專利名稱：天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
1、天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)明涉及移動實(shí)時動態(tài)圖像傳輸技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、高速數(shù)據(jù)移動通信技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)等集成為一體化的超遠(yuǎn)/近距離信息傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是具有實(shí)時清晰動態(tài)圖像、衛(wèi)星精確定位、高速數(shù)據(jù)和數(shù)字話音等多功能信息于一體化的高性能移動遠(yuǎn)端機(jī)與指揮中心站，經(jīng)地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)、衛(wèi)星通信鏈路組成的低成本靈活的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可傳送交互式移動多功能信息。2、地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)發(fā)明涉及一種高性能、輕便式、低成本的將地面移動通信與衛(wèi)星通信鏈路互為轉(zhuǎn)接(或直接地面轉(zhuǎn)發(fā))的無線傳輸轉(zhuǎn)發(fā)器(站)，是天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)超遠(yuǎn)/近傳輸信息的重要關(guān)鍵組成部分。
背景技術(shù)：
1、目前廣泛使用的第二代移動通信和現(xiàn)在正在發(fā)展的第三代地面移動通信(W-CDMA、cdma2000和TD-SCDMA)等都不具有精確(1-3米)地理定位信息并交互式傳送；運(yùn)營建網(wǎng)投資很大，建超遠(yuǎn)距離稀密度用戶通信網(wǎng)組網(wǎng)慢、不靈活，設(shè)備投資大，成本價格比貴。我國第三代移動通信制(TDD)，還不宜高速移動目標(biāo)通信。2、現(xiàn)有第二代和第三代移動通信，對于稀密度遠(yuǎn)距離用戶的覆蓋是用衛(wèi)星傳輸來解決，通常是用VSAT衛(wèi)星地面站進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)信息，用車載式VSAT衛(wèi)星地面站轉(zhuǎn)發(fā)來完成移動性傳輸信息，投資成本大，并受交通、地域和環(huán)境所限，故移動性受限；設(shè)備成本和初建網(wǎng)費(fèi)及維護(hù)費(fèi)都較高；運(yùn)營業(yè)務(wù)服務(wù)費(fèi)也較大
發(fā)明內(nèi)容
1、為解決現(xiàn)有移動通信不能低成本投入、靈活組網(wǎng)，不能低維護(hù)費(fèi)的交互式超遠(yuǎn)/近距離傳輸精確定位、實(shí)時清晰動態(tài)圖像和高速數(shù)據(jù)通信等多功能一體化信息。為此，本發(fā)明提出天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由中心站(移動指揮中心)，移動遠(yuǎn)端機(jī)(手持式或車載式)，地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)和衛(wèi)星鏈路組成的機(jī)動靈活、低廉成本的超遠(yuǎn)/近距離傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有實(shí)時傳送精確定位、清晰的動態(tài)圖像、高速數(shù)據(jù)和語音通信等多功能信息交互的功能。指揮中心通過系統(tǒng)可以及時超遠(yuǎn)/近距離監(jiān)控、掌控和指揮處置戰(zhàn)區(qū)或區(qū)域現(xiàn)場信息。視具體使用要求，可以靈活地快速布置小區(qū)域網(wǎng)絡(luò)
系統(tǒng)、大區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、部門行業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).......各單中心站系統(tǒng)構(gòu)成星狀網(wǎng)，多中心站
通過衛(wèi)星鏈路可構(gòu)成大范圍、超遠(yuǎn)距離的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(或通過地-星轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)成大區(qū)域網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是實(shí)現(xiàn)精確地位、實(shí)時動態(tài)圖像、高速數(shù)據(jù)和語音通信等多功能信息集成一體化設(shè)計(jì)的移動遠(yuǎn)端機(jī)(手持或車載)和中心站與地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)、衛(wèi)星鏈路組成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；同時設(shè)計(jì)高性能、低成本、輕便的地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)解決轉(zhuǎn)接超遠(yuǎn)/近信息傳輸。

圖1是天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，A是中心站(指揮中心);B是遠(yuǎn)端機(jī)(單兵、車載、機(jī)載、艇載或用戶手持機(jī));C是地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)(或地面轉(zhuǎn)發(fā))，(I)將中心站或遠(yuǎn)端機(jī)的信息轉(zhuǎn)發(fā)上星，或反之。(2)在通信距離較遠(yuǎn)或地形阻礙的情況下，轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)端機(jī)的信息至中心站山是衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。中心站和遠(yuǎn)端機(jī)的技術(shù)性能是全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心和體現(xiàn)，是否設(shè)置地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)取決于中心站和遠(yuǎn)端機(jī)的距離、地形、地物的通信影響等因素。其主要性能技術(shù)指標(biāo)是(I)實(shí)時清晰動態(tài)圖像、精確地理定位、高速數(shù)據(jù)和語音通信等信息集成一體化、超遠(yuǎn)/近距離交互傳送，(2)信道帶寬1.25MHz，(3)圖像清晰度720 * 560、lMbps、MPEG-4、TPEG2000，(4)定位精度3米-1米，(5)系統(tǒng)數(shù)據(jù)誤碼率優(yōu)于10' (6)接收靈敏度優(yōu)于-1lOdBm, (7)遠(yuǎn)端機(jī)(手持)重量< 400克。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可構(gòu)建完全獨(dú)立的區(qū)域(戰(zhàn)區(qū)或地區(qū)或行業(yè)部門)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成指揮中心對配備遠(yuǎn)端機(jī)人員、移動車輛(機(jī)、艇)情況的動態(tài)圖像、位置、數(shù)據(jù)、語音等信息交互和指揮。作戰(zhàn)集群之間的信息交換和協(xié)同作戰(zhàn)指揮或行業(yè)部門之間的信息交換，可用多個中心站構(gòu)成網(wǎng)狀系統(tǒng)完成業(yè)務(wù)功能。該網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有靈活、快捷、組網(wǎng)投資少、成本及維護(hù)費(fèi)低等特點(diǎn)。宜于快速組建和規(guī)范化設(shè)置；易于建立超遠(yuǎn)/近距離傳輸和可大、可小的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營系統(tǒng)。2、為解決低成本投入、組網(wǎng)靈活、運(yùn)營維護(hù)費(fèi)低的超遠(yuǎn)/近距離轉(zhuǎn)發(fā)多功能傳輸信息，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)，在遠(yuǎn)端機(jī)與中心站，因通信距離遠(yuǎn)或地形環(huán)境受阻情況下，遠(yuǎn)端機(jī)信息無法與中心站之間進(jìn)行信息交互傳送時，安裝地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)轉(zhuǎn)發(fā)信息至中心站或轉(zhuǎn)發(fā)至衛(wèi)星傳送信息到中心站，或反之。本地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站) 解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是根據(jù)遠(yuǎn)端機(jī)(手持式或車載式)和中心站的多功能信息交互傳送參數(shù)及特征和衛(wèi)星傳輸參數(shù)及特征，設(shè)計(jì)出高性能、低成本、輕便式的地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)。圖2是地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)功能設(shè)計(jì)圖。圖⑴端接收頻率KUHF1, L1, S1);接收電平-1 IOdBm -30dBm (AGC)，信號帶寬20MHz ; (2)端發(fā)射頻率Ku1上行頻段(或1(&1上行頻段)，發(fā)射功率由鏈路計(jì)算定；(3)端發(fā)射頻率f2 (UHF2，L2, S2)，發(fā)射功率由規(guī)定和要求，信號帶寬20MHz ；⑷端接收頻率Ku2下行頻段或Ka2下行頻段，接收靈敏度-1lOdBm ；A1全向天線(1、3端)接收頻率KUHF1,，山，S1,)，發(fā)射頻率f2，(UHF2,, L2, S2)辦地面衛(wèi)星天線(4、2端)可折疊型天線,發(fā)射頻率Ku1或Ka1,接收頻率Ku2或Ka2 ;TRMDC(收發(fā)調(diào)制解調(diào)控制)模塊是移動遠(yuǎn)端機(jī)與中心站的多功能信息交互式無縫匹配連接、可靠傳輸?shù)耐惶丶夹g(shù)關(guān)鍵，具有突特的人工設(shè)置或自動調(diào)節(jié)控制收發(fā)信息傳輸模式和自動選擇傳輸信息的功能，并具有抗強(qiáng)干擾能力；RFTRC(射頻收發(fā)控制)模塊是實(shí)現(xiàn)地面系統(tǒng)與衛(wèi)星匹配、穩(wěn)定可靠傳輸信息的關(guān)鍵技術(shù)手段，具有人工設(shè)置或自動調(diào)控收發(fā)信息達(dá)到與衛(wèi)星匹配、穩(wěn)定可靠傳輸信息的突特技術(shù)作用。圖3是天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成連接圖，給出了超遠(yuǎn)/近距離信息交互式傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)方案和具體網(wǎng)絡(luò)布局的技術(shù)實(shí)現(xiàn)。遠(yuǎn)端機(jī)(手持式或車載式)采集數(shù)據(jù)、圖像一一等信息，向中心站發(fā)送；根據(jù)使用需要，可接收中心站發(fā)耒的信息，即，雙向傳送信息。地-星轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)/近距離傳送中心站和遠(yuǎn)端機(jī)交互信息，也可不用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)地面交互信息傳送。一圖4是圖2地-星轉(zhuǎn)發(fā)器性能指標(biāo)具體實(shí)現(xiàn)的突特關(guān)鍵核心技術(shù)方案，也是實(shí)現(xiàn)上述無縫連接的全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)性能指標(biāo)的關(guān)鍵核心技術(shù)方案。第一帶通濾波器(BPFl)帶寬20MHz，它接收(遠(yuǎn)距離的)UHF功率為-110 _31dBm、頻率為345±10MHz的地面多功能信息信號，經(jīng)第一放大器(Al)放大，輸入收發(fā)調(diào)制解調(diào)控制(TRMDC)模塊進(jìn)行處理控制，其輸出功率-96 -16dBm，第二放大器(A2)輸出功率-76 +4dBm，輸入第一混頻器(MIXERl)，第一本振頻率源(LOl)頻率405 425MHz、輸出功率+IOdBm信號，在第一混頻器中，與345± IOMHz進(jìn)行混頻，其輸出信號頻率70MHz、信號功率-86 _6dBm，低通濾波器(LPFl)截止頻率為75MHz，第三帶通濾波器(BPF3)帶寬為1. 25MHz，第三放大器(A3)輸出功率-75 +5dBm，第一可變增益放大器(A4)輸出功率-32 OdBm，第四帶通濾波器(BPF4)帶寬1. 25MHz，第二可變增益放大器A5)輸出功率OdBm，衰減器(ATTl)輸出功率_6dBm信號，輸入第二混頻器(MIXER2)，第二本振頻率源(L02)輸出頻率706MHz、輸出功率+IOdBm信號，在第二混頻器中，與70MHz信號混頻，其輸出頻率776MHz、輸出功率-14dBm，第五帶通濾波器(BPF5)帶寬2MHz，第三本振頻率源輸出頻率1726 2226MHz、輸出功率+IOdBm信號，在第三混頻器(MIXER3)中，與第五帶通濾波器輸出頻率776MHz、功率-19dBm信號進(jìn)行混頻，其輸出頻率950 1450MHz (帶寬500MHz)、輸出功率-27dBm信號，輸入射頻收發(fā)控制模塊，進(jìn)行處理控制，其輸出經(jīng)第六放大器(A6)放大，輸出功率-lOdBm、頻率950 1450MHz的信息信號。此穩(wěn)定的L頻段多功能信息信號，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)上變頻器變頻、功率放大，達(dá)到Ku頻段衛(wèi)星通信和衛(wèi)星視頻傳輸要求。其接收技術(shù)與發(fā)射技術(shù)反之亦然。圖5是地-星轉(zhuǎn)發(fā)器外形結(jié)構(gòu)，圖中標(biāo)號1_射頻輸出口，2-射頻輸入口，3-中頻輸出口，4-中頻輸入口，5-控制接口，人工設(shè)置或自動控制，控制單路或多路、單向或雙向信息傳送，以及控制轉(zhuǎn)換顯示時間一等，6-電源接口，，7-監(jiān)控顯示接口。地-星轉(zhuǎn)發(fā)器具有變換、控制、處理信息傳送功`能。該圖標(biāo)出尺寸是樣機(jī)尺寸，正品尺寸和重量縮減一半。
權(quán)利要求
1.天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是由移動遠(yuǎn)端機(jī)(手持式或車載式)和中心(指揮)站，經(jīng)地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)和衛(wèi)星鏈路組成的機(jī)動靈活的、移動多功能信息傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。其特征是精度定位(1-3米)、實(shí)時清晰動態(tài)圖像(720 ~k 560，MPEG-4)、高速數(shù)據(jù)(1.2Mbps)和語音通信等移動多功能信息集成一體化的移動遠(yuǎn)端機(jī)(手持式或車載式)和中心站，與地一星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)和衛(wèi)星鏈路組成的超遠(yuǎn)/近距離交互式傳輸信息的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可組成網(wǎng)狀網(wǎng)或星狀網(wǎng)，可大、可??；組網(wǎng)靈活、快速，運(yùn)營業(yè)務(wù)系統(tǒng)投資少、維護(hù)費(fèi)低。具有收發(fā)調(diào)制解調(diào)控制(TRMDC)模塊和射頻收發(fā)控制(RFTRC)模塊的地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)技術(shù)方案(圖4)，是實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無縫連接、可靠交互式傳輸多功能信息的獨(dú)特技術(shù)手段。
2.地一星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)是移動多功能信息、超遠(yuǎn)/近距離轉(zhuǎn)發(fā)、低成本傳輸無線轉(zhuǎn)發(fā)器(站)，其特征是主要接口技術(shù)性能指標(biāo)設(shè)計(jì)確定與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)發(fā)功能匹配；低成本、重量輕。該地一星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)技術(shù)方案及其收發(fā)調(diào)制解調(diào)控制(TRMDC)模塊是實(shí)現(xiàn)地面移動遠(yuǎn)端機(jī)與中心站的多功能信息交互式無縫連接、可靠傳輸信息的獨(dú)特技術(shù)；射頻收發(fā)控制(RFTRC)模塊是實(shí)現(xiàn)地面系統(tǒng)與衛(wèi)星匹配、可靠傳輸信息的獨(dú)特技術(shù)手段。在超遠(yuǎn)/近距離信息傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中起著紐帶和關(guān)鍵作用。
全文摘要
天基移動多功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)是集實(shí)時清晰動態(tài)圖像、衛(wèi)星精確定位和高速數(shù)據(jù)移動通信等多功能移動信息一體化的移動遠(yuǎn)端機(jī)(手持或車載式)和中心站與地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)及衛(wèi)星鏈路組成的交互式信息超遠(yuǎn)/近距離傳輸?shù)男菭罨蚓W(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)快速、靈活，設(shè)備成本低，運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)系統(tǒng)投資少，維護(hù)費(fèi)低。地-星轉(zhuǎn)發(fā)器(站)及其射頻收發(fā)控制模塊與收發(fā)調(diào)制解調(diào)控制模塊在全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的技術(shù)特征中起著突特作用。適用于戰(zhàn)場、邊海防、長途武裝押運(yùn)、社會治安突發(fā)事件、重要警衛(wèi)目標(biāo)和搶險救災(zāi)等現(xiàn)場指揮，使指揮中心及時掌握現(xiàn)場目標(biāo)的實(shí)時動態(tài)圖像及多種信息交互，實(shí)現(xiàn)多軍種作戰(zhàn)集群或政府、企事業(yè)單位現(xiàn)場處置指揮及協(xié)同能力信息化。
文檔編號H04B7/185GK103036608SQ20121054809
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者曾令儒 申請人:曾令儒