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篇(1)

MAC層有MAC－Idle、MAC－Shared、MAC－DTM、MAC－Dedicated四個狀態(tài)［4］。它們之間的轉(zhuǎn)換圖如下。

1．1MAC－Idle狀態(tài)MAC－Idle狀態(tài)中不存在TBF，MES監(jiān)視CCCH上子信道的相關(guān)傳呼。MES可能采用DRX(非連續(xù)接收)監(jiān)視CCCH。在MAC－Idle狀態(tài)，上層可請求傳輸一個上層PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)，這就會觸發(fā)在PDCH上建立一個TBF并由Idle狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC－Shared狀態(tài)，或者有可能通過RRC流程或者是RLC/MAC流程在DCH上觸發(fā)建立一個TBF，MES會在完成建立DCH后由Idle狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC－Dedicated狀態(tài)。

1．2MAC－Shared狀態(tài)在MAC－Shared狀態(tài)中，MES分配無線資源提供TBF用于在一個或多個PDCH上產(chǎn)生點到點連接。TBF用于在網(wǎng)絡(luò)和MES之間單向傳輸上層PDU。在MAC－Shared狀態(tài)，上層可請求傳輸一個上層PDU，這就會通過RRC流程在DCH上觸發(fā)建立一個TBF，這將會使MES由MAC－Shared狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC－DTM狀態(tài)。當上行鏈路和下行鏈路中的TBF都被釋放時，MES返回到MAC－Idle狀態(tài)。當重新配置PDCH到DCH的所有無線承載，釋放完P(guān)DCH上所有的TBF并建立第一個DCH時，MES將會由MAC－Shared狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC－Dedicated狀態(tài)。

1．3MAC－DTM狀態(tài)在MAC－DTM狀態(tài)MES將無線資源分配給一個或多個DCH和一個或多個PDCH。在MAC－DTM狀態(tài)當所有在PDCH上上行或下行的TBF都被釋放之后，MES進入MAC－Dedicated狀態(tài)。在釋放了所有的DCH之后，MES進入MAC－Shared狀態(tài)。在釋放了所有的PDCH和DCH之后，MES進入MAC－Idle狀態(tài)。

1．4MAC－Dedicated狀態(tài)在MAC－Dedicated狀態(tài)MES分配無線資源以提供一個或多個DCH(專有信道)。在釋放掉所有的DCH之后，由MAC－Dedicated狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC－Idle狀態(tài)，當從DCH到PDCH(分組數(shù)據(jù)物理信道)的所有無線承載都被重新配置以后，MES將會在釋放完所有的DCH并在PDCH上建立第一個TBF時由MAC－Dedicated狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC－Shared狀態(tài)。

1．5MAC層對組呼的支持由于GMR－1系統(tǒng)的MAC層不支持組呼功能，所以要對MAC層做一些改變。我們設(shè)計了組呼模塊，它和單呼模塊是并列的關(guān)系。根據(jù)邏輯信道的映射和MAC層的狀態(tài)來區(qū)分單呼和組呼兩個模塊通道。組呼工作在電路域，只跟DCH有關(guān)，跟PDCH無關(guān)［5］。所以在MAC狀態(tài)機中加入兩個狀態(tài)，分別是MAC－Ready－Gcc(組呼控制)狀態(tài)和MAC－Dedicated－Gcc狀態(tài)。工作在MAC－Dedicated－Gcc狀態(tài)下的主/被叫移動臺，正常接收MACDATA，狀態(tài)不變;在釋放掉所有DCH后，由MAC－Dedicated－Gcc狀態(tài)轉(zhuǎn)入MAC－Idle狀態(tài)。主叫移動臺發(fā)起組呼時，RRC層利用原語參數(shù)配置MAC層狀態(tài);接收下行報文時，MAC層根據(jù)MAC－Dedicated－Gcc狀態(tài)將消息遞交給上層組呼模塊。圖4是主叫用戶的組呼MAC轉(zhuǎn)移圖。被叫側(cè)成員移動臺根據(jù)接收到的NCH邏輯信道通知MAC層轉(zhuǎn)入MAC－Dedicated－Gcc狀態(tài)，工作在組呼模塊。流程如圖所示。圖5是被叫成員移動臺組呼MAC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。集群組呼中，網(wǎng)絡(luò)要向多個成員移動臺發(fā)送尋呼通知消息，因此需要采用廣播的方式發(fā)送。我們增添NCH為組呼通知信道。由于系統(tǒng)資源有限，這里我們借用未配置的CBCH邏輯信道的位置來配置NCH邏輯信道，NCH邏輯信道的突發(fā)結(jié)構(gòu)和調(diào)制解調(diào)編解碼方式與CBCH邏輯信道保持一致。例如，如果BCCH指派CBCH使用第一幀，則NCH使用2、3、4幀，如果BCCH指派CBCH使用第1、2幀，則NCH使用3、4幀，余此類推。

2MAC層PTT競爭隨機接入回退策略

當組呼講話方釋放組呼上行信道時，講話方用戶在上行DACCH(專有隨路控制信道)信道上發(fā)送“UPLINK_RELEASE”消息，表明講話完畢。當一個組呼中有幾個用戶要同時講話時，會產(chǎn)生講話權(quán)的競爭。組呼成員也可能有不同的優(yōu)先級，這時候需要一種競爭策略來解決［6］。以下舉例為組呼信道采用8時隙結(jié)構(gòu)，編碼的話音為2．4kbits/s。網(wǎng)絡(luò)收到講話方上行信道的“UPLINK_RE-LEASE”消息以后，在組呼信道的下行信道的DACCH上向所有組呼移動臺發(fā)送“UPLINK_FREE”消息，表明上行信道空閑，允許新的講話方使用上行信道。需要講話的組呼用戶，在下行信道上收到“UP-LINK_FREE”消息以后，采用直接強占和隨機接入相結(jié)合的方式，在組呼上行信道發(fā)送“UPLINK_AC-CESS”消息，消息被封裝在NT5上，直接搶占第一幀，隨后的隨機時間選擇為T，回退的最大幀數(shù)為F，則T=40ms*F?？紤]到2比特的用戶優(yōu)先級，讓優(yōu)先級高的用戶有較大的概率競爭成功，設(shè)用戶優(yōu)先級為m，退的次數(shù)為n，回退的最大幀數(shù)為F，則F=(m+5)*n，其中m=1，2，3;n≥1。

當n=0的時候，四個級別的用戶都搶占第一幀，此時F=1。用戶優(yōu)先級m和回退次數(shù)n與回退最大幀數(shù)F關(guān)系部分如表1所示。下面以用戶優(yōu)先級m=0為例，隨后的隨機時間選擇為200ms(5幀)，400ms(10幀)，600m(15幀)，和800ms(20幀)總計2s秒鐘的時間爭用上行信道，方法如圖6所示。按下PTT移動臺，在最初開始的一幀直接發(fā)送“UPLINKACCESS”請求，若有碰撞，隨機占用之后的5幀之一發(fā)送“UPLINKACCESS”請求，若還有碰撞，隨機占用后續(xù)10幀之一發(fā)送“UPLINKAC-CESS”請求，還有碰撞，隨機占用后續(xù)15幀之一發(fā)送“UPLINKACCESS”請求，一直到，隨機占用后續(xù)20幀之一發(fā)送“UPLINKACCESS”請求，任意幀周期，當下行鏈路由“UPLINKFREE”轉(zhuǎn)換成“UPLINKGRANT”時競爭結(jié)束。任何一個按下PTT的移動臺直接搶占最初的一幀發(fā)送“UPLINKACCESS”，在后續(xù)的2秒鐘的時間內(nèi)又可以競爭上行信道四次，競爭期間，如果收到網(wǎng)絡(luò)在下行信道上發(fā)送“UPLINK_GTANT”，則競爭結(jié)束。

當網(wǎng)絡(luò)成功收到一個“UPLINK_ACCESS”消息以后，在組呼信道的下行DACCH信道上發(fā)送“UP-LINK_GRANT”消息，用于告知競爭成功用戶可以使用上行信道，其它用戶不再進行競爭，直到再次收到“UPLINK_FREE”消息為止。這里我們考慮的是有競爭沖突時，保證優(yōu)先級高的用戶有較大的概率競爭成功。通過以上的描述，分析計算可得。從公式可以看出，優(yōu)先級高的用戶，產(chǎn)生沖突的概率低，這樣就很好的保證了優(yōu)先級高的用戶有較大的概率競爭成功。假設(shè)一個優(yōu)先級為0、3的用戶，其競爭產(chǎn)生沖突的概率曲線如圖7所示。從圖中可以看出，優(yōu)先級高的明顯比優(yōu)先級低的沖突概率小，當n的取值逐漸變大，p越小，當n為5時，概率幾乎為零了。事實上，n值不能取很大，應(yīng)為值越大，雖然沖突概率很小，但是從PTT按下到響應(yīng)這個時延過大，這不是我們所期望的。所以這個退避算法兼顧了n值不能太大，沖突概率小。

3結(jié)語

篇(2)

1.1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上，系統(tǒng)可劃分為終端和綜合信關(guān)站兩大部分。終端包含用戶識別模塊，綜合信關(guān)站由收發(fā)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)、衛(wèi)星信號監(jiān)測管理、移動交換中心等網(wǎng)絡(luò)部件組成，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)見圖2。用戶話音和數(shù)據(jù)通過業(yè)務(wù)信道在終端和信關(guān)站之間傳輸，當系統(tǒng)內(nèi)部終端之間相互通信時，由信關(guān)站轉(zhuǎn)發(fā)信號，傳輸路徑經(jīng)歷了2跳衛(wèi)星鏈路。當衛(wèi)星終端與網(wǎng)外用戶通信時，信號經(jīng)歷1跳衛(wèi)星鏈路由信關(guān)站的移動交換中心GMSC（GatewayMobileSwitchingCenter網(wǎng)關(guān)移動交換中心）與PSTN、PLMN（PublicLandMobileNetworks公共陸上移動網(wǎng)絡(luò)）和SMC（SortMessageCenter）建立連接。同步軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)單跳延遲大約270毫秒。

1.2衛(wèi)星移動終端SMT（SatelliteMobileTerminal）SMT是基于“北斗”的衛(wèi)星移動通信試驗系統(tǒng)的用戶終端，用戶使用SMT接入試驗網(wǎng)得到所需的通信服務(wù)。為區(qū)別試驗網(wǎng)內(nèi)不同的用戶，使用用戶識別模塊UIM（UserIdentityModule）予以識別。每個移動終端都有各自的衛(wèi)星設(shè)備識別號SMEI（SatelliteMobileEquipmentIdentity）。每個移動用戶都有自己的衛(wèi)星移動用戶識別號SMSI（SatelliteMobileSubscriberIdentity），分別存儲在UIM上和SHLR（SatelliteHomeLocationRegister）上。

1.3綜合信關(guān)站SGS（SynthesizeGatewayStation）

綜合信關(guān)站由收發(fā)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)、衛(wèi)星資源監(jiān)測與管理、移動交換中心等網(wǎng)絡(luò)部件組成。

1.3.1收發(fā)系統(tǒng)GTS（GatewayTransceiverSystem）它受控于GSC，包含射頻子系統(tǒng)和信道處理子系統(tǒng)。射頻子系統(tǒng)完成衛(wèi)星射頻信號和中頻或基帶信號之間的轉(zhuǎn)換功能，信道處理子系統(tǒng)完成信道調(diào)制/解調(diào)、幀處理、交織/解交織、編碼/譯碼和信道映射等功能。它完成GSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)SMT和GTS之間通過衛(wèi)星傳輸及相關(guān)控制功能。

1.3.2業(yè)務(wù)控制系統(tǒng)GSC（GatewayServiceControl）GSC是地面信關(guān)站的控制部分，它處于GTS和移動業(yè)務(wù)交換中心GMSC之間。一個GSC可以連接和控制幾個GTS，在試驗系統(tǒng)中只有一個GTS。它的主要功能是無線信道的管理、實施呼叫和通信鏈路的建立和拆除，移動臺切換管理，話務(wù)量統(tǒng)計等。

1.3.3衛(wèi)星資源監(jiān)測與管理SRMM（SatelliteResourceMonitor&Management）衛(wèi)星資源監(jiān)控與管理完成對衛(wèi)星資源的監(jiān)控與協(xié)調(diào)管理工作，包括了：衛(wèi)星頻譜與信號監(jiān)測、衛(wèi)星工作狀況監(jiān)測與系統(tǒng)管理、運行狀況與工作模式管理、信關(guān)站與地面運控網(wǎng)進行信息交互與處理、天線與射頻狀態(tài)監(jiān)視。

1.3.4移動交換中心GMSC(GatewayMobileServiceSwitchingCenter)移動業(yè)務(wù)交換中心由軟交換SS（SoftSwitch）、AAA（AuthenticationAuthorizationAccounting）服務(wù)器、操作維護中心OMC（Operation&MaintenanceCenter）、衛(wèi)星接入網(wǎng)關(guān)SAG（SatelliteAccessGateway）、地面接入網(wǎng)關(guān)TAG（TerrestrialAccessGateway）等實體組成。①軟交換SS（SoftSwitcher）完成移動呼叫接續(xù)、控制、無線資源和移動性管理等功能，是衛(wèi)星移動通信試驗網(wǎng)的核心，同時也是與地面固網(wǎng)和實驗網(wǎng)的接口設(shè)備。②AAA服務(wù)器認證：用戶在使用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的資源時對用戶身份的確認。授權(quán)：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)授權(quán)用戶以特定的方式使用其資源。計費：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)收集、記錄用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的使用，以便向用戶收取資源使用費用，或者用于審計等目的。AAA服務(wù)器含衛(wèi)星歸屬位置寄存器SHLR（SatelliteHomeLocationRegister）與地面移動網(wǎng)的HLR類似，SHLR是用來存儲本地用戶位置信息的數(shù)據(jù)庫，每個衛(wèi)星移動用戶必須在某一個SHLR登記，不同之處是試驗網(wǎng)將衛(wèi)星移動設(shè)備標識寄存器集成到SHLR之中。登記的主要內(nèi)容有：用戶號碼、移動設(shè)備號碼、位置信息、業(yè)務(wù)信息等。試驗系統(tǒng)暫不考慮衛(wèi)星訪問位置寄存器SVLR（SatelliteVisitorLocationRegister），但設(shè)計時應(yīng)該留有擴充的空間。③地面接入網(wǎng)關(guān)TAG地面接入網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)與地面PSTN，PLMN和短消息中心的接口，信令轉(zhuǎn)換，業(yè)務(wù)合成、分解、存儲和傳輸?shù)膶嶓w。地面接入網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)試驗系統(tǒng)與地面其它網(wǎng)絡(luò)的多種業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換和互通。④衛(wèi)星接入網(wǎng)關(guān)SAG衛(wèi)星接入網(wǎng)關(guān)是業(yè)務(wù)控制分系統(tǒng)GSC和移動交換中心GMSC的接口實體。⑤操作管理中心OMCOMC是網(wǎng)絡(luò)擁有者對全網(wǎng)進行監(jiān)測和操作的功能實體。

1.4系統(tǒng)接口定義

1.4.1UIM－SMT接口衛(wèi)星移動終端SMT到用戶識別模塊UIM接口，SMT在注冊、實現(xiàn)雙向鑒權(quán)、加密、信息存儲時要與UIM交互信息和數(shù)據(jù)。

1.4.2S－Um接口S－Um接口又稱SMT－GS衛(wèi)星空中接口，是衛(wèi)星移動試驗網(wǎng)的主要接口之一。對衛(wèi)星移動通信而言，大部分信令都是和SMT相關(guān)，S－Um接口傳遞的信息包括了無線資源管理、移動性管理和接續(xù)管理等。S－Um接口與衛(wèi)星移動通信試驗系統(tǒng)采用的體制密切關(guān)聯(lián)，相互決定。

1.4.3Am接口Am接口是信關(guān)站內(nèi)部GTS和GSC之間的內(nèi)部接口。

1.4.4A接口A接口是衛(wèi)星地面信關(guān)站和GMSC之間的接口，該接口攜帶關(guān)于信關(guān)站的管理、呼叫處理和移動性管理等信息。采用SIP和RTP協(xié)議分別傳輸信令和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過TCP/IP承載傳輸。

1.4.5R接口R接口為GMSC與AAA之間的接口，GMSC通過該接口向AAA服務(wù)器和SHLR查詢被叫衛(wèi)星移動用戶的選路信息，以便確定呼叫路由，呼叫時對用戶進行鑒權(quán)，并在呼叫結(jié)束時向AAA發(fā)送計費信息。試驗系統(tǒng)的SHLR與信關(guān)站放在一起。

1.4.6P接口為綜合信關(guān)站的地面接入網(wǎng)關(guān)與地面網(wǎng)絡(luò)的接口，傳遞業(yè)務(wù)及控制信息。

1.5系統(tǒng)通信體制為了適應(yīng)衛(wèi)星資源，試驗系統(tǒng)采用CDMA通信體制。前向信道（衛(wèi)星到終端）和反向信道（終端到衛(wèi)星）各占用不大于8MHz頻譜帶寬。見圖3。前向和反向信道采用擴頻方式，將2.4kbps的數(shù)據(jù)經(jīng)成幀、編碼、交織、加密處理后，由擴頻序列將頻譜展寬。前向信道由以下信道組成：PICH（PilotChannel）：前向?qū)ьl信道，為參考信道，終端由它獲取相干解調(diào)及同步信息；SCH（SynchronizationChannel）：同步信道，發(fā)送定時參數(shù)，系統(tǒng)參數(shù)；PCH（PagingChannel）：尋呼信道，用于尋呼用戶，發(fā)送短消息和系統(tǒng)消息；BCH（BroadcastChannel）：廣播信道，為終端提供廣播業(yè)務(wù)；DSCH（ForwardDedicatedSignalChannel）：前向?qū)Ｓ眯帕钚诺?，傳送專用信令，在通信過程中傳輸交換信令；TCH（TrafficChannel）：業(yè)務(wù)信道，承載語音和短消息業(yè)務(wù)，試驗系統(tǒng)使用1～30條。反向信道由以下信道組成：RACH（RandomAccessChannel）：反向隨機接入信道，用于終端發(fā)起呼叫、被叫和注冊時傳輸信令；RTCH（ReversedTrafficChannel）：反向業(yè)務(wù)信道，承載語音和短消息業(yè)務(wù)；RDSCH：（ReversedDedicatedSignalChannel）：反向?qū)Ｓ眯帕钚诺?，用于通信過程中交換信令。前向信道采用正交的Walsh碼區(qū)分用戶和控制信道，碼片速率4.9152Mcps，調(diào)制方式為QPSK，信道編碼為1/3卷積編碼。反向信道采用隨機碼區(qū)分用戶，碼片速率4.9152Mcps，調(diào)制方式為HPSK，信道編碼為1/3卷積編碼。

2系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)的工作原理見圖4。用戶終端對語音、數(shù)據(jù)、短消息進行信息處理、基帶處理、射頻處理形成頻率為L的射頻信號后，由天饋單元發(fā)向衛(wèi)星。衛(wèi)星接收到用戶所發(fā)的信號后，進行放大、變頻、濾波等處理，經(jīng)C波段天線發(fā)向信關(guān)站。在綜合信關(guān)站中，由專用C波段天線接收衛(wèi)星發(fā)來的入站信號，經(jīng)低噪放、下變頻處理成中頻信號（70MHz），經(jīng)中頻分路后送往兩個16路解調(diào)器，解調(diào)后數(shù)據(jù)接入本地局域網(wǎng)，通過信令處理與軟交換完成與對方用戶的連接，建立通信信道。信息經(jīng)信關(guān)按協(xié)議處理后送往交換機，交換機將數(shù)據(jù)送往兩個16路調(diào)制器，調(diào)制器完成對數(shù)據(jù)的信息處理、基帶處理、擴頻調(diào)制后，形成中頻為70MHz的已調(diào)合路信號（2個中頻，各含16路），送往中頻合路器，合路后經(jīng)上變頻處理成S波段信號，經(jīng)高功率放大（HPA）后，由S波段天線發(fā)向衛(wèi)星。衛(wèi)星收到信關(guān)站所發(fā)的信號后，進行放大、變頻，處理成頻率為L1/L2的射頻信號發(fā)向用戶。用戶端接收到衛(wèi)星所發(fā)來的微弱信號后，經(jīng)低噪放（LNA）、變頻處理成頻率為70MHz的中頻信號，經(jīng)解調(diào)、信道處理、信息還原后得到對方所發(fā)的語音、數(shù)據(jù)、短消息等信息格式。終端接入流程舉例，見圖5。

3結(jié)束語

篇(3)

SOQPSK－TG信號可以在OQPSK的基礎(chǔ)上由CPM的形式表示。二進制序列映射為NRZ碼序列后進行預編碼，再將所得信息插值，經(jīng)過脈沖成形濾波后積分得到相位調(diào)制信息，利用正余弦查找表取得基帶同相和正交分量，最后通過正交調(diào)制可以獲得SO－QPSK－TG信號。SOQPSK－TG與BPSK，QPSK，GMSK信號功率譜比較，如圖1所示。由于SOQPSK－TG調(diào)制方式相對傳統(tǒng)BPSK、QPSK調(diào)制方式消除了載波相位±π／2或±π的突變現(xiàn)象，相對于GMSK調(diào)制方式，載波相位不僅可以在±π／2內(nèi)連續(xù)變化，還可以保持不變。因此從圖1中可以看出SOQPSK－TG調(diào)制方式功率譜密度更為緊湊，滾降速度快，頻譜利用率高，因此能夠滿足目前衛(wèi)星通信領(lǐng)域?qū)︻l譜性能的要求。又因為其具有恒包絡(luò)特性，放大器的非線性對其解調(diào)影響不大，因此功率利用率高，滿足衛(wèi)星對低功耗的要求。

2SOQPSK－TG的極化分集接收

經(jīng)過高斯信道傳輸后的衛(wèi)星接收信號可表示為，本文設(shè)計的極化分集接收系統(tǒng)首先通過ADC將接收的兩路圓極化信號（左旋極化、右旋極化）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，然后經(jīng)過自動增益控制環(huán)路（Au－tomaticgaincontrol，AGC）、差模環(huán)（Differentialmodeloop，DML）、最大比合并（Maximumratiocombining，MRC）、共模環(huán)、定時同步環(huán)路，得到解調(diào)信號，整體框圖如圖2所示。

2．1自動增益控制環(huán)路衛(wèi)星通信信道衰落使得接收信號的包絡(luò)會產(chǎn)生起伏，幅度變化可以相差幾十分貝，本文給出的MRC算法、載波恢復算法和時鐘恢復算法都要求輸入端的兩路信號幅度保持恒定不變，可見AGC在系統(tǒng)中至關(guān)重要。因此需要通過AGC調(diào)節(jié)接收信號的增益，使接收機輸出電壓恒定或基本不變，提高系統(tǒng)性能。其數(shù)學模型如下A（n＋1）＝A（n）＋βR－A（n）x（n［］）（8）式中：A（n）為AGC的調(diào)節(jié)增益，R為增益門限，β為增益步長。經(jīng)過當前時刻增益A（n）所得的信號A（n）x（n）與門限R作比較，若小于門限則會增大下一個時刻的增益A（n＋1），同理若大于門限則減小下一時刻的增益，使輸出信號基本維持在門限附近。增益步長β越小，幅度收斂越慢，捕獲時間越長，誤差越小，即波形失真越??；反之β越大，收斂越快，捕獲時間越短，誤差越大。

2．2差模環(huán)到達接收機的兩路信號由于相位或本振頻率不一致會引入一定的相位偏移和頻率偏移，而MRC算法要求兩路信號同頻、同相后才能加權(quán)合并，取得增益，因此必須完成兩路信號的同頻同相處理。兩路信號經(jīng)過下變頻、低通濾波后通過鑒相器將所得的誤差信號分為兩路，通過環(huán)路濾波器后以相反的極性調(diào)整數(shù)字控制振蕩器（Numericalcontrolledoscillator，NCO），使兩路信號以相反的方向被推到同一個公共頻率上，實現(xiàn)兩路信號的同頻同相鎖定。SOQPSK－TG信號的差模環(huán)算法模型推導如下，設(shè)經(jīng)過AGC后的兩路信號分別。

2．3最大比合并常用的極化分集接收合并方式有3種：等增益合并、選擇合并和最大比合并。本文采用分集增益最佳的最大比合并算法［25］，其原理是通過AGC所獲得的加權(quán)系數(shù)對兩路信號進行加權(quán)合并，使信噪比較大的一路獲得較大的權(quán)值，信噪比較小的一路獲得較小的權(quán)值。設(shè)so為合并輸出信號電壓，αi為各支路加權(quán)系數(shù)，si為各支路輸入信號電壓，N為支路個數(shù)。假設(shè)各支路噪聲不相干，因此合并輸出噪聲功率n2o應(yīng)為各支路輸入噪聲功率n2i之和，可得合并輸出信噪比γo為當且僅當各支路信號電壓與加權(quán)噪聲功率之比相等時，輸出達到最大值，此時分集增益為N。

2．4共模環(huán)衛(wèi)星相對地面的高速運動會使信號載波產(chǎn)生多普勒頻率分量，這就要求接收機有較強的頻移捕獲能力、較快的同步速度以及較高的同步精度。本文采用同相正交環(huán)算法對載波進行恢復。

3仿真驗證

仿真條件：信號中頻f0＝32MHz，下變頻后載波fR＝fL＝4MHz，每周期采樣點數(shù)Nc＝32，采樣率fs＝128MHz，碼元個數(shù)Num＝800，每個碼元采樣點數(shù)Ns＝64，接收信號為正弦起伏包絡(luò)，起伏范圍為20dB，兩路輸入信號頻差Δf＝2．56kHz，相差Δφ＝π／4，多普勒頻移fd＝6．4kHz，噪聲為高斯噪聲，信噪比SNR＝15dB，各環(huán)路仿真結(jié)果見圖3～10。上述仿真結(jié)果表明，自動增益控制環(huán)路能夠較好地恒定輸入電平，如圖3，4所示；差模環(huán)、共模環(huán)能夠準確跟蹤兩路輸入信號頻差、相差及多普勒頻移，如圖5～8所示；最大比合并模塊能夠使得信噪比較差的一路得到補償，如圖9所示；最后的解調(diào)結(jié)果如圖10所示，在最大起伏為20dB條件下，通過分集接收實現(xiàn)了正確解調(diào)。為進一步驗證本文所提算法性能，圖11給出了分集接收SOQPSK－TG衛(wèi)星通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)BPSK衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能對比結(jié)果。對比結(jié)果表明，極化分集SOQPSK－TG傳輸系統(tǒng)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)BPSK系統(tǒng)，在最大起伏為20dB條件下，可獲得5～10dB平均信噪比增益。

4結(jié)束語

篇(4)

衛(wèi)星通信技術(shù)則是由使用圍繞地球的同步/非同步的通信衛(wèi)星來做一個中間站進行一種遠距離通信的實現(xiàn)方式。它本質(zhì)上是由微波通信以及航天技術(shù)之上發(fā)展新穎的無線通信的技術(shù)，而衛(wèi)星通信技術(shù)自身采用的無線電頻率為微波頻段。從而產(chǎn)生的衛(wèi)星通信技術(shù)，它的主要特點就是傳輸?shù)木嚯x遠，且頻率高。也因為衛(wèi)星通信頻帶寬，且頻率高，變化范圍大的重要優(yōu)點，衛(wèi)星通信技術(shù)在我國的軍事建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展等方面都具有深遠的意義。

我國的現(xiàn)今衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展在擴展新的頻段，加強先可用的頻段的利用率以及現(xiàn)在公用干線的通信網(wǎng)都應(yīng)該一步步轉(zhuǎn)向跟隨寬帶化的發(fā)展趨勢，能夠準確地利用衛(wèi)星通信技術(shù)來建立我國的衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)以及數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)。所以對于衛(wèi)星通信網(wǎng)技術(shù)而言應(yīng)該逐漸的走向小型化的、智能化的未來方向。從目前我國的計算機科技的水平來看，假設(shè)把設(shè)備功能全部換由軟件來進行操作實現(xiàn)，那么由于軟件的特點也就是需要按照一條條的指令來運行，就算我們采用多處理器的方式來進行協(xié)助共同運算，也沒有辦法真正保障高頻率情況下的處理能夠及時有效，也使得軟件無線電技術(shù)在衛(wèi)星通信領(lǐng)域中的使用范圍明顯受到限制?；谝陨显?，以下設(shè)計想法是為了能夠讓軟件無線電技術(shù)能真正應(yīng)用在衛(wèi)星通信方面。

首先我們所有的設(shè)備都需要經(jīng)過模塊化處理，各個模塊分開保證控制功能，以及各個模塊之間的高速數(shù)據(jù)的交換問題。而信道設(shè)備以及接口設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信道設(shè)備包括調(diào)制解調(diào)器、信道的編譯碼器和置亂器等，在總的CPU的控制之下，信道設(shè)備的具體參數(shù)值可以做到由軟件來進行定義處理。而將無線射頻的設(shè)備、信道設(shè)備和接口設(shè)計在衛(wèi)星通信技術(shù)中也是十分關(guān)鍵的存在。再來考慮到了衛(wèi)星通信技術(shù)有著多址方式，業(yè)務(wù)類型廣以及其頻率高且變化區(qū)域廣等各種優(yōu)點，在信道設(shè)備和接口設(shè)備的設(shè)計選用模塊化的設(shè)計構(gòu)思。各個模塊應(yīng)該能夠各自擁有能定義自身功能的各個軟件接口，而選用的軟件接口更應(yīng)保證標準化以方便各個不同供應(yīng)商的生產(chǎn)。然后在各個模塊的具體設(shè)計上面，也要根據(jù)具體運算量大小，選擇不同的軟件接口功能。再來根據(jù)具體的各類應(yīng)用環(huán)境，更加靈活地修改和使用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，并且保證以軟件協(xié)同硬件兩相結(jié)合的方式實現(xiàn)。最后就是設(shè)備功能和系統(tǒng)功能的定義要靠網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來最終實現(xiàn)。

伴隨著因特網(wǎng)大面積普及及現(xiàn)在移動網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，衛(wèi)星通信技術(shù)絕對會在未來迎來更進一步的發(fā)展機會。現(xiàn)在我國逐漸采用自主研發(fā)的通信衛(wèi)星為主體，來建立完善的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。軟件無線電技術(shù)作為一個可利用在衛(wèi)星通信方面的技術(shù)來說，也一定會伴隨衛(wèi)星通信的腳步，成為加速我國科技發(fā)展的重要技術(shù)。

2結(jié)語

篇(5)

關(guān)鍵詞:移動雷達;應(yīng)急通信;衛(wèi)星通信

Thesatellitecommunicationofmobilemeteorologicalradarsystem

DouYiwen(BeijingmeteorologicalBureau,Beijing100089)

Abstract:Inordertotranslatemobileradar'sdatatoserverofBeijingmeteorologicalBureau.Thistextcomparedadvantagesanddisadvantagesofwirelesscommunication'smethod.Theaboveanalysisnaturallyleadsustothesystemofthesatellitecommunicationcreated.Theresultsshows:thesystemcansatisfythecommunicationrequirementofmobileradar.Thesystemhasagoodexampleforcreatingemergencycommunication.

Keywords:Mobileradar;Emergencycommunication;Satellitecommunication

1引言

隨著氣象信息自動采集的不斷發(fā)展,自動采集數(shù)據(jù)越來越成為氣象信息采集的主流。新一代天氣雷達系統(tǒng),可以進行較大范圍降水的定量估測,獲取降水和降水云體的風場信息等,在短時災害性天氣預報和應(yīng)急服務(wù)中發(fā)揮巨大的作用,特別是對風害和冰雹相伴隨的災害性天氣的監(jiān)測和預警[1]。為了把移動雷達實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖本┦袣庀缶?通信方式的選擇成為信息采集的重要環(huán)節(jié),目前氣象應(yīng)用通信方式有很多種。如CDMA/GPRS/3G、北斗衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)(WLAN)、專線等,還有下面要討論的基于亞洲衛(wèi)星通信線路。移動雷達對通信的主要需求是網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量可靠;帶寬至少要達到雙向2Mbps;移動雷達采集數(shù)據(jù)地點不固定。如何滿足移動雷達的要求是本系統(tǒng)需要解決的問題。

2通信方案的設(shè)計

2.1氣象信息傳輸通信方式對比分析

目前氣象應(yīng)用通信方式有很多種,如CDMA/GPRS/3G、北斗衛(wèi)星、無線局域網(wǎng)(WLAN)、專線等。由于天氣雷達數(shù)據(jù)量大,要求網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量高,固定地點天氣雷達的數(shù)據(jù)傳輸一般都是利用專線傳輸。表1是常用無線通信方式傳輸氣象數(shù)據(jù)的對比。無線局域網(wǎng)傳輸距離短,安全性差,一般只能作為數(shù)據(jù)的傳輸中繼;北斗衛(wèi)星是我國自主研制的衛(wèi)星導航定位系統(tǒng),安全性高,用于傳輸字節(jié)少如自動站等的數(shù)據(jù)比較適合;CDMA/GPRS,運行成本低,但是其通信速率要求低,不能滿足雷達數(shù)據(jù)傳輸要求;3G下行速率理論值是2.8Mbps,實際傳輸效果沒有達到此值,而且網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與基站覆蓋有很大關(guān)系。天氣雷達如果地點固定,而且在市內(nèi)或縣城內(nèi),使用專線較好,有充足的時間建立專線的話,應(yīng)用2Mbps專線傳輸雷達數(shù)據(jù)是一種好的選擇。衛(wèi)星通信作為天氣雷達數(shù)據(jù)的備份是一種最佳選擇,因為它的網(wǎng)絡(luò)帶寬、移動性、實時性、開通周期等方面都能滿足要求。

2.2衛(wèi)星通信特點分析

衛(wèi)星通信是以人造通信衛(wèi)星作為中繼的一種微波通信方式。衛(wèi)星通信的優(yōu)點:通信距離遠,建設(shè)成本與通信距離無關(guān);不受地理環(huán)境影響;廣播方式,衛(wèi)星覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何點可實現(xiàn)通信;通信容量大;可自發(fā)自收。衛(wèi)星通信的缺點:信號極弱(毫微微瓦級),對技術(shù)和設(shè)備的要求較高;時延;多址問題;存在單一故障點;雨衰。

3衛(wèi)星通信的應(yīng)用

綜合考慮雷達數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾试?Mbps以上,支持視頻、移動、應(yīng)急等方面的要求,選擇亞洲衛(wèi)星通信是本系統(tǒng)的最佳選擇。本系統(tǒng)采用等效口徑為0.95m的偏饋型橢圓拋物面天線,天線面使用四片碳化纖維面板組成。天線系統(tǒng)工作在Ku頻段。天線控制系統(tǒng)內(nèi)置高性能信標接收機,可在5分鐘內(nèi)自動對星,通過對中衛(wèi)一號、亞洲二號、亞洲三號、亞洲四號四個衛(wèi)星兩種極化方式的上百次測試,尋星準確率100%,配置40W功放時具備傳輸速率大于等于3Mbps,保證傳輸速率大于等于2.048Mbps,完全具備傳輸多路話音、2路視頻圖像、2路數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)能力。圖1就是本系統(tǒng)建立的移動雷達衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以看到移動雷達系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)處理服務(wù)器(192.168.3.5/24)或模擬語音經(jīng)過語音網(wǎng)關(guān),通過網(wǎng)絡(luò)交換機和IP加速器(192.168.3.3/24),由調(diào)制設(shè)備(192.168.3.2/24)調(diào)制信號傳輸?shù)叫l(wèi)星,再由衛(wèi)星接收站傳送到地面,通過調(diào)制解調(diào)器(192.168.3.10/24)和IP加速器(192.168.3.11/24)指向路由器(192.168.3.1/24,192.168.2.1/24),由路由器轉(zhuǎn)發(fā)到防火墻(192.168.1.1/24),在防火墻上作語音網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)服務(wù)器NAT地址轉(zhuǎn)換。最后在服務(wù)器(192.168.2.254/24)上可以看到雷達系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù),在電話終端上可以進行語音通話。這個網(wǎng)絡(luò)是雙向的,不僅數(shù)據(jù)可以雙向傳輸,而且在北京市氣象局可以監(jiān)控到衛(wèi)星通信系統(tǒng)的狀態(tài)。本系統(tǒng)因為經(jīng)費有限,建立了電話通信模式,并留有視頻接口。

圖1移動雷達衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

4結(jié)論

本系統(tǒng)采用的亞洲衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有一鍵對星功能,天線能夠自動展開/收藏,自動定位、自動捕獲和自動跟蹤衛(wèi)星,5分鐘內(nèi)完成尋星任務(wù)并建立衛(wèi)星通訊鏈路。在傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)安全、天線對星時間、網(wǎng)絡(luò)接口、應(yīng)急通信等方面都能滿足實時雷達傳輸數(shù)據(jù)的要求。

致謝:國家氣象信息中心網(wǎng)絡(luò)室和視頻與衛(wèi)星室、西安瑞興通信有限公司、北京市人工影響天氣辦公室、北京市氣象信息中心、北京市大氣探測技術(shù)保障中心在系統(tǒng)建設(shè)中給予的大力支持。

參考文獻

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征稿啟事

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篇(6)

    論文摘 要:消防通信規(guī)劃是城市消防規(guī)劃中的重要內(nèi)容,本文論述了目前我國消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀及編制中存在的問題,詳細介紹了消防部隊信息通信體系建設(shè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,分析了當前消防通信規(guī)劃編制和實施中的重點問題,為消防通信規(guī)劃編制工作提供參考建議。

    1、前言

    隨著我國應(yīng)急救援體系的發(fā)展,消防部隊已逐步成為城市主要的應(yīng)急救援力量,廣泛參與到自然災害、事故災難、社會安全事件等公共突發(fā)事件的應(yīng)急救援處置中,并承擔了部分非緊急的社會救助任務(wù)。消防通信是消防部隊開展滅火救援行動的根本保障,是未來城市應(yīng)急救援體系中信息通信的主要組成部分。美國911恐怖襲擊事件中警察和消防員未建立統(tǒng)一的通信手段而造成的慘痛教訓凸現(xiàn)出城市消防通信規(guī)劃的重要性,所以在城市消防規(guī)劃編制過程中合理規(guī)劃和部署消防通信的建設(shè)和發(fā)展,在規(guī)劃方針的指導下逐步建立和完善城市消防通信體系,是消防部隊在執(zhí)勤備戰(zhàn)和災害救助中全面發(fā)揮應(yīng)急救援能力的根本保障。

    2、消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀

    消防通信規(guī)劃的編制主要由城市規(guī)劃設(shè)計單位和消防部門共同完成。由于城市建設(shè)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,各地消防通信系統(tǒng)也在不斷的擴展和升級,消防通信建設(shè)所依據(jù)的《消防通信指揮系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范文件的要求與目前的應(yīng)用現(xiàn)狀相差較大,內(nèi)容滯后且不全面,對規(guī)劃編制的指導意義不夠充分,一些通信指揮系統(tǒng)雖已達到火災報警、火警受理、滅火救援通信調(diào)度等應(yīng)用的基本要求,實際中卻不能滿足新形勢下消防部隊應(yīng)急救援通信指揮的需求。并且由于消防通信規(guī)劃的專業(yè)性較強、技術(shù)要求高、涉及的領(lǐng)域廣泛繁多、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展不均衡等方面的原因,使消防通信規(guī)劃的編制工作難以有效和深入開展,造成部分城市消防通信規(guī)劃的內(nèi)容空泛、缺乏深度、可操作性較差,不能切實有效的指導城市消防通信建設(shè)和發(fā)展。此外我國的應(yīng)急管理體系建設(shè)起步較晚,部分消防通信規(guī)劃內(nèi)容僅片面集中于火災事故方面,缺乏城市應(yīng)急救援總體發(fā)展的綜合考慮,造成消防通信建設(shè)與城市應(yīng)急救援體系建設(shè)脫節(jié)。

    3、消防通信建設(shè)現(xiàn)狀

    消防部隊的信息通信建設(shè)按照公安部消防局信息化建設(shè)的總體規(guī)劃部署和具體要求展開,實施主要依靠當?shù)卣斦芸睢數(shù)毓膊块T和電信部門的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及消防部隊自身的信息化裝備建設(shè)來完成,目前各級消防部隊均已形成了相對獨立的消防信息通信體系。以下將從基礎(chǔ)通信網(wǎng)、消防通信指揮中心、消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等幾個消防規(guī)劃中涉及的重點方面具體展開論述。

    3.1 基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)

    基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)是消防通信和城市應(yīng)急通信的基礎(chǔ)設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)直接決定了消防部隊的信息應(yīng)用能力,所以基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是消防通信規(guī)劃的重點。目前消防部隊依托公安信息網(wǎng)、公眾電信網(wǎng)、無線超短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡(luò)傳輸語音、圖像和數(shù)據(jù),形成了一套較為完整的消防通信網(wǎng)絡(luò)體系,以下歸納為計算機通信網(wǎng)、有線通信網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信和短波通信網(wǎng)等幾部分介紹。

    3.1.1 計算機通信網(wǎng)

    目前消防部隊各級單位均已接入了以公安信息網(wǎng)為基礎(chǔ)的計算機通信網(wǎng),這一網(wǎng)絡(luò)是消防部隊數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),承擔滅火救援指揮調(diào)度、消防綜合信息管理等大部分信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞,并可實現(xiàn)IP語音電話和視頻傳輸?shù)榷嗝襟w應(yīng)用。為保證調(diào)度指揮等重要信息的可靠傳遞,部分節(jié)點間還建立了指揮調(diào)度專線和備份網(wǎng)路。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)按照當?shù)毓残畔⒕W(wǎng)和消防部隊自身信息通信的建設(shè)情況以及各級消防部隊的信息通信需求,合理規(guī)劃消防計算機通信網(wǎng),確保網(wǎng)絡(luò)的全面接入和可靠暢通。

    3.1.2 有線通信網(wǎng)

    有線通信網(wǎng)包括報警電話接入和報警信息查詢專線、指揮調(diào)度專線、辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò),是城市各級消防隊站獲知災害事故發(fā)生和傳遞調(diào)度指揮命令的基礎(chǔ)信息通信網(wǎng)絡(luò)。其中報警電話接入專線是用于接受公用電話網(wǎng)的報警和城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的火警信號及相關(guān)信息的通信線路。報警信息查詢專線是用于獲取報警電話的位置、裝機人身份等信息的數(shù)據(jù)專線。指揮調(diào)度專線是用于連接火警受理終端、各消防站以及各相關(guān)聯(lián)動單位的通信專線。辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)是消防部隊內(nèi)部各級部門之間和與公安機關(guān)之間通信的辦公電話網(wǎng)。有線通信網(wǎng)是傳統(tǒng)的消防通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),目前各城市基本完成了消防有線通信網(wǎng)的建設(shè),在消防通信規(guī)劃中應(yīng)以未來網(wǎng)絡(luò)容量和性能的改進及發(fā)展等內(nèi)容為主,確保消防有線通信網(wǎng)的完備可靠,保證消防部隊對災害事故快速響應(yīng)和出動調(diào)集命令的有效傳達。

    3.1.3 無線通信網(wǎng)

    無線通信是消防部隊在滅火救援展開和進行過程中用于災害現(xiàn)場信息傳遞的主要通信方式。目前各級消防部隊普遍配備了用于現(xiàn)場通信的350MHz超短波無線常規(guī)通信設(shè)備,并利用轉(zhuǎn)信臺擴展網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍。大部分城市還依托當?shù)毓矡o線集群通信系統(tǒng)建立了消防集群通信網(wǎng),北京、上海等地還建設(shè)了具備網(wǎng)絡(luò)容量大、通話質(zhì)量高、應(yīng)用功能多等特點的數(shù)字集群通信網(wǎng)。消防部隊以超短波無線通信為基礎(chǔ)構(gòu)成了由城市消防通信指揮網(wǎng)、現(xiàn)場指揮網(wǎng)和滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)組成的三級無線通信網(wǎng)絡(luò),并且利用GPRS、CDMA、3G等公眾移動通信技術(shù)以及超短波、微波數(shù)傳設(shè)備等多種手段建立無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),用于傳輸滅火救援現(xiàn)場的圖像和數(shù)據(jù)信息。此外公眾移動電話網(wǎng)也是消防部隊重要的輔助通信手段。合理規(guī)劃城市消防無線通信網(wǎng),構(gòu)建可靠的無線通信體系是消防部隊在滅火救援過程中戰(zhàn)斗力有效發(fā)揮的根本保證。

    3.1.4 衛(wèi)星通信和短波通信

    在地震、泥石流等大型自然災害救援或野外應(yīng)急救援中,依賴中繼站的常規(guī)無線通信網(wǎng)往往會受到傳輸距離和范圍、電力供給、極端環(huán)境影響等方面的局限,不能滿足消防部隊信息通信的需要,此時衛(wèi)星通信和短波通信等應(yīng)急通信方式成為救援現(xiàn)場最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已對消防衛(wèi)星通信體系做出總體的規(guī)劃和部署,并推進消防衛(wèi)星通信網(wǎng)的建設(shè),一些城市的消防部隊先后配備了“動中通”衛(wèi)星通信設(shè)備、便攜衛(wèi)星站、短波電臺等應(yīng)急通信裝備,在玉樹地震和舟曲縣特大泥石流等自然災害救助和部分大型跨區(qū)滅火應(yīng)急救援中顯現(xiàn)出極強的應(yīng)急通信保障能力。消防衛(wèi)星通信和短波通信是應(yīng)急通信體系中的重要部分,是城市有效抵御極端災害的基礎(chǔ)保障設(shè)施。

    3.2 消防通信指揮中心

    消防通信指揮中心是消防部隊信息通信和作戰(zhàn)指揮的中樞,具有受理報警、滅火救援指揮調(diào)度、信息情報支持等功能,負責火災及其它災害事故的接處警受理和消防救援力量的調(diào)度指揮。按照公安部“三臺合一”的要求,目前我國大部分地級以上城市均已設(shè)置了包括治安、交通、消防在內(nèi)的接處警指揮中心,建立了統(tǒng)一的集中受理和多部門聯(lián)動的接處警平臺,一些城市還進一步將醫(yī)療救護、安全生產(chǎn)等應(yīng)急救援相關(guān)的領(lǐng)域納入其中,并形成城市綜合應(yīng)急救援指揮中心。部分通信指揮中心還具備使用手機定位技術(shù)和GIS技術(shù)確定報警人的位置、使用短信平臺受理報警、即時監(jiān)控救援力量的行動狀態(tài)、通過圖像監(jiān)控系統(tǒng)獲取災害發(fā)生區(qū)域的現(xiàn)場狀況和交通狀況等功能。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)針對本地的實際情況,綜合考慮未來城市應(yīng)急救援體系的發(fā)展,確定消防通信指揮中心的建設(shè)發(fā)展方案。

    移動消防通信指揮中心是設(shè)置在專門的通信指揮車中并集成了消防通信指揮相關(guān)功能的移動指揮平臺,通常包括調(diào)度指揮臺、輔助決策信息系統(tǒng)、多種無線通信系統(tǒng)、火場圖像系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、現(xiàn)場廣播、供電及照明等其他輔助設(shè)備,是眾多救援力量參與的復雜災害事故處置現(xiàn)場中通信指揮的關(guān)鍵因素。按照城市規(guī)模和應(yīng)急救援體系的建設(shè)情況,配置不同功能組件和不同移動及通信能力的消防通信指揮車是消防通信規(guī)劃中的重要問題。

    3.3 消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)

    消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)是包括了滅火救援指揮、消防監(jiān)督管理、部隊管理和消防公眾服務(wù)等多種應(yīng)用功能的信息系統(tǒng)集成,是消防通信中應(yīng)用軟件的主要部分。按照消防部隊信息化建設(shè)總體規(guī)劃和部署,各級消防部隊將逐步推廣和應(yīng)用包括消防基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺、消防公共服務(wù)平臺及各消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等部分的一體化業(yè)務(wù)平臺。目前各地統(tǒng)一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步開展了消防監(jiān)督管理、部隊管理和公眾服務(wù)等信息系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用,而對于消防基礎(chǔ)信息平臺、滅火救援指揮系統(tǒng)等面向滅火救援指揮和管理的信息系統(tǒng),因受到基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況的局限,各地的應(yīng)用程度差異較大。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)將建立和完善城市地理信息、火災風險信息、危險源信息、水、電、生產(chǎn)、醫(yī)療救護信息等內(nèi)容的城市應(yīng)急救援基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫,以及按照城市應(yīng)急救援的具體需求開展消防指揮調(diào)度系統(tǒng)、消防指揮決策系統(tǒng)、重大危險源評估系統(tǒng)、模擬演練等系統(tǒng)的應(yīng)用納入到消防通信規(guī)劃中重點建設(shè)。

    4、未來發(fā)展趨勢

    隨著信息通信技術(shù)的高速發(fā)展,眾多高性能的通信技術(shù)將逐步應(yīng)用于消防通信領(lǐng)域中,不斷推進消防通信的發(fā)展。目前第四代移動通信技術(shù)已進入實驗性應(yīng)用階段,在不久的將來勢必將成為消防通信體系中高質(zhì)量傳輸數(shù)據(jù)信息的重要手段。信息通信硬件設(shè)備的發(fā)展,使信息通信裝備的通信性能和移動性能不斷提升,設(shè)備成本將更加低廉,未來隨著多媒體單兵信息裝備的深入應(yīng)用,使災害救援現(xiàn)場各級指戰(zhàn)員具備強大的信息通信能力,數(shù)字集群通信、衛(wèi)星通信、微波數(shù)據(jù)通信等通信設(shè)備也將廣泛裝備到各級消防部隊中,逐步成為普遍配備的常規(guī)通信手段。隨著城市災害聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè),消防通信指揮中心可以智能感知火災等災害事故的發(fā)生并及時獲取相關(guān)災情信息,極大的提高消防部隊對災害事故響應(yīng)能力。此外物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)、Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用于消防領(lǐng)域,可以即時、全面、深入的獲得滅火和應(yīng)急救援現(xiàn)場的災情狀況和救援實力狀況,實現(xiàn)天空地一體的消防通信體系和數(shù)字化指揮調(diào)度體系。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)結(jié)合未來通信新技術(shù)的發(fā)展,合理規(guī)劃和部署城市消防通信建設(shè)。

篇(7)

論文摘 要:消防通信規(guī)劃是城市消防規(guī)劃中的重要內(nèi)容,本文論述了目前我國消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀及編制中存在的問題,詳細介紹了消防部隊信息通信體系建設(shè)的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢,分析了當前消防通信規(guī)劃編制和實施中的重點問題,為消防通信規(guī)劃編制工作提供參考建議。 

1、前言 

隨著我國應(yīng)急救援體系的發(fā)展,消防部隊已逐步成為城市主要的應(yīng)急救援力量,廣泛參與到自然災害、事故災難、社會安全事件等公共突發(fā)事件的應(yīng)急救援處置中,并承擔了部分非緊急的社會救助任務(wù)。消防通信是消防部隊開展滅火救援行動的根本保障,是未來城市應(yīng)急救援體系中信息通信的主要組成部分。美國911恐怖襲擊事件中警察和消防員未建立統(tǒng)一的通信手段而造成的慘痛教訓凸現(xiàn)出城市消防通信規(guī)劃的重要性,所以在城市消防規(guī)劃編制過程中合理規(guī)劃和部署消防通信的建設(shè)和發(fā)展,在規(guī)劃方針的指導下逐步建立和完善城市消防通信體系,是消防部隊在執(zhí)勤備戰(zhàn)和災害救助中全面發(fā)揮應(yīng)急救援能力的根本保障。 

 

2、消防通信規(guī)劃的現(xiàn)狀 

消防通信規(guī)劃的編制主要由城市規(guī)劃設(shè)計單位和消防部門共同完成。由于城市建設(shè)和通信技術(shù)的高速發(fā)展,各地消防通信系統(tǒng)也在不斷的擴展和升級,消防通信建設(shè)所依據(jù)的《消防通信指揮系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》等規(guī)范文件的要求與目前的應(yīng)用現(xiàn)狀相差較大,內(nèi)容滯后且不全面,對規(guī)劃編制的指導意義不夠充分,一些通信指揮系統(tǒng)雖已達到火災報警、火警受理、滅火救援通信調(diào)度等應(yīng)用的基本要求,實際中卻不能滿足新形勢下消防部隊應(yīng)急救援通信指揮的需求。并且由于消防通信規(guī)劃的專業(yè)性較強、技術(shù)要求高、涉及的領(lǐng)域廣泛繁多、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展不均衡等方面的原因,使消防通信規(guī)劃的編制工作難以有效和深入開展,造成部分城市消防通信規(guī)劃的內(nèi)容空泛、缺乏深度、可操作性較差,不能切實有效的指導城市消防通信建設(shè)和發(fā)展。此外我國的應(yīng)急管理體系建設(shè)起步較晚,部分消防通信規(guī)劃內(nèi)容僅片面集中于火災事故方面,缺乏城市應(yīng)急救援總體發(fā)展的綜合考慮,造成消防通信建設(shè)與城市應(yīng)急救援體系建設(shè)脫節(jié)。 

 

3、消防通信建設(shè)現(xiàn)狀 

消防部隊的信息通信建設(shè)按照公安部消防局信息化建設(shè)的總體規(guī)劃部署和具體要求展開,實施主要依靠當?shù)卣斦芸?、當?shù)毓膊块T和電信部門的通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)以及消防部隊自身的信息化裝備建設(shè)來完成,目前各級消防部隊均已形成了相對獨立的消防信息通信體系。以下將從基礎(chǔ)通信網(wǎng)、消防通信指揮中心、消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等幾個消防規(guī)劃中涉及的重點方面具體展開論述。 

3.1 基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò) 

基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)是消防通信和城市應(yīng)急通信的基礎(chǔ)設(shè)施,網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)直接決定了消防部隊的信息應(yīng)用能力,所以基礎(chǔ)通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展是消防通信規(guī)劃的重點。目前消防部隊依托公安信息網(wǎng)、公眾電信網(wǎng)、無線超短波通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)等多種通信網(wǎng)絡(luò)傳輸語音、圖像和數(shù)據(jù),形成了一套較為完整的消防通信網(wǎng)絡(luò)體系,以下歸納為計算機通信網(wǎng)、有線通信網(wǎng)、無線通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信和短波通信網(wǎng)等幾部分介紹。 

3.1.1 計算機通信網(wǎng) 

目前消防部隊各級單位均已接入了以公安信息網(wǎng)為基礎(chǔ)的計算機通信網(wǎng),這一網(wǎng)絡(luò)是消防部隊數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),承擔滅火救援指揮調(diào)度、消防綜合信息管理等大部分信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳遞,并可實現(xiàn)ip語音電話和視頻傳輸?shù)榷嗝襟w應(yīng)用。為保證調(diào)度指揮等重要信息的可靠傳遞,部分節(jié)點間還建立了指揮調(diào)度專線和備份網(wǎng)路。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)按照當?shù)毓残畔⒕W(wǎng)和消防部隊自身信息通信的建設(shè)情況以及各級消防部隊的信息通信需求,合理規(guī)劃消防計算機通信網(wǎng),確保網(wǎng)絡(luò)的全面接入和可靠暢通。 

3.1.2 有線通信網(wǎng) 

有線通信網(wǎng)包括報警電話接入和報警信息查詢專線、指揮調(diào)度專線、辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)等通信網(wǎng)絡(luò),是城市各級消防隊站獲知災害事故發(fā)生和傳遞調(diào)度指揮命令的基礎(chǔ)信息通信網(wǎng)絡(luò)。其中報警電話接入專線是用于接受公用電話網(wǎng)的報警和城市消防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的火警信號及相關(guān)信息的通信線路。報警信息查詢專線是用于獲取報警電話的位置、裝機人身份等信息的數(shù)據(jù)專線。指揮調(diào)度專線是用于連接火警受理終端、各消防站以及各相關(guān)聯(lián)動單位的通信專線。辦公市話網(wǎng)和公安專線網(wǎng)是消防部隊內(nèi)部各級部門之間和與公安機關(guān)之間通信的辦公電話網(wǎng)。有線通信網(wǎng)是傳統(tǒng)的消防通信基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò),目前各城市基本完成了消防有線通信網(wǎng)的建設(shè),在消防通信規(guī)劃中應(yīng)以未來網(wǎng)絡(luò)容量和性能的改進及發(fā)展等內(nèi)容為主,確保消防有線通信網(wǎng)的完備可靠,保證消防部隊對災害事故快速響應(yīng)和出動調(diào)集命令的有效傳達。 

3.1.3 無線通信網(wǎng) 

無線通信是消防部隊在滅火救援展開和進行過程中用于災害現(xiàn)場信息傳遞的主要通信方式。目前各級消防部隊普遍配備了用于現(xiàn)場通信的350mhz超短波無線常規(guī)通信設(shè)備,并利用轉(zhuǎn)信臺擴展網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍。大部分城市還依托當?shù)毓矡o線集群通信系統(tǒng)建立了消防集群通信網(wǎng),北京、上海等地還建設(shè)了具備網(wǎng)絡(luò)容量大、通話質(zhì)量高、應(yīng)用功能多等特點的數(shù)字集群通信網(wǎng)。消防部隊以超短波無線通信為基礎(chǔ)構(gòu)成了由城市消防通信指揮網(wǎng)、現(xiàn)場指揮網(wǎng)和滅火救援戰(zhàn)斗網(wǎng)組成的三級無線通信網(wǎng)絡(luò),并且利用gprs、cdma、3g等公眾移動通信技術(shù)以及超短波、微波數(shù)傳設(shè)備等多種手段建立無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),用于傳輸滅火救援現(xiàn)場的圖像和數(shù)據(jù)信息。此外公眾移動電話網(wǎng)也是消防部隊重要的輔助通信手段。合理規(guī)劃城市消防無線通信網(wǎng),構(gòu)建可靠的無線通信體系是消防部隊在滅火救援過程中戰(zhàn)斗力有效發(fā)揮的根本保證。 

3.1.4 衛(wèi)星通信和短波通信 

在地震、泥石流等大型自然災害救援或野外應(yīng)急救援中,依賴中繼站的常規(guī)無線通信網(wǎng)往往會受到傳輸距離和范圍、電力供給、極端環(huán)境影響等方面的局限,不能滿足消防部隊信息通信的需要,此時衛(wèi)星通信和短波通信等應(yīng)急通信方式成為救援現(xiàn)場最有效的信息通信手段。目前公安部消防局已對消防衛(wèi)星通信體系做出總體的規(guī)劃和部署,并推進消防衛(wèi)星通信網(wǎng)的建設(shè),一些城市的消防部隊先后配備了“動中通”衛(wèi)星通信設(shè)備、便攜衛(wèi)星站、短波電臺等應(yīng)急通信裝備,在玉樹地震和舟曲縣特大泥石流等自然災害救助和部分大型跨區(qū)滅火應(yīng)急救援中顯現(xiàn)出極強的應(yīng)急通信保障能力。消防衛(wèi)星通信和短波通信是應(yīng)急通信體系中的重要部分,是城市有效抵御極端災害的基礎(chǔ)保障設(shè)施。

3.2 消防通信指揮中心 

消防通信指揮中心是消防部隊信息通信和作戰(zhàn)指揮的中樞,具有受理報警、滅火救援指揮調(diào)度、信息情報支持等功能,負責火災及其它災害事故的接處警受理和消防救援力量的調(diào)度指揮。按照公安部“三臺合一”的要求,目前我國大部分地級以上城市均已設(shè)置了包括治安、交通、消防在內(nèi)的接處警指揮中心,建立了統(tǒng)一的集中受理和多部門聯(lián)動的接處警平臺,一些城市還進一步將醫(yī)療救護、安全生產(chǎn)等應(yīng)急救援相關(guān)的領(lǐng)域納入其中,并形成城市綜合應(yīng)急救援指揮中心。部分通信指揮中心還具備使用手機定位技術(shù)和gis技術(shù)確定報警人的位置、使用短信平臺受理報警、即時監(jiān)控救援力量的行動狀態(tài)、通過圖像監(jiān)控系統(tǒng)獲取災害發(fā)生區(qū)域的現(xiàn)場狀況和交通狀況等功能。在消防通信規(guī)劃中應(yīng)針對本地的實際情況,綜合考慮未來城市應(yīng)急救援體系的發(fā)展,確定消防通信指揮中心的建設(shè)發(fā)展方案。 

移動消防通信指揮中心是設(shè)置在專門的通信指揮車中并集成了消防通信指揮相關(guān)功能的移動指揮平臺,通常包括調(diào)度指揮臺、輔助決策信息系統(tǒng)、多種無線通信系統(tǒng)、火場圖像系統(tǒng)、視頻會議系統(tǒng)、現(xiàn)場廣播、供電及照明等其他輔助設(shè)備,是眾多救援力量參與的復雜災害事故處置現(xiàn)場中通信指揮的關(guān)鍵因素。按照城市規(guī)模和應(yīng)急救援體系的建設(shè)情況,配置不同功能組件和不同移動及通信能力的消防通信指揮車是消防通信規(guī)劃中的重要問題。 

3.3 消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng) 

消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)是包括了滅火救援指揮、消防監(jiān)督管理、部隊管理和消防公眾服務(wù)等多種應(yīng)用功能的信息系統(tǒng)集成,是消防通信中應(yīng)用軟件的主要部分。按照消防部隊信息化建設(shè)總體規(guī)劃和部署,各級消防部隊將逐步推廣和應(yīng)用包括消防基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺、消防公共服務(wù)平臺及各消防綜合業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)等部分的一體化業(yè)務(wù)平臺。目前各地統(tǒng)一按照公安部消防局部署方案的要求,逐步開展了消防監(jiān)督管理、部隊管理和公眾服務(wù)等信息系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用,而對于消防基礎(chǔ)信息平臺、滅火救援指揮系統(tǒng)等面向滅火救援指揮和管理的信息系統(tǒng),因受到基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫和通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)情況的局限,各地的應(yīng)用程度差異較大。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)將建立和完善城市地理信息、火災風險信息、危險源信息、水、電、生產(chǎn)、醫(yī)療救護信息等內(nèi)容的城市應(yīng)急救援基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫,以及按照城市應(yīng)急救援的具體需求開展消防指揮調(diào)度系統(tǒng)、消防指揮決策系統(tǒng)、重大危險源評估系統(tǒng)、模擬演練等系統(tǒng)的應(yīng)用納入到消防通信規(guī)劃中重點建設(shè)。 

 

4、未來發(fā)展趨勢 

隨著信息通信技術(shù)的高速發(fā)展,眾多高性能的通信技術(shù)將逐步應(yīng)用于消防通信領(lǐng)域中,不斷推進消防通信的發(fā)展。目前第四代移動通信技術(shù)已進入實驗性應(yīng)用階段,在不久的將來勢必將成為消防通信體系中高質(zhì)量傳輸數(shù)據(jù)信息的重要手段。信息通信硬件設(shè)備的發(fā)展,使信息通信裝備的通信性能和移動性能不斷提升,設(shè)備成本將更加低廉,未來隨著多媒體單兵信息裝備的深入應(yīng)用,使災害救援現(xiàn)場各級指戰(zhàn)員具備強大的信息通信能力,數(shù)字集群通信、衛(wèi)星通信、微波數(shù)據(jù)通信等通信設(shè)備也將廣泛裝備到各級消防部隊中,逐步成為普遍配備的常規(guī)通信手段。隨著城市災害聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè),消防通信指揮中心可以智能感知火災等災害事故的發(fā)生并及時獲取相關(guān)災情信息,極大的提高消防部隊對災害事故響應(yīng)能力。此外物聯(lián)網(wǎng)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)、ad hoc網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用于消防領(lǐng)域,可以即時、全面、深入的獲得滅火和應(yīng)急救援現(xiàn)場的災情狀況和救援實力狀況,實現(xiàn)天空地一體的消防通信體系和數(shù)字化指揮調(diào)度體系。在消防通信規(guī)劃中,應(yīng)結(jié)合未來通信新技術(shù)的發(fā)展,合理規(guī)劃和部署城市消防通信建設(shè)。 

 

5、問題和建議 

消防通信的發(fā)展應(yīng)與城市應(yīng)急救援體系各方面的發(fā)展情況及相關(guān)領(lǐng)域的具體情況協(xié)調(diào)統(tǒng)一。由于通信技術(shù)的發(fā)展速度較高,消防通信規(guī)劃編制中應(yīng)準確預見未來城市消防通信的需求,在首先確立適合消防通信發(fā)展總體框架基礎(chǔ)上靈活的選擇兼容性好、生命力強并具備開放和統(tǒng)一標準的技術(shù)和設(shè)備,有效避免重復建設(shè),并盡量降低系統(tǒng)升級換代和改造的成本。發(fā)展中還應(yīng)重視基礎(chǔ)通信設(shè)施建設(shè),切忌盲目追求新技術(shù)和熱點技術(shù)?？煽慷群涂篂哪芰κ窍劳ㄐ畔到y(tǒng)中不能忽視的問題,應(yīng)充分考慮應(yīng)急狀況下缺乏電源供給、設(shè)備損壞、大量用戶占用等特殊情況的系統(tǒng)運行,合理劃分系統(tǒng)中緊急與非緊急應(yīng)用的分工、采取冗余和備份設(shè)計、增設(shè)應(yīng)急狀態(tài)的專用模式等手段提高系統(tǒng)可靠程度和對災害的抗擊能力。此外消防通信系統(tǒng)設(shè)計中還應(yīng)充分考慮到互聯(lián)網(wǎng)、公安網(wǎng)、公眾話務(wù)網(wǎng)、政務(wù)網(wǎng)等多個獨立通信網(wǎng)絡(luò)中各種系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的融通,設(shè)計中應(yīng)盡量將系統(tǒng)各具體應(yīng)用建立在統(tǒng)一的平臺和網(wǎng)絡(luò)中,并采用一些安全穩(wěn)妥的連接手段,共享和交換各網(wǎng)絡(luò)間的信息數(shù)據(jù)。 

 

參考文獻 

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[3] 莫曉漪.現(xiàn)代城市消防規(guī)劃的若干問題[j].廣西民族大學學報,2007,(8):117-121.