衛(wèi)星通信系統(tǒng)應急信道設備主備切換研究

南京熊貓漢達科技有限公司 任 環(huán) 吳秀芬 王媛媛

江蘇移動信息系統(tǒng)集成有限公司 胡海宏

本文研究衛(wèi)星通信系統(tǒng)應急信道設備主備切換技術。分析應急模式衛(wèi)星短消息業(yè)務通信機制，設計應急信道設備主備切換實現(xiàn)方案。用戶在前端界面一鍵觸發(fā)切換應急信道設備，應急微服務實現(xiàn)主備切換功能。使用終端在應急備份信道設備工作頻點、波束上發(fā)送應急短消息能夠收到短信回執(zhí)，前端界面能夠顯示應急短消息信息，驗證應急信道設備主備切換成功。

衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是陸地蜂窩移動通信系統(tǒng)的擴展和延伸。應急短消息業(yè)務主要用于緊急情況下，機動用戶與應急處理中心間的短消息通信。應急短消息業(yè)務是通過主應急信道設備傳輸至應急微服務系統(tǒng)，當某臺主應急信道設備出現(xiàn)故障時，需要使用備份的應急信道設備替代故障的應急信道設備工作，本文給出應急信道設備主設備故障時切換到備應急信道設備的方案。心，進而在前端界面顯示。

在此衛(wèi)星通信系統(tǒng)中我們定義“通道”的概念，通道就是由轉化中頻與射頻信號的變頻器以及與其相連的相關設備組成的一條短信通路，這些設備的連接關系是由工程建設時的連線關系確定。每條通路，也就是每個波束組中配置了7個波束，應急微服務將每個波束組中的7個波束配置到2臺應急信道設備的7個板卡上，一個板卡配置一個波束。該配置工作是由應急微服務程序啟動時，讀取配置文件完成的。初始化時，主通道上的主應急信道設備的板卡分配了波束，一塊板卡分配一個波束，處于工作狀態(tài)，備份通道上的備份應急信道設備未分配資源，處于等待工作狀態(tài)。當某臺主應急信道設備出現(xiàn)故障時，需要切換主信道設備波束資源給備份信道設備，使備份應急信道設備分配到波束資源，能夠替代主應急信道設備工作。

1 應急模式衛(wèi)星通信短信業(yè)務通信機制

2 應急信道設備主備切換實現(xiàn)方案

由圖1可見，終端在S頻段發(fā)出短信，衛(wèi)星上的S天線接收到短信，經過衛(wèi)星的SC轉發(fā)器將S頻段轉化為C頻段，并由衛(wèi)星C頻段天線發(fā)出來，地面C頻段天線接收到終端短信，轉發(fā)給低噪放、光端機、C分路器等設備后，轉發(fā)給了變頻器，變頻器將C頻段射頻信號轉為中頻信道轉發(fā)給應急信道設備。應急信道設備將短信以UDP報文形式轉發(fā)給應急微服務，應急微服務轉發(fā)給短消息中

圖1 應急模式短信業(yè)務通信機制圖

應急模式的信道設備主備切換，是在前端界面進行一鍵配置的，選中某一臺可用于備份的應急信道設備，然后選擇需要替換哪一臺故障的主應急信道設備。主備切換時應急微服務把故障主設備的參數拷貝到選擇的備份信道設備，然后通知變頻器微服務，請求把選擇的備份應急信道連接的備份通路切換到故障主應急信道設備所在的通路上。具體流程如圖2所示。

圖2 應急信道設備主備切換設計圖

（1）應急微服務收到前端界面的主備切換信息，首先，判斷主信道設備號和備信道設備號是否在合理范圍，如果有一個信道設備號不在合理范圍，則返回界面參數非法。

（2）應急微服務判斷與備份信道設備同一通道的另一個信道設備是否被使用，如果被使用，要求同一通道的兩個備份信道設備切換到同一通道的兩個主信道設備。如果該條件不滿足，則返回界面參數非法。

（3）如果滿足條件，則可以切換，把故障主設備的參數拷貝到備份信道設備，并保存到備份設備數據庫表。然后向備份應急設備發(fā)送參數設置命令，設置備份應急信道設備的工作參數，使備份應急信道設備開始工作。

（4）信道連接的備份通路切換到故障應急信道設備所在的通路上，使備份變頻器開始工作。

（5）應急微服務主備切換成功，向前端界面返回OK。

3 主備切換結果分析

用戶登錄前端系統(tǒng)界面，選擇應急微服務系統(tǒng)中的應急備份信道設備，右鍵選擇主備切換，輸入被切換的信道設備ID，點擊“確定”，應急站控微服務將主信道設備參數信息設置給備份信道設備，通過與信道設備的參數設置接口將參數設置命令發(fā)送給備份信道設備，備份信道設備收到參數設置命令后設置自身參數并工作在該參數下，之后應急微服務通知變頻器微服務設置備份變頻器的通道參數。最后，用戶使用終端在備份應急信道設備所在的波束頻點上發(fā)送應急短消息，確認終端能夠收到回執(zhí)，應急微服務、應急處理中心能夠收到應急短消息，用戶在前端界面能夠看到終端短信顯示。至此，應急短信業(yè)務通信成功，衛(wèi)星通信應急模式的應急信道設備主備切換成功，保證了備份應急信道設備成功工作，應急短信業(yè)務在備份信道設備成功運行。

結束語：衛(wèi)星通信應急信道設備主備切換的研究，實現(xiàn)了在前端界面一鍵切換主備應急信道設備的自動化處理技術，為系統(tǒng)智能化運行提供了可靠的實踐保障，降低了操作人員的維護難度，提升了系統(tǒng)的可靠性和可維護性。衛(wèi)星通信應急模式主備信道設備一鍵切換全程自動化、流程規(guī)范化、過程可追溯、業(yè)務不中斷。