引言：“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)是我國“十一五”計劃中的重點項目。在通信系統(tǒng)復(fù)雜多樣并且日新月異的現(xiàn)代社會，對通信系統(tǒng)的測試顯得十分重要。追要利用信號源、誤碼率測試軟件、頻譜儀、定向耦合器等對衛(wèi)星通信線路進行測試。其測試有三大重要指標(biāo)誤碼率、短信業(yè)務(wù)、移動終端。從測試結(jié)果來看，北斗衛(wèi)星體現(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)越性和其不可估量的時代價值。

“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)是我國自主研究、建設(shè)、運營管理具有國際知識產(chǎn)權(quán)的區(qū)域性衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)是由用戶終端、地面中心站和空軍衛(wèi)星三大部分組成。從通信的特征上來看，它具有雙向通信、快速定位和精密授時三大優(yōu)勢。[1]

一、基于“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)的測試原理與方法

從目前“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用實際情況來看，“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)主要是由應(yīng)用段、地面段和空間段三個部分組成。整個運行流程的關(guān)鍵在于“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)的轉(zhuǎn)發(fā)器。通信的流程大致是“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)應(yīng)用段發(fā)射頻段信號（L1）——發(fā)送到地面段通信站，頻段信號轉(zhuǎn)化成C波段——地面信號站發(fā)送頻段信號到“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)空間站，頻段信號轉(zhuǎn)化為S波段——“北斗”衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器將頻段信號轉(zhuǎn)化為K頻段信號并發(fā)送到終端。其大致工作模式如下圖1所示。

圖1 “北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)三大模塊

（一）北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)測試框架分析

在空間段主要需要測試的“北斗”衛(wèi)星本身的運行狀態(tài)。在地面段則主要是信關(guān)站和用戶終端。而通常情況下，用戶終端又被劃分為應(yīng)用段。地面段則主要是由信關(guān)站天線、綜合信關(guān)站管理中心、信關(guān)站射頻等三個部分組成。綜合信關(guān)站管理中心主要負(fù)責(zé)通信實驗細(xì)聽與地面通信網(wǎng)絡(luò)之間的交互連接，其中包括呼叫控制、協(xié)議轉(zhuǎn)換、認(rèn)證授權(quán)、計費處理、資源管理以及呼叫終端、接受終端、PSIN（公共交換電話網(wǎng)）之間的三方互通。

“北斗”衛(wèi)星系統(tǒng)中的用戶終端有三種形式：固定式、便攜式和車載式。從應(yīng)用段的功能來看，用戶終端的功能主要是將可識別的數(shù)據(jù)、語音、消息等處理成為地面信關(guān)站能夠識別的無線信號，并且成功向空間站發(fā)射。同時，它也需要具備接收由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)而來的無線信號，并且將其處理為通信終端設(shè)備可識別的數(shù)據(jù)、語音及信息。

測試前需要對信號調(diào)整為16QAM，通過對寬帶信號、點頻、窄帶的測試來具體測試系統(tǒng)關(guān)鍵指標(biāo)：信噪率、信號電平動態(tài)范圍、誤碼率等，測試的終端包括用戶終端、地面終端、射頻系統(tǒng)、調(diào)制解碼器。對應(yīng)用段的測試主要包括收發(fā)濾波器、信號天線、功放、電源、電纜以及終端調(diào)制解調(diào)器和變頻器。其中變頻器又分為上變頻和下變頻。綜合信關(guān)設(shè)備測試內(nèi)容除了與用戶段相同的部件之外，還有新研的硬件設(shè)備。

（二）基于“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)的測試方法分析與步驟

從上述測試框架和測試內(nèi)容，我們可以看出測試的關(guān)鍵在于通信體制。其具體框架如下圖所示：

圖2 “北斗”衛(wèi)星移動終端頻譜測試框圖

測試的第一步是在變頻器與LNA/HPA之間加入了一個功分器，并且將一部分射頻信號分離了出來進入頻譜儀。第二部是通過頻譜儀來反映射頻頻率的傳輸情況，觀察頻譜儀的信號頻譜變化。第三步則是進行測試和分析。

二、基于“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)的測試結(jié)果分析

（一）測試內(nèi)容：短信息業(yè)務(wù)、誤幀率、語音時延性

按照《物理層協(xié)議》的規(guī)定，純語音的數(shù)據(jù)速率為2.4Kb/s，但是這2.4Kb/s包括了控制字、幀頭在內(nèi)的所有數(shù)據(jù)速率難以在測試儀器上直觀地展現(xiàn)出來。因此，選擇使用短信息業(yè)務(wù)進行測試。[2]

（二）測試結(jié)果

按照圖2的框架測試步驟進行測試，短信≤140B，移動終端2與終端1的結(jié)果保持一致，系統(tǒng)正常運行。其次是對誤碼率的檢測。其步驟與短信業(yè)務(wù)一致，增加從信關(guān)站發(fā)送一定的數(shù)據(jù)并且在PC終端機上進行測試，檢查誤幀率。但需要得出科學(xué)地誤幀率需要復(fù)發(fā)送不同數(shù)據(jù)至少20次并進行對比研究。測試結(jié)果表明誤幀率的變化對衡量系統(tǒng)的工作質(zhì)量非常好關(guān)鍵。最后，是語音時延測試。測試框架及步驟如下圖。其中，時間分辨率：100ms/格，幅度分辨率：500mv/格。[3]

圖3語音時延測試框架圖

根據(jù)上圖所示的測試步驟，在保持移動終端A、B處于通話狀態(tài)的情況，通過移動終端A對B進行報時，持續(xù)時間至少要1S并間隔停頓4S，測試結(jié)果會在雙蹤示波器上進行顯示，以此來進行檢測和記錄。測試結(jié)果表明實驗室平均語音時延500ms，系統(tǒng)為800sm，系統(tǒng)運行高效。

三、結(jié)語

隨著“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)的運用越來越廣泛，第三方檢測系統(tǒng)也不斷發(fā)展。經(jīng)過國內(nèi)外多種測試系統(tǒng)的驗證，“北斗”衛(wèi)星通信系統(tǒng)穩(wěn)定性極高、可靠性強，能夠為通信事業(yè)創(chuàng)造更大的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]劉愷.北斗終端OEM模塊測試平臺[J].數(shù)字通信世界，2013（8）：79.

[2]劉霜梅，王海濤，鄒光南.衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)體系設(shè)計及應(yīng)用模型陰.電子設(shè)計工程，2010，18（10）：105—108.

[3]董沛然，辛愛學(xué).基于通用儀器的遠(yuǎn)程測試系統(tǒng)[J].艦船電子工程，2010，30（10）：147.

[4]徐師友.北斗語音通信設(shè)計與實現(xiàn)[J].全球定位系統(tǒng)，2011，36（4）：68.

（作者單位：中南大學(xué)通信工程1101班）

作者簡介：錢婷婷（1992），女，安徽池州人，漢族，大學(xué)本科學(xué)歷，中南大學(xué)通信工程1101班，學(xué)號：0909110622。