机-星-地遥感图像传输系统的设计.pdf

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1、2003年9月重庆大学学报Sep.2003第26卷第9期JOurnaIOfChOnggingUniversityVOI.26NO.9文章编号：1000-582X（2003）09-0115-04*机-星-地遥感图像传输系统的设计1，211马大玮，杨士中，余平（1.重庆大学通信工程学院，重庆400044；2.重庆通信学院，重庆400035）摘要：机-星-地系统在遥感图像的传输中十分重要。该系统设计的关键是系统各组成部分的功率分配，决定系统实现的制约因素是遥感图像压缩电路的性能。文章根据遥感图像传输的要求，首先计算了系统各级所应具备的发送功率，然后根据飞行器的有效发送功率决定的传输带宽上限设

2、计了基于小波方法的遥感图像压缩处理系统，详细分析了系统的小波基选择、系统总体框图及视频图像压缩电路的具体技术路线。实验结果表明，该系统设计方案可行，性能满足机-星-地遥感图像传输的需求。关键词：遥感传输；图像压缩；卫星通信；小波中图分类号：TN919.81；TN943.2文献标识码：A在遥感系统应用的许多场合，遥感飞机与地面处表1机-星-地图像传输系统的性能指标理站之间相距十分遥远，二者之间的通信和控制必须性能指标-1200采取中继方式才能实现。卫星通信由于其覆盖范围的遥感飞机的飞行速度V/m.s观测地带宽度W/km18广域性，从而成为这种中继方式的首选，利用同步卫星210X10观测分

3、辨力!/m进行中继，对远距离的遥感图像进行中继传输，便构成-1遥感图像码率/bits.pixeI2了“机-星-地”的遥感图像传输系统。本文就讨论飞机上抛物面天线直径Da/cm30这种系统的一种设计方案。飞机上抛物面天线效率"a0.85机载接收机噪声温度/K401系统总体方案传输体制PSK-FDM［1］地面站抛物面天线直径D/m10机-星-地系统传输示意图如图1所示，卫星地面站抛物面天线效率"0.85转发器采用类似Inter.Sat.IV的同步卫星。在该系地面站接收系统噪声温度/K40统中，各要素的性能及其指标为表1所示。上行频率fU/GHZ6下行频率fd/GHZ6卫星天线对4GHZ频率

4、增益/dB25星-地，机-星斜距R/km37000误码率P-6102.1图像传输数据率图像传输的速率由原始数据速率的大小、图像压缩比的大小，以及信道编码冗余的大小三者决定。遥感图1机-星-地图像传输系统示意图飞机观测地带示意图如图2。在遥感图像序列的刷新2系统的功率计算wU率为1帧每秒的情况下，象素率为=36kpixeIs/s，!x!y图像的传输速率决定了系统所需功率，因此系统经过压缩编码后，图像按2bit/pixeI输出压缩图像，则的功率计算必须首先确定图像数据的速率。*收稿日期：2003-04-01基金项目：重庆市应用基础研究基金资助项目（7257）作者简介：马大玮（1972-），

5、男，四川盐亭人，重庆大学博士研究生，主要研究方向为无线图像通信。116重庆大学学报2003年2压缩图像数据率为：!DE地球站接收天线增益为GE=#E()，所以RC=2>36=72kb/S（1）$D92!>10>4>10［GE］=10lg[0.85(8)]=51.7dB3>10（11）［TE］=10l（g40K）=16dB（12）推出：G[]=［GE］-［TE］=35.7dB（13）TE图2遥感飞机观测地带示意图卫星转发器：CG为对抗信道误码所带来的影响和数据码流同步的需EIRPs=[]+［LD］-[]（14）TDTE要，采用8kb/S的容量用于同步和校验，则将式（9），（10），（13

6、）代入（14）得：RC=80kb/S（2）EIRPs=-1.5dBW（15）2.2BPSK解调［C/T］BPSK计算-6在160khz带宽内卫星转发器功率为：对于BPSK，当误码率!610时，要求：Pts=EIRPS-［G4GHZ］=-1.5-25=［E/N0］=12dB（3）-26.5dBW=2.2mW（16）设计贮备容量［E］=4dB，则（3）式变为：2.4遥感飞机上行功率计算［E/N0］=12+4=16dB（4）遥感飞机上行发射功率的计算与卫星转发功率的接收机带宽为：计算类似，在此不再阐述，仅给出结论，详细推导过程=2RC=2>80=160khz（5）参见文献［1］。则BPSK接

7、收系统的［C/T］为：按照表1所示的飞机性能指标，飞机的机上天线［C/T］BPSK=［E/N0］+10lgRC+10lgk=增益为：16+10lg80000-228.6=-163.6dBW/K（6）2!Dd2.3卫星下行转发功率计算Gd=10lg[#d()]=24.8dB（17）$U当考虑到上行噪声和转发器内交调噪声，下行则遥感飞机上行发射功率为［C/T］D应按下式计算：Pdt=EIRPd-Gd=6.7dBW=4.7W（18）［C/T］D=［C