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通信系统范文1
[关键词]气象通信系统 发展 展望
[中图分类号] P4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-389-1
气象通信系统是指多项业务的组合,包括对气象观测的资料总结、预报预测以及对相关服务产品的收集与分发,它将气象观测系统、气象预测系统和服务系统相连接,共同形成一个整体的气象业务平台。近几年来,随着我国经济技术的快速发展,对气象综合观测的要求越来越高,气象通信系统的发展关系着我国气象事业、交通事业等多项业务的发展。传统的气象通信系统已经不能满足当下快速更新的数据发展,必须加强我国通信系统的发展,提高我国气象通信系统的质量水平,提高运行效率。
1气象通信系统的发展历程
气象通信主要是由莫尔斯通信发展而来,之后随着时代的进步与发展又经历了电传通信、传真通信、自动化通信,最后发展为目前仍在前进的网络通信。我国在20世纪80年代第一代自动化通信系统建成,我国的气象通信步入自动化行列。随后的873工程运行成功后,第二代自动化通信系统形成,在提高了系统传输、储备等系统更新的同时,也进一步优化了通信技术;9210工程投入运行后我国形成了第三代气象通信系统,这次过渡将通信系统与现代网络技术相结合,建立了相关应用软件并实现了传输监控对气象通信系统的运行进行监督。
2气象通信系统的发展现状
随着我国信息技术的不断发展,以9210工程为初端的通信业务系统的建设为基础并开展相关业务建设。随着时代的进步气象通信系统的建设需要更多的数据作为进一步发展的依据,信息爆炸、更新快、传输量大等现阶段发展的基本要素要求我国必须加强气象通信系统的建设。从现阶段来看,我国的气象通信系统主要是以星型和网状宽带网络系统为基础进行网络覆盖,基本上满足了传输数据的需要。但与该系统相配套的基础设施并未作出相应变更,随着应用数量的不断增加,问题也随之而来。例如文件名的支持程度低、通信监视客户端问题频出、浏览器不能满足用户需求等等,此上都阻碍着气象通信系统建设的发展。因此,必须要加快气象通信系统的建设发展,推动其系统建设与时代同进步,实现气象通信系统的有效建设。
3气象通信系统的设计
我国气象部所采用的气象通信系统设计主要分为硬件结构设计和软件结构设计两个部分,下面本文将对这两个部分进行详细介绍。
3.1气象通信系统的硬件结构设计
气象通信系统的硬件建设要确保整个系统的稳定运行,并为其长期建设做准备,在保证系统稳定的基础上还要保证其工作效率。通过将多台PC服务器连接成一个集群系统,提高系统的吞吐能力,从而提高硬件系统的运行效率。同时,还要通过并行文件系统,将相关资源与文件进行共享与监控,运用集群技术实现对整体系统运行的监控,方便用户进行查阅。集群技术在气象通信系统中的运用,不仅提高了其工作效率,还能提供充分的服务,保障服务质量。除以上技术之外,气象通信系统的硬件结构设计还运用了许多技术,例如系统运用了虚拟服务器将FTP服务连载与HTTP连载进行数据接入,应用LVS技术保证服务器负载的均衡分配,应用TOMCAT容器进行集群,以保证数据传输的正常运行。
3.2气象通信系统的软件结构设计
我国气象通信系统部分的软件结构设计主要分为数据层、业务层和应用层三层结构。每一层都有其所包含的内容与作用。第一,数据层的数据库建设来源于相关业务单位的数据以及全国各省提供的数据信息;业务层主要通过对相关数据的收集、分发、存档及监督实现数据的积累,保证数据来源的真实性;应用层由信息查询、数据统计、信息服务、值班记录和广播监视五个方面构成,以保证气象通信系统的数据建设过程的真实性。我国国家级别的气象通信系统主要针对业务层的相关信息进行检查记录,通过图形的方式向大众展示其结果。通过运用CMACast卫星广播进行数据补调,增加省级气象通信系统获取数据的来源渠道。
4气象通信系统的发展展望
通过以上的介绍,我国的气象通信系统需要进一步加强,必须使我国的气象通信系统与时俱进,提高我国的气象通信系统的工作效率,下文将对我国气象通信系统的发展进行发展前景展望。
4.1有机整合资源,合理利用
我国的气象通信系统需要在加强其传输能力的同时,整合宽带网络资源和传输资源,充分利用网络资源及计算机技术进行数据交换与上下资料传输,并完善资源共享机制。通过气象通信系统的发展预测,在未来的通信业务发展中,业务逻辑将会成为通信系统的实施系统中心,实现上行资料传输及区域、省际间的资料交换。还要根据业务要求进行数据交换的控制和传输调度,通过提高传输处理能力和吞吐能力,对传输监视和传输质量评估进行数据覆盖。在下行通信系统的数据分发服务中,对相关的业务要求相对较低,但是对传输的实时、高效要求较高。现阶段的业务要求必须建立健全高效的资料传输机制,满足各类数据的传输和产品收集交换,更好的为气象通信系统业务服务。
4.2进行系统扩张和升级
经过发展预测可知,国际通信系统将会随着技术的不断革新而发展更新而扮演未来WMO信息系统的核心通信中心。由此,我国必须提高对全球实时资料和相关产品技术的掌握程度,拓展数据搜集渠道,进行技术升级。
4.3实时资料元数据服务成为新领域
随着时代的发展,实时资料的收集越来越成为当代气象业务发展的重点。实时资料元数据服务主要是针对实时资料的数据属性、传输特点及其服务方式等相关元数据的信息变换进行描述,并实时进行资料更新,提供变更数据。还要对用户提供及时、有效的帮助,对相关数据资源进行有效加工处理,并提供相关存储管理和数据应用以支撑元数据。
5总结
总之,我国气象通信系统的发展必须要实现与时俱进,不断改进相关技术更新现有技术,改进传统系统建设技术。完善传输质量,实现数据的及时收集与整理。从而提高气象通信系统的服务质量,提供可靠的传输数据。
参考文献
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通信系统范文2
关键词:快跳频通信; m序列; 扩频通信; 同步
中图分类号:
TN914.434; TP391
文献标识码:A
文章编号: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
跳频扩频的原理是使伪随机序列控制被数据调制的载波中心频率以一定的速率和顺序在一组频率中随机地跳动,接收端则以相应的速度和顺序接收并解调。在跳频系统中,跳频频率的选择是用伪随机码来实现的,且跳频通信的几十个甚至上千个频率由所传信息与伪随机码的组合进行控制。由于系统的工作频率在不停的跳变,在每个频点上停留的时间仅为毫秒或微秒级。
跳频通信系统的频率跳变速度反映了系统的性能,好的跳频系统每秒的跳频次数可以达到上万跳[1]。根据跳频速率的快慢,可把跳频系统分为快跳频和慢跳频。快跳频是指一次发射信号期间有不止一个频率跳变,即跳频速率大于信息速率;反之称为慢跳频。慢跳频系统成本低,易实现,常用于各类民用系统,以提高通信质量和信道利用率[2]。快跳频系统与慢跳频系统相比,具有更强的抗干扰、抗截获和人为阻塞能力,在军事通信上具有极大的优越性。
1 跳频通信的工作原理
如图1所示,快跳频通信系统(FFH)是一个用户的载波频率按某种跳频图案(伪随机调频序列)在很宽的频带范围内跳变的通信系统。
信息信号经过波形调制(信息调制)后,送入载波调制。载波由跳变序列(伪随机序列)控制跳变频率合成器来产生,其频率随跳频序列的值的改变而改变,因此,载波首先被跳变序列调制,称作跳频调制。频率合成器受跳频序列控制,当跳频序列值改变一次时,载波频率跳变一次。信号经过载波调制后形成跳频信号[3]。
在发送端,跳频调制采用伪随机码序列和多进制频移键控相结合的方式,即在发送端采用一个伪随机发生器产生一个伪随机序列,用它去控制频率合成器的输出频率,使之按伪随机方式从2n-1个频率的集合中选取发送频率,这样得到的信号就是跳频信号。
在接收端,为了解调出跳频信号,需要一组与发送端相同的本地伪随机序列发生器,去控制本地频率合成器,产生一列与发射信号差一个中频频率的跳频信号,且速率相同、起止一致。这样,跳频信号在混频器中与接收信号差频出一个不跳变的中频解跳信号,在经中频窄带滤波器后,把不需要的干扰抑制掉,再由信息解调器恢复出有用的原始数据,从而实现了快跳频通信。
2 快速跳频通信系统的Simulink仿真
Simulink是Matlab中的一个建立系统方框图和基于方框图级的系统仿真环境,使用Simulink可以更加方便地对系统进行可视化建模,并进行基于时间流的系统级仿真,并且仿真结果可以近乎“实时”地通过可视化模块,如示波器模块等显示出来,使得系统仿真工作大为方便[2],同时,Simulink使得用户可以用鼠标操作将一系列可视化模块连接起来,避免了编写Matlab仿真程序,简化了仿真建模过程。
仿真设计中,在首先设计好的2FSK的调制与解调基础上,再把设计的快跳频子系统模块添加上去,经过进一步的调试,最终确定。快跳频通信系统的仿真结构图如图2,图3所示。
在图2中可以看到,该快跳频通信系统按功能可以划分为五个部分:信号生成部分、发送部分、跳频调制部分、接收部分和判决部分。
信号生成部分是利用随机整数信号发生器(Randominteger Generator)来产生,该模块的作用是产生二进制随机序列信号,采样时间设为1,即1 s产生一个码元。它产生的是频率为1 Hz的二进制随机信号[45]。
由信源产生的二进制随机信号先通过频率键控来产生一个2FSK信号(发送“1” 所用的载波频率为f1=1 Hz;发送“0”所用的载波频率为f2=3 Hz),在进行跳频调制时,如图4的跳频子系统,把跳频子系统模块产生的信号与产生的2FSK信号进行相乘(即跳频调制),然后把跳频调制信号经过信道发送出去。为了仿真的真实性,信道是叠加有加性高斯白噪声的信道。
在接收端首先进行解跳,即用跳频子系统模块产生的跳频信号与经过信道后接收的跳频调制信号进行乘法运算,得到的是跳频解调信号。接着进行2FSK的相干解调,仿真结构框图如图5所示。图中的两个带通滤波器分别滤出频率为f1及f2的信号,它们的输出分别与相应的相干载波相乘,再分别经过低通滤波器提取出含有基带数字信息的低频信号。
对解调信号的判决,是通过对上下两支路的低频信号进行比较来作出判决的。该判决部分由常数发生器、一个比较器以及误码率计算部分构成。比较器将码元的相关峰值与门限值比较,若相关峰大于门限则该码元判为“1”,其余的均判为“0”。设上支路信号为X1(t),下支路信号为X2(t),当X1(t)大于X2(t)时,判为“1”;当X1(t)小于X2(t)时,则判为“0”。
误码率的计算过程是由一个误码仪来实现的。它将发送端的信息码元经过一定延迟后与接收端恢复出的码元进行比较,若两者不同则认为码元传输错误,最后将误码个数除以总的传输码元个数,即得到误码率。在图2中的误码率计算部分,上面的输入信号是发送端的原始信息,下面的输入信号是接收端恢复出的信号,送入误码仪以后完成比较、统计和图形用户界面的生成。从误码率计算的显示模块可以看到该快跳频通信系统的误码率为0.05。
快跳频通信是指频率的跳变速度大于信息传输速率的通信系统。在本次设计中,为了便于观察各点信号,特设信息的传输速率为1 b/s,频率的跳变速度为2 h/s。在跳频子系统中, 跳频信号的产生过程:PN Sepuence Generator产生采样周期为0.5,周期为15个码元的m序列。通过Buffer将单列的二进制序列编排为2列二进制数,通过Bit to Integer Converter后变为整数。通过初值设为2的Unbuffer及ZeroOrder Hold(采样时间设为0.1)后,伪随机序列发生器产生的二进制序列变成了与之相应的整数,馈送到VCO的控制输入端。
上面只是简单地介绍了跳频系统的各个仿真模块,在实验中各个模块的信号良好,充分验证了跳频系统仿真模块的正确性。因为篇幅等原因,这里没有把各个节点处的信号图贴出来,只是简单地介绍了一下跳频系统的Simulink仿真结构图。
3 结 语
本文主要对快速跳频通信进行了仿真研究,并对快速跳频系统的基本模块和关键模块进行了分析和仿真,在接收端,经过解跳、相干解调后,进行判决恢复,试验中恢复的信号基本正确。当然,由于系统中叠加有噪声,各种滤波器的设计存在一定的缺陷使得滤波特性不理想,以及仿真图中有些部件的参数设置存在误差等原因,在最终的判决恢复时,使得恢复序列存在一些误码。这也是这次快跳频通信系统仿真设计中需要进一步完善的地方。
参 考 文 献
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作者简介:
高宝华 男,1986年出生,江苏连云港人,工学硕士。主要研究方向为测试计量技术、信号处理。
(上接第21页)
参 考 文 献
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作者简介:
胡晓晴 女,1987年出生,河南商丘人,硕士研究生。主要研究领域为频率选择表面的设计、隐身天线罩的电气性能研等。
夏同生 男,副教授,硕士生导师。主要研究方向为纳米器件、微纳米尺度下的量子输运研究、集成电路的设计等。
通信系统范文3
【关键词】:地铁;应急通信系统;电能质量
中图分类号:U231+.2 文献标识码:A 文章编号:
引言
地铁在交通工具当中占据着非常重要的地位,每天的乘客吞吐量都是非常的大,大批的人员进进出出,是有各种潜在的威胁存在的,其中火灾消防就是一个比较高发的意外在地铁事故当中。在出现火灾情况之后,消防的现场指挥和通信工作对于抢险救灾是起着一个关键性的作用的。现如今,在我国已经建成的地铁当中,公安的无线通信已经渗入到地铁的消防通信网络当中去了,为了保证在事故发生的时候,公安干警能够及时的对事故作出快速的反应和准确动作,目前已经有各种类型的无线通信系统大约350M,将地铁公安的无线通信系统完全的兼容。
地铁应急通信组网的设计
1.1地铁专用通信体系的准备工作
地铁专用的通信系统包括了多个方面,广播、电话、时钟等等都包括在其中。地铁专用通信体系当中的广播是通过了控制中心和车站进行两极控制的,一般情况下都是由车站控制作为主导,一旦发生紧急状况的话,就会由控制中心进行统一的调控。事故现场的情况通过地铁站内的工作人员由电话的形式传递给控制中心,让控制中心对现场的情况能有一个具体的了解,然后再通过控制中心向外求助。非工作人员可以直接的拨打消防热线或是公安热线寻求帮助,让相关的工作人员做好灾情救援工作。
1.2地下信号中断时的紧急应急措施
地铁的构成主要是上下通道。在平时的通信系统主要是吸顶式天线,也就是用在地铁内部的无线信号的发射和接收的工作;漏缆,指的是用在隧道范围内和上下通道的信号发射及接收。一旦发生事故,现场的通道、隧道等地的无线信号发射装置都可能会受到各种程度的破坏。这种时候,应急输入输出接口的设备为事故现场的信号通信设备的恢复提供了非常大的支持。
1.3事故现场的应急组网分析
地铁站内一旦发生大型的事故,情况都会比较的严峻。比如说在上下班的高峰时段,这个时候的人员比较密集,救灾工作和人员的疏散工作都离不开中心有序的调度。这种时候,一般两种情况会让已经建立的应急救灾网络出现问题:
A 通道、隧道等多处的信号收发装置出现损坏的情况,这和上文当中提到的个别的装置出现破损的情况不一样,个别的装置出现问题可以启用备用的装置,多处损坏的情况就要严重的多。
B 发生火灾的话,因为各种物质的燃烧,使得各种通信线路上的装置发生性质的变化,造成整个的运行系统瘫痪,没有办法做出正常的工作反应。这个时候,相关的应急工作部门就需要布设临时的网络点,以保证各方面的工作能够正常有序进行。
布网的方案可以参考以下的模式。利用集群同播的形式,外部的救援团队携带移动便携式的链路基站,在车间的各个通道入口设置一个主发站和多个次发站,并由专门的工作人员进行监控。外部的救援人员通过移动通信设备和内部的工作人员进行沟通,内部的工作人员及时的将事故情况告之外部的救援人员。同时,临时组网的无线同步播报系统和公安的350M无线集群通信体系进行联网通信,可以将事故的情况和救援的情况及时的通知到内外的工作人员。
1.4将公安无线通信导入到系统当中去
每个城市的公安建网情况都是不一样的,把公安无线通信网导入到地铁的通信网络当中,是为了充分的满足公安的350M警用的自动极体系的建设要求,以保证能够和公安的多种通信能力与多样化的警种相互配合,整个通信体系依靠350M的公安电台从地表将信号传递到地下,从一个地铁站传递到另外一个地铁站,实现全网内的自动漫游,在明确了何种的组网体系之后,将公安系统已经建立的350M的警用通信系统作为基础条件,能够充分的体现整个通信系统的先进性、实用性、经济性和可扩展性,将能够和本地的公安体系相协调的模式导入到预设方案当中去。
另外,结合本地的公安系统和消防系统的通信手段的不同标准,也可以建立起和地铁同播的350M同播模式,当成是城市当中已经建立好的地面无线通信网到地铁每个不同的地下车站的一个扩展,以达到在整个地铁区间之内无线通讯的扩充,也可以降低成本。在深圳市采取的就是这种模式,同播系统就是结合了各种不同的传播模式的组网体系,通过地面网。地铁内部网和交换控制中心与已经建立起的链路部分进行整合。
2.组网方案的分析和探究
一个好的无线通信体系,一定有一个好的组网方案。组网方案的好坏对于地铁的开通过程当中设备的维护和通信系统的扩容都有着非常大的影响。只有选择优良的整体操作办法才可以将当前的建设工作和以后的发展工作之间的关系良好的平衡。在我国的城市地体通信体系当中,专门的无线调控通信系统作为运行中的列车上的工作人员和车下的运营管理人员之间唯一的一个沟通方式,担负的责任也是非常的大的,运营的效率、列车的行车安全和乘客的生命安全等等都是依靠在这个无线通信方式的畅通上的。同时,无线通信的畅通也是保障列车的整体宏观调度、列车的维修调度和防灾救灾的调度工作的有序进行的。
消防无线通信导入到整个体系当中去
结合每个不同的城市的组织和管理方式的不同,有的模式就可以和本地的公安模式进行共用,有的则是和本地的消防模式建立一个独立的350M普通无线通信模式。应该结合用户对于通信模式的需求,使用和本地的消防无线模式相对应的体系。
3.1应急通信接口
救援车队的车上应该要配置移动无线设备,每个地下车站都应该为这些救援体系的车队提供相应的应急接口,用来满足救援组在紧急环境下的通信系统进行紧急的救援工作的需求。公安无线体系和消防无线通信体系应该进行结合,在出现救援工作的时候两者才能够有良好的合作,在出现紧急状况的时候无线通信系统才能够有准确的信号接入和输出。
3.2独立性要求
地铁的无线通信专用网其自身本来就有不同于其他网络的特点,所以在安全性和独立性上会有更高的要求,伴随着我国的经济发展和社会需求的增加,结合发展的预见性和渐进性,将地铁的无线通信专网引入到将来的数字集群共网平台,一方面能够满足社会效益,另一方面也可以获得更好的经济效益。
结语
人口数量的不断增多,土地面积的利用出现了前所未有的紧张状态,为了应对这种人多地少的尴尬局面,地下空间的利用迅速的发展起来。在近些年,地铁的通信工程覆盖的范围是越来越广,在功能上和需求上也得到了扩大和增加,将公共安全、地铁的运行进行结合,不但能够促使城市地铁不断发展,还能够为人们的出行增添一份保障。各种应急通信系统的建立也是防患于未然,做到有备无患,才能够在事故发生的时候将损失降到最低。
参考文献
[1]:宋峰.浅析地铁火灾现场消防应急通信系统[J].城市建设理论研究.2011(17)
通信系统范文4
关键词:通信 抗干扰 跳频
一、通信干扰的分类
通信干扰是建立在通信侦查基础之上的,主要任务是干扰地方接收设备。在工作中,无线电接收设备的干扰是多种多样的。人为的干扰,按其产生方法,在无线电通信对抗中分为积极干扰和消极干扰。积极干扰由发射机发射或转发某种电磁波;消极干扰是利用本身并不产生电磁辐射的干扰物有意识的改变电磁波的传播情况。无线电通信有源干扰,从战术上考虑可以采用两种完全不同的手段,一是用干扰机发射某种干扰信号,以某种方式覆盖地方信号频谱。这种遮盖性干扰通常称为压制性干扰。二是模拟性干扰或迷惑性干扰,常称为欺骗性干扰。
综上所述,在无线电通信干扰中,压制性干扰比欺骗性干扰在技术上更能反映干扰的特点。欺骗性干扰的目的是使敌方对其通信接收系统收到的信息作出错误的判断。无线电通信冒充,就是模拟对方无线电通信的特点,并以一定的方式或行为,冒充敌方无线电通信网中某一电台,与该网其他台站进行通信联络。伪装欺骗是通过改变己方电磁形象实施的,它力图变换己方电磁发射,以对付敌方通信侦查活动。其实现方法是改变技术特征和变更可能暴露己方真实意图的电磁形象,或假意发射虚假信息。欺骗性干扰不仅仅限于以上两种方式,由于电子装备的不断更新,欺骗性干扰已逐步向更高深的方向发展。
二、抗干扰技术之跳频技术
无线电通信是战时通信的必备手段,但是,传统的无线电通信都是在某一固定频率下工作,很容易被敌方截获或施加电子干扰,从而使通信失灵。跳频通信就是针对传统无线电通信的弊端,使原先固定不变的无线电发信频率按一定的规律和速度来回跳变。从抗干扰通信角度来看,跳频通信是靠载频的随机跳变来躲避干扰,将干扰排斥在接收信道以外来达到抗干扰的目的,避免敌方电台的测向和干扰。跳频通信技术在抗干扰通信方面的突出优势,使其在通信装备中得以广泛应用,并且成为超短波通信装备的主要抗干扰技术。跳频技术不仅是抵御外来干扰的能手,而且对于抑制远距离无线电通信本身所造成的多径干扰也十分有效。因为采用跳频技术后,由于在主波波束己被接收,而其他径向波束尚未到达接收机时,发送和接收载频早已跳到别的频点上,因而避免了多径效应对通信质量的影响。
在业务密集区,GSM系统的容量受频率复用产生的干扰限制,相对载干比可能在呼叫之间有很大的变化。载波电平一般随移动台与基站的距离及相互间的障碍情况变化而变化。而干扰电平则在很大程度上依赖于邻近小区的同频干扰。由于系统的目标是尽可能满足更多用户的要求,当不选用跳频时,若某一频点出现干扰,当某用户占用该频点时就会造成通话质量下降,而使用户难以接受,若干扰是连续的,很容易造成质量差掉话。当使用跳频时,该干扰情况就会被该载波的其他呼叫所共享,干扰被平均了,干扰不再处于连续状态,而处于突发状态,整个网络的性能将得到很大提高。经分析,使用跳频的网络可比不采用跳频的网络高3dB 的增益。GSM系统中采用慢跳频技术,跳频速率为217跳/秒,跳频在两个时隙间进行,一个时隙内用固定频率收发,下一时隙用另一频率收发,以减小干扰的影响。
三、抗干扰技术之超窄带(UNB)技术和多入多出(MIMO)技术
近几年来,随着通信和信息技术的高速发展,人们提出了一些具有高度创新性的新概念和新技术,其中UWB(超宽带)和UNB(超窄带)无线通信系统格外引人注目。前者从概念的提出到实用系统的研制已经初见成效,在军事上已经得到了应用;而后者的研究还刚刚起步。对于军事通信,超窄带技术大有用武之地。在数据率相同的情况下,采用UNB技术,信号能量被浓缩在很窄的频带里,从而大大增加了抗干扰能力。UNB通信技术特别适用于中长波通信系统。地下通信和对潜通信必须采用VLF、LF波段,其主要缺点是频率低、带宽窄、传输速率极低。采用UNB通信系统恰恰可以化被动为主动,只需要极小的带宽就可以传输几十kb/s的数据,极大地提高了中长波通信的传输效率,UNB技术一旦成熟,其应用前景无可估量。
MIMO无线传输技术是通信领域的一项重要技术突破,近年来引起了人们的广泛关注与研究兴趣。MIMO技术是指在发射端通过多个发射天线传送信号,在接收端使用多个接收天线接收信号的无线通信技术,目前理论已经证明应用MIMO技术能极大地提高无线通信系统的性能和容量。将MIMO技术与OFDM、时空编码相结合,就能同时实现空间分集、频率分集和时间分集。这样就能在空域、频域和时域上实现抗干扰。由于MIMO通信系统提供的信道容量很大,这就为数据率提供了一个很大的变化范围,因此在速度域上也能实现抗干扰。但是,将MIMO技术应用到通信抗干扰中还有大量问题需要研究,比如MIMO通信抗干扰信道模型、天线配置、功率分配、信号检测、空时编码等。
通信系统范文5
在数字通信系统中,为实现正确通信,需要使收发双方时钟保持一致,但实际通信中收发双方往往相距很远,保持时钟一致较难,这时就需要同步技术。常用的同步技术可以分为异步通信和同步通信两种。异步通信中收发双方的时钟是独立的,发送端可以在任意时刻开始发送字符,但必须在每一个字符加上起始位和停止位,以便使接收端能够正确地将字符接收下来。
异步通信在悠闲信道中传输效率高,缺点是设备复杂,由于起始位和停止位的开销所占比例较大而使信道利用率较低,但随着光网络的发展,这已不是根本问题。同步通信是使接收端与发送端的时钟严格保持一致,发送方先发送一个或两个特殊字符来表示数据传输的开始,该字符称为同步字符,当发送方和接收方达到同步后,就可以发送一大块数据,而不再需要每个字符都用起始位和停止位,这样可以明显地提高数据传输速率。
2抗干扰技术
实际通信系统中信号在传输时都不可避免的存在噪声、色散等干扰,它们影响信息传输的可靠性。信道编码和最佳接收是两种主要的解决传输可靠性的抗干扰技术。数字信号在传输中由于各种原因往往会产生误码,从而使接收端产生图象跳跃、不连续、出现马赛克等现象。所以通过信道编码这一环节,对数码流进行相应的处理,使系统具有一定的纠错能力和抗干扰能力,可极大地避免码流传送中误码的发生。信道编码的实质是通过增加信息冗余度,扩大信号空间,增大信号间距离,用不可靠信道实现可靠的传输。常用的信道编码有分组码、汉明码、卷积码等,移动通信中常用的交织和扩频技术也是提高信道抗干扰能力的编码方法。
通信系统接收端的性能对信号的正确接收也有很大影响,最佳接收的目标就是从噪声中最好地提取有用信号,降低接收码元的误码率。
通信系统范文6
关键词:移动通信 铁路通信 系统应用
铁路运输是国家的经济大动脉,铁路通信系统是直接保证铁路运输的重要工具,它的质量的好坏直接影响铁路运输的效率以及运输速度和安全。随着科技的进步和发展,各种高新技术被广泛地应用在铁路通信系统中,使得铁路通信系统得到逐步提高和完善,并提高了铁路运输的运输速度、效率以及安全可靠性,本文主要讨论移动通信在铁路通信系统中的相关应用。
一、通信的作用
通信,指人与人或人与自然之间通过某种行为或媒介进行的信息交流与传递。铁路通信就是指利用有线通信、无线通信、光纤通信等现代化技术和设备,将铁路运输生产和建设过程中的各种信息进行传输和处理交换。随着我国高速铁路的建设和运行,对铁路通信技术提出了更高的要求,只有不断地发展和完善铁路通信系统,才能为现代化铁路的建设与运行提供重要技术支持和安全保障。
二、集群通信系统
集群通信系统是一种功能强大的专用移动通信系统,是通信与微处理机技术、程控交换技术、计算机网络技术紧密结合的产物。由于它具有群呼、组呼、强插、强拆等功能,特别适合于调度指挥以及应急、抢险等场合,并较好地解决了通信频率合理分配的问题,因而倍受专业运营管理部门的青睐,被确定为现行铁路移动通信方式的首选类型。但是这一系统还具有一定的缺点,主要包括采用动态的频率分配,没有考虑与周围公用网的有效融合问题,没有先进的路由合理选择功能,并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象,保密性不强,容易受干扰等,这些缺点对于话音通信的影响不大,但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码。因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。
三、GSM-R技术
GSM-R(GSMforRailways)是在无线移动技术的基础上,发展起来的铁路专用通信系统。GSM-R系统包括网络子系统、基站子系统、运行和业务支撑子系统和终端设备等四个部分。该系统通过无线和直放站的方式,实现全线场强覆盖,通过调度台、车站台、机车电台、手持台和车载卫星电话等GSM-R线路设备,实现调度指挥控制功能和通信功能,使铁路各级生产和管理人员通过本系统实时共享生产和管理领域信息,并向社会提供客货运及其他信息服务。在GSMPhase2+规范协议的高级语音呼叫功能:组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上,加入了基于位置寻址和功能寻址等功能,适用于铁路专用调度通信的需要。主要提供列车调度、养护维修作业通信、应急通信等语音通信功能,可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道。GSM-R网络平台可支持和发展的通信业务:
1.调度通信。调度通信主要指利用GSM-R网络平台,实现列车调度、货运调度、牵引供电车调度等功能。主要实现行车调度员、车站值班员和机车司机之间的通信,以及车站值班员、机车司机和运转车长(含不设运转车长的乘检)之间的通信,即“大三角”和“小三角”通信;
2.站场通信。站场通信指利用GSM-R网络平台,可实现在铁路车站(场)内进行作业指挥和业务联系,为站内流动作业人员与流动作业人员、固定作业人员之间提供的通信联络系统。主要有平面调车电话、驼峰作业电话、货运电话、列检电话、车号电话、商检电话等专用通信;
3.施工养路通信。施工养护通信是指利用GSM-R网络平台,可实现维修或施工临时组织的通信,主要用户包括维修或施工现场指挥人员、各工种(车务、机务、工务、电务、供电、车辆、等)单位在日常维护工作中所需的通信业务;
4.应急通信。应急通信是指在各种突发性事件中,利用GSM-R网络平台提供的无线通信业务,保证应急事件中的指挥和控制。应急通信中用户包括各级救援中心指挥人员、事件现场指挥人员及各工种(含车务、工务、电务、供电、水电、机务、车辆、安监等)作业人员、有关调度人员、车站值班员、助理值班员、机车司机、救援列车主任以及其他相关人员;
5.公安通信。公安通信是指利用GSM-R网络平台,为铁路公安部门进行突发事件处理和业务联系时提供安全、保密的通信手段。主要用户包括乘警、车站巡警、各级公安指挥人员等;
6.战备通信。战备通信是在发生局部战争或重大事件时,通过铁路既有有线、无线等多种通信手段,确保铁道部、铁路局、调度区段的通信通路畅通,确保调度中心、指挥所与现场的通信联络;
7.数据业务。GSM-R网络,通过叠加GPRS(通用分组无线业务)系统和添加具有内部互联功能的IWF,提供强大的数据业务功能。可支持的铁路无线数据业务主要有:控制数据、调度数据、监控数据、施工养护数据、应急通信数据、公众服务数据等
四、卫星通信
卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站来转发或反射无线电信号,在两个或多个地面站之间进行通信。它的主要优点是通信范围大、不受陆地灾害的影响,可靠性高、电路开通迅速、多址连接等,不过也存在成本高、传输延时大、传输带宽有限等不足。相对而言,比较适合铁路应急部门使用。
五、无线宽带WIMAX
WIMAX技术是一项于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。目前,在铁路通信系统中的最新应用成果就是中国神华能源股份有限公司的自主研发项目 -“WIMAX技术在铁路移动通信中的应用研究”。该项目自主研发了基于WIMAX无线宽带技术的机车同步操控通信、列尾通信、无线列调通信、视频监控等组成的铁路通信应用系统,在经过车载运行实验和室内动力分布实验后,经专家组检验,表明该系统可满足朔黄铁路运行的技术要求,具有创新性,技术成果达到国际领先水平。
铁路通信网是保证行车安全、提高运输效率的有力工具。铁路通信是以运输生产为重点,主要功能是实现行车和机车车辆作业的统一调度与指挥。但因铁路线路分散,支叉繁多,业务种类多样化,组成统一通信的难度较大。所以,在铁路通信系统中应当将各种现代化的通信技术有机结合,以保证行车安全、防止作业事故,提高运输效率,加速机车周转,以及改善服务质量等。
参考文献: