發(fā)布時間：2022-08-01 00:45:48
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的數(shù)字通信技術(shù)樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
在整個采樣值傳輸時序分布結(jié)構(gòu)當中，MU中對于采樣信號進行數(shù)字化處理過程當中時延問題能夠借助于信號調(diào)理時延予以處理，在此基礎(chǔ)產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換過程中的時延問題。這一時延在經(jīng)過FIR濾波器群延時處理之后會生成與MU采樣信號數(shù)字化處理時延相對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理時延，并在以太網(wǎng)控制器進行信號發(fā)送以及報文傳輸?shù)倪^程當中產(chǎn)生與之相對應(yīng)的時延。從這一角度上來說，在電力系統(tǒng)各類型設(shè)備電壓及電流信號自產(chǎn)生直至處理完成的全過程當中，高階FIR濾波器裝置所對應(yīng)的群延時問題是數(shù)據(jù)時延問題最為嚴重的一個階段。假定整個數(shù)據(jù)采樣周期的時間設(shè)定為50us，與之相對應(yīng)的一般性64階結(jié)構(gòu)FIR濾波器裝置所涉及到的群延時間則表現(xiàn)為1.5ms以上。從這一角度上來說，僅僅依賴于傳統(tǒng)意義上的插值運算是無法針對電流及電壓信號在采集、傳輸至處理全過程中所產(chǎn)生時延問題予以有效控制及補償?shù)?。在這一背景作用之下，應(yīng)當采取一種特殊的兩極同步處理方式，即首先借助于數(shù)字移相器裝置針對相位滯后信號進行前移處理，進而在應(yīng)用動態(tài)化二次拉格朗日插值計算的方式實現(xiàn)這部分滯后信號的精確性相位同步處理。在這一過程當中，需要重點關(guān)注如下兩個方面的問題。
（1）首先，在數(shù)字移相器進行滯后信號
遷移處理以及相位均衡的過程當中，由阻容網(wǎng)絡(luò)以及運算放大器裝置所構(gòu)成的整個超前移相很明顯，模擬移相器連續(xù)傳遞函數(shù)的取值同圖1中所示的電阻值R以及C均存在密切關(guān)系?；谝陨戏治?，通過對拉普拉斯變換復(fù)變量參數(shù)的引入與替代處理能夠獲取與系統(tǒng)連續(xù)信號對應(yīng)模擬角頻率以及拉普拉斯變換復(fù)變量虛部參數(shù)相關(guān)的移相器頻率特性傳遞函數(shù)。在針對相拼特性進行深入分析的過程當中不難發(fā)現(xiàn)，圖1中整個模擬移相器在進行數(shù)據(jù)同步處理過程當中所表現(xiàn)出的移相讀數(shù)始終維持在0°~180°范圍之內(nèi)。進而通過對校正系數(shù)的調(diào)節(jié)與計算，能夠在均方差最小原則的處理作用之下獲取頻域方差函數(shù)作用之下個點的min參數(shù)，最終能夠獲取數(shù)字同步處理中所需要的全通濾波器最優(yōu)化解。
（2）其次，借助于插值重采樣作業(yè)方式
實現(xiàn)整個電子式互感器中傳輸數(shù)據(jù)的同步處理是現(xiàn)階段應(yīng)用比較普遍的一種處理方式。MU能夠兼容接受PPS或是B格式碼。與此同時，F(xiàn)PGA支持下的數(shù)據(jù)同步模塊能夠?qū)㈤g隔時間在1s范圍之內(nèi)的同步脈沖頭進行均勻分割處理，并形成均勻性的4000個時間片。以上每個時間片的開始位置均與一個獨立的同步采樣脈沖信號相對應(yīng)。在此基礎(chǔ)之上，能夠?qū)⒋诉^程中所獲取的同步采樣脈沖信號作為基準參數(shù)并進行插值處理，借助于此種方式實現(xiàn)良好的采樣同步。特別值得注意的一點在于：為確保信號帶寬能夠在數(shù)字同步處理過程當中得到有效拓展，并實現(xiàn)對混疊誤差的有效控制，需要在高壓采集板運行過程當中引入采樣技術(shù)，同時在MU當中設(shè)計有抽取濾波器裝置，實現(xiàn)對采樣頻率的有效恢復(fù)。從某種程度上來說，建立在動態(tài)化二次拉格朗日差值運算基礎(chǔ)之上的差值分析能夠?qū)崿F(xiàn)4抽1模式的濾波抽取與差值計算。
2電子式互感器數(shù)字通信技術(shù)分析
結(jié)合信息模型分層分類思想方式，建立在IECE標準配置基礎(chǔ)之上的MU服務(wù)器基本模型結(jié)構(gòu)示意圖。從該MU服務(wù)器基本模型結(jié)構(gòu)示意圖當中不難發(fā)現(xiàn)：MU服務(wù)器模型在應(yīng)用過程當中將所涉及到的12路采集信號進行了兩路數(shù)據(jù)集的分配，與之相對應(yīng)的是差異性的采樣值控制塊綁定。在當前技術(shù)條件支持下，考慮到IEC標準配置對于測量值的發(fā)送以及保護值的發(fā)送要求存在一定的差異性，因此要求采樣值控制塊能夠?qū)崿F(xiàn)對與之相對應(yīng)電流信號以及電壓信號的集中式發(fā)送。實踐研究結(jié)果表明：在基于這一MU服務(wù)器模型應(yīng)用之下所表現(xiàn)出的數(shù)據(jù)信號集中式發(fā)送速率基本可以達到平均每秒4kbit單位。基于以上分析，在數(shù)字通信技術(shù)應(yīng)用過程特別需要關(guān)注的是對分布式采樣值控制塊的構(gòu)建。在當前技術(shù)條件支持下，采樣值控制塊讀寫操作以及報文傳輸操作這兩者之間存在著本質(zhì)性的差異性。報文傳輸操作能夠直接實現(xiàn)與以太網(wǎng)的連接，在簡化了操作步驟的同時使得報文傳輸?shù)膶崟r性要求較高。而對于采樣值控制塊而言，其從本質(zhì)上來說屬于全部A協(xié)議集與T協(xié)議集的映射，在MMS當中屬于復(fù)雜度最高的模塊。但在遠程控制功能以及在線監(jiān)測功能的作用之下，采樣值控制塊的應(yīng)用對于數(shù)字通信的實時性要求角度。在此基礎(chǔ)之上應(yīng)當構(gòu)建的IED對象與MMS對象之間的所表現(xiàn)出映射關(guān)系為。
3結(jié)束語
GMDSS由衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面無線電通信系統(tǒng)組成。它主要包括遇險報警與值守、搜救協(xié)調(diào)通信與救助現(xiàn)場通信、定位、海上安全信息播發(fā)、常規(guī)公眾業(yè)務(wù)通信及駕駛臺與駕駛臺間互通信等功能。作為SOLAS公約締約國，我國自1999年2月1日起要求符合SOLAS公約第一條要求的所有船舶和300總噸以上的貨船應(yīng)按要求強制配備GMDSS設(shè)備，中國船級社也對20米以上非公約尺度船舶配備GMDSS設(shè)備也做了相應(yīng)強制性規(guī)定。海岸電臺作為水上安全監(jiān)管和搜尋救助的重要環(huán)節(jié)，代表國家承擔了水上無線電通信系統(tǒng)中部分MF/HF/VHF通信工作，具體包括公益性的遇險安全值守及后續(xù)通信、常規(guī)公眾業(yè)務(wù)通信及海上安全信息播發(fā)等業(yè)務(wù)。
2.GMDSS復(fù)審與現(xiàn)代化進展
隨著近些年來通信和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，國際海事組織（IMO）和國際電信聯(lián)盟（ITU）積極推進水上遇險及安全通信領(lǐng)域新技術(shù)、政策和頻譜需求研究，以滿足航運界的日益增長的通信信息服務(wù)需求。
2. 1IMO相關(guān)工作進展
2008年IMO的無線電通信與搜救（COMSAR）分委會第12次會議首次提出審議GMDSS需求，2009年IMO的海安會（MSC）第86次會議批準了COMSAR第13次會議關(guān)于“開展對 GMDSS要素和程序復(fù)審問題范圍研究”的提案，并于次年的COMSAR第14次會議上成立特別工作組。按照該工作組計劃，已于2012年2月COMSAR第16次會議確定GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化研究范圍和任務(wù)；海安會第90次會議正式批準并啟動GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化項目。
該項目分為高級復(fù)審和詳細復(fù)審兩個階段，其中2012至2014年開展高級復(fù)審，高級復(fù)審包括：（1）對GMDSS已有九項功能進行復(fù)審；（2）對正在使用無線電通信優(yōu)先等級順序進行復(fù)審；（3）對海區(qū)劃分及設(shè)備配備需求進行復(fù)審；（4）對船舶類別差異性要求的審查；（5）對遇險通信和其他類型的通信分離審查等5個方面內(nèi)容。目前GMDSS高級復(fù)審已基本完成，高級復(fù)審報告在2015年導(dǎo)航、通信與搜救（NCSR）分委會第1次會議上已獲得通過。
在高級復(fù)審基礎(chǔ)上，2015至2017年計劃進行詳細復(fù)審，詳細復(fù)審包括：（1）GMDSS功能要求變化而帶來的要求及解決建議；（2）GMDSS遇險報警傳輸途徑與岸-岸通信；（3）用甚高頻（VHF）+衛(wèi)星替代中頻（MF）/高頻（HF）和數(shù)字選擇性呼叫（DSC）設(shè)備；（4）窄帶印制電報（NBDP）在GMDSS中的作用；（5）中高頻誤報警跟蹤調(diào)查機制；（6）結(jié)合IMO對e航海研究，以及ITU對無線電頻譜的研究，考慮未來水上甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)（VDES）的引入等15個方面內(nèi)容。
2.2 ITU相關(guān)工作進展
由于國際水上無線電通信技術(shù)主要由ITU無線電通信組（ITU-R）主導(dǎo)，NCSR分委會就GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化工作與ITU-R保持了密切聯(lián)系。ITU在2012年世界無線電通信大會上通過了與GMDSS復(fù)審與現(xiàn)代化工作密切相關(guān)的兩項重要議題
（1）359號決議審議頻譜劃分規(guī)則以支持IMO的GMDSS現(xiàn)代化和e航海戰(zhàn)略；
（2）360號決議審議有助于引入可能的新的通信技術(shù)應(yīng)用和新應(yīng)用方面的規(guī)則條款并考慮調(diào)整相應(yīng)的頻譜劃分，以改善水上無線電通信質(zhì)量。該決議建議在ITU-R研究結(jié)果基礎(chǔ)上修訂了國際《無線電規(guī)則》以引入更多水上無線電通信應(yīng)用。
3.GMDSS現(xiàn)代化背景下水上數(shù)字無線電通信技術(shù)
通過對IMO和ITU最新會議文件研究，筆者認為為滿足船舶從泊位到泊位間航行的通信信息服務(wù)需求，GMDSS復(fù)審及現(xiàn)代化必然將推動傳統(tǒng)水上無線電通信向著數(shù)字化，高帶寬，全覆蓋等方向不斷發(fā)展，進而形成新一代的水上無線電數(shù)字通信網(wǎng)。下面對ITU-R推薦的GMDSS現(xiàn)代化部分關(guān)鍵通信技術(shù)進行簡要探討。
3.1水上中頻安全信息數(shù)字廣播系統(tǒng)（NAVDAT）
根據(jù)ITU-R M.2010技術(shù)建議方案，中頻水上安全信息數(shù)字廣播系統(tǒng)（NAVDAT）是ITU-R推薦的基于中頻500kHz建立岸到船的（NAVDAT）數(shù)字通信技術(shù)方案。
NAVDAT采用10kHz帶寬發(fā)射，通過正交頻分復(fù)用數(shù)字調(diào)制技術(shù)，在16-QAM調(diào)制模式下，NAVDAT理論數(shù)據(jù)傳輸速率可達25kbps。考慮糾錯編碼率后實際傳輸速率約為18kbps，是現(xiàn)有航行警告電傳系統(tǒng)（NAVTEX）5 0 b p s的3 6 0倍，可有效解決當前NAVTEX系統(tǒng)因速率低導(dǎo)致的業(yè)務(wù)過載和及時性等不足。NAVDAT可播發(fā)包括文本、圖像、音頻、數(shù)據(jù)集等多種數(shù)據(jù)格式。實現(xiàn)對航行警告、氣象警告、搜救信息、海盜警告、遇險等優(yōu)先信息，氣象預(yù)報、波浪潮流信息、VTS交通信息、引航信息、航標信息、AIS報告等航行信息及電子海圖更新、港口信息和交通狀態(tài)圖等來自安全和可控的信息源的所有相關(guān)信息的廣泛播發(fā)，有效播發(fā)范圍約300海里，可實現(xiàn)對A1，A2海區(qū)覆蓋。
技術(shù)上，由于集成了船舶位置和水上移動識別碼（MMSI），NAVDAT支持一般性廣播、區(qū)域性廣播和選擇性廣播等多種播發(fā)方式，并在需要時可實現(xiàn)對授權(quán)用戶的加密廣播。此外，NAVDAT采用與NAVTEX類似的時隙分配方式，可重用現(xiàn)有的NAVTEX系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，并支持通過數(shù)字接口擴展，對GMDSS現(xiàn)代化的新通信應(yīng)用及信息服務(wù)提供了良好的開放性。
東海航海保障中心于2013年起開展NAVDAT試驗系統(tǒng)研究工作，并完成了電子海圖遠程更新傳輸試驗。東海航海保障中心已于2016年1月1日起在上海提供NAVDAT試運行服務(wù)；目前系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率約18kbps，并基本實現(xiàn)對A1，A2海區(qū)覆蓋。
3.2水上高頻數(shù)字化數(shù)據(jù)交換及電子郵件系統(tǒng)
根據(jù)ITU-R M.1798-1技術(shù)建議方案，水上高頻數(shù)字通信采用自適應(yīng)通信技術(shù)，能自動評價各信道通信質(zhì)量并根據(jù)信道通信質(zhì)量來選擇最佳工作信道，經(jīng)由高頻海岸電臺可實現(xiàn)與互聯(lián)網(wǎng)互通。它共推薦了三套技術(shù)方案。
（1）使用數(shù)字信號處理（DSP）技術(shù)和正交頻分多路傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)協(xié)議，可有效解決頻率選擇，頻譜使用等問題。該類高頻數(shù)字通信設(shè)備使用32個載波，4相位波形，中心頻率1700Hz。因為單一分載波帶寬小，能容忍中等衰減；故多載波方法可評估到衰退信道而不需要補償器，使得多載波的通信能夠簡單進行，設(shè)備缺點主要是是對頻偏和振蕩器相位噪聲較敏感。目前物理層原碼基本速率為1684bps。
（2）電子郵件系統(tǒng)（Global Link Network）基于Pactor-Ⅲ協(xié)議，使用18個子載波，物理層原碼基本速率為3600bps，頻道帶寬為3kHz雙工信道。
（3）寬帶高頻數(shù)字傳輸系統(tǒng)基于船舶通信互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議系統(tǒng)（Internet Protocol for Boat Communications），采用OFDM+xQAM或OFDM+QPSK調(diào)制方式，最佳傳輸速率為22kbps，頻道帶寬為10-20kHz的雙工通道。
高頻通信主要以天波方式靠電離層反射傳播，可實現(xiàn)數(shù)千公里遠程通信，故在通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，是海岸電臺遠距離通信保障的有效手段。南海航海保障中心2014進行了長達2000公里的高頻組網(wǎng)通信測試，完成了與移動電話的數(shù)字化語音、文本短信的高頻數(shù)字通信。
3.3VDES
根據(jù)ITU-R M.1842-1技術(shù)建議方案，VDES系統(tǒng)集成了自動識別系統(tǒng)（AIS）、特殊應(yīng)用報文（ASM）和寬帶甚高頻數(shù)據(jù)交換（VDE）三項功能，不僅能實現(xiàn)船-船、船-岸間的數(shù)據(jù)交換，還為未來實現(xiàn)衛(wèi)星與船舶的遠程雙向數(shù)字通信預(yù)留了空間。
該系統(tǒng)的優(yōu)點是在保障AIS已有功能應(yīng)用基礎(chǔ)上，通過ASM和VDE全面強化船舶通信的數(shù)據(jù)傳輸能力。具體來說VDES為不同內(nèi)容及格式的信息劃分了專用頻譜：與航行安全密切相關(guān)的船舶位置和航行狀態(tài)信息仍保留在AIS專用信道下，以減輕該信道負擔，并保證其不被占用；與導(dǎo)航無關(guān)的水文氣象等非安全信息由ASM承載，并為其配置兩個25kHz信道；而對于其他內(nèi)容更豐富、格式更靈活的信息則依托100kHz的雙頻信道由VDE完成傳輸，大大提高船-船及船-岸的數(shù)字通信速度。
對航海者來說，VDES系統(tǒng)對船舶位置報告和安全性相關(guān)信息給予最高優(yōu)先級，開辟專用頻段保障信息傳輸，其次是使用更靈活，航海者可根據(jù)需要主動向其他船舶、港口推送或定制信息，最后是依托信道調(diào)整使得信息傳輸速度極大提升，VDES系統(tǒng)的理論傳輸速率可達到307kbps。
4.結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】SDH數(shù)字微波通信；技術(shù)特點；應(yīng)用要點
對于同步數(shù)字體系可以縮寫為SDH，該網(wǎng)絡(luò)通信體系具有實時通信的基本特征，能夠精準傳輸數(shù)字微波信號，有效杜絕了數(shù)字微波通信中的延遲傳輸信息情況。在目前的數(shù)字微波通信體系全面建成實踐中，SDH的技術(shù)手段屬于數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)的核心傳輸技術(shù)，上述的數(shù)字微波通信體系包含傳輸系統(tǒng)分路站、系統(tǒng)中繼站與通信網(wǎng)絡(luò)樞紐，因而具有完整性與體系化的顯著特征。
一、SDH數(shù)字微波通信技術(shù)的基本內(nèi)涵
SDH的數(shù)字微波通信技術(shù)旨在運用數(shù)字通信系統(tǒng)來傳輸微波，然后運用系統(tǒng)解碼等處理措施來分析電磁波的傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容，進而實現(xiàn)數(shù)字化的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸信息目標[1]。作為電磁波的主要構(gòu)成部分來講，數(shù)字微波體現(xiàn)為傳輸頻率較高以及系統(tǒng)波長較短的特征，而數(shù)字通信系統(tǒng)本身具備較大系統(tǒng)容量、較強的直線傳播特征以及微波穿透特征。在此前提下，數(shù)字微波系統(tǒng)已經(jīng)被推廣于現(xiàn)階段的網(wǎng)絡(luò)數(shù)字通信技術(shù)領(lǐng)域。從技術(shù)本質(zhì)的角度來講，對于同步數(shù)字體系（SDH）可以表述為同步傳輸性的光網(wǎng)絡(luò)，該傳輸網(wǎng)絡(luò)在轉(zhuǎn)換原始的數(shù)字傳輸信號時，主要選擇同步復(fù)用與同步傳送的做法予以實現(xiàn)。在塊狀的系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)作用下，對于完整的SDH系統(tǒng)主要劃分為凈負荷區(qū)域、段開銷區(qū)域、管理單元區(qū)域等。在目前的同步數(shù)字系統(tǒng)構(gòu)成中，單元指針區(qū)具有管理整個網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的作用，并且設(shè)計為兆比特的系統(tǒng)傳輸速率計算單位。在傳輸數(shù)字信息速率最快的情況下，同步數(shù)字體系一般來講能夠確保達到每秒鐘9950 兆比特的信號傳輸速率[2]。圖1 為SDH的數(shù)字微波通信系統(tǒng)。
二、SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)的構(gòu)成要素
2.1 系統(tǒng)中繼站
數(shù)字微波通信的完整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須包含信息傳輸?shù)闹欣^站、信息換算與處理的樞紐站，以及系統(tǒng)分路站等。在上述的SDH系統(tǒng)模塊中，系統(tǒng)中繼站設(shè)有轉(zhuǎn)發(fā)、中轉(zhuǎn)與接收通信數(shù)據(jù)的功能，因此可以做到實時傳輸各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)。在微波幀的輔助下，系統(tǒng)中繼站可以通過連接各個終端模塊的方法來完成轉(zhuǎn)換信號與數(shù)據(jù)的全過程，并且具有傳輸功率放大、旁路運輸業(yè)務(wù)提取、信號頻率調(diào)制以及混頻發(fā)送的重要功能。
2.2 系統(tǒng)樞紐站
系統(tǒng)樞紐站主要連接于接收端與發(fā)送端的兩個關(guān)鍵系統(tǒng)模塊，因此具有信息傳輸樞紐的關(guān)鍵模塊地位[3]。通常情況下，通信系統(tǒng)中的樞紐站具有微波傳輸?shù)幕竟δ?，通過連接各個系統(tǒng)站點的方法來完成傳遞波形信號的目標。在系統(tǒng)樞紐站的范圍內(nèi)，不同站點的通信數(shù)據(jù)都能夠被全面匯總，進而對于實時性的系統(tǒng)干線與系統(tǒng)支線信息傳輸展開全面的監(jiān)控。此外，系統(tǒng)傳輸?shù)臉屑~站還能連接數(shù)字信號的接收端以及發(fā)送端，對于上述兩個系統(tǒng)運行端口進行必要的倒換處理，在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)字信息以及雙向接收數(shù)字信號的過程中實現(xiàn)傳輸信號的協(xié)調(diào)分配。由此可見，系統(tǒng)樞紐站以及系統(tǒng)中繼站二者具有緊密配合的聯(lián)系，對于實時性的微波數(shù)據(jù)完成相應(yīng)的傳輸操作[4]。
2.3 系統(tǒng)分路站
系統(tǒng)分路站被穿插于兩個不同的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模塊間，其中包含支干線與主干線的數(shù)據(jù)通信連接網(wǎng)絡(luò)。在分路站的作用下，公共聯(lián)絡(luò)站點可以得到合理的篩選與分配，進而對于完整的網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)與信號展開全面的匯總處理。從數(shù)字微波通信的目前運行狀況角度來講，系統(tǒng)分路站可以通過分集各個空間區(qū)域數(shù)據(jù)與信息的方法來傳輸實時性的數(shù)字微波信號，并且還能達到消除碼間干擾的系統(tǒng)傳輸處理效果。
三、SDH數(shù)字微波通信的技術(shù)運用要點
近些年以來，數(shù)字微波通信領(lǐng)域的SDH網(wǎng)絡(luò)通信手段已經(jīng)獲得推廣，技術(shù)人員將其運用于主干性的數(shù)字微波通信網(wǎng)絡(luò)中。數(shù)字微波通信的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)在SDH信息處理技術(shù)手段的支撐下，可以確保完成實時性的數(shù)字微波信息交互，體現(xiàn)為較高的系統(tǒng)信息安全傳輸級別[5]。例如對于光纖鏈路在進行信息匯總與處理時，如果選擇SDH的手段來進行信號篩選與處理，那么將會實現(xiàn)數(shù)字微波通信的良好信息處理效果，有效防止出現(xiàn)通信主干網(wǎng)絡(luò)或者光纖數(shù)據(jù)鏈路中斷運行的風險。具體來講，現(xiàn)階段的SDH微波通信數(shù)字化技術(shù)應(yīng)當包含如下的技術(shù)實現(xiàn)要點：
3.1XPIC的交叉極化技術(shù)
對于XPIC的系統(tǒng)處理手段可以稱為交叉極化的抵消干擾信號技術(shù)，該技術(shù)手段旨在確保經(jīng)過交叉極化運行處理后的干擾信號被全面消除，進而達到抵消數(shù)字傳輸運行干擾的目標。在目前的現(xiàn)狀下，技術(shù)人員對于多狀態(tài)的系統(tǒng)運行調(diào)制處理技術(shù)以及雙極化的系統(tǒng)頻率復(fù)用技術(shù)手段能夠?qū)⑵溥\用于SDH系統(tǒng)，充分滿足了較高的頻譜資源利用效率標準，有效擴大了傳輸數(shù)字微波的系統(tǒng)總體容量。由此可見，交叉極化的數(shù)字微波通信處理手段可以保證達到較好的系統(tǒng)信號處理以及信號傳輸效果。例如對于多經(jīng)衰落的常見數(shù)字信號傳輸衰減現(xiàn)象而言，運用上述的XPIC處理技術(shù)將會達到明顯消除多徑衰減現(xiàn)象的效果，提高了極化鑒別率。這是由于，正交信號能夠被交叉極化處理后的正價傳輸數(shù)據(jù)抵消，進而達到明顯縮減系統(tǒng)運行干擾數(shù)據(jù)強度的目標。在此過程中，技術(shù)人員首先應(yīng)當取出特定頻率的傳輸干擾數(shù)據(jù)信號，然后對其實施必要的數(shù)據(jù)合并操作，對于極化的系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)予以全面的抵消。
3.2 系統(tǒng)編碼調(diào)制的技術(shù)
在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的不同傳輸頻帶影響下，運用編碼調(diào)制處理手段得到的系統(tǒng)信號與數(shù)據(jù)處理結(jié)論也會表現(xiàn)為明顯的差異性。從當前的現(xiàn)狀來看，技術(shù)人員對于SDH專用的網(wǎng)絡(luò)傳輸信道應(yīng)當將其設(shè)計為特定的傳輸波道距離，對此可以稱為傳輸波道的間隔。例如對于每秒鐘傳輸160 兆比特的SDH網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來講，應(yīng)當將其設(shè)計為256 或者128QAM的系統(tǒng)調(diào)制參數(shù)。隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸兆比特數(shù)據(jù)的改變，相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)制運行參數(shù)也會表現(xiàn)為顯著變化的趨向。
3.3 網(wǎng)管技術(shù)與分集技術(shù)
系統(tǒng)網(wǎng)管技術(shù)也就是系統(tǒng)運行中的自動監(jiān)控技術(shù)，重點針對于各個傳輸數(shù)據(jù)的鏈路。在產(chǎn)生傳輸數(shù)據(jù)故障的情形下，運用網(wǎng)管技術(shù)手段可以確保完整提取故障產(chǎn)生的原因數(shù)據(jù)、聲光報警數(shù)據(jù)以及故障所在區(qū)域位置的數(shù)據(jù)，便于技術(shù)人員針對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸故障給予適當處理。除此以外，分集處理的技術(shù)手段旨在實現(xiàn)傳輸信號質(zhì)量提升的目標，尤其適用于廣泛收集各類系統(tǒng)空間運行信息、角度處理信息以及路由信息數(shù)據(jù)的過程中。3.4 時域與頻域的自適應(yīng)均衡處理技術(shù)系統(tǒng)時域與系統(tǒng)頻域數(shù)據(jù)在自適應(yīng)技術(shù)手段的輔助下，將會達到較好的均衡運行效果，對于上述技術(shù)可以稱為時域與頻域的自適應(yīng)均衡處理技術(shù)手段。然而在很多的情況下，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸處理環(huán)節(jié)將會遇到碼間干擾，因此技術(shù)人員必須致力于消除潛在的碼間干擾風險，進而達到降低選擇性傳輸數(shù)據(jù)衰減的目標。在對抗多經(jīng)衰落現(xiàn)象的過程中，技術(shù)人員對于現(xiàn)有的系統(tǒng)運行信號調(diào)制與處理方式有必要進行更改，充分運用自適應(yīng)均衡的數(shù)據(jù)傳輸處理手段予以實現(xiàn)。下表1 為SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)的基本運行參數(shù)。
四、結(jié)束語：
經(jīng)過分析可見，數(shù)字微波通信的SDH技術(shù)目前可以被劃分為交叉極化技術(shù)、編碼調(diào)制的技術(shù)、網(wǎng)管與分集處理技術(shù)、時域頻域的自適應(yīng)處理技術(shù)等。與原有的通信網(wǎng)絡(luò)運行模式相比，建立在SDH前提下的數(shù)字微波通信系統(tǒng)可以確保更好的數(shù)字信息傳輸效率，在節(jié)約數(shù)字微波網(wǎng)絡(luò)通信運行時間成本的同時，充分保證了數(shù)字微波通信的信息延時達到最低程度，合理設(shè)置系統(tǒng)波道間隔。
參考文獻
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[2]汪海，王羽中，汪源.分析數(shù)字微波視頻監(jiān)控通信系統(tǒng)的設(shè)計與運用[J].電子測試，2018(20):54-55.
[3]張國榮.SDH數(shù)字微波通信中頻率選擇性衰落的對抗技術(shù)[J].數(shù)字通信世界，2018(09):62.
1.基本概念介紹
為了便于厘清量子通信技術(shù)的相關(guān)概念，本文基于量子行業(yè)曲線linkindustryDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2022.11.002可替代度影響力行業(yè)關(guān)聯(lián)度技術(shù)的發(fā)展以及相關(guān)概念內(nèi)在的聯(lián)系，下面著重對量子、量子通信、量子密鑰分發(fā)以及量子保密通信的概念分別予以闡述。
1.1量子
普朗克提出了光輻射的能量是非連續(xù)的，而是一份一份的，對于頻率為ν的電磁波，這一份能量為hν，其中，h為普朗克常數(shù)。這一份能量就是電磁波在頻率ν下的最小能量。隨著頻率的不同，這個最小能量也不同，普朗克稱這個最小能量為“量子”（Quantum）。愛因斯坦看到了普朗克的量子假說后，更進一步地認為，電磁波本質(zhì)上就是由一份一份的能量組成的，他稱為光量子，也就是光子（Photon）。
1.2量子通信
20世紀90年代以后，隨著對量子等微觀粒子的不斷調(diào)控，當人們將基于經(jīng)典物理學描述過程的信息傳輸變換成基于量子力學描述和操控的過程時，便催生出了一種新的通信方式：量子通信。量子通信不應(yīng)該簡單地從字面意思理解為通過量子來通信，真正的“量子通信”的含義應(yīng)是利用量子態(tài)作為信息載體來進行信息交互的通信技術(shù)?，F(xiàn)階段，量子通信的一種典型應(yīng)用是量子密鑰分發(fā)（QuantumKeyDistribution，QKD），量子密鑰分發(fā)可用來實現(xiàn)經(jīng)典信息的安全傳輸。
1.3量子密鑰分發(fā)
量子密鑰分發(fā)作為量子通信的典型應(yīng)用之一，是最先實用化起來的量子信息技術(shù)。現(xiàn)有實際的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)主要采用的是由IBM的C.H.Bennett和G.Brassard在1984提出的BB84協(xié)議，其與經(jīng)典密碼體制不同，量子密鑰分發(fā)是基于量子力學的基本原理，能夠保證密鑰的安全性，這種安全性在學術(shù)界稱為“信息理論安全”或者“無條件安全”，是經(jīng)過嚴格的數(shù)學證明的。因此，量子密鑰分發(fā)能夠在空間上分隔的用戶之間以信息理論安全的方式共享密鑰。1.4量子保密通信量子密鑰分發(fā)可以通過對量子態(tài)的傳輸和測量，為經(jīng)典數(shù)字通信建立牢不可破的量子密鑰，為經(jīng)典信息的加密服務(wù)提供安全性保證，因此，可以將QKD技術(shù)作為密鑰分發(fā)功能組件，結(jié)合適當?shù)拿荑€管理、安全的密碼算法和協(xié)議而形成的加密通信安全解決方案定義為量子保密通信。目前，以量子密鑰分發(fā)為核心的量子保密通信已是量子通信領(lǐng)域的主要發(fā)展方向?；谇懊娴慕榻B，我們可以清晰地理出量子密鑰分發(fā)、量子通信和量子保密通信的層次關(guān)系，如圖1所示。
2.專利技術(shù)布局分析
近年來，國內(nèi)外對量子通信技術(shù)日益重視，紛紛加大對相關(guān)技術(shù)的研發(fā)力度，圖2、圖3、圖4、圖8、圖9分別展示的全球/中國量子通信行業(yè)規(guī)模以及量子通信技術(shù)的專利申請量和專利申請人態(tài)勢的持續(xù)增長均可見一斑。我們通過對國際專利分類體系（IPC）和聯(lián)合專利分類體系（CPC）中的與量子通信相關(guān)的分類號進行統(tǒng)計分析，得出與量子通信技術(shù)相關(guān)的分類號主要集中在H04L9、H04B10。其中H04L9主要描述的是量子密碼相關(guān)的密碼、密鑰的產(chǎn)生、共享或更新，H04B10主要描述的是量子通信的傳輸系統(tǒng)。通過對H04L9下的專利統(tǒng)計分析，將其技術(shù)分支劃分為量子密鑰分發(fā)、量子秘密共享、量子隱形傳態(tài)、量子安全直接通信、量子簽名、量子隨機數(shù)發(fā)生器。通過對H04B10下的專利統(tǒng)計分析，將其技術(shù)分支劃分為信號生成、信號探測、信號調(diào)制。通過對上述技術(shù)分支進行統(tǒng)計，不難看出量子密鑰分發(fā)、量子簽名和信號探測三個技術(shù)分支的相關(guān)專利申請居前，從側(cè)面也說明這三個技術(shù)分支是目前量子通信技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點和關(guān)注所在。下面選取了量子通信技術(shù)中的量子密鑰分發(fā)和信號探測兩個熱點技術(shù)分支來著重了解一下。
2.1關(guān)鍵技術(shù)之密鑰分發(fā)
通過對量子密鑰分發(fā)技術(shù)的專利進行統(tǒng)計，由圖6可知在全球和中國該關(guān)鍵技術(shù)近年來保持增長態(tài)勢。聚焦到該細分技術(shù)領(lǐng)域的專利分析后，發(fā)現(xiàn)目前針對該技術(shù)分支的研究的關(guān)注焦點主要集中在：（1）離散變量量子密鑰分發(fā)DV-QKD的改進。如CN213879845U中采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了一種三用戶TF-QKD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，對現(xiàn)有的只是兩用戶的量子通信TF-QKD協(xié)議進行改進，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)；（2）連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)CV-QKD的改進。如CN107682144A中優(yōu)化現(xiàn)有的信息調(diào)制技術(shù)，改進數(shù)據(jù)后處理流程，提高后處理的數(shù)據(jù)處理速度，提高CV-QKD系統(tǒng)的密鑰率。在DV-QKD技術(shù)方面，尤其是雙場量子密鑰分發(fā)協(xié)議（Twin-FieldQuantumKeyDistribution，TF-QKD）的提出使得整個QKD傳輸系統(tǒng)的性能，尤其是數(shù)據(jù)傳輸能力，得到了顯著提高，而CV-QKD技術(shù)在成本和集成度方面優(yōu)勢明顯?；谀壳癈V-QKD技術(shù)和DV-QKD技術(shù)在安全傳輸距離方面存在的差異，以及兩者由于固有的特點在應(yīng)用場景上的不同側(cè)重，使得兩者可以形成很好的互補關(guān)系，從而具備了構(gòu)建商業(yè)化系統(tǒng)的條件。當前國內(nèi)在DV-QKD方面的研究機構(gòu)主要有國盾量子、九州量子、國騰量子、華南師范大學、中國科學技術(shù)大學、安徽問天量子科技；在CV-QKD方面的研究機構(gòu)主要有循態(tài)量子、華為、烽火通信、北京大學、北京郵電大學。
2.2關(guān)鍵技術(shù)之信號探測
通過對信號探測技術(shù)的專利進行統(tǒng)計，由圖7可知在全球和中國該關(guān)鍵技術(shù)近年來同樣保持增長態(tài)勢。聚焦到該細分技術(shù)領(lǐng)域的專利分析后，發(fā)現(xiàn)目前針對該技術(shù)分支研究的關(guān)注焦點主要集中在：（1）探測效率的改進。如CN112929170A中引入本地本振強光，避免接收機的探測效率變低，提高系統(tǒng)的成碼率。（2）系統(tǒng)設(shè)計的改進。如CN107196758A中提供一種單光子探測方法，通過對同步信號進行相位切換和分段延時掃描的方式達到單光子信號的正周期延時，降低系統(tǒng)的冗余度。目前，單光子探測技術(shù)是量子通信系統(tǒng)中接收端探測微弱量子信號的主流技術(shù)，其中的超導(dǎo)納米線單光子探測（superconductingnanowiresinglephotondetector，SNSPD）技術(shù)具備低暗計數(shù)、高量子探測效率等優(yōu)異特性，成為量子通信系統(tǒng)信號接收端重點關(guān)注對象。2021年7月5日，中科大潘建偉團隊在預(yù)印本arXiv上公開了113個光子的量子計算機原型機“九章2.0”，在實現(xiàn)“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解的同時，其中的一項核心技術(shù)SNSPD，使得平均系統(tǒng)探測效率達到了83%。
2.3量子通信技術(shù)的創(chuàng)新主體情況
從全球范圍的量子通信技術(shù)專利布局情況來看，目前國內(nèi)走在前列的創(chuàng)新主體有：九州量子、神州量子、安徽問天、國盾量子、如般量子、中國科學技術(shù)大學、北京郵電大學、華南師范大學、中國電子科技集團公司電子科學研究院、阿里巴巴。國外的創(chuàng)新主體主要分布在美國、歐洲、日本、韓國，包括：日本的東芝公司、日本電信電話株式會社、三菱株式會社、日本電氣株式會社，美國的MagiQ技術(shù)公司、惠普、谷歌，芬蘭的諾基亞，英國電信集團，韓國電子通信研究院、韓國科學技術(shù)院。
3.未來發(fā)展展望
【關(guān)鍵詞】移動通信數(shù)字技術(shù)；互聯(lián)網(wǎng)；發(fā)展；策略
互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展衍生了多種技術(shù)，移動數(shù)字化技術(shù)就是其中一種。移動通信數(shù)字技術(shù)具有個性化特征，是為了滿足用戶需求而出現(xiàn)的一種技術(shù)，將其融入移動互聯(lián)網(wǎng)中，可以使互聯(lián)網(wǎng)和移動通信達到一個新高度。
一、移動通信數(shù)字化技術(shù)的特點
信息科技不斷發(fā)展的今天，我國移動通信數(shù)字化技術(shù)開始應(yīng)用于各個領(lǐng)域。使網(wǎng)絡(luò)的接入變得方便，用戶可以在網(wǎng)上上傳和分享新的內(nèi)容，豐富了人們的娛樂生活。當然，對于移動互聯(lián)網(wǎng)的安全性和高效性有了新的要求，隨著數(shù)字通信時代的到來，網(wǎng)絡(luò)運營商單一的服務(wù)方式已經(jīng)不能滿足用戶的需求，而是要采取多樣化的、個性化的服務(wù)。這些新的研究就是移動互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的方向，網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展時期，新的科技通信系統(tǒng)應(yīng)運而生，就是移動數(shù)字化技術(shù)。該技術(shù)秉承著新的科技、新的服務(wù)的理念，從客戶需求出發(fā)，具有先進性和高效性。數(shù)字移動通信技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中的特點還包括新媒體帶來了新的社會體驗。數(shù)字化技術(shù)包括移動新媒體的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)融合業(yè)務(wù)的出現(xiàn)以及分用戶服務(wù)，移動通信數(shù)字化技術(shù)將進一步促進網(wǎng)絡(luò)改革，基于物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將不斷涌現(xiàn)。
二、移動通信數(shù)字化技術(shù)分析
互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字技術(shù)主要表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)技術(shù)、帶寬調(diào)整技術(shù)、數(shù)字監(jiān)管技術(shù)等。我們對其進行具體的分析如下。2.1網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)技術(shù)無線網(wǎng)絡(luò)雖然可以實現(xiàn)全覆蓋，但是這樣不僅影響信號質(zhì)量，同時還帶來資源浪費。所謂網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)技術(shù)是將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)運行過程中的所有優(yōu)質(zhì)技術(shù)進行整合，保證網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以得到合理的應(yīng)用。并且不同的用戶還可以根據(jù)自己的需求選擇網(wǎng)絡(luò)，增加了網(wǎng)絡(luò)的個性化服務(wù)功能。也使單個用戶的訪問帶寬增加，降低了系統(tǒng)設(shè)計與維護成本。2.2移動帶寬調(diào)整技術(shù)4G網(wǎng)要快速發(fā)展，需要新媒體等高容量設(shè)備的支持，要實現(xiàn)這一點，應(yīng)在設(shè)計中增加容錯量，并提高信道的抗干擾強度。延長帶寬是降低干擾，保證用戶使用需求的手段之一，而帶寬的降低則需要必要的帶寬調(diào)整技術(shù)。對資源進行有效的利用與調(diào)整，使用戶的帶寬可以遠大于當前網(wǎng)絡(luò)可提供帶寬。隨著智能無線技術(shù)的出現(xiàn)，移動帶寬調(diào)整技術(shù)的實現(xiàn)具有可行性，目前常用的帶寬調(diào)整技術(shù)包括分布天線技術(shù)和智能天線技術(shù)。2.3互聯(lián)網(wǎng)移動通信監(jiān)控技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)移動通信監(jiān)控技術(shù)是為了保證移動互聯(lián)網(wǎng)的可控性，尤其是網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。利用互聯(lián)網(wǎng)移動通信監(jiān)控技術(shù)確保運營商和政府對于網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)的監(jiān)控，對干擾因素進行排除，對網(wǎng)絡(luò)中的不良行為進行監(jiān)管和懲罰，從而確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。與此同時，利用該技術(shù)還可以提供人性化管理策略。降低負面影響、設(shè)計并實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)的智能化。
三、移動通信數(shù)字化技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中的發(fā)展策略
1、制度創(chuàng)新將成為互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新的重要手段。移動數(shù)字化技術(shù)作用的發(fā)揮促進了互聯(lián)網(wǎng)改革，而要完成這一改革過程，必須從制度改革。設(shè)計更高效、成本更低的產(chǎn)品。確?；靖采w的合理性，制度創(chuàng)新的核心是強調(diào)并實現(xiàn)移動無線網(wǎng)的服務(wù)特征。突出互聯(lián)網(wǎng)給使用者帶來的服務(wù)。技術(shù)不再是影響移動通信運營商發(fā)展的主要問題，而服務(wù)質(zhì)量則會成為影響通信業(yè)發(fā)展的主要因素，因此必須從制度上進行改革。建立完善的服務(wù)體系。解決客戶問題，減少客戶投訴。2、實現(xiàn)移動產(chǎn)業(yè)鏈的資源整合。移動通信技術(shù)更新過程中，一部分企業(yè)獲得收益，而與其無關(guān)的一些企業(yè)很可能會倒閉。這不利于中國經(jīng)濟的整體發(fā)展。對于移動通信數(shù)字化技術(shù)發(fā)展而言，要實現(xiàn)集體創(chuàng)新。減少技術(shù)壟斷，正確的將產(chǎn)品商業(yè)化，在移動通信發(fā)展過程中，4G網(wǎng)具有融合性特征整合資源對其發(fā)展來說，無疑具有積極意義。因此應(yīng)深化政府改革，引導(dǎo)政府建立移動通信產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化資源利用度，滿足以混合異構(gòu)為特征的4G網(wǎng)發(fā)展需求。3、資源的規(guī)劃與重組。4G網(wǎng)在發(fā)展過程中，頻帶、信道編碼和性能均有所不同，要適應(yīng)數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，還應(yīng)采用數(shù)字并行計算原則，采用多模塊終端用戶數(shù)據(jù)分析法確保移動數(shù)據(jù)運行的邏輯性。但是，這一技術(shù)還處于理論之中，由于資源分配方案無法滿數(shù)字傳輸技術(shù)而導(dǎo)致頻譜不合理。尤其是在無線通信數(shù)字技術(shù)發(fā)展初期，制定的創(chuàng)新慢，技術(shù)的核心存在漏洞?？梢?，對其進行資源規(guī)劃和重組是必要的。
四、總結(jié)
經(jīng)濟的發(fā)展使人們對生活質(zhì)量的追求提高。移動數(shù)字通信技術(shù)是典型的通信技術(shù)，給人們的生活和工作帶來了極大的方便。但是數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展與革新還存在一定的空間，未來無線移動通信技術(shù)將進一步革新，移動通信技術(shù)的智能化也將成為一種趨勢。在這一期間，設(shè)計人員應(yīng)不斷的進行技術(shù)更新，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻
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雖然目前公眾媒體將無線通信炒的很熱,但這個領(lǐng)域從1897年馬可尼成功演示無線電波開始,已經(jīng)有超過一百年的。到1901年就實現(xiàn)了跨大西洋的無線接收,表明無線通信技術(shù)曾經(jīng)有過一段快速發(fā)展時期。在之后的幾十年中,眾多的無線通信系統(tǒng)生生滅滅。
20世紀80年代以來,全球范圍內(nèi)移動無線通信得到了前所未有的發(fā)展,與第三代移動通信系統(tǒng)(3g)相比,未來移動通信系統(tǒng)的目標是,能在任何時間、任何地點、向任何人提供快速可靠的通信服務(wù)。因此,未來無線移動通信系統(tǒng)應(yīng)具有高的數(shù)據(jù)傳輸速度、高的頻譜利用率、低功耗、靈活的業(yè)務(wù)支撐能力等。但無線通信是基于電磁波在自由空間的傳播來實現(xiàn)傳輸?shù)?。信號在無線信道中傳輸時,無線頻率資源受限、傳輸衰減、多徑傳播引起的頻域選擇性衰落、多普勒頻移引起的時間選擇性衰落以及角度擴展引起的空間選擇性衰落等都使得無線鏈路的傳輸性能差。和有線通信相比,無線通信主要由兩個新的問題。一是通信行道經(jīng)常是隨時間變化的,二是多個用戶之間常常存在干擾。無線通信技術(shù)還需要克服時變性和干擾。由于這個原因,無線通信中的信道建模以及調(diào)制編碼方式都有所不同。
1.無線數(shù)字通信中盲源分離技術(shù)分析
盲源分離(bss:blind source separation),是信號處理中一個傳統(tǒng)而又極具挑戰(zhàn)性的問題,bss指僅從若干觀測到的混合信號中恢復(fù)出無法直接觀測的各個原始信號的過程,這里的“盲”,指源信號不可測,混合系統(tǒng)特性事先未知這兩個方面。在研究和工程應(yīng)用中,很多觀測信號都可以看成是多個源信號的混合,所謂“雞尾酒會”問題就是個典型的例子。其中獨立分量分析ica(independent component analysis)是一種盲源信號分離方法,它已成為陣列信號處理和數(shù)據(jù)分析的有力工具,而bss比ica適用范圍更寬。目前國內(nèi)對盲信號分離問題的研究,在理論和應(yīng)用方面取得了很大的進步,但是還有很多的問題有待進一步研究和解決。盲源分離是指在信號的理論模型和源信號無法精確獲知的情況下,如何從混迭信號(觀測信號)中分離出各源信號的過程。盲源分離和盲辨識是盲信號處理的兩大類型。盲源分離的目的是求得源信號的最佳估計,盲辨識的目的是求得傳輸通道混合矩陣。盲源信號分離是一種功能強大的信號處理方法,在醫(yī)學信號處理,陣列信號處理,語音信號識別,圖像處理及移動通信等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
根據(jù)源信號在傳輸信道中的混合方式不同,盲源分離算法分為以下三種模型:線性瞬時混合模型、線性卷積混合模型以及非線性混合模型。
1.1 線性瞬時混合盲源分離
線性瞬時混合盲源分離技術(shù)是一項產(chǎn)生、研究最早,最為簡單,理論較為完善,算法種類多的一種盲源分離技術(shù),該技術(shù)的分離效果、分離性能會受到信噪比的影響。盲源分離理論是由雞尾酒會效應(yīng)而被人們提出的,雞尾酒會效應(yīng)指的是雞尾酒會上,有聲、談話聲、腳步 聲、酒杯餐具的碰撞聲等,當某人的注意集中于欣賞音樂或別人的談話,對周圍的嘈雜聲音充耳不聞時,若在另一處有人提到他的名字,他會立即有所反應(yīng),或者朝 說話人望去,或者注意說話人下面說的話等。該效應(yīng)實際上是聽覺系統(tǒng)的一種適應(yīng)能力。當盲源分離理論提出后很快就形成了線性瞬時混合模型。線性瞬時混合盲源分離技術(shù)是對線性無記憶系統(tǒng)的反應(yīng),它是將n個源信號在線性瞬時取值混合后,由多個傳感器進行接收的分離模型。
20世紀八、九十年代是盲源技術(shù)迅猛發(fā)展的時期,在1986年由法國和美國學者共同完了將兩個相互獨立的源信號進行混合后實現(xiàn)盲源分離的工作,這一工作的成功開啟了盲源分離技術(shù)的發(fā)展和完善。在隨后的數(shù)十年里對盲源技術(shù)的研究和創(chuàng)新不斷加深,在基礎(chǔ)理論的下不斷有新的算法被提出和運用,但先前的算法不能夠完成對兩個以上源信號的分離;之后在1991年,法國學者首次將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到盲源分離問題當中,為盲源分離提出了一個比較完整的框架。到了1995年在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上盲源分離技術(shù)有了突破性的進展,一種最大化的隨機梯度學習算法可以做到同時分辨出10人的語音,大大推動了盲源分離技術(shù)的發(fā)展進程。
1.2 線性卷積混合盲源分離
相比瞬時混合盲源分離模型來說,卷積混合盲源分離模型更加復(fù)雜。在線性瞬時混合盲源分離技術(shù)不斷發(fā)展應(yīng)用的同時,應(yīng)用中也有無法準確估計源信號的問題出現(xiàn)。常見的是在通信系統(tǒng)中的問題,通信系統(tǒng)中由于移動客戶在使用過程中具有移動性,移動用戶周圍散射體會發(fā)生相對運動,或是交通工具發(fā)生的運動都會使得源信號在通信環(huán)境中出現(xiàn)時間延遲的現(xiàn)象,同時還造成信號疊加,產(chǎn)生多徑傳輸。正是因為這樣問題的出現(xiàn),使得觀測信號成為源信號與系統(tǒng)沖激響應(yīng)的卷積,所以研究學者將信道環(huán)境抽象成為線性卷積混合盲源分離模型。線性卷積混合盲源分離模型按照其信號處理空間域的不同可分為時域、頻域和子空間方法。
1.3 非線性混合盲源分離
非線性混合盲源分離技術(shù)是盲源分離技術(shù)中發(fā)展、研究最晚的一項,許多理論和算法都還不算成熟和完善。在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中或是麥克風錄音時,都會由于乘性噪聲、放大器飽和等因素的影響造成非線性失真。為此,就要考慮非線性混合盲源分離模型。非線性混合模型按照混合形式的不同可分為交叉非線性混合、卷積后非線性混合和線性后非線性混合模型三種類型。在最近幾年里非線性混合盲源分離技術(shù)受到社會各界的廣泛關(guān)注,特別是后非線性混合模型。目前后非線性混合盲源分離算法中主要有參數(shù)化方法、非參數(shù)化方法、高斯化方法來抵消和補償非線性特征。
2.無線通信技術(shù)中的盲源分離技術(shù)
在無線通信系統(tǒng)中通信信號的信號特性參數(shù)復(fù)雜多變,實現(xiàn)盲源分離算法主要要依據(jù)高階累積量和峭度兩類參數(shù)。如圖一所示,這是幾個常見的通信信號高階累積量。
在所有的通信系統(tǒng)中,接收設(shè)備處總是會出現(xiàn)白色或是有色的高斯噪聲,以高階累積量為準則的盲源分離技術(shù)在處理這一問題時穩(wěn)定性較強,更重要的是對不可忽略的加性高斯白噪聲分離算法同時適用。因此,由高階累積量為準則的盲源分離算法在通信系統(tǒng)中優(yōu)勢明顯。
分離的另一個判據(jù)就是峭度,它是反映某個信號概率密度函數(shù)分布情況與高斯分布的偏離程度的函數(shù)。峭度是由信號的高階累積量定義而來的,是度量信號概率密度分布非高斯性大小的量值。
關(guān)鍵詞：鐵路數(shù)字集群通信系統(tǒng)；GSM-R；TETRA；數(shù)字信令；語言數(shù)字；通信網(wǎng)絡(luò)
中圖分類號：U285 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）32-0089-04
集群系統(tǒng)是一種具有交換和控制雙重功能的專用移動通信調(diào)度系統(tǒng)，這將使一個國家最先進的通信技術(shù)和微加工技術(shù)緊密結(jié)合，許多連同少量的用戶通道合理地將集群控制器的信道分配給用戶，在許多用戶共用一個通道數(shù)互相不干擾的情況下，使專用移動通信系統(tǒng)發(fā)展到高級階段。它的主要特點是連接時間短、高優(yōu)先級的集群系統(tǒng)共享資源，可以提供備用和應(yīng)急電話、有線電話網(wǎng)、語音加密、支持傳真數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的互操作性。
1 集群制式的移動通信網(wǎng)絡(luò)
專用無線移動通信系統(tǒng)也經(jīng)常被使用在集群中的標準（也被稱為大區(qū)）的移動通信網(wǎng)絡(luò)中，例如，GSM-R（鐵路移動通信全球系統(tǒng)）是在調(diào)度的移動通信系統(tǒng)的鐵路集成提到的，是專門為鐵路通信設(shè)計的數(shù)字移動通信系統(tǒng)。這是增加的8時隙200kHz帶寬TDMA調(diào)度通信功能構(gòu)成的一個集成專用移動通信系統(tǒng)的GSM蜂窩系統(tǒng)上的多種方式。用GSM基礎(chǔ)設(shè)施提供先進的語音通話服務(wù)，以獨特的鐵路調(diào)度服務(wù)和信息技術(shù)作為一個平臺，使鐵路部門實現(xiàn)鐵路管理信息都共享在這個平臺上。GSM-R系統(tǒng)是基于GSM規(guī)格的協(xié)議，優(yōu)先級組呼，廣播呼叫鐵路運輸調(diào)度通信功能，適用于鐵路通信的需求。為了完成功能的調(diào)度通信，GSM-R系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)是不同的組呼叫寄存器（GCR）是在其結(jié)構(gòu)中增加。更重要的是，GSM-R系統(tǒng)除了具有語音傳輸功能具有數(shù)據(jù)傳輸功能，它可以實現(xiàn)機車主板計算機結(jié)合GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)，控制列車和地面之間的距離，實時傳輸火車信息，確保列車安全的目的。因此，鐵路運輸指揮調(diào)度通信系統(tǒng)GSM-R網(wǎng)絡(luò)關(guān)閉其網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)需求的調(diào)度通信，具有安全性和實時性等特點，只需要有限的互操作性，這是與外部的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)鐵路運輸指揮和業(yè)務(wù)需求。鐵路專用電話網(wǎng)，鐵路網(wǎng)互連的各種MIS信息，在一定程度上，可以與公共網(wǎng)絡(luò)互連互通，保證各類業(yè)務(wù)之間的順序開展。
2 GSM-R的組成及特點
從集群通信的角度來看，GSM-R是基于GSM技術(shù)在公共網(wǎng)絡(luò)上的調(diào)度通信功能，是專門用于鐵路無線通信數(shù)字集群通信系統(tǒng)的整合。其突出的特點是從自動列車控制信息傳輸?shù)母咚勹F路調(diào)度通信的語音通信到統(tǒng)一的無線通信平臺。這是一個全功能的、高效的通信系統(tǒng)集成先進的通信信號。GSM-R可提供包括列車調(diào)度通信、貨運調(diào)度通信、牽引變電調(diào)度通信、調(diào)度和專用通信站通信、應(yīng)急通信、施工養(yǎng)護通信和交叉通信等功能。
GSM-R能滿足列車運行速度500公里每小時安全的無線通信的要求。GSM-R通信系統(tǒng)由6個子系統(tǒng)：切換子系統(tǒng)（SSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、操作和維護子系統(tǒng)（OMC）、通用分組無線電服務(wù)子系統(tǒng)（GPR）、終端子系統(tǒng)和移動智能網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（IN）中的網(wǎng)關(guān)構(gòu)成，并通過切換子系統(tǒng)（SSS）的網(wǎng)關(guān)移動交換中心（GMSC），以實現(xiàn)所述互連和所述電路的其他的通信網(wǎng)絡(luò)的操作，通過通用分組無線服務(wù)系統(tǒng)（GPRS）支持節(jié)點（GGSN），以實現(xiàn)與其他分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的互操作性。GSM-R通信系統(tǒng)包括：交換機、基站、機車通信設(shè)備、移動電話和其他設(shè)備。開關(guān)是GSM-R系統(tǒng)的核心，其主要的CPU處理器和各種功能模塊包括：CPU處理器、交換結(jié)構(gòu)、內(nèi)部總線、雙備份配置。這雙備份的硬件結(jié)構(gòu)和完整的軟件系統(tǒng)具有很高的可靠性，專門開發(fā)用于鐵路通信系統(tǒng)的基站覆蓋范圍的要求，特別適用于惡劣的自然環(huán)境和無人值守的鐵路沿線的類型。GSM-R網(wǎng)絡(luò)，它就像普通的GSM手機一樣能進行語音通話，但也具備增加鐵路運輸專用調(diào)度通信的功能，甚至能夠無線傳輸圖像和數(shù)據(jù)信息。GSM-R鐵路綜合數(shù)字移動通信系統(tǒng)與GPS衛(wèi)星定位技術(shù)相結(jié)合，以實現(xiàn)通信和信號技術(shù)的深度融合。電子地圖和衛(wèi)星定位技術(shù)相結(jié)合，使工作人員遠在千里之外就能對列車運行狀態(tài)一目了然。
為了滿足鐵路傳輸?shù)母呖煽啃?，覆蓋范圍、服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)的可用性是一個重要的鐵路通信系統(tǒng)。GSM-R系統(tǒng)使用了獨特的算法和小區(qū)規(guī)劃，成功地克服因信號失真引起的過高的速度，以減少信道切換，從而大大提高了通信系統(tǒng)的可靠性。GSM-R系統(tǒng)在該地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，能有效利用現(xiàn)有資源。根據(jù)現(xiàn)有鐵路系統(tǒng)的機房條件、供電能力、傳輸條件，鐵路系統(tǒng)的使用接下來要考慮的是基站站點易于維護，并提供廣泛的網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案，以滿足鐵路覆蓋。同時含有平面也可用于覆蓋和含有鏈覆蓋網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域和覆蓋全國的GSM-R系統(tǒng)可以被配置。鏈涵蓋，例如鐵路沿線、車站及樞紐地區(qū)的覆蓋面，GSM-R系統(tǒng)將完成無線列調(diào)功能，更重要的是舉辦一些重要的控制序列數(shù)據(jù)，這需要設(shè)有鐵路的雙網(wǎng)絡(luò)覆蓋覆蓋，以確?？煽康臒o線數(shù)據(jù)傳輸通道和車站。我們應(yīng)該改變現(xiàn)狀，一旦鐵路沿線的帶狀分布300公里范圍內(nèi)，每小時列車運行大約以每75秒的速度沿鐵路線實行無線覆蓋。出于這個原因，在連接中的相鄰小區(qū)的重疊區(qū)域中，設(shè)置了一定的深度，以減少在弱電場區(qū)域的可能性。隨著列車速度的移動臺與小區(qū)半徑越大，則重疊區(qū)域具有足夠的長度。GSM-R細胞的冗余覆蓋，縮短了基間隔，使得移動臺始終是在2小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)。因此，GSM-R系統(tǒng)有一個非常獨特的地方，它的信號采取了雙重覆蓋，這是類似的雙機備份，兩套信號控制系統(tǒng)交錯重疊。一旦一套系統(tǒng)出現(xiàn)了問題和故障，另一套系統(tǒng)仍然可以保持正常的通信，以保護高速列車運行通信的連續(xù)性。
在雙沿鐵路線網(wǎng)絡(luò)組BTS，形成兩個不同的層，每一層由所述特定BSC控制。分布結(jié)構(gòu)有兩種：BTS設(shè)備安裝在同一臺機器上的位置的兩個層，這兩層是相同的覆蓋區(qū)域；間隔機器位置的兩層BTS設(shè)備的安裝。這兩種方案，前者的特點是易于安裝和成本較低，但對自然環(huán)境影響設(shè)備的運行情況，兩層BTS將失敗，而后者具有更高的成本和復(fù)雜的安裝，但另一個層對自然環(huán)境影響較小，層的中斷服務(wù)不會受到影響。出于安全考慮，后者是更好的，如果你考慮到安裝成本和設(shè)計的復(fù)雜性，前者是更好的。此外，為了防止相互干擾的兩個層，每一層分別具有不同頻率。所述基站系統(tǒng)使用相同的站地址冗余雙層結(jié)構(gòu)，在相同的方式，有利于天線設(shè)置。
3 地面集群無線電通訊——TETRA
泛歐集群無線電系統(tǒng)，陸地集群無線電通信（TETRA）為歐洲的數(shù)字集群通信標準的數(shù)字集群系統(tǒng)，是基于數(shù)字時分多址（TDMA）技術(shù)的無線集群移動通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)是ETSI（歐洲電信標準協(xié)會）的制造商和檢測部門，甚至政府部門都聯(lián)合使用它，以滿足歐洲國家的專業(yè)部門建立一個統(tǒng)一的標準，開放的系統(tǒng)設(shè)計滿足了移動通信的需求。TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)的功能和技術(shù)規(guī)格適合應(yīng)用于生產(chǎn)指揮，相同的技術(shù)平臺、廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸和語音服務(wù)的數(shù)字無線通信適合于指揮調(diào)度。TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)還支持強大的移動臺（DMO）、離網(wǎng)直接認證、空中接口加密和終端到終端的加密。TETRA數(shù)字集群通信系統(tǒng)也有虛擬專用網(wǎng)絡(luò)的功能，可以使一個物理網(wǎng)絡(luò)為多個不相關(guān)的組織。TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)具有豐富的功能、更高的頻率利用率、高通信質(zhì)量，組網(wǎng)靈活，具有許多新的應(yīng)用（車輛定位、圖像傳輸、移動互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫查
詢等）。
TETRA主要技術(shù)特點：信道間隔為25kHz；調(diào)制，r/4DQPSK；調(diào)制的信道位速率為36kbit/s；
語音編碼速率為4.8kbit/s的（ACELP）；接入方式的TDMA（4槽）；用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率為7.2kbit/s（每個時隙）；可變范圍的數(shù)據(jù)速率為2.4～28.8kbit/s；訪問協(xié)議時隙ALOHA。TETRA系統(tǒng)空中接口幀結(jié)構(gòu)：TETRA移動無線電規(guī)范分為V+D（語音+數(shù)據(jù)）和PDO（分組數(shù)據(jù)優(yōu)化）。郵箱信息和電子、快速管理和快速調(diào)度、媒體信息、遠程數(shù)據(jù)訪問、電腦文件傳輸、視頻和多媒體X.25協(xié)議的分組交換虛電路在整個信息的快速傳遞主要依靠TETRAPDO應(yīng)用程序來實現(xiàn)。TETRAV+D系統(tǒng)使用TDMA多址接入的模式和n/4QPSK調(diào)制方法，調(diào)制的信道具有36kbit/s的比特率。TETRAV+D空中接口定義了七種脈沖串，其特征在于上行鏈路，下行鏈路4種。控制上行鏈路脈沖串中包含的信息的上升和PA線性化，尾隨位加擾的比特，訓練序列和導(dǎo)向周期，高級別每7.08ms子時隙可以攜帶168比特的信息。上行鏈路的線性爆裂，包含的崛起和PA線性化信息和指南周期的，突發(fā)僅用于控制的硬件性能和高層次的信息不發(fā)送。正常的上行鏈路突發(fā)，占據(jù)了整個85/6ms槽，包括上升和PA線性化資訊、尾隨位、炒位、訓練序列和導(dǎo)周期，每個85/6ms的插槽，可搭載432位高層次的信息。正常連續(xù)的下行鏈路突發(fā)，包括一個訓練序列和相位調(diào)整加擾位，每個85/6ms的插槽可以進行462位或246位的高層次信息。同步的連續(xù)的下行鏈路脈沖串中包含的訓練序列，該相位調(diào)整，頻率校正，加擾的比特，在同步用訓練序列，每個85/6ms插槽可以進行366位或150位高級別信息的發(fā)送。正常不連續(xù)的下行鏈路突發(fā)包括上升和PA線性化的信息、相位調(diào)整、擾頻比特的訓練序列、引導(dǎo)周期等，每個85/6ms的插槽，可以進行462位高級別信息的發(fā)送。同步的不連續(xù)的下行鏈路突發(fā)的上升和PA線性化的信息，相位調(diào)整，擾頻同步比特塊，同步加擾的比特的訓練序列，引導(dǎo)周期，每個85/6mS插槽可以攜帶366比特的高級別信息。
TETRA的主要優(yōu)點是：完整性良好的調(diào)度功能；呼叫建立快（通常小于1秒）；終端到終端的加密安全模式；強大的直接功能。該系統(tǒng)是專業(yè)的部門，如警察、消防、救護、機場、港口、地鐵、輕軌廣泛使用，但鐵路部門需要解決以下不足之處：切換和漫游功能弱。TETRA基站覆蓋區(qū)域為基本單元區(qū)域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上的匯率制度和匯率制度之間的互連能力，讓用戶漫游能力薄弱，需要頻繁使用的用戶跨網(wǎng)漫游和全國聯(lián)網(wǎng)的鐵路需要的，功能顯然是不足的。不為鐵路用戶的需求制定相應(yīng)的標準，到目前為止，沒有世界的可行性研究和分析的干線鐵路的應(yīng)用程序，而不是做了現(xiàn)場試驗為主線鐵路上的應(yīng)用，特別是不要有任何國家的高速鐵路的應(yīng)用研究和試驗。已不能滿足鐵路信號、列車控制系統(tǒng)和遠程控制的需求。到目前為止，還沒有TETRA技術(shù)的列車控制系統(tǒng)的發(fā)展。
4 鐵路數(shù)字集群通信系統(tǒng)的發(fā)展
模擬集群通信系統(tǒng)相對于無線列調(diào)的通信系統(tǒng)來說，成本更高，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，但在組呼叫、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、削弱關(guān)鍵技術(shù)的故障有明顯的優(yōu)勢。國家標準工作組（L組）根據(jù)ITU（國際電信聯(lián)盟）推薦一些優(yōu)秀的數(shù)字集群系統(tǒng)，在合理的性價比、開放性的標準、先進的技術(shù)、系統(tǒng)的靈活性和環(huán)境適應(yīng)性的首選標準的基礎(chǔ)上制定一個開放的系統(tǒng)TETRA和iDEN數(shù)字集群通信標準，在適合中國的國情和市場需求的基礎(chǔ)上，將很快頒布國家工作委員會出臺的標準，這標志著數(shù)字集群統(tǒng)一規(guī)劃，研究和發(fā)展將紛紛效仿。外國的iDEN、TETRAFHMA系統(tǒng)、數(shù)字集群通信系統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)成熟，出現(xiàn)了大量的應(yīng)用程序，設(shè)備基本上是健全的。
（1）調(diào)度功能的語音通話，主要是單一的呼叫、組呼、呼叫團隊、所有的呼叫、緊急呼叫、轉(zhuǎn)移呼叫，還包括呼叫排隊占線自動回叫、組呼的主調(diào)度呼叫。隨著新一代的多基站系統(tǒng)和多系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)要求的組呼，可以跨越多個基站和多個系統(tǒng)，這是一個重要的指標，以反映集群系統(tǒng)技術(shù)先進。此外，集群系統(tǒng)的呼叫連接建立時間短，跨多個系統(tǒng)組呼呼叫的連續(xù)時間小于700毫秒，無線列調(diào)系統(tǒng)的點是很難做到的。
（2）管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用了計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中。指揮中心可以通過網(wǎng)絡(luò)接口的TCP/IP協(xié)議來訪問指揮中心的網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)遠程指揮和調(diào)度、遠程監(jiān)控以及用戶友好或供應(yīng)商的集群進行遠程維護和管理。模擬集群通信系統(tǒng)的調(diào)度命令的功能是模擬強大的集群系統(tǒng)，列車調(diào)度實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)調(diào)度。
（3）故障弱化體現(xiàn)在兩個方面，網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計。集群系統(tǒng)通常有一個集中式控制結(jié)構(gòu)和分段控制。對于控制系統(tǒng)基站交換控制中心和中繼鏈路連接時間，集中式控制系統(tǒng)具有絕對的優(yōu)勢。信令信道可用于軟件設(shè)計的定時開關(guān)或故障切換的情況下的正常工作的保護，也可以被檢測到由千的加擾的情況下，發(fā)送器和接收器的發(fā)射功率是正常的關(guān)閉失敗的頻道。模擬集群通信系統(tǒng)能夠做到：有線接口故障不影響通話的無線用戶之間的語音交換，單元故障不會影響無線基站的用戶呼叫控制中心，鏈路故障不影響工作的子基站。用傳統(tǒng)的通信手段，子基站信號將減弱。
（4）具有頻率共用，設(shè)施共用，覆蓋范圍共享，費用分攤，提高服務(wù)質(zhì)量，連接速度快，呼叫安全，無線的信道利用率，易于擴展，易于使用，自動運行，信息保密等方面的優(yōu)勢，另外，還支持多種通訊及數(shù)據(jù)服務(wù)，排隊和優(yōu)先級呼叫，呼叫統(tǒng)計和計費的無線列空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)勢。
5 結(jié)語
雖然模擬集群通信系統(tǒng)與數(shù)字集群通信系統(tǒng)、GSM-R系統(tǒng)相比具有頻率低，業(yè)務(wù)類型是有限的，不能提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，保密性差，容易被竊聽，移動設(shè)備笨重，網(wǎng)絡(luò)管理和控制某些不足等問題，但根據(jù)鐵路的情況和需求，使用模擬集群通信系統(tǒng)更加適合。模擬集群通信系統(tǒng)在世界上，技術(shù)相對成熟，價格遠低于數(shù)字集群系統(tǒng)和GSM-R系統(tǒng)，模擬集群通信系統(tǒng)充分滿足了用戶的需求。
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【關(guān)鍵字】 光纖數(shù)據(jù)通信 導(dǎo)航 監(jiān)控
一、機場導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控的重要性
隨著我國航空業(yè)的不斷發(fā)展，客運、貨運的飛行也越來越多，在航空飛行中，安全問題尤為重要。為了保證飛機的飛行安全，必須有導(dǎo)航設(shè)備不停的運行，對飛機進行空中引導(dǎo)，給飛機提供最清晰、準確的導(dǎo)航信息，保證飛機在正確的位置飛行。每個機場都配備了導(dǎo)航臺和監(jiān)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障，設(shè)備維護人員不僅要通過監(jiān)控系統(tǒng)開啟正常的設(shè)備，保障航班的正常運行，而且要根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)顯示的故障信息組織維修。所以，機場導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控十分重要。
二、機場導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控現(xiàn)狀
為了能更安全的引導(dǎo)飛機，每個機場都配備了大量功能完善的導(dǎo)航設(shè)備，而且有的臺站離機場比較遠，有的甚至在偏遠的山上，對于導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控就比較困難。目前都是在邊遠臺站配備相應(yīng)的守臺員進行日常的設(shè)備監(jiān)護，記錄設(shè)備的運行狀態(tài)，然后進行存檔。一旦監(jiān)控顯示故障，導(dǎo)航設(shè)備維修室的值班員要及時進行設(shè)備維修。對于邊遠臺站，值班員也只能通過電話對臺站進行調(diào)度指揮和設(shè)備工作情況的了解，在管理和維護上難度比較大，對行安全也存在潛在的風險。隨著科技的發(fā)展，機場也在不斷引進新的導(dǎo)航設(shè)備，這些設(shè)備的自動化程度不統(tǒng)一，在監(jiān)控上對各臺站監(jiān)護人員的專業(yè)水平提出了更高的要求，需要配置的一些儀表數(shù)量也會增加。為了改善這種情況，目前急需一套可以綜合管理的設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，確保設(shè)備監(jiān)控工作可以快速、準確的進行，避免信息反饋慢，或反饋的數(shù)據(jù)錯誤。
三、光纖數(shù)字通信在導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控中的應(yīng)用
光纖通信的產(chǎn)生改變了機場導(dǎo)航設(shè)備監(jiān)控的狀況，現(xiàn)在導(dǎo)航臺監(jiān)控通信全程使用光纖數(shù)字通信，通過使用語音電話網(wǎng)的方法，使每一個監(jiān)控設(shè)備都有一個對應(yīng)的電話號碼和調(diào)制解調(diào)器，在主控計算機一端也配備一個調(diào)制解調(diào)器，通過撥號的方式可以使每個臺站的設(shè)備與主控計算機進行連通。在整個監(jiān)控系統(tǒng)中，通過接口單元獲得臺站的運行情況并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號，通過光纖設(shè)備進行傳輸，再由數(shù)據(jù)采集單元和轉(zhuǎn)換單元對信號進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，傳遞給主控計算機進行處理和分析，最后在屏幕上進行顯示。這樣，值班員可以在監(jiān)控中心對各臺站的設(shè)備情況進行監(jiān)控，也可以及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的設(shè)備，以便及時進行維修。通過光纖對整個監(jiān)控系統(tǒng)的語音、設(shè)備參數(shù)、視頻信號等進行傳輸，可以快速地將各臺站的大量信息傳遞給主控計算機，實現(xiàn)臺站導(dǎo)航設(shè)備的統(tǒng)一管理。這種監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)無人化管理，而且可以獲得導(dǎo)航設(shè)備運行的實時信息。
四、光纖通信系統(tǒng)與電纜通信系統(tǒng)相比存在的優(yōu)點
傳統(tǒng)的航空監(jiān)控不僅信息損耗比較大而且傳輸過程易受電磁干擾，這種電纜無法實現(xiàn)遠距離安全傳輸，導(dǎo)航監(jiān)控中心無法監(jiān)控到邊遠臺站的信息。此外，電纜外面的絕緣層由于長期接觸地面容易腐蝕，導(dǎo)致信息無法傳播，導(dǎo)航臺無法監(jiān)控。而光纖通信的出現(xiàn)克服了電纜通信的這些缺點。
1、光纖通信損耗比較低。在光纖的制造中所采用的介質(zhì)純度比較高，在使用過程中損耗也會比較低，所以，信息的傳輸距離可以更長，這樣就可以減少信息中繼站的數(shù)量，不但可以降低成本，還可以提升信息的傳輸質(zhì)量。相關(guān)實驗證明，一根光纖已經(jīng)實現(xiàn)100公里無中繼的信息傳播。所以，光纖通信十分適合長途通信。
2、光纖通信傳輸信息容量比較大。光波的頻率很高，如果用光波來攜帶和傳遞信息的話，攜帶的信息量會很大。一根光纖可以同時傳輸幾十萬個話路，比傳統(tǒng)的電纜要高出很多；一個光纜包含幾十根甚至上百根光纖，它的通信容量的大小就可想而知了。所以，一個光纖通信系統(tǒng)的傳輸帶寬遠遠大于其他傳輸媒體通信系統(tǒng)。
3、光纖通信不受電磁干擾、防腐。因為光纖屬于非金屬材料，在光導(dǎo)纖維里光以折射的形式進行傳播，而不是以電流的形式傳播，這樣就不會受外界電磁的干擾。此外，光纖的表面是玻璃絲，不會輕易被腐蝕，防腐性能比較強。
4、光纖通信保密性好。光纖通信是光信號的傳輸，不同于無線電信號，是在密封的玻璃纖維中進行光的折射傳輸，不容易被截獲。此外，由于向外泄露比較小，不會泄露信息，也不會受到其他的干擾，保密性比較好。
總之，光纖數(shù)字傳輸設(shè)備具有信息容量大、保密性強、數(shù)據(jù)更加可靠等一系列的特點，在使用的過程中免調(diào)試、免維護，使用壽命長，可以保證長期的穩(wěn)定工作，而且可以隨時監(jiān)測到本地和遠程設(shè)備的工作狀態(tài)，這樣便于值班員進行設(shè)備的調(diào)試以及故障的檢修，對于導(dǎo)航設(shè)備可以起到更好的監(jiān)控效果，更好地保障了航空飛行安全。
參 考 文 獻
[1]方志豪.光纖通信原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2008：12-19.
