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通信系統范文1
[關鍵詞]氣象通信系統 發展 展望
[中圖分類號] P4 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-7-389-1
氣象通信系統是指多項業務的組合,包括對氣象觀測的資料總結、預報預測以及對相關服務產品的收集與分發,它將氣象觀測系統、氣象預測系統和服務系統相連接,共同形成一個整體的氣象業務平臺。近幾年來,隨著我國經濟技術的快速發展,對氣象綜合觀測的要求越來越高,氣象通信系統的發展關系著我國氣象事業、交通事業等多項業務的發展。傳統的氣象通信系統已經不能滿足當下快速更新的數據發展,必須加強我國通信系統的發展,提高我國氣象通信系統的質量水平,提高運行效率。
1氣象通信系統的發展歷程
氣象通信主要是由莫爾斯通信發展而來,之后隨著時代的進步與發展又經歷了電傳通信、傳真通信、自動化通信,最后發展為目前仍在前進的網絡通信。我國在20世紀80年代第一代自動化通信系統建成,我國的氣象通信步入自動化行列。隨后的873工程運行成功后,第二代自動化通信系統形成,在提高了系統傳輸、儲備等系統更新的同時,也進一步優化了通信技術;9210工程投入運行后我國形成了第三代氣象通信系統,這次過渡將通信系統與現代網絡技術相結合,建立了相關應用軟件并實現了傳輸監控對氣象通信系統的運行進行監督。
2氣象通信系統的發展現狀
隨著我國信息技術的不斷發展,以9210工程為初端的通信業務系統的建設為基礎并開展相關業務建設。隨著時代的進步氣象通信系統的建設需要更多的數據作為進一步發展的依據,信息爆炸、更新快、傳輸量大等現階段發展的基本要素要求我國必須加強氣象通信系統的建設。從現階段來看,我國的氣象通信系統主要是以星型和網狀寬帶網絡系統為基礎進行網絡覆蓋,基本上滿足了傳輸數據的需要。但與該系統相配套的基礎設施并未作出相應變更,隨著應用數量的不斷增加,問題也隨之而來。例如文件名的支持程度低、通信監視客戶端問題頻出、瀏覽器不能滿足用戶需求等等,此上都阻礙著氣象通信系統建設的發展。因此,必須要加快氣象通信系統的建設發展,推動其系統建設與時代同進步,實現氣象通信系統的有效建設。
3氣象通信系統的設計
我國氣象部所采用的氣象通信系統設計主要分為硬件結構設計和軟件結構設計兩個部分,下面本文將對這兩個部分進行詳細介紹。
3.1氣象通信系統的硬件結構設計
氣象通信系統的硬件建設要確保整個系統的穩定運行,并為其長期建設做準備,在保證系統穩定的基礎上還要保證其工作效率。通過將多臺PC服務器連接成一個集群系統,提高系統的吞吐能力,從而提高硬件系統的運行效率。同時,還要通過并行文件系統,將相關資源與文件進行共享與監控,運用集群技術實現對整體系統運行的監控,方便用戶進行查閱。集群技術在氣象通信系統中的運用,不僅提高了其工作效率,還能提供充分的服務,保障服務質量。除以上技術之外,氣象通信系統的硬件結構設計還運用了許多技術,例如系統運用了虛擬服務器將FTP服務連載與HTTP連載進行數據接入,應用LVS技術保證服務器負載的均衡分配,應用TOMCAT容器進行集群,以保證數據傳輸的正常運行。
3.2氣象通信系統的軟件結構設計
我國氣象通信系統部分的軟件結構設計主要分為數據層、業務層和應用層三層結構。每一層都有其所包含的內容與作用。第一,數據層的數據庫建設來源于相關業務單位的數據以及全國各省提供的數據信息;業務層主要通過對相關數據的收集、分發、存檔及監督實現數據的積累,保證數據來源的真實性;應用層由信息查詢、數據統計、信息服務、值班記錄和廣播監視五個方面構成,以保證氣象通信系統的數據建設過程的真實性。我國國家級別的氣象通信系統主要針對業務層的相關信息進行檢查記錄,通過圖形的方式向大眾展示其結果。通過運用CMACast衛星廣播進行數據補調,增加省級氣象通信系統獲取數據的來源渠道。
4氣象通信系統的發展展望
通過以上的介紹,我國的氣象通信系統需要進一步加強,必須使我國的氣象通信系統與時俱進,提高我國的氣象通信系統的工作效率,下文將對我國氣象通信系統的發展進行發展前景展望。
4.1有機整合資源,合理利用
我國的氣象通信系統需要在加強其傳輸能力的同時,整合寬帶網絡資源和傳輸資源,充分利用網絡資源及計算機技術進行數據交換與上下資料傳輸,并完善資源共享機制。通過氣象通信系統的發展預測,在未來的通信業務發展中,業務邏輯將會成為通信系統的實施系統中心,實現上行資料傳輸及區域、省際間的資料交換。還要根據業務要求進行數據交換的控制和傳輸調度,通過提高傳輸處理能力和吞吐能力,對傳輸監視和傳輸質量評估進行數據覆蓋。在下行通信系統的數據分發服務中,對相關的業務要求相對較低,但是對傳輸的實時、高效要求較高?,F階段的業務要求必須建立健全高效的資料傳輸機制,滿足各類數據的傳輸和產品收集交換,更好的為氣象通信系統業務服務。
4.2進行系統擴張和升級
經過發展預測可知,國際通信系統將會隨著技術的不斷革新而發展更新而扮演未來WMO信息系統的核心通信中心。由此,我國必須提高對全球實時資料和相關產品技術的掌握程度,拓展數據搜集渠道,進行技術升級。
4.3實時資料元數據服務成為新領域
隨著時代的發展,實時資料的收集越來越成為當代氣象業務發展的重點。實時資料元數據服務主要是針對實時資料的數據屬性、傳輸特點及其服務方式等相關元數據的信息變換進行描述,并實時進行資料更新,提供變更數據。還要對用戶提供及時、有效的幫助,對相關數據資源進行有效加工處理,并提供相關存儲管理和數據應用以支撐元數據。
5總結
總之,我國氣象通信系統的發展必須要實現與時俱進,不斷改進相關技術更新現有技術,改進傳統系統建設技術。完善傳輸質量,實現數據的及時收集與整理。從而提高氣象通信系統的服務質量,提供可靠的傳輸數據。
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通信系統范文2
關鍵詞:快跳頻通信; m序列; 擴頻通信; 同步
中圖分類號:
TN914.434; TP391
文獻標識碼:A
文章編號:1004373X(2012)05
0022
03
Simulation of frequency hopping communication system
GAOBaohua, ZHANG Tao, ZHAO Yuangfang, AN Wen
(PLA Unit of 61618, Beijing 102102, China)
Abstract:
The principle of frequency hopping communication system is introduced. In the thesis, m sequence was adopted to control frequency synthesis to produce frequency, on this basis, an integrated scheme of fast frequency hopping system was designed, and Simulink in Matlab was adopted to simulate and analyze the progress of the FFH system.
Keywords:
fast frequency hopping communication; m sequence; spread spectrum communication; synchronization
收稿日期:20111021
0 引 言
跳頻擴頻的原理是使偽隨機序列控制被數據調制的載波中心頻率以一定的速率和順序在一組頻率中隨機地跳動,接收端則以相應的速度和順序接收并解調。在跳頻系統中,跳頻頻率的選擇是用偽隨機碼來實現的,且跳頻通信的幾十個甚至上千個頻率由所傳信息與偽隨機碼的組合進行控制。由于系統的工作頻率在不停的跳變,在每個頻點上停留的時間僅為毫秒或微秒級。
跳頻通信系統的頻率跳變速度反映了系統的性能,好的跳頻系統每秒的跳頻次數可以達到上萬跳[1]。根據跳頻速率的快慢,可把跳頻系統分為快跳頻和慢跳頻??焯l是指一次發射信號期間有不止一個頻率跳變,即跳頻速率大于信息速率;反之稱為慢跳頻。慢跳頻系統成本低,易實現,常用于各類民用系統,以提高通信質量和信道利用率[2]。快跳頻系統與慢跳頻系統相比,具有更強的抗干擾、抗截獲和人為阻塞能力,在軍事通信上具有極大的優越性。
1 跳頻通信的工作原理
如圖1所示,快跳頻通信系統(FFH)是一個用戶的載波頻率按某種跳頻圖案(偽隨機調頻序列)在很寬的頻帶范圍內跳變的通信系統。
信息信號經過波形調制(信息調制)后,送入載波調制。載波由跳變序列(偽隨機序列)控制跳變頻率合成器來產生,其頻率隨跳頻序列的值的改變而改變,因此,載波首先被跳變序列調制,稱作跳頻調制。頻率合成器受跳頻序列控制,當跳頻序列值改變一次時,載波頻率跳變一次。信號經過載波調制后形成跳頻信號[3]。
在發送端,跳頻調制采用偽隨機碼序列和多進制頻移鍵控相結合的方式,即在發送端采用一個偽隨機發生器產生一個偽隨機序列,用它去控制頻率合成器的輸出頻率,使之按偽隨機方式從2n-1個頻率的集合中選取發送頻率,這樣得到的信號就是跳頻信號。
在接收端,為了解調出跳頻信號,需要一組與發送端相同的本地偽隨機序列發生器,去控制本地頻率合成器,產生一列與發射信號差一個中頻頻率的跳頻信號,且速率相同、起止一致。這樣,跳頻信號在混頻器中與接收信號差頻出一個不跳變的中頻解跳信號,在經中頻窄帶濾波器后,把不需要的干擾抑制掉,再由信息解調器恢復出有用的原始數據,從而實現了快跳頻通信。
2 快速跳頻通信系統的Simulink仿真
Simulink是Matlab中的一個建立系統方框圖和基于方框圖級的系統仿真環境,使用Simulink可以更加方便地對系統進行可視化建模,并進行基于時間流的系統級仿真,并且仿真結果可以近乎“實時”地通過可視化模塊,如示波器模塊等顯示出來,使得系統仿真工作大為方便[2],同時,Simulink使得用戶可以用鼠標操作將一系列可視化模塊連接起來,避免了編寫Matlab仿真程序,簡化了仿真建模過程。
仿真設計中,在首先設計好的2FSK的調制與解調基礎上,再把設計的快跳頻子系統模塊添加上去,經過進一步的調試,最終確定。快跳頻通信系統的仿真結構圖如圖2,圖3所示。
在圖2中可以看到,該快跳頻通信系統按功能可以劃分為五個部分:信號生成部分、發送部分、跳頻調制部分、接收部分和判決部分。
信號生成部分是利用隨機整數信號發生器(Randominteger Generator)來產生,該模塊的作用是產生二進制隨機序列信號,采樣時間設為1,即1 s產生一個碼元。它產生的是頻率為1 Hz的二進制隨機信號[45]。
由信源產生的二進制隨機信號先通過頻率鍵控來產生一個2FSK信號(發送“1” 所用的載波頻率為f1=1 Hz;發送“0”所用的載波頻率為f2=3 Hz),在進行跳頻調制時,如圖4的跳頻子系統,把跳頻子系統模塊產生的信號與產生的2FSK信號進行相乘(即跳頻調制),然后把跳頻調制信號經過信道發送出去。為了仿真的真實性,信道是疊加有加性高斯白噪聲的信道。
在接收端首先進行解跳,即用跳頻子系統模塊產生的跳頻信號與經過信道后接收的跳頻調制信號進行乘法運算,得到的是跳頻解調信號。接著進行2FSK的相干解調,仿真結構框圖如圖5所示。圖中的兩個帶通濾波器分別濾出頻率為f1及f2的信號,它們的輸出分別與相應的相干載波相乘,再分別經過低通濾波器提取出含有基帶數字信息的低頻信號。
對解調信號的判決,是通過對上下兩支路的低頻信號進行比較來作出判決的。該判決部分由常數發生器、一個比較器以及誤碼率計算部分構成。比較器將碼元的相關峰值與門限值比較,若相關峰大于門限則該碼元判為“1”,其余的均判為“0”。設上支路信號為X1(t),下支路信號為X2(t),當X1(t)大于X2(t)時,判為“1”;當X1(t)小于X2(t)時,則判為“0”。
誤碼率的計算過程是由一個誤碼儀來實現的。它將發送端的信息碼元經過一定延遲后與接收端恢復出的碼元進行比較,若兩者不同則認為碼元傳輸錯誤,最后將誤碼個數除以總的傳輸碼元個數,即得到誤碼率。在圖2中的誤碼率計算部分,上面的輸入信號是發送端的原始信息,下面的輸入信號是接收端恢復出的信號,送入誤碼儀以后完成比較、統計和圖形用戶界面的生成。從誤碼率計算的顯示模塊可以看到該快跳頻通信系統的誤碼率為0.05。
快跳頻通信是指頻率的跳變速度大于信息傳輸速率的通信系統。在本次設計中,為了便于觀察各點信號,特設信息的傳輸速率為1 b/s,頻率的跳變速度為2 h/s。在跳頻子系統中, 跳頻信號的產生過程:PN Sepuence Generator產生采樣周期為0.5,周期為15個碼元的m序列。通過Buffer將單列的二進制序列編排為2列二進制數,通過Bit to Integer Converter后變為整數。通過初值設為2的Unbuffer及ZeroOrder Hold(采樣時間設為0.1)后,偽隨機序列發生器產生的二進制序列變成了與之相應的整數,饋送到VCO的控制輸入端。
上面只是簡單地介紹了跳頻系統的各個仿真模塊,在實驗中各個模塊的信號良好,充分驗證了跳頻系統仿真模塊的正確性。因為篇幅等原因,這里沒有把各個節點處的信號圖貼出來,只是簡單地介紹了一下跳頻系統的Simulink仿真結構圖。
3 結 語
本文主要對快速跳頻通信進行了仿真研究,并對快速跳頻系統的基本模塊和關鍵模塊進行了分析和仿真,在接收端,經過解跳、相干解調后,進行判決恢復,試驗中恢復的信號基本正確。當然,由于系統中疊加有噪聲,各種濾波器的設計存在一定的缺陷使得濾波特性不理想,以及仿真圖中有些部件的參數設置存在誤差等原因,在最終的判決恢復時,使得恢復序列存在一些誤碼。這也是這次快跳頻通信系統仿真設計中需要進一步完善的地方。
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作者簡介:
高寶華 男,1986年出生,江蘇連云港人,工學碩士。主要研究方向為測試計量技術、信號處理。
(上接第21頁)
參 考 文 獻
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作者簡介:
胡曉晴 女,1987年出生,河南商丘人,碩士研究生。主要研究領域為頻率選擇表面的設計、隱身天線罩的電氣性能研等。
夏同生 男,副教授,碩士生導師。主要研究方向為納米器件、微納米尺度下的量子輸運研究、集成電路的設計等。
通信系統范文3
【關鍵詞】:地鐵;應急通信系統;電能質量
中圖分類號:U231+.2 文獻標識碼:A 文章編號:
引言
地鐵在交通工具當中占據著非常重要的地位,每天的乘客吞吐量都是非常的大,大批的人員進進出出,是有各種潛在的威脅存在的,其中火災消防就是一個比較高發的意外在地鐵事故當中。在出現火災情況之后,消防的現場指揮和通信工作對于搶險救災是起著一個關鍵性的作用的。現如今,在我國已經建成的地鐵當中,公安的無線通信已經滲入到地鐵的消防通信網絡當中去了,為了保證在事故發生的時候,公安干警能夠及時的對事故作出快速的反應和準確動作,目前已經有各種類型的無線通信系統大約350M,將地鐵公安的無線通信系統完全的兼容。
地鐵應急通信組網的設計
1.1地鐵專用通信體系的準備工作
地鐵專用的通信系統包括了多個方面,廣播、電話、時鐘等等都包括在其中。地鐵專用通信體系當中的廣播是通過了控制中心和車站進行兩極控制的,一般情況下都是由車站控制作為主導,一旦發生緊急狀況的話,就會由控制中心進行統一的調控。事故現場的情況通過地鐵站內的工作人員由電話的形式傳遞給控制中心,讓控制中心對現場的情況能有一個具體的了解,然后再通過控制中心向外求助。非工作人員可以直接的撥打消防熱線或是公安熱線尋求幫助,讓相關的工作人員做好災情救援工作。
1.2地下信號中斷時的緊急應急措施
地鐵的構成主要是上下通道。在平時的通信系統主要是吸頂式天線,也就是用在地鐵內部的無線信號的發射和接收的工作;漏纜,指的是用在隧道范圍內和上下通道的信號發射及接收。一旦發生事故,現場的通道、隧道等地的無線信號發射裝置都可能會受到各種程度的破壞。這種時候,應急輸入輸出接口的設備為事故現場的信號通信設備的恢復提供了非常大的支持。
1.3事故現場的應急組網分析
地鐵站內一旦發生大型的事故,情況都會比較的嚴峻。比如說在上下班的高峰時段,這個時候的人員比較密集,救災工作和人員的疏散工作都離不開中心有序的調度。這種時候,一般兩種情況會讓已經建立的應急救災網絡出現問題:
A 通道、隧道等多處的信號收發裝置出現損壞的情況,這和上文當中提到的個別的裝置出現破損的情況不一樣,個別的裝置出現問題可以啟用備用的裝置,多處損壞的情況就要嚴重的多。
B 發生火災的話,因為各種物質的燃燒,使得各種通信線路上的裝置發生性質的變化,造成整個的運行系統癱瘓,沒有辦法做出正常的工作反應。這個時候,相關的應急工作部門就需要布設臨時的網絡點,以保證各方面的工作能夠正常有序進行。
布網的方案可以參考以下的模式。利用集群同播的形式,外部的救援團隊攜帶移動便攜式的鏈路基站,在車間的各個通道入口設置一個主發站和多個次發站,并由專門的工作人員進行監控。外部的救援人員通過移動通信設備和內部的工作人員進行溝通,內部的工作人員及時的將事故情況告之外部的救援人員。同時,臨時組網的無線同步播報系統和公安的350M無線集群通信體系進行聯網通信,可以將事故的情況和救援的情況及時的通知到內外的工作人員。
1.4將公安無線通信導入到系統當中去
每個城市的公安建網情況都是不一樣的,把公安無線通信網導入到地鐵的通信網絡當中,是為了充分的滿足公安的350M警用的自動極體系的建設要求,以保證能夠和公安的多種通信能力與多樣化的警種相互配合,整個通信體系依靠350M的公安電臺從地表將信號傳遞到地下,從一個地鐵站傳遞到另外一個地鐵站,實現全網內的自動漫游,在明確了何種的組網體系之后,將公安系統已經建立的350M的警用通信系統作為基礎條件,能夠充分的體現整個通信系統的先進性、實用性、經濟性和可擴展性,將能夠和本地的公安體系相協調的模式導入到預設方案當中去。
另外,結合本地的公安系統和消防系統的通信手段的不同標準,也可以建立起和地鐵同播的350M同播模式,當成是城市當中已經建立好的地面無線通信網到地鐵每個不同的地下車站的一個擴展,以達到在整個地鐵區間之內無線通訊的擴充,也可以降低成本。在深圳市采取的就是這種模式,同播系統就是結合了各種不同的傳播模式的組網體系,通過地面網。地鐵內部網和交換控制中心與已經建立起的鏈路部分進行整合。
2.組網方案的分析和探究
一個好的無線通信體系,一定有一個好的組網方案。組網方案的好壞對于地鐵的開通過程當中設備的維護和通信系統的擴容都有著非常大的影響。只有選擇優良的整體操作辦法才可以將當前的建設工作和以后的發展工作之間的關系良好的平衡。在我國的城市地體通信體系當中,專門的無線調控通信系統作為運行中的列車上的工作人員和車下的運營管理人員之間唯一的一個溝通方式,擔負的責任也是非常的大的,運營的效率、列車的行車安全和乘客的生命安全等等都是依靠在這個無線通信方式的暢通上的。同時,無線通信的暢通也是保障列車的整體宏觀調度、列車的維修調度和防災救災的調度工作的有序進行的。
消防無線通信導入到整個體系當中去
結合每個不同的城市的組織和管理方式的不同,有的模式就可以和本地的公安模式進行共用,有的則是和本地的消防模式建立一個獨立的350M普通無線通信模式。應該結合用戶對于通信模式的需求,使用和本地的消防無線模式相對應的體系。
3.1應急通信接口
救援車隊的車上應該要配置移動無線設備,每個地下車站都應該為這些救援體系的車隊提供相應的應急接口,用來滿足救援組在緊急環境下的通信系統進行緊急的救援工作的需求。公安無線體系和消防無線通信體系應該進行結合,在出現救援工作的時候兩者才能夠有良好的合作,在出現緊急狀況的時候無線通信系統才能夠有準確的信號接入和輸出。
3.2獨立性要求
地鐵的無線通信專用網其自身本來就有不同于其他網絡的特點,所以在安全性和獨立性上會有更高的要求,伴隨著我國的經濟發展和社會需求的增加,結合發展的預見性和漸進性,將地鐵的無線通信專網引入到將來的數字集群共網平臺,一方面能夠滿足社會效益,另一方面也可以獲得更好的經濟效益。
結語
人口數量的不斷增多,土地面積的利用出現了前所未有的緊張狀態,為了應對這種人多地少的尷尬局面,地下空間的利用迅速的發展起來。在近些年,地鐵的通信工程覆蓋的范圍是越來越廣,在功能上和需求上也得到了擴大和增加,將公共安全、地鐵的運行進行結合,不但能夠促使城市地鐵不斷發展,還能夠為人們的出行增添一份保障。各種應急通信系統的建立也是防患于未然,做到有備無患,才能夠在事故發生的時候將損失降到最低。
參考文獻
[1]:宋峰.淺析地鐵火災現場消防應急通信系統[J].城市建設理論研究.2011(17)
通信系統范文4
關鍵詞:通信 抗干擾 跳頻
一、通信干擾的分類
通信干擾是建立在通信偵查基礎之上的,主要任務是干擾地方接收設備。在工作中,無線電接收設備的干擾是多種多樣的。人為的干擾,按其產生方法,在無線電通信對抗中分為積極干擾和消極干擾。積極干擾由發射機發射或轉發某種電磁波;消極干擾是利用本身并不產生電磁輻射的干擾物有意識的改變電磁波的傳播情況。無線電通信有源干擾,從戰術上考慮可以采用兩種完全不同的手段,一是用干擾機發射某種干擾信號,以某種方式覆蓋地方信號頻譜。這種遮蓋性干擾通常稱為壓制性干擾。二是模擬性干擾或迷惑性干擾,常稱為欺騙性干擾。
綜上所述,在無線電通信干擾中,壓制性干擾比欺騙性干擾在技術上更能反映干擾的特點。欺騙性干擾的目的是使敵方對其通信接收系統收到的信息作出錯誤的判斷。無線電通信冒充,就是模擬對方無線電通信的特點,并以一定的方式或行為,冒充敵方無線電通信網中某一電臺,與該網其他臺站進行通信聯絡。偽裝欺騙是通過改變己方電磁形象實施的,它力圖變換己方電磁發射,以對付敵方通信偵查活動。其實現方法是改變技術特征和變更可能暴露己方真實意圖的電磁形象,或假意發射虛假信息。欺騙性干擾不僅僅限于以上兩種方式,由于電子裝備的不斷更新,欺騙性干擾已逐步向更高深的方向發展。
二、抗干擾技術之跳頻技術
無線電通信是戰時通信的必備手段,但是,傳統的無線電通信都是在某一固定頻率下工作,很容易被敵方截獲或施加電子干擾,從而使通信失靈。跳頻通信就是針對傳統無線電通信的弊端,使原先固定不變的無線電發信頻率按一定的規律和速度來回跳變。從抗干擾通信角度來看,跳頻通信是靠載頻的隨機跳變來躲避干擾,將干擾排斥在接收信道以外來達到抗干擾的目的,避免敵方電臺的測向和干擾。跳頻通信技術在抗干擾通信方面的突出優勢,使其在通信裝備中得以廣泛應用,并且成為超短波通信裝備的主要抗干擾技術。跳頻技術不僅是抵御外來干擾的能手,而且對于抑制遠距離無線電通信本身所造成的多徑干擾也十分有效。因為采用跳頻技術后,由于在主波波束己被接收,而其他徑向波束尚未到達接收機時,發送和接收載頻早已跳到別的頻點上,因而避免了多徑效應對通信質量的影響。
在業務密集區,GSM系統的容量受頻率復用產生的干擾限制,相對載干比可能在呼叫之間有很大的變化。載波電平一般隨移動臺與基站的距離及相互間的障礙情況變化而變化。而干擾電平則在很大程度上依賴于鄰近小區的同頻干擾。由于系統的目標是盡可能滿足更多用戶的要求,當不選用跳頻時,若某一頻點出現干擾,當某用戶占用該頻點時就會造成通話質量下降,而使用戶難以接受,若干擾是連續的,很容易造成質量差掉話。當使用跳頻時,該干擾情況就會被該載波的其他呼叫所共享,干擾被平均了,干擾不再處于連續狀態,而處于突發狀態,整個網絡的性能將得到很大提高。經分析,使用跳頻的網絡可比不采用跳頻的網絡高3dB 的增益。GSM系統中采用慢跳頻技術,跳頻速率為217跳/秒,跳頻在兩個時隙間進行,一個時隙內用固定頻率收發,下一時隙用另一頻率收發,以減小干擾的影響。
三、抗干擾技術之超窄帶(UNB)技術和多入多出(MIMO)技術
近幾年來,隨著通信和信息技術的高速發展,人們提出了一些具有高度創新性的新概念和新技術,其中UWB(超寬帶)和UNB(超窄帶)無線通信系統格外引人注目。前者從概念的提出到實用系統的研制已經初見成效,在軍事上已經得到了應用;而后者的研究還剛剛起步。對于軍事通信,超窄帶技術大有用武之地。在數據率相同的情況下,采用UNB技術,信號能量被濃縮在很窄的頻帶里,從而大大增加了抗干擾能力。UNB通信技術特別適用于中長波通信系統。地下通信和對潛通信必須采用VLF、LF波段,其主要缺點是頻率低、帶寬窄、傳輸速率極低。采用UNB通信系統恰恰可以化被動為主動,只需要極小的帶寬就可以傳輸幾十kb/s的數據,極大地提高了中長波通信的傳輸效率,UNB技術一旦成熟,其應用前景無可估量。
MIMO無線傳輸技術是通信領域的一項重要技術突破,近年來引起了人們的廣泛關注與研究興趣。MIMO技術是指在發射端通過多個發射天線傳送信號,在接收端使用多個接收天線接收信號的無線通信技術,目前理論已經證明應用MIMO技術能極大地提高無線通信系統的性能和容量。將MIMO技術與OFDM、時空編碼相結合,就能同時實現空間分集、頻率分集和時間分集。這樣就能在空域、頻域和時域上實現抗干擾。由于MIMO通信系統提供的信道容量很大,這就為數據率提供了一個很大的變化范圍,因此在速度域上也能實現抗干擾。但是,將MIMO技術應用到通信抗干擾中還有大量問題需要研究,比如MIMO通信抗干擾信道模型、天線配置、功率分配、信號檢測、空時編碼等。
通信系統范文5
在數字通信系統中,為實現正確通信,需要使收發雙方時鐘保持一致,但實際通信中收發雙方往往相距很遠,保持時鐘一致較難,這時就需要同步技術。常用的同步技術可以分為異步通信和同步通信兩種。異步通信中收發雙方的時鐘是獨立的,發送端可以在任意時刻開始發送字符,但必須在每一個字符加上起始位和停止位,以便使接收端能夠正確地將字符接收下來。
異步通信在悠閑信道中傳輸效率高,缺點是設備復雜,由于起始位和停止位的開銷所占比例較大而使信道利用率較低,但隨著光網絡的發展,這已不是根本問題。同步通信是使接收端與發送端的時鐘嚴格保持一致,發送方先發送一個或兩個特殊字符來表示數據傳輸的開始,該字符稱為同步字符,當發送方和接收方達到同步后,就可以發送一大塊數據,而不再需要每個字符都用起始位和停止位,這樣可以明顯地提高數據傳輸速率。
2抗干擾技術
實際通信系統中信號在傳輸時都不可避免的存在噪聲、色散等干擾,它們影響信息傳輸的可靠性。信道編碼和最佳接收是兩種主要的解決傳輸可靠性的抗干擾技術。數字信號在傳輸中由于各種原因往往會產生誤碼,從而使接收端產生圖象跳躍、不連續、出現馬賽克等現象。所以通過信道編碼這一環節,對數碼流進行相應的處理,使系統具有一定的糾錯能力和抗干擾能力,可極大地避免碼流傳送中誤碼的發生。信道編碼的實質是通過增加信息冗余度,擴大信號空間,增大信號間距離,用不可靠信道實現可靠的傳輸。常用的信道編碼有分組碼、漢明碼、卷積碼等,移動通信中常用的交織和擴頻技術也是提高信道抗干擾能力的編碼方法。
通信系統接收端的性能對信號的正確接收也有很大影響,最佳接收的目標就是從噪聲中最好地提取有用信號,降低接收碼元的誤碼率。
通信系統范文6
關鍵詞:移動通信 鐵路通信 系統應用
鐵路運輸是國家的經濟大動脈,鐵路通信系統是直接保證鐵路運輸的重要工具,它的質量的好壞直接影響鐵路運輸的效率以及運輸速度和安全。隨著科技的進步和發展,各種高新技術被廣泛地應用在鐵路通信系統中,使得鐵路通信系統得到逐步提高和完善,并提高了鐵路運輸的運輸速度、效率以及安全可靠性,本文主要討論移動通信在鐵路通信系統中的相關應用。
一、通信的作用
通信,指人與人或人與自然之間通過某種行為或媒介進行的信息交流與傳遞。鐵路通信就是指利用有線通信、無線通信、光纖通信等現代化技術和設備,將鐵路運輸生產和建設過程中的各種信息進行傳輸和處理交換。隨著我國高速鐵路的建設和運行,對鐵路通信技術提出了更高的要求,只有不斷地發展和完善鐵路通信系統,才能為現代化鐵路的建設與運行提供重要技術支持和安全保障。
二、集群通信系統
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統,是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能,特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合,并較好地解決了通信頻率合理分配的問題,因而倍受專業運營管理部門的青睞,被確定為現行鐵路移動通信方式的首選類型。但是這一系統還具有一定的缺點,主要包括采用動態的頻率分配,沒有考慮與周圍公用網的有效融合問題,沒有先進的路由合理選擇功能,并且在建立通路和自動過網時存在信息丟失現象,保密性不強,容易受干擾等,這些缺點對于話音通信的影響不大,但是會對列車與調度指揮中心之間的實時雙向數據通信造成較大的誤碼。因而對于要求較高數據通信誤碼率的場合并不適合。
三、GSM-R技術
GSM-R(GSMforRailways)是在無線移動技術的基礎上,發展起來的鐵路專用通信系統。GSM-R系統包括網絡子系統、基站子系統、運行和業務支撐子系統和終端設備等四個部分。該系統通過無線和直放站的方式,實現全線場強覆蓋,通過調度臺、車站臺、機車電臺、手持臺和車載衛星電話等GSM-R線路設備,實現調度指揮控制功能和通信功能,使鐵路各級生產和管理人員通過本系統實時共享生產和管理領域信息,并向社會提供客貨運及其他信息服務。在GSMPhase2+規范協議的高級語音呼叫功能:組呼、廣播呼叫、多優先級搶占和強拆業務的基礎上,加入了基于位置尋址和功能尋址等功能,適用于鐵路專用調度通信的需要。主要提供列車調度、養護維修作業通信、應急通信等語音通信功能,可為列車自動控制與檢測信息提供數據傳輸通道。GSM-R網絡平臺可支持和發展的通信業務:
1.調度通信。調度通信主要指利用GSM-R網絡平臺,實現列車調度、貨運調度、牽引供電車調度等功能。主要實現行車調度員、車站值班員和機車司機之間的通信,以及車站值班員、機車司機和運轉車長(含不設運轉車長的乘檢)之間的通信,即“大三角”和“小三角”通信;
2.站場通信。站場通信指利用GSM-R網絡平臺,可實現在鐵路車站(場)內進行作業指揮和業務聯系,為站內流動作業人員與流動作業人員、固定作業人員之間提供的通信聯絡系統。主要有平面調車電話、駝峰作業電話、貨運電話、列檢電話、車號電話、商檢電話等專用通信;
3.施工養路通信。施工養護通信是指利用GSM-R網絡平臺,可實現維修或施工臨時組織的通信,主要用戶包括維修或施工現場指揮人員、各工種(車務、機務、工務、電務、供電、車輛、等)單位在日常維護工作中所需的通信業務;
4.應急通信。應急通信是指在各種突發性事件中,利用GSM-R網絡平臺提供的無線通信業務,保證應急事件中的指揮和控制。應急通信中用戶包括各級救援中心指揮人員、事件現場指揮人員及各工種(含車務、工務、電務、供電、水電、機務、車輛、安監等)作業人員、有關調度人員、車站值班員、助理值班員、機車司機、救援列車主任以及其他相關人員;
5.公安通信。公安通信是指利用GSM-R網絡平臺,為鐵路公安部門進行突發事件處理和業務聯系時提供安全、保密的通信手段。主要用戶包括乘警、車站巡警、各級公安指揮人員等;
6.戰備通信。戰備通信是在發生局部戰爭或重大事件時,通過鐵路既有有線、無線等多種通信手段,確保鐵道部、鐵路局、調度區段的通信通路暢通,確保調度中心、指揮所與現場的通信聯絡;
7.數據業務。GSM-R網絡,通過疊加GPRS(通用分組無線業務)系統和添加具有內部互聯功能的IWF,提供強大的數據業務功能??芍С值蔫F路無線數據業務主要有:控制數據、調度數據、監控數據、施工養護數據、應急通信數據、公眾服務數據等
四、衛星通信
衛星通信是指利用人造地球衛星作為中繼站來轉發或反射無線電信號,在兩個或多個地面站之間進行通信。它的主要優點是通信范圍大、不受陸地災害的影響,可靠性高、電路開通迅速、多址連接等,不過也存在成本高、傳輸延時大、傳輸帶寬有限等不足。相對而言,比較適合鐵路應急部門使用。
五、無線寬帶WIMAX
WIMAX技術是一項于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網技術。目前,在鐵路通信系統中的最新應用成果就是中國神華能源股份有限公司的自主研發項目 -“WIMAX技術在鐵路移動通信中的應用研究”。該項目自主研發了基于WIMAX無線寬帶技術的機車同步操控通信、列尾通信、無線列調通信、視頻監控等組成的鐵路通信應用系統,在經過車載運行實驗和室內動力分布實驗后,經專家組檢驗,表明該系統可滿足朔黃鐵路運行的技術要求,具有創新性,技術成果達到國際領先水平。
鐵路通信網是保證行車安全、提高運輸效率的有力工具。鐵路通信是以運輸生產為重點,主要功能是實現行車和機車車輛作業的統一調度與指揮。但因鐵路線路分散,支叉繁多,業務種類多樣化,組成統一通信的難度較大。所以,在鐵路通信系統中應當將各種現代化的通信技術有機結合,以保證行車安全、防止作業事故,提高運輸效率,加速機車周轉,以及改善服務質量等。
參考文獻: