茂名钢塑土工格栅厂家:浅析卫星通信在应急通信领域中的应用

浅析卫星通信在应急通信领域中的应用

近年来重大自然灾害频发，汶川地震、玉树地震、南方的冰冻、洪灾等，地面通信设施因自然灾害遭遇阻断时有发生，应急通信在历次抢险救灾过程中，发挥着重大作用，具有高可靠性的卫星通信，因不受灾害影响，成为最佳的通信手段。

现代意义的应急通信，一般指在出现自然的或人为的突发性紧急情况时，包括重要节假日、重要会议等通信需求骤增时，综合利用各种通信资源，保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法，是一种具有暂时性的、为应对自然或人为紧急情况而提供的特殊通信机制。

卫星通信简单地说就是地球上（包括地面、水面和低大气层）的无线通信站利用人造地球卫星作为中继站进行的通信。常用的卫星通信形式有固定卫星通信、移动卫星通信、卫星广播、卫星导航等。

固定卫星通信：即通信两端固定不动，利用卫星进行转发的通信，常见的有地面站、“静中通”、VSAT网等通信系统。

移动卫星通信：指车辆、船舶、飞机等在运动中利用卫星进行通信，即可以是移动端站与移动端站间的通信，也可以是移动端站与固定站间的通信。

卫星广播：利用广播卫星向地面转播电视或声音广播信号，供一般公众直接接收的广播方式。主要用于广播电台、电视台的节目播放。

卫星导航：指用户利用导航卫星发射的无线电信号测得的自身地理位置信息。目前应用较广的有美国的全球定位系统（GPS），俄罗斯的格洛纳斯系统（GLONASS），及在建的欧洲伽利略定位系统和中国的北斗导航定位系统。

电信运营商作为主要通信手段的提供者，为应对重大自然灾害后的指挥通信畅通，近年来在国家主管部门的支持下，加强了卫星应急通信系统建设，包括：卫星地面站、应急通信车、VSAT便携站、卫星电话等卫星通信装备。

卫星通信应用实例：

1、 卫星移动电话

卫星移动终端通过星上交换与卫星移动终端间通信，或通过地面关口站落地

覆盖我国领域的有铱星、全球星、亚星、海事卫星等国外卫星移动通信系统。据工业和信息化部数据统计，5.12汶川地震救灾过程中，卫星设备占各类应急通信设备的80%以上，在卫星通信设备中，卫星移动电话占70%以上，可见在重大自然灾害的救灾中，卫星移动通信以其便携、可靠、不受地面条件影响等特点成为灾区主要通信手段。然而，遗憾的是我国卫星移动通信发展缓慢，目前为止没有自主的卫星移动通信系统。为促进中国航天事业的发展，在2008年电信重组过程中，卫星空间段运营划归到航天，我想在不久将来，区域性的、自主卫星移动系统将服务于国民经济建设中。

2、 应急通信车

动中通：顾名思义，在运动过程中可以通过卫星进行通信，运动载体可以为

车量、轮船、飞机等，即“移动中的卫星地面站通信系统”，动中通在移动过程中可以实时跟踪卫星，不间断地提供语音、数据、图像等多媒体信息，满足于军民应急通信和移动条件下的多媒体通信需求。目前动中通天线主要有三种类型：①抛物面天线②阵列、赋形反射面天线（轮廓柱状天线）③全相控阵天线。抛物面天线具有增益高、带宽大优点，但因其体积和重量大，一般作为大型机动车辆或轮船的天线伺服系统。目前在中国市场上常用的动中通天线有美国TracStar公司的宽带双向卫星通信系统天线和以色列Raysat公司的StealthRay系列天线。

TracStar动中通天线上行数据传输速率可达2Mbps，天线G/T值高达11dB；高度约30cm。StealRay系列天线采用相控阵技术，相控阵天线技术目前主要应用在雷达方面，在卫星通信领域的发展刚刚起步，2005年开始提供Ku频段双向动中通卫星通信天线，天线高度只有10多厘米，国内在这个领域（卫星通信）的起步较晚，尚无成熟产品。这两类天线都具备体积小、重量轻、便于安装等优点，适用于安装于穿过能力强的越野车上，备受国内通信保障单位的喜爱。但这两类天线有效口径小，增益不高，带宽不大，尤其是全相控阵天线G/T值和EIRP都较低，上行能力一般不超过1M，用户在集成该系列产品时，一定要结合自己所处地理位置、使用业务情况、周围环境及使用的卫星情况精确链路计算，留有足够增益余量。
动中通系统一般在动中通车和落地端均配置会议电视系统，可以实现在移动过程中通过会议电视终端进行电视电话会议，便于指挥、部署。在动中通车外部顶端设有可控制摄像机，可随时将车辆移动中所摄取的车外图像传到指挥中心。在“动中通”车不能直接到达现场时， 如火灾现场或自然灾害的核心区域，需要把各种相关的图像传送到指挥中心进行存档、分析、处理，可以通过“单兵式”背负系统直接将现场图像传输到动中通车上，再通过车上卫星通信系统将图像经卫星和卫星通信主站传输到指挥部。系统结构图如下：

静中通：

广电行业静中通卫星车集成DSNG设备，俗称数字卫星新闻采集转播车，用于体育赛事、新闻、演唱会等电视节目转播。车上装有高清视频编解码设备，一路高清视频需8M带宽（DVB模式），需要配置大功率功放和较大口径天线。

3、 便携站VSAT：VSAT是Very Small Aperture Terminal的缩写，直译为“甚小孔径终端”， 意译为“小天线地球站”，通常天线口径为0.3m-2.4m。便携站具有体积小、重量轻，携带方便、操作简单等特点，其通信能力比卫星电话强，机动性比应急通信车更灵活，常用于因自然灾害道路损坏，车载站不能到达的地方使用。由众多甚小天线地球站组成的卫星通信网，叫做“VSAT网”，广泛应用于电信、金融、水利、广播电视等行业的语音、数据传输。

4、 固定卫星地球站：指使用固定位置的天线和设备进行通信的地球站，一般建设在宽阔、无遮挡区域，主要使用地球同步轨道卫星通信，固定地球站使用大口径天线，大功率发射机和高灵敏度低噪声接收系统，作为与应急车、便携VSAT站通信的主站，并与地面通信网络互联。

卫星通信中应注意的几个问题：

1、卫星通信主要参数

卫星通信转发器参数主要包括EIRP、G/T和SFD等参数,是卫星链路计算和卫星通信系统设计的主要参考数据，通常来说这指标越高，卫星链路越好，地球站的天线口径、功放可以越小，但这并不是系统设计的充分条件。EIRP为卫星转发器在指定方向上的辐射功率，单位为dBW，是天线增益和转发器输出功率的对数和，该值反映了卫星转发器的下行能力。G/T为接收天线增益与接收系统噪声温度的比值，单位为dB/K，是接收系统品质因数。SFD为饱和通量密度，指转发器被推到饱和状态时，上行载波在接收天线口面所达到的通量密度，单位为dBW/㎡。G/T和SFD反映卫星转发器的接收能力。

2、卫星链路计算

链路计算的主要目的是尽量在地球上两个通信点之间建立可靠而又高质量的联接。 在设计阶段，卫星链路计算指已知卫星相关参数，根据业务对传输带宽和质量的要求，确定卫星地球站设备配置。在使用阶段，卫星链路计算指已知卫星和地球站的相关参数，计算出卫星链路的传输能力。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、功带平衡

   转发器带宽和功率是卫星的两大重要资源，二者都是有限的。用户载波占用转发器的功率应与其所占转发器带宽的百分比相同，即：

使用转发器功率/转发器总功率=租用带宽/转发器总带宽。我们平时常讲载波频率带宽，较少提到载波功率等效带宽。用户租用一定带宽，按照规定只能使用相应频率带宽的功率，超功率使用一般卫星公司是不允许的。如用户租用4MHz带宽，载波却超功率使用多发了3dB，则实际上其已经相当于发了一个8MHz带宽的载波，即使卫星公司允许发射大功率，也会按实际等效载波带宽收费。

    总之，随着中国经济不断发展，卫星通信的应用特别是在应急通信领域的应用越来越广泛，然而我们在手持终端及卫星移动通信系统建设方面还是空白，相信随着自主北斗卫星导航系统的成功，能够促进我国卫星移动通信系统的建设、发展，更好地服务于国民经济建设和应对各种突发的自然灾害。