便携式应急通信终端设计

作者:未知

  摘  要:该文首先基于对北斗卫星导航系统短报文功能的介绍,进而针对短波通信以及移动网络不畅等问题进行研究,此外还深入研究了在没有网络的条件下对现场状态、人员位置等信息无法获取的问题。该文提出了一种基于北斗短报文的便携终端设计完美方案。这种方案专门应用于没有移动网络条件下的应急通信以及定位,因此该方案非常具有实践意义和研究价值。
  关键词:北斗短报文  应急通信  便携终端
  中图分类号:TN929                                文献标识码:A                         文章编号:1672-3791(2019)06(a)-0027-02
  我国资源丰富、地大物博,沙漠戈壁面积广、山地丘陵比较多,所以这种地理条件导致短波通信或者移动信号不能够很好地传输。现实中,我们使用的传统短波电台或者移动通信等现代通信方式比较受地域的限制,如果将其应用在广袤的林地地区,或是那种地形地貌非常复杂、不平坦等环境下,很容易出现通信盲区。如果不幸发生了滑坡、地震、泥石流等重大地质灾害,使得电网、基站等基础设施被损害,那么就非常容易导致移动通信网络系统瘫痪,而且在这种情况下没有办法上报救灾指挥相关部门或者上级单位,他们也没有办法获取现场信息。所以在进行野外作业的时候,一定要搭建稳定性很强、可靠性很强的通信设施,只有这样才可以保证及时有效地进行信息传输。而对于那些偏远地区以及山区等无法实现实时通信的通信盲区,可以通过使用以我国北斗星网络为依靠的便携式通信网络终端来实现信息通信。
  1  简述北斗功能
  中国北斗卫星导航系统,属于全球卫星导航系统。北斗二号系统由中圆轨道卫星、倾斜同步轨道卫星,以及地球静止轨道卫星所组成,这个系统有亚太地区用户的三大功能,即短信功能、导航功能以及定位功能。
  我国的整个北斗卫星导航系统,实际上由3个层面所组成,即用户层、地面层以及空间层。在3个层面中,其空间层主要由30颗非静止轨道卫星同5颗静止卫星所构成,它能够对导航信息进行持续的发射,把信号传输给各类接收机中的应用系统,为各类用户全天时、全天候地服务。地面层是由中心控制和标校等系统共同组成的。而各类用户的数据终端则组成了广大的用户层。
  北斗通信功能的实现是由广大用户的数据终端,然后借助于主控站(地面)来实现用户的应答,最后实现定位动作,从而实现通讯的。用户端的信号一旦将请求发出,这一信号就会通过卫星这一设备转发给中心站(地面),信号被接收站接收之后,迅速进行准确有效的信号处理,处理好的信号再利用卫星这一平台把信号向接收端进行发送。而接收端会将所接收的信号再处理变成人们可以识别的报文信息。最终完成了接收端和用户端的通信。
  就目前而言,双向短报文通信已经在北斗卫星上得到了实现,但由于字数限制,目前只可以接收120个汉字。
  2  进行终端的总体设计
  在信息传输中,移动便携式卫星的通信业务已经在不断地扩展,到当前来说,已经不再使用以往单一的视频图像进行传输,现在的业务已经涵盖数据的综合业务卫星通信系统,包括传真视频、语言等综合性的传输功能。而目前我国卫星通信技术主要的发展方向是建立起操作更加方便快捷、行动可靠性更强的综合性业务维修信息系统。便携终端是一种高性能卫星通信终端,包含了IP处理、视频和音频编解码、L頻段等,对于IP的业务传输已经完全提供了支持,在功能上已经具备TCP加速和路由可选择。而业务的传输内容包括语音和高速数据、传真、语音等,可以在短时间之内建立通信链路,最终实现综合业务的数据传输。
  3  便携式卫星终端工作原理和组成
  3.1 便携式卫星终端工作原理
  在便携式卫星终端设备中,提供的接入有1路视频和1路IP数据,以及2路电话,此外它的业务虽然很多,但是在利用语音网关和网络视频的有效编码在交换模块聚集,接着每个业务的路由转发、接入控制均经过IP接入得以实现,紧接着在调制解调单元进行基带处理、调制,最后成功地转换成L频段信号并发送到卫星上的射频单元BUC,经过滤波、频率转换以及方法处理转换成KU频段的射频信号,而KU频段的射频信号要顺利发送到卫星,还需通过天线才能够得以实现。信号到达卫星,卫星对其进行转发,当接受到卫星转发的信号后,再变成L频段的信号。在变成L频段的信号前,需要低噪声放大器进行转换,然后才能够在调制调解单元进行调节处理,并将处理调节的数字信号进行传输,最后在业务模块中转变为数据、语音和视频诸业务信号被用户所接受。
  3.2 便携终端的组成
  整个便携终端是由IP接入、调制解调单元、视频编解码和语音网关等多个单元共同组成的,共同集成的一些特殊功能,如话音、视频图像和IP应用接口。其有着体积小、便携性强、扩展性强、功能性强的显著特点。
  (1)调制解调单元。何为调制解调单元?简单而言,调制解调单元由解调和调制所组成。在调制解调单元中,调制主要有基带调制、L上变频、成形滤波、编码等。而解调包含为数字下变频、匹配滤波器、低通滤波、A/D转换。
  (2)IP接入单元。IP接入单元是通过由交换模块以及接入模块等部分组成的核心单元,通过POWER PC处理模块,还有就是LINUX操作系统,进行协议处理软件的处理,与此同时同FPGA等外围电路共同完成系统的各种功能。在交换模块中,所用的交换芯片比较成熟,其作用在于理解语音网关、IP数据、视频编解码器、IP接入模块。   (3)语音网关和视频编解码模块。在当前的集成市场上,语音网关模块和视频编解码器模块产品比较成熟,基本上属于定制开发,其可以支持H.264和2路话音用户接口。
  4  关键技术和应用创新
  4.1 数字化中频技术
  在进行设计过程中,积极采用一种数字化中频技术,这样减小了模拟中频部分的设计难度以及规模,通过模块设计,就可以有效维护各个部分的升级。首先设计前提就是保护技术指标,进而就可以大大降低设备体积以及功耗。
  在对中频进行调制的时候,采用该平台,将基带将中频提高达到800MHz,然后在此基础上,进一步提高390MHz。
  4.2 QoS技术
  QoS就是指对多种业务流的各个不同需求提供需要的服务质量保证,例如宽带、抖动等。在整个卫星网络中,有限的卫星资源显得更加宝贵,这让网络的带宽瓶颈处在卫星路处,而且这里也有可能出现拥塞的现象。由于IP的卫星网络主要是针对无连接的网络,因而IP分组进行业务输送的原则是尽力而为,这就导致业务输送具有很强的不确定性。
  以我国目前的技术情况来看,地面网经常使用的是区分服务的模型以及综合服务的模型这两种服务模型。但与之相比,有着良好的广播能力的卫星网络就有着较大的优势,而且其还是由大量的单工站组成,故而其拓扑结构就会简单化,使用区分服务模型就可以有效保证端到端的服务质量。
  5  结语
  目前在多种应急系统中,已经广泛地应用了卫星通信系统。便携终端存在着地面网的接入,具备接口通用和互联方便这一特性,这一特点有助于系统的组网以及固定智慧中心互联。当然,这同信息接入IP化实际上是非常符合的。就当前来说,人们对于信息化的需求越来越苛刻,并且规模在不断加大,此类终端在未来的价值和前景将会非常大,可以将其在抢险救灾、远程医疗、远程监测、户外探险等多方面进行推广和应用。
  参考文献
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