一種vsat衛星通信l波段上下變頻器切換控制方法及裝置的製作方法

2023-12-05 11:28:06 2

專利名稱：一種vsat衛星通信l波段上下變頻器切換控制方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於衛星通信領域，涉及一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法及裝置。
背景技術：
VSAT (Very Small Aperture Terminal,甚小口徑天線地球站)進行衛星通信具有靈活性強、可靠性高、使用方便及小站可直接裝在用戶端等特點，利用VSAT用戶終端可直接和計算機聯網，完成數據傳遞、文件交換、圖像傳輸等通信任務，從而擺脫了遠距離通信地面中斷站的問題。因此使用VSAT作為專用遠距離通信系統是一種 很好的選擇。所謂小口徑，特指衛星信號接收天線的口徑較小，通常只有1. 2到2. 4米。在衛星通信系統信號上行階段，適用於太空通信的頻段為大於IG的射頻頻率段，而在地表區域傳輸信號的常用頻率段遠遠低於射頻段，在射頻頻率上對信號進行調製解調技術實現難度極大且不經濟，因此現有技術是利用一個位於地面傳輸的基帶頻率和太空傳輸的射頻頻率二者之間的一個中間頻率作為過渡，先將基帶頻率信號上移到該中間頻率，在該中間頻率上對信號進行調製解調，再將信號進行頻譜轉換變為射頻信號朝太空發射，上變頻器即為實現上述頻率上移功能的衛星地面站發射設備。而在衛星信號的下行階段，由於天線口徑很小，接收到的衛星信號非常微弱，需要利用下變頻器對接收到的衛星信號進行放大並變頻，VSAT終端中設置的下變頻器即是對接收的頻率很高的衛星發射下行信號進行頻率下移，通常情況下，衛星發射下行信號頻率在射頻(lG-lOGHz)級別，VSAT終端中的下變頻器將整個工作頻帶下變到常用的較低頻率，例如70MHz，140MHz等中頻，再進行信號的解調處理。目前利用衛星通信已在國內普遍作為廣播電視傳輸覆蓋的手段，根據IEEE521-2002標準，L波段是指頻率在1-2 GHz的無線電波波段，衛星通信L波段的上變頻器用於向衛星進行L波段發射，具備增益調節，帶寬調節，頻率衰減等多項功能，以達到較好的發射效果，下變頻器用於接收衛星發射的L波段信號，向下變頻到常用的中頻波段，以達到較好的解調和傳輸效果。對上變頻器和下變頻器的操作切換控制如果全部依賴人工對其進行手動控制，耗時費力且容易出錯。此外L波段無線和高頻的傳輸特性，也導致其極易外界因素的幹擾，這些外界幹擾不僅造成傳輸質量下降，而且由於衛星通信覆蓋的廣闊性和即時性，從發現到處理，即使發生錯誤的時間很短，也容易造成嚴重影響。

發明內容
為克服現有技術對L波段上變頻器和下變頻器的切換反應時間長，純人工控制耗時易錯的不足，本發明提供一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法及裝置。本發明所述一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，包括如下步驟步驟1.系統初始化，對上、下變頻器參數進行初始化；
步驟2.進入等待狀態；等待狀態中如果檢測到有輸入命令，則進入步驟3 ；
步驟3.命令判斷，如果判斷為真，則進入步驟4，否則返回步驟2 ；
步驟4.命令處理；
步驟5.控制事件處理，對上、下變頻器完成操作後返回步驟2。具體的，所述步驟I中包括對控制IO 口的初始化、輸入及顯示設置初始化、串口選擇初始化、常量設定。具體的,所述步驟4命令處理包括
步驟41.對輸入的單個命令數據包進行處理，每個單個命令數據包增加判斷字節和命 令字節；
步驟42.對步驟41處理後的數據進行數據打包壓縮；對打包後的數據增加預先設定的 串口選擇字節；
步驟43.將打包壓縮後的數據包根據串口選擇字節傳遞到設定的串口。進一步的，所述步驟41還包括串口切換事件識別和根據輸入串口切換命令設置串口選擇字節。優選的，所述步驟5中控制事件處理包括對下述事件的處理預選器設置、MGC/AGC切換、中頻帶寬設置、收發頻率幅度控制、供電控制。優選的，所述步驟5中控制事件不止一件時，對控制事件的處理是並行處理的。進一步的，所述步驟5中的中頻帶寬設置事件包括對上變頻器的中頻帶寬選擇模塊的帶寬起點和終點進行設定。一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制裝置，包括上變頻器串口、下變頻器串口、串口切換模塊、功能設置模塊、輸入模塊和顯示模塊；所述上變頻器串口、下變頻器串口與串口切換模塊通過控制線路連接；所述功能設置模塊與串口切換模塊、輸入模塊通過控制線路連接；所述顯示模塊與功能設置模塊和輸入模塊通過信號線連接。進一步的，所述功能設置模塊包括預選器設置子模塊，MGC/AGC切換子模塊、中頻帶寬設置子模塊、收發頻率幅度控制子模塊和供電控制子模塊。進一步的，所述輸入模塊包括通過控制線路連接的鍵盤和按鍵操作模塊。採用本發明所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法及裝置，對上變頻器和下變頻器的相關模塊控制、參數調整和控制切換實現了快速控制，對輸入的指令實現了實時操作，縮短了參數調整時間，提高了衛星信號發射接收設備的操作可靠性和快捷性。


圖1示出本發明所述VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法的一種具體實施方式
的步驟框 圖2示出本發明所述VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制裝置的一種具體實施方式
的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖，對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細說明。本發明涉及一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制裝置(以下簡稱切換裝置)，該切換裝置用於控制VSAT衛星通信地面站的上、下變頻器的切換和功能設置，包括上變頻器串口、下變頻器串口、串口切換模塊、功能設置模塊、輸入模塊和顯示模塊；所述上變頻器串口、下變頻器串口與串口切換模塊通過控制線路連接；所述功能設置模塊與串口切換模塊、輸入模塊通過控制線路連接；所述顯示模塊與功能設置模塊和輸入模塊通過信號線連接。使用時，用戶通過輸入模塊輸入數據指令到功能設置模塊，功能設置模塊將輸入的數據指令打包後，先識別出串口選擇指令，選擇出數據即將發送的串口，然後通過選定的串口將數據包發送出去，其中上變頻器串口與上變頻器連接，下變頻器串口與下變頻器連接，通過串口，該裝置與上、下變頻器實施數據交換，向上、下變頻器發送指令。所述顯示模塊與功能設置模塊和輸入模塊通過信號線連接，在使用過程中，各個事件的處理過程和設備工作信息都在顯示模塊上顯示。根據VSAT衛星通信地面站上、下變頻器的工作原理，所述功能設置模塊可以包括預選器設置子模塊，MGC/AGC切換子模塊、中頻帶寬設置子模塊、收發頻率幅度控制子模塊和供電控制子模塊，其中預選器設置子模塊用於控制上變頻器預選器的通道選擇；MGC/AGC切換子模塊用於控制下變頻器的中頻帶寬控制工作模式切換，包括AGC ( Automatic GainControl自動增益控制)和MGC ( Manual Gain Control手動增益控制)模式，在AGC模式下，中頻帶寬控制模塊自動對輸出中頻信號的幅度按照預先設定值進行調節，在MGC模式下，操作人員可以手動輸入指令；中頻帶寬控制模塊接收輸入的指令對中頻信號的輸出幅度進行調節；中頻帶寬設置子模塊用於控制下變頻器的中頻帶寬；收發頻率幅度控制子模塊控制上、下變頻器收發頻率的幅度。優選的，所述輸入模塊包括鍵盤和按鍵操作模塊，用戶通過鍵盤輸入數據，按鍵操作模塊接收鍵盤輸入信號將數據發送到功能輸入模塊。本發明基於上述切換裝置還提供一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，
包括如下步驟
步驟1.系統初始化，對上、下變頻器參數進行初始化；
步驟2.進入等待狀態；等待狀態中如果檢測到有輸入命令，則進入步驟3 ；
步驟3.命令判斷，如果判斷為真，則進入步驟4，否則返回步驟2 ；
步驟4.命令處理；
步驟5.控制事件處理，對上、下變頻器完成操作後返回步驟2。上述步驟I至5為實現本發明所述VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法的基本步驟，系統初始化為對切換裝置的工作初態予以設定，避免不定態的出現影響切換裝置正常工作。切換裝置進入等待狀態後，等待狀態的被打破依賴於外界是否有命令輸入，如果有命令輸入，則進入下一狀態，否則等待狀態持續。在命令判斷步驟中，對步驟2中輸入的命令進行真偽判斷，如果判斷命令為真，則進入下一狀態，否則回到等待狀態；判斷命令真偽的依據是將輸入的信令與預先設定的數據做比較，完全符合則認為命令為真，否則認為是非法命令，系統判斷出命令為非法後，返回到等待狀態。命令處理步驟對輸入的數據進行命令的分包處理，識別出具體控制事件後，在步驟5中對控制事件進行並行處理。具體的，本發明所述VSAT衛星通信L波段上變頻器控制方法的步驟I中包括對控制IO 口的初始化、輸入及顯示設置初始化、串口選擇初始化、常量設定。對控制IO 口的初始化包括定義切換裝置的輸入埠和輸出埠等，輸入及顯示設置初始化包括對切換裝置的輸入狀態和顯示初始界面進行設定，串口選擇初始化包括對切換裝置的初始輸出串口進行設置，此外，系統初始化過程還包括對切換裝置的其他常量參數進行初始化。所述步驟I的系統初始化的實現方式是定義一個數據流，按照預先設定的數據地址對應關係，將數據流中的各個數據依次發送到各個模塊進行相應的參數配置，完成系統初始化過程。優選的,所述步驟4命令處理包括
步驟41.對輸入的單個命令數據包進行處理，使每個命令數據包包括判斷字節和命令字節；
步驟42.對步驟41處理後的數據進行數據打包壓縮；對打包後的數據增加預先設定的 串口選擇字節；
步驟43.將打包壓縮後的數據包根據串口選擇字節傳遞到設定的串口。命令處理步驟是對輸入的命令數據包的打包壓縮過程，命令處理步驟中，功能設置模塊對接收的命令數據包進行處理，使每個命令數據包包括判斷字節和命令字節，其中判斷字節用於定義命令的事件類型，例如是中頻設置還是預選器設置等。命令字節包括命令的具體參數，例如具體設置的頻率及振幅等信息。具體的，在本發明所述VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法的步驟5中控制事件處理包括對下述事件的處理預選器設置、MGC/AGC切換、中頻帶寬設置、收發頻率幅度控制、供電控制。優選的，對這些事件的處理是並行的，並行處理可以加快處理速度，使用者可以同時輸入多個命令事件，對上變頻器的不同模塊進行同時設置。上變頻器的發射模塊中包括一個預選器，對發射信號的通道進行控制選擇，預選器本質上是一個濾波器，對輸入信號進行帶通濾波，具體的所述步驟5中對預選器設置事件的處理包括如下步驟
步驟501.對輸入數據包進行解碼，識別預選器設置的通帶頻率；
步驟502.設定預選器頻率通道；
步驟503.控制上變頻器從設定的預選器頻率通道發射信號。上變頻器預選器頻率通道包括950M到1. 15G和1. 5G到2. 15G兩個窗口，預選器設置事件選擇其中一個窗口進行頻率發射。上變頻器還包括一個中頻帶寬選擇模塊，對上變頻器發射頻率的中頻帶寬進行設置，具體的，步驟5中的中頻帶寬設置事件包括對上變頻器的中頻帶寬選擇模塊的帶寬起點和終點進行設定；
收發頻率幅度控制事件是對VSAT衛星通信地面站的上、下變頻器的收發信號的頻率幅度進行設置。供電控制事件對VSAT衛星通信地面站的上、下變頻器的供電進行控制，例如當只進行上行信號發射操作時，減少或關閉下變頻器的供電，以節約能耗。MGC/AGC切換事件用於控制下變頻器的中頻帶寬控制工作模式切換，包括AGC(Automatic Gain Control 自動增益控制)和 MGC( Manual Gain Control 手動增益控制)模式，在AGC模式下，中頻帶寬控制模塊自動對輸出中頻信號的幅度按照預先設定值進行調節，在MGC模式下，操作人員可以手動輸入指令
上述各個步驟可以採用計算機軟體預先編程設置的方法實現，所述計算機軟體程序的調用和運行可以使用任何具備中央處理器CPU和存儲功能的設備以及相應配套元件的設備，例如個人電腦，單片機，集成電路晶片等實現，本發明所述的計算機軟體開發工具優選的理由Keil4平臺進行開發設計,所述Keil4是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟體開發系統；提供了包括C編譯器、宏彙編、連接器、庫管理和仿真調試器等在內的完整開發方案，Keil4平臺功能強大，與各種作業系統兼容，方便易用。採用本發明所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法及裝置，對上變頻器和下變頻器的相關模塊控制、參數調整和控制切換實現了快速控制，對輸入的指令實現了實時操作，縮短了參數調整時間，提高了衛星信號發射接收設備的操作可靠性和快捷性。
本發明中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬體、處理器執行的軟體模塊，或者二者的結合來實施。軟體模塊可以置於隨機存儲器(RAM)、內存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬碟、可移動磁碟、CD-ROM、或技術領域內所公知的任意其它形式的存儲介質中。前文所述的為本發明的各個優選實施例，所述實施例以及實施例中的具體參數僅是為了清楚表述發明人的發明驗證過程，絕非用以限制本發明的專利保護範圍，本發明的專利保護範圍仍然以其權利要求書為準，凡是運用本發明的說明書及附圖內容所作的等同結構變化，同理均應包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，包括如下步驟 步驟1.系統初始化，對上、下變頻器參數進行初始化； 步驟2.進入等待狀態；等待狀態中如果檢測到有輸入命令，則進入步驟3 ； 步驟3.命令判斷，如果判斷為真，則進入步驟4，否則返回步驟2 ； 步驟4.命令處理； 步驟5.控制事件處理，對上、下變頻器完成操作後返回步驟2。
2.如權利要求1所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，其特徵在於所述步驟I中包括對控制IO 口的初始化、輸入及顯示設置初始化、串口選擇初始化、常量設定。
3.如權利要求1所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，其特徵在於所述步驟4命令處理包括 步驟41.對輸入的單個命令數據包進行處理，每個單個命令數據包增加判斷字節和命令字節； 步驟42.對步驟41處理後的數據進行數據打包壓縮；對打包後的數據增加預先設定的串口 選擇字節； 步驟43.將打包壓縮後的數據包根據串口選擇字節傳遞到設定的串口。
4.如權利要求3所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，其特徵在於所述步驟41還包括串口切換事件識別和根據輸入串口切換命令設置串口選擇字節。
5.如權利要求1所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，其特徵在於所述步驟5中控制事件處理包括對下述事件的處理預選器設置、MGC/AGC切換、中頻帶寬設置、收發頻率幅度控制、供電控制。
6.如權利要求1或5所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，其特徵在於所述步驟5中控制事件不止一件時，對控制事件的處理是並行處理的。
7.如權利要求4所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，其特徵在於所述步驟5中的中頻帶寬設置事件包括對上變頻器的中頻帶寬選擇模塊的帶寬起點和終點進行設定。
8.—種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制裝置，包括上變頻器串口、下變頻器串口、串口切換模塊、功能設置模塊、輸入模塊和顯示模塊；所述上變頻器串口、下變頻器串口與串口切換模塊通過控制線路連接；所述功能設置模塊與串口切換模塊、輸入模塊通過控制線路連接；所述顯示模塊與功能設置模塊和輸入模塊通過信號線連接。
9.如權利要求8所述VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制裝置其特徵在於所述功能設置模塊包括預選器設置子模塊，MGC/AGC切換子模塊、中頻帶寬設置子模塊、收發頻率幅度控制子模塊和供電控制子模塊。
10.如權利要求8所述一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制裝置，其特徵在於所述輸入模塊包括通過控制線路連接的鍵盤和按鍵操作模塊。
全文摘要
一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法，包括步驟1.系統初始化；步驟2.進入等待狀態；等待狀態中如果檢測到有輸入命令，則進入步驟3；步驟3.命令判斷，如果判斷為真，則進入步驟4，否則返回步驟2；步驟4.命令處理；步驟5.控制事件處理，處理完畢後返回步驟2。及一種VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制裝置。採用本發明所述的VSAT衛星通信L波段上下變頻器切換控制方法及裝置，對上變頻器和下變頻器的相關模塊控制、參數調整和控制切換實現了快速控制，對輸入的指令實現了實時操作，縮短了參數調整時間，提高了衛星信號發射接收設備的操作可靠性和快捷性。
文檔編號H04B7/185GK103023552SQ201210481019
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者吳偉林, 吳博, 楊宇航, 肖躍先, 李凱, 何戎遼 申請人:成都林海電子有限責任公司