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1协作通信技术的应用原理
S点为源节点,R为协作节点,D为目的节点。S在R的帮助下,将信息传送至D。这一过程由两阶段完成:第一阶段S发送信息,R、D接收信息;第二阶段R将信息经过处理再次传送至D。D点将信息进行集中与合并,最后进行检测。目前研究,多基于三节点的协作通信模型,我认为这些研究虽然也取得了一些成果,但仍有较多问题还需进行研究与检验。
2卫星多节点协助传输
卫星多节点协助传输,通信中任何一个节点均参与协作进行传输。S点为源节点,R为协作节点,D为目的节点,S发出的信源可以经由多个R点(i=1,2,3,???,m)进行协作后转发至D点。协作点R在地域上表现为分散,因此可以将经由不同R点转发的信号当作独立信号,D点最后对所有信号进行合并进行检测。多节点协作传输能够将目的点的接受性能有所提高。设有m个节点参与协作传输,时隙越来越大的情况下,R点将第一个时隙收到的S点信号越来越放大再最终传送到D点,D点在合并信号是采用最大合并方式,接受信噪比γ可以这样表示:γ=γsd+Mi=1Σγsriγridγsri+γrid+1式中:γsd为信号SD进行传输时的信噪比,γsri为SRi进行传输时的信噪比,γrid为RiD进行传输时的信噪比。根据对卫星多节点协作传输与直接传输的差错性能对比,我认为在移动通信中,多节点协助传输比直接传输系统的传输性能更加优良,通信系统的链路余量越多,就越能够抵御信道衰落。
3卫星协作节点的选择
卫星多节点协作传输采用正交传输,因此,协作传输点越来越多会导致系统频谱效率越来越低,根据我的研究观点,选择适量的协作点数,通过比较信道条件好的协助点进行参与传输,资源利用合理化,能够有效提高频谱效率。此外,在传输中协作点空间位置不同。在研究中,不同的传输距离与地形地势、建筑物高低遮挡范围、节点不同的移动位置等多种因素有关,所以各个协作点选择之间的信道衰落有所区别。因此我得出结论,根据不同的信道衰落特征来优化功率分配能够达到优化系统传输性能、减少协作点耗能、延长使用寿命的作用,我认为在协作通信技术应用中这点值得注意。
4卫星混合协作传输
在无线传输中,AF模式无需协作点解调信号、编辑译码,实现方式较为简单,但传输过程中产生了噪声放大效应。DF模式在正确编辑译码时能够保持系统性能良好,但译码错误情况下会产生错误传播效应,影响分集效果。因此我在两种模式中进行优缺点调整,使用卫星混合协作传输将AF与DF模式进行结合,就能根据编辑译码的结果自动选择模式,混合协作充分发挥两种模式的优点,能够提升系统性能。
【关键词】 肾脏;纤维化;高血压;Rho/Rock信号通路;转化生长因子β;基质金属蛋白酶类
[ABSTRACT] Objective To investigate the effect of Rho/Rock signaling pathway on renal fibrosis in primary hypertension. Methods Thirtyone patients with primary hypertension were pided into normalproteinuria group (group A, 11 cases), microalbuminuria group (group B, 10) and uremic group (group C, 10) based on urinary albumin excretion rate in 24 hours. Ten healthy adults served as normal control group (group NC). Enzymelinked immunosorbent assay was performed to determine the serum concentrations of TGFβ,MMP9 and ROCK1. Expression patterns of TGFβ,MMP9 and ROCK1 and the correlation among the serum concentrations of TGFβ,MMP9 and ROCK1 were analyzed by ANOVA and SNK test. Results The serum TGFβ, MMP9 and ROCK1 in groups A, B and C were significantly increased than that of the control group (F=14.498-126.037,q=3.222-20.617;P<0.05,0.01). The serum TGFβ and ROCK1 in groups B and C were significantly increased than that of group A (q=4.797-17.636;P0.05). The serum MMP9 of group B was significantly increased than that of groups A and C (q=4.799,5.959;P0.05). There existed significant correlation between TGFβ and ROCK1, MMP9 and ROCK1, MMP9 and ROCK1 (r=0.381-0.652,P
[KEY WORDS] kidney; fibrosis; hypertension; Rho/Rock signaling pathway; transforming growth factor beta; matrix metalloproteinases
长期的高血压可以导致高血压肾损害,其发生机制主要包括血流动力学因素[1]和非血流动力学因素,前者包括肾血管阻力增加,肾小动脉痉挛,持续高血压引起肾前小动脉硬化,导致肾脏缺血;后者包括肾素血管紧张素醛固酮(RAAS)的激活,导致血管内皮受损,诱导肾脏系膜细胞及肾小管上皮细胞等产生转化生长因子β(TGFβ),通过受体信号转导,促进细胞外基质(ECM)形成和沉积,抑制ECM降解,导致肾纤维化。其中,TGFβ被认为是最重要的促纤维化因子[2]。研究认为,循环中的TGFβ在肾纤维化过程中也起重要作用,如果能明确参与TGFβ促纤维化作用的信号通路,则有可能对其进行干预,进而延缓或阻断肾纤维化的进展。近期NAGATOYA 等[3]研究显示,Rho关联含卷曲螺旋蛋白激酶1(ROCK1)选择性阻断剂Y27632能够改善小鼠肾间质纤维化(RIF)的程度。孙骅等[4]通过动物实验也推测,Rho/Rock 信号通路在RIF的发生机制中起重要作用。这些研究使Rho/Rock 信号通路受到关注,但关于ROCK在高血压肾损害病人的表达及作用少有报道。本实验观察在原发性高血压病人血清中的表达,旨在初步探讨Rho/Rock 信号通路在高血压RIF中的作用。
1 资料与方法
1.1 研究对象
2009年3-5月,选取青岛大学医学院附属医院门诊及住院的原发性高血压病人31例,均符合1999年WHO/ISH高血压治疗指南的诊断标准。排除原发性肾脏疾病、糖尿病、脑卒中、心力衰竭、肝纤维化、肺纤维化、肿瘤、急性冠状动脉综合征等可引起除肾脏外其他脏器纤维化的疾病,并除外高脂血症及高尿酸血症。检测24 h尿微量清蛋白排泄率(UAER),并以此分组。正常清蛋白尿组(A组)11例,UAER每24 h为0~30 mg;微量清蛋白尿组(B组)10例,UAER每24 h为30~300 mg;尿毒症组(C组)10例,每24 h为UAER >300 mg。同时,选取我院查体中心健康查体者10例作为正常对照组。各组间年龄、性别组成、体质量指数(BMI)差异无统计学意义。见表1。表1 各组一般资料比较 (略)
1.2 检测指标及方法
各组均取晨空腹静脉血5 mL(血液透析者抽取透析当日晨血),放置30 min血液凝固后,1 500 r/min离心10 min,留取2 mL血清,置-70 ℃冰箱冻存,剩余血清送检验科常规检测肝肾功能等生化指标。血清TGFβ、MMP9、ROCK1检测采用固相夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)法,试剂盒由上海锐聪生物工程有限公司提供。
1.3 统计学方法
应用SPSS 11.0统计学软件进行数据处理,计量资料结果用±s表示,多组间比较采用方差分析,组间两两比较采用q检验;相关性分析采用直线回归及相关分析。
2 结
果
2.1 各组间各检测指标比较
与对照组相比较,A、B、C组病人TGFβ、MMP9、ROCK1的血清浓度均有显著性升高(F=14.498~126.037,q=3.222~20.617,P<0.05、0.01);B、C组TGFβ及ROCK1血清浓度较A组显著升高(q=4.797~17.636,P
2.3 血清TGFβ、MMP9、ROCK1之间的相关性
血清TGFβ与MMP9浓度呈显著正相关(r=0.480,P<0.05),TGFβ与ROCK1浓度呈显著正相关性(r=0.652,P<0.01),MMP9与ROCK1浓度呈显著正相关(r=0.381,P<0.05)。
3 讨
论
长期高血压引起肾脏损害的机制主要包括高血压引起的血流动力学因素改变及非血流动力学因素改变,前者包括高血压引起肾血管阻力增加,肾小动脉痉挛,持续高血压引起肾前小动脉硬化,入球小动脉玻璃样变,小叶间动脉及弓状动脉内膜增厚,血管腔狭窄,导致肾脏缺血[5];后者因素包括RAAS激活,内皮素1及血栓素A2等缩血管物质生成增加,诱导肾脏系膜细胞及肾小管上皮细胞等产生TGFβ,通过受体信号转导,促进ECM形成和沉积,抑制ECM降解,导致肾纤维化。在动物实验中,抑制RAAS的药物可以减轻RIF[6]。有研究结果显示,肾脏纤维化在肾功能恶化的过程中起到更重要的作用,TGFβ被认为是最重要的促纤维化因子[2],通过与多种细胞因子的相互作用及多条信号转导通路参与肾纤维化。其中,本实验主要研究的是Rho/Rock 信号通路。
Rho蛋白是最早发现的Ras相关单体GTP酶,ROCK是目前功能研究最为清楚的Rho下游靶效应分子。ROCK接受Rho传递的活化信号后对其底物肌球蛋白磷酸酶进行磷酸化修饰,最终引起细胞肌动蛋白聚合增加、张力纤维形成与局部黏附激酶活化,从而影响细胞趋化、黏附和收缩等生物学行为。在肾脏中主要以ROCK1形式存在。
NAGATOYA等[3]研究结果显示,ROCK1的特异性阻断剂Y27632能够改善单侧输尿管梗阻(UUO)小鼠RIF的程度,提示该激酶可能在RIF中扮演重要角色。孙骅等[4]的动物实验研究显示,ROCK1基因在RIF发生早期即有明显上调, 在病变进展阶段与RIF指标呈显著的正相关;而至纤维化后期下降至基础表达水平,进一步证实ROCK1参与了RIF的形成。有学者通过动物实验研究也发现,在体外培养的肾小管上皮细胞加入ROCK的特异性阻断剂阻断Rho/Rock信号通路后,肾小管上皮细胞转分化被抑制,提示Rho/Rock 信号通路在TGFβ诱导的肾小管上皮转分化即RIF中起重要作用。
在本实验中,我们观察到A组血清TGFβ及ROCK1浓度较正常对照组显著升高,差异有统计学意义。TGFβ被认为是最重要的促纤维化因子,它的升高提示在高血压初期,病人体内可能已经有纤维化病理过程的启动,B组TGFβ血清浓度较A组又有显著性升高,在排除了心肌梗死、肝纤维化及肺纤维化等可能存在的纤维化情况后,提示随着病人UAER的增加及肾功能的下降,病人肾脏纤维化的程度在逐渐加重。而ROCK1血清浓度A组较对照组明显升高,且与TGFβ的浓度变化趋势一致,相关性有统计学意义,由此推测,ROCK1可能参与了原发性高血压肾纤维化的病理过程,并可能与 TGFβ的促纤维化作用之间存在联系。
本实验同时检测了原发性高血压各组与对照组血清MMP9水平。MMP9是降解TBM蛋白质的主要酶之一[7]。在正常生理条件下, 肾脏固有细胞和单核细胞可以表达微量MMP9,对维持肾脏的正常代谢和降解重塑具有重要意义[8]。在病理情况下,可被炎症因子等激活,降解ECM,损伤肾脏基底膜,基底膜损伤加重炎症反应,形成恶性循环,导致肾脏损伤修复过程紊乱,引起纤维化。近年多项实验及临床研究均提示MMPs及TIMPs参与了肾纤维化过程,但其具体机制仍不明确,且关于MMPs及TIMPs(尤其是MMPs)在肾纤维化过程中活性与表达是增高还是降低,仍存在争议。目前,对于这些蛋白水解酶的表达及活性改变在肾脏纤维化病理过程中作用尚不清楚。有实验研究也显示,自发性高血压大鼠(SHR)MMPs活性水平的增加和纤维化的增强同时存在的矛盾现象[9]。本实验结果显示,MMP9在A组即有显著升高,B组血清含量增加更明显,据此,我们推测在原发性高血压肾脏损伤早期存在着MMP9活性增高,引起肾脏损伤修复过程紊乱;而C组血清含量下降至与A组无显著差异的水平,考虑与尿毒症终末期肾脏已呈“固缩肾”改变,炎症反应趋于“静止”有关。
对培养的人类系膜细胞研究显示,TGFβ可以增加MMP2 mRNA的表达,而使MMP1 mRNA的表达降低[10],提示在TGFβ与MMPs之间存在密切联系。本文结果显示,各组高血压病人TGFβ与MMP9血清水平存在相关性,进一步证实了这种联系的可能。但TGFβ是否可以增加MMP9的活性,从而加重纤维化,尚需进一步实验证实。
总之,对原发性高血压肾损害不同阶段的病人研究表明,早期清蛋白尿正常组病人血清TGFβ及ROCK1浓度显著升高,在微量清蛋白尿组升高更明显,且二者变化趋势一致,提示TGFβ可能通过Rho/Rock 信号通路参与了高血压肾纤维化过程。
参考文献
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卫星通信成为灾区“香饽饽”
“5・12”特大地震,使汶川、北川等震中地区地面光缆系统和通信设施遭到严重破坏,成为信息孤岛,而救援人员正是利用卫星通信,使指挥部及时了解了震中地区的情况,为指导抗震救灾的正确决策提供了强有力的依据。据工业和信息化部统计,截至2008年5月底,地震灾区共投入卫星移动电话1879部、应急通信车及其他应急通信装备1093台/套,中数据速率卫星基站80套、卫星通信小站100套,卫星电话累计通话16.5万余次,累计通话时长28 2万余分钟。卫星通信显示出地面常规通信手段所不可替代的重要作用。
灾区与外界的首次通信联络靠的是卫星电话;区域通信恢复靠的是卫星基站;现场采访、直播报道靠的是通信卫星和移动转播车;现场指挥靠的是卫星电话、应急通信车、背负式卫星通信小站;堰塞湖无人视频监测、灾区可视电话开通靠的是宽带卫星数据采集终端。卫星通信在此次地震灾害中,创造了“三个第一”。即:
实现了汶川映秀镇灾后的第一次通话。5月12日,灾区通信设施遭到了毁灭性破坏,震中汶川映秀镇与外界联系完全中断后,5月13日21时,抢险救灾人员通过艰难跋涉送达了10部卫星电话,从震中映秀镇打出了震后的第一个电话,向指挥中心的领导汇报了当地灾情。此后,映秀镇各搜索小组使用卫星电话,实时和指挥部取得联系,为救援物资投放、天气及地形情况通报提供了及时准确的信息,为及时进行抢险救灾发挥了重要作用。
保障汶川灾后第一个移动通信基站的开通。由于灾区地面移动通信基站受到严重损坏,地面移动通信只能采用卫星方式实现基站覆盖。5月16日,使用中卫1号通信卫星提供的卫星通信传输链路,中国移动开通了汶川地震后的第一个移动基站,灾区人民终于可以使用手机同家人取得联系。
实现映秀镇灾后第一个实时视频传送平台。5月15日,通过紧急安装的卫星宽带视频系统,将映秀镇现场灾情的视频、语音实时传回指挥中心,成为映秀镇唯一的实时视频传送平台,为映秀前沿指挥中心和后方指挥中心提供了稳定的全方位通信保障,给前沿抢险救援提供了宝贵的时间和强有力的支持。卫星宽带视频传输站架起了前线部队指挥中心和四川省公安厅指挥中心的实时沟通平台,并为广大灾民、搜救人员和媒体提供卫星IP电话、卫星宽带上网、双向视频语音通信、传输新闻稿件和图片等通信服务,成为抗震救灾的至关重要的窗口和媒介。
大震暴露我国卫星通信的“短板”
在采访中,专家们在列举了卫星通信系统发挥的重要作用的同时认为,卫星通信虽然在抗震救灾中的作用“抢眼”,但也暴露出许多问题,现状不容乐观,加强卫星通信系统建设的问题必须引起有关部门高度关注。
航天专家戚发轫院士指出,目前,我国移动通信系统主要通过地面蜂窝传输来实现,而当通信光缆和地面设施遭到破坏后,通信必将陷于瘫痪,汶川地震震中地区无法与外界联系,就是一个有力的证明。然而,目前,由于我国还没有自主的卫星移动通信系统,灾害救援人员只能使用如海事卫星电话等国外卫星移动通信系统,这种状况,不但难以保障抢险救灾对应急通信的需求,而且通信系统是外国的,使得我国在卫星移动通信业务发展中没有主动权,这种状况,使我国难以获得完备的通信安全机制,同时,也没有通信保密可言
业内专家认为,虽然目前我国境内的卫星运营企业拥有中卫1号、鑫诺1号、鑫诺3号、中星6B和中星9号等5颗在轨运营卫星,但由于这些卫星资源都实行企业市场化运作,国家没有通信卫星资源的战略储备,遇到紧急状况的时候,只能主要依靠卫星运营企业的临时调拨,这种状况满足不了应急需求。
卫星宽带通信在宽带服务方面具有优势,在灾害发生时,可以提供实时的宽带多媒体信息,为灾区提供双向视频语音通信、新闻稿件和图片传输、灾区受损情况数据和图像传输等全方位的通信保障、此外,卫星宽带通信还可以实现远程教育、远程医疗和宽带上网等诸多业务,是地面宽带通信网络的一个重要补充。而我国目前还没有自主的宽带通信卫星。
目前国内的卫星通信系统大多为行业专网,商业网缺乏扶植,各地没有备用系统,在出现自然灾害等突发事件时,缺乏机动性、灵活性……
卫星通信系统建设要步入“快车道”
卫星移动通信是一项能够充分发挥卫星通信灵活和覆盖的优势,解决突发事件通信问题的有效手段,在防灾、减灾中的具有不可替代的作用。由于地面基础设施损毁,卫星通信成为灾害发生时唯一可以依赖的信息传输手段。在所有的通信、交通、电力等均已遭到破坏的情况下,卫星电话不仅可以第一时间了解准确信息,增强抢救的针对性,而且也可以统一调度资源,有序进行物资投放,大大提高救灾的效率,极大的减少生命的死亡,减少损失。
最近几年发生的“9・11”、“SARS”及印度洋海啸、伦敦地铁恐怖爆炸等突发事件中,卫星通信发挥了极其重要的作用。日本阪神大地震期间,灾区与外界的通信主要依靠各种移动卫星电话、卫星应急通信车和便携式国际海事卫星移动终端等设备。共有8颗日本国内通信广播卫星和多颗国际通信卫星投入救灾行动,在短期内建立起了应急通信系统,为灾民提供卫星电话通信服务。美国卡特里娜飓风灾害救援行动中,有120多颗通信卫星供灾区使用。美国在灾后的评估报告中认为:在应急响应情况下,不能过分依赖地面通信系统,卫星通信是此时不可或缺的战略性资源。我国南方冰雪灾害和四川地震救灾活动中通信卫星的应用再次证明,卫星通信系统是国家电信基础设施的重要组成部分,在国家应急救灾响应中具有不可替代的作用。
我国是一个自然灾害多发的国家,因自然灾害、人为事故以及其他各种原因导致的对应急通信的需求在不断增加,卫星通信具有覆盖广、不受距离限制、受地面环境影响最小、建网速度快、组网灵活,具有一点对多点广播通信的特点,在对突发事件的快速反映方面,卫星通信具备突出优势。如果全国各地自然灾害频发的乡村都配备卫星移动通信终端,平时用于解决电话村村通的问题,灾害时解决救灾问题,一旦灾害来临,支持手持终端的卫星移动通信系统就是解决抗灾、减灾、保护人民生命安全最快捷有效的、甚至在一段时期内是唯一的应急通信手段。专家认为,加快卫星通信系统建设迫在眉睫。
建议之一:国家要高度重视,加快卫星通信系统建设。据有关资料显示,世界各国均对建立包括卫星通信在内的社会应急系统给予了高度的重视。国际上,航天大国均十分重视发展卫星通信技术。美国在“9・11”袭击和卡特里纳飓风发生之后,美国对应对人为灾难和自然灾害的教训进行了全面分析总结,从各种角度提出了改进措施。就公共安全通信方面,尤其是如何建立卫星通信与地面通信网络的更加紧密的有效整合以提高第一响应能力,参议院举行了专门的听证会,呼吁为新的技术和网络建立基金,为第一响应建设新的通信网络,以应对未来新的灾害。
在“9・11”袭击后,美国卫星通信广播电视的卫星资源使用量增长了3倍,卡特里娜飓风使奥尔良地区60%的移动电话和70%的广播电台瘫痪,200万移动用户无法通信,而固定卫星通信、移动卫星通信、卫星广播电视等100%地在工作,没有受到破坏,为救援和灾后重建,为满足美国用户和商业广泛的重要需求方面,卫星通信发挥了第一响应的关键作用。航天专家范本尧院士建议,国家要大力发展多用途的大容量通信卫星,建设由卫星固定通信、卫星移动通信和卫星宽带通信构成的我国卫星通信系统。
【关键词】 民航领域 通信卫星 通信技术 分析探究
随着社会的发展,科技突飞猛进,无线通信技术在生活与生产中得到了极大的应用。而在民航领域,卫星通信技术更是大放异彩。相较于传统的通信技术,卫星通信技术具有抗干扰能力强、传输稳定高效的性能优势,不仅是在民航中,在其他行业与发展领域中都备受青睐。研究卫星通信技术在当今具有十分重要的意义。
一、卫星通信技术的概念性定义
所谓的民航中卫星通信技术主要指各个地球站与航天器之间进行信号传输与交流的无线通信,卫星通信技术包括四个大方面,分别是卫星中继通信、卫星移动通信技术、卫星固定的通信技术及卫星直接的广播。前者主要建立地球站与航天器之间联系,后三者主要是地球站之间相互信息传输的通信技术。目前比较成熟的是微波中继通信技术,尺寸上更加迷你袖珍。卫星通信技术的优势是十分明显的,不根据距离进行成本消费,摆脱地理环境的客观制约,传播方式是广播的形式,卫星覆盖的地方都能传输到信号,实现无障碍传输,此外,其容量比较大,进行大量资源信息的存储与中转。在使用中具有灵活性,可以针对既定的条件实现收发自如。
二、卫星通信技术在民航发展中的应用
我国的民航卫星通信技术开始与上世纪九十年代,在1995年才开始着手建立民航卫星通信技术的主要网络。前期主要借鉴美国休斯卫星通信技术网络体系,其产品批号为TES,中文名为小型卫星电话地球小站。此外,还引用过PES,中文名为小型卫星数据地球小站。这两种型号的卫星通信技术都属于C波段的卫星。到了21世纪初期,我国针对C波段网络信息资源的紧张,开始自主研制新的卫星网络,新产生的网络被称为KU波段的卫星网络,真正的工作波段为12GHz――14GHz.。这几种卫星通信技术可以有效的处理数字话音与数据通信等方面的相关业务,属于网形网络结构。
(1)C波段的卫星通信技术在我国民航中的应用分析。C波卫星通信技术属于民航卫星通信技术发展早期。由卫星通信PES与TES组成,前者已经停止使用。该技术以语音为主,是一款中速率的全数字的卫星通信系统。在民航发展初期,实现地球站建设数量在160多座,全国范围内至少有300多个民航机场卫星地球站,串联形成巨大的网络体系。可以实现语音传输,完成雷达数据传输与检测,顺利完成雷达信号的接引工作。中国民航局关于C波段的卫星通信网络由卫星通信地球站两大系统、卫星通信转发器、综合网络控制中心等组成,在我国分布比较广泛,不同的网络拓扑结构,实际使用上比较灵活、方便。
(2)KU波段的卫星通信技术在我国民航发展中的应用。随着经济的发展,我国的民航发展实现了巨变,民航事业的成功也进一步验证了我国的民航实力。但是民航对卫星通信技术的要求也就越来越高,加上原有的C波段的卫星通信技术资源比较紧张,我国民航开始自主研究新的卫星通信技术,而KU波段的卫星通信技术就是自主研制的新技术。KU波段的卫星通信技术相比较于原来的C波段的卫星通信技术,在尺寸上更加小巧,尺寸更小,波束十分窄,通信上更加精准,而最明显的优势就是传输速度上大大提高了。在速度提高的基础上,可以处理更多的业务,使用更加广泛,对于地面的抗干扰性能更强。目前,KU波段的卫星通信技术在民航中的应用主要体现在以下几个方面。多媒体业务的开展上,视频可视会议的组织开展、管制热线服务;相异数据业务开展等等,使用领域上更加广泛了,其性能也在不断的优化改良。
三、结束语
通过上面的分析与论述可以充分认识到卫星通信技术在民航中的有效应用,其在社会的其他领域与生产中也发挥着越来越重要的作用,针对其重要性,我国对于卫星通信技术的研究也更加深入,具体,通过不断的改良与优化设计,现在的卫星通信技术不断更新,甚至开辟了很多新的应用领域。在我国的全球定位、业务开展、科学实验研究、宇宙卫星通信、资源勘测等方面得到了切实的功能发挥,其发展前景十分光明、开阔。
参 考 文 献
[1] 苏开勤. 卫星通信技术浅析以及在民航领域的应用[J]. 硅谷,2011(21)
【关键词】信息技术;卫星通信;语音传输技术
0 引言
随着当前科学技术的飞速发展,各种通信手段和通信技术的发展也在不断的加快和不断的趋于成熟。卫星通信、卫星网络作为光缆传输网络的重要组成部分和重要的补充以及备份支撑着整个卫星通信的发展,为卫星通信的发展提供着有力的保障。然而在卫星通信的过程中其通信频点内带宽、狭窄造成通信量的有限性和限制性。为了能够更加高效的利用卫星通信资源,语音传输新技术正在逐步的应用在卫星通信网络当中。
1 卫星通信概述
1.1 卫星通信的概念
卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。卫星端在空中起中继站的作用,即把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站,卫星星体又包括两大子系统:星载设备和卫星母体。地面站则是卫星系统与地面公众网的接口,地面用户也可以通过地面站出入卫星系统形成链路,地面站还包括地面卫星控制中心,及其跟踪、遥测和指令站。用户端即是各种用户终端。
1.2卫星通信的发展趋势
自第一颗卫星发射升空,开启了空间技术发展的新纪元,卫星通信技术的优势使各个国家都极力发展这种技术,并在各个领域,尤其是在军事和民事领域得到充分应用。卫星通信的发展趋势总的发展方向是大容量、大功率、高速率、宽带、低成本、高发射频率、多转发器、多点波束和赋形波束,应用星上处理技术切换信号,处理信号等,21世纪的卫星直播电视(DBS―TV)、个人移动卫星通信、多媒体卫星通信、卫星音频广播、卫星网络电视等将会得到大量发展。VSAT业务范围不断扩大,深入到国民经济的各个领域,更加显示其经济和社会效益,Ka波段的应用使设备更加小型化,当然亦带来衰减严重的缺陷。光通信在卫星通信中的应用逐渐变得成熟可取,它要求精确的卫星控制技术,在国际上还处于研发阶段,预计不久将会进入实用阶段。
1.3 卫星通信的优缺点
了解卫星通信的优缺点,一则可以了解目前卫星通信的发展形势,二则可以明确发展改进卫星通信中语音传输技术的必要性,是语音传输技术在卫星通信中应用的前提。要了解卫星通信的优缺点,就要与光纤传输技术进行对比才能洞彻所有。
卫星通信的通信范围极大,主要表现是,只要在卫星辐射信号范围内的两点均可以进行无线通信,这种特点一则保证了它的可靠性,因为这种传输并不会受外界环境影响,比如洪水地震等自然灾害的影响,它可以影响到一些具体的地面设施,却不能威胁位于太空的卫星设施,但是在一些地形复杂的地域,比如说多高山地区、或者大型建筑物集群地区,由于山体或者楼体的遮掩,会造成信号遮挡现象或者信号不稳,因为卫星通信主要靠信号辐射实现它的功能。
卫星通信的设置步骤简单,即只要设置一种特殊的电路既可完成,没有复杂的工程做工,更无资源的损害与自然环境的破坏,也无设备损坏的后顾之忧。
但是这种通信作价高,因为卫星通信不同于传统的光缆通信,光缆工程虽说耗时、耗材、耗人力,但是它采用的材质来源丰富,价钱低廉,因此使用成本就非常低,非常适合普通人使用,针对卫星通信运用超高科技与做工精细的仪器,导致它的运行成本会高于常规的光缆通信,使用资费更是高出十几倍之多,因此使用人群极少。
而且卫星通信采用的是无线传输,这种传输方式虽说简单易行,但是,却有可能造成信号的丢失或者信号的缺失,在这方面,还是光缆通信这种光波输送安全性高,保密性好,因为光波只能在光缆内进行活动,并不会受外界影响,在通话传输上,它的技术还有待提高。
2 语音传输技术的应用
卫星通信与传统电缆、光缆通信适用领域有所不同,而且它又被本身的缺陷所制,卫星通信在现阶段作为光缆通信重要后备资源而存在着,它一方面弥补了光缆传输中的不足,一方面也在极力发展完善它自己的技术。卫星通信与光缆通信不同,它的通信容量有限,不同于光缆通信容量巨大、潜在宽带可达20THz ,使作为卫星通信重要组成部分的语音通信受到极大限制,因此如何克服解决这一固有的问题,是现阶段卫星通信的一项艰巨任务。
正如业内人士所知,卫星通信系统采用卷积码、QPSK 与QAM相结合的编码调制方式,这也是当前众多商业卫星采用的一种方式,但是这种方式不能高效地传输本来受限的无线信号资源,导致资源的流失,原因在于这种方式被通信系统的误码率制约着,使这种方式必须采用某种特定的卷积码来实现某种具体的功能,而这种特定的很长的限定长度卷积码将相应导致译码设备相比以前更为复杂,因为这种复杂性,将导致原本卫星通信系统本身固有的缺陷更加暴露无遗,将导致卫星通信信息语音传输的效率更低,影响卫星通信功能的发展扩大,制约了卫星语音信息传输的高速性,不能适应未来业内形势的发展,因此调整编码译码方式,改进通信过程中编译码技术,是当前卫星通信领域内首要应解决的问题,它将影响到语音传输的效率、以及语音信息传输的质量,即抗干扰性问题。
针对原有技术存在的问题以及不良影响,一种新型技术――TCM/IDR技术被挖掘出来,并最先运用在卫星通信领域。TCM/IDR技术同时使用SPSK调制技术和Reed-solomon正交编码技术,是国际通信卫星组织(Intelsat)最近推荐的高质量中速数据载波方式,其业务平台支持语音和数据传输同时能够满足对网络低误码/高性能的要求。TCM/IDR技术所提供的性能可达到在1年内的平均误码率(RER)远小于10E-10(即优于99.96%),超过国际电信联盟(ITU-T)G.826所提出的要求。相对于国际通信卫星组织于1984年第一次提出并使用至今的QPSK/IDR数字载波技术,TCM/IDR技术是又一步的改进和提高,其支持数据流的速率范围是64kbit/s-44.736Mbit/s,对于传输同等信息速率的数据流来说,与QPSK/IDR技术相比,将节约 20%的卫星无线频带资源。同时,TCM/IDR技术能更有效地利用卫星转发器的功率,这是因为目前绝大部分的Intelsat用户采用QPSK/IDR技术,以致一些卫星转发器的带宽已达使用极限,但转发器功率还有余量可利用。因此,在使用了TCM/IDR技术后,可通过更有效地利用卫星转发器资源(功率和频带),从而在目前已达频带使用极限的转发器内增加通信容量。
3 结语
随着社会经济的快速发展和大业务量需求的不断上升,卫星通信作为一种重要的语音信息传输平台日益受到人们的青睐,未来随着技术的不断发展和融合卫星通信工程中传语音输技术的应用将会被不断升级,超高速率、无缝接入、灵活可靠的传输技术也将不断涌现。
参考文献:
[1]钟志刚.TCM/ 8PSK/ IDR 与 QPSK/ IDR卫星载波特性比较[J]邮电设计技术,1999(9),11-15.
[2]余昌刚等,TCM/IDR信道单元帧同步的实现[J].北京理工大学学报,2001(6),774-776.
随着高科技信息技术的不断发展,在3G向着4G转变的过程中,无线通信系统正在逐渐的变得更加完善,尤其是卫星通信技术的不断发展,成为通信产业未来发展的重要方向。在实践过程中,无线通信技术在广播电视卫星通信中的应用,必须注重卫星通信的独特性、广泛性和高科技性等,才能在充分开展各种地面业务的同时,推动卫星通信技术改革和创新,最终实现卫星通信技术和无线通信业务的融合。现展中,4G通信技术的产生,使各国之间的交流和沟通变得更加频繁,也使无线通信技术发生了历史性的转变,并给广播电视卫星通信带来非常深远的影响。一般情况下,卫星通信技术主要是作为应急通信技术在使用,可以在自然灾害发生时发挥着重要作用,因此,对无线通信系统的发展也有着非常重要的影响,在与地面业务传输网络相结合应用的过程中,使各种信息传输的速度得到有效提高,并保证了传输信息的高质量、高速度、高效率和高覆盖,从而显示出卫星通信技术与地面业务传输网络之间有着相互补充和影响的特点。
由此可见,卫星通信系统与地面业务传输系统在空中接口中的完美融合,才能使网络通信技术获得不断发展,并促进无线通信系统不断发展。因此,想要更快的进入4G通信时代,就必须高度重视通信技术改革和创新,不断加大投入力度,才能真正实现无线通信系统的现代化发展。在无线通信技术不断发展的过程中,卫星空间段通信的某些部分与地面段通信某些部分的不是完善,在一定程度上构建成了一个完整的、具有复杂性质的混合体结构。现代高科技技术中,用于上行链路的SC―FDMAR技术和用于下行链路的基于OFDM技术的接入方式等,都是高速数据传输系统中效果较好的新型多址方式,在LTE的接入方式中也得到了有效运用,从而对宽带多媒体卫星通信系统的空中接口技术有着更高的要求。
因此,在通信技术的不断发展和端口到端口对接系统不断演化的大环境下,想要不断提高卫星通信的市场竞争力,就必须快速适应现代快速变化的通信环境,注重端口到端口的卫星通信基础设施的建设,提高其技术水平,才能真正发挥卫星通信系统的综合效用,促进我国广播电视产业长远发展。目前,卫星通信技术的发展方向主要有如下几个方面:一是,对不同区域的资源进行灵活配置;二是,注重直连性,以保证不同区域之间的配置可以哼哼的进行星型互联;三是,在移动和固定两种情况下,确保终端用户可以拥有更好的宽带容量;四是,在满足地面业务多样化需求的同时,不断增加卫星通信系统的容量;五是,在端口对端口的相关设施中,采用混合通信业务模式,以不断提高数据观测和定位能力;六是,注重卫星通信的中继功能,以确保空间通信网络的数据链路高速性、网络实时性和永久性。根据通信技术的发展情况可知,目前其正处于融合下一代移动网络的趋势中,在提高山区和通信不良好地区的通信能力上发挥着重要作用。与此同时,卫星通信网络和地面业务系统的相关联结,成为地面传输业务的重要组成部分,从而使传统通信技术和卫星通信产业的相互融合,成为未来通信技术发展的核心和重要方向。
综上所述,无线通信技术给广播电视卫星通信带来了非常深远的影响,在保证地面传输系统不断完善的同时,提高了通信信息的传输质量、有效性和速度,在推动广播电视产业长远发展上发挥着重要作用。
关键词:优化卫星 通信技术 通信现状 优化措施
中图分类号:TN927.2 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)02-0044-01
1、引言
从20世纪90年代至今,卫星通信技术方面的发展有着显著的提高,不断的推动着移动卫星的发展[1]。由于卫星通信优点,包括有:覆盖的范围极其广泛,通信包含的容量大,传输的效果极佳,抗干扰的能力也很强,基于这些普遍性的优点,卫星通信被人们普遍认为是通讯道路上不可缺少的技术之一,为人们的生活带了方便。所谓卫星通信是人类利用人造卫星,以地球作为中继站,从外星转发大量的无线电波,进一步达到传递大量信息的目的。任何事物的产生都会伴随着其自身的优缺点,为了能够使卫星通信为我们的生活创造更多的便捷,需要了解其现有优缺点,对缺点进行改善和优化。
2、卫星通信技术的现状
我国现在在卫星通信技术方面取得了很大的成就,但是还有很大的进步和提升的空间,在半个世纪的发展中,我国的卫星事业取得的成绩硕果累累,卫星通信技术也呗广泛应用到各个行业中。
2.1 卫星通信的优点
卫星离地球表面的距离很远,但是通信的范围不管是海洋还是森林都可以接受到卫星发来的信号,只需安装接收装备。这点也能说明卫星通信优于其他通信的一点,同时其容量大,受用的范围极大,同时由于微波在太空中传播的效果稳定,信号质量优,不会受到其他介质和外界的干扰[2]。因此,地球是否发生了变化对人们的通信都不受到直接影响。从成本的角度讲,卫星通信的成本不高,没有实质性的线路需要搭建,也无需维护,信号只是由相关设备发出微波进行接收进行通信。
2.2 卫星通信的缺点
太空距离地球的远近直接影响到卫星传播的效果,距离远,即使传播的速度再快也需要花费较长的时间。微波是以光速在传播,但是往往设备之间的传播都会造成时差,使得通信双方不能满足实时通信,时差一般是有0.6秒的时间。微波本身存在其局限性,发射的强度不够,因此在接收的时候需要良好的技术设备和优秀的技术人员,这样才能满足其不足,才可以使得信号稳定正常的传播,人才和技术的需要从某个方面来讲是需要投资的。
从理论的角度出发,要覆盖整个地球的通信范围,仅仅需要3个卫星足以,但是理论和现实之间是存在一定的距离的,事实上并不能满足整个需求,球体的上下两端不能接收到信号,部分盲区也是一样的,卫星之所以不受到地球地理因素的限制,主要是卫星处于太空中,外太空的受限因数很少,有可能会破坏卫星设备不能正常发挥,同时相对而言,卫星的维修是很困难的,损失也会相对较大。和传统是通信技术比较,卫星通信不会因为距离的变化而投资成本发生变化,而卫星通信的发展事件较短,普遍性还不及其他传统的通信技术,千家万户还不能都享受到卫星通讯带来的方面,这点也是卫星通信的局限性。
3、卫星通信技术的优化
3.1 采用合理的卫星轨道
通信质量的优劣主要取决于距离的长短,由于卫星本身存在在外太空中,与地球的距离是通信质量受限的原因。为了避免距离问题造成的限制,可以利用地轨道卫星解决,缓解距离问题带来的困难。使用高轨道卫星可以减少卫星的使用数量,同时把卫星覆盖的范围变大,但是换成低轨道卫星的话,卫星数量增加的同时可以将地球的覆盖面积变大,低轨道卫星的使用可以使得卫星体积变小,轨道的范围也会变小,这样可以不断的缓解微波因为距离的问题而产生延时的缺点。同时,数量的增加和高轨道的同步卫星相比较,可以较少盲区的范围和区域。增加卫星的数量本身就是一项技术性的活动,所以需要技术人员有完善的计划才可以实施。
3.2 采用合理的网络拓扑结构
卫星通信技术的优化主要是指在成本方面的优化和节约,这点也是从经济学的角度考虑。首先针对卫星的网络拓扑结构分析,选择最优的结构,方面信息的采集和处理。其中包括有三种形式的网络拓扑结构,分别是星状网,网状网以及混合网。三种形式合适的范围和状况都是不同的,各有其优缺点,因此在选择合适方式中需要高瞻远瞩。
3.3 优化卫星通信的调制和编码技术
在优化卫星通信的技术方面需要了解和熟悉调制和编码的技术,通信技术中这两点是应用广泛的技术,需要在卫星通信技术中应用恰当。调制技术是需要和差错控制技术结合在一起利用的,这样可以保证了信息的可靠传输和有效传输,为通信的质量提供一定的保障。对于信道的编码技术也是在卫星通信技术中引起注意的。对于任何通信技术,在调制和编码上的要求都是很高的,为了保障卫星通信技术的不断发展,这两个方面的技术发展直接制约着卫星通信技术的不断更新和进步。优化卫星通信技术的根本是能够不断提高卫星的工作效率和节省工作开销,最终可以使得通信的保密性更加安全。
4、卫星通信的前景
高轨道同步卫星的存在优势还是很显著,因为其成本较低,容易控制,而且高轨道同步卫星在未来的长期规划中起到了承前启后的作用,低轨道卫星的出现虽然弥补了其很多缺点,但是从现实的角度出发,其发展是需要时间不断验证的。
5、结语
在科技高速发展的社会,卫星通信技术也在不断的优化和完善,本文主要从当今卫星通信的现状和卫星通信技术的优化上进行探讨,总结出卫星通信技术的优缺点和优化的策略方案,当代卫星技术的应用范围相对局限,大部分是用于国家级别的事业单位,比如有国防事业等,优化卫星通信技术不断发展是为了让卫星通信技术应用的范围更广,造福百姓。
参考文献
关键词:卫星通信;消防救援;技术手段
1引言
中国是一个灾难频发的国家。自然灾害时有发生,并且随着当今社会日益增多的大型活动,突发的紧急灾害事故及社会公共安全事故越来越频繁的发生,给人民生命财产和国民经济造成了很大的损失。这使得人们进一步意识到完善应急通信体系的重要性。
卫星应急通信系统是为满足各类紧急情况下的通信需求而产生的,而自然灾害,尤其是社会事件等突发公共安全事件发生的规模和地点都无法提前预知和准备。这些通信设备在发生灾害的时候就需要临时组装,来接收现场的图片视频影音资料,这些信息对于处理突发事件,有十分重要的作用。通过卫星通信来建立临时或应急的通信能力几乎都是预案中的首选,并且发挥着至关重要的作用。
随着科技发展,卫星通信显示出了更加重要的作用,在文章介绍了卫星通信的基本原理和组成,在消防应急中的应用等等。
2卫星通信在消防应急中的应用
2.1卫星通信的基本原理、组成及优势
卫星通信的原理就是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号,在多个地球站之间进行的通信。地球站是指设在地球表面的无线电通信站。
卫星通信系统是由地面部分和空间部分两部分构成的。通信卫星实际上就足一个悬挂在空中的通信中继站。它居高临下,视野开阔,只要在它的覆盖照射区以内,不论距离远近都可以通信,通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。
卫星通信与其他通信方式相比较,有以下的特点:(1)通信距离可以达到远,且费用与通信距离无关。(2)通信容量大,适用多种业务传输。卫星通信使用微波频段,可以使用的频带很宽。(3)广播方式工作,可以进行多址通信。通常,其他类型的通信手段只能实现点对点通信,而卫星是以广播方式进行工作的,只要是卫星覆盖的区域,都可以进行通信,这些地球站可共用同一颗通信卫星来实现多边通信,即进行多址通信。(4)可以自发自收进行监测。发信端地球站同样可以接收到自己发出的信号,从而可以判断传输质量好坏。(5)无缝覆盖能力。利用卫星移动通信,可以不受气候条件、地理环境和时间的限制,建立覆盖全球性的海、陆、空一体化通信系统。(6)安全可靠性。与其他方式相比,卫星通信所受的约束和障碍更加少,所以其安全可靠性很好。
主要缺点是:传输时延大。以300000km/s的速度传播的电波,要经过240ms~260ms的延时,加上终端设备对数字信号的处理时间等,延时还要增加很多,根据国际电报电话咨询委员会建议,单程传输不要超过400ms;在南纬75°以上和北纬75。以上的高纬度地区,由于同步卫星的仰角低于5°难以实现卫星通信;同步轨道的位置有限,不能无限度地增加卫星数量和减小星间间隔;每年有天文现象发生,十分影响通信。例如存在不可避免的日凌中断和星食发生;卫星寿命一般为几年至十几年,要做长远的部署和计划,故要做好承担一定风险的准备。
2.2卫星通信在消防应急中的具体应用
2.2.1消防指挥VAS卫星通信的组成
一般来说,具体到消防方面,其应急指挥通信系统由应急指挥中心(中心站)和事故现场侧设备组成,两者通过地球同步轨道卫星建立通信连接。事故现场侧由应急通信车(车载站)和现场采集设备(编写站)组成。
(1)地面固定主站。主站的作用:通过卫星对车载站进行管理控制,并且提供地面固定网络和卫星移动网络的互联转接。
(2)应急通信中的指挥车。应急通信车组成是由车辆、VSAT车载、设备无线局域网设备等。通信车经VSAT卫星实现远程通信,并且对应急现场进行最基本的信息采集、车载视频监控、信息处理、指挥控制、多业务作业终、端通信保障、综合保障。
(3)便携站。由主设备箱、天线箱、辅助设备箱以及便携发电机构成。在公共交通(民航、铁路)系统可用的情况下,便携站的应用灵活,既可以通过别的运输工具将便携站运抵现场,作为远端移动站使用,也可以放置在前线指挥部作为卫星地面站使用。
2.2.2消防应急卫星的应用
(1)卫星通信系统中的业务实现方式概述。为了保证灾难救援现场和应急指挥部的通信,需要的最基础的业务就是语音、视频及数据业务,下文简单的介绍一下这3种业务的实现方式。在抢险救灾现场,语音通话是最基本、最重要的业务需求,语音业务包含2个方面:一是解决现场工作人员之间的通话;另一个是解决现场人员拨打和接听系统电话或公网电话的问题。现场工作人员之间的语音通话通过车载集群设备来解决,这可以满足救援人员之间互相通话。现场人员拨打电话的方法是利用海事卫星电话,海事卫星电话的特点是不受天气限制,特别是海事卫星车载设备可以实现动中通,但是海事卫星电话也存在的问题,这就是话路少、资费高。在抢险救灾过程中,视频业务的互通既可以使后方的领导和指挥人员直观地了解现场的情况,实现直接交流。视频业务主要是采用VSAT卫星通道完成的。在国网主站配置基于H.323协议的MCU(MultipointControl Unit,多点控制单元),主站的MCU接入应急救灾指挥中心电视系统;在车载站和便携站配置会议电视终端,会议电视终端通过VSAT卫星通道接入主站的MCU,这样,就相当于一个远端会场,实现视频回传及参加电视会议。抢险救灾现场的视频图像可以通过无线图像传输设备(单兵)、车顶可升降摄像头及车内摄像头采集获得。
抢险救灾现场的数据业务包括内网数据和外网数据。内网数据可分为现现场指挥办公的邮件、Web浏览等;外网数据主要包括浏览Internet、收发外网邮件等。在通信车,现场使用无线局域网设备的无线数据访问办公室工作人员。内部网数据通过VSAT卫星频道、网站访问防火墙安全认证后救援指挥中心。卫星数据传输格式的IP包和支持TCP/IP协议,所以数据服务访问实现比较简单,通过将一个卫星设备和救援指挥中心信息网络路由器连接可以实现。
(2)卫星通信系统可以通过卫星通信指挥车装载,实现移动式处理消防救援。应急通信指挥车是卫星通信系统中的一个地面站,它可以十分迅速的在火灾现场或者各类别的应急现场建立小型移动指挥站,这样可以实施对消防部队的直接指挥和对火灾现场的事故紧急处理。通信指挥车可以通过卫星信道进行指挥,与此同时可以直接与消防中心进行语音图片等信息的双向交流,接收消防中心所下达的有效指令;利用指挥车上的350MHz车载台与消防调度中心保持实时通信与联络;利用GPS进行定位,随时发送指挥车所在的位置以及行车方向和所在环境等;车顶上的摄像设备可以随时收集灾难现场的情况,然后传送回消防调度站,有利于消防人员及时布置消防设施和消防力量;车上工作人员可以携带小型摄像机深入应急现场,将最新最真实的前方情况传送出来。这样就实现了移动式作战,更有利于救援方案的实施。
(3)卫星通信系统可以有效的帮助消防中心对仓库、生产厂房等监控点实时监控,预防火灾的发生。卫星通信系统是一个巨大的宽带网络,可以通过信道对监控点进行实时监控,一旦有危险发生,比如说仓库着火等,系统便会发出警报,这样消防中心就会收到报警信息,然后根据消防指挥中心中关于失火地点的资料和商家的信息确定救援方案。消防中心还可以远程控制摄像机进行有效的处警指挥。
(4)32星通信可以实现报警和处警一体化。在卫星通信系统中空间信息平台可以提供空间数据的采集、处理、存储、显示、应用和管理功能,包括GIS/GPS/RS空间基础数据,基础地理数据及关键区域空间数据。这些既可以及时的发现发生火灾的地址等详细情况,也可以及时的估测所需消防力量,派出消防队伍,集中调度重要应急资源,而且实时的更新现场的信息,有利于随时调整消防方案,实现了报警和处警一体化,更加快速有效率的完成救援活动。
2.3卫星通信在消防中应用的需要改进的地方
(1)目前,我国应急救援通信系统均是局域性设置,需要形成社会联动的通信体系,这样才利于适于应对重大灾害事件;(2)各部门均建有独立的指挥中心,造成重复投资,资源浪费,接处警和效率难以提高;(3)现有各救灾部门应急救援通信网络融合性差,难以保证有效协调运作;(4)现有通信装备的集成效能不能满足重大灾害事件作战要求,利用率较低,互通性能差;(5)没有法定的通信技术、管理方式,以指导未来规划性建设。
科技大发展推动了信息时代的到来,各种传播媒介发展的迅速而成熟,信息的传播仿佛插上了翅膀一般一日千里,人们获取信息的方式也变得多样化,书籍、报纸、网络等等都变成了人们获取信息的工具,信息通过各种渠道广泛传播,极大地丰富并冲击着人们的生活。无线通信技术的发展在整个电信产业内掀起一场革命,带来了巨大的影响。
【关键词】无线通信技术 广播电视卫星 信息 传播
无线通信技术飞速发展并达到了一个较发达的程度,如今的无线通信已经进入3G时代并逐渐向4G过渡。在整个3G通信系统中,卫星通信有其固有的特殊性,它可以很好的与地面IMT系统互为补充,3G技术下的卫星通信系统覆盖面积大,这一特点可以很好的造福偏远山区和通信不良地区,它高速接入的服务特点对从事传媒行业的人员来说也具有无比的实用性。由于卫星通信系统具有这些好处,在各国电信建设中都占有十分重要的地位。
1 当今时代的通信环境
信息时代伴随着翻天覆地的变化席卷而来,信息的传播是当今时代人们生活中不可缺少的重要组成部分,信息传播的高效与便捷极大地丰富着人们的生活,获取信息也变得更加的简单和多样化,不同的渠道,多量的信息,人们足不出户便可掌握当今世界最新的动态。当今的社会,科学技术高度发达,三网融合的背景之下,现有通信技术的缺点与漏洞逐渐暴露,要想通信技术获得继续的发展,对这些缺陷的解决刻不容缓。当前的网络整合的传输方面,固定用户的接入、移动用户和手持终端的接入都是关注的重要方面。广电立足于自身的利益出发,只有用户接入终端种类达到最大化时,广播电视的受众群体才会达到最大化,广播电视这一行业才会达到最好的发展,最好的收益。而这些问题要变成现实,现有的通信技术难以达到,通信技术一定要再继续发展和更新,现有的无线通信技术要不断的经过整合,达到一个更高的技术层面后可以对广播电视的发展起到推动作用,广电行业的传输、终端覆盖将会达到一个更大的面积,覆盖更多的受众人群。无线通信技术的发展,对广播电视行业来说也是一次变革和机遇,技术发展到一定程度时,传输技术必然会达到互联互通的境界。
放眼过去几十年间,通信领域不仅取得了技术上的重大突破和进步,市场方面也在不同的法规制度之中调整着竞争的方式,市场面临着翻天覆地的改革。人们使用的通信设备不断地进步更新,从笨重的家庭座机到随身携带的BB机,因BB机不能通话只能接收信息的情况,“大哥大”应运而生,通过不断进步的技术,到今天我们使用的手机琳琅满目。传统的电信业务仅仅是语音通信,而今,随着用户多元化的需要,“三网合一”即电视、固定电话、因特网三者结合成为现实。目前的电信行业处在一种发展着的新环境中,为了适应这种飞速的变化,卫星通信作为一门基础的技术,也面临着发展和革新。
2 卫星通信的性质和特点
如今的无线通信正经历着从3G过渡至4G阶段的过程,这两个阶段依然存在着技术上的差异,未来的无线通信系统中,卫星通信因其自身所具有的独特性需要发展和改进,卫星通信在应用时多连通于地面的业务传输网,当传输技术面临改革和融合的时候,卫星通信技术也要做出相应的变革,卫星通信的发展,最终必然达到相互融合的程度。
如今的通信环境是3G时代,无线通信技术的发展尽量适应3G时代的需要,卫星通信方式在3G通信系统中与地面的IMT系统互为补充,将双方的功用最大程度上发挥出来。我国疆域广阔,人口众多,人口分布不均匀,在这种地域条件的制约之下,卫星通信技术对通信环境来说是最适宜使用的,它覆盖面积大,可以让偏远地区也能接收到信号,通讯不良地区可以通过它所提供的远程服务享受高新科技的成果,它高速接入的功能更是多媒体业务的福音。几十年的时光飞速流过,通信行业取得了巨大的发展,这种发展不仅体现在技术的成熟与创新上,还体现在市场的变革上,通信领域经过了市场化的洗礼,在市场制度、管理法规、竞争策略方面都有了很大的变革。“三网合一”成了当今通信行业的一个大环境,但在不断地发展之中,移动电话业务也办的风生水起,“四网合一”初具雏形。在这种飞速发展的状态之下,从传输的角度考虑,通信领域的连通性指日可待,为了迎接这样的未来,技术的发展与革新迫在眉睫。
到目前为止,作为通信领域的热点为行业,3G各种标准和规范已达成协议并已进入商用,然而也存在一定的局限性,如缺乏全球统一标准;3G所采用的语音交换架仍承袭了第二代(2G)的电路交换;由于采用同频的码分复用,传输信号受到多用户干扰,CDMA难以达到很高的通信速率等。针对以上各种缺点,4G移动网络的根本任务是能够接收、获取到终端的呼叫,建立其最有效的通信路径,并对其进行实时的定位和跟踪。在移动通信过程中,移动网络还要保持良好的无缝连接能力,保证数据传输的高质量、高速率。4G移动网络将基于多层蜂窝结构,通过多个无线接口,由多个业务提供者和众多网络运营者提供多媒体业务,形成一个公共的、灵活的、可扩展的平台。
对于4G通信到底是什么含义,也许很多人都搞不懂,只是一直听见这个名词在耳边绕啊绕,自己张口闭口便也挂在嘴边,但真正较起真来,没有人能解释明白。其实,不光普通的老百姓对这一高端名词不知道具体含义,世界上很多组织对4G的理解也并不相同,传统蜂窝移动运营商对4G的理解便是以IP协议的高速蜂窝移动网为基础,在现有3G通信的各种技术之上不断改进,以求达到更高的发展程度。对于未来能否实现4G通信环境,各个国家都兴致勃勃的投入技术研究当中,许多国家还取得了相应的成果,韩国便在2008年12月14日推出全球首个4G终端芯片,中国也于2006年完成了4G的相关技术测试,2010年完成其商业性测试,其他国家也纷纷如火如荼的研究着4G通信。4G通信确实有着非同一般的优势,其高开放性、高频辩利用率和其固定移动二者兼备的特点都让人们深深为之吸引,而且,4G还可以与其他无线访问系统完美结合,这体现了4G通信在安全性、移动性、服务质量方面更大的进步与更高的档次。卫星通信技术作为一种应急通信技术,在抢险救灾等特殊环境之中发挥了巨大的作用,在无线通信系统的发展中,卫星通信技术也至关重要,卫星通信与地面业务传输网络互相补充配合,在高覆盖率的同时能够高效、高速、高质量的传输信息,这让我们知道了网络通信技术的重要,只有当卫星通信系统与地面业务传输系统通过空中接口更好的融合,我们的无线通信系统才会进一步的发展和完善,换句话说,如果想要早日迈进4G通信环境,对网络通信技术的革新与发展是不可忽视的重大问题。
3 卫星通信技术未来的发展
基于卫星的空间段通信部分和日益完善的地面段通信部分组成了一个完整的复杂混合体系结构。地面段相关技术的发展必将使空间段与地面段的空中接口问题成为下一步研究的关键内容。目前,一般用于下行链路的基于OFDM技术的接入方式、用于上行链路的SC―FDMAR技术均是高速数据传输系统的较好的新型多址方式,也是LTE中所采用的接入方式,这对宽带多媒体卫星通信系统的空中接口技术提出新的要求。随着地面通信技术的发展,端到端系统的演进,要使卫星通信保持竞争力,则必须适应不断变化的通信环境,对端到端卫星通信基础设施进行技术改进,将以下需求为目标:1.不同区域上灵活的资源分配;2.在固定和移动情况下,终端用户具有更高的带宽容量;3.直连性,在不同的区域之间配置星型互联;4.对端到端设施部分,提供混合通信业务模式,实现定位和观测数据的能力;5.适应业务多样化的需求而增加卫星通信系统的容量;6.为了保证空间通信网络具有永久、实时和高速数据链路,需要卫星具有中继功能。
同时,卫星传输为更好地服务于市场的业务需求,应把重点集中在改进用户端的传输特性上,使之在所有卫星系统所可能采用的频带上应用,比如S、L、C、X、ku、ka和光波段。而改进的关键是要能提供比现有系统所能提供的更小、更完整、更友好的用户终端,并提供具有固定用户可比的数据速率。
对于在c和ku频段上的FSS和广播卫星通信业务,将集中在减少广播站、反馈系统和用户终端的多媒体平台和交互终端以及ku和ka频段的DVS-S2、DVB-RCS系统的宽带业务用户终端的开销上。利用多颗卫星同频段和不同频段于同一轨道工作,以提高空间段服务的可靠性和传输容量,能增加卫星的竞争力。对有效载荷进行有效改进,比如天线、星上数字技术、卫星再配置能力,行波管放大器等的改进,以及数据中继性能改进也将起到积极作用。
从卫星设施的网络看,将大力改进网关性能,尤其应集中于传输和接收过程中更高的处理能力和减小开销上。
对于在L和S波段上的移动业务,须使下一代移动终端既能用于地面骨干网通信,也能同时用于卫星骨干网通信,把研究重点放在地面中继和卫星节点间互相结合的问题上。现有的通信技术正在融合到下一代移动网络中,在这一趋势下,IP技术继续在移动网络中处于主流地位。对于全IP技术,全IP无线技术将越来越移动化,卫星通信网与多种地面业务传输网的相互连通,将成为地面业务传输网不可的缺少的补充和延伸,并与地面通信网联合组成全球无缝覆盖的海陆空天一体化通信网,这一点在广播电视中尤为重要。卫星通信产业与其他传统技术或3G/4G技术相互融合将成为卫星通信发展趋势,如何在现有卫星系统中更加合理有效地采用3G/4G的相关核心技术是将来必须解决的问题。
通信技术领域正在蓬勃向上的发展着,现有的通信技术正在逐渐的融合于下一代的移动网络,卫星通信技术作为一项基础的技术造福于人,它的高覆盖率为偏远山区的人民送去科技的春风,它的高速接入的特点为多媒体行业推开一扇方便的大门,卫星通信网络与地面各种业务的传输网络相互联结,互为补充,这一作用将成为地面传输业务网络不可或缺的拓展和延伸,卫星通信网络的高覆盖率与地面业务传输网络相结合,二者还可以形成一个严丝合缝的通信网,其作用与功效不言而喻,卫星通信产业与传统技术的融合是大势所趋,在现行的通信系统中,合理采用其核心技术是首要问题。