CN103023552A - 一种vsat卫星通信l波段上下变频器切换控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，包括：步骤1.系统初始化；步骤2.进入等待状态；等待状态中如果检测到有输入命令，则进入步骤3；步骤3.命令判断，如果判断为真，则进入步骤4，否则返回步骤2；步骤4.命令处理；步骤5.控制事件处理，处理完毕后返回步骤2。及一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制装置。采用本发明所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法及装置，对上变频器和下变频器的相关模块控制、参数调整和控制切换实现了快速控制，对输入的指令实现了实时操作，缩短了参数调整时间，提高了卫星信号发射接收设备的操作可靠性和快捷性。
Description
技术领域
本发明属于卫星通信领域，涉及一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法及装置。
背景技术
VSAT（Very Small Aperture Terminal,甚小口径天线地球站）进行卫星通信具有灵活性强、可靠性高、使用方便及小站可直接装在用户端等特点，利用VSAT用户终端可直接和计算机联网，完成数据传递、文件交换、图像传输等通信任务，从而摆脱了远距离通信地面中断站的问题。因此使用VSAT作为专用远距离通信系统是一种很好的选择。所谓小口径，特指卫星信号接收天线的口径较小，通常只有1.2到2.4米。
在卫星通信系统信号上行阶段，适用于太空通信的频段为大于1G的射频频率段，而在地表区域传输信号的常用频率段远远低于射频段，在射频频率上对信号进行调制解调技术实现难度极大且不经济，因此现有技术是利用一个位于地面传输的基带频率和太空传输的射频频率二者之间的一个中间频率作为过渡，先将基带频率信号上移到该中间频率，在该中间频率上对信号进行调制解调，再将信号进行频谱转换变为射频信号朝太空发射，上变频器即为实现上述频率上移功能的卫星地面站发射设备。
而在卫星信号的下行阶段，由于天线口径很小，接收到的卫星信号非常微弱，需要利用下变频器对接收到的卫星信号进行放大并变频，VSAT终端中设置的下变频器即是对接收的频率很高的卫星发射下行信号进行频率下移，通常情况下，卫星发射下行信号频率在射频(1G-10GHz)级别，VSAT终端中的下变频器将整个工作频带下变到常用的较低频率，例如70MHz,140MHz等中频，再进行信号的解调处理。
目前利用卫星通信已在国内普遍作为广播电视传输覆盖的手段，根据IEEE 521-2002标准，L波段是指频率在1-2 GHz的无线电波波段，卫星通信L波段的上变频器用于向卫星进行L波段发射，具备增益调节，带宽调节，频率衰减等多项功能，以达到较好的发射效果，下变频器用于接收卫星发射的L波段信号，向下变频到常用的中频波段，以达到较好的解调和传输效果。
对上变频器和下变频器的操作切换控制如果全部依赖人工对其进行手动控制，耗时费力且容易出错。
此外L波段无线和高频的传输特性，也导致其极易外界因素的干扰，这些外界干扰不仅造成传输质量下降，而且由于卫星通信覆盖的广阔性和即时性，从发现到处理，即使发生错误的时间很短，也容易造成严重影响。
发明内容
为克服现有技术对L波段上变频器和下变频器的切换反应时间长，纯人工控制耗时易错的不足，本发明提供一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法及装置。
本发明所述一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，包括如下步骤：
步骤1.系统初始化，对上、下变频器参数进行初始化；
步骤2.进入等待状态；等待状态中如果检测到有输入命令，则进入步骤3；
步骤3.命令判断，如果判断为真，则进入步骤4，否则返回步骤2；
步骤4.命令处理；
步骤5.控制事件处理，对上、下变频器完成操作后返回步骤2。
具体的，所述步骤1中包括对控制IO口的初始化、输入及显示设置初始化、串口选择初始化、常量设定。
具体的，所述步骤4命令处理包括：
步骤41.对输入的单个命令数据包进行处理，每个单个命令数据包增加判断字节和命令字节；
步骤42.对步骤41处理后的数据进行数据打包压缩；对打包后的数据增加预先设定的
串口选择字节；
步骤43.将打包压缩后的数据包根据串口选择字节传递到设定的串口。
进一步的，所述步骤41还包括串口切换事件识别和根据输入串口切换命令设置串口选择字节。
优选的，所述步骤5中控制事件处理包括对下述事件的处理：预选器设置、MGC/AGC切换、中频带宽设置、收发频率幅度控制、供电控制。
优选的，所述步骤5中控制事件不止一件时，对控制事件的处理是并行处理的。
进一步的，所述步骤5中的中频带宽设置事件包括对上变频器的中频带宽选择模块的带宽起点和终点进行设定。
一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制装置，包括上变频器串口、下变频器串口、串口切换模块、功能设置模块、输入模块和显示模块；所述上变频器串口、下变频器串口与串口切换模块通过控制线路连接；所述功能设置模块与串口切换模块、输入模块通过控制线路连接；所述显示模块与功能设置模块和输入模块通过信号线连接。
进一步的，所述功能设置模块包括预选器设置子模块，MGC/AGC切换子模块、中频带宽设置子模块、收发频率幅度控制子模块和供电控制子模块。
进一步的，所述输入模块包括通过控制线路连接的键盘和按键操作模块。
采用本发明所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法及装置，对上变频器和下变频器的相关模块控制、参数调整和控制切换实现了快速控制，对输入的指令实现了实时操作，缩短了参数调整时间，提高了卫星信号发射接收设备的操作可靠性和快捷性。
附图说明
图1示出本发明所述VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法的一种具体实施方式的步骤框图；
图2示出本发明所述VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制装置的一种具体实施方式的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明涉及一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制装置（以下简称切换装置），该切换装置用于控制VSAT卫星通信地面站的上、下变频器的切换和功能设置，包括上变频器串口、下变频器串口、串口切换模块、功能设置模块、输入模块和显示模块；所述上变频器串口、下变频器串口与串口切换模块通过控制线路连接；所述功能设置模块与串口切换模块、输入模块通过控制线路连接；所述显示模块与功能设置模块和输入模块通过信号线连接。
使用时，用户通过输入模块输入数据指令到功能设置模块，功能设置模块将输入的数据指令打包后，先识别出串口选择指令，选择出数据即将发送的串口，然后通过选定的串口将数据包发送出去，其中上变频器串口与上变频器连接，下变频器串口与下变频器连接，通过串口，该装置与上、下变频器实施数据交换，向上、下变频器发送指令。所述显示模块与功能设置模块和输入模块通过信号线连接，在使用过程中，各个事件的处理过程和设备工作信息都在显示模块上显示。
根据VSAT卫星通信地面站上、下变频器的工作原理，所述功能设置模块可以包括预选器设置子模块，MGC/AGC切换子模块、中频带宽设置子模块、收发频率幅度控制子模块和供电控制子模块，其中预选器设置子模块用于控制上变频器预选器的通道选择；MGC/AGC切换子模块用于控制下变频器的中频带宽控制工作模式切换，包括AGC( Automatic Gain Control 自动增益控制)和MGC（ Manual Gain Control 手动增益控制）模式,在AGC模式下，中频带宽控制模块自动对输出中频信号的幅度按照预先设定值进行调节，在MGC模式下，操作人员可以手动输入指令；中频带宽控制模块接收输入的指令对中频信号的输出幅度进行调节；中频带宽设置子模块用于控制下变频器的中频带宽；收发频率幅度控制子模块控制上、下变频器收发频率的幅度。
优选的，所述输入模块包括键盘和按键操作模块，用户通过键盘输入数据，按键操作模块接收键盘输入信号将数据发送到功能输入模块。
本发明基于上述切换装置还提供一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，
包括如下步骤：
步骤1.系统初始化，对上、下变频器参数进行初始化；
步骤2.进入等待状态；等待状态中如果检测到有输入命令，则进入步骤3；
步骤3.命令判断，如果判断为真，则进入步骤4，否则返回步骤2；
步骤4.命令处理；
步骤5.控制事件处理，对上、下变频器完成操作后返回步骤2。
上述步骤1至5为实现本发明所述VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法的基本步骤，系统初始化为对切换装置的工作初态予以设定，避免不定态的出现影响切换装置正常工作。切换装置进入等待状态后，等待状态的被打破依赖于外界是否有命令输入，如果有命令输入，则进入下一状态，否则等待状态持续。在命令判断步骤中，对步骤2中输入的命令进行真伪判断，如果判断命令为真，则进入下一状态，否则回到等待状态；判断命令真伪的依据是将输入的信令与预先设定的数据做比较，完全符合则认为命令为真，否则认为是非法命令，系统判断出命令为非法后，返回到等待状态。命令处理步骤对输入的数据进行命令的分包处理，识别出具体控制事件后，在步骤5中对控制事件进行并行处理。
具体的，本发明所述VSAT卫星通信L波段上变频器控制方法的步骤1中包括对控制IO口的初始化、输入及显示设置初始化、串口选择初始化、常量设定。对控制IO口的初始化包括定义切换装置的输入端口和输出端口等，输入及显示设置初始化包括对切换装置的输入状态和显示初始界面进行设定，串口选择初始化包括对切换装置的初始输出串口进行设置，此外，系统初始化过程还包括对切换装置的其他常量参数进行初始化。所述步骤1的系统初始化的实现方式是定义一个数据流，按照预先设定的数据地址对应关系，将数据流中的各个数据依次发送到各个模块进行相应的参数配置，完成系统初始化过程。
优选的，所述步骤4命令处理包括：
步骤41.对输入的单个命令数据包进行处理，使每个命令数据包包括判断字节和命令字节；
步骤42.对步骤41处理后的数据进行数据打包压缩；对打包后的数据增加预先设定的
串口选择字节；
步骤43.将打包压缩后的数据包根据串口选择字节传递到设定的串口。
命令处理步骤是对输入的命令数据包的打包压缩过程，命令处理步骤中，功能设置模块对接收的命令数据包进行处理，使每个命令数据包包括判断字节和命令字节，其中判断字节用于定义命令的事件类型，例如是中频设置还是预选器设置等。命令字节包括命令的具体参数，例如具体设置的频率及振幅等信息。
具体的，在本发明所述VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法的步骤5中控制事件处理包括对下述事件的处理：预选器设置、MGC/AGC切换、中频带宽设置、收发频率幅度控制、供电控制。
优选的，对这些事件的处理是并行的，并行处理可以加快处理速度，使用者可以同时输入多个命令事件，对上变频器的不同模块进行同时设置。
上变频器的发射模块中包括一个预选器，对发射信号的通道进行控制选择，预选器本质上是一个滤波器，对输入信号进行带通滤波，具体的：所述步骤5中对预选器设置事件的处理包括如下步骤：
步骤501.对输入数据包进行解码，识别预选器设置的通带频率；
步骤502.设定预选器频率通道；
步骤503.控制上变频器从设定的预选器频率通道发射信号。
上变频器预选器频率通道包括950M到1.15G和1.5G到2.15G两个窗口，预选器设置事件选择其中一个窗口进行频率发射。
上变频器还包括一个中频带宽选择模块，对上变频器发射频率的中频带宽进行设置，具体的，步骤5中的中频带宽设置事件包括对上变频器的中频带宽选择模块的带宽起点和终点进行设定；
收发频率幅度控制事件是对VSAT卫星通信地面站的上、下变频器的收发信号的频率幅度进行设置。
供电控制事件对VSAT卫星通信地面站的上、下变频器的供电进行控制，例如当只进行上行信号发射操作时，减少或关闭下变频器的供电，以节约能耗。
MGC/AGC切换事件用于控制下变频器的中频带宽控制工作模式切换，包括AGC( Automatic Gain Control 自动增益控制)和MGC（ Manual Gain Control 手动增益控制）模式,在AGC模式下，中频带宽控制模块自动对输出中频信号的幅度按照预先设定值进行调节，在MGC模式下，操作人员可以手动输入指令
上述各个步骤可以采用计算机软件预先编程设置的方法实现，所述计算机软件程序的调用和运行可以使用任何具备中央处理器CPU和存储功能的设备以及相应配套元件的设备，例如个人电脑，单片机，集成电路芯片等实现，本发明所述的计算机软件开发工具优选的理由Keil4平台进行开发设计，所述Keil4是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统；提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和仿真调试器等在内的完整开发方案，Keil4平台功能强大，与各种操作系统兼容，方便易用。
采用本发明所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法及装置，对上变频器和下变频器的相关模块控制、参数调整和控制切换实现了快速控制，对输入的指令实现了实时操作，缩短了参数调整时间，提高了卫星信号发射接收设备的操作可靠性和快捷性。
本发明中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，绝非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，包括如下步骤：
步骤1.系统初始化，对上、下变频器参数进行初始化；
步骤2.进入等待状态；等待状态中如果检测到有输入命令，则进入步骤3；
步骤3.命令判断，如果判断为真，则进入步骤4，否则返回步骤2；
步骤4.命令处理；
步骤5.控制事件处理，对上、下变频器完成操作后返回步骤2。
2.如权利要求1所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，其特征在于：所述步骤1中包括对控制IO口的初始化、输入及显示设置初始化、串口选择初始化、常量设定。
3.如权利要求1所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，其特征在于：所述步骤4命令处理包括：
步骤41.对输入的单个命令数据包进行处理，每个单个命令数据包增加判断字节和命令字节；
步骤42.对步骤41处理后的数据进行数据打包压缩；对打包后的数据增加预先设定的串口
选择字节；
步骤43.将打包压缩后的数据包根据串口选择字节传递到设定的串口。
4.如权利要求3所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，其特征在于：所述步骤41还包括串口切换事件识别和根据输入串口切换命令设置串口选择字节。
5.如权利要求1所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，其特征在于：所述步骤5中控制事件处理包括对下述事件的处理：预选器设置、MGC/AGC切换、中频带宽设置、收发频率幅度控制、供电控制。
6.如权利要求1或5所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，其特征在于：所述步骤5中控制事件不止一件时，对控制事件的处理是并行处理的。
7.如权利要求4所述的VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制方法，其特征在于：所述步骤5中的中频带宽设置事件包括对上变频器的中频带宽选择模块的带宽起点和终点进行设定。
8.一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制装置，包括上变频器串口、下变频器串口、串口切换模块、功能设置模块、输入模块和显示模块；所述上变频器串口、下变频器串口与串口切换模块通过控制线路连接；所述功能设置模块与串口切换模块、输入模块通过控制线路连接；所述显示模块与功能设置模块和输入模块通过信号线连接。
9.如权利要求8所述VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制装置：其特征在于：所述功能设置模块包括预选器设置子模块，MGC/AGC切换子模块、中频带宽设置子模块、收发频率幅度控制子模块和供电控制子模块。
10.如权利要求8所述一种VSAT卫星通信L波段上下变频器切换控制装置，其特征在于：所述输入模块包括通过控制线路连接的键盘和按键操作模块。
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