基于卫星通信网络的单兵背负式便携站的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，包括底座和可收缩展开安装在底座上的卫星通信天线，所述底座中安装有电源以及分别与电源连接的卫星通信终端、路由器、视频编解码器和语音编码器；所述卫星通信天线与卫星通信终端之间分别连接有功放变频设备、低噪声接收变频设备；所述卫星通信终端通过路由器分别与视频编解码器和语音编码器连接。本实用新型采用伺服电机实现卫星通信天线的一键式展开或收拢，使其携带使用更加方便；本实用新型在到达任务现场后可根据实际需要快速组建通信网络，其具有设施建立和运转人力和物力投入少，成本低，建设周期短，系统运行稳定等优点。
【专利说明】
基于卫星通信网络的单兵背负式便携站
技术领域
[0001]本实用新型属于卫星通信领域，具体涉及的是一种基于卫星通信网络的单兵背负式便携站。
【背景技术】
[0002]卫星通信作为应急通信的重要手段，其能够在地面通信被破坏的情况下有效保证应急通信的正常使用，而卫星通信便携站在自然灾害等导致道路中断的突然发情况下，更具有明显的优势。因此利用卫星通信便携站在大范围内组建应急指挥调度系统是最佳的应急通信方式，由于卫星通信便携站具有携带方便、开通快捷、机动灵活等特点，具有可将卫星通信网络延伸到任何需要建立通信地点的优势，因此被广泛应用于武警、公安、边防以及救灾等领域，以实现在任何恶劣环境下迅速开通通信链路的目的。但是，目前可提供使用的卫星通信便携站均存在设备过于复杂繁琐，重量大、现场连接线缆多、耗电大、开通困难以及使用人力物力投入大等问题，尤其是对于高山峻岭、山路崎岖的险恶环境，携行和使用更加不便，从而限制了其正常使用。
【发明内容】
[0003]为此，本实用新型的目的在于提供一种体积小，重量轻，便于人员在高原山区携行、布设，不受现场条件的制约，设备操作简便，功耗低，方便使用，设施的建立和运转人力和物力投入少，成本低，开通快，运行稳定的单兵背负式便携站。
[0004]为实现上述目的，本实用新型主要采用如下技术方案:
[0005]—种基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，包括底座和可收缩展开安装在底座上的卫星通信天线，所述底座中安装有电源以及分别与电源连接的卫星通信终端、路由器、视频编解码器和语音编码器;所述卫星通信天线与卫星通信终端之间分别连接有功放变频设备、低噪声接收变频设备;所述卫星通信终端通过路由器分别与视频编解码器和语音编码器连接。
[0006]优选地，所述卫星通信天线通过安装在底座中的双工器分别与功放变频设备、低噪声接收变频设备连接。
[0007]优选地，所述底座中固定安装有用于控制卫星通信天线展开或收拢的伺服电机。
[0008]优选地，所述卫星通信终端包括用于对卫星通信天线发射和接收的无线电信号进行调制和解调的卫星调制解调器模块和用于建立卫星网络多址控制连接以及对IP数据进行路由寻址的网络控制模块。
[0009]优选地，所述底座中还安装有发馈源法兰盘和收馈源法兰盘，所述功放变频设备安装在发馈源法兰盘上，用于将调制解调器已调制的L波段中频信号上变频到卫星转发器接收的Ku频段，且功率放大后通过天线的发馈源发射出去;所述低噪声接收变频设备安装在收馈源法兰盘上，用于接收来自卫星转发器的Ku频段的微弱信号，将其放大并下变频到L波段，送到调制解调器进行信号的解调。
[0010]优选地，所述视频编解码器和语音编码器安装在底座内。
[0011]本实用新型单兵背负式便携站采用伺服电机实现卫星通信天线的一键式展开或收拢，使其携带使用更加方便;而且利用安装在底座内的视频编解码器和语音编码器实现了指挥调度的无限延伸，提高了应急综合通信指挥系统的综合性;另外本实用新型在到达任务现场后可根据实际需要快速组建通信网络，其具有设施建立和运转人力和物力投入少，成本低，建设周期短，系统运行稳定等优点。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型单兵背负式便携站的原理框图；
[0013]图2为便携站组建点对点的应急卫星通信链路示意图；
[0014]图3为便携站组建点对多点的应急卫星通信星型网络示意图；
[0015]图4是便携站组建多点间的应急卫星通信网状网络示意图。
[0016]图中标识说明:卫星通信便携站10、卫星通信天线101、双工器102、功放变频设备103、低噪声接收变频设备104、卫星通信终端105、路由器106、视频编解码器107、语音编码器108、电源109、伺服电机110、卫星20、指挥部站30、总队指挥中心站40、部局指挥中心站50、车载站60。
【具体实施方式】
[0017]为阐述本实用新型的思想及目的，下面将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的说明。
[0018]请参见图1所示，图1为本实用新型单兵背负式便携站的原理框图。本实用新型提供了一种单兵背负式卫星通信便携站10，该卫星通信便携站10自身重量不超过14公斤，耗电小于150瓦。其包括有底座和卫星通信天线101，底座中安装有电源109以及分别与电源109连接的双工器102、功放变频设备103、低噪声接收变频设备104、卫星通信终端105、路由器106、视频编解码器107、语音编码器108和伺服电机110。其中伺服电机110用于控制卫星通信天线101展开或收拢。
[0019]本实施例中卫星通信天线101在携行时是处于收藏状态的，以便携带，到达工作现场后，通过伺服电机110能实现快速展开工作，使其可以实现到达现场后一键自动展开并自动对准所需的通信卫星，工作完成后一键完成自动收藏。为使卫星通信天线101轻便便携，天线面采用了碳纤维材料，此材料不仅重量轻，而且坚固耐用，不易变形。另外，卫星通信天线101采用了精密的传动系统设计:方位、俯仰传动系统采用专用精密器件，配合高可靠性的传动结构设计，传动扭矩安全系数高，确保扭矩具有足够的余量，以便使得天线系统具备全天候的工作能力，使用寿命更长。便携天线采用了高度防水设计:系统采用整体密封设计，满足三防及淋雨要求，防护等级达到IP65，天线系统具备安全可靠的全天候工作能力；进一步，所述便携天线采用了简便多样的控制方式:一键通操作、笔记本电脑和PDA控制操作;进一步，所述便携天线采用了极化闭环调整设计:独有的极化闭环自动调整技术，使得交叉极化干扰更小，极化隔离度更高，有效避免了由于地面倾斜带来的极化角度不准和交叉极化隔离度恶化的问题;进一步，所述便携天线采用了跟踪主瓣判断设计:天线具有自动的主瓣判断功能，确保天线100%不会跟踪锁定在旁瓣上;进一步，所述便携天线采用了参考星寻星设计:第一次自动完成寻星以后自动开启参考星换星功能，即可用于切换到无参考源的特殊卫星，也可在换星的时候节省换星所需的时间；进一步，所述便携天线设计工作在全自动模式下，实现一键对星。同时，也可以在特殊情况下工作在手控电动的工作模式下，更可以在断电的情况下进行全手动操作;进一步，所述便携天线采用了数字信标机:系统采用数字信标机，具有可靠性高、一致性好、不易老化、数字锁相环不会错锁信标的绝对优势，使得全系统稳定性和可靠性更高，对星准确度更高;进一步，所述便携天线采用了高效的电源供给系统:专用综合供给电源，能够为全系统提供稳定可靠的供电，该供电系统不仅为天线本身提供电源，还要为集成在天线底座内的所有设备提供电源，包括功放变频设备(BUC)、低噪声接收变频设备(LNB)、卫星通信终端设备、路由器、视频编解码器、语音编解码器(VOIP)等。
[0020]卫星通信天线101过双工器102分别与功放变频设备103、低噪声接收变频设备104连接;功放变频设备103、低噪声接收变频设备104分别与卫星通信终端105连接，卫星通信终端105通过路由器106分别与视频编解码器107和语音编码器108连接，而视频编解码器107与外部摄像机或PC连接，语音编码器108对应与外部电话或PC连接。
[0021 ]本实施例中视频编解码器107是新一代H.264视音频高清编解码板卡，采用H.264/AVC视频编码算法和MPEG-4 AAC音频编码算法，其可在低码率下实现高质量、低延时的视音频编解码和传输，为应急现场提供卓越的数字视音频编解码传输途径。
[0022]语音编码器108是一款VOIP网关，话音通道采用了先进的ITU G.723和G.729数字话音标准，这些压缩过的话音通道经过VOIP处理，将话音信息转换成IP数据包。当通道没有电话(静音，如:有50%时间是在听话)时，由于数据包也是经过压缩的，这种方式将进一步减少带宽的需求。另外，本设备采用了IP RTP报头压缩算法来减少话音报头数据包，由于综合使用了这些技术，每路卫星电话只需要8Kbs的信息速率。设备具有FXS，FXO, E1/T1接口。
[0023]卫星通信终端105包括有用于对卫星通信天线发射和接收的无线电信号进行调制和解调的卫星调制解调器模块和用于建立卫星网络多址控制连接以及对IP数据进行路由寻址的网络控制模块。
[0024]本实施例中卫星调制解调器通过采用高效的8PSK数字调制解调技术和LDPC前向纠错编码技术，在提高卫星信道的利用率的同时降低了解调器的解调门限，从而使便携站的应用突破了传统便携站需要采用大功率功放的限制。网络控制模块内置实时PCI总线，提供RS-530，422，449，G.703 (El)，10/100 Base-T等用户接口，融合了应急通信中几乎所有的业务种类；内置路由器，支持TCP, UDP, RIP, ARP, DHCP, ICMP, IGMP, TelnetPPP, FTP, HTTP, SMTP, SNMP, SIP协议，内置以太网交换机，涵盖了目前互联网的所有应用，为IP业务提供了标准平台，包括IP数据、IP视频、IP话音等。另外网络控制模块还内置了卫星多址协议控制软件，为卫星链路提供了第一个连接管理系统。连接管理使SCPC/MCPCDAMA载波可以按照业务流向的要求来建立，它具有完全的路由和交换功能，以支持所有的合法的业务通过卫星进行传输。因为有了连接管理，网络操作人员可以对卫星网络随意进行配置，以满足用户各种业务拓扑的要求(包括点对点链路、点对多点的星型网络结构和多点之间的网状结构等)。连接管理为网络管理人员提供了一个工具，可以确定网络的动态路由、静态路由和数据包的过滤，避免未授权的业务占用浪费宝贵的卫星带宽资源。
[0025]底座中还安装有发馈源法兰盘和收馈源法兰盘，所述功放变频设备103安装在发馈源法兰盘上，用于将调制解调器已调制的L波段中频信号上变频到卫星转发器接收的Ku频段，且功率放大后通过天线的发馈源发射出去;所述低噪声接收变频设备104安装在收馈源法兰盘上，用于接收来自卫星转发器的Ku频段的微弱信号，将其放大并下变频到L波段，送到调制解调器进行信号的解调。
[0026]如图2所示，图2为便携站组建点对点的应急卫星通信链路示意图。作为一种实施例，单兵背负式便携站10到达指定任务现场后，迅速架设并通过卫星20开通与指挥部站30之间的专用卫星信道，实现前方现场与后方指挥部站30之间的网络互联。所述实现前、后方网络互联是以单载波多路方式将指挥部网络延伸至野外山地的处置指挥现场;所述便携站的VOIP专线电话设备实现现场与指挥部之间的热线直通;所述便携站采集的现场实时视频图像直接传输到指挥部，并能接收到指挥部发来的实时指挥图像;所述便携站的各类数据终端设备可直接登陆到指挥部的各类数据库中以调取所需的数据信息。
[0027]如图3所示，图3为便携站组建点对多点的应急卫星通信星型网络示意图。作为另一种实施例，单兵背负式便携站10到达指定任务现场后，迅速架设并通过卫星20开通与总队指挥中心站40、部局指挥中心站50之间的专用卫星信道，实现前方现场与后方各级指挥部之间的网络互联。便携站的VOIP电话设备可通过拨号连接到各级指挥部，各级指挥部也可通过拨号快速接通任务现场，以下达指挥命令;便携站采集的现场实时视频图像采用组播的方式直接传输到各级指挥部，并能接收到相关指挥部发来的实时指挥图像;便携站的各类数据终端设备可通过网络IP地址连接到相应的指挥部网络，可根据具体任务需要与各级指挥部之间进行数据交换。
[0028]如图4所示，图4是便携站组建多点间的应急卫星通信网状网络示意图。作为另一种实施例，单兵背负式便携站10到达指定任务现场后，迅速架设并通过卫星20开通与后方总队指挥中心站40和前方现场便携站单兵背负式便携站10及车载站60之间的按需分配卫星信道，实现前方现场与后方各级指挥部或前方另一个现场之间的网络互联。便携站的VOIP电话设备可通过拨号连接到各级指挥部以及处于同一现场的另一个便携站，以便上传下达，协同作战，各级指挥部或另一现场便携站也可通过拨号快速接通任务现场，以下达指挥命令及协商协同作战事宜;便携站采集的现场实时视频图像采用组播的方式直接传输到各级指挥部，并能接收到相关指挥部发来的实时指挥图像;便携站的各类数据终端设备可通过网络IP地址连接到相应的指挥部网络，可根据具体任务需要与各级指挥部之间进行数据交换。
[0029]综上所述，本实用新型提供的基于卫星通信网络的单兵背负式便携站采用了一键式对星便携天线的便携站，使便携站在任何任务现场可快速对准卫星投入运行;通过高度集成化设计，实现了指挥调度的无限延伸，提高了应急综合通信指挥系统的综合性，具有业务综合一体化、适用领域广泛化等优点;采用了网络化设计，实现了到达现场天线展开后无需任何连接，即可在SCPC、星状网、网状网或混合网中作为卫星终端运行，到达任务现场后可根据实际需要快速组建需要的通信网络，其设施的建立和运转人力和物力投入少，成本低，建设周期短，系统运行稳定等优点；本实用新型使便携站自身重量不超过14公斤，耗电小于150瓦;通过将传输设备和应用设备进行一体化设计，具有体积小，重量轻，便于人员在高原山区携行、布设，设备操作简便，方便使用等特点。
[0030]以上是对本实用新型所提供的基于卫星通信网络的单兵背负式便携站进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的结构原理及实施方式进行了阐述，以上实施例只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1.一种基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，其特征在于，包括底座和可收缩展开安装在底座上的卫星通信天线，所述底座中安装有电源以及分别与电源连接的卫星通信终端、路由器、视频编解码器和语音编码器;所述卫星通信天线与卫星通信终端之间分别连接有功放变频设备、低噪声接收变频设备;所述卫星通信终端通过路由器分别与视频编解码器和语音编码器连接。2.如权利要求1所述的基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，其特征在于，所述卫星通信天线通过安装在底座中的双工器分别与功放变频设备、低噪声接收变频设备连接。3.如权利要求2所述的基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，其特征在于，所述底座中固定安装有用于控制卫星通信天线展开或收拢的伺服电机。4.如权利要求3所述的基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，其特征在于，所述卫星通信终端包括用于对卫星通信天线发射和接收的无线电信号进行调制和解调的卫星调制解调器模块和用于建立卫星网络多址控制连接以及对IP数据进行路由寻址的网络控制模块。5.如权利要求4所述的基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，其特征在于，所述底座中还安装有发馈源法兰盘和收馈源法兰盘，所述功放变频设备安装在发馈源法兰盘上，用于将调制解调器已调制的L波段中频信号上变频到卫星转发器接收的Ku频段，且功率放大后通过天线的发馈源发射出去;所述低噪声接收变频设备安装在收馈源法兰盘上，用于接收来自卫星转发器的Ku频段的微弱信号，将其放大并下变频到L波段，送到调制解调器进行信号的解调。6.如权利要求4所述的基于卫星通信网络的单兵背负式便携站，其特征在于，所述视频编解码器和语音编码器安装在底座内。
【文档编号】H04W88/08GK205584201SQ201620374265
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】王帅彬, 张莉
【申请人】王帅彬, 张莉