建立卫星应急通信平台的设计思路

各级应急部门对应急通信系统的主要要求：

1、快速反应
    突发事件的发生具有不可预见性，应急救援工作要求时刻准备，接到报警后就得立即实施救援，应急救援通信系统要能够跟的上，开的通，做出快速反应。

2、稳定可靠
    在应急工作中通信联络必须做到可靠，这就必须在现有的通信手段上采取一些必要的防护措施使得应急通信系统能够适应各种突发事件（灾害）发生现场的不同环境、不同地点的地理情况。

3、手段多样
    应急通信网络，应采用灵活多样的通信手段，无线电通信、有线通信、卫星通信、微波通信、视频通信并用，确保应急救援工作中的通信联络畅通无阻。

4、机动灵活
    应急通信网络要能快速覆盖到任何应急现场，不受地域、环境、天气、地质条件、供电条件的任何限制。

5、独立成网
    在应急条件下不要指望能依赖任何的现有通信设施，只能依靠应急通信系统自身独立组成的不依赖任何其他设施的通信指挥网络。

6、合理运营
    合理运营需要解决两方面的问题，一方面要合理筹划安排平时常规应用和紧急状态应急使用的关系；另一方面要处理好系统的信道使用费用，要使用户真正做到对应急系统建得起、养得起、用得好。
  依照上述应急通信网建设的指导思想，拟定如下设计思路:

1、利用机动卫星通信网络架构应急通信平台的主通道，而不是简单的用卫星Modem开通临时的点对点卫星信道；

2、机动卫星网络以IP作为其广域网互联平台，网络中的互联互通及应用融合均在IP平台上实现；

3、机动卫星网络采用星网混合结构，各级指挥中心为应急网络的中心及分中心，之间的信道是全网状连接的，便于各级指挥中心之间的指挥协调、上情下达。

4、网络的远端移动站分属于各自不同的中心或分中心管辖，与各自的中心或分中心之间采用星型网络结构连接，根据需要，某些远端移动站之间也可以按需分配的建立直接通信信道。

5、在应急平台中，一些远端站可以使星型连接，另一些远端站可以是网状连接，信道分配由网控站的DAMA控制器实现，远端站是否能实现网状连接只取决于该站点链路发射接收能力。

卫星应急平台为适应各种应急应用的需要，网络架构构成了多频段工作方式（C频段和Ku频段），平台的模块式设计可以将网络划分成多个业务组，交由单独的NCS管理，全网可进行跨转发器、跨频段和卫星的操作。

应急平台中各级应急指挥中心及分中心建设卫星固定站，作为移动卫星网接入应急通信指挥系统地面网的接入点。远端移动站有3种基本站型：动中通卫星车载站、静中通卫星车载站、箱式便携站。动中通卫星车载站可实现行进中通信，静中通卫星车载站和箱式便携站在到达应急现场后在静止状态下通信。网络中各种站型灵活配置，可以满足不同的应急现场需要。

卫星应急通信平台的卫星多址方式采用如下方案：在网络建设初期，远端移动站不多的情况下采用MDPC/PAMA方式，即频率预分配的每载波多目的地多址方式；在网络增容到一定规模后，平稳的过渡为MDPC/DAMA/DBOD方式，即按需分配的每载波多目的地多址方式，且支持动态宽带按需分配；信道的使用采用按需分配（MDPC/DAMA）的多址方式后，网络的扩容问题就迎刃而解了。

对于集成到卫星网中的其它通信设备，如数字集群、各种短波、超短波电台、各种手持移动终端、无线移动局域网、无线移动视频终端等，均通过系统提供的综合调度平台，将其集成到应急移动通信网内，并通过综合调度平台提供的通信指挥调度控制台的图形触摸屏进行统一的通信指挥调度，实现了真正意义上的各种通信设施的融会贯通、无缝连接。
二、卫星应急通信平台组建原则

1、系统坚固、功能可靠
    系统应具备在低温雨雪环境下保持设备正常运转的环境适应能力，具备不完全依赖地面的公众电信网络服务的独立通信能力，具备防止事件焦点地区通信网络局部拥塞的预防控制能力，具备当地供电电源中断之后保持连续服务的自备自助能力。

2、机动灵活、安全保密
    机动能力包括室内、长途和越野。通信能力包括静中通和动中通；采用网络加密和终端加密措施，避免敏感信息经开放式传输媒介传送后对外泄露。

3、平战结合，讲求实效
    应急指挥通信系统不仅要在重大自然灾害或突发事故造成地面通信系统全面中断时发挥作用，平时也可作为常规通信系统的补充，在重大活动或重点工程的指挥现场提供通信保障。

4、统一部署、分步实施
    统一网络制式、统一技术标准、统一建设规划、先在某一地区进行试点，总结经验，逐步推广。
三、机动卫星通信网络的技术特点

机动卫星通信网络与以往的固定卫星通信网络比较起来最大的不同就是其远端站点的随机移动性，这就使其具有了如下的技术特点。

1、远端移动站点的天线口径受限，往往偏小，在0.5—2.4之间，而应急应用所需要的带宽又较大（2Mbit/s以上）使得系统成为一个严重的功率受限系统；

2、远端移动站点处的卫星EIRP、G/T值随着所处地理位置的不同而改变，使得移动站点要随时修正发射功率甚至是发射速率；

3、远端移动站点相对于网络固定中心站（基准站）的位置变化，引起传输延时的变化，对定时要求严格的系统每改变一个新站点就要严格的调整相对时间基准；

4、网中“动中通”站点的高速运动，引发多普勒频移效应，对定时要求严格的系统往往会引起关注；

5、网中“动中通”站点由于阻挡的原因链路经常短路中断，有时穿涵洞或林区会造成较长时间的中断，要求卫星链路具备快速恢复的能力，对于应用进程应具备断点保护并能迅速恢复中断；

6、对于自动捕获跟踪的天线，口径小到一定程度后就不能依靠卫星信标来进行跟踪了（接收效益低，收不到信标），因此要求卫星终端设备能够提  供天线跟踪所需要的监控信号，该信号最好是系统中长期存在的，又不是专设的。

针对上述特点，设计应急移动卫星网络时，重点在卫星的多址方式、调制解调方式、纠错编码方式和系统的自适应程度上进行严格的选择和论证。

四、MDPC/DAMA机动卫星组网方案

1、网络概述

最新的MDPC/DAMA体制的产品即保持了VSAT原有的DAMA话音、视频会议和串行口链路数据通信能力，还在全网状IP数据网络技术上去的突破，支持真正的带宽按需分配（BOD）和服务质量（QOS）功能。

2、网络拓扑结构
    网状连接、星状连接、多层连接（树状）连接和点对点连接。

3、网络技术要点
（1）多路单载波（MCPC）加包分多址（PDMA）；
（2）单载波（SCPC）加频分多址（FDMA）；
（3）回传信号多路单载波加AlohaTDMA；
（4）成熟技术基础上开发的先进特性；
（5）VSAT多址方式中最高的通道效率。

4、网络性能要点
（1）参考频率精度高达10—10。网络提供以GPS为基础的频率参考。对于整个网络系统的室内和室外单元来说，其精度可以高达1×10—10。
（2）网络管理系统（NMS）热备份。NMS的结构支持多个网络控制服务器（NCS）和公共信令信道（CSC）一起工作，而NCS运动在单独的服务器中。这种模块式的并行处理的NMS结构，支持NCS/CSC组的热备份保护，也同样可以按照用户网络需要设置多个NCS/CSC单元组。支持网管系统的异地备份。
（3）多频带操作。网络的模块式设计可以将网络划分成几个业务组，交由单独的NCS来管理，全网可进行跨转发器、跨地带和卫星的操作。
（4）模块式扩展方式。整个网络的部件是模块化方式的结构，允许在对现有设备不做任何变动的情况下增加新的设备。
（5）单跳全网状的DAMA话音和DAMA数据。网络中的任何远端站，都可以与其它的远端站建立单跳的DAMA话音或DAMA数据链路，而不需要经过卫星的双跳或经过主站。
（6）共享主站或子网络。网络结构可以设置成物理上单独分开的子网，而整个网络共享一个主站。每一个子网可以分配一个单独的NCS/SMU来支持特殊子网的DAMA呼叫处理。
（7）大范围的数据率。Modem信道单元支持同步9.6—8192kbits/s的数据率。Modem信道的速率可软件升级。
（8）带宽按需分配（BOD）。每个网络设备终端可根据实际的业务需求以扩大或压缩数据率的方式来自动管理DAMA卫星通道带宽。
（9）Turbo编码。网络的卫星Modem在纠错上支持先进的Turbo编解码。
（10）全网状的电视会议。网络支持全网状的电视会议连接应用。支持H.323协议的IP组播和H.320/H331广播方式。
（11）内置路由器支持完全的IP功能。网络设备的每一个终端内置路由器来支持DHCP、FTP、HTTP、SMTP、ICMP、IGMP、PPP、TCP、SNMP和UDP协议。终端路由寻址支持基于IPv4的动态RIP v.20和静态路由接入方式。
（12）带报头压缩的全网状VoIP应用。网络系统提供VoIP话音通信的报头压缩功能，以提高带宽效率。通过将话音分组打包，并对IP报头进行压缩有效地使用了SCPC载波。
（13）服务质量（Qos）。网络系统提供了完备的Qos功能，Qos服务质量能力可为电视会议和话音应用等实时业务分配一个更高的优先级。保证实时业务的通信。
（14）基于SNMP的NMS系统。网络支持基于SNMP网络管理系统（NMS）。每个终端运行在SNMP代理服务器上，NMS可以从本地接入，也可以从任何其它有IP网络的地方接入。

5、网络管理系统

卫星应急通信平台设置了基于SNMP的网络管理系统（NMS）。NMS是一个主要的用户操作接口，用于设置、规划、控制和监视的网络、NMS的特性如下。

（1）网络和设备终端状态的实时事件和告警监视；

（2）网络实时使用情况的统计；

（3）事件记录和分析；

（4）网络配置管理和网络站点工作浏览；

（5）用户管理，服务等级和网络使用授权；

（6）转发器带宽和用户数据业务的规划；

（7）子网终端和网络资源的设置；

（8）网络路由表和拨号方案的设置；

（9）远程站终端的管理，包括软件下载和系统升级；

系统包括一个网络控制器来管理呼叫的建立，处理连接请求和管理转发器带宽。网络通话控制以IETF RFC2327规定的SIP为基础。网络控制运行于Linux操作系统服务器。对于小的网络来说，网络控制系统可运行于单一的计算机服务器，备份可选。对于大型网络来说，网络控制器系统可以分布于多个服务器上。网络控制器收集整理来自终端站的信令信息，完成对用户和终端站的鉴别和认证。网络控制器处理拨号方案和完成路由的转译。网络控制器还可生成一个详细的通话和链路连接记录，为用户的计费系统提供方便。

6、地面站设备配置

网络内设有主站（网管站）和远端站，远端站设有4个站型：固定远端站、动中通远端站、静中通远端站和箱式便携远端站。无论哪种类型的地面站，基本上都由3部分组成：IDU（室内单元），ODU（室外单元）和天线。

（1）平台主站
    主站配有网络管理和控制系统（NMCS），NMCS将集中监视和控制网络的全部资源。NMCS可以监视网络软件和硬件的工作情况，并通过图形用户接口和文本方式报告检测监视结果。NMCS还可以控制各站点之间的业务通道，它的DAMA功能可以按照通信业务的出现来有效进行转发器带宽的分配，它的BOD功能可以将每个载波的数据率调节到它最适用的带宽上。

（2）平台固定远端站
    根据业务量的不同，固定远端站一般配置1.8—3.7m口径的固定天线，4—25W的ODU，1—8信道的IDU。

（3）平台移动远端站
    根据业务量的不同，一定远端站一般配置0.45—1.8m口径的移动天线，8—40W的ODU，1—4信道的IDU。