抗多徑干擾能力強(qiáng)，具備“非視距”、“繞射”傳輸特點和良好的通透能力。支持高速移動COFDM具有很強(qiáng)的抗動態(tài)衰落能力，支

21、持高速移動中傳輸；最高移動時速達(dá)到300公里/小時保持信號暢通連續(xù)。傳輸圖像清晰傳輸圖像質(zhì)量清晰，圖像分辨率最大達(dá)到 DVD質(zhì)量，具有接近實時的端到端圖像 傳輸。這是現(xiàn)有GSM和將來的3G網(wǎng)絡(luò)無法提供的速度。AES加密采用128位AES數(shù)字加密技術(shù)、無線寬帶多載波加密、加擾技術(shù)，實現(xiàn)全數(shù)字信 號處理，同時使用了超大容量 FPGA設(shè)計，提高系統(tǒng)集成度，這些都保證了整個 系統(tǒng)的保密性、穩(wěn)定性及可靠性，使客戶空中傳輸信息充分得到安全保障。頻率可調(diào)設(shè)備頻率可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)整，可有效的避開同頻干擾，加強(qiáng)設(shè)備的使用的可 靠性。技術(shù)參數(shù)調(diào)制方式COFDM輸出頻率150MHz 1700MH乙 2.3GHz

22、 2.7GHz工1.25MHz 8MHz（可選）系統(tǒng)傳輸延時50ms/100ms/250ms （由交織深度確定）保護(hù)時間間隔1/32 , 1/16 , 1/8 , 1/4 可選信道編碼1/2 , 2/3 , 3/4 可選調(diào)制星座圖QPSK/16QAM/64QAM傳輸他率1.5 32Mbit/s 可調(diào)交織深度無交織/中交織（100m§ /長交織（ 200ms可選發(fā)射頻率允差± 1x10-5 以下發(fā)射功率輸出誤:差± 1dB以下輸出電平0dBmt 2dBm -14dBm± 2dBm載波數(shù)量2K鵬/4K立移動速度時速300公里以下穩(wěn)定接收RS232數(shù)據(jù)150bps 19.2Kbps （自適應(yīng)）GPS選裝圖像格式PAL或NTSCS合視頻圖像分辨率720x576視頻速率15Mbps (MAX語音發(fā)射調(diào)制GFSK加密方式128 位 AES工作電壓DC12.5V DC16V工作電流0 3A (DC12.5V電池工作時間2.5小時外形尺寸250mm*170mm*45mm設(shè)備重量2.7Kg外觀2.4.2.4.2便攜式發(fā)電機(jī) 產(chǎn)品屬性：品牌：開普型號：IG2000產(chǎn)品認(rèn)證：CE產(chǎn)品描述：性能及特性:最