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簡述衛星通信的特點范文1
【關鍵詞】應急通信網絡;監控管理;衛星通信技術
一、應急通信網絡定義及特點
1、基本定義:
應急通信網絡指的是在發生緊急情況時能夠有效監控敏感區域并且提供可靠的通信連接,應急通信網絡對于突況的緊急救援有重要作用,可以有效的防范突況造成的不良影響。
2、信息傳遞的的安全保密性
緊急情況發生時,就需要大量的救援隊伍,尤其是國家派出的軍事力量救援是緊急情況發生時重要的救援力量,所以在信息的傳遞方面就需要一定的保密性,這樣可以保證救援安全和軍事信息安全。應急網絡在進行信息傳遞時,涉及最多的是救援信息。例如在地震中,由于地質情況的復雜就需要國家軍隊的支持,為了保證信息的安全,在進行信息的傳送時,就需要對信息進行一定的加密,從而來保證救援隊伍的順利工作。
3、滿足不同需求的可擴展性
若要保證良好的通信環境,就需要應急網絡的設備靈活多變,可以適應緊急情況不同用戶的需求。這就要保證應急通信網絡設計一定要具有可擴展性。通信網絡運行狀況要想保持良好狀態,就必須要有穩定的網絡環境作支持,但在突發災難的現場,由于現場情況多變,所以在網絡環境方面的支持力量就不足。
4、信息傳遞的簡便可移植性
應急通信一定要具有簡便性和可移植性,能夠在原有設備的基礎上進行緊急網絡的布置。在最有效的時間內實現信息的傳遞。因為應急通信網絡主要是為了面對緊急情況而設置,所以在設置時就不像蜂窩移動設備和有線移動通信設備有固定的設備,應急通信設備最需要的就是在最短的時間內傳遞最有效的信息。
5、通信網絡的迅速部署性
應急通信設備要具有一定的靈活性,這樣可以保證通信設備盡快的運輸到救援現場。緊急情況發生時,就需要快速的向外界傳遞救援信息。在基礎的通信設施破壞時,就需要緊急安排應急通信設備,這樣可以盡量的完成部署任務,及時的進行突發災難現場情況信息的傳送,積極的進行救援。
二、應急通信網絡的體系結構建設
1、應急通信網絡如何建設
對于應急通信網絡的建設,最需要的就是及時的通信方式,所以在突發災害地區,可以允許用戶進行終端訪問,同時盡可能的利用現存的基礎移動通信設備支持用戶的使用,然后要建設應急設備,爭取可以為受災區的用戶來構建一個靈活的信息設備平臺。這樣的設備平臺也可以更好的配合突況的救援工作的有效開展。
2、應急通信網絡的的三層結構
通信網絡框架分為三層,分別是通信基礎設施層,分布式計算層,實現信息收集和關聯的中間件層。這三個層次構成了應急通信網絡的基本框架,這也是現在國際上通用的應急網絡形式。應急通信網絡能夠做到的是不僅僅是簡單的緊急恢復通信,更能夠做到的是有效的實現對緊急情況的應對,可以有效的配合救援工作的開展,同時也能夠對危險敏感地帶進行有效的監控。
3、通信網絡的建設
應急通信網絡需要緊急進行部署,所以在運行中很可能會出現一定的問題。要想提高應急網絡的實際工作能力,這就要對無線傳感器的傳感節點進行部署,但如果是這樣就會相應的增加應急網絡的建設費用。現在比較適用的方法是加強應急網絡的協作建設,強化內部網絡設施體系的建設,建立靈活性大的網絡平臺。
4、應急通信網絡的監控管理
無線傳感器網絡是現在應急通信網絡進行敏感地區進行意外監控的有效方法。無線傳感器中分布部署了許多的傳感節點,這就保證了無線傳感器能夠進行自動化的監控,這就減少了一定的人力管理。同時可以看到的是無線傳感器的監視精讀高,適用的范圍較廣,同時能夠覆蓋的面積也比較大,這些特點可以讓無線傳感器更好的完成隨時監控的工作。同時無線傳感網絡還能夠有效的控制信息發送安全,這在保證軍事救援隊伍的信息安全方面有重要的作用,無線傳感網絡可以更好的幫助實現特殊情況下網絡安全。
三、應急通信網絡的關鍵技術應用
1、衛星通信技術
衛星通信的覆蓋信號面積廣,并且不會受到地面情況的制約,而且不需要建設地面基礎通信設備,這個特點非常適用于移動通信信號差的地區,如果在災區救援工作中可以配有一定的衛星電話,在四川汶川地震中就是通過這樣的衛星電話,迅速實現了及時救援的需要。衛星通信將會有效的向外界進行通信,將災區信息及時向指揮中心匯報,實現緊急狀況的快速處理。衛星通信技術是現在應急通信網絡中比較便利的技術,現在的衛星通信發展技術正在逐步提高,人造衛星組成的衛星群能夠有效的保證通信質量和通信覆蓋面積。這樣的技術如果運用到災區緊急救援中將會是非常有效的。
四、結束語
應急通信網絡的建設對現在的及時災情處理有重要的作用,通過網絡建設可以有效的實現應急通信的自我修復,自我測試的能力,同時也可以強化應急網絡的應對能力,收集信息和進行監控時,一旦有不良的情況發生,就可以向遠程控制中心進行及時警報。網絡建設可以完善現有的應急網絡體系中的不足,強化應急通信網絡的技術,建設一套安全合理的應急網絡體系,這對于以后的整體通信網絡發展也是有很大的作用。
參考文獻:
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[2]《非常規突發事件現場應急指揮信息通信體系研究》 王星 南京郵電大學 2013-02-01
[3]《重大突發公共事件應急無線電通信管理研究》 朱春光 天津大學 2011-12-01
簡述衛星通信的特點范文2
關鍵詞 發射臺 節傳機房 衛星天線 數字衛星接收機
中圖分類號:TN943.3 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkx.2015.07.028
Transmitting Station Section Transmission Room Satellite
Receiving Equipment Principle and Failure Analysis
ZHENG Hong
(State Press and Publication Administration of Radio, Qiliuyi Station, Yong'an, Fujian 366000)
Abstract This paper describes the composition of radio transmitting Section transmission room program transmission system for Transmitting station broadcasting the program source receiving system: a satellite dish, LNB, splitters, digital satellite receivers and other equipment principle and appears in typical fault and treatment are discussed.
Key words transmitting station; section transmission room; satellite antenna; digital satellite receiver
0 引言
任何一條衛星通信線路都是由發射端、接收端地面站,上行、下行線路,衛星和通信衛星轉發器組成。因此,衛星地面站是衛星通信系統中的一個重要組成部分。目前,全國各地的直屬無線電廣播電視發射臺的節目傳送系統,主要是通過設置在地球赤道上空與地球同步的衛星,把接收來自北京和呼市上行地球站傳送的廣播電視信號,再轉發到地球上的指定區域即地面接收站(發射臺節傳機房的衛星接收系統就是專用廣播電視地面衛星接收站)。本文結合在發射臺節傳機房工作實踐,對發射臺廣播電視節目源的接收系統的組成和運維談談筆者的體會和見解。
1 衛星廣播電視傳輸系統
隨著衛星通信技術的發展,直屬廣播電視發射臺節目源配置了上行地球站和衛星地面接收站,為保障節目源的不間斷、高質量、高清晰度提供了強大的技術支持。圖1是衛星廣播電視傳輸系統,它是由衛星廣播電視上行地球站、臺站衛星地面接收站和衛星組成。廣播電視上行地球站是將需要播出的音頻和視頻信號調制到工作波段的載波上,經大功率放大后輸送到衛星發射天線,由衛星發射天線發射到地球赤道上空的衛星上,再通過衛星轉發器發送到地面;臺站衛星地面接收站是通過衛星接收天線,將接收來自衛星的上行信號進行頻率和極化變換,再經功率放大、檢波后輸送到終端系統,即發射機發射到服務區。從圖1中可以了解到衛星天線的朝向都是朝向通信衛星,為了使接收的衛星信號質量、強度最佳,衛星天線必須實時對準衛星。因此,上行地球站和下行地面站的天線還具有天線饋電部分、跟蹤部分和驅動部分,尤其是擔負發射任務的上行站衛星天線。
2 衛星地面接收站
衛星地面站是衛星通信系統中重要的組成部分,各種用途的地面站略有差異,但基本設施相同,在廣播發射臺節傳機房的衛星地面接收站如圖2所示,主要由衛星接收天線、饋源、高頻頭、饋線、功分器、數字衛星接收機組成。下面分別進行介紹:
(1)衛星接收天線:是衛星廣播電視地面接收站的最基本的前端設備之一,它也是衛星信號接收的反射器,呈拋物面體,俗稱為“鍋”;工作中它是電磁波的收集器,是利用拋物面聚焦特性,將衛星發送的高頻電磁波信號反射和聚焦到衛星天線的焦點上,再通過饋源和波導將聚焦的電磁波傳送至高頻頭(LNB)無線電波的輸入端。由于不同頻率和不同發送方式的無線電波,必須采用不同的接收天線和不同的極化方式,才能有效地將衛星發送的微弱信號接收下來,達到高頻頭輸入電平的要求。
圖1 衛星廣播電視傳輸系統
直屬廣播發射臺衛星接收天線主要有C波段天線和KU波段天線;一般主用采用KU波段,該頻段屬衛星廣播專用頻段,能夠有效防止避免與地面通信間的相互干擾,該段范圍較寬,能容納的頻道多,有利于廣播的使用和發展。主要技術參數:本振頻率:11300MHZ,下行頻率:1262905MZH,符號率:18MSPS,極化方式:垂直極化,22K控制開關:關,調制方式:QPSK。由于采用了增益高拋物面天線,這樣星載轉發器和地面站的天線可以做得小,建設快,投資少,易維護。缺點:電波傳播的損失遇雷雨衰減較大。
C波段具有較好的抗擊雨衰、雪衰的性能,彌補了KU波段的不足;它的本振頻率:5150MHZ,下行頻率:4175 MHZ,符號率:18MSPS,極化方式:垂直極化,22K控制開關:關,調制方式:QPSK,與KU波段互為備用。
(2)饋源:是高增益的能量轉換器,并可對接收到的電磁波進行極化轉換,與饋源相連還有波紋盤,它不但負責固定饋源,而且通過三根角度120暗鬧С鷗耍垂潭ㄎ揮諤煜叻瓷涿溝憒Γ饔檬鞘占優孜錈嫣煜叻瓷淶奈佬切藕啪勱溝礁咂低貳?
(3)高頻頭:又稱低噪聲下變頻器,主要功能是將接收到的衛星下行頻率信號(衛星高頻信號進行低噪聲寬頻帶放大,而后對信號進行下變頻處理(利用本機振蕩電路將高頻信號轉換成中頻 950MHz-2150MHz,以避免信號頻率太高造成饋線損耗過大)。低噪聲放大器要求噪聲系數低,增益較高,對天線接收到的微弱的衛星信號進行有效的放大,提高接收系統的信噪比。
高頻頭分為KU波段和C波段兩類,主要是把從衛星天線接收到的微弱的微波信號,通過波導/微帶轉換器送到低噪聲寬帶放大器,通過低噪聲寬帶放大器將信號放大,再通過鏡頻抑制濾波器抑制外界干擾信號,進入第一混頻器,由第一混頻器與本振信號進行下變頻,得到第一中頻信號,最后通過前置第一中頻放大后送給衛星接收機。
高頻頭輸入阻抗是50歐姆,高頻頭使用的電源是衛星接收機提供的直流電源,通過第一中頻電纜送到高頻頭;垂直極化的電壓是14V,水平極化電壓是18V。
高頻頭指標參數(C波段: GAIN:65db,In: 3.4-4.2GHZ,IF:0.95-1.75GHZ,Lo:5.5GHZ);Ku波段(GAIN :62 db,Freq: 12.25GHZ,NF: 1.2 db,Lo: 25khz)。
(4)饋線:既從高頻頭輸出到接收機的射頻輸入插口連接(75 同軸電纜)。
(5)功分器:是將高頻頭輸送來的第一中頻信號分成相等的幾路信號輸出,用來實現一個地面衛星天線能同時為多臺衛星接收機提供信號源。功分器分有源和無源兩類,除了將高頻頭送來的中頻信號進行等分外,還能夠對衛星接收機與接收機之間進行有效隔離,減少接收機本振泄漏引起的相互干擾。
(6)衛星接收機:以直屬發射臺配置的ACS1240AT數字音頻接收機敘述。主要功能特點:該接收機具有模擬平衡音頻輸出接口,分別對應立體聲信號的左、右聲道,也可以接收兩套單聲道;信號輸出采用兩個卡儂音頻接頭(針式XLR連接器),最大模擬輸出電平+18 dbm字音頻平衡輸出接口,支持AES/EBU格式,信號輸出采用一個卡儂音頻接頭;控制信號為RS-232接口:遙控接口,采用9針D型陽性接口(DB9),可連接終端設備(如計算機、串口服務器等),通過此遙控接口向衛星接收機發送控制命令(設置),取回衛星接收機的工作狀態或當前參數配置。控制信號通過串口服務器、交換機傳輸。
接收機接收的信號為L波段信號(950M-2150M),工作中接收機通過電子調諧器選擇所需要接收的衛星信號,當設置了頻道的下行頻率、符號率和本振頻率后,調諧器就可選出所需要頻道的信號(既接收機進行差值計算,本振頻率-下行頻率=L-Band)。高頻信號經高頻頭接收后,輸出ES流(節目流)信號經分接器進行分接處理,提取出所需要的節目及節目PID存入存儲器中;它既保證了所鎖定的節目音頻PID不會丟失。同時,節目運行圖也存入了存儲器中,并且保證了所存入的運行圖斷電不丟失??刂撇糠痔幚砉澞窟\行圖的運行,保存節目運行圖,按照設置的節目播出表執行PID切換和播出。音頻解碼部分通過解碼電路解出音頻數據,數字音頻信號經過音頻變壓器隔離后輸出,數字輸出接口支持AES/EBU格式,且為平衡輸出。電源電路除提供機內工作電壓外,還為高頻頭提供電源。
指標參數:RS-232,串口設置為9600bps,無奇偶校驗,8個數據位,一個停止位;模擬接口,輸出達18dbm的模擬平衡音頻信號;運行圖規格為20張運行圖,可以設置24個播出時間段。
3 典型故障分析
3.1 高頻頭雷擊損壞或其它原因造成損壞
故障現象:工作中某波段接收機突然全部無信號輸出,無場強指示。
故障分析:當播音中某波段接收機全部沒有信號,無場強指示,(排除惡劣氣候雨衰、雪衰、日凌和衛星轉發前端造成的節目源中斷),以天線部分為例進行分析,即按照功分器――電纜――高頻頭進行排查。
處理方法:當發現主用節目源中斷,應即刻倒用備份節目系統;(手動操作TB-2型廣播節目調度系統“手動節目選擇”,或“手動節目調度”開關置各對應發射機相同節目類別備份節目上,并監聽備份節目源是否正常)。
然后對故障進行排查:首先查看有源功分器電源指示是否正常,然后測量功分器到高頻頭電纜頭+18V是否正常,如果正常則重點對高頻頭進行檢查;方法是用萬用表測量高頻頭正反向電阻是否正常(正常值:正向電阻60~70K ,反向為∞,使用500型萬用表R?K檔);如果斷定為高頻頭故障,更換高頻頭時應先做好衛星接收天線的方位角和俯、仰角的標志,更換的高頻頭的電纜F連接頭需用防水膠帶處理扎好;更換好高頻頭將天線恢復原位,還應對天線的方位角、俯仰角進行細調直至接收機場強最大;當試機正常后應手動操作TB-2型廣播節目調度系統的“手動節目選擇”或“手動節目調度”開關至自動位置。
3.2 數字衛星接收機故障
故障現象:播音中某臺數字衛星接收機無信號輸出。
故障分析:當播音中某接收機突然無信號輸出,首先將故障接收機與其它同波段接收機進行對比,直觀地查看接收機電源指示,輸出電平指示是否正常。
處理方法:首先,立即倒用備份接收機播音,監聽備份機是否正常;然后,拆下故障接收機F連接頭用萬用表測接收機有無+18V輸出,如果沒有,極有可能是接收機內高頻頭(電子調諧)等部分故障,應更換備用接收機;更換后試機正常再倒回主用節目系統工作。
3.3 Ku波段出現雨衰或雪衰
故障現象:接收機場強和輸出信號逐漸變小,噪音增大,直至節目信號中斷,此時接收機告警燈亮。
故障分析:由惡劣氣候雨衰、雪衰、日凌造成的節目源時有時無、斷斷續續、信號變小直至中斷等。
處理方法:立即手動操作TB-2型廣播節目調度系統的“手動節目選擇”或“手動節目調度”,選擇C波段上的廣播節目信號;如果是雨衰、日凌,這段時間一過將自動能恢復正常;如果是雪衰需即刻清除天線上的積雪即可恢復正常;恢復正常后,手動操作TB-2型廣播節目調度系統到自動位置。
4 結語
以上是對衛星廣播電視地面接收系統的衛星接收天線,高頻頭、功分器、接收機了解,以及結合設備運維中典型故障分析與體會,希望與同行共勉,也殷切希望得到大家的指教。
參考文獻
[1] 高峰.數字音頻廣播與數字高清晰度電視.中國廣播電視出版社,2003.
[2] 劉修文.衛星數字電視接收機的使用與維護.北京:人民郵電出版社,2002.
簡述衛星通信的特點范文3
關鍵詞:視頻會議;類型;工作原理
一、引言
目前,隨著計算機技術、網絡技術和通信技術的發展,視頻會議的應用越來越廣泛,如遠程監控、遠程教學、遠程醫療診斷等等。利用這種會議系統可使遠在千里之外的人們在一起召開各種會議,或與相隔很遠的技術人員探討學術問題。該系統通過傳送寫作成員的視頻與音頻信息,極大地方便了協作成員之間真實、直觀的交流;還可利用多媒體支持協同工作中各種信息的處理,如數據共享等,從而營造一個多人共享的工作空間。
視頻會議也稱為會議電視、視訊會議,是利用計算機技術和通信設備通過傳輸信道在兩點或多個地點之間建立可視通信,實現數據、語音及圖像交流的一種會議形式。與會者不僅能看到對方的會場和發言人,而且可以聽到對方的聲音,如果再輔以書寫電話和電子白板等設備,就可與對方會場的與會人員進行問題研討,這和現場會議的效果基本一樣。該會議系統利用計算機強大的信息處理能力,有效地進行了協同工作,在一定程度上取代了傳統會議模式,是一種快速高效、經濟方便且應用廣泛的新工具。
二、視頻會議的類型
根據應用環境的不同,視頻會議系統分為面向個人的桌面型會議電視系統和面向群體的會議室型會議電視系統。前者是以桌面型計算機為核心的一臺會議電視終端,其軟硬件環境不可能像會議室那樣有專門的要求,因此其聲音和圖像質量不是很好,但由于計算機的智能性和配置的靈活性,使用起來很方便、靈活。后者有專用的會議室和設備,因此其圖像質量等指標可以達到較高的水平,只是與前一種相比,靈活性較差。
根據同時參加會議的終端數目的不同,視頻會議系統可分為點對點會議系統和多點會議系統兩類。實際上,點對點系統只限于兩點之間交換信息,不是一個真正的會議系統,是一個最簡單的原型。多點系統則是同時允許三個或三個以上的終端參加會議,結構上比點對點系統復雜得多,并且在軟硬件方面都有特殊要求。
根據使用的技術方法,視頻會議系統可分為基于線路和基于分組兩種模式?;诰€路的視頻會議系統產生于上世紀80年代初,它運行在能保證一定比特率的網絡上,其代表為基于ISDN的H.320視頻會議系統。這種會議系統技術現在已經相當成熟,由于運營成本太高,這種運行在N―ISDN上的視頻會議系統逐漸被淘汰?;诜纸M的會議模式出現于90年代初期,該模式的系統運行在有足夠比特率的局域網或廣域網上,這些網絡大多運行TCP/IP協議,因此又稱其為IP視頻會議系統,其典型代表為定義了在無服務質量保證的局域網上進行多媒體通信的H323標準,它代表著當前視頻會議系統的發展趨勢。
三、視頻會議系統原理及組成
1.視頻會議系統工作原理。一套完整的視頻會議系統通常由視頻會議終端、多點控制單元MCU、網絡管理軟件、傳輸網絡以及相關附件五大部分構成。
視頻會議終端將輸入進來的視頻、音頻、數據、控制信令進行單獨編碼,然后將編碼后的數據進行“復用”打包后形成遵循網絡協議的數據包,通過網絡接口傳到MCU供選擇廣播。從MCU傳來的其他會場的數據包通過“解復用”,還原成視頻、音頻以及數據及控制信令,分別在相應的輸出設備上回顯或執行,這便是視頻會議終端的工作過程。
視頻會議終端工作過程的關鍵如下:
一是音頻數據量(小于等于64K)遠遠小于視頻的數據量,編碼的時延也比視頻時間短。因此在早期的視頻會議系統中經常會出現聽到聲音后很久才看到人嘴動的情況?,F在的視頻會議都在音頻編碼后加入一定的時延,以解決唇音同步問題。
二是在傳輸的信息里面,優先級的排列順序為:音頻-->視頻-->控制信令-->數據。因為會議以說話為主,在網絡擁塞時,畫面可能會有馬塞克,但會議的聲音必然首先保證是連貫和清晰的。
除終端外還有個關鍵組成部分,即MCU,中文翻譯為多點控制器,是視頻會議系統中的關鍵設備,作用相當于一個交換機。它將來自各會議場點的信息流,經過同步分離后,抽取出音頻、視頻、信令和數據信息,并將各會場的信息和信令送入同一處理模塊,完成相應的音視頻混合與切換,以及數據廣播、路由選擇、定時和控制接入等過程,最后將各個會場的各種信息重新組合起來,送往各個相應的終端系統設備。
2.視頻會議系統接入方式。視頻會議的接入方式包括兩大類,一種是基于電路交換的網絡,如ISDN、DDN、PSTN等;一種是基于包交換的網絡,如ATM、IP、幀中繼等。
(1)綜合業務數字網(ISDN)。ISDN綜合業務數字網目的是以數字系統代替模擬電話系統,把音頻、視頻和數據業務在一個網絡上統一傳輸。ISDN系統主要提供兩種用戶接口:即基本速率2B+D和基群速率30B+D。所謂B信道是64Kb/s的話音或數據信道,而D信道是16Kb/s的信令信道。在ISDN信道上傳送會議電視,其速率可達到384kb/s到2Mb/s。由于ISDN按所使用的B信道(64kb/s)進行通信計費,因而1B信道的國內通信費率等同于普通電話通信費率。
對于通信量較少、通信時間較短的企業和用戶,選用ISDN的費用遠低于租用DDN專線或幀中繼電路的費用,而且具有速率高、投資少、聯網方便等特點,能滿足基本會議電視系統的應用要求。
(2)DDN專線。對于大的公司、機構或科研院校等單位都有自己的局域網絡和非常多的網絡用戶時,則應選擇DDN專線方式。
數字數據網是一種利用光纖、數字微波或衛星等數字傳輸通道和數字交叉復用設備組成的數字數據傳輸網,這種方式是一個復雜的、成本較昂貴的方式,它可以為用戶提供各種速率的高質量數字專用電路和其他新業務,以滿足用戶多媒體通信和組建中高速計算機通信網的需要。使用DDN專線傳輸質量較高,網絡時延小,電路可靠性高,網絡安全性高。因為DDN專線費用相對偏高,不太適合通信時間較短的用戶,而只適合長時間的點對點和多點對點的通信連接。
(3)PSTN線路。PSTN公共電話網最初是為了話音通信而建立的,從20世紀60年代開始又被用于數據傳輸,它的優點是覆蓋區域廣、易于使用、價格較低、聯網容易。但網絡速度僅能達到56kbps,線路質量較差,傳輸速率較低,對于視頻會議的聲音、圖像傳輸遠遠不夠?;谲浖囊曨l會議系統能達到4fps的圖像傳輸速率,其最大的缺點是圖像質量太差,會大大影響會議的質量,一般用得很少。
(4)ATM網絡。ATM是以信元為傳輸單位的統計復用技術,它是一種為了多種業務設計的通用的面向連接的傳輸模式。它綜合了電路交換和分組交換的優點,可以傳送任意速率的寬帶信號,可傳輸話音、數據、圖像和視頻信號。該技術的最大特點是有QoS保證,對于有線路條件、對質量有很高要求的單位推薦采用此方案,其特點是圖像質量很好,組網方便(無需把所有電視會議終端線路都聯到MCU),可靠性高。但設備費用高,且需有ATM網絡可供接入。
(5)IP網絡。IP網絡是一種最方便的接入方式,采用了分組交換技術,并利用UDP/IP、RTP、RTCP及RSVP等協議來保證實時通訊的業務質量。由于基于包交換的IP網絡遵循的是盡最大努力交付的原則,因而這種接入方式的比ISDN、DDN等專線的視頻會議效果要差。但IP網絡組網方便,價格便宜。
(6)衛星接入。衛星網絡在中遠距離的視頻會議方面具有地面網絡無法比擬的性能優勢,可以覆蓋到海上、高山等偏遠地帶,傳輸率高、安全性好,而且會場建設及搬遷靈活、方便,衛星寬帶視頻會議系統就支持多路會議視頻、文件及數據的綜合傳送廣播。其缺點是價格昂貴,衛星通信時延大,不適合實時性要求高的視頻會議系統。
(7)幀中繼。幀中繼接入方式也是一種專業型會議接入方式。幀中繼技術主要用于傳遞數據業務,幀中繼的幀適合于封裝局域網的數據單元、傳送突發業務,它是廣域網通信的一種方式。這種網絡效率高,網絡吞吐量大,通信時延低,幀中繼用戶的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s,甚至可達到34Mbit/s?;趲欣^的網絡費用高,但視頻效果好。
3.視頻會議系統附屬設備
視頻會議系統,通常需要用到的附屬設備包括投影儀、監視器/電視機、大型擴音器、麥克風、大型攝像機、DVD播放機、錄像機、外部遙控器、寫字板、中央控制、記憶卡、放映機、等離子屏、計算機監視器等。
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論文摘要:低密度校驗碼(LowDensityParityCheckCodes,LDPCcodes)是當前編碼理論領域研究最熱的信道編碼之一。本文介紹了LDPC碼的概念及其性能,并對低密度校驗碼應用的現狀和今后方向作出了展望。
一、LDPC碼簡述
低密度校驗(LDPC)碼又稱為哥拉格(Gallager)碼,它是哥拉格于1962年提出的一種性能接近香農(Shan2non)限的好碼。在很長的一段時間里,LDPC碼并未受到人們的重視。直到1993年,Berrou等提出了Tur2bo碼后,人們研究發現Turbo碼其實就是一種LDPC碼,LDPC碼又重新引起了人們的研究興趣。1996年,MacK2ay的研究,使LDPC碼的研究跨入了一個新的階段.最近幾年的研表明,在非規則圖上構造的基于GF(q)域上的LDPC碼性能要好于Trubo碼,它的性能非常接近香農限。LDPC碼是根據稀疏隨機圖來構造的,因而它的碼子之間具有很好的碼距離。LDPC碼屬于線性糾錯碼,它的校驗矩陣是一個稀疏校驗陣:每個碼子滿足一定數目的線性約束,而約束的數目通常是非常小的是約束數目為3的校驗矩陣)。同時由于LDPC碼的約束是由一個稀疏圖定義的,因而使得它的譯碼變得較為容易。目前,LDPC碼已經成為編碼領域的一個新的研究熱點。
二、LDPC碼的性能分析
LDPC碼的譯碼性能分析方法主要可以歸納為三類:1)密度進化(DensityEvolution)理論。2)高斯近似(GaussianApproximation);3)EXIT表(ExtrinsicInformationTransformChart)。
1.密度進化
LDPC碼的和積譯碼算法或BP算法中,信息在變量節點和校驗節點之間不斷迭代傳遞的,每次迭代傳遞的信息是隨機變量。在這種迭代譯碼中,存在一種閾值現象,即在信道噪聲水平低于某個閾值時,隨著碼長趨向于無窮大時,碼的BER可以任意逼近零,否則錯誤概率將大于一個正常數。最早由Gallager利用組合數學和概率理論對和積譯碼算法下碼的誤碼率進行了理論分析并觀察了二進制對稱信道(BSC)的閾值現象,提出跟蹤LDPC碼迭代傳遞的外信息的概率分布來分析譯碼器的收斂行為,即對于每次迭代計算節點的輸出誤比特率,輸出誤比特率是本次迭代輸入誤比特率的函數,每次迭代的平均誤比特率可以通過變量節點和校驗節點之間傳遞的信息的概率密度函數得到。Lubyetal將這種分析思想應用到LDPC碼的硬判決譯碼中,在二進制刪除信道(BEC)中譯碼過程同樣存在這種閾值現象,利用隨機構造的非規則LDPC碼可以改進閾值,非規則LDPC碼的性能優于規則LDPC碼。Richardson和Urbanke在Gallager和Luby的工作基礎上將對LDPC碼的譯碼算法的分析方法擴展到更一般的信道模型。在給定的信道模型下,假設基于二分圖的LDPC是無環的,或在設定的迭代次數和校驗矩陣足夠大的情況下,信息節點在深度為2的鄰域內為樹狀結構,那么在節點之間迭代的信息是獨立同分布的隨機變量。Richardson等人分析了這些傳遞信息的概率密度的進化情況,發現在和積譯碼算法的每次迭代信息傳遞中出現錯誤信息的部分可以遞歸地表示成LDPC碼的度分布序列和信道參數的函數。迭代計算節點間傳遞信息的概率密度函數的方法就稱為密度進化。Richardson等在進一步的研究中表明描述節點間傳遞的錯誤信息的概率是一種稱為Martingale的隨機過程,在和積譯碼算法下信息的平均錯誤概率集中在它的期望值周圍,當碼長趨向于無窮時,基于有環二分圖的LDPC碼的譯碼性能逼近無環時的行為。
2.高斯近似。利用密度進化理論來計算閾值和尋找好的度數分布的算法復雜度是相當大的,特別對于信息概率密度函數是多維的信道來說,密度進化算法就過于復雜而難以處理。為提高密度進化算法的計算速度,Chung等人采用高斯近似的方法,即根據中心極限定理可以近似認為節點間迭代的信息的概率密度函數是符合高斯分布的,這樣將迭代計算的多維問題轉化為更新高斯密度均值的一維問題,就大大簡化了分析和計算信道參數閾值的復雜度,而且可以快速的搜索和優化非規則LDPC碼。這樣可以將信道閾值的計算由多維參數動態系統的密度進化理論模型轉化為單一參數(均值)動態系統的高斯逼近模型,在只需要犧牲很小的精度就可以得到計算維數上的巨大降低,從而可以很快計算出閾值和優化度序列的分布。高斯近似是一個很好的分析工具,被很多關于迭代譯碼性能分析中所采用。如利用混合的高斯近似方法來對基于LDPC碼的MIMO-OFDM系統進行譯碼分析、尋找好的度分布以及優化系統的性能。
3.EXIT表。EXIT表(ExtrinsicInformationTransferChart)是由S.tenBrink提出的一種用迭代譯碼器之間傳輸的外部信息來表征迭代譯碼中收斂行為的分析工具。對于串/并行級聯碼,EXIT表技術是跟蹤分量碼之間信息交換(互信息)的情況來估計譯碼器的收斂性,并且可以分析影響譯碼算法收斂性的因
素(如分量碼的選擇等),適當地改變這些影響因素可以優化系統的性能。S.tenBrink等人[56]將EXIT表技術引入到LDPC碼譯碼分析中,即把LDPC碼的譯碼過程可以看作是變量節點譯碼器和校驗節點譯碼器之間外部信息的迭代,用EXIT表跟蹤譯碼器之間的互信息傳遞來估計LDPC碼和積譯碼算法的收斂性。文獻[56]中還給出了在不同的信道模型下(AWGN,MIMO等信道)利用EXIT表技術來計
算信道閾值和尋找好的度分布序列,從而優化系統的性能。
三、LDPC碼的應用及展望
1996年,Mackey和Neal重新研究了LDPC碼后,研究人員發現LDPC碼具有很多非常好的特點,如能夠逼近香農信道容量,描述及實現簡單,易于進行理論分析和研究,譯碼簡單且易于實現等。近年來,LDPC碼以其優異的性能和良好的應用前景受到研究人員的關注,成為編碼理論界的一大亮點和熱點。目前,LDPC碼可以應用于深空通信、衛星通信,光纖通信、ADSL、磁記錄設備及無線局域網等領域。LDPC碼今后的研究主要集中在:⑴現有的可信傳播迭代譯碼方法還比較復雜,尋找LDPC碼的線性時間譯碼算法將成為一個重要的課題。⑵對于非規則圖設計的研究,尋找獲得最優的序列λ和ρ的方法,以得到較好的碼結構,提高LDPC碼的性能。⑶繼續探討LDPC碼在通信和計算機領域的應用。目前已有人將它的糾刪方法應用于計算機通信網中,用于恢復在傳輸中丟失的數據,獲得了很好的效果。今后將會加強這方面的研究工作。目前,LDPC碼研究領域的主要工作集中在譯碼算法的性能分析、編碼方法、碼的優化算法等方面。經研究人員的努力,LDPC編碼領域取得很大進展,但仍有許多問題需要研究:
•LDPC碼校驗矩陣的構造。盡管在構造最優的LDPC碼方面取得了一些進展,但目前還沒有一套系統的辦法來構造所需要的好碼,特別是在碼字長度有限、碼率一定的條件下,構造性能優異的好碼是一個非常具有挑戰性的課題。這方面的研究可以借助有限域理論、圖論等相關理論。
•LDPC編碼系統的聯合優化設計。將編碼技術與調制技術、空時編碼技術、OFDM結合進行性能優化是當前及將來的發展方向之一。.
•無線衰落信道及MIMO信道下LDPC碼的性能分析方法及優化設計準則。目前LDPC碼字的優化設計主要在加性高斯白噪聲信道下得到的,而無線衰落信道下,特別是時變信道下碼字的性能分析方法、優化設計準則和信道估計的影響也是非常關鍵的課題,需要進一步的研究探索。
•尋找適合硬件實現的編譯碼方法也是一個非常值得研究的課題。
參考文獻:
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簡述衛星通信的特點范文5
【關鍵詞】通信網絡;分組傳輸;應用;研究
社會的快速發展離不開通信網絡對其的大力支持,尤其是近些年來在通訊網絡結構取得了如此快速的發展之下,數據寬帶業務也相應的得到了許許多多的改變。傳統的網絡信息傳送方式,雖然在滿足人們對通訊信息的需求上有了一定的滿足,然而其卻存在著諸如對網絡資源的浪費、難以滿足不同類型客戶的需求等缺點,這嚴重制約了通訊網絡的進一步發展和運用[1]。而分組傳輸設備則有容量儲存大、消耗成本低、操作方式靈活、穩定性高等等特點,且可以滿足人們的多種需求。因此,分組傳輸設備值得在通訊網絡中大力推廣和使用[2]。
1.通信網絡
通信網絡,在我們現代人的日常生活運用中必不可缺,這是科學技術不斷進步的成果之一,也加快了人類信息和文明的交流與傳播。傳統的通信網絡由傳輸、交換、終端三大組成部分構成,其中,傳輸指的是傳送信息的媒體,交換指的是所有終端交換信息的媒介體,終端指的是我們現代人比較多用的手機、電話、計算機等等。近些年來,在因特網的發展之下,使得由多個計算機在傳輸、交換、終端上可以形成一體化,促使了全球網的形成。通信網絡的數據結構主要由令牌環、總線形網絡、星形網三大部分組成。其中:令牌環這種網絡通信結構最早由IBM提出,在該數據結構下,擁有“令牌”的通信設備可以獲得大量的傳輸數據,此種通信數據結構的好處在于可以保證在同一時間內只對一臺設備進行信息的傳送;總線形網絡,也就是通過使用一定長度的電纜線將所需設備連接在一起的通信數據結構。它可以保證其中一臺設備即便是在總線中取下時,也不影響其他設備通信的效果??偩€形網絡的實現要依托對以太網的運用,它可以保證設備在同一時間發送信息時發生碰撞而產生的影響最小;星形網的形成要通過將中心的設備進行點對點的連接,在電話網絡通信中它的中心結構為PABX,在其他數據網絡通信中,此種設備是主機或者是集線器。星形網數據結構的好處在于,設備的增加或者減少比較得自由,而且不會對其他系統設備造成干擾或者其他負面影響。
2.分組傳輸
2.1分組傳輸的內涵簡述
分組傳輸,即通過利用幾個或者多個分組架構構成,而達到對日常通訊業務的保障的一種技術支持,比如現階段比較普遍存在的Ip業務[3]。分組傳輸模式,之所以被現階段的很多人所重視和利用,其原因在于它既可以繼承傳統通訊運輸方式中的優點,又可以在此基礎上對自身的特性進行不斷的完善和提升。分組傳輸設備,目前可以從很多角度進行業務的拓展,從而使得網絡通訊的性能變得更加強大?,F階段的很多個行業領域里,都有著對分組傳輸技術的不同應用,這對于滿足和促進網絡通訊的需求和發展有很大的幫助。
2.2分組傳輸的優勢分析
傳統的運輸方式,其核心是TDM,即時分復用模式。所以在與TDM有關的通訊業務中,傳統的運輸方式能夠獲得非常大的運用,并且能夠取得基本還不錯的使用效果。然而最近一些年來,通訊業務一直處于快速發展的狀態,其不管是在種類還是在模式上都有了不同程度的提升,這使得傳統的運輸方式已漸漸適應不了此種要求,而由此會在實踐應用過程中會產生很多的限制或者發生一些難以解決的問題[4]。分組運輸,就拿其設備架構來說,其在操作方式上主要以單板級別為主,這可以有效解決復雜組網的需求,因此可以促進通訊網絡的正常運行和使用。且目前在4G網絡急速發展的背景之下,形式多樣的數據模式也正在以很快的速度在發展,若仍然按照以往的運輸方式來完成對數據信息的傳送,則很容易會使得在對網絡信息傳輸過程中產生的成本變高,且在運輸的效率上也會有相應程度的降低等等。
總而言之,分組傳輸的優勢在于:①從技術層面上來說,它是針對當前分組業務流形勢建立的,通過對統計復分傳送方法的運用,可以在有效確保優先級業務的前提下對空閑帶寬按優先級進行合理的分配,從而達到既可以滿足高優先級業務需求,又可以對網絡未用帶寬進行共享;②從網絡運營層面上來說,分組傳輸設備是對數據技術和傳輸技術的有效結合,其強大的大容量分組交換/標簽交換技術、OAM管理技術、50ms保護同步技術,對于構建基礎網絡設施來說具備無與倫比的優勢所在,促使運營商在部置新的業務時具備超強的靈活度,且可以為運營商有效節約業務的成本,并可以在很大程度上實現對運營商現有網絡系統的應用等等。
3.分組傳輸在通信網絡中的應用
分組傳輸設備在我國現階段的通訊網絡應用中的任務主要是以傳輸語言信息、傳輸數據業務等等為主,且在目前4G數據的發展之下,其在通訊傳輸中的數據業務有不斷上升的趨勢。而在運營商中仍然有很大利用空間的,更多還是以傳統的語音業務為主,其中也包括了對SDH設備的利用[5]??偟膩碚f,分組傳輸設備在通訊傳送網絡中的應用,可大致分為獨立組網模式和聯合組網模式兩大類。以下即是對獨立組網模式和聯合組網模式應用的分別闡述:
3.1獨立組網模式的應用
獨立組網模式,一方面可以在各個環節以及各個層次里完成對分組傳輸設備的使用,一方面又可以在某種程度上與傳統的運輸設備在同一情況下一起使用。但是要特別注意的是,若獨立組網模式與傳統設備存在共用現象,一定要確保它們在日常維護和管理時是分開來的,這可以幫助促進傳輸設備的有效使用。就目前形勢而言,獨立組網模式已在通訊網絡中發揮了很大的作用,然而在具體使用過程中其還是得在傳統的MSTP平面方式的基礎上實現通訊業務的傳送。此做法的目的在于盡可能地對通信網絡進行保護,至于具體的業務還是得依靠獨立組網模式來完成。
3.2聯合組網模式的應用
一般而言,在通訊網絡中,聯合組網模式是與SDH平面共同運行操作的,兩者具有相互為對方服務的功能,且它們能在分組運輸過程中對不同的業務進行統一類別的劃分[6]。聯合組網模式可以分為以下四個基本階段:
(1)聯合組網模式的初期階段:此階段指的是在IP業務剛剛建立的階段,此時的聯合組網模式只需要承擔一些較為零散的數據業務,且在具體的實踐應用中,分組傳輸設備主要是以一種比較集中的形式接入在層內的。此時的混合型數據業務的傳輸也必須要通過傳統的SDH來完成[7]。在IP數據業務范圍不斷拓展的情況下,對分組傳輸設備進行相應層次的優化是十分有必要的,MSTP模式更是有被完善和優化的需求。
(2)聯合組網模式的發展階段:此階段的通訊網絡業務已經有比之前更加廣泛的種類了,并且正好可以使分組傳輸設備獲得極大的利用。而且其已經達到了能夠獨立運行的時期了,在匯聚點的設置上也能夠很好的進行完善。
(3)聯合組網模式的爆發階段:此階段的IP業務取得了爆發性的發展,且接入層的GE環性能也有了一定的提高,比如承受能力增強了、對匯聚層的要求也有了一定的提高等等。此階段基本上可以實現在相同時間里對TDM業務和IP業務進行輸送。
(4)聯合組網模式的深入階段:此階段為通訊網絡不斷發展至完善的階段,基本上全部的網絡傳輸都是通過UP業務模式之下實現的。分組傳輸設備達到了對接入層和匯聚層的滲透,并且漸漸地可以形成一個比較新穎的設備架構,對于提高分組傳輸設備在通訊網絡中的應用效率有積極的推動作用。
4.結語
綜上所述,在通訊網絡技術的不斷發展之下,傳統的傳輸方式已經有越來越不適應的趨勢。分組傳輸設備,在通信網絡的應用中不僅可以有效滿足人們對多種信息業務的需求,還可以為運營商們控制業務成本,對于促進網絡通訊技術的進一步發展意義非凡。此外,在現階段的不斷應用中,還可以對分組傳輸設備和相關技術進行一步步的完善和優化,從而可以達到提高對通訊網絡信息傳輸的效率。本文主要對分組傳輸設備中的獨立組網模式和聯合組網模式兩種類型進行了細致的分析研究,其中,聯合組網模式可以分為初期、發展、爆發和深入四個階段。以上所有,希望能為讀者朋友們帶來更多思考和幫助。
參考文獻
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