基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，包括底座和可收縮展開安裝在底座上的衛星通信天線，所述底座中安裝有電源以及分別與電源連接的衛星通信終端、路由器、視頻編解碼器和語音編碼器；所述衛星通信天線與衛星通信終端之間分別連接有功放變頻設備、低噪聲接收變頻設備；所述衛星通信終端通過路由器分別與視頻編解碼器和語音編碼器連接。本實用新型采用伺服電機實現衛星通信天線的一鍵式展開或收攏，使其攜帶使用更加方便；本實用新型在到達任務現場后可根據實際需要快速組建通信網絡，其具有設施建立和運轉人力和物力投入少，成本低，建設周期短，系統運行穩定等優點。
【專利說明】
基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站
技術領域
[0001]本實用新型屬于衛星通信領域，具體涉及的是一種基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站。
【背景技術】
[0002]衛星通信作為應急通信的重要手段，其能夠在地面通信被破壞的情況下有效保證應急通信的正常使用，而衛星通信便攜站在自然災害等導致道路中斷的突然發情況下，更具有明顯的優勢。因此利用衛星通信便攜站在大范圍內組建應急指揮調度系統是最佳的應急通信方式，由于衛星通信便攜站具有攜帶方便、開通快捷、機動靈活等特點，具有可將衛星通信網絡延伸到任何需要建立通信地點的優勢，因此被廣泛應用于武警、公安、邊防以及救災等領域，以實現在任何惡劣環境下迅速開通通信鏈路的目的。但是，目前可提供使用的衛星通信便攜站均存在設備過于復雜繁瑣，重量大、現場連接線纜多、耗電大、開通困難以及使用人力物力投入大等問題，尤其是對于高山峻嶺、山路崎嶇的險惡環境，攜行和使用更加不便，從而限制了其正常使用。
【發明內容】
[0003]為此，本實用新型的目的在于提供一種體積小，重量輕，便于人員在高原山區攜行、布設，不受現場條件的制約，設備操作簡便，功耗低，方便使用，設施的建立和運轉人力和物力投入少，成本低，開通快，運行穩定的單兵背負式便攜站。
[0004]為實現上述目的，本實用新型主要采用如下技術方案:
[0005]—種基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，包括底座和可收縮展開安裝在底座上的衛星通信天線，所述底座中安裝有電源以及分別與電源連接的衛星通信終端、路由器、視頻編解碼器和語音編碼器;所述衛星通信天線與衛星通信終端之間分別連接有功放變頻設備、低噪聲接收變頻設備;所述衛星通信終端通過路由器分別與視頻編解碼器和語音編碼器連接。
[0006]優選地，所述衛星通信天線通過安裝在底座中的雙工器分別與功放變頻設備、低噪聲接收變頻設備連接。
[0007]優選地，所述底座中固定安裝有用于控制衛星通信天線展開或收攏的伺服電機。
[0008]優選地，所述衛星通信終端包括用于對衛星通信天線發射和接收的無線電信號進行調制和解調的衛星調制解調器模塊和用于建立衛星網絡多址控制連接以及對IP數據進行路由尋址的網絡控制模塊。
[0009]優選地，所述底座中還安裝有發饋源法蘭盤和收饋源法蘭盤，所述功放變頻設備安裝在發饋源法蘭盤上，用于將調制解調器已調制的L波段中頻信號上變頻到衛星轉發器接收的Ku頻段，且功率放大后通過天線的發饋源發射出去;所述低噪聲接收變頻設備安裝在收饋源法蘭盤上，用于接收來自衛星轉發器的Ku頻段的微弱信號，將其放大并下變頻到L波段，送到調制解調器進行信號的解調。
[0010]優選地，所述視頻編解碼器和語音編碼器安裝在底座內。
[0011]本實用新型單兵背負式便攜站采用伺服電機實現衛星通信天線的一鍵式展開或收攏，使其攜帶使用更加方便;而且利用安裝在底座內的視頻編解碼器和語音編碼器實現了指揮調度的無限延伸，提高了應急綜合通信指揮系統的綜合性;另外本實用新型在到達任務現場后可根據實際需要快速組建通信網絡，其具有設施建立和運轉人力和物力投入少，成本低，建設周期短，系統運行穩定等優點。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型單兵背負式便攜站的原理框圖；
[0013]圖2為便攜站組建點對點的應急衛星通信鏈路示意圖；
[0014]圖3為便攜站組建點對多點的應急衛星通信星型網絡示意圖；
[0015]圖4是便攜站組建多點間的應急衛星通信網狀網絡示意圖。
[0016]圖中標識說明:衛星通信便攜站10、衛星通信天線101、雙工器102、功放變頻設備103、低噪聲接收變頻設備104、衛星通信終端105、路由器106、視頻編解碼器107、語音編碼器108、電源109、伺服電機110、衛星20、指揮部站30、總隊指揮中心站40、部局指揮中心站50、車載站60。
【具體實施方式】
[0017]為闡述本實用新型的思想及目的，下面將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的說明。
[0018]請參見圖1所示，圖1為本實用新型單兵背負式便攜站的原理框圖。本實用新型提供了一種單兵背負式衛星通信便攜站10，該衛星通信便攜站10自身重量不超過14公斤，耗電小于150瓦。其包括有底座和衛星通信天線101，底座中安裝有電源109以及分別與電源109連接的雙工器102、功放變頻設備103、低噪聲接收變頻設備104、衛星通信終端105、路由器106、視頻編解碼器107、語音編碼器108和伺服電機110。其中伺服電機110用于控制衛星通信天線101展開或收攏。
[0019]本實施例中衛星通信天線101在攜行時是處于收藏狀態的，以便攜帶，到達工作現場后，通過伺服電機110能實現快速展開工作，使其可以實現到達現場后一鍵自動展開并自動對準所需的通信衛星，工作完成后一鍵完成自動收藏。為使衛星通信天線101輕便便攜，天線面采用了碳纖維材料，此材料不僅重量輕，而且堅固耐用，不易變形。另外，衛星通信天線101采用了精密的傳動系統設計:方位、俯仰傳動系統采用專用精密器件，配合高可靠性的傳動結構設計，傳動扭矩安全系數高，確保扭矩具有足夠的余量，以便使得天線系統具備全天候的工作能力，使用壽命更長。便攜天線采用了高度防水設計:系統采用整體密封設計，滿足三防及淋雨要求，防護等級達到IP65，天線系統具備安全可靠的全天候工作能力；進一步，所述便攜天線采用了簡便多樣的控制方式:一鍵通操作、筆記本電腦和PDA控制操作;進一步，所述便攜天線采用了極化閉環調整設計:獨有的極化閉環自動調整技術，使得交叉極化干擾更小，極化隔離度更高，有效避免了由于地面傾斜帶來的極化角度不準和交叉極化隔離度惡化的問題;進一步，所述便攜天線采用了跟蹤主瓣判斷設計:天線具有自動的主瓣判斷功能，確保天線100%不會跟蹤鎖定在旁瓣上;進一步，所述便攜天線采用了參考星尋星設計:第一次自動完成尋星以后自動開啟參考星換星功能，即可用于切換到無參考源的特殊衛星，也可在換星的時候節省換星所需的時間；進一步，所述便攜天線設計工作在全自動模式下，實現一鍵對星。同時，也可以在特殊情況下工作在手控電動的工作模式下，更可以在斷電的情況下進行全手動操作;進一步，所述便攜天線采用了數字信標機:系統采用數字信標機，具有可靠性高、一致性好、不易老化、數字鎖相環不會錯鎖信標的絕對優勢，使得全系統穩定性和可靠性更高，對星準確度更高;進一步，所述便攜天線采用了高效的電源供給系統:專用綜合供給電源，能夠為全系統提供穩定可靠的供電，該供電系統不僅為天線本身提供電源，還要為集成在天線底座內的所有設備提供電源，包括功放變頻設備(BUC)、低噪聲接收變頻設備(LNB)、衛星通信終端設備、路由器、視頻編解碼器、語音編解碼器(VOIP)等。
[0020]衛星通信天線101過雙工器102分別與功放變頻設備103、低噪聲接收變頻設備104連接;功放變頻設備103、低噪聲接收變頻設備104分別與衛星通信終端105連接，衛星通信終端105通過路由器106分別與視頻編解碼器107和語音編碼器108連接，而視頻編解碼器107與外部攝像機或PC連接，語音編碼器108對應與外部電話或PC連接。
[0021 ]本實施例中視頻編解碼器107是新一代H.264視音頻高清編解碼板卡，采用H.264/AVC視頻編碼算法和MPEG-4 AAC音頻編碼算法，其可在低碼率下實現高質量、低延時的視音頻編解碼和傳輸，為應急現場提供卓越的數字視音頻編解碼傳輸途徑。
[0022]語音編碼器108是一款VOIP網關，話音通道采用了先進的ITU G.723和G.729數字話音標準，這些壓縮過的話音通道經過VOIP處理，將話音信息轉換成IP數據包。當通道沒有電話(靜音，如:有50%時間是在聽話)時，由于數據包也是經過壓縮的，這種方式將進一步減少帶寬的需求。另外，本設備采用了IP RTP報頭壓縮算法來減少話音報頭數據包，由于綜合使用了這些技術，每路衛星電話只需要8Kbs的信息速率。設備具有FXS，FXO, E1/T1接口。
[0023]衛星通信終端105包括有用于對衛星通信天線發射和接收的無線電信號進行調制和解調的衛星調制解調器模塊和用于建立衛星網絡多址控制連接以及對IP數據進行路由尋址的網絡控制模塊。
[0024]本實施例中衛星調制解調器通過采用高效的8PSK數字調制解調技術和LDPC前向糾錯編碼技術，在提高衛星信道的利用率的同時降低了解調器的解調門限，從而使便攜站的應用突破了傳統便攜站需要采用大功率功放的限制。網絡控制模塊內置實時PCI總線，提供RS-530，422，449，G.703 (El)，10/100 Base-T等用戶接口，融合了應急通信中幾乎所有的業務種類；內置路由器，支持TCP, UDP, RIP, ARP, DHCP, ICMP, IGMP, TelnetPPP, FTP, HTTP, SMTP, SNMP, SIP協議，內置以太網交換機，涵蓋了目前互聯網的所有應用，為IP業務提供了標準平臺，包括IP數據、IP視頻、IP話音等。另外網絡控制模塊還內置了衛星多址協議控制軟件，為衛星鏈路提供了第一個連接管理系統。連接管理使SCPC/MCPCDAMA載波可以按照業務流向的要求來建立，它具有完全的路由和交換功能，以支持所有的合法的業務通過衛星進行傳輸。因為有了連接管理，網絡操作人員可以對衛星網絡隨意進行配置，以滿足用戶各種業務拓撲的要求(包括點對點鏈路、點對多點的星型網絡結構和多點之間的網狀結構等)。連接管理為網絡管理人員提供了一個工具，可以確定網絡的動態路由、靜態路由和數據包的過濾，避免未授權的業務占用浪費寶貴的衛星帶寬資源。
[0025]底座中還安裝有發饋源法蘭盤和收饋源法蘭盤，所述功放變頻設備103安裝在發饋源法蘭盤上，用于將調制解調器已調制的L波段中頻信號上變頻到衛星轉發器接收的Ku頻段，且功率放大后通過天線的發饋源發射出去;所述低噪聲接收變頻設備104安裝在收饋源法蘭盤上，用于接收來自衛星轉發器的Ku頻段的微弱信號，將其放大并下變頻到L波段，送到調制解調器進行信號的解調。
[0026]如圖2所示，圖2為便攜站組建點對點的應急衛星通信鏈路示意圖。作為一種實施例，單兵背負式便攜站10到達指定任務現場后，迅速架設并通過衛星20開通與指揮部站30之間的專用衛星信道，實現前方現場與后方指揮部站30之間的網絡互聯。所述實現前、后方網絡互聯是以單載波多路方式將指揮部網絡延伸至野外山地的處置指揮現場;所述便攜站的VOIP專線電話設備實現現場與指揮部之間的熱線直通;所述便攜站采集的現場實時視頻圖像直接傳輸到指揮部，并能接收到指揮部發來的實時指揮圖像;所述便攜站的各類數據終端設備可直接登陸到指揮部的各類數據庫中以調取所需的數據信息。
[0027]如圖3所示，圖3為便攜站組建點對多點的應急衛星通信星型網絡示意圖。作為另一種實施例，單兵背負式便攜站10到達指定任務現場后，迅速架設并通過衛星20開通與總隊指揮中心站40、部局指揮中心站50之間的專用衛星信道，實現前方現場與后方各級指揮部之間的網絡互聯。便攜站的VOIP電話設備可通過撥號連接到各級指揮部，各級指揮部也可通過撥號快速接通任務現場，以下達指揮命令;便攜站采集的現場實時視頻圖像采用組播的方式直接傳輸到各級指揮部，并能接收到相關指揮部發來的實時指揮圖像;便攜站的各類數據終端設備可通過網絡IP地址連接到相應的指揮部網絡，可根據具體任務需要與各級指揮部之間進行數據交換。
[0028]如圖4所示，圖4是便攜站組建多點間的應急衛星通信網狀網絡示意圖。作為另一種實施例，單兵背負式便攜站10到達指定任務現場后，迅速架設并通過衛星20開通與后方總隊指揮中心站40和前方現場便攜站單兵背負式便攜站10及車載站60之間的按需分配衛星信道，實現前方現場與后方各級指揮部或前方另一個現場之間的網絡互聯。便攜站的VOIP電話設備可通過撥號連接到各級指揮部以及處于同一現場的另一個便攜站，以便上傳下達，協同作戰，各級指揮部或另一現場便攜站也可通過撥號快速接通任務現場，以下達指揮命令及協商協同作戰事宜;便攜站采集的現場實時視頻圖像采用組播的方式直接傳輸到各級指揮部，并能接收到相關指揮部發來的實時指揮圖像;便攜站的各類數據終端設備可通過網絡IP地址連接到相應的指揮部網絡，可根據具體任務需要與各級指揮部之間進行數據交換。
[0029]綜上所述，本實用新型提供的基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站采用了一鍵式對星便攜天線的便攜站，使便攜站在任何任務現場可快速對準衛星投入運行;通過高度集成化設計，實現了指揮調度的無限延伸，提高了應急綜合通信指揮系統的綜合性，具有業務綜合一體化、適用領域廣泛化等優點;采用了網絡化設計，實現了到達現場天線展開后無需任何連接，即可在SCPC、星狀網、網狀網或混合網中作為衛星終端運行，到達任務現場后可根據實際需要快速組建需要的通信網絡，其設施的建立和運轉人力和物力投入少，成本低，建設周期短，系統運行穩定等優點；本實用新型使便攜站自身重量不超過14公斤，耗電小于150瓦;通過將傳輸設備和應用設備進行一體化設計，具有體積小，重量輕，便于人員在高原山區攜行、布設，設備操作簡便，方便使用等特點。
[0030]以上是對本實用新型所提供的基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站進行了詳細的介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的結構原理及實施方式進行了闡述，以上實施例只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。
【主權項】
1.一種基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，其特征在于，包括底座和可收縮展開安裝在底座上的衛星通信天線，所述底座中安裝有電源以及分別與電源連接的衛星通信終端、路由器、視頻編解碼器和語音編碼器;所述衛星通信天線與衛星通信終端之間分別連接有功放變頻設備、低噪聲接收變頻設備;所述衛星通信終端通過路由器分別與視頻編解碼器和語音編碼器連接。2.如權利要求1所述的基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，其特征在于，所述衛星通信天線通過安裝在底座中的雙工器分別與功放變頻設備、低噪聲接收變頻設備連接。3.如權利要求2所述的基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，其特征在于，所述底座中固定安裝有用于控制衛星通信天線展開或收攏的伺服電機。4.如權利要求3所述的基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，其特征在于，所述衛星通信終端包括用于對衛星通信天線發射和接收的無線電信號進行調制和解調的衛星調制解調器模塊和用于建立衛星網絡多址控制連接以及對IP數據進行路由尋址的網絡控制模塊。5.如權利要求4所述的基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，其特征在于，所述底座中還安裝有發饋源法蘭盤和收饋源法蘭盤，所述功放變頻設備安裝在發饋源法蘭盤上，用于將調制解調器已調制的L波段中頻信號上變頻到衛星轉發器接收的Ku頻段，且功率放大后通過天線的發饋源發射出去;所述低噪聲接收變頻設備安裝在收饋源法蘭盤上，用于接收來自衛星轉發器的Ku頻段的微弱信號，將其放大并下變頻到L波段，送到調制解調器進行信號的解調。6.如權利要求4所述的基于衛星通信網絡的單兵背負式便攜站，其特征在于，所述視頻編解碼器和語音編碼器安裝在底座內。
【文檔編號】H04W88/08GK205584201SQ201620374265
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月28日
【發明人】王帥彬, 張莉
【申請人】王帥彬, 張莉