专利名称：便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通信终端，特别是涉及一种卫星数据语音视频综合应用的便携式通 信终端。
背景技术：
目前，通信系统业务已经从单一的视频图像传输发展到目前的包括话音、数据和视频图 像综合性业务的传输。
但是在2008年2月中国南方的大雪灾和5月四川发生的大地震时，虽然综合业务通信系 统已经广泛的应用于广电、电信、公安、武警、军队、抢险救灾和石油勘探等各个行业和领 域，但是由于地面通信线路的中断， 一时之间， 一线现场很多实际的状况、信息，依然无法 及时传送，从而导致不能在第一时间内将实际的状况、信息提供给相关的部门做决策参考， 造成了不可避免的人员及物质上的损失。
针对上述的自然灾害，如今，随着卫星通信技术的成熟，以及卫星通信可以在数分钟内 建立起通信链路，实现视频图像、语音和高速数据的传输功能优点，如何建立快捷、操作简 便、运行可靠的综合业务卫星通信系统已经是当今卫星通信技术的一个主要的应用发展方向。
实用新型内容
基于通信系统业务目前存在的状况，本实用新型的主要目的在于提供一种能够传送数据、 话音、视频图象的便携式卫星通信终端，其可应用于广电、电信、公安、武警、军队、抢险 救灾和石油勘探等各个行业和领域。
为了达到上述目的，本实用新型釆用了下述技术方案
所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端集成了 Ku/C波段射频双向传输、中频 波段中频编码调制解调以及具有语音、视频、IP数据等综合业务的基带终端编码能力传输以 及应用的卫星通信终端，其包括依序相连的基带终端与接口模块、屮频调制与解调模块、射 频发射与接收模块以及便携天线系统模块。
其中，所述基带终端与接口模块为用以对AES/EBU (ASI码流)立体声音频信号以及电 话语音、H.264视频数据等综合业务的数据进行处理打包并送入中频调制与解调模块，且在 该基带终端与接口模块中包括有音频编码器，且当AES/EBU (ASI码流)立体声音频信号送 入该音频编码器后，该音频编码器按照MPEG标准对输入的立体声音频信号进行压縮、编码，
3将立体声音频信号转变为码流速率为128-384Kbps的MPEG数字信号，且完成基带信号的编码并送入中频调制与解调单元模块;所述中频调制与解调模块对输入的MPEG以及电话语音、H.264视频数据等综合业务的数据等数字信号码流进行纠错编码后再进行OPSK(相移键控调制)方式的调制，并将所述数字信号码流转变为中频频率为950MHz-1450MHz的OPSK的中频调制信号，完成原始立体声信号转变成数字卫星中频调制信号，且将该数字卫星中频调制信号送入所述射频发射与接收模块；所述射频发射与接收模块将中频调制与解调单元模块传送来的中频调制信号转变为Ku波段大功率射频信号，且将该转变后的Ku波段的大功率信号通过Ku波段波导送入所述便携天线系统模块的天线馈源，且通过所述便携天线系统模块的主反射面的反射发送上指定卫星，进而完成音频信号、视频信号、综合业务数据的发送工作。
同理，所述便携天线系统模块从卫星上面接收Ku波段的卫星信号，经过射频发射与接收模块变成中频频率为950MHz-1450MHz的中频调制信号，而该中频调制信号经过中频调制与解调模块的解调，将信号送到基带终端与接口模块，从而基带终端与接口模块将信号还原，进而完成对音频信号、视频信号、综合业务数据的接收工作。
本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端具有以下有益效果
1) 技术先进集数据、话音、传真和图像传输于一体，且采用先进的L波段中频技术，覆盖整个500MHz卫星工作带宽，频率选择不受卫星转发器带宽限制；
2) 低成本每站一个载波，可以最大限度利用设备的发射功率，设备量最省，设备利用率最高，大大降低了网络投资费用；
3) 低运行费采用了诸如话音压縮、数据压縮、IP传输等一系列先进技术，大大降低了占用带宽，减少了卫星转发器租费；
4) 高效率集协议转换、分组交换与路由选择、话音编/解码等功能于一体，话音通讯质量好；
5) 结构灵活可灵活的组成星型网、网状网和混合网。可为用户提供灵活、低成本的网络解决方案；
6) 兼容性好支持所有标准的话音、数据、网络连接接口和通信协议，且与各种终端设备具有良好的兼容性；
7) 扩容方便具有在用户仅追加少量中心站投资的情况下就可以扩容网内节点的能力，保证现有投资得到充分利用。
图1为本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端的功能架构图；图2为本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端的具体模块图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例来对本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端作进一步的详细说明。
本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端是一套集成了 Ku/C波段射频双向传输、L波段中频编码调制解调以及具有语音、视频、IP数据等综合业务的基带终端编码能力传输以及应用的卫星通信终端，其中所有卫星通信设备全部是采用便携式结构。
见图1和图2中所示，该通信终端1包括基带终端与接口模块10、中频调制与解调模块12、射频发射与接收模块13以及便携天线系统模块14，且该所述基带终端与接口模块IO、中频调制与解调模块12、射频发射与接收模块13以及便携天线系统模块14为依序连接。
其中，所述基带终端与接口模块10集合了 "卫星电视视频编/解码器"、"立体声音频信号"以及"l-4路双向卫星电话、互联网数据、流媒体视频信号、短信互动平台等业务信息"模块接口 ，可提供高质量的H.264或者MPEG-4视频压缩，也可以在10/100兆网络上实现每秒钟25帧(PAL制式)的速率，在同等带宽下能传输更为清晰的画面，同样实现基于IP的点对点的模拟视频扩展。
对于H.264/Mpeg-4图像编/解码，由于其可实现卫星低带宽情况下每秒钟达到25帧(PAL)的高质量图像，因此在实际应用中可根据需要，灵活地配置成CIF、 2CIF(HalfDl)或4CIF(D1)。
该所述基带终端与接口模块10可对AES/EBU (ASI码流)立体声音频信号以及电话语音、H.264视频数据等综合业务的数据进行处理打包，且其中内置有10/100Base-T以太网标准接口，该太网标准接口支持UDP/IP、 TCP/IP、 IP多播等多种传输方式，并且支持VoIP话音，即在该基带终端与接口模块10中集成话音处理单元100，通过该话音处理单元100可以把一个标准的64K的带宽话音压縮成8-12K的话音，且在一个话音处理单元100可以实现2路FXS (ForeignExchange Station,外部交换站)接口，支持G.711 (A-Law/u-Law)、 G.726(16/24/32/40 kbps)、 G729A、 G723.1,通过内置10/100 BaseT以太网端口互连，同时，支持QoS功能保证语音质量，支持接入控制。
对于上述，由于在卫星通信网络系统中，卫星带宽资源的昂贵，而且在卫星上传输的信息，都需要进行压縮后传输，因此在实际应用中，本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端1的基带终端与接口模块10为采用卫星窄带压缩视频传输，且在该所述基带终端与接口模块10包括卫星窄带压縮视频单元101，通过该单元可把一 2M的标准的窄带
5视频压縮成512K-1M的视频，压縮率为50-75%,完成MPEG4或者H264的视频编码格式，图像质量可以到达15-25帧/秒，支持PAL和N制式。
实际应用中，视频输入可为1Vpp-75欧姆(NTSC/PAL自适应)；图像支持格式CIF、HALFD1、 Dl;图像压縮方式MPEG-4 (16kbps-4Mbps可设)；传输帧率支持25F/S (PAL)、30F/S(NTSC)的帧率；视频制式NTSC制或PAL制，支持中文OSD功能；带宽从64 - 4000Kbps可设；接口标准以太网10/100MBase-T。
该所述卫星窄带压縮视频单元采用了运动图像补偿机制、运动图像变换机制以及运动图像编码机制。其中，所述运动图像补偿机制为使用最多32个参考帧的多参考帧的运动补偿；使用最多16X16最小4X4的块来进行运动估计与运动补偿，以对图像序列中的运动区域进行更精确的分割；采用六抽头的滤波器产生二分之一像素的亮度分量预测值，减少"振铃"效应以最终得到更为锐化的图像；在场模式中采用16X16的宏块；以及在加权运动补偿中采用l/4像素精度，提供更高精度的运动块的预测。所述运动图像变换机制则是使用了一个环内的除块效应滤波器，以减轻普遍存在于其他基于离散余弦变换的视频编解码器的块效应、采用4X4 变换和8X8变换，并能在4X4变换和8X8变换中进行自适应的选择以及采用上下文二元算数编码(CABAC)的进行变换的选择。所述运动图像编码机制为采用基于上下文的变长编码(CAVLC)，对量化后的变换化系数进行编码；使用Exponential-Golomb熵编码方案对非CAVLC的语法元素进行编码；使用了序列参数集(SPSs)和图像参数集(PPSs)来提供编码效果的更高鲁棒性(robustness)和灵活性；采用切换条带技术形成视频码流；采用宏块排列模式，更改图像编码的最基本单位-宏块的编码顺序以及采用数据分区(DP for Datapartitioning)技术来改善视频码流对抗信道误码/丢包的鲁棒性。
此外，在所述基带终端与接口模块10中还包括有音频编码器102，且当AES/EBU (ASI码流)立体声音频信号送入该音频编码器后，该音频编码器按照MPEG标准对输入的立体声音频信号进行压縮、编码，将立体声音频信号转变为码流速率为128-384Kbps的MPEG数字信号，且完成基带信号的编码并送入中频调制与解调单元模块12。
所述中频调制与解调模块12包括中频波段接口 、 EIA-530/ 422接口以及V.35接口 ，且通过中频波段接口连接于所述射频发射与接收模块。该中频调制与解调模块12用以对输入的MPEG以及电话语音、H.264视频数据等综合业务的数据等数字信号码流进行纠错编码后再进行OPSK方式的调制，并将所述数字信号码流转变为中频频率为950MHz-1450MHz的OPSK的中频调制信号，完成原始立体声信号转变成数字卫星中频调制信号，且将该数字卫星中频调制信号送入所述射频发射与接收模块13。
所述射频发射与接收模块13为将中频调制与解调单元模块12传送来的中频调制信号转变为Ku波段大功率射频信号，且将该转变后的Ku波段的大功率信号通过Ku波段波导送入所述便携天线系统模块14的天线馈源，且通过所述便携天线系统模块14的天线主反射面的反射发送上指定卫星，进而完成音频信号、视频信号、综合业务数据的发送工作。
该所述射频发射与接收模块13包括射频发射器130、射频接收器131以及射频单元电源直流模块132，其中，所述射频接收器130可将中频调制与解调模块12传送来的中频调制信号进行放大，并将其变频转换成射频信号发送给射频发射器130，同理，对于接送过程而言，当所述便携天线系统模块14从卫星2上面接收Ku波段的卫星信号后，该所述射频接收器131将接收的射频信号变频转换成950MHz-1450MHz的中频调制信号，并传送到中频调制与解调模块12进行解调，进而将解调后的信号送到基带终端与接口模块10，在基带终端与接口模块10中完成信号还原，从而完成对音频信号、视频信号、综合业务数据的接收工作。
又，在本实用新型中，所述射频单元电源直流模块132为支持16-70伏直流工作电压，从而解决了电源供电与散热的问题，并且使得本实用新型中的所述便携式下.星数据语音视频综合应用通信终端1体积和重量都得到减小，更加有利于便携，并且电源的功耗亦得到了减少。
另外，在本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端1的数据传输为采用卫星IP加速传输。由于在卫星通信网络系统中，卫星传输本身存在时间延时，在进行一些敏感IP数据的传输时，会对敏感IP数据产生丢失、高误码、数据重发造成传输效率低下等问题，因此针对卫星IP数据在卫星传输上延时的事情，在该所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端l中采用了卫星专用的TCP acceleration能力，其可使数据传输速度得到明显提高，约为不使用TCP acceleration技术时的3倍。
本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端1可完成应急现场数据、语音、图像的传输，传输的业务类型可涉及到"标准清晰度数字卫星电视信号"、"立体声音频信号"、"综合业务信息——l-4路双向卫星电话、互联网数据、短信互动平台"等业务信息。
此外，本实用新型所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端1在使用中，只要简单地安装与连接，只需要连接电源或启动发电机便可开始工作，业务即可开始传输，并且本实用新型所述终端具有可升级和扩展功能，可满足业务的直播需要。该通信终端1可以搭乘各种不同的交通工具(比如飞机、汽车、轮船等)前往不同的地区，进行应急通信，也可以作为固定卫星终端站。其能够广泛地应用于广电、电信、公安、武警、军队、抢险救灾和石油勘探等各个行业和领域，建立快捷、操作简便、运行可靠的综合业务卫星通信系统。
权利要求1.一种便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端，其特征在于，包括基带终端与接口模块、中频调制与解调模块、射频发射与接收模块以及便携天线系统模块，且该所述基带终端与接口模块、中频调制与解调模块、射频发射与接收模块以及便携天线系统模块为依序连接；其中，所述基带终端与接口模块包括话音处理单元、卫星窄带压缩视频单元以及按照MPEG标准对输入的立体声音频信号进行压缩、编码，且将该立体声音频信号转变为码流速率为128-384Kbps的MPEG数字信号音频编码器；所述中频调制与解调模块包括中频波段接口、EIA-530/422，接口以及V.35接口，且通过中频波段接口连接于所述射频发射与接收模块；所述射频发射与接收模块包括射频发射器、射频接收器以及射频单元电源直流模块。
2. 根据权利要求1中所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端，其特征在于，所述射频单元电源直流模块支持16-70伏直流工作电压。
3. 根据权利要求1中所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端，其特征在于，所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端的数据传输为采用卫星IP加速传输。
4. 根据权利要求1中所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端，其特征在于，所述基带终端与接口模块中内置有以太网标准接口。
5. 根据权利要求1中所述便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端，其特征在于，所述卫星窄带压縮视频单元采用了运动图像补偿机制、运动图像变换机制以及运动图像编码机制。
专利摘要一种便携式卫星数据语音视频综合应用通信终端，包括基带终端与接口模块、中频调制与解调模块、射频发射与接收模块及便携天线系统模块；其中，基带终端与接口模块对音频信号和电话语音、H.264视频数据等综合业务的等数据进行处理打包，并送入中频调制与解调模块；中频调制与解调模块对输入数字信号码流进行纠错编码并进行OPSK方式的调制，且将该调制后的信号转变为中频调制信号，将该中频调制信号送入射频发射与接收模块；射频发射与接收模块将该传送来的中频调制信号转变为Ku波段大功率射频信号并通过Ku波段波导送入便携天线系统模块发送至卫星。本实用新型优点在于成本低、运行费低和效率高，且结构灵活，兼容性好，扩容方便。
文档编号H04N7/20GK201435786SQ20092010771
公开日2010年3月31日 申请日期2009年4月27日 优先权日2009年4月27日
发明者王庆永 申请人:北京讯达多维通信科技有限公司