衛星通信論文模板(10篇)

導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇衛星通信論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

1.2信號處理通過監控軟件完成，為了不占用更多的主線程資源，監控軟件分別建立兩個獨立的線程CThreadBeacon信標機線程類和CThreadModem調制解調器線程類，通過這兩個線程的通信處理載波的關閉與開啟。當確定天線進入遮擋區后，CThreadBeacon信標機線程根據當前的信標強度和調制解調器載波發射的狀態，發送打開或關閉載波的消息給CThreadModem線程。CThreadModem線程主要有兩個作用，一是讀取調制解調器當前的參數，明確設備的工作狀態，二是負責接收由CThrea-dBeacon線程發送過來的消息，根據消息的具體內容，向調制解調器發送相應的控制指令。

車載站在載波發射的行進中，如遇到高大的貨車或小面積的建筑遮擋瞬間遮擋時，這時關閉載波是不必要的，故在信標機線程中，設定當遮擋超過10s后發送關閉消息給調制解調器線程，進而關閉載波發射。同樣在離開遮擋區超過5s后發送開啟消息給調制解調器線程，進而開啟載波發射。具體流程見圖1“載波自動關閉流程圖”。

2實現過程

軟件以visualc++6.0作為開發編譯環境，在基于對話框的應用程序界面中，運用多線程串口通信編程和SNMP網絡編程方法，利用線程間通信機制，完成載波自動關閉功能。軟件啟動時，建立CThreadBeacon線程并啟動運行，運用串口通信編程，在InitInstance函數中，初始化串口參數，線程中使用定時器，頻率為300ms，按照通信協議格式，以查詢方式讀取信標強度，經過適當處理后，以浮點數顯示在監控界面上，范圍是0~10，根據浮點數的大小，來判定天線是否進入遮擋區，如當信標強度小于3時，確定天線進入遮擋區，再以PostThreadMessage的方式發送消息給CThrea-dModem線程。建立CThreadModem線程，運用SNMP網絡編程，在In-itInstance函數中，初始化調制解調器SNMP相關參數，創建兩消息響應函數OnGetParam_Modem用來獲取設備當前狀態，和OnSetParam_Modem用來接收由CThreadBeacon線程發送過來的消息，根據消息的附加參數和當前調制解調器的狀態，確定發送關閉或開啟載波的指令。

篇2

1.2衛星通信的一些劣勢主要的方面有：（1）延遲現象比較常見。（2）傳播過程中由于信號較差，容易出現信號中斷的現象。（3）終端產品的選擇面不廣。

2衛星通信產品的多址體制方式的選擇

衛星通信由于具有廣播和大范圍覆蓋的特點，因此，特別適合于多個站之間同時通信，即多址通信。多址通信是指衛星天線波束覆蓋區內的任何地球站可以通過共同的衛星進行雙邊或多邊通信。目前比較常用的兩種衛星通信多址體制方式為：TDM-FDMA（時分復用-頻分多址）和MF-TDMA（跳頻-時分多址）。（1）多址體制方式一：TDM-FDMA。（2）多址體制方式二：MF-TDMA。

3衛星通信在鐵路應急通信中的應用網絡架構

有時候會因為遇到突發性、嚴重的自然災害、人為因素導致其他所有通信手段無法使用時，而應急指揮中心又急需現場相關資料，這時就可以利用衛星通信覆蓋區域廣和快速部署的優勢將信息發送到應急指揮中心。常規衛星系統現場接入方式可以分成兩種：一種是車載型，一種是便攜型，這兩種衛星接入方式可以視現場情況而定。而對于鐵路應急通信人員來說，以上兩種接入方式均可以采用，但在到達應急現場后，還需要在現場對衛星接入設備進行開設，考慮操作使用人員的技術水平和熟練程度，選擇自動對星的車載或便攜衛星設備就顯得非常的方便，可確保快速建立通信鏈路保證通信。

事發現場人員要將信息傳送到應急指揮中心，在鐵路應急衛星通信系統網絡建設時，可根據實際情況需要，按下文所述三種方案進行建設，如圖1所示。

方式一：在中國鐵路總公司應急中心建立衛星地面通信站，這樣就可以通過應急指揮中心收發數據，再通過地面的有線網絡傳輸到需要數據的各路局應急指揮中心。這種方案對于現代網絡資源的應用比較充分，但在遇到一些突況時，數據可能無法通過地面有線網絡傳輸到需要數據的各路局應急指揮中心，這就導致可能會出現一些無法預知的情況。

方式二：在各個路局的應急指揮中心建立衛星通信站，這樣就可以在發生狀況時迅速的將數據發送到各路局的應急指揮中心，同時各路局也能夠及時的下達指令，進行相關問題的處理。這樣做的好處是各路局應急指揮中心能及時掌握應急現場狀況，但不利的是其建設費用將會大大增加。

方式三：在中國鐵路總公司應急指揮中心以及各路局應急指揮中心均設置衛星通信站，這樣一來，無論發生什么災害情況，各路局應急指揮中心與中國鐵路總公司應急指揮中心都可以實時掌握事發現場情況。這樣做的好處不言而喻，但其建設費用也無疑會昂貴很多。

篇3

我廠在2008年“5.12”特大地震發生后，微波站房屋損壞、電源中斷，蓄電池損壞，鐵塔傾斜；光纜全被打斷，通信機房倒塌等所有通信系統全部損壞。六月初首先在映站建立一個衛星小站，在整個抗震救災過程中，保障了通信暢通，使救災工作得以順利進行。但在使用過程中，該衛星通信系統有明顯不足：①延時太大，無法及時進行相互交流，讓人很難受；②經常無故“死機”，需重新啟動語音網關才能恢復正常通信；③小到中雨就中斷通信。雖然有這些缺點，但是在震后，泥石流頻發，通信線路經常被打斷，或是道路被沖毀（故地埋通信光纜也不現實），危險性太大根本無法架設線路，衛星通信的優勢就非常明顯地體現出來。在恢復重建中，這是一種不可或缺的重要通信手段，我們把缺點盡量進行完善，來滿足人們的通信需求。比如延時大的問題，就可由雙跳改為單跳，延時就會明顯改善，讓人能夠接受。還有將天線尺寸加大，只要不是暴雨，通信還是能保障暢通。總之衛星通信對震后恢復重建中的我廠來說，還是一種重要的通信方式，對及時了解災情，指揮救災能起到關鍵作用。

篇4

1.1.1空間段空間段包括通信衛星以及地面用于衛星控制和監測的設施，即衛星控制中心，及其跟蹤、遙測和指令站，能源裝置等。

1.1.2地面段地面段包括所有的地球站，這些地球站通常通過一個地面網絡連接到終端用戶設備，或直接連接終端用戶設備。地球站的主要功能是將發射的信號傳送到衛星，再從衛星接收信號。地球站根據服務類型，大致可分為用戶站、關口站和服務站3類。

1.2衛星通信系統的工作過程衛星通信系統地球站中各個已調載波的發射或接收通路經過衛星轉發器轉發，可以組成多條單跳或雙跳的雙工或單工衛星通信線路，整個通信系統的通信任務就是分別利用這些線路來實現的。單跳單工的衛星通信系統進行通信時，地面用戶發出的基帶信號經過地面通信網絡傳送到地球站。在地球站，通信設備對基帶信號進行處理使其成為已調射頻載波后發送到衛星。衛星作為中繼站，接收此系統中所有地球站用上行頻率發來的已調射頻載波，然后進行放大和變頻，用下行頻率發送到接收地球站。接收地球站對接收到的已調射頻載波進行處理，解調出基帶信號，再通過地面網絡傳送給用戶。為了避免上下行信號互相干擾，上下行頻率一般使用不同的頻譜，盡量保持足夠大的間隔，以增加收發信號的隔離度。

2衛星通信所使用的頻率

衛星通信所用的頻率大多是C頻段和Ku頻段，但是由于業務量急劇增加，這兩個頻段乃至1—10GHz的頻段都顯得過于擁擠，所以必須開發更高的頻段。現已開發出Ka（26—40GHz）頻段，其帶寬是3—4GHz，遠大于上述兩個頻段。

3衛星通信的基本參數

3.1有效全向輻射功率：也稱等效全向輻射功率，其定義為發射機發出的功率與天線增益的乘積。

3.2噪聲系數和等效噪聲溫度：噪聲系數，定義為接收機的輸入信噪比與輸出信噪比的比值，它用來表示接收機噪聲性能的好壞。根據噪聲理論，電子元器件內部的電子熱運動和電子不規則的運動都將產生噪聲，而且溫度越高，噪聲越大。所以接收機的噪聲可用等效噪聲溫度來衡量。等效噪聲溫度是假設接收機輸入端接一等效電阻，該電阻在一定溫度下與該系統實際產生的噪聲溫度相同的熱噪聲。

3.3載噪比：衛星通信線路中的載波功率與噪聲功率之比，是決定衛星通信線路性能的最基本的參數之一。

3.4地球站的品質因數，定義為接收機天線增益與接收端系統噪聲溫度之比。

3.5衛星轉發器飽和通量密度：表示衛星轉發器的靈敏度，其基本含義是，為使衛星轉發器單載波飽和工作，在其接收天線的單位面積上應輸入的功率。

3.6門限載噪比：為保證用戶接收到的話音、圖像和數據的質量達到一定要求，接收機所必須得到的最低載噪比，也是門限載噪比的含義。

4衛星通信與互聯網

互聯網是全球最大的多媒體商用網絡、信息庫和數字媒體。互聯網和數字技術的發展使得所有信息內容都在網上實現，特別是數字音視頻技術使得可以在互聯網上看電視聽廣播[3]。由于衛星通信具有三維無縫覆蓋能力、遠程通信、廣播特性、按需分配帶寬，以及支持移動性的能力，成為互聯網擺脫自身諸多問題的一個重要途徑，也是向全球用戶提供寬帶綜合互聯網業務的最佳選擇[4]。基于衛星的互聯網是衛星直播、數字音視頻、互聯網的有機結合，作為一個開放、寬頻、實時廣播的網絡平臺，可以提供以下服務。

4.1寬帶互聯網接入，可根據使用者的需求，通過地面網絡和衛星線路回傳。

4.2多媒體服務，比如網頁內容投遞、內容鏡像、緩存、數字電視、商務電視、流式音視頻、軟件分發(更新)、遠程教學、信息商亭等。

4.3交互式應用，如視頻點播、網上學習、網上游戲等。衛星通信與互聯網結合能夠帶來很多益處，同時也應注意到，衛星系統和現有互聯網地面基礎設施之間的結合存在著互操作性問題，再設計和實現基于衛星的互聯網時還存在許多技術挑戰。

5衛星通信與導航定位系統

該系統是以人造衛星為導航臺的星基無線定位系統，其基本作用是向各類用戶和運動平臺實時提供準確、連續的位置、速度和時間信息。目前該技術已基本取代無線電導航、天文測量和大地測量，成為普遍采用的導航定位技術。擁有此技術及能力，國家就會在政治、軍事和經濟等諸多領域占據主導地位，因此世界各大國不惜花巨資發展這一技術。1958年美國為解決北極星核潛艇在深海航行和執行任務中的精確定位問題，開始研究軍用導航衛星，命名為“子午儀計劃”，從1960年起就取消了無線電導航，第二代導航系統即———GPS(GlobalPositioningSyitem)便應運而生。俄羅斯的GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem)是繼GPS之后又一全球衛星導航系統，歐盟與歐空局也開發了新一代衛星導航系統———伽利略（Galileo）系統，習慣上稱其為3G（GPSGLONASSGalileo）系統。我國的導航定位技術始于GPS，從2000年10月開始，我國發射了多顆導航衛星，命名為北斗衛星導航系統，現已覆蓋我國及周邊地區，預計2020年前后覆蓋全球。

6衛星與激光通信

衛星與激光通信是利用激光光束作為信息載體在衛星間或衛星與地面間進行通信。經過多年探索，衛星激光通信已取得突破性進展，逐步成為開發太空、利用廣闊的宇宙空間資源提供大容量、高數據率、低功耗通信的最佳方案，對于國防及商業應用都具有極大的價值。其原理是信息電信號通過調制加載在光波上，通信雙方通過初定位和調整以及光束的捕獲、瞄準和跟蹤建立起光通信鏈路，然后在真空和大氣中傳播信息。其組成有激光光源子系統、光發射/接收子系統、APT子系統和其他一些輔助系統，其工作過程如下：

6.1發射過程。使用不同的激光器，產生信號光和信標光。經準直系統對激光進行光束準直后，具備了合適的發射角，2束光由合束器合成1束光，然后經分光片、精對準機構和天線發射出去。

6.2接收過程。接收到的光經過天線和分光片后，信標光一部分到達粗對準探測器，由粗對準控制器控制和驅動電路控制粗對準機構，完成粗對準和捕獲；信標光另一部分經精對準機構、分光片、分束片到達精跟中蹤探測器，由精對準控制器控制精對準機構，完成雙方的精確對準和跟蹤。信號光由信號光探測器檢測。

7衛星與量子通信

衛星搭載量子通信技術，能夠使人們借助外太空的衛星平臺，建立星地高效自由空間量子信道，實現量子保密通信、星地量子糾纏分發、量子隱形傳態實驗。我國擬在近期發射量子通信衛星，在衛星平臺應用量子技術的能力將達到世界領先水平。

7.1星地量子通信通過自動跟蹤瞄準系統在高速相對運動的地面站和衛星終端之間建立高效穩定的量子信道，地面站隨機發送H/V和+/-四種偏振狀態的單光子信號；接收端接收量子信號，并隨機選擇H/V或+/-基矢對單光子信號進行測量；測量到足夠的量子比特后，接收端將通過經典信道通知發射端其每次測量所用的基矢，拋棄所用基矢不一致的測量結果；接收端再將基矢選擇一致的測量結果取一部分在經典信道公布出來供發射端校驗。通過這一過程就可以在星地之間建立安全的量子密鑰。

7.2星地糾纏分發將糾纏光源放在衛星上，通過搭載在衛星平臺上的望遠鏡系統和自動跟瞄系統同時與兩個地面站之間建立量子信道。將糾纏光子對的兩個光子分別發送給兩個地面站，兩站在滿足類空間隔條件下分別對糾纏光子對進行獨立測量，觀測量子糾纏現象。

篇5

2應用舉例

衛星固定通信臺站天線口徑大波束窄，對天線伺服系統的自動跟蹤性能要求較高，為確保通信效果，需定期測量衛星天線系統的自動跟蹤性能，傳統的測試方法需用頻譜儀在射頻方艙內測試，且測試結果保持和記錄都不方便，利用本系統可以方便進行遠程測試，而且可以將測試結果保存在數據存儲單元中，方便后續查詢和參考。衛星天線跟蹤性能測試流程如下：（1）調整衛星天線使其對準通信衛星；（2）在監控主機上按下述過程設置頻譜儀；a)按衛星信標頻率設置頻譜儀中心頻率，設置SPAN為0到100KHzb)根據信標信號的電平變化范圍設置Sacle/DIV，以使測量過程中的載波電平變化始終落在頻譜儀的可顯示電平范圍內c)根據信標頻率穩定度，選擇盡可能窄的RBWd)根據載波的峰值頻率和功率，調整頻譜儀的中心頻率和參考電平e)利用鍵盤調窄SPAN，重復4f)重復5，將SPAN調整到最小g)將SPAN置0，使載波顯示譜線作水平運動h)輸入掃描時間，確定掃描長度（3）用手控方式調偏衛星天線的方位角和俯仰角，頻譜儀顯示譜線的電平將隨天線偏離衛星而下降（4）啟動天線自動跟蹤功能，觀察衛星信標電平隨時間的變化，記錄自動跟蹤天線的對星過程以及跟蹤速度和精度（5）存儲記錄數據，重復3、4步驟，多記錄幾次測試結果，分析衛星天線自動跟蹤性能。

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2備件性能檢測系統

基于上述備件維護管理策略可知，要實現地球站收發設備備件的離線性能檢測，擬設計構建備件性能檢測系統，以對備件性能的長期穩定性進行測試與維護，使更換備件的上線成功率達100%，確保更換備件的可用性和可靠性，從而為衛星通信系統的連續穩定運行提供可靠保障。地球站收發設備的備件分為系統級備件和部件級備件，其中系統級備件是指具備集成為有線閉環測試系統條件的備件，部件級備件是指不具備集成為有線閉環測試系統條件的備件。依據收發設備的備件分類情況，可將備件性能檢測系統分為系統級備件性能檢測系統和部件級備件性能檢測平臺，組成框圖如圖1所示。

2．1系統級備件性能檢測系統

備件性能檢測系統是針對具備集成為有線閉環測試系統條件的備件進行測試的平臺，其設計思想是:利用信息產生器及模擬轉發器將地球站的發送鏈路和接收鏈路的部分零散備件集成為一個自發自收的有線閉環檢測鏈路，用來完成系統級備件的加電測試，并通過監測環路時延值達到對備件的檢查與維護，確保更換備件的可用性和可靠性。同時，可完成返修設備及新增設備的驗收考核測試、新進人員的業務培訓、模擬故障處理演練等任務，具體組成框圖如圖2所示。

2．2部件級備件性能檢測平臺

部件級備件性能檢測平臺是針對不具備集成為有線閉環測試系統條件的備件進行測試的平臺，其設計思想是:利用信號源、頻譜儀、矢量網絡分析儀、邏輯分析儀、功率計等測試儀器對零散的部件級備件進行定期檢測維護和指標測試，以確保部件級備件的可用性和可靠性。同時，可作為新購置備件的驗收測試平臺，具體組成框圖如圖3所示。

3備件管理系統

3．1備件管理系統的體系結構

對于地球站收發設備的備件設備的管理，傳統的管理方法是直接將備件設備放入庫房，需要時人工從繁雜的備件設備中查找需要更換的備件設備，費時費力且延誤備件上線時間，降低了系統不間斷運行的可靠性;并且在系統備件狀態發生變化時，表格記錄形式無法得到及時更新，容易造成管理上的混亂。因此，為提高備件的使用效率，解決備件分散和備件存取造成的管理混亂等問題，本文建立備件管理系統，通過構建備件信息數據庫，設計實現備件出入庫管理和備件檔案管理流程，實現備件設備信息的科學管理，并為地球站裝備管理和采購提供數據支持。備件管理系統的體系結構如圖4所示。

3．2備件管理系統的功能模塊

本文從系統實用性出發，對信號收發備件管理系統進行需求分析，將系統功能模塊劃分為基本信息管理、備件庫存管理、備件計劃管理、使用信息管理、查詢統計管理、系統信息管理等幾個部分。系統各模塊的功能如下:(1)基本信息管理基本信息管理用來設置系統的基礎數據信息，如用戶信息、備件信息、備件供應商信息、倉庫及庫位信息等，以便為其它的管理模塊提供一個統一規范的基礎性數據，并且方便系統的維護。(2)備件庫存管理備件庫存管理是備件管理系統最為重要的管理模塊之一，該模塊涵蓋了備件從入庫到出庫之間的全部業務流程，主要實現對備件入庫管理、備件出庫管理、備件檔案管理、庫存備件明細、庫存備件匯總以及庫存報警等的管理。(3)備件計劃管理備件計劃管理主要實現備件采購計劃工作中的備件計劃、備件需求統計等功能。(4)庫房管理庫房及存放柜管理是對備件存放的直接映射，通過庫房信息以及備件存放位置的信息，方便快捷地將備件定位到庫房存放柜中，解決了原始的紙面記錄或無庫存記錄造成的弊端。(5)使用信息管理使用信息管理主要記錄備件上機使用情況，為合理采購備件，提供了第一手資料。(6)查詢統計管理查詢統計管理可提供靈活多樣且直觀的查詢統計方式，統計出的數據準確可靠，用戶可以通過統計匯總出各個備件的庫存、維修、使用等數據，為領導決策提供依據。(7)系統信息管理系統信息管理主要完成對信號收發備件管理系統的用戶信息和用戶密碼修改的管理。

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2戰略與基礎設施模塊垂直過程分組細化設計

戰略與基礎設施模塊垂直過程分為戰略和基礎設施生命周期管理兩個垂直過程分組，如圖3所示。戰略指出了為開發和實現某個特定市場戰略所需的資源建設重點任務，基礎設施生存期管理過程驅動和支持為客戶提品。它們的重點是滿足客戶對商務的期望，包括為客戶提供的產品或服務、支持運營服務的基礎設施，或者在企業為客戶提品的過程中涉及的供應商或合作伙伴。（1）戰略。該過程負責制定支持產品服務和基礎設施的戰略，還負責在企業內為實現這些戰略而建立的規劃方案的落實實施。它覆蓋了市場、客戶、產品服務和資源各種層次的運營，通過所基于的服務和資源及涉及到的供應商/合作伙伴來滿足客戶需求。戰略高度重視分析研究，其給出企業內專門的業務戰略和業務購入策略的側重點，戰略實現的成功與否需要進行有效性跟蹤，并且在必要時做相應的調整。（2）基礎設施生命周期管理。基礎設施生命周期管理負責對基礎設施的性能進行評估，并確定新的基礎設施或新服務引進開發和建設部署，從而為滿足市場和客戶需求的運營服務提供支撐。因此，基礎設施生命周期管理對客戶需求響應和提供企業競爭力具有重要的意義。

3戰略與基礎設施模塊水平過程分組細化設計

與運營和服務模塊的四個水平分組相對應，戰略與基礎設施模塊也有四個水平的功能過程分組：營銷和定價、業務規劃和建設、資源規劃和建設、供應鏈開發和管理。這四個水平的功能過程分組為戰略與基礎設施模塊的垂直過程分組提供支持。如圖4所示。（1）營銷和定價。該部分包含制定和實施營銷和定價策略、開發新的服務和產品、管理已有的產品等所有必須的功能。在競爭越來越激烈的衛星運營市場，革新的速度和品牌的認同決定了企業的成功，因此營銷和定價管理是很重要的業務過程。（2）業務規劃和建設。為運營過程提供支持，強調業務的計劃、開發和交付。它包括制定業務生成和設計的策略；管理和評估現有業務的性能、確保有相應的能力以滿足未來業務發展的需要。（3）資源規劃和建設。為運營過程提供支持，強調衛星資源等基礎設施的規劃、建造和交付。主要包括衛星資源建造、知識共享庫建設和基礎設施配套互聯互通，管理和評估現有資源的性能，確保擁有可滿足未來業務發展需要的資源能力。（4）供應鏈開發和管理。強調企業與供應商及合作伙伴的交互，負責建立和維護企業與供應商及合作伙伴之間的所有信息流和資金流，確保企業能夠選擇最好的供應商和合作伙伴；確保企業有相應的能力與它的供應商和合作伙伴進行交互；確保供應商和合作伙伴能夠及時地交付所需要的產品，并且供應商和合作伙伴對企業的整體的性能和貢獻優于垂直集成的企業。

4企業管理模塊分組細化設計

企業管理模塊是為完成衛星通信企業所進行的任何商業運行所必須的基本的業務過程，我們將衛星運營企業管理劃分為若干功能部分，主要包括企業發展規劃，品牌管理、市場調研和廣告，財務和資產管理，人力資源管理、利益相關者和外部關系管理，企業質量管理、流程、IT規劃和架構，知識管理和黨群紀檢管理，如圖5所示。

5衛星通信業務基本框架的系統集成

衛星通信業務基本框架通過自頂向下和分層分級分解方法，描述了整個衛星通信業務運行過程，涵蓋了衛星通信企業的完整業務鏈，包括衛星基礎設施、運營服務、衛星建造商、衛星應用供應商和合作伙伴等部分，形成了一個全方位的衛星通信業務框架模型，如圖6所示。同時，我們可通過分層分級分解方法，根據任務需要，對衛星通信業務基礎框架模型各個過程開展更進一步細化和發展，形成更為詳細的衛星通信業務基本框架第二層級視圖，如圖7所示。此外，在基礎框架的一、二級視圖基礎上，我們可以進一步細化和描述業務關鍵環節，很簡便的繪制出各關鍵環節的直觀流程圖。綜合以上研究成果，我們認為，衛星通信業務基本框架提供了一個企業內部整體活動圖景的全方位描述，可結合運用錢學森綜合集成思想，以基本框架為指導，利用信息網絡技術，以人機集合的方式，開展衛星通信業務的運營管理平臺建設、企業知識共享庫建設、流程重組、機構優化調整等現實工作，助力企業實現運營管理的流程化和智能化，進一步提高運營效益和服務水平。本文所建立的衛星通信業務基本框架強調以客戶為中心，面向外部客戶提供業務交付。可為衛星通信企業的高層決策者提供了一個便利的評估工具，可以用于評估、指導整個企業的業務活動，使得企業中的所有組織都能夠識別企業職責范圍內的重要生產管理過程；為衛星通信運營服務的規范標準化、流程化、高效化服務提供思路；并能夠以一種低成本高效率的方式實現企業自動化，增強服務提供商的企業管理能力，為企業提質增效打下堅實的基礎。衛星通信業務基本框架的主要優點和功能還體現在：一是在戰略方面體現了對衛星和其他軟硬件基礎設施資源的全生命周期管理和一體化管理的理念。二是在運營方面體現了面向客戶關系管理、對客戶提供端到端的快速的服務交付和營銷理念。三是在企業管理流程方面明確標識了企業管理流程，把企業管理流程和運營、戰略作為一個整體，以便企業中的每個人都能夠確定其關鍵流程，從而使整個企業在流程框架中高效運行。

篇8

2組合導航姿態估計模型的建立

為降低系統實現的復雜程度，采用位置和速度的松組合模式，這種模式有兩個優點：（1）動中通姿態估計系統工程實現容易，組合導航算法的計算量小、實時性好；（2）GPS和INS兩個系統保持獨立工作，當其中某個系統出現故障時，系統可繼續保持工作，有效地保證了算法的連續性。選取慣性導航系統的基本方程和四元數隨時間的更新方程作為系統方程。系統的可觀性是考察卡爾曼濾波器性能的重要方法，對于一個完全可觀測的系統，狀態估計的效果取決于系統噪聲和測量噪聲；然而對于狀態不可觀測的系統，即使噪聲的影響很小甚至可以忽略時，仍然得不到狀態的精確估計。由組合導航姿態估計的速度誤差方程可知，橫滾角和俯仰角可以通過位置和速度信息間接可觀，而航向角的可觀性取決于載體的機動特性。因此，組合導航姿態估計航向角可觀性弱，姿態角估計精度低、易發散，僅使用組合導航算法無法獲得精確的姿態角估計值。單基線GPS在路況較好的情況下可以提供精確的航向信息[10]，因此，當單基線GPS有效時，可以利用單基線GPS航向角作為外部觀測量，改善航向角的可觀性，提高航向角的估計精度。

3算法實現

3.1開關自適應UKF組合姿態估計算法單基線GPS對空視環境提出了嚴格要求，當移動衛星地球站在行駛過程中GPS信號受到遮擋時，單基線無法輸出精確的航向角。若單基線GPS中的一個GPS天線可以輸出速率信息，此時，可以利用單天線GPS的航跡角進行輔助。在載體直線行駛時，單天線GPS測量得到的航跡角與載體的航向角一致，但是當載體轉彎時，側滑角會對航向角估計值產生干擾，使得航跡角與真實航向角之間產生偏差，此時，不可以使用單基線GPS的航跡角作為輔助手段。當檢測到載體轉彎時，可以通過陀螺積分短時間維持姿態角的有效輸出。綜上所述，根據GPS的使用特點和移動衛星地球站載體的行駛路況，設計自適應組合導航算法，判斷規則。當單基線GPS收星數目大于，即能夠提供航向信息時，算法通過單基線GPS航向角輔助進行姿態估計；當單基線GPS收星數目小于，即單基線GPS不能提供航向信息時，利用GPS航跡角輔助觀測；當單基線輸出信息全部無效時，利用陀螺的短時精度保持系統的有效輸出，系統的原理如圖2所示。

3.2參數切換UKF組合姿態估計算法擴展卡爾曼濾波（ExtendedKalmanFilter,EKF）是姿態估計領域應用最為廣泛、最為成熟的非線性濾波方法，但是其存在線性化誤差，且當線性化假設不成立或初始誤差較大時，濾波器性能會下降甚至發散。此外，EKF需要計算狀態方程的雅可比矩陣，計算復雜、不易實現。無跡卡爾曼濾波（UnscensedKalmanFilter,UKF）是一個以最優高斯近似的卡爾曼濾波器架構為基礎所發展的遞歸式最小均方根誤差估計器，估計精度高，無需計算雅克比矩陣、計算量適中，滿足動中通天線波束指向要求，因此選取UKF作為姿態估計算法。UKF濾波算法是基于UT變換的卡爾曼濾波算法，其基本思想是用一定數量的樣本通過UT去近似系統的真實分布，由被估計量的先驗均值和方差產生一批離散的與被估計量具有相同的概率統計的采樣點，其經過非線性變換后，生成后驗的均值和方差，基于參數切換的組合導航采用UKF算法步驟如下。

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二、二次變速方法

由于忽略了各模塊內部的處理時延，上節描述的傳統方法的時延，在一次變速的限制下已減至最小。觀察圖2發現，Dt的長度正好是分組編碼附加的全部監督碼元的長度。也就是說，除了首個碼組的信息碼元是無延時地輸出外，其它碼組的信息碼元都是被延時后再輸出的。隨著分組編碼不斷在碼組后插入監督碼元，越靠后的碼組的延時就越大。要想減少該延時，就必須把首個碼組進入編碼模塊的時刻盡量提前。觀察圖3同樣發現，雖然最后1個碼組的解碼結果的最早輸出時刻是固定的，但其它碼組的結果若能盡早輸出，就可以減小時間差Dr的長度。當然全部碼組的輸出仍然要互相連接不能分離，供信息解幀模塊使用。為此本文提出一種二次變速的方法，在信息速率和信道速率之間增加中間速率，用于成解幀和編解碼的部分處理。通過將碼組盡早輸入或輸出分組編解碼模塊，進一步減小調制解調時延，新方法的成解幀時序分別如圖4和圖5所示。圖4中，信息速率為3kbps的連續數據流經緩存后，被提速至中間速率3.625kbps進行信息成幀，并送入分組編碼模塊。同樣不考慮編碼延遲，即監督碼元可在高速時鐘下得到。當分組編碼模塊使用信道速率輸出時，Dt的長度正好是最后1個碼組的監督碼元的長度。其它碼組在中間速率的作用下，與傳統方法相比，因為提前進入了編碼模塊，已經被提前輸出了。在每幀包含多個碼組的情況下，新方法在發端減少時延的效果將更加明顯。圖5中，通過在分組解碼模塊的輸出端使用中間速率，與傳統方法比較，雖然最后1個碼組的開始輸出時刻不變，但其它碼組的開始輸出時刻被提前。繼續使用該中間速率進行信息解幀后，緩存降速至信息速率的開始輸出時刻也就被提前了。簡單計算可知，此時的Dr約為104.8比特(信道速率)。顯然，中間速率越小，Dr的值將越小。若碼組的信息碼元數不變，每幀包含的碼組越多，Dr的值也將越小。

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1．2性能分析CFDAMA基本接入方式能夠實現較好的時延/吞吐量性能。CFDAMA－PA成功的將按需分配和自由分配結合在一起，采用固定預約時隙分配的形式來保證用戶接入的公平性和實際業務需求量，在信道負荷較低的時候，其平均時延和固定分配方式保持一致，在信道負荷逐漸增大和接入用戶數變化較大時，存在資源利用率下降的問題。CFDAMA－RA在低信道負荷時由于采用的競爭方式進行接入，對信道利用率更高，但對于用戶接入的公平性卻不能保證，并且存在接入過程中的碰撞，在高信道負荷時碰撞概率逐漸增大，平均時延性能也急劇下降。CFDAMA－PB通過對上行數據幀結構的改進，減小了用戶發送預約時隙請求的間隔時間，但隨著信道負荷的增大，某些用戶會因為其他用戶預約請求的資源占用導致無法發出預約時隙請求，同樣不能保證接入的公平性。因此，如何保證用戶的接入時延和接入過程中的公平性，成為本文的一個研究重點。

2CFDAMA－PRI

2．1CFDAMA－PR由于當前網絡數據業務大多突發性較強并且業務類型呈現多樣性，抽象出來這類數據業務流通常用ON－OFF信源模型來表示［5］。而在此信源模型的情況下，數據業務具有很強的突發特性，用戶的預約時隙請求也帶有很強的隨機性和不確定性。基本的CFDAMA接入方式此時由于多次請求造成的再分配策略和預約請求的沖突概率增大，在信道負荷較高和接入用戶數逐漸增大時，其性能受到明顯的影響。CFDAMA－PR協議在用戶時隙申請階段對發送隊列的堆積狀況進行判斷，比較當前時刻和上一時刻發送隊列中數據分組的差值Δ，如果Δ＞0表示當前發送隊列有數據包的堆積，則通過加權的方式向星上調度器發送更多的預約時隙請求［6］。該協議的好處在于實際應用中可以根據用戶發送隊列的堆積情況獲得更多的分配時隙，能在突發數據分組到來情況下實時的將新的數據分組發送出去。因此，本文在CFDAMA－PR的基礎上提出了基于用戶優先級排序的改進協議CFDAMA－PRI，優化星上調度算法，進一步保證接入的時延性能和接入的公平性。

2．2用戶優先級排序在對CFDAMA－PRI優先級排序的詳細描述過程中，設置如下的參數。在衛星收到上行鏈路幀之后，進入星上處理的優先級排序階段。資源調度器的按需分配表如表1所示，每個預約用戶都含有優先級條目，衛星在收到上行幀之后，首先獲取每個用戶的預約時隙數，按照從高到低的順序對用戶進行排序并設置優先級號prinumber_i，優先級號越小代表當前用戶申請的預約時隙數越多，然后根據優先級號從小到大的順序依次將用戶ID填入按需分配表中，因為有預約時隙申請并且foreslots_i＞0的用戶排在按需分配表的前端，所以由表1可以看出，a≤k。如果frame_slotsremain＞0，代表當前還有剩余時隙可供自由分配，此時資源調度器實施按需分配方式，將已經分配過的用戶從按需分配表中刪除，同時在自由分配表中將該用戶移到表的尾端，按需分配完成之后，資源調度器為自由分配表中的用戶輪詢分配剩余時隙，直到將剩余時隙分配完。由于按需分配中用戶的優先級設置，有預約時隙申請的用戶在自由分配表的尾端仍然是按照優先級號從小到大的順序進行排列，這樣可以保證在輪詢的過程中時隙需求量大的用戶仍然可以得到更高的時隙分配權。CFDAMA－PRI的下行幀同樣分為控制部分和數據部分，如圖3所示，資源調度器根據按需分配表中各個用戶優先級號從小到大的順序將響應信息填入相應的時隙中。當用戶收到下行鏈路幀時，時隙請求量越大的用戶就能越快的獲取衛星的分配時隙。

3仿真分析

本文采用OPNET仿真平臺［7］，將基本的CF-DAMA－PA、CFDAMA－PR和改進的CFDAMA－PRI進行對比仿真。具體的仿真參數設置如表2所示。對信道負荷固定但用戶數目變化條件下的仿真結果進行分析，目的是為了得出CFDAMA－PRI的時延性能和在用戶接入公平性方面的優越性。選取信道負荷為0．8，用戶數目依次為5、10、20、40、80，CFDAMA－PA的預約時隙數為20，得到的仿真結果如圖5、圖6所示。由仿真結果可以看出，當系統中用戶數不斷增大時，由于CFDAMA－PA在一個鏈路幀中僅使用了一部分時隙用作預約請求時隙點，那么更多有請求的用戶就無法通過預約時隙點接入鏈路幀，加之信道負荷較大，突發數據強，用戶申請時隙的不確定性也大。如果增大預約請求時隙數的比例也會以犧牲數據時隙為代價，平均時延和隊列的分組累積同樣會增加。CFDAMA－PRI則采用CFDAMA－PR對信源突發數據分組的計算方法，并使用優先級排序的方法對時隙需求量大的用戶給予更高的時隙分配權，確保了用戶的可接入次數，降低了時延，提高了接入公平性。