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卫星通信范文精选

卫星通信

卫星通信范文第1篇

关键词:有限通信带宽;编码方案;卫星通信

0引言

卫星通信指通信设备利用卫星作为中继进行通信的方式。卫星通信具有通信范围大、可靠性高和通信简单迅速等优点[1]。但是由于卫星设计和自身性能等原因,用于通信的带宽不是无限大的。当出现多个通信设备同时通过通信卫星进行信息交换时,如果不合理安排通信模式,则会产生通信信息延迟、丢失或无法发出等问题[2]。如何在有限通信带宽下通过优化通信编码方案将通信信息进行合理资源分配,满足在各种特殊环境下的通信需要已成为国内外研究热点。目前,国内外有关通信编码技术的研究已经有了较深入的研究。例如,华为通信技术有限公司提出了采用混合编码发送的编码方案[3];思科公司提出了采用高压缩式通信编码方式[4],解决了大数据突发通信的问题。本文则通过优先级设计、编码组合设计、时效设计和数据压缩设计等多种优化设计组合方式对卫星通信编码方案进行深入研究,为卫星通信编码方案技术发展提供技术支持。

1卫星通信编码技术

采用卫星通信时,通信终端A首先将不同类型通信信息(包括语音、文字或者图像等)进行标准编译,形成一组通信信息[5],再将多组通信信息按照卫星通信协议进行组帧编码后,由天线发射模块调制并发送至通信卫星[6],经通信卫星转发器转发给另一通信终端B,通信终端B通过天线接收模块接收到该信号后经解调、译码和校验后解析出多组通信信息[7],再按照标准编译将每组通信信息形成相应的语音、文字或者图像。在有限通信带宽下,在将多组通信信息组帧编码时会控制帧长度不超过带宽限制,防止因通信帧长度过长导致卫星无法接收和发送信息[9]。通信帧内容一般包括通信帧长度、信息组数、信息包类型、信息包长度和信息包内容等[10]。通信帧结构示意如图2所示。可见在固定数据段条件下,如果每帧的数据段都填满了通信信息,即在有限条件下提高了卫星带宽的利用率,通过充分利用通信带宽可创造更好的应用效果和经济效益。

2数据编码技术设计

2.1优先级设计

在发送信息时需要将优先级别高的信息优先发送,不能延迟发送[12-13]。即当优先级高的信息晚于优先级低的信息到达时,需要将优先级高的信息进行优先编码发送[14]。优先级设计采用多队列技术。即优先级别高的通信信息进行通信队列A,其他级别的通信信息进入通信队列B,如果有多种优先级需要则分别分配不同的通信队列。在信息发送时先从通信队列A取信息,将通信队列A中的信息取完后再取通信队列B中的信息。

2.2编码组合设计

在卫星通信时,每次通信信息的长度都是不固定的。所以在不同的编码组合方式下发送通信信息的效率是不同的。例如,当通信带宽为1000bit时,需要发送的通信信息有通信信息包A长度600bit、通信信息包B长度500bit、通信信息包C长度300bit和通信信息包D长度400bit。如果按顺序发送结果如下,在通信队列中取出通信信息包A,则通信带宽剩余400bit;取出通信信息包B时,会发现通信信息包B因为长度超过400bit,无法再加入。第1通信帧只能发送含有通信信息包A的信息帧,并且还剩余400bit带宽。第2通信帧则装入通信信息包B和通信信息包C,剩余200bit带宽。第3通信帧装入剩余的通信信息包D。共需要3帧才能将数据发完。为解决该问题,编码组合设计中采用将通信队列中的通信信息进行排序组合,即将通信队列中的通信从大到小顺序排列。然后在编码时对队列进行搜索检查,如果还含有可装入剩余带宽的通信信息时则将该通信信息取出装入。当通信信息包A长度600bit、通信信息包B长度500bit、通信信息包C长度300bit和通信信息包D长度400bit时,通过排列组合变成A长度600bit、通信信息包B长度500bit、通信信息包D长度400bit和通信信息包C长度300bit。第1通信帧装入通信信息包A的信息帧,并且还剩余400bit带宽。搜索剩余通信帧,发现通信信息包D长度可装入。则第1通信帧含有通信信息包A和通信信息包D。带宽剩余0bit。第2通信帧装入剩余通信信息包B和通信信息包C,剩余带宽200bit。效率较直接顺序组合发送提高了不少,减少了一个通信帧,并且剩余带宽只有200bit。

2.3时效设计

在对通信信息进行排列组合设计后会出现来的早的、长度较小的通信信息包,因为排序靠后发送时间产生了较大的延迟。例如,通信信息包A长度300bit、通信信息包B长度900bit、通信信息包C长度800bit、通信信息包D长度850bit时,通过排列组合变成通信信息包B长度900bit、通信信息包D长度850bit、通信信息包C长度700bit和通信信息包A长度300bit。第1通信帧发送通信信息包B,第2通信帧发送通信信息包D,第3通信帧发送通信信息包C,第4通信帧才能发送通信信息包A。为解决该问题,对每个通信信息进行时标标识。将通信信息的接收时间作为该通信信息的时标标识。发送信息判断通信队列中的每个通信信息的时标标识,如果判断该通信帧的时标标识已经大于2s,则将该信息优先发送。当通过排列组合B长度900bit、通信信息包D长度850bit、通信信息包C长度700bit和通信信息包A长度300bit,第1通信帧发送通信信息包B,第2通信帧发送通信信息包D,第3通信帧通过判断通信信息包A信息标识已经大于2s,则优先发送信信息包A,第4通信帧发送通信信息包C。

2.4数据压缩设计

实时数据压缩技术在通信信息组合完后进行信息压缩,使发送通信信息帧长度比实际通信信息帧长度更短,达到在有限带宽的情况下,发送更长的通信信息帧[16]。数据压缩技术采用数据压缩帧缓存压缩(FrameBufferCompression)技术,该技术是ARM公司开发的专门为帧间解码阶段节省带宽而设计的一种无损压缩算法[17]。经测试压缩比约80%,则假定原有带宽1000bit,那么现在可以发送1200bit的通信信息。

3整体设计

通过上述论述,数据编码技术总共包括了优先级设计、编码组合设计、时效设计和数据压缩设计。当收到通信信息时首先进行优先级判断,将不同类型通信信息插入不同优先级队列;再对数据进行编码组合设计,将队列中的通信信息合理分配编码位置,最大利用通信带宽;在编码组合前要对发送信息进行时效判断,先编码时效到期的通信信息;最后对编码结束的数据段进行压缩处理,形成一个完整的通信帧[18]。通过这些设计最终实现将通信信息高效、稳定和快速地进行编码组合传输。优先级设计保证了通信信息的级别分类;编码组合设计保证了带宽的利用率;时效设计保证了通信信息的时间稳定;数据压缩设计保证了有限带宽基础上更多数据的传输。

4结束语

卫星通信范文第2篇

关键词:以太网虚拟专线;岸船数据传输;统计复用;卫星通信

0引言

随着以太网技术的广泛应用,航天测量船的业务网络和承载的业务都已实现IP化,针对不同的应用需求分别建立了不同的专网承载相应的业务。船舶在港期间采用光传输设备为各个专网提供独立的传输通道,光传输系统基于SDH或WDM技术来构建,SDH系统采用虚容器(VirtualContainer,VC)隔离不同用户[1-2],WDM系统则采用独立光波长隔离不同用户[3-4],2种技术都可以保证不同用户的业务之间隔离性,并满足用户的带宽、丢包率、时延和时延抖动等QoS需要。船舶出海期间,主要依托地球同步轨道卫星实现岸船之间各个业务网络各类数据、视频和话音业务的综合传输,为了满足高速数据传输的需要,卫星通信调制解调器(又称卫通Modem)提供10/100Mbps以太网接口连接用户网络设备,实际通信速率取决于卫星信道的带宽。能否为各个业务网络建立岸船间的以太网虚拟专线(EthernetVirtualPrivateLine,EVPL),以统计复用的方式充分地利用一条卫星信道资源,降低建站成本,提供资源利用率,成为岸船数据传输系统亟需解决的首要问题。EVPL通常是由SDH,PDH,ATM,MPLS等传送网络提供的共享带宽的端到端以太网业务[5-7],在卫星通信、微波等无线信道的以太网接口上使用EVPL还没有相应的标准,也没有可以获得的产品。本文提出了一种卫通链路上基于类VLAN标签的EVPL实现方法,基于卫通链路实现了岸船间4条EVPL,试验结果表明该方法满足卫通链路上信道统计复用的需要。

1问题分析

1.1卫通链路复用

航天测量船和岸上业务中心各有多个局域网,通过EVPL经过卫通Modem和卫通链路把各个网络对应连接互通,实现类似VPN的隔离性是组网的理想选择。实现这种EVPL的设备对以太网报文进行复接和分接,可以称为以太网复分接器,又因为主要承载IP业务,也可以称为IP复分接器。以太网复分接设备的用户口和中继口采用以太网口,简化了接口类型,而且使得这些网络好像本地连接一样简单。根据工作原理,该设备需成对使用;考虑到各网络的安全,设备必须保证用户间网络的隔离性。

1.2以太网报文格式

以太网复分接设备的输入和输出都是以太网报文,符合IEEE802.3数据链路层标准定义的以太网帧格式[8],而以太网是事实上的局域网(LocalAreaNetwork,LAN)标准。航天测量船卫通Modem提供10/100BaseT以太网接口与用户网络的路由器或交换机对接,支持透明和路由2种工作模式,支持标准以太网帧(如图2所示)和VLAN帧(如图3所示)。以太网标准是向后兼容的,不管是哪种速率,以太网的帧格式都要符合图2的格式。以太网帧长度指的是链路层帧长度,在物理层还包括帧前序(7Byte)和帧起始符(1Byte)2个字段,以及帧与帧之间的帧间隙(至少12Byte)。帧结构中长度/类型字段根据值的不同有不同的含义:当字段值>1500时,这种结构便是ETHER-NET_II帧,属于普通的以太网帧,其值代表该数据帧上层协议的类型(比如IP,IPX等);当字段值≤1500时,其值代表该数据帧的长度,这种类型就是ETHERNET_SNAP帧。目前广泛应用的是ETHERNET_II帧。数据/填充字段则是具体的数据,因为以太网数据帧的最小长度必须不小于64Byte,所以如果数据长度加上帧头后不足64Byte,需要在数据部分增加填充内容。校验字段用来判断该数据帧在传输过程中是否出错。IEEE802.1Q标准对Ethernet_II帧格式进行了扩充,在源MAC字段和长度/类型字段之间加入4Byte的802.1QTag[9],如图3所示。其中Type字段,兼容原来的长度/类型字段,表示帧类型,长度仍为2Byte,取值为0x8100表示802.1QTag帧。如果不支持802.1Q的设备收到这样的帧,会将其丢弃。PRI字段,表示帧的优先级,长度为3bit,取值范围为0~7,值越大优先级越高,用于指示交换机当阻塞时优先发送优先级高的数据包。CFI字段,表示MAC地址是否是经典格式,长度为1bit,取值为0表示标准格式,取值为1表示非标准格式。在以太网中,CFI的值为0。VID字段,表示该帧所属的VLANID,长度为12bit,取值范围0~4095,其中0,4095保留。

1.3用户隔离

目前网络中最常用的在用户侧和中继侧都能提供以太网接口并提供一定网络隔离性的技术是基于标签(IEEE802.1Q的VLAN标签,IEEE802.1ad的嵌套VLAN标签,或者是MPLS标签)、基于VPN两种方式。由于卫通Modem提供的以太网接口只能处理以太网帧,不能处理MPLS帧和VPN帧,因此以太网复分接器基于类VLAN标签来实现以太网虚拟专线,复用卫通链路并保证用户的隔离性。

1.4透明转发

收发两端的卫通Modem和卫通链路一起构成的以太网通路对用户网络来说只是网线的延伸,可以看作是物理层的传输媒介。而提供以太网接口的路由器或交换机则基于路由技术或交换技术进行以太网报文的转发,本身实现复杂,而且易受网络攻击,因此要求以太网复分接器必须像传输设备那样,对来自用户口或中继口的报文攻击无感,和普通的用户报文一样,仅做透明转发。

2基于类VLAN标签的EVPL设计

通过以上分析可以看出,以太网复分接器设计的难点体现在3个方面:①帧格式的限制,必须与标准以太网帧兼容来实现用户隔离,又要保证不能被路由器交换机等2,3层设备破坏了隔离性。②数据的安全,要能够防止卫通链路上可能的注入攻击,也要防止通过镜像方式偷窥用户数据。③自身的安全,对业务具有透明性,不感知任何以太网帧内承载的任何协议,免受可能的网络攻击。这就要求精心设计帧格式各字段、报文的处理和转发流程。

2.1帧格式设计

实现以太网业务复分接的技术有很多,基于SDH的多业务传送平台(Multi-ServiceTransferPlat-form,MSTP)提供共享VCTRUNK的EVPL技术[10],使得同一VCTRUNK通道可以提供多条点对点的业务连接,如图4所示。由于MSTP设备以太网业务处理板提供的VCTRUNK通道数有限,采用共享VCTRUNK的方式组网可以实现业务的汇聚和线路带宽共享,各用户以统计复用的方式来获得带宽,特别适用于业务高峰错开的不同用户共享同一条传输链路。另一方面采用VLAN标签(或MPLS标签)保证共享VCTRUNK的多条业务互相隔离。与以太网复分接器实现EVPL的方法类似,采用类VLAN标签标识不同的用户侧物理接口来区分不同的用户业务,达到复接和分接的目的。只不过中继侧的传输通道不是具有硬管道特性的SDH线路,而是具有软管道特性的以太网链路。以太网复分接器在用户口和中继口为了兼容标准以太网接口,帧格式都是Ethernet_II,并在中继口采用类VLAN标签,使修改后的帧携带复分接控制信息,如图5所示。以太网复分接器用户口为标准Ethernet_II帧格式,中继口帧格式在原长度/类型字段前,增加了RelayType字段和Control字段,并在原数据/填充字段之前增加OAM字段,其中RelayType字段固定为0x8100(将以太网帧标识为VLAN帧),Control字段重新定义了原VLAN帧的PRI字段和VID字段的各个bit用于承载复分接控制信息,其用户接口号域规定了对应的用户侧网口序号,并保持CFI字段为0以与标准VLAN帧兼容。OAM字段长度为(2+n×4)Byte,保证整个帧头部的长度为4Byte的整数倍,实现复接后的以太网帧在中继链路上传输的校验、性能统计等功能。根据实现功能的复杂度,n可以取0或1,中继口的以太网帧相比用户口共增加6Byte或10Byte。通常n取0即可满足使用环境要求。

2.2转发和处理流程设计

用户口报文转发和中继口报文转发是2个对称的流程。设备将各用户接口接收的数据添加Relay-Type,Control,OAM字段,从指定的中继接口发送;在中继接收侧,设备对数据帧校验后,根据Control字段中的用户口号信息将各个数据包发送到指定的用户接口,并将RelayType,Control,OAM字段去掉。

2.3用户隔离设计

为保证用户网络的隔离性,采取的主要措施如下:①帧格式保证:一方面,Control字段的用户接口号域是数据复分接的唯一依据,与用户口序号值一一对应,设备出厂前进行设置。设备不基于MAC地址或者IP地址进行转发,而是基于类VLAN标签的用户接口号进行转发,不会将一个用户口接收的数据传送到接收端后分接到其他用户接口。另一方面,为了避免卫通信道受到干扰后Control字段被更改而造成接收数据被错发到其他用户口,Control字段具备前向纠错功能。纠错编码能够对接口号域实现1bit误码纠错和2bit误码检错,保证了中继传输过程中的偶发误码不会改变用户口间的隔离性。②数据总线隔离:数据转发和帧格式变换由设备CPU完成,设备的每一个以太网接口有独立的PHY芯片,并通过各自独立的数据总线与CPU连接,占有CPU独立的设备号和中断号,保证CPU独立操作每一路以太网接口的数据。③软件设计保证:首先,软件给每个以太网接口分配独立的接收缓冲区、发送缓冲区,以及独立的缓冲区管理结构。CPU在独立的中断进程中按照对应的内存结构进行处理,不会发生越界访问数据的情况。其次,处理过程没有采用流水线,而是串行处理,保证了报文的处理和转发过程是可预期的。用户口数据在驱动层接收后进行复接处理,然后直接送到中继口发送;中继口数据在驱动层接收后进行分接处理,然后直接送到用户口发送。

2.4安全性设计

以太网复分接器通过下列措施保证自身的安全和用户网络的安全:①透明转发:用户口和中继口在收到一个报文后,不做任何链路层及上层协议的处理,仅处理与复分接有关的RelayType,Control,OAM字段,并进行报文的合法性检验,转发机制决定了设备软件不存在可以利用的漏洞,因此被木马、病毒、网络探测报文或攻击报文等攻击时,设备免受其危害,自身是安全的,也保证了用户数据的安全性。②缓冲区保护:发送缓冲区符合标准以太网MTU的要求,中继口还要加上6Byte或10Byte的附加字段,保证发出的以太网帧长度在合理的范围内。接收缓冲区足够长,可以容纳巨帧报文,防止精心构造的攻击帧对设备的攻击。③帧格式保护:OAM字段在中继链路上还可以保证用户数据的安全,防注入攻击和防数据偷窥。当中继链路串接交换机时,OAM字段可保证人为注入的仿冒以太网数据帧和VLAN帧不能通过分接前校验而被丢弃;也可以防止交换机镜像端口上连接网络协议分析软件而泄露用户数据,因为类VLAN帧不符合标准协议无法进行标准协议的解码。

2.5QoS保证措施

以太网复分接器采用如下措施保证各网络业务的QoS:①将用户口区分为低、中、高3种优先级,转发过程基于用户口优先级调度各业务网络的业务。②为各用户口业务流量进行整形,为中继口流量进行限速,防止中继信道拥塞。③支持中、低优先级业务的最低保证带宽。最低保证带宽具有最高的优先级,中继口优先发送最低保证带宽的业务,剩余带宽用来发送正常的各网络业务。④为了适应VoIP传输需要,以太网复分接器进行限速的时间粒度与RTP语音编解码最小周期一致,可以根据系统要求出厂前进行设置,保证各子网业务流量的均匀性,降低对IP语音时延和抖动的影响。

2.6效率分析

效率是一个系统必须考虑的问题,对于以太网虚拟专线这个指标是中继效率,它表示用户口信息速率与中继口信息速率的比,对于以太网口考虑的是物理层(Layer1)速率。采用以太网复分接设备后,终端用户可用带宽是有损失的,帧长度越小信道利用率越低。

3试验验证

根据图1搭建试验测试环境,模拟航天测量船4个业务网络经以太网复分接器与岸上业务中心对应的4个业务网络同时进行信息传输的场景,中间卫通链路用卫通信道模拟器和一对卫通Modem连接进行模拟,不考虑链路时延。测试结果表明,以太网复分接器实现了EVPL,可以满足多个网络共用一条卫通链路并保证网络的隔离性,在QoS保证、有效性方面也达到了预期目的。

4结束语

卫星通信范文第3篇

支持移动性的文件系统

为了适应移动应用,需要专门设计一种将应用与网络连接的变化隔离开来的文件系统。在网络连接状态较好的情况也需要断开操作,因为这样可以保存能量而且维持无线静默。一个典型的支持移动性的文件系统(如Coda)具有如下功能。(1)客户机应用程序使用本地的文件缓存。采用这样的设计,可以在与文件服务器的连接断开之后,仍可以进行操作。在保持连接的时候,本地保存所需的文件。在客户机与网络断开的情况下,缓存服务可以在没有网络连接的时候访问文件。缓存丢失会提示应用程序出现了错误。一旦客户机重新接入了网络,更新的缓存文件将会传送给其他的用户,从而解决出现的冲突。(2)冲突的检测和解决。对于文件目录这样的结构,可以解决多种同步更新问题。这种同步更新有时是明显的,有时可能不太明显,均需要合理对待。例如,同时插入不同名字的文件就是很明显的。当一个用户更新一个已经被另一个用户删除的文件,也需要解决冲突,这就不太明显。(3)支持一些特殊的机制。例如,特别适于用客户机通过一个低带宽链路与它的服务器相连。它可以提供一小段一小段的组合,将本地缓存中的变化一点点地通过异步的方式发送给服务器。它也提供一个容忍模式,允许用户为缓存丢失指定一个服务时间门限,因为在一段低速链路上等待下载一个文件是可以容忍的。

移动数据库系统

个人可能会利用他们的信息应用程序获得信息,如获取最新的新闻或去图书馆的道路。经常请求的信息经过选择和过滤后,放到广播信息信道中,称为推(Push)通信。广播需要仔细的日程安排、一定量的带宽保留,以免出现过长的延时。如果很多用户都希望知道最新的篮球比分,这些信息的更新安排就需要频繁一些。如果很少的用户希望知道水球的比分,就希望这些信息更新的频率低一些,使用更少的带宽,但是这样也会增加获得最新消息的延时。用户可能不希望等待那些不太常被查询的消息的广播,或者他们所要求的信息太个性化了,不能合到一个用户群体中。这样,信息就需要用户主动地拉(Pull),或者说,主动到数据库中去查询。由于有移动性,位置对于数据库查询来说可能是一个重要的属性。游客不仅关心他们旅馆1km范围内的出租车的数量,他们也关心当前位置lkm范围内出租车的数量。

用户接口

因为便携设备对于键盘有很大的限制,用图标或笔输入的接口可能更好。一些设备没有键盘,而只有一些具有特定功能的按钮。这些设备仍然支持特定的功能虚拟键盘,它们可以在触摸式显示器上显示,通过小格子进行选择。不同类型的手写笔输入设备的性能是不同的。一些支持手写识别,而其他一些则只是记录笔画,手写识别相对困难些。一些设备支持修改过的字母表,更容易识别,但是需要用户改变手写方式。数码相机和数码摄像机等设备的视频和图像捕捉功能已很普遍了。电荷耦合设备(CCD)也因为便携式摄像机的出现而渐渐普及。高度集成的CCD摄像机在价格上逐渐下降,而且可以集成到PDA中。0引言在地面LTE标准中采用了AMC技术[1,2]。AMC技术会根据UE测量并反馈的CQI[3]变化及系统资源使用情况,动态地选择调制编码方式,来提高系统容量和信息传输速率。如果要在卫星系统中使用AMC技术,卫星信道的长时延特性会使得eNo-deB接收到的CQI是过期的,降低AMC的性能。因此在LTE-based卫星移动通信系统中,通过预测给出合理的CQI数值供AMC使用是非常必要的。一般的线性预测模型,如ARIMA等,都是依靠时间序列的相关性进行预测。而卫星信道的时延过长,往往远大于信道相关时间,因此对CQI数值进行预测存在较大困难。现阶段在卫星信道质量长时预测方面的相关文章也较少。文献[4-5]给出了含有大尺度衰落和小尺度衰落的卫星信道模型。其中大尺度衰落主要由阴影衰落造成[6-7],阴影衰落的相关模型也已给出。从文献结果看,大尺度衰落的相关时间要远大于小尺度衰落的相关时间。因此本文主要对信号的大尺度部分进行了分析,并用来对实际的CQI数据进行近似。

1GEO卫星移动通信系统和AMC

1.1卫星通信系统模型卫星通信系统中终端之间的卫星通信的典型应用就是双跳模式,如图1所示。双跳模式引起端到端的时延为540ms[8]。

1.2AMC和CQI自适应编码调制AMC技术根据信道状况调整调制方式及编码速率,能够使得处于有利位置的用户得到更高的数据速率,提高小区平均吞吐量;通过使用不同调制方案来代替原来改变发射功率的方案,可以减少干扰。地面LTE标准使用了AMC技术[2]。同样,在LTE-based卫星移动通信系统中,也需要AMC技术来提高系统容量和信息传输速率,提高用户信号质量。对于地面LTE通信系统,终端根据从下行链路接收到的信号计算出信道质量指数CQI,然后通过上行链路上报给eNodeB。eNodeB接收到CQI之后,根据小区资源情况和当前用户的CQI,分配合适的下行调制编码方案(ModulationandCodingScheme,MCS)。用户接收到基站的调整指示,按照指示进行上行传输。因此AMC是个严格的闭环过程。

1.3卫星环境下AMC存在的问题在GEO卫星通信系统中,AMC过程的与地面系统的差异主要是CQI信号经历的链路变成了卫星双跳链路。信道的传输时延、多普勒频移等特性都与地面不同。在这种通信环境下,地面站用来决定AMC策略的CQI数据是过期的,UE接收到地面站的调整指令也是过期的。因此需要利用过期的CQI进行预测,使得到达UE的AMC指示是比较符合接收时刻的信道质量要求。由于一般的预测模型都存在预测能力的限制,其主要参考指标是数据的相关时间,而信道的相关时间与UE的运动速度有关,往往远小于需要预测的时间范围,所以要对CQI数据进行有效地预测存在很大困难。如果不进行预测,又会导致系统有效性的大幅下降,因此需要找到一个折中的AMC策略,实现有价值的预测。

2卫星移动通信系统信道特性分析

2.1卫星信道模型大尺度衰落主要是由阴影效应造成的,其变化主要是由于终端移动造成的所在环境阴影程度的变化引起的。小尺度衰落主要是由于终端所在环境的障碍物散射导致的,其变化也是由于终端移动造成的环境障碍物相对位置的变化导致散射回来的信号变化引起的。事实上终端运动引起的遮挡情况变化在一段时间内都可能保持不变或较小变化,而丰富的多径信号则可能随终端移动发生剧烈变化,因此一般来说大尺度衰减的变化速度要远远低于小尺度衰减的变化速度。文献[10]指出大尺度衰落会在1~3m的范围内基本保持不变。实际信号的波动速度主要由小尺度衰落决定,有理由相信,如果去掉小尺度衰落的影响,信号波动速度将大大降低。文献[11]对重度阴影环境下含有小尺度衰落的信号和去掉小尺度衰落的信号进行了对比,也证实了文献[10]中的结论。

2.2相关时间分析文献[6]中对大尺度衰落信号的相关特性进行了总结,根据不同情况可以选择不同的相关模型进行建模,从实际情况和方便分析的角度,选择文献[7]中给出的相关模型。文献[9]中给出了实际测量的大尺度衰落信号相关数据及拟合的相关模型,对于L-band,80°情况下的相关距离是20m,60°情况下的相关距离是16m,并且S-band情况下与此有类似结果。与上表对比相关距离大大增加。因此如果用仅含有大尺度衰落的信号来近似实际信号,那么进行预测是比较有实现意义的。

2.3近似的信道质量合理性分析虽然经过上述近似之后可以进行预测,但是如果这种近似信号与实际信号相差过大,那么即使做了预测,由于输入数据本身存在的较大偏差,其预测结果也是没有意义的,因此重点讨论的是这种近似信号与实际信号的差距。由于无法获得实际测量信号,只分析现有文献中给出的实际信号的统计特性。选择的是ITU-RM1225[12]中的卫星信道模型。此模型中的多径数目较少,而且多径的功率相对于直射径来说也很低。如果去掉小尺度衰落的影响,也就是将多径的效应进一步减弱,结果与含有多径的信号质量之间的差距,直观上也不会很大。

3仿真分析

通过仿真对利用大尺度衰落对信号质量CQI进行分析的方法进行了分析。产生大尺度衰落的模型采用了文献[9]中的模型。其中低通滤波器的参数选择反映的是信道的特性,与输入信号的具体带宽和其他特性没有关系,因此在产生大尺度衰减窄带信号和大尺度衰减宽带信号时,可以使用相同的大尺度衰减模型及参数。由于无法获得具体的参数,本文仿真参照了文献[9]中关于衰落相关距离的数据进行了LPF的参数选择。下面本文利用上述模型对仅含有大尺度衰落信号和加入小尺度衰落信号的情况进行了仿真。图3是对含有小尺度衰落的CQI数据和只含有大尺度衰落的CQI数据的对比仿真,从图中可以看出,仅含有大尺度衰落的CQI数据变化趋势要明显慢于含有小尺度衰落的CQI数据。

4结束语

卫星通信范文第4篇

为了贯彻落实国家发展改革委《关于对商业促销和通信行业开展价格欺诈行为重点检查的通知》(发改价检〔20*〕2591号)精神,决定开展全省查处通信行业价格欺诈专项行动。现就有关事项通知如下:

一、检查的时间、范围、内容和方法:

1、时间:根据国家发展改革委价格监督检查司《关于提前开展查处通信行业价格欺诈专项行动的通知》要求,将原计划4月至5月开展的查处通信行业价格欺诈专项行动时间提前,从3月1日开始实施,3月13日前完成进点,到4月底检查基本结束。

2、范围:全省通信企业、信息服务业务经营者以及销售通信产品经营者。

3、内容:依照国家发展改革委发改价检〔20*〕2591号和省物价局陕价检发〔20*〕112、〔20*〕2*号文件规定的内容进行。

4、方法:由省物价局统一组织,采取直接检查、下查一级、联合检查的方式进行。省级单位由省物价检查所负责检查,市级单位由省物价局联合各市物价局开展检查,县级单位由市物价局联合各县(区)开展检查。

二、检查的工作要求:

由于通信行业价格欺诈检查涉及面广、情况新、政策性强,因此各级物价部门要高度重视此次专项检查行动,迅速部署,精心组织,大造声势,广泛宣传,充分发动社会各界支持配合检查工作。对查出的问题要及时处理,对态度恶劣、情节严重的要公开曝光。要充分发挥县(区)级物价部门的作用,确保这次行动不走过场,扎实有效。为做好此次专项行动,提出以下几项要求:

1、各级物价部门在检查前要认真做好检查干部的通信行业价格政策培训工作,在检查中严格依法行政,认真贯彻执行“二十四字”办案方针,合理配置检查力量,强化工作督导。

卫星通信范文第5篇

论文摘要:分析了中国移动通信业不同阶段的市场竞争结构,运用博弈论对其竞争行为进行了讨论,提出了中国移动通信企业实施差异化战略的对策和建议。

在中国通信信息产业快速发展过程中,移动通信高速增长。根据信息产业部公布的数字,中国移动电话用户2003年底已达2.69亿户,截至2005年底,移动通信电话用户总数达到3.93亿户。而我国移动通信市场基本上是双寡头垄断竞争格局,竞争主体是中国移动和中国联通两家,虽然现在固话运营商(中国电信和中国网通)推出的“准移动”产品——小灵通,在一定程度上也参与了移动市场的竞争,但其所分享的市场份额和用户规模相对小得多,其对移动市场的影响仍可以忽略不计。

了解我国移动通信的市场结构,挖掘其内在的发展规律,不但会有助于推进移动通信的3G时代的到来,而且也会为世界移动通信产业的发展作贡献。本文运用博弈论原理,对中国移动通信市场的双寡头垄断结构及市场竞争行为进行分析,从而为其培育竞争优势,提高核心竞争力提供理论依据,同时为确定科学有效的市场结构莫定基础。

1中国移动通信市场竞争行为的博弈分析

我国移动通信企业之间的竞争分别经历了进入期的阻挠博弈、成长期的价格博弈和成熟期的差异化博弈3个阶段。下面分别就这3个阶段进行具体分析。

1.1初进入阶段的市场博弈

1994年以后,中国联通进入电信市场打破了原来独家垄断的局面,电信市场上出现了企业竞争,这段时间电信市场上的博弈主要表现为处于绝对支配地位的在位者中国电信总局与弱小的中国联通公司在市场进入与阻挠进入上展开的博弈行为。博弈模型见图1。

这个博弈有两个纳什均衡,即(进入,默许),(不进入,斗争)。由于联通公司由国务院批准成立,进入势在必行。中国电信总局在市场进入博弈中的纳什均衡行为应是默许,但事实上中国电信总局选择的是斗争行为。主要表现在对中国联通公司的市场进入、互联互通实行限制,在号码资源的分配上对联通实行歧视等方面。中国电信总局所以选择(进入,斗争)的博弈行为,其目的显然不只甘于获得纳什均衡下的寡头利润,而是企图以行政措施和不正当竞争手段扼杀联通公司,以期保护垄断利润。这一市场进入未体现纳什均衡的博弈行为一直持续到1998年,联通公司成立3年后,联通的电信业务仍然只限于移动电话和无线电寻呼业务。非正当的市场阻挠,严重影响和制约了联通公司的业务发展。

1.2成长期市场博弈

1998年以后,随着信息产业部的成立,企业间的竞争逐渐趋于平等,中国联通公司在政府政策允许下,通过低价策略获得后动优势,迅速扩张市场份额,使得中国移动通信市场出现了双寡头垄断的局面。中国联通为了尽快地降低平均成本和收回投资,就通过降价策略来吸引争取更多的用户以尽快提高市场收益,而中国移动为了不失去已有的市场份额和利益,不得不加入降价的行列,由于两个移动通信企业提供的服务具有很大的相似性和替代性,这就使得它们陷入了不断降价的囚徒困境怪圈。博弈模型见图2。

在该博弈中,移动和联通都有两个可能的策略:降价和不降价。就移动而言,无论联通的选择如何,降价都是它的最优策略。同样联通的最优策略也是降价。因此该博弈的一个纳什均衡就是(降价,降价),此时移动和联通的收益分别是5和1,行业总收益为6。从上面的博弈矩阵我们可以看出,如果联通和移动都不降价,那么二者的收益将会是7和3,总收益为1O,显然是帕累托优于纳什均衡。但是中国移动和中国联通就如两个没有条件串供的囚徒一样,双方都清楚地明白,如果双方达成一致,形成协议定价,共同瓜分市场,在双寡头的市场形势下,必将获得最大的经济利益。但是,这种协议注定是脆弱的,由于担心会被对方“出卖”,这种协议很快就会被打破。如1999年,山东联通和山东移动为了解决旷日持久的降价大战,于同年l1月签署了带有协议性质的公约,但仅在两个月之后,山东联通对资费进行大调整,山东移动也适时应战,仅存在两个月的协议就这样宣告破产,价格战继续进行。由此可见,在有限次重复博弈之后,移动和联通仍然会一直采取降价策略,不断地陷入“囚徒困境”。

菩名的伯川德模型指出:只存在有两个企业的伯川德博弈中,如果两者边际成本为常数且相等,所生产的产品具有完全替代性即产品是同质的,并且企业考虑的竞争策略是其产品或服务价格而不是其产量,则存在着唯一的纳什均衡,即产品或服务的价格等于其边际成本,企业的利润等于零。在我国移动通信市场上,当中国联通的价格下浮幅度恰好能弥补两运营商产品质量的差异性时,竞争的均衡结果将导致价格不断下降,最终等于其边际成本。这较好地解释了我国移动通信市场上价格竞争的囚徒困境。

1.3成熟期的市场博弈

虽然价格战是市场竞争的客观需要,对培育市场有着重要的作用。但是恶性价格战是得不偿失的,它不仅大大降低了行业利润率,造成国家税收锐减,国有资产大量流失,而且影响到整个电信产业的健康发展,严重削弱了电信产业未来发展的推动力。要使移动电信企业在激烈的市场竞争中能够尽可能地逐步摆脱这种轮番降价的囚徒困境,实现企业之间的理性竞争,移动通信运营商应该从低层次的价格竞争,转向差异化战略。差异化战略是指企业通过提供独特的产出特性以及技术、品牌形象、附加特性和特性服务等来强化产品(服务)特点,增加消费者价值,使得消费者愿意支付较高价格的战略。

伯川德悖论的一个决定性假设是两个企业提供的产品和服务是相同的,价格成为用户购买和企业出售的唯一决定变量。解开这一悖论的办法之一是引入产品的差异眭,如果两个企业提供的服务并不是完全具有替代性的,此时消费者面对的是互有差别、多样化的市场细分服务,价格就不再是用户唯一感兴趣的变动系数,还有许多非价格因素。这样的服务差异化就有效地防止了恶性价格竞争。因此要使现在的移动通信企业摆脱这种囚徒困境,必须要提供差异化的互有区别的服务给用户。豪泰林模型指出:均衡价格:平均生产成本+产品的差异量。在平均生产成本一定的情况下,企业间提供的产品差异越大。均衡价格就越高,从而利润就越大。原因在于产品间的替代性随着差异性增加而降低,企业垄断能力便增强,这样导致竞争越来越弱,从而均衡价格将更接近于垄断价格,企业实现利润最大化。

低层次的价格竞争类似于博弈论中的“零和博弈”,仅仅在相互竞争的企业和消费者之间进行利益的重新分配。“零和博弈”是一种完全冲突的博弈类型,博弈各方的总得益是一定值,一方所得必是一方的所失。如果考虑到由此带来的低效率及对未来的不利影响等因素,低层次的价格竞争甚至很可能是“负和博弈”,博弈各方的总得益在减少。差异化战略则属于“正和博弈”,它通过实行差异化更好地满足消费者的需要,创造出新的价值、新的利益,博弈各方的总得益随着市场蛋糕的扩大明显增加。此时的博弈模型见图3。

这个博弈存在唯一的纳什均衡就是(不降价,不降价),但二者的收益都增加了r,整个行业的收益也增加了2r,整个市场的蛋糕被同时做大了。现在应该是一个差异化战略的时代,没有差异化,就失去了竞争力。实施差异化战略,是移动通信市场螺旋式上升发展,逐渐走向成熟的必然趋势。

2中国移动通信市场差异化策略

2.1技术差异

电信是一个技术迅猛发展的行业,采用先进的技术提升网络质量,提供更新更优的服务以适应差异化、多层次的市场需要,不仅能培养企业的核心竞争力,形成不易被对手效仿的更加持久的竞争优势,而且能创造出新的市场需求。中国移动在未来的3G时代,通过大量的技术投入获得在某一技术领域的竞争优势,其实施差异化营销就会事半功倍。

2.2品牌差异

品牌上的竞争已经成为一个焦点,用户对运营商品牌和服务(产品)品牌的忠诚度成为竞争的核心。好的品牌有助于监督和提高服务产品质量并能开发新的产品和新的市场。培养用户对品牌的忠诚度,可以减少用户对价格下降的敏感性。要通过主品牌和细分品牌的宣传实现用户对不同品牌价值认知的差异,另外还要积极寻找新的市场,实现准确的品牌定位,才能最终实现差异化策略。

2.3产品差异

中国移动和中国联通这两大移动运营商都已经认识到语音业务市场可以开发的资源已经不多了,目前数据业务的需求剧增,成为移动通信新的利润增长点,也是市场发展的方向。移动增值业务和移动数据业务在移动通信市场竞争中发挥着越来越重要的作用。3G网络的高速数据传输和多媒体特征将大大拓展移动通信的应用。会促成移动数据业务的大爆发,为差异化战略的实施提供了舞台。

2.4细分用户目标市场