[发明专利]基于扩频技术的船载卫星宽带通信装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星通讯技术领域，特别是一种基于扩频技术的船载卫星宽带通信装置及方法。

背景技术

对于移动船舶而言，如要实现大数据量的通信，在可知的技术范围内，非卫星通信莫属。在已经应用的“动中通”卫星通信技术中，主要有国际海事卫星组织的FB系统（简称：INMARSAT FB）和直接将陆地广泛应用的VSAT系统搬到移动的船舶VSAT设备，两种系统各有优缺点，但均不能完全满足“动中通”未来大数据量的高速通信。现分别介绍如下：

INMARSAT FB，工作在L波段，提供QOS保证IP速率业务(Stream IP)（32，64，128，256kbps），单一设备数据通信速率最高速度可达432kbps，提供双向短信及语音信箱业务，可以实现留言、呼叫等待、转移、禁止、保持等。设备适应海上工作环境。但由于其工作在L波段，频谱资源有限，限定了同一时刻参与通信的终端数量，所以，只好利用价格杠杆限制用户大数据量使用，以保障系统的正常运行。

车载VSAT系统，VSAT(Very Small Aperture Terminal)于20世纪80年代最先在美国兴起，发展速度很快，是30多年来卫星通信技术的转折性发展。VSAT系统由室外单元和室内单元组成。室外单元即射频设备，包括小口径天线、上下变频器和各种放大器；室内单元即中频及基带设备，包括调制解调器、编译码器等，其具体组成因业务类型不同而略有不同。VSAT系统工作在c、ku或ka波段，特别是ku或ka波段设备，由于其频谱资源丰富，近年来发展迅速。但由于车载VSAT设备是由陆地设备直接转换而来，存在诸多不适应运动中车辆这个特殊移动载体，所以需要一款更适合车载的卫星宽带通信设备。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，而提出一种基于扩频技术的船载卫星宽带通信装置及方法，该船载卫星宽带通信装置有效满足了运动中的船舶进行卫星宽带通信的要求。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于扩频技术的船载卫星宽带通信装置，包括甲板上设备、甲板下设备及网络终端设备，其特征在于：所述甲板上设备包括有天线，与天线连接的收发单元及控制天线运动的天线运动单元，所述甲板下设备包括与天线收发单元及天线运动单元连接的天线控制单元，还包括与天线控制单元相连的CDMA调制解调单元，为整个系统供电的电源单元，所述网络终端设备包括与调制解调器连接的天线交换机，与交换机连接的PC终端、IP电话及IP传真机。

而且，所述甲板下设备中的调制解调器采用完成扩频变换的CDMA调制解调器。CDMA调制解调器进一步包括发射信号处理单元，接收信号处理单元及程序处理单元，

其中，发射信号处理单元包括依次连接信号源接口电路、成帧器、编码器和扩频调制器；

其中，接收信号处理单元是发射信号处理单元的信号还原过程单元，包括依次连接的扩频解调器、解码器、信号分配器和终端机接口电路；

其中，程序处理单元包括程序处理器、显示单元、操作单元、PN注码器及电源单元。

而且，所述天线，具体采用小口径矩阵平板天线，天线将上传的Ku波段信号定向发送给卫星转发器，同时将卫星下传的信号接收下来。

而且，所述天线收发单元进一步包括变频器、功放器及下变频处理器，不但完成上传信号的变频、功放及传输给天线馈源；同时将天线接收到的信号经过下变频处理后，将中频信号送给天线控制单元。

而且，所述天线控制单元是将卫星接收机处理后的信号转发给CDMA调制解调器，同时取出信号强度参数送给天线运动单元的控制芯片，锁定跟踪状态，自主控制天线的姿态，确保天线指向选择的卫星和选择的信道。

一种基于扩频技术的船载卫星宽带通信装置的方法，包括步骤如下：

（1）在发端输入的信息先经信息调制形成数字信号，然后由扩频码发生器产生的扩频码序列去调制数字信号以展宽信号的频谱；

（2）展宽后的信号再调制到射频发送出去；

（3）在接收端接收来自外部的宽带射频信号，并将宽带射频信号变频至中频；

（4）将变频至中频的信号由本地产生的与发端相同的扩频码序列去相关解扩，再经信息解调、恢复成原始信息输出。

而且，所述步骤（1）中扩频码序列为同欲传输数据无关的码，利用该码对被传输信号扩展频谱，使之占有远远超过被传送信息所必需的最小带宽。

而且，所述步骤（2）中的发送为采用Ku波段信号定向小功率发射，有效降低发射产生的旁瓣电平对邻频道的干扰。

本发明的优点和积极效果是