一、 基本概況
系統示意圖如下：
二、 系統設計以及相關考慮
為了保證系統最高的數據通信安全性和可靠性。在設備選型、設備配置、系統設計幾方面均經過仔細分析和考慮，采取了相應的措施。
2.1 設備選型
美國GE MDS公司
美國GE MDS公司是世界公認的提供無線數據采集系統的先鋒，七十多萬臺GE MDS電臺在世界各地安裝使用。GE MDS電臺的性能樹立了無線數據通信行業的標準。
MDS公司成立于1985年，位于紐約州北部羅徹斯特市，專門研制生產專業無線數據通信設備。26年來，MDS公司一直在工業專網通信領域的前沿獨領風騷，成為這一行業最大生產廠商。 MDS公司現有員工280人，占有美國70%同類 產品市場。
MDS擁有世界級的廠房和自動化生產設施。它的生產管理系統采用柔性制造生產。它有兩條表面焊接技術生產線，所有的部件、半成品及成品的試驗和檢測都是自動控制完成的。工廠依據客戶的訂單進行生產，每天可以生產多種不同的機型，日產可達1,000臺。 56,000平方英尺的廠房，ISO-9001質量認證體系， 先進的管理系統， 造就了一流的產品，一流的企業。
MDS一方面不斷創新，加強技術儲備，另一方面下大力量保持產品的兼容性，使已安裝的產品與新產品可以兼容并升級換代。MDS為了電臺的安裝調試和使用維護方便，開發了許多專用工具和軟件，深受用戶喜愛。MDS電臺已成為了行業的標準。
2007年3月 美國通用電器公司（GE）收購了MDS公司，更名為GE MDS公司。
GE MDS iNET300是一款工業級的無線以太網設備，它的傳輸距離遠，傳輸速率高。通過iNET300，用戶可以將遠端以太網或串口網絡的數據直接傳輸到基于IP的網絡中，如：油井、氣井、泵站、管道、儲液罐及儀表的各種數據。它也可以為基于車載移動的各種應用提供一個移動的無線訪問網絡。
GE MDS iNET300 工作頻點為336MHz－344MHz頻段，因其頻率較低，傳輸距離比微波設備遠很多，在視距情況下最大傳輸距離可達100公里，電臺的空中傳輸速率最高可達512Kbps。
GE MDS iNET300無線方案的優勢
傳輸距離遠：
工業級產品，同類產品傳輸距離最遠。
可靠性高：
雙機熱備主站（通過P21實現）能夠為一些關鍵的應用提供很高的系統可靠性。遠端設備也可以采用雙機熱備模式。
安全性能強：
無線鏈路提供多級保護措施，包括300MHz物理層的調頻擴頻技術及128位數據加密等，支持AES-128，支持RADIUS。
靈活性好：
iNET 300電臺支持多個用戶的多個應用，通過多種不同協議在同一個電臺或網絡中同時工作。
兼容性強：
iNET 300采用開放的接口標準，能夠向上向下兼容。
網管功能強：
可使用NETview MS 進行遠程管理。NETview MS基于獨立的Java應用平臺，它可以和其他廠商的管理軟件集成在一起。
功能特點
◆ 同一個設備或網絡支持多種協議，多種應用，多個用戶。
◆ 電臺同時支持以太網口及串口——可作為已有串口設備到以太網轉換的網關設備。
◆ 工業級設備性能——可以在各種惡劣環境下工作。
◆ 支持工業以太網協議。
◆ 傳輸距離遠——最遠可達100KM。
◆ 傳輸速率高——最高可達512Kbps
◆ 安全性能好——多級安全防護措施，確保設備不被竊聽及非法訪問。
◆ 可靠性能高——提供雙機熱備冗余配置，保證網絡的可靠性。
◆ 即插即用——設備簡單配置即可使用。
◆ MDS網管系統——先進的SNMP管理系統，易于簡化設備操作維護及提高網絡操作性能。
2.2 系統頻率的選擇
考慮到飛艇在空中的高度較高，易受氣流，風力等天氣條件的影響，我們擬定采用具有繞射能力比較強的超短波頻段，336-344MHz之間的任何頻點都符合這個要求。
2.3 系統計算分析
不管采用什么樣的工程公式計算，實際數據可能不一樣，但結論都將是相同的。只是采用的公式考慮的因素少的時候，數據會有利一些，但和實際情況的差距也會大一些。公式考慮的因素越全越接近實際情況。這里都是視距傳輸，采用自由空間傳輸計算公式比較接近實際值。
2.3.1 計算分析
1、假設控制中心與飛艇距離20km計算系統衰弱儲備值
已知的基礎設施的原始數據：
飛艇高度＝1000米
控制中心位置未知，假設控制中心距離飛艇20KM，假設接收天線高度為50米。
天線選用全向天線，天線增益為8dB
日本人奧村，對地面移動通信的電波傳播問題，做了大量的統計工作，并歸納出一個大城市適用的傳播損耗 Lb 經驗公式：
Lb(dB)=75 + 26Lgf + 45LgR - GT(dB) - GR(dB)–(14+6.5LgR）×LgHT–3.2 [ Lg（12HR）]2
式中， 收、發天線高度HR ， HT 單位為 m ， f為340MHz，
則Lb(dB) = 75＋26Lg340＋45Lg20－8－8－（14＋6.5Lg20）×Lg1000－3.2[Lg(12×50)]2
= 75 + 68.82 + 58.55 – 8 – 8 - 67.37 - 24.70
= 94.3dB
iNET300電臺的發射功率為37dB，接收靈敏度為－97dBm。
衰落儲備實際值=系統增益-接頭損耗-電纜損耗-傳播損耗
其中：
系統增益=數字電臺的發射功率-數字電臺的接收靈敏度=37-（-97）=134dBm
接頭損耗=8×0.25=1dB(按照8個接頭，包括饋線和跳線的所有接頭)
電纜損耗，不同安裝位置的電纜長度不同，按照估計，飛艇上的電纜長度不超過10m，地面不超過50m。
電纜長度=10米（飛艇）+50米（地面）=60米
電纜損耗=3.83dB×60/100=2.298dB（使用普通1/2”電纜，3.83dB/100m）
則系統衰弱儲備值＝系統增益-接頭損耗-電纜損耗-傳播損耗
＝134－1－2.298－94.3
＝36.40dB
則此時接收機的接收場強約為－60.60dB，系統留有36.40dB的余量。
2、假設控制中心距離飛艇50KM
飛艇到地面間的傳播損耗計算：
Lb(dB)=75 + 26Lgf + 45LgR - GT(dB) - GR(dB)–(14+6.5LgR）×LgHT–3.2 [ Lg（12HR）]2
=75 + 68.82 + 76.45 – 8 – 8 – 75.12 - 24.70
=104.45 dB
則系統衰弱儲備值＝系統增益-接頭損耗-電纜損耗-傳播損耗
＝134－1－2.298－104.45
＝26.25dB
則此時接收機的接收場強約為－70.75dB，系統留有26.25dB的余量。
三、結論
根據前面的計算分析，采用GE MDS公司的iNET300設備，無論是設計余量還是系統硬件冗余、數據帶寬冗余、通信距離都非常合理。
充分考慮到飛艇在空中時，易受風力、氣流的影響，會造成天線的擺動，致使傳輸方向上的增益和極化方向都會發生變化，最惡劣的情況是天線在傳輸方向上的增益為0，極化方向垂直（影響傳輸最大值3dB）,則為系統帶來最大19dB的傳輸路徑上的插入損耗。而我們iNET300設備設計的系統衰弱儲備值遠大于最惡劣情況帶來的影響值。
所以，iNET300電臺在此可完全滿足設計要求。
