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衛星通信的優缺點范文1
關鍵詞:海洋石油;海陸;通信
中圖分類號:TN91 文獻標識碼:A 文章編號:1674-6708(2010)29-0233-02
隨著現代社會的發展,人類對能源的依賴日趨加強。能源公司在開采陸地油氣的同時,也將鉆采設備開到了海上。海上油氣的鉆探、生產和運輸的過程中,與陸地的通信是必然的。海陸通信鏈路為信息的有效傳遞提供了保證。下面針對海洋石油常用的幾種通信方式,分析一下各種通信方式的適用環境及優缺點。
1、光纖通信
目前,海底光纜在海洋石油平臺已經得到廣泛應用,用于傳輸海陸及各海上平臺之間的生產及辦公數據。海洋石油行業海底光纜大多數應用模式是復合海底動地電纜內部這樣既可以依托海底動地電纜增加光纜強度,同時也可以節省單獨鋪設海底光纜的高昂費用。光纜的成本很低,對海底動地電纜的成本影響微乎其微。但光纖通信的優勢很大。
1)通信容量大、傳輸距離遠。目前海洋石油所用光纖基本為百兆光纖,這樣的傳輸速率對于海洋石油的數據傳輸已經綽綽有余了。一根光纖的潛在帶寬可達20THz。光纖的損耗極低,光纖比目前任何傳輸媒質的損耗都低。在無中繼傳輸的情況下傳輸距離可達幾十、甚至上百公里;
2)信號串擾小、保密性能;
3)抗電磁干擾、傳輸質量佳,電通信不能解決各種電磁干擾問題,唯有光纖通信不受各種電磁干擾;
4)光纖尺寸小、重量輕、適應性強、壽命長;
5)成本低,光纜的成本相比電纜要低很多。
光纖雖有上述諸多優點,但在海洋石油這種特殊環境下,各種外界因索對于光纖通信的影響也不容忽視,這些因素嚴重影響了光纖通信的海洋石油行業的普及程度。
1)單獨敷設光纜成本較高。目前海洋石油的海底光纜多與動力電纜復合,單獨敷設海底光纜的案例很少,因為單獨敷設光纜不但要考慮光纜的防腐保護、配重(防止密度低出現漂浮)等問題,而且考慮海底地貌,海底挖、填纜溝及光纜敷設的船舶及機具費用是相當昂貴的。
2)易受外力破壞。除了潮汐因素對光纜的沖擊影響外,近幾年特別是在渤海等水深較淺的海域和近海海域,過往船舶拋錨及船體掛斷海底光纜的情況時有發生。這種情況在水深較深的南海深海基本不會發生。
3)維修困難。海底光纜一旦被掛斷,破損地點的診斷比較困難,且海底光纜的修復要借助船舶及潛水員將光纜從海底撈起,進行修復,在進行保護、配重等,重新沉人海底。
光纖通信以其優點受到海洋石油行業的歡迎,人們也在研究各項措施,減少外界因素對光纖通信的影響。
2、衛星通信
衛星通信以其傳輸距離遠、覆蓋面廣、不受地理條件限制、穩定性好、通信頻帶寬和業務豐富等優勢,在海洋石油通信中得到廣泛應用。目前海洋石油每個油田群基本都配備一個或幾個與陸地通信的地面衛星站,好多海洋石油的移動船舶上除了配備海事衛星外也配備了Ku波段的自動跟蹤衛星系統。衛星通信在當今海洋石油行業已經成為主要的海陸通信手段,平臺及船舶上的話音、數據信息通過衛星信道實現與陸地的互通。衛星通信的在海洋石油行業的優點有以下幾方面:
1)傳輸距離遠,基本可實現全球覆蓋。適合海洋石油深海作業及移動船舶作業的特點。
2)不受地域限制,建站即可進行通信。海洋石油行業由于工作地點處在海上。使用無線通信比有線通信更具靈活性,可根據需要建立、拆除鏈路,其建設難度相比敷設海底電纜要小很多。
3)穩定性好,帶寬高,業務豐富。由于使用高頻傳輸,人為干擾相對較少,且可以根據需要調整帶寬,目前海油平臺的語音、郵件、互聯網均可通過衛星傳輸。
衛星通信目前已是海陸通信的最主要鏈路,但衛星通信也有他的劣勢:
1)鏈路租金較高。使用衛星鏈路要向衛星公司繳納使用租金,相對電纜傳輸的一次建設終身免費的情況,衛星鏈路的租金是一筆不小的支出,系統的運營成本是使用即發生的。目前每個海洋石油平臺鑒于費用原因向衛星公司租用的帶寬基本是512k-2M不等。
2)干擾相對較多。衛星屬無線傳輸,存在來自各方面的干擾,有地球站設備的雜波干擾、電磁干擾、互調干擾、交叉極化干擾等
3)受自然因素影響。除了來自各方面的干擾外,當雨雪天氣還會出現雨衰,影響系統工作。每年春分和秋分前后,衛星地球站天線在對準衛星的同時也對準太陽,太陽產生的強大的電磁波干擾系統工作,即日凌。
3微波通信
點對點的微波通信從九十開始在海洋石油行業已經得到廣泛應用。微波通信目前在海上已經形成了微波網,用于填補海洋石油平臺衛星帶寬較窄的現狀。微波通信有優勢也有缺點,但優勢大約缺點,因此得到了海洋石油行業的認可,首先說一下微波通信的優勢:
1)具有衛星通信建設、拆除鏈路靈活的特點。微波建站非常靈活且建站成本很低,即使在陸地建立微波鏈路有時比建立光纖鏈路的成本都要低,加上海上沒有任何高大建筑遮擋,更為微波應用提供了良好的條件。
2)具備光纖通信的大帶寬及一次建設終身免費的特點。微波通信一般使用4MH200-900MHz或5.8GI-Iz的免費頻段,即使申請頻率也只需要很少的費用即可,鏈路建成后即可免費使用,不會有任何租金等費用發生。
微波通信由于點對點的無線通信原理限制也有一定的局限性,如下:
1)傳輸距離較短。由于是點對點通信微波通信的傳輸距離基本為視距,因此決定了其傳輸距離有一定局限,海上點對點距離的傳輸極限基本為20km,而海陸微波如將陸地一端天線掛高升高
(架設于高山或高塔上)可以達到40km。但微波聯網可解決距離局限。
2)干擾嚴重。由于是免費頻段,使用者較多,因此互相干擾現象頻繁發生,但微波可以調整參數,避開干擾。
3)受自然因素影響較大。除了受天氣影響外,平靜海洋的鏡面反射也會對微波產生影響。
衛星通信的優缺點范文2
論文摘要:水情自動測報系統通信方式的選擇對于水利工程有著非常主要的作用。文章介紹了我國當前經常使用的通信方式,探討了不同流域地區水情自動測報系統通信系統的選擇,并說明了其使用效果。
水情自動測報系統是集通信、遙測和 計算 機等先進技術于一體,用來實現水文數據自動采集、傳輸、處理和預報的 現代 化自動實時數據采集處理系統。我國洪水災害頻繁,給國家和人民生命財產造成了重大損失。自20世紀70年代開始建設的水情自動測報系統,為提高水文預報的精度、增加洪水有效預見期、及時準確地為防汛和水利水電調度提供 科學 的依據,對充分發揮水利水電工程的防洪減災作用,合理開發水資源具有十分重要的意義。
一、常用通信方式
(一)短波通信
短波是指波長在10~100m,頻率在3~30mhz的無線電波。短波通信包括通過電離層反射的天波傳播模式和沿地面傳播的地波模式2種傳輸模式。其中地波傳播模式中的地波信號隨著傳輸距離增長衰減很快,只適合通信距離短,中間障礙物少的地形。而水情自動測報系統一般位于多山或需要長距離通信的地區,因此一般選擇天波模式。
采用短波方式的典型系統有甘肅碧口水電廠水情自測報系統和廣西麻石水電廠水情自動測報系統。這2個系統由于流域地形復雜,如果采用超短波則需要建設多級中繼,投資成本加大,維護困難,因此選擇了短波與超短波混合組網方式。碧口水情自動測報系統規模為1:8,其中6個遙測站為短波組網。麻石水電廠水情自動測報系統規模為1:16,其中只有壩上和壩下采用有線方式傳輸信號,其余均為短波方式傳輸信號。
(二)超短波通信
超短波是指波長在1~10m,頻率30~300mhz的無線電波。超短波通信方式是在水情自動測報系統中運用最為廣泛的一種通信方式,因為其技術成熟、故障處理簡單、運行成本低,在對系統進行通信方式選擇時備受重視。
采用超短波方式的典型系統,如新疆伊犁恰甫其海水庫水情自動測報系統,規模為15:2:2,對六角尖中繼的依賴性很大,六角尖站承擔系統內鳳陽山中繼和其他測站的信號轉發功能,如果出現故障,則在中心站將無法收到任何測站數據。因此,在這種情況下,必須考慮采用雙中繼、熱備用或冷備用等方式提高系統的可靠性。
目前,全國有90%以上的水情自動測報系統采用超短波方式,這種通信方式在流域面積不大、流域地形較好的地區是一種比較有優勢的組網方式。
(三)有線通信
目前采用有線通信方式組網的水情自動測報系統,基本上是利用電信部門提供的公用電話網(pstn)。
采用有線方式的典型的系統如浙江珊溪水利樞紐和三峽水利樞紐水情自動測報系統,珊溪系統組網規模為12:3(12個遙測站、3個中心站),系統中心站與測站之間采用星形結構,可使遙測站單獨出現故障時不會影響其他測站通信。3個中心站之間采用鏈接形式,保證所有中心站內數據的唯一性。三峽水利樞紐水情自動測報共81個遙測站,其中56個遙測站選用pstn作為系統主要通信方式,實現pstn/inmarsat雙信道。平時正常工作采用pstn方式傳輸數據,在pstn無法傳遞數據時,測站自動啟動海事衛星(inmarsat)實現數據傳輸。
(四)衛星通信
衛星通信是20世紀90年代后期開始廣泛使用在水情自動測報系統的一種通信方式,頻率范圍在300~300ghz。衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站轉發或反射無線電波,在2個或多個地面站之間進行的通信。目前運用在水情自動測報系統中的衛星主要inmarsat、vsat衛星系統和我國自行研制的北斗通信衛星。衛星通信最理想的工作頻率在4/6ghz波段附近,該頻段帶寬較大,工作頻率較高,天線尺寸也較小,有利于成熟的微波中繼通信技術。
1.vsat衛星系統。vsat衛星通信技術是20世紀80年代興起的,我國主要是采用亞洲2號通信衛星收集水情信息。
在我國使用vsat通信方式的系統并不多,典型系統如廣西柳州市水情測報系統和西藏尼洋河水情測報系統,其中柳州市水情測報系統為混合組網,系統規模為2:10:62(2個中心站、5個衛星中繼站、5個超短波中繼站、32個衛星遙測站、30個超短波遙測站);西藏尼洋河水情自動測報系統規模為3:9(3個中心站、9個衛星遙測站),中心站采用 計算 機局域網方式聯網。
2.海事衛星。海事衛星(inmarsat)屬于全球性系統,建設初期主要服務目的是海事遇難救險。隨著inmarsat—c投入使用后,水利部門也開始逐步采用該衛星提供的服務。inmarsat—c系統由4顆工作衛星和7顆備用衛星組成,可靠性非常高。
目前許多已建的或將建的系統基本上采用inmarsat—c衛星。典型的系統如貴州烏江流域水情自動測報系統和吉林云峰水電廠水情自動測報系統,其中貴州烏江流域水情自動測報系統共有49個衛星遙測站,4個中心站,中心站之間采用vsat衛星組成局域網。云峰水電廠水情自動測報系統規模為1:12(1個中心站、12個遙測站)。
3.北斗衛星通信。北斗衛星系統是我國自行研制、自主經營專為我國服務的衛星導航系統,由2顆工作衛星和1顆備用衛星組成,屬于區域性系統,2002年1月開始運行。
利用該衛星的典型系統有陜南水利雨量監測速報系統和重慶江口水情測報系統。其中陜南水利雨量監測速報系統包括67個雨量站、14個中心站,特點是采用并行工作體制,將雨量數據同時發往14個中心站進行處理,減少中間環節,充分利用系統資源。重慶江口水情測報系統由17個雨量站、6個水位站和1個中心站組成。
(五)移動通信
1.短信息方式(sms)。短信息業務是gsm系統為用戶提供的一種使用手機或gsm模塊接收和發送文本消息的服務。每條短信息最多包含160字母或70個漢字。
使用該方式的典型系統如浙江省防汛水情自動測報系統和江西萬安水電廠水情自動測報系統,其中浙江省水利廳在全省建立上百個基于gms短消息的水情遙測站,通過gms 網絡 建成全省統一的防汛水情自動測報系統。江西萬安水電廠在條件合適的位置建立gms短消息遙測站,規模不大,但是具有一定的 參考 價值,因為該系統集超短波、衛星和gms短消息為一體進行混合組網,系統規模較大(1:4:55)。
2.gprs方式。gprs是gsm系統網絡中以分組技術為基礎的傳輸系統,它能為用戶提供高達160kbit/s的數據速率,目前基于gprs的水情自動測報系統并不多,但是應用前景比較好。
使用該系統的典型系統有廈門市水文自動測報系統和廣州市三防遙測系統。其中廈門市水文自動測報系統由1個中心站、3個水位雨量站、2個水位站、18個雨量站組成,采用自報和中心站召測2種工作方式。廣州市三防遙測系統控制全廣州7435km范圍內的水文遙測任務,采用gprs方式實時傳輸水情信息。
二、結語
綜上所述,水情自動測報系統可用的通信方式較多,每一種通信方式各有其優缺點,在工程實際運用時,應充分利用各通信方式的優勢,揚長避短。同時,可根據需要設置短波通信作為關鍵水文站點的備用應急通信手段。對于中小型系統,可根據流域特點、地形條件,對上述各種通信方式進行綜合比較后選擇確定。
參考 文獻
[1]崔玉蘭,郭治清.我國水文自動測報系統建設評價[j].水文,2002,(1).
衛星通信的優缺點范文3
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架,且抗自然災害能力較強,同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點,非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
(一)無線通信技術的概念
目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
(二)無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術,即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。
總的來說,長距離無線接入技術的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5GHz無線接入(MMDS)、本地多點分配業務(LMDS)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出,以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點對點的數據傳輸協議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達16Mbps,通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴展技術,通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識別,俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信,幾乎是全數字通信系統,所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統的復雜性,降低成本。
三、無線技術優劣分析
(一)WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
(二)WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離,一直被業界看好,是未來移動技術的發展方向,并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
(三)WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。
(四)3G技術分析
3G于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
(五)LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去,在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號,在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下,實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
(六)MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200MHz。其次,MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,MMDS沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。
(七)集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。數字集群移動通信系統可提供多業務服務,也就是說除數字語音信號外,還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號,因此極大地提高了集群網的服務功能。
(八)點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比,微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比,其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。
(九)衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺,其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金,而且通信資源為衛星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此,作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先,從標準化程度上看,本報告所涉及的技術中,僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準,只是沒有統一的國際標準,其余的技術均已經完成標準化工作,并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看,Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術,僅覆蓋35m~100m;WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術,覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術,通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看,點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術,不同的情況速率變化較大,而其余的技術均為接入技術,僅僅是3G技術接入速率最小,僅為384k,而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看,其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM,其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看,僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術,而其他技術均未采用MIMO技術;從傳輸環境上看,僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸,其余技術均要求視距傳輸環境;從網絡安全和QoS機制上看,WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善,其余的均存在較大的問題。
衛星通信的優缺點范文4
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架,且抗自然災害能力較強,同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點,非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
(一)無線通信技術的概念
目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
(二)無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術,即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。
總的來說,長距離無線接入技術的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5GHz無線接入(MMDS)、本地多點分配業務(LMDS)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出,以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點對點的數據傳輸協議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達16Mbps,通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴展技術,通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識別,俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信,幾乎是全數字通信系統,所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統的復雜性,降低成本。
三、無線技術優劣分析
(一)WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
(二)WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離,一直被業界看好,是未來移動技術的發展方向,并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
(三)WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。
(四)3G技術分析
3G于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
(五)LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去,在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號,在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下,實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
(六)MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200MHz。其次,MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,MMDS沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。
(七)集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務,也就是說除數字語音信號外,還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號,因此極大地提高了集群網的服務功能。
(八)點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比,微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比,其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。
(九)衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺,其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金,而且通信資源為衛星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此,作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先,從標準化程度上看,本報告所涉及的技術中,僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準,只是沒有統一的國際標準,其余的技術均已經完成標準化工作,并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看,Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術,僅覆蓋35m~100m;WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術,覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術,通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看,點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術,不同的情況速率變化較大,而其余的技術均為接入技術,僅僅是3G技術接入速率最小,僅為384k,而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看,其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM,其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看,僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術,而其他技術均未采用MIMO技術;從傳輸環境上看,僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸,其余技術均要求視距傳輸環境;從網絡安全和QoS機制上看,WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善,其余的均存在較大的問題。
衛星通信的優缺點范文5
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
(一)無線通信技術的概念
目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
(二)無線通信技術的發展現狀
總的來說,長距離無線接入技術的代表為:gsm、gprs、3g;短距離無線接入技術的代表則包括:wlan、uwb等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5ghz無線接入(mmds)、本地多點分配業務(lmds)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的wpan、基于802.11的wlan、基于802.16e的wimax、基于802.20的wwan。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3g、lmds、wimax;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出,以ofdm+mimo為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:b3g、wimax、wifi、wmn等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:irda、bluetooth、rfid、uwb、集群通信等短距離通信技術及lmds、mmds、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
三、無線技術優劣分析
(一)wlan技術分析
wi-fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管本文由收集整理wi-fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,wi-fi采用的是射頻(rf)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
(二)wimax技術分析
wimax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。
(三)wmn技術分析
wmn是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,wmn?這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,wmn?更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。
(四)3g技術分析
3g于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3g網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看,目前,3g在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3g的網絡。3g技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3g網絡。? ?(五)lmds技術分析
本地多點分布業務系統lmds是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20ghz以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。
(六)mmds技術分析
mmds的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200mhz。其次,mmds對傳輸路徑要求非常嚴格。由于mmds采用的調制技術主要是相移鍵控psk(包括bpsk、dqpsk、qpsk等)和正交幅度調制qam調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,mmds沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。
(七)集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。
(八)點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比,微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全ip的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。
(九)衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,經濟又可靠。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3g可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,wlan可解決中距離的較高速數據接入,而uwb可實現近距離的超高速無線接入。
五、無線技術的應用及展望
衛星通信的優缺點范文6
關鍵詞:擴頻應答機 抗單粒子翻轉 SRAM型FPGA 回讀重配置
中圖分類號:TN927 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2015)04-0140-02
1 前言
星載擴頻應答機,在航天測控系統中承擔重要的衛星通信和測量功能,用以完成衛星遙控、遙測、測距、測速等具體任務。相對于傳統應答機技術,星載擴頻應答機由于在測量精度、抗干擾、抗截獲方面具有突出的技術優勢而獲得了廣泛應用,但也有基帶算法復雜、運算量大的問題。因而,產品設計方案一般采用300~600萬門的SRAM型FPGA器件來完成復雜算法任務。
在空間輻射環境中,空間高能粒子入射而引起SRAM型FPGA單粒子翻轉,影響星載產品工作。單粒子翻轉若發生在邏輯功能區,可能導致星載產品功能中斷;如果翻轉發生在RAM單元,可能導致數據傳輸錯誤或者丟失[1]。因此,本文研究分析了目前主流抗單粒子翻轉技術,提出了星載擴頻應答機針對SRAM型FPGA的回讀監控設計方案及工作流程,最后探討了后續單粒子防護可改進方面。
2 主流抗單粒子翻轉技術
我國空間應用的SRAM型FPGA,主要集中在Xilinx公司的Virtex和Virtex-II系列,廣泛應用于各類星載產品中。隨著SRAM型FPGA在軌使用數量的增加,FPGA容易發生單粒子翻轉的問題日益凸顯出來,我國宇航研究人員主要提出了如下四種抗單粒子翻轉方法:ASIC芯片設計、三模冗余(TMR)設計、采用反熔絲型FPGA和回讀重配置。
2.1 ASIC芯片設計
ASIC芯片設計的抗單粒子翻轉,是針對SEU產生的機理,將SRAM型FPGA具體通過ASIC芯片來設計實現,并在ASIC芯片的研制過程中采用底層抗單粒子加固設計和芯片工藝,提高芯片抗SEU能力。該方案可簡化硬件電路和降低功耗,但芯片設計開發周期長、成本高和定型后無法靈活更改設計,是該方案所面臨的難題。
2.2 三模冗余(TMR)設計
三模冗余也叫三取二,是一種通過軟硬件資源冗余配置來提高設備可靠性的設計技術[2]。硬件三模冗余的基本思想是:輸入數據同時送入三個實現相同功能的模塊,將各個模塊輸出的數據送到一個多數表決器,進行三選二多數有效的判定,保證輸出數據正確。
該方案的優點在于可靠性高,通過硬件冗余的方式提高可靠性;缺點是需要三倍硬件備份,這樣產品的資源、面積和功耗都會大幅增加。以星載擴頻應答機為例,目前設計采用一片600萬門SRAM型FPGA,資源利用率在75%左右,若采用全三模冗余設計,產品方案難以滿足大幅提高的資源和功耗要求。
2.3 采用反熔絲型FPGA
應用反熔絲型FPGA的抗單粒子翻轉技術,是由于反熔絲型FPGA對單粒子不敏感,單粒子翻轉概率低,因此該技術的核心思想,是采用反熔絲型FPGA替代SRAM性FPGA來實現復雜算法。目前,在星載的綜合電子類產品,已廣泛采用反熔絲型FPGA,有效提高了產品抗單粒子能力,但星載擴頻應答機由于其算法規模龐大,需至少400萬門以上反熔絲FPGA才能實現全部功能,目前國內尚無滿足宇航應用的400萬門以上反熔絲FPGA器件。
2.4 回讀重配置
回讀重配置技術,是對SRAM型FPGA配置存儲器進行單粒子翻轉檢測。由于SRAM型FPGA的邏輯功能由配置信息決定,配置信息存儲在FPGA內部的配置存儲器中,所以一旦配置存儲器發生單粒子翻轉,將引起FPGA邏輯功能異常。
回讀重配置,是對SRAM型FPGA的配置信息進行動態回讀,發現配置信息出錯后,對配置信息進行部分重加載或者重新加載FPGA[3]。通過實時或定時回讀判斷檢測,可以檢測配置存儲器是否發生單粒子翻轉,為SRAM型FPGA提供有力的抗單粒子檢測措施?;刈x重配置的缺點,主要是回讀的配置信息無法體現Half-latch、SRL16、LUT RAM和BlockRAM的狀態,需在軟件設計中避免使用這些模塊,加大軟件設計難度[4]。
綜上所述,四種抗單粒子翻轉技術的優缺點比較如下表1所示。從效果來說三模冗余設計最可靠,但資源配置要求最高,適用于硬件資源要求小的設計方案;ASIC芯片設計適用于設計輸入要求固定、產品配套數量大的設計方案;反熔絲FPGA設計適用于設計輸入要求固定、且軟硬件資源要求較小(邏輯門數小于200萬門)的產品設計;回讀重配置可靠度較高,增加少量的硬件資源就可以實現單粒子檢測。通過上述優缺點分析,星載產品需根據產品自身任務特點,合理設計抗單粒子方案。
3 星載擴頻應答機的回讀監控方案設計
星載擴頻應答機,承擔衛星遙控、遙測、測距、測速任務,需同時對多路高動態測控信號進行擴頻捕獲、跟蹤處理,此外還需完成多路下行測控信號的發射,設計需要消耗大量硬件資源,采用一片Xilinx公司的Virtex II系列600萬門FPGA芯片來實現。根據實際分析,產品設計中采用回讀重配置設計,增加回讀監控電路,可提高產品抗單粒子翻轉能力。
回讀監控電路,是回讀重配置設計的實現,具體是對SRAM型FPGA配置信息進行回讀與CRC校驗,將計算得到的CRC校驗值與正確配置信息的CRC校驗值進行比對,當比對出錯時認為發生單粒子翻轉,對SRAM型FPGA進行重配置以恢復工作狀態。
3.1 回讀監控硬件電路
回讀監控電路利用反熔絲FPGA (A54SX72A)實時讀取SRAM型FPGA配置信息進行CRC校驗計算,并與預置正確配置信息的CRC校驗值進行比對,從而判斷SRAM型FPGA是否發生單粒子翻轉。
回讀監控硬件框圖如圖1所示,回讀監控功能采用ACTEL公司的反熔絲FPGA芯片A54SX72A實現。上電后,回讀監控電路根據遙控指令從SRAM型FPGA中回讀配置信息并計算CRC值,與預置PROM配置信息CRC值比對。若比對不一致,輸出重配置信號PROG_B,控制SRAM型FPGA從PROM存儲芯片中讀取配置信息重配置。
3.2 回讀監控軟件流程
回讀監控軟件,主要在反熔絲FPGA中實現,完成對SRAM型FPGA的配置信息回讀、計算CRC校驗值并與預置CRC正確值進行比對,比對不一致則輸出重加載信號PROG_B對SRAM型FPGA進行程序重配置。
回讀監控軟件的工作流程如圖2所示,具體如下:
(1)初始化和復位:上電復位或復位指令作用時,反熔絲FPGA對SRAM型FPGA輸出重加載信號,對SRAM型FPGA進行初始化。
(2)SRAM型FPGA加載:SRAM型FPGA從PROM存儲芯片中加載配置信息。
(3)啟動回讀:加載成功后啟動回讀,反熔絲FPGA向SRAM型FPGA寫入回讀配置字;
(4)讀取配置信息:反熔絲FPGA從SRAM型FPGA中回讀出配置信息;
(5)計算CRC:將讀出的配置信息計算CRC校驗值;
(6)CRC比對:將計算得到的CRC校驗值與預設值進行比對,比對正確表明未發生單粒子翻轉;反之則發生單粒子翻轉,對SRAM型FPGA進行程序重配置。
其中CRC校驗采用Xilinx公司針對芯片提供的32位CRC校驗,初始值設為0,采用8位并行CRC校驗模式。
4 結語
本文設計的星載擴頻應答機回讀監控方案,已經成功應用于某衛星型號擴頻應答機,通過衛星全過程地面電聯試和地面環境模擬試驗驗證,并通過一年在軌常加電工作考核。目前該擴頻應答機在軌工作功能、性能指標正常,未發生單粒子翻轉導致單機功能異常的故障現象。通過產品在軌無故障工作經歷,驗證了回讀監控電路對提高擴頻應答機抗單粒子翻轉能力的有效性。
在現有抗單粒子設計方案上,當擴頻應答機檢測到單粒子翻轉時,需要對SRAM型FPGA重配置,將產生短時工作中斷,需對重配置的時機進行進一步合理研究,以作為設計方案的補充內容。
參考文獻
[1]邢克飛,楊俊,王躍科,等.Xilinx SRAM型FPGA抗輻射設計技術研究[J].宇航學報.2007,28(1):123-129.
[2]李志剛,潘長勇,楊知行.抗單粒子翻轉的可重構衛星通信系統[J].宇航學報,2009.30(5):1752-1756.