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“动中通”车载应急移动通信系统摘要:建立和完善的应急通信指挥体系,进一步提高应急指挥能力,确保在发生重大事件时,各级领导工作能迅速赶赴事发现场建立应急移动指挥系统“动中通”和地面指挥系统(中心站卫星系统),确保与地面指挥中心系统与突发现场之间建立语音、数据和图像传输通信网络,及时传达上级指示精神、上报现场最新信息和战时指挥调度,实现前方移动指挥所会商系统与后方地面指挥所指挥中心形成的一体化的指挥调度系统、确保上级领导指挥命令的顺利传达。一、概述建立和完善的应急通信指挥体系,进一步提高应急指挥能力,确保在发生重大事件时,各级领导工作能迅速赶赴事发现场建立应急移动指挥系统“动中通”和地面指挥系统(中心站卫星系统),确保与地面指挥中心系统与突发现场之间建立语音、数据和图像传输通信网络,及时传达上级指示精神、上报现场最新信息和战时指挥调度,实现前方移动指挥所会商系统与后方地面指挥所指挥中心形成的一体化的指挥调度系统、确保上级领导指挥命令的顺利传达。本方案所设计的“动中通”卫星移动通信系统是为应对抢险救灾、处置突发事件、地质灾害滑坡、水文监测、反恐和各类重大保卫任务,提高指挥调度通信能力,按照应急快速反应机制要求,建设一套符合实战需求、装备技术先进、与各类通信手段能有机衔接的“动中通”卫星通信系统,为各类勤务现场提供图像、话音、传真、数据等多种通信服务,实现勤务现场与后台指挥决策之间实时双向信息传输,确保紧急情况下能快速将勤务现场实况实时传至基地指挥中心,有效保障在各类勤务工作中指挥调度流畅,为指挥决策层总揽全局、果断决策、正确指挥提供强有力的信息通信保障,提升地震救援机关应急指挥调度能力。本建设项目采用卫星通信、微波通信、移动多媒体及车辆改装等多种技术,建设一套“动中通”卫星通信系统,构成多手段、多业务的移动通信平台,实现实时采集、处理各类勤务现场信息,通过租用的“亚洲”通信卫星资源,实现“动中通”通信车与应急指挥部、静中通卫星通信车之间图像、话音和数据等实时双向传输,并可以在物理上与现有的视频指挥系统、语音通信网、信息网和无线通信系统等实现直连。“动中通”卫星通信系统建设内容主要包括:“动中通”通信车一辆及设备集成。实现车辆在静止和行进中基于卫星系统的图像、数据、语音实时双向通信及固定图像采集、无线通信、移动办公等功能。快速与卫星地面站、大型指挥车、静中通卫星通信车建立传输链路,实现三车联动通信、实现双向图像、4路语音(2路专线、2路市话、含一路传真)、4路数据(2公网)供车内局域网接入专网和Internet网)的双向传输的应急通信系统。并根据需要将信号传送到地面到图像控制中心、电话专网、数据网。二、Vipersat揽星卫星通信系统“动中通”的应用Vipersat揽星系统设计、开发和制造智能化的IP宽带卫星网络。其拥有先进的能根据负载和应用而进行交换的带宽管理技术,Vipersat揽星系统在此基础上提供完全的集成化高效解决方案。为用户提供基于TDM(DVB)/STDMA技术的IP交换VSAT系统。适用于移动的卫星通信动中通、静中通、在卫星通信中并自动调整SCPC载波的大小。从而达到按需分配带宽,提高转发器使用效率的目的。Vipersat揽星卫星通信系统是一个基于动态SCPC(dSCPC)技术的智能型的多媒体卫星通信网络,主站向小站方向的业务数据采用TDM方式广播发送,不同目的地、不同业务种类的数据通过统计时分复用的方式共享TDM出境载波;小站向主站方向的入境业务数据可以通过两种方式回传到主站:STDMA方式或FDMA/SCPC方式,每一个小站的回传方式由VMS(管理系统)根据应用需要来确定,系统具有多种灵活的切换功能来实现用户的应用需求,系统实现多媒体通信和卫星信道共享的基础也就是这些灵活的SCPC/TDMA切换功能。同时系统支持带外切换方式,既用作为控制MODEM来使用,可控制其他业务MODEM进行切换。独特卫星带宽和通信容量调度管理产品,Vipersat系统包括管理系统(VMS)和链路调度系统(VCS),与先进的卫星调制解调器一起,构成可与用户应用系统无缝集成的智能卫星网络。该系统是以动态SCPC带宽管理(dSCPC)和面向应用的自动切换技术为基础,卫星网络的各个部分均可以通过VMS(管理系统)进行状态调整、设备控制和监控。卫星带宽自动调度(应用切换和VCS切换)、远端站灵活管理、TPC前向纠错、QPSK/8PSK/16QAM调制、IP网络传输等;动中通Ku波段的最大问题是雨衰,系统具有DPC(动态功率调整)功能,能够根据接收端反馈的Eb/No值信息动态调整发射端的发射功率,补偿因降雨带来的信号衰减,适合于Ku波段使用。系统使用Vipersat揽星卫星通信系统的广泛采用的卫星调制解调器,工作稳定可靠,广泛用于公安、电信、军用、地震、及其它通信网系统。软件方面:独到的动态SCPC带宽调度功能,具有与应用系统无缝集成的能力,能够自动根据业务数据流的变化自动调度卫星带宽,典型的功能有:应用切换、负载切换、VESP切换、用户时间表切换等先进功能。硬件方面:使用的CDM系列卫星MODEM,具有:QoS、3DES加密、IP包头压缩、载荷压缩等业务处理功能,还具有TPC前向纠错和8PSK/16QAM等先进的信道传输功能为了保证传输信号的保密性要求,在时分链路复用设备与卫星调制解调器加入加密设备,设备之间的接口为同步串行数据口V.35,加密设备由用户指定采购。另外为了响应关于网管的要求,特在系统内设计网管分系统:在功放输入端加合路器,通过调制解调器发射信令载波,接收到网管指令后经协议转换器送入另调制解调器进行频率分配。Vipersat系统应用图三:“动中通“通信车卫星通信分系统配置设计(1)、卫星通信要求卫星通信链路由“动中通”卫星通信车、“亚洲”通信卫星、卫星地面中心站等传输链路构成。卫星通信车在移动中和固定现场实现点到点、点到多点图像、数据、语音的传输,实现通信车在省内任何地点甚至是移动过程中快速与卫星地面站(或相关单位)建立传输链路,实现现场与指挥中心之间双向图像、四路语音(2路专线、2路公网英特网)。系统传输实现链路加密,车载卫星系统具有在图像带宽涌堵时,通过转星仍能保证现场图像正常回传。采用FDMA/SCPC通信体制可以方便地构建星状、网状或者混合拓扑结构的网络,不同的网络拓扑结构适用于不同的用户业务和应用需求。在本项目中,用户的业务网需求是点对点双向平衡链路,远端动中通车载终端和中心站之间通过卫星建立一跳连接,固定中心站为网络中心节点,动中通车载终端站为远端节点。网络拓扑结构图2-2说明了通过卫星转发信号,在固定中心站和远端动中通车载终端之间建立的点对点卫星通信网拓扑结构和相应的空间载波配置。(2)、系统基本功能要求:业务能力卫星通信总带宽8M,单向2M-4M;可传输路视音频、4路话音(含1路传真)、4路数据(专网、公网)。图像传输通过卫星信道与地面指挥中心进行单向和双向的图像传输, 图像编码格式为MPEG2/ MPEG4。 语音传输“动中通”卫星通信车与地面指挥中心进行四路话音(包括传真业务)通信。四路话音为两路专网电话及两路市话。 数据传输“动中通”卫星通信车与地面指挥中心进行数据通信。数据通信包括接入信息专网和公网因特网。 无线传输卫星通信车可直接通过无线图传设备接收一路单兵采集的图像,通过卫星链路延伸至地面站,并能同时通过无线 图传设备发射图像信号。 通过车载无线智能调度平台、转信台、350M 车载台、手台,实现现场一定范围内的无线通信指挥调度。 动中通系统功能图 车载“动中通”系统组成 四、“动中通”应急卫星通信车系统基本与功能: (1)系统基本与功能: 实现与地面指挥中心的图像、话音和数据的双向通信;实现与地面专线和PTSN 的电话通话(含传真); 实现与地面省厅综合信息网和INTERNET的计算机联网; 实现对图像信号的采集、监视、记录、编码、输出及解码; 现场的图像采集可通过车顶的摄像头实现,也可以通过卫星便携站或无线图像采集设备实现;以“动中通”应急通信车为中心搭建现场无线通信指挥网; 具有卫星自环测试功能;具有卫星信道集联、电缆集联和无线集联通信能力; 天线具有隐蔽性、自我安全防护监控能力;(2)“动中通”卫星通信车卫星通信系统配置与接口 “动中通”卫星通信车采用复用器、加密机、图像编解码器,卫星调制解调器。整个系统可与地面指挥中心及其它 通信车进行互联互通。 五、卫星地面中心站建设基本配置与功能: (1)基本配置与功能 3.7 米---4.5 米卫星固定站的卫星天线、功放等在楼的室外平台,MODEM、加解密机、复用器、图像编解码器等 卫星设备在图像机房,指挥中心位于办公楼。 卫星地面中心站建设Ku 波段卫星天线,天线对星方位和俯角可手动调整。 卫星地面中心站由卫星固定站天馈系统、卫星固定站室外单元、卫星固定站室内通信设备及图像显示终端系统组 实现中心站与”动中通”远端站的图像、声音双向通信。通过中心站实现”动中通”远端站与专网和PTSN 的电话通话。 通过中心站实现”动中通”远端站与省厅综合信息网和INTERNET的计算机联网。 卫星地面中心站具有图像信号监视、切换和录制备份的功能。(2)卫星固定站建设基本配置与接口: 卫星固定站将工作于Ku 频段,将建设4.5 米的Ku 频段卫星天线,采用40W的室外单元,固定站天线为手动调 卫星固定站系统包括卫星天线系统、通信系统和音视频系统。卫星天线系统包括4.5米Ku 波段环焦天线、双工 器、LNB 等;通信系统包括调制解调器、复用器、加密机、图像编解码器等,音视频系统包括音视频分配放大器、 显示器、光端机等。 通过亚洲统一租用转发器亚州卫星建立通信卫星链路。将双向图像(车载与地面)、4 路话音(2 路专线、2 市话)、2路数据(专网、Internet 网公网)连接到地面站中心站,双向图像、语音、数据全省范围内可用度99.9%。, 图像传输压缩编码方式可为MPEG2 有线并接入到专网电话、市话、数据专网、图像监视等网络,实现实时远程监控图像和召开电视电话会议功能。 (3)卫星固定站系统配置图如下所示: 但每个设备的详细参数配置情况需要根据车载站和各种网络的接口与协议等情况,进行现场的配置和调试,以便 把各种网络接入到卫星传输中,使得固定站和“动中通”车融为一体。 固定站通过卫星天线的接收、ODU 的变频和放大、IDU 的解调和复用器的解复后把车上的图像、声音、电话等 进行还原后,传送到图像监视中心和会议大厅等指挥场所。反向提供信号传送给车载卫星通信系统; 将车上的4 路话音(含1 路传真)连接到PSTN 电话公网或电话专网上的程控交换机上(普通电话接口),使车 上电话机成为两种网络中的电话(保持原地面网时的号码),可任意拨打市话或专网电话; 路IP数据连接到专网和Internet 上,使得车上计算机随时可以登陆专网和Internet 查阅相关资料和信息。 提供系统外接口、故障弱化和远程(专网及公网)诊断功能。 固定站通信子系统相关指标: 工作频段:Ku 频段; 上行频率 14~14.5 GHz; 下行频率 12.25~12.75 GHz; 天线口径:4.5 信道编码方式:含Turbo乘积码(TPC)、维特比(Viterbi)、里得-所罗门和网格编码调制(TCM)的前向纠错(FEC) 选择 传输容量:从2.4Kbps到20Mbps; 调制方式:BPSK/QPSK;
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