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關(guān)鍵詞:衛(wèi)星;通信技術(shù);民航;發(fā)送站
1衛(wèi)星通信以及應用技術(shù)的簡單介紹
1.1衛(wèi)星通信的主要組成部分
衛(wèi)星通信主要是指人們通過衛(wèi)星作為中繼站,然后通過無線電來實現(xiàn)2個或2個以上的地面站進行交流的通信手段。衛(wèi)星通信系統(tǒng)是指人們通過人造地球衛(wèi)星來實現(xiàn)地球站之間通信的通信系統(tǒng)。在民航空管領(lǐng)域中使用的衛(wèi)星通信方式主要是地球上站與站之間的間接通信,其衛(wèi)星通信系統(tǒng)由3部分組成,即衛(wèi)星、地面發(fā)送站和地面接收站。衛(wèi)星在太空中起到了信號轉(zhuǎn)發(fā)的作用,其通過地面發(fā)射站發(fā)送無線電信號到太空中,經(jīng)由衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)再次回到地面,最終實現(xiàn)2個地面站與地面站之間的信息交換。
1.2衛(wèi)星通信技術(shù)在空管系統(tǒng)中的應用
中國民航空管衛(wèi)星通信技術(shù)始于20世紀90年代,1995年開始逐步建立民航空管衛(wèi)星通信網(wǎng)絡。早期主要使用的是美國休斯公司推出的以衛(wèi)星為基礎的TES數(shù)字電話/數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡,并租用了鑫諾一號衛(wèi)星C波段轉(zhuǎn)發(fā)器(2011年更換為中星10號衛(wèi)星),C波段的使用頻段為4~6GHz。此外,民航PES也在空管網(wǎng)絡傳輸中占到相當大的比例。因此,這2種類型的衛(wèi)星通信技術(shù)都屬于C波段衛(wèi)星。21世紀初,隨著我國空管事業(yè)的發(fā)展,舊的TES衛(wèi)星已經(jīng)難以滿足人們的需求,因此,開始考慮新的衛(wèi)星網(wǎng)絡,之后,新的衛(wèi)星網(wǎng)絡——KU波段衛(wèi)星在空管領(lǐng)域得到了廣泛使用,民航KU衛(wèi)星通信網(wǎng)于2002年立項,2005年進入安裝實施階段,并購買了1個由亞洲衛(wèi)星公司經(jīng)營管理的亞洲四號衛(wèi)星,轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬為54M。KU的使用頻段達到了12~14GHz。因此,多個衛(wèi)星通信技術(shù)交叉形成了衛(wèi)星網(wǎng)絡,從而達到了有效處理數(shù)字語音和數(shù)據(jù)通信的目的。
1.2.1C波段衛(wèi)星通信技術(shù)的應用
C波段衛(wèi)星通信技術(shù)主要運用于空管衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展早期。早期以語音為主的PES和TES衛(wèi)星通信技術(shù),構(gòu)成了1個完整的數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)??展蹸波段主用網(wǎng)控站位于北京,備用網(wǎng)控站位于廣州,采用頻分多址方式FDMA來實現(xiàn)與地面站間的通信,室內(nèi)中頻為70MHz。隨著空管事業(yè)的發(fā)展,C波段衛(wèi)星僅TES衛(wèi)星站在中南地區(qū)就有34個站點,在全網(wǎng)更是有著200個站點,形成了一個龐大的網(wǎng)絡系統(tǒng),可以實現(xiàn)語音傳輸、雷達數(shù)據(jù)傳輸和電報業(yè)務傳輸。
1.2.2KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)的應用
隨著經(jīng)濟的發(fā)展,國家的民航事業(yè)發(fā)展迅速,進一步帶動了空管事業(yè)的發(fā)展。但隨著空管事業(yè)的發(fā)展和航班量的增多,對設備的依賴也逐漸加重,加之以往的C波段衛(wèi)星通信技術(shù)資源緊張,其帶寬相對小的缺點進一步被放大,衛(wèi)星通信新技術(shù)的應用已迫在眉睫。此時,隨著KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)的成熟,KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)也成為了空管技術(shù)人員的一個新選擇。與以往的C波段衛(wèi)星通信技術(shù)相比,其轉(zhuǎn)發(fā)功率更大、接收天線效率更高、天線口徑更小、成本更加低廉,最明顯的優(yōu)點是傳輸速度有著明顯的提升,地面抗干擾能力也更加強大。這就意味著KU波段衛(wèi)星可以處理更多的業(yè)務,得到更廣泛的使用。目前,民航空管KU衛(wèi)星全網(wǎng)采用多家設備集成方式組成,室內(nèi)主設備采用加拿大PolasatVSATPlusⅡ的產(chǎn)品,室外單元ODU主要由美國EFDATA公司提供,室外天線主要由石家莊電子科技集團公司第54所提供(有6.2m、4.5m、3.7m等規(guī)格),空管KU波段主用網(wǎng)控站位于北京,備用網(wǎng)控站位于上海浦東,全網(wǎng)網(wǎng)絡劃分成3個組網(wǎng)進行通信。KU波段衛(wèi)星通信技術(shù)在空管主要應用在視頻、多媒體會議、熱線電話、雷達引接數(shù)據(jù)、氣象廣播數(shù)據(jù)、低速異步數(shù)據(jù)等方面。
2衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和衛(wèi)星寬帶化的發(fā)展趨勢
隨著社會經(jīng)濟水平、科學技術(shù)水平的不斷提高和發(fā)展,衛(wèi)星通信的頻率和范圍也有著日新月異的發(fā)展。隨著空管事業(yè)的進一步發(fā)展,舊的KU衛(wèi)星通信技術(shù)同樣會落伍,比如KU波段衛(wèi)星同樣存在雨衰過大等缺點。為了進一步滿足用戶對衛(wèi)星通信技術(shù)的需求,Ka和Q等衛(wèi)星通信技術(shù)在不久的將來會得到越來越廣泛的使用。與KU衛(wèi)星技術(shù)相比,Ka等通信技術(shù)同樣有可用帶寬更寬、抗干擾能力更強、設備體積小的優(yōu)點。與此同時,隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,衛(wèi)星與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合也是未來衛(wèi)星通信的大趨勢,這也是因為衛(wèi)星通信技術(shù)有著遠程通信、廣播通信等特點。
目前,通信技術(shù)的發(fā)展趨勢是以IP為基礎的全業(yè)務網(wǎng)絡,即融合數(shù)據(jù)、語音、視頻和移動通信等業(yè)務。民航空管內(nèi)部有大量基于IP技術(shù)的業(yè)務應用系統(tǒng),如轉(zhuǎn)報、空管自動化、氣象、辦公等。本文將主要探討IP技術(shù)在民航空管通信網(wǎng)絡建設中的應用。
【關(guān)鍵詞】民航空管 通信網(wǎng)絡 建設 IP技術(shù)
隨著網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展,逐步實現(xiàn)了信息開放和共享,同時也進一步穩(wěn)定了網(wǎng)絡安全。這一般體現(xiàn)于網(wǎng)絡內(nèi)容的變動讓信息來源廣泛而使信息安全難以控制,想要確保安全傳達和保存信息有會有一些困難,資源的內(nèi)容來源多樣而面對的使用者混亂,網(wǎng)絡面臨的風險成分也更多,信息源不再簡單和集中,雜亂無章,形形的途徑來源使信息不容易被掌握和控制,不能確保渠道穩(wěn)定安全,對于安全系統(tǒng)來說,要提升安全防御級別,進一步完善安全系統(tǒng),從制度和技術(shù)各方面進行調(diào)整,提升網(wǎng)絡管理的手段的數(shù)量,而民航的通信網(wǎng)絡因此有效率較高,而更加安全的運作保證。
1 民航空管通信網(wǎng)絡概述
民航空管通信網(wǎng)絡,是承載和傳輸民航空管安全生產(chǎn)運行和行政管理業(yè)務信息的基礎設施,按照空間位置可分為地面通信網(wǎng)、地空通信網(wǎng)、太空衛(wèi)星通信網(wǎng)。
地面通信網(wǎng),可細分為民航數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、地面電話網(wǎng)、地面微波等。民航數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(ATM)是目前的主用網(wǎng)絡,主要承載的業(yè)務有民航自動轉(zhuǎn)報、氣象信息、程控聯(lián)網(wǎng)、行政辦公、視頻會議等。民航數(shù)據(jù)通信網(wǎng)主要采用“路由器加專線”的模式組網(wǎng),具有3層結(jié)構(gòu),以京、滬雙核心為核心層,以7個地區(qū)局為匯聚層,以各分局(站)為接入層,全國大小節(jié)點約150個。
衛(wèi)星通信網(wǎng)主要由人造地球衛(wèi)星和地面站組成,租用國產(chǎn)衛(wèi)星的C和Ku波段作為通信信道,由于延時較大,且易受干擾,多作為地面通信網(wǎng)的備用鏈路。
2 IP技術(shù)在民航空管通信網(wǎng)絡建設中的應用與發(fā)展
2.1 IP技術(shù)概述
近此年來,計算機網(wǎng)絡通信技術(shù)發(fā)生了比較迅速的發(fā)展,同時促進IP技術(shù)得到了以往通信以及信息技術(shù)重來沒有過的高速發(fā)展,同時也在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、傳輸能力、業(yè)務開拓這此方面都得到了較大的發(fā)展以及進步。因為Internet使用了全世界作為廣泛使用以及支持的ICP/IP協(xié)議,進而可以統(tǒng)一了上層通信協(xié)議,使得寬帶IP網(wǎng)絡最終成為了現(xiàn)代信息高速公路的統(tǒng)一的平臺
IP技術(shù)在民航通信業(yè)務之中得到了充分高效的使用,它擺脫了傳統(tǒng)專線專網(wǎng)存在的缺點,具有較高的利用率,同時和其他傳統(tǒng)的通信業(yè)務相比具有利用率高,成本低這樣的特點,同時數(shù)字化也比較方便復用,以及較強網(wǎng)絡融合性能力等特征,尤其是以VOIP技術(shù)為代表。
2.2 VOIP技術(shù)特點分析及應用
(1)VOIP的英文全稱是Voice over Internet Protocol是把模擬聲音訊號進行數(shù)字化,并且以數(shù)據(jù)封包的型式在IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡之上來做實時的傳遞。VOIP最大的優(yōu)勢則是可以廣泛地使用Internet以及全球IP互連的環(huán)境,同時可以提供比傳統(tǒng)業(yè)務更多、更好的服務。
(2)VOIP相關(guān)協(xié)議以及特點的分析。當前VOIP通常使用的協(xié)議有SIP,H.323,MEGACO和MGGP等。H.323這是一種ITU-T標準,這項標準既包括了點對點通信也同時包括有多點會議;H.323則定義了四種邏輯組成部分,包括有終端、網(wǎng)關(guān)、關(guān)守以及多點控制單元(MCU)。終端、網(wǎng)關(guān)以及MCU都可以被看成是終端點。會話發(fā)起協(xié)議(SIP)則應該是建立VOIP與之相連接的IETF'標準。SIP則是一種應用層控制協(xié)議,并且用于同一個或者多個參與者創(chuàng)建、修改以及終止會話。媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議(MGCP)則是由思科以及Telcordia提議的VOIP協(xié)議,它定義呼叫控制單元即呼叫或媒體網(wǎng)關(guān)同電話網(wǎng)關(guān)之間的通信服務。MGGP則屬于控制協(xié)議,并且允許中心控制臺監(jiān)測IP電話以及網(wǎng)關(guān)事件,同時通知它們發(fā)送內(nèi)容到指定地址。Megaco/H.248則是一種用于控制物理之上分開的多媒體網(wǎng)關(guān)的協(xié)議單元的協(xié)議,進而可以從媒體轉(zhuǎn)化之中分離呼叫控制。并且從VOIP結(jié)構(gòu)以及網(wǎng)關(guān)控制的關(guān)系來看的話,Megaco/H.248同MGGP他們在本質(zhì)上具有一定的相似點,但是Megaco/H.248則支持著更加廣泛的網(wǎng)絡,比如說ATM。
(3)VOIP傳輸系統(tǒng)的基本構(gòu)成。對于傳統(tǒng)語音業(yè)務來說,從呼叫方則到接收方的所有功能全部均可以PSTN來完成。IP語音業(yè)務與之有所不同IP語音網(wǎng)關(guān)則提供的是IP網(wǎng)絡以及公用電話網(wǎng)(PSTN/ISDN)間的端口,而用戶則可以通過PSTN連接到IP語音網(wǎng)關(guān),并且由IP語音網(wǎng)關(guān)來負責把模擬信號則轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號同時進行壓縮打包,這樣的話就可以使它成為了可以在IP網(wǎng)絡上傳輸?shù)姆纸M語音信息,其后再經(jīng)IP網(wǎng)絡傳送到被叫側(cè)IP語音網(wǎng)關(guān),被叫端的IP語音網(wǎng)關(guān)則可以把分組語音數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為可識別的模擬語音信號,并且通過TSTN來傳送給被叫電話終端,這樣的話就可以完成了一個比較完整的電話到電話這樣的通信過程。
2.3 傳統(tǒng)甚高頻地空遙控系統(tǒng)
甚高頻地空遙控系統(tǒng)它是現(xiàn)代空中交通管制系統(tǒng)之別重要組成部分,同時也是航路地空通信之中保證管制人員同區(qū)域之內(nèi)的飛行器之間可以進行正??煽客ㄐ诺幕臼侄?。甚高頻通信它是飛行器同飛行器、飛行器同管制指揮之間進行交流的紐帶,不僅可以用來發(fā)送以及接收遇險、緊急及安全信息等等,同時也可以用在飛行器電臺之間、海岸電臺同船舶電臺之間的無線化呼。
3 結(jié)語
使用VOIP傳輸?shù)拿窈缴醺哳l通信信號,可以在網(wǎng)絡狀況不足夠之時好,依然可以滿足民航甚高頻通信的語音質(zhì)量的要求。由此可以相信,隨著民航通信與VOIP技術(shù)的應用發(fā)展,現(xiàn)代空中交通管制網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)將會有更多實現(xiàn)的可能以及更好的發(fā)展前景。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】UUV 航行控制中心 軟件可靠性設計
航行控制中心是UUV(Unmanned Underwater Vehicle,水下無人航行器)的控制核心及“思維大腦”,UUV的使命規(guī)劃、航行姿態(tài)檢測、航行控制、任務執(zhí)行等功能的實現(xiàn)均由航行控制中心執(zhí)行,航行控制中心可靠性水平較低將導致無人航行器失控沉沒或丟失,造成任務失敗及巨大的經(jīng)濟損失。
航行控制中心的可靠性是UUV可靠性水平的核心節(jié)點,目前UUV航行控制中心普遍采用嵌入式計算機系統(tǒng),鑒于航行控制中心硬件設計較為成熟,而系統(tǒng)軟件通常根據(jù)使命任務的不同而進行定制化設計。而軟件的可靠性已成為武器裝備的關(guān)鍵,以第四代飛機F/A-22為例,2003年的飛行試驗顯示大部分技術(shù)難關(guān)已經(jīng)攻克,最后的遺留問題就是軟件的不穩(wěn)定性。此外,第四代飛機F-35的兩個關(guān)鍵問題被確認為是軟件問題。
為了保證現(xiàn)代裝備的任務完成,保證裝備的可靠性,必須對航行控制中心軟件的可靠性提出明確的要求并加以考核,必須全面開展軟件可靠性工作,否則將嚴重制約裝備的研制,影響武器裝備的交付和使用。
本文就UUV航行控制中心系統(tǒng)軟件設計中的可靠性設計問題,從設計思想和軟件技術(shù)實現(xiàn)兩個方面來進行討論。
1 UUV航行控制中心簡介
航行控制中心是水下無人航行器的控制中心,其主要功能一般為:通過通信線路與UUV其他單元進行數(shù)據(jù)通信、控制各組成單元的信息交換,實時監(jiān)測UUV的工作及航行姿態(tài)、控制執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行相應動作,通過無線電、水聲通信等通信方式與陸基、跟蹤艦艇等指揮中心通信,接收控制中心的控制指令、反饋UUV航行狀態(tài)等,并根據(jù)下發(fā)的使命任務自主控制航行姿態(tài)、自主航行、自主完成使命任務。一般UUV航路控制中心其與相關(guān)設備接口如圖1所示。
航行控制中心軟件一般采用模塊化設計,可分為通訊子系統(tǒng)、UUV航行狀態(tài)檢測子系統(tǒng)、決策與控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)支持子系統(tǒng)軟件、應急處理子系統(tǒng)等。
2 航行控制中心軟件可靠性設計
隨著嵌入式計算機系統(tǒng)的廣泛應用,軟件可靠性設計已成為UUV等裝備的關(guān)鍵。為了提高軟件設計可靠性,在航行控制中心軟件設計時應從軟件需求分析、概要設計、詳細設計及控制流程等方面進行詳盡分析和通盤考慮,力求使軟件控制系統(tǒng)具有完整性和魯棒性,盡可能防止發(fā)生軟件錯誤、崩潰。并應進行容錯設計,盡量使航行控制中心軟件檢測到其他控制設備出現(xiàn)錯誤時進行處理。在此,對航行控制中心軟件可靠性設計介紹一下幾點措施:
(1)設計清晰簡練的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)類型盡量簡化,數(shù)據(jù)量盡量減少,降低軟件系統(tǒng)的復雜性和編程出錯的可能性。
(2)航行控制中心與各功能設備之間的通信數(shù)據(jù)應采用通信協(xié)議校驗方式,防止通信結(jié)果受到電磁干擾等原因出錯。
(3)各控制器模塊之間的通信,采取等待超時跳出的方式,防止通信失敗使程序陷入死循環(huán)。
(4)設置看門狗程序,門狗復位信號寫在程序主循環(huán)之中而不是寫在中斷服務程序中,可同時防止主程序和中斷程序跑飛,當軟件死機后可通過看門狗復位使軟件恢復運行。
(5)在檢測到漏水報警等設備故障狀態(tài)時,采用多次確認的方式,防止電磁干擾信號或設備虛警對軟件功能的影響。
(6)采用軟件陷阱,給沒有程序代碼的ROM存儲空間燒寫0xFF,使程序跑飛到有效代碼區(qū)以外時能返回重新開始運行;
(7)對重要但無法檢測的執(zhí)行機構(gòu)控制器采用程序復執(zhí),如緊急狀況時UUV上浮指令連續(xù)執(zhí)行多次,確保執(zhí)行;
(8)設計人員應詳細分析航行控制中心系統(tǒng)中所有UUV航行及使命任務執(zhí)行過程中可能出現(xiàn)的運行狀態(tài),使軟件能最大限度覆蓋所有這些運行狀態(tài);
(9)重要數(shù)據(jù)備份,UUV對使命任務進行儲存?zhèn)浞?,航行過程中隨時記錄和備份當前航行狀態(tài)和控制指令,當軟件經(jīng)過嚴重故障在航行時重啟程序可根據(jù)備份數(shù)據(jù)及導航設備等航行狀態(tài)等信息繼續(xù)航行執(zhí)行任務。
4 結(jié)論
本文在介紹UUV航行控制中心功能及組成后,介紹軟件可靠性設計措施。經(jīng)過某型UUV多次試驗,證明了所介紹的可靠性設計措施可有效提高該UUV航行控制中心軟件可靠性,確保了任務的完成并有力保障了UUV的安全。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:民航無線電干擾;對策分析
民航無線電通信技術(shù)廣泛應用機飛行的方向?qū)Ш?、飛行器與地面通信中心的信息交流、衛(wèi)星無線電的監(jiān)測和無線電氣象監(jiān)測系統(tǒng)等領(lǐng)域。在對民航無線通信技術(shù)的使用當中,不僅涉及到相關(guān)的技術(shù)性問題,同時也涉及到促進航空業(yè)的發(fā)展和保障飛行安全的重要問題。因此,就有必要對民航無線電干擾的相關(guān)因素進行詳細的探討,從而在源頭上排除相關(guān)的信號干擾,確保飛行過程的通信的通暢性和安全性,避免出現(xiàn)重大的飛行安全事故。
1 無線電通信在民航業(yè)中的使用現(xiàn)狀
在民用航空領(lǐng)域中,無線電通信技術(shù)具有廣泛的實用性。其主要的使用范圍主要包括有對飛行器的航空方向的導航、對相關(guān)航空領(lǐng)域的無線電監(jiān)視和航空氣象監(jiān)測等方面。而在其中,對飛行器航空方向的導航已經(jīng)成為其主要的應用方面。在實際的使用過程中,航空業(yè)的無線通信技術(shù)的應用通過相關(guān)的儀表著陸系統(tǒng)和測距系統(tǒng)等通信設備為飛機提供相關(guān)的精確有效的位置、陸空高度、距離和方位等重要的航空信息。所以,在對航空無線電頻率的正常運用和日常監(jiān)察已經(jīng)成為航空管理部門的重要工作范圍。
但是,在對民航業(yè)的無線電干擾技術(shù)方面還沒有形成一種足夠有效和全面的干擾排除和應對機制。在各種航空通信設備的使用過程當中,其設備的防干擾性的設計和相應的防干擾技術(shù)的研發(fā)還未能夠滿足日益發(fā)展的航空業(yè)的要求。
2 民航無線電干擾的種類
無線電干擾主要是在無線電通信的過程當中,有相關(guān)的外界干擾信號對民航無線電信號的接受進行干擾,從而導致民航無線電信號無法通過正常的軌道或者無法準時有效地到達相關(guān)的目的地的情況。無線電干擾的結(jié)果可以使到無線電通信所應該接收到的信號產(chǎn)生重要的影響,從而導致其通信信號的質(zhì)量降低和通信性能的下降,嚴重的甚至會導致無線通信信號的丟失和失真,切斷飛機和地面控制中心的聯(lián)系。
民航無線電干擾的種類主要包括有:同頻信號的干擾。同頻信號是在其他的信號源頭發(fā)出的與目標信號頻率相同的信號。這種情況的產(chǎn)生的主要原因是因為在一些地區(qū)存在著信號違規(guī)使用的情況和民間私用信號的發(fā)射干擾,其所發(fā)出的相關(guān)信號與有用信號的頻率的波頻相似或者相同;鄰頻信號的干擾。這種干擾的發(fā)生過程是通過在接收機射頻通帶附近的相關(guān)信號經(jīng)過相關(guān)的頻率變換后落入到中頻通帶中而造成的信號干擾。這種信號干擾的情況主要是由于相關(guān)的通信設備的技術(shù)指標沒有嚴格按照國家的要求進行設置而導致的。交調(diào)信號干擾。這種信號干擾類型所產(chǎn)生的原因是在信號接收器周圍存在著一個較強的外界信號,當這個信號進入到非線性器件的接收頻率當中,就會對有用信號的截波進行寄生調(diào)制,從而造成信號的干擾。
3 防止民航無線電干擾對策
在制定對民航無線電干擾的相關(guān)應對措施時,應該以以往的預防技術(shù)為指導,通過民航部門和相應的技術(shù)部門的支持,建立起一套以預防干擾為主、促進管理工作的水平的上升和排除干擾的一系列工作的問題處理機制。具體做法包括有:
通過加強對民航業(yè)的專用無線電頻率的保護,促進民航無線電通信的安全工作進程。在機場和地面無線電控制中心等重要的通信部門中在加大對其周邊的電磁環(huán)境的防干擾維護。在其防干擾設備和設施的附近要緊私設電臺與防治地方電視臺對其電視信號的發(fā)射頻率的擅自增大,從而保證周邊的通信環(huán)境的干擾因素的排除,為民航無線電通信提供一個良好的通信環(huán)境。
在加強行政監(jiān)督工作方面,當?shù)氐牡胤秸蜔o線電通信的監(jiān)督管理部門要對本地區(qū)的無線電使用和相關(guān)的法律法規(guī)的制定和執(zhí)行建立一個行之有效的工作機制。在發(fā)現(xiàn)相關(guān)的干擾信號的情況的時候,需要對干擾信號的干擾源的強度、種類、方位和影響程度進行一個詳細的記錄,為以后的防干擾工作提供一個重要的參考依據(jù)。
建立一整套對于無線電使用和受干擾情況的定期檢測體制,從而在日常的工作和管理當中減少干擾信號對于無線電通信設備的正常工作的影響。在機場的周邊范圍內(nèi)設立相關(guān)的無線電檢測設備網(wǎng)絡,對無線電使用和受干擾情況進行詳細的記錄,通過建立起防干擾信息的歷史數(shù)據(jù)庫去分析相關(guān)的干擾情況,從而為干擾信息的預防工作奠定良好的基礎,利用頻譜分析儀對實時的干擾信息進行判斷分析和信號干擾排除。
民航無線電干擾的監(jiān)測與控制工作關(guān)系重大,尤其在科學技術(shù)水平不斷發(fā)展的今天,很多種類的通信設備和工業(yè)生產(chǎn)設備的應用越來越廣泛,致使無線電干擾的現(xiàn)象頻頻發(fā)生,所以要充分了解無線電干擾現(xiàn)象發(fā)生的根本原理,對不同的類型進行不同的預防和維護措施,同時要加強與無線電管理部門的溝通協(xié)作,規(guī)范無線電頻率審批的管理與審批,爭取將民航無線電干擾程度控制在最低的范圍內(nèi),以便為航空飛行提供良好的通信導航監(jiān)視服務,促進民航事業(yè)的發(fā)展。
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衛(wèi)星移動通信自逐漸發(fā)展以來,便因其覆蓋范圍廣、地域限制弱、信號容量大等特點被廣泛應用于通信網(wǎng)絡當中,成為全球通信網(wǎng)絡中不可或缺的有效信息傳輸手段之一,在軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。但由于衛(wèi)星移動通信的信道受多徑效應、陰影效應以及多普勒效應的影響,嚴重的影響信號傳輸?shù)挠行裕虼吮仨毑捎孟嚓P(guān)的通信技術(shù)克服這一問題。協(xié)作通信技術(shù)作為提高通信質(zhì)量的有效手段,因此研究其在衛(wèi)星移動通信中的應用逐漸成為熱門話題。
關(guān)鍵詞:
協(xié)作通信技術(shù);衛(wèi)星移動通信;應用
1協(xié)作通信技術(shù)
1.1協(xié)作通信技術(shù)概述。協(xié)作通信技術(shù)是利用不同節(jié)點的相互協(xié)作引入空間分集優(yōu)勢,以此對抗信道中存在的多徑效應、陰影效應、多普勒效應等影響通信質(zhì)量的不良因素。協(xié)作通信技術(shù)各節(jié)點在發(fā)送自己信息的同時業(yè)彼此共享自身存在的資源以協(xié)助其他節(jié)點傳輸信息,最終憑借這種相互協(xié)作的機制形成一種多入、多出的虛擬通信系統(tǒng),也憑借這種相互協(xié)作的節(jié)點工作模式而形成的良性系統(tǒng)提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)母咝约胺€(wěn)定性。
1.2協(xié)作通信技術(shù)應用于衛(wèi)星移動通信中的優(yōu)勢。協(xié)作通信技術(shù)存在兩大優(yōu)勢,其一是調(diào)動并利用網(wǎng)絡中空余資源的存在,其二是對系統(tǒng)信息傳輸產(chǎn)生協(xié)作通信增益。其中協(xié)作通信增益作用對于提升衛(wèi)星移動通信信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和有效性有著至關(guān)重要的作用。協(xié)作通信增益作用主要通過空間分集增益、時分分集增益、頻分分集增益三種具體技術(shù)實現(xiàn)方式達成抑制信道受不良效應的影響,被譽為下一代通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一,因此研究協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應用是通信技術(shù)發(fā)展的重點,也是未來通信技術(shù)未來能否實現(xiàn)跨越的關(guān)鍵所在。
2衛(wèi)星移動通信
2.1衛(wèi)星移動通信概述。衛(wèi)星移動通信是以地球同步軌道衛(wèi)星或其余軌道衛(wèi)星為基礎,采用衛(wèi)星通信特有的多址信息傳輸方式為全球范圍內(nèi)的衛(wèi)星移動用戶提供服務。衛(wèi)星移動通信主要由通信衛(wèi)星、地面站、通信終端三部分組成,由通信衛(wèi)星傳遞信號保持地面通信系統(tǒng)與用戶移動終端的通信連結(jié),再通過地面站接收終端發(fā)出的信號以及衛(wèi)星通信反饋回來的信號以此實現(xiàn)不同地域之間衛(wèi)星移動用戶之間的聯(lián)系。目前,衛(wèi)星移動通信已廣泛應用于軍事和民用領(lǐng)域,是21世紀取得的重大科技成果之一。
2.2衛(wèi)星移動通信應用協(xié)作通信技術(shù)的必要性。衛(wèi)星移動通信按照應用環(huán)境可分為陸地衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(LMSS)、航空衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(AMSS)和海事衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)(MMSS);按照衛(wèi)星軌道分類又可分為同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)和非同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)。由于所需衛(wèi)星移動通信的功能和作用各不相同,因而通信衛(wèi)星與通信衛(wèi)星之間存在信號的干擾,加之衛(wèi)星信道本身的不良效應影響,衛(wèi)星移動通信之間若沒有協(xié)作通信技術(shù)的連接,不僅浪費了不同通信衛(wèi)星的信息資源,其傳輸信號的穩(wěn)定性和有效性也無法得到充分的保障。因此,加強協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應用,是未來移動通信發(fā)展的必然趨勢和要求。
3協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應用
3.1衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸技術(shù)。衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸系統(tǒng)可以看做是各個節(jié)點之間一對多和多對一系統(tǒng)的集合,在這個節(jié)點組成的集合之間,各個節(jié)點都將參與協(xié)作傳輸。具體協(xié)作模式如下:以通信衛(wèi)星作為源節(jié)點S,以地面站或某個信關(guān)站為目的節(jié)點D,以眾多協(xié)作節(jié)點視為R(R可以為一個或多個)。其中,眾多協(xié)作節(jié)點R由于地域的分散性和獨立性,若是直接由通信衛(wèi)星S接收有可能會導致信號接收的差錯性,而經(jīng)過不同的節(jié)點R將信息轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點D再將這些信息進行合并則可以有效提高目的節(jié)點D的接收性能并極大程度的改善通信衛(wèi)星R的差錯性,使其有更多的鏈路余量來抵抗信道衰弱對信號傳輸?shù)挠绊?,最終提升衛(wèi)星移動通信信號的質(zhì)量和有效性。但是,需要注意的是,由于正交傳輸?shù)淖饔?,協(xié)作節(jié)點R的數(shù)量會影響協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率,因此在運用此技術(shù)的過程中需要注意節(jié)點個數(shù)的選擇。
3.2衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術(shù)。協(xié)作節(jié)點R的數(shù)量會影響協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率的問題,衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術(shù)可以根據(jù)協(xié)作節(jié)點的信道強弱來進行區(qū)分和篩選,選擇最合適的協(xié)作節(jié)點R來進行協(xié)作傳輸,即將目的節(jié)點D與協(xié)作節(jié)點R之間一對多的集合調(diào)整為一對一或一對有限的節(jié)點R的集合,借此合理利用系統(tǒng)資源,有效改善衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率性能。同時,通過衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術(shù)可以根據(jù)因地形、建筑物遮擋、傳輸距離等因素導致的協(xié)作節(jié)點信道衰落成都的不同而優(yōu)化不同節(jié)點之間的功率分配,減少不同協(xié)作節(jié)點之間的能耗,延長協(xié)作節(jié)點的使用壽命,從而降低衛(wèi)星移動通信的損耗成本,將更多的資金投入到應用在衛(wèi)星移動通信中的協(xié)作移動通信技術(shù)的優(yōu)化和研發(fā)之中,促進衛(wèi)星移動通信技術(shù)的發(fā)展。
3.3衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸技術(shù)。在衛(wèi)星協(xié)作傳輸系統(tǒng)中,協(xié)作節(jié)點可以采用AF和DF兩種不同的工作模式,這兩種工作模式各有其利弊。AF工作模式不需要協(xié)作節(jié)點進行信息的解調(diào)、譯碼等處理,可以有效降低鞋店工作的復雜程度,簡單易行,但也會由于在引入信號的同時放大引入時的噪聲,因此存在噪聲放大效應這一不良影響;DF工作模式會將協(xié)作節(jié)點進行解調(diào)、譯碼等處理,確保系統(tǒng)獲得良好的性能,但也由于程序的復雜性,存在錯誤傳播的可能,影響系統(tǒng)的分集效果。因此,將這兩種工作模式進行協(xié)調(diào)處理可以實現(xiàn)衛(wèi)星通信技術(shù)的最優(yōu)化。衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸技術(shù)便是將兩種工作模式進行混合,根據(jù)譯碼情況采用AF或DF方式轉(zhuǎn)發(fā)源節(jié)點信息并合并檢測,使系統(tǒng)獲得最好的差錯性能,借以提升系統(tǒng)的傳輸能力。此外,或和寫作傳輸技術(shù)還可以結(jié)合以上提到的兩種技術(shù)來進一步改善衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸系統(tǒng)的性能。
4結(jié)束語
總而言之,加強協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應用研究,可以不斷豐富衛(wèi)星移動通信領(lǐng)域的技術(shù)成果,為衛(wèi)星移動通信的發(fā)展以及提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)信息的傳輸性能提供良好的發(fā)展思路和技術(shù)支撐,助力衛(wèi)星移動通信的進一步發(fā)展。本文僅是將協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應用思路及方式方法做出了簡單闡述,提出了屬于自己的一些淺顯思考和建議,希望能對后續(xù)的研究者起到一定的啟發(fā)作用,為進一步研究提升協(xié)作通信技術(shù)在衛(wèi)星移動通信中的應用提供解決思路。
參考文獻
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【關(guān)鍵詞】光纖通信;未來發(fā)展;應用
光纖通信技術(shù)其實就是一種采用光纖和光纖進行傳輸信息的方式,我國在二十世紀七十年代開始,就對光纖通信技術(shù)進行了初步的研究。后來隨著科技的不斷進步及市場需求的越來越高,我們和通信技術(shù)的關(guān)系也越來越密切。由于我們生活水平的不斷改善,我們對生活的需求也有了潛移默化的改變。我們開始追求生活的舒適便捷,并希望能通過目前發(fā)達的科技手段,來過上自己想要的現(xiàn)代化生活。而光線通信技術(shù)就順應著我們的需求而生,它是信息傳輸?shù)妮d體,把光纖當作傳輸?shù)慕橘|(zhì),以它通信容量高、損耗低及頻帶寬等特性,快速的推動著通信領(lǐng)域的不斷發(fā)展。
一、光纖通信技術(shù)的發(fā)展趨勢
(一)光纖的發(fā)展趨勢
目前正是信息高速發(fā)展的時代,整個世界都處于信息發(fā)展的狀態(tài)下,因此,電視會議、網(wǎng)絡傳輸、節(jié)目點播和有線電視等許多技術(shù),都被稱為這個時代的信息產(chǎn)物。所以在目前多元化的網(wǎng)絡發(fā)展情況下,我們對構(gòu)建光纖通信就有了更高的標準。由于當前光纖通信主要是用強度調(diào)制的檢測方式,而在相干的光纖通信系統(tǒng)中,一般用相干的檢測方式。如果使用這個檢測方式,就能幫助我們提升檢測的靈敏度及系統(tǒng)運作的效率。由此可知,這種檢測方式不僅提升了傳輸?shù)木嚯x,而且還會讓提升我們在應用時的便捷性。
(二)光纖通信技術(shù)高速化的發(fā)展趨勢
隨著我們對容量需求的不斷增加,光纖通信同樣需要中繼距離不斷增長,這樣才可以確保偏光纖的正確方向。我們在應用的過程中,可以通過使用相干光纖通信,來達到無中繼的通信效率。但是,值得我們注意的是,必需要保證光的偏振方向,不能進行改變,這樣才能達到我們預期的探測效率。因此,我們必需在一般的單模光纖上進一步的向偏光纖技術(shù)方向發(fā)展,這也是一種不可避免的發(fā)展趨勢。
(三)光纖通信技術(shù)網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢
由于目前互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,導致光纖網(wǎng)絡也隨著計算機網(wǎng)絡不斷構(gòu)建;因此,信息量的傳送就變得越來越多,具有突發(fā)性及隨機性的分組信號碼流的比例也隨之增加。從它的技術(shù)方面我們可以發(fā)現(xiàn),它的發(fā)展方向一般是通過不停的增加信道的容量,并把實用化距離的傳輸盡量做到標準化。如今,光纖入網(wǎng)通常是用軟件來控制的,還是全數(shù)字化系統(tǒng),并擁有高集成性和智能化等特性;因此,它也成為了通信網(wǎng)中最不可缺少的一部分。光纖通信今后將會面對越來越多的用戶,而且業(yè)界人士預計它將會為我們帶來一個高速的智能信息時代。
二、光纖通信技術(shù)的應用
(一)光弧子通信技術(shù)
根據(jù)科學實驗證明,對于運作在零色散波長處的單信道通信系統(tǒng)而言,光弧子通信技術(shù)在性能上和工作常規(guī)系統(tǒng)相比并不具有很大的優(yōu)勢;可是,工作常規(guī)系統(tǒng)比較容易被群色散所影響,這樣會導致它的傳輸速率受到一定的限制,尤其是在多信道的系統(tǒng)中,這種影響還會限制它的傳輸容量。而光弧子通信系統(tǒng)卻能把不同的波長的多信道復用到同一根光纖中進行傳輸,所以,多信道光弧子通信技術(shù)的應用前景將會十分廣闊。
(二)全光通信網(wǎng)
全光網(wǎng)的概念是指用戶和用戶間的信號傳輸和交換都使用光波技術(shù),它通常由電網(wǎng)絡層和光網(wǎng)絡層所組成。全光網(wǎng)通過波長去選擇路由,在傳輸速率及數(shù)據(jù)格式等方面都具有透明性。它不僅能和現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡進行兼容,而且能支撐將來寬帶業(yè)務數(shù)字網(wǎng)絡的升級。全光通信網(wǎng)還具有可擴展性、可重建性;因為全光網(wǎng)的光網(wǎng)絡層里有許多光器件,所以它的可靠性就高,而且平時維護的經(jīng)費也比較低。
(三)高速光纖計算機網(wǎng)絡
光纖分布式的接口環(huán)網(wǎng)已經(jīng)成為計算機網(wǎng)絡中一個重要的研究領(lǐng)域,作為光纖傳輸?shù)闹饕钆?,它在局域網(wǎng)的應用上,表現(xiàn)出來非常高的工作效率;一旦把它應用在我們目前的校園網(wǎng)構(gòu)建中,它的實用性將會更加清晰的呈現(xiàn)在我們的面前。目前,因為客戶端擁有多樣化的需求,所以我們也需要體工程相對應的服務來滿足用戶的需求;而且在構(gòu)建網(wǎng)絡的過程中,節(jié)點很設備都會很繁復,狀態(tài)也會分散,這時候它的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了,它的高開發(fā)性和創(chuàng)新性非常就適應這個構(gòu)建環(huán)境。
三、光纖通信的應用實例分析
(一)應用于艦載高速光纖網(wǎng)
目前的艦艇裝備都擁有許多的通信雷達、武器指揮及導航系統(tǒng)等高科技電子設備,但如果和另外的電氣設備混在一起,就容易形成射頻干擾和電磁干擾等問題。在艦船上應用了光纖網(wǎng)之后,就可以最大避免這些問題,從而提升了我們指揮作戰(zhàn)的能力。
(二)應用于雷達和微波系統(tǒng)
如果用光纖連結(jié)雷達的控制中心和雷達的天線,就可以擴大兩者間的距離。將光纖作為傳輸介質(zhì),它的頻帶就能覆蓋X波段或者KU波段。
(三)應用于光纖水聽器
如果我們利用光纖技術(shù)來探測水下的聲波,就能比普通壓電水聽器的靈敏度高,而且動態(tài)范圍也比普通的大,并具有抗電磁干擾能力及系統(tǒng)濕端質(zhì)量輕等許多的優(yōu)點。
(四)應用于點對點的數(shù)據(jù)傳輸及網(wǎng)絡應用
我們飛機上的點對點光纖鏈路就主要應用在航空電子裝置黑盒子的數(shù)據(jù)傳輸,實際表現(xiàn)一直不錯,數(shù)據(jù)傳輸速率也很高。
(五)應用于航天飛行器
光纖通信技術(shù)還可以應用于運載火箭的起飛倒計時的臍帶系統(tǒng)、監(jiān)控傳感器及航空電子設備網(wǎng)中,從而去達到增加運載火箭可靠性的目的。
四、結(jié)語
綜上所述,光纖通信技術(shù)在日益的發(fā)展中,已經(jīng)成為我們信息化生活中越來越重要的組成部分之一。我相信,隨著我們對這項技術(shù)的不斷研究、開發(fā),它會在未來為我們帶來更加成熟的技術(shù)和更廣泛的應用領(lǐng)域,比如應用于未來的預警等方面,將會滿足現(xiàn)代化社會的廣大需求。
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(1)在國家安全領(lǐng)域,通信工程技術(shù)以衛(wèi)星監(jiān)測的形式實現(xiàn)了對我國領(lǐng)土、領(lǐng)海和領(lǐng)空等重點要害防區(qū)的實時監(jiān)控,以監(jiān)控攝像視頻的形式實現(xiàn)了對城市主干道、重點路口、居民區(qū)、涉錢、類公司等的實時監(jiān)控,一旦發(fā)現(xiàn)異常情況即可利用各類通信傳媒進行全民通告。
(2)在航空航天領(lǐng)域,通信工程技術(shù)為載人火箭、宇宙飛船等航天設備的成功發(fā)射升空、完成宇宙探測使命提供基礎通信技術(shù)保障,監(jiān)其飛行軌道和運行狀態(tài),提高各類飛行器的動作精確度,實時攝錄飛行實況景象,采集、傳輸特定高度、速度、時空環(huán)境下的宇宙數(shù)據(jù),提高我國航天科研領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。
二、通信工程行業(yè)的發(fā)展前景
1.通信工程行業(yè)的未來發(fā)展方向
據(jù)相關(guān)科研資料顯示,我國通信工程在未來發(fā)展過程中,一方面將運用光通信技術(shù)、云電技術(shù)和無線寬帶網(wǎng)絡技術(shù)實現(xiàn)全國全城無線戰(zhàn)略,擺脫空間距離的溝通限制,徹底改變?nèi)藗兊耐ㄐ朋w驗;一方面將與生態(tài)環(huán)保理念相結(jié)合,降低通信工程在生產(chǎn)和消費上的環(huán)保成本,加大通信工程技術(shù)與生態(tài)環(huán)??蒲谐晒拿芮薪Y(jié)合,結(jié)合國民經(jīng)濟各領(lǐng)域的行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,設立以生態(tài)通信理念為主導的綜合類通信工程技術(shù)項目,讓通信工程更好地服務于當代社會的同時,也要更好地造福于子孫后代。
2.通信工程行業(yè)未來發(fā)展的人才保證
通信工程行業(yè)的綜合性較強,屬于服務面廣、跨學科、寬口徑的學科門類,因此在人才培養(yǎng)標準上,一方面要著眼于學術(shù)人才培養(yǎng),加強對通信網(wǎng)絡和通信系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)理論的學習掌握和創(chuàng)新,一方面要著眼于應用人才培養(yǎng),加強對通信工程行業(yè)在國民經(jīng)濟領(lǐng)域中涉及的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品設計、設備制造和終端應用等各個環(huán)節(jié)的學習掌握和創(chuàng)新。以此滿足我國通信工程行業(yè)向縱深方向發(fā)展對高端技術(shù)人才的需要[2]。
三、結(jié)論
隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展,它同時在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運用電子通信技術(shù)突破時間和空間的局限來學習和工作。電子通信技術(shù)不僅改變著人們,它還在改變著社會和國家,使得國家不斷發(fā)展,特別表現(xiàn)在衛(wèi)星通信技術(shù)上。當然我國的電子通信技術(shù)還存在一些關(guān)鍵技術(shù)的問題,有待人們改善和加強。
1.電子通信系統(tǒng)概述
電子通信技術(shù)屬于現(xiàn)代通信技術(shù)中的一大部分。電子通信技術(shù)還是信息社會的主要支柱,是現(xiàn)代高新技術(shù)的重要組成部分,甚至是國家國民經(jīng)濟的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈。在現(xiàn)代化信息社會,電子通信技術(shù)無處不在,它涉及的范圍也很廣,包括移動電信、廣播電視、雷達、聲納、導航、遙控與遙測以及遙感等領(lǐng)域,還有軍事和國民經(jīng)濟各部門的各種信息系統(tǒng)都要運用到電子通信技術(shù)。
電子通信系統(tǒng)中最具代表性也最常見的就是移動通信和衛(wèi)星通信。其中移動通信就包括了衛(wèi)星通信,此外還有蜂窩系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)、無繩電話系統(tǒng)、無線電傳呼系統(tǒng)等多個領(lǐng)域。
2.電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
近幾年來,電子通信技術(shù)應用十分廣泛,就其最具代表性的移動通信和衛(wèi)星通信來看,就存在很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題,有待加強和改善。移動通信技術(shù)在電子通信技術(shù)中發(fā)展范圍最大最迅速,傳統(tǒng)的蜂窩通信因為可用無線頻譜資源的增加和無線信號的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區(qū)半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外,頻繁的越區(qū)切換導致空中資源的浪費和頻譜效率降低,這也使得網(wǎng)絡建設的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出,要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統(tǒng)容量,就應該突破傳統(tǒng)蜂窩體制,應用新的移動通信技術(shù)。
2.1移動通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
在移動通信系統(tǒng)中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式,每個小區(qū)內(nèi)都有很多個無線信號處理單元,這些單元距離都比載波波長要遠得多,并且它們都能進行功放變頻和信號預處理。要在核心處理單元實現(xiàn)信號處理的功能,首先就要完成信號的收發(fā)功能和一些簡單的信號預處理,然后就要與核心處理單元連接,通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實現(xiàn)。有兩種方式可以實現(xiàn)分布式移動通信,第一種就是在所有的無線信號處理單元上所有相同的下行鏈路信號同時發(fā)射,然后小區(qū)內(nèi)的無線信號處理單元接收到上行鏈路信號之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優(yōu)點是簡單,缺點則是會不斷干擾系統(tǒng),阻礙了系統(tǒng)容量的擴大。第二種方式則是在整個業(yè)務區(qū)域內(nèi)完成無線覆蓋的分布式天線結(jié)構(gòu),通過用大量的無線信號處理單元來實現(xiàn),從而突破傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統(tǒng)”,即“僅與移動臺相近的信號處理單元負責與移動臺進行通信”的方式。第二種較之第一種更理想,但同時它也更復雜。
分布式移動通信較傳統(tǒng)的移動通信技術(shù)有幾點優(yōu)勢,第一是小區(qū)間干擾低、SIR高且系統(tǒng)容量大,第二是它內(nèi)部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應,還能夠保證不衰落和擴大系統(tǒng)的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號的功率,還能降低其切換次數(shù)。第四是它對其他通信系統(tǒng)的干擾小并且在相同發(fā)射功率下覆蓋的區(qū)域更大,反之其發(fā)射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實現(xiàn)任意形狀的無線業(yè)務服務區(qū),還能核心處理單元集中處理信號。更能有效利用無線資源。
子通信系統(tǒng)分為5層:應用層、驅(qū)動層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應明確,接口應簡單,從而為硬軟件的設計實現(xiàn)奠定良好的基礎:應用層是通信系統(tǒng)的最高層次,它實現(xiàn)通信系統(tǒng)管理功能(如初始化、維護、重構(gòu)等)和解釋功能(如描述數(shù)據(jù)交換的含義、有效性、范圍、格式等)。驅(qū)動層是應用層與底層的軟件接口。為實現(xiàn)應用層的管理功能,驅(qū)動層應能控制子系統(tǒng)內(nèi)多路傳輸總線接口(簡稱MBI)的初始化、啟動、停止、連接、斷開、啟動其自測試,監(jiān)控其工作狀態(tài),控制其和子系統(tǒng)主機的數(shù)據(jù)交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數(shù)據(jù)傳輸,傳輸層的任務包括信息處理、通道切換、同步管理等。數(shù)據(jù)鏈路層按照MIL―STD一1553B規(guī)定??刂瓶偩€上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL―STD一1553B規(guī)定,處理1553B總線物理介質(zhì)上的位流傳輸。應用層、驅(qū)動層在各個子系統(tǒng)主機上實現(xiàn),傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層在MBI上實現(xiàn)。
2.2衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題
衛(wèi)星通信在電子通信技術(shù)中最為先進,它也有很大的優(yōu)勢,包括通信距離遠并且容量大,通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠以及機動性能優(yōu)越和靈活地組網(wǎng)等這些都是別的技術(shù)沒有的特點。但隨著不斷快速發(fā)展的全球信息化產(chǎn)業(yè),人們對信息的需求也越來越復雜多樣,電子通信技術(shù)已進入高速、多媒體、業(yè)務多樣化和可移動的個性化時代。
目前的衛(wèi)星通信的一些關(guān)鍵技術(shù)也存在一些問題,它包括高速數(shù)據(jù)的業(yè)務需求。以及衛(wèi)星通信應用寬帶IP的難點。現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)采用一些關(guān)鍵技術(shù)來解決問題,一個就是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù),它能讓靜態(tài)和動態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都能有效提高通信系統(tǒng)在時間、頻帶、能量上的工作效率;第二個就是智能衛(wèi)星天線系統(tǒng);第三個就是寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究;第四個就是新型高效的數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù);第五個就是多址連接技術(shù)的改進和發(fā)展;第六個就是衛(wèi)星激光通信技術(shù)。
未來的衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率會通過激光通信來實現(xiàn),激光的優(yōu)勢會在互聯(lián)衛(wèi)星網(wǎng)中得到充分發(fā)揮,因為在那里經(jīng)常會應用到激光通信技術(shù),它在外層空間進行,所以不會受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術(shù)來縮短全球衛(wèi)星通信中的“雙跳”法的信號時長。有專家提出“在衛(wèi)星激光通信在比微波通信數(shù)據(jù)速率高一個數(shù)量級的理想情況下,天線孔徑尺寸會比微波通信衛(wèi)星減小一個數(shù)量級”的觀點。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進行工作和運行未來的衛(wèi)星之間進行激光通信是很有前途的。
總而言之,電子通信系統(tǒng)在這個信息化時代無處不在。在電子通信系統(tǒng)中范圍最廣最常見的就是移動通信技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù),移動通信技術(shù)體現(xiàn)在日常的電視廣播網(wǎng)絡等各種電子傳輸工具上,而衛(wèi)星通信系統(tǒng)則運用在比較大型的工程上。電子通信系統(tǒng)的發(fā)達和完善與否直接決定了一個國家和社會的強弱,所以對其關(guān)鍵技術(shù)問題的分析和研究是很有必要的,掌握了其關(guān)鍵技術(shù)就能很好地運用和完善它。
參考文獻
[1]蔡堅,劉娟.基于標準總線的飛行數(shù)據(jù)采集器的設計[J].航空計算技術(shù),2002.
關(guān)鍵詞:無線通信;通信技術(shù);應用現(xiàn)狀;發(fā)展前景
中圖分類號:TP628 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2013) 12-0000-01
一、引言
隨著社會的不斷發(fā)展和進步,交流與通信已經(jīng)成為人們生活中必不可少的組成部分。無線通信技術(shù)是利用電磁波信號能夠在空間中自由傳播的特點來進行信息交換的一種通信方式,具有使用方便、擴展性好、成本低等特點,近年來無線通信技術(shù)取得了廣泛的應用和長足發(fā)展。無線通信技術(shù)不需要大規(guī)模的配套基礎設施,設置與維修成本較低,對環(huán)境的適應性強。隨著科學技術(shù)的長足發(fā)展,無線通信技術(shù)也由最初的用于用戶語音信息交換,而逐漸應用到集群通信、衛(wèi)星通信、手機視頻技術(shù)等各個方面;其應用領(lǐng)域也由通信領(lǐng)域延伸到農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等各個行業(yè)領(lǐng)域。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展,對無線通信技術(shù)的應用研究顯得尤為重要。
二、無線通信技術(shù)應用現(xiàn)狀
(一)常用的遠距離無線通信技術(shù)
(1)公眾移動通信
公眾移動通信技術(shù)是人們?nèi)粘I钪薪佑|最多使用最廣泛的無線通信技術(shù)。目前人們接觸較多的有以SMS、MMS為代表的短信及彩信業(yè)務,以GPRS、CDMA等為代表的通信技術(shù),以及3G網(wǎng)絡技術(shù)。SMS即我們?nèi)粘Kf的短信業(yè)務,使用者可以通過手機等移動設備發(fā)送文本型信息;MMS又稱多媒體短信業(yè)務,即我們?nèi)粘Kf的彩信,它與SMS相比支持多媒體功能,可以實現(xiàn)語音、因特網(wǎng)瀏覽、電子郵件、圖片視頻等的終端到終端的多媒體信息傳送。GPRS是由中國移動開發(fā)的一種基于GSM通信系統(tǒng)的,介于第二代和第三代之間的無線分組交換技術(shù),我們通常稱為2.5G,相對于GSM通信系統(tǒng)而言,GPRS網(wǎng)絡能夠更方便與因特網(wǎng)互相連接,具有實時在線、高速傳輸、按量計費等優(yōu)點。CDMA是中國電信運行的一種以擴頻技術(shù)為原理,基于多址技術(shù)和碼分技術(shù)的新的無線通信系統(tǒng)。它具有信號隱蔽性強、抗截獲能力強、抗干擾能力強、支持多用戶同時接收發(fā)送等特點。3G已經(jīng)成為目前全球移動網(wǎng)絡的發(fā)展趨勢,隨著3G手機的全面上市,全球3G用戶呈現(xiàn)不斷攀升的趨勢,新經(jīng)濟體為3G做出的重要貢獻也被人們普遍認可,各大運營商紛紛提供3G服務,3G技術(shù)已經(jīng)融入到了人們的日常生活中。
(2)數(shù)傳電臺通信
數(shù)傳電臺通信是采用數(shù)字調(diào)制解調(diào)、數(shù)字信號處理具有均衡軟判決、前向糾錯等功能的一種無線傳輸電臺。數(shù)傳電臺通信穩(wěn)定性、兼容性、實時性較好,擁有專用數(shù)據(jù)傳輸通道,一次性投資、運行使用費用低,數(shù)傳電臺通信的有效傳輸半徑約有幾十公里,可以覆蓋一定的區(qū)域,適用于惡劣環(huán)境作業(yè)。目前數(shù)傳電臺通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一種比較成熟的無線通信技術(shù),在航空航天、電力、開采、鐵路、氣候氣象、自然災害預報等領(lǐng)域已取得了廣泛的應用,在遙控、遙測、遙感等方面也取得了一定的進步和發(fā)展。
(3)衛(wèi)星通信
衛(wèi)星通信技術(shù)是利用人造衛(wèi)星作為信號傳遞的中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號,以實現(xiàn)地面多個基站之間進行通信的一種技術(shù),它是地面微波通信技術(shù)的繼承和發(fā)展。衛(wèi)星通信技術(shù)具有不受地理條件限制、通信質(zhì)量好、覆蓋范圍廣、工作頻帶寬等特點,其運行成本與通信距離無關(guān)。衛(wèi)星通信技術(shù)經(jīng)常應用于國際通信和軍事通信等領(lǐng)域,在我們?nèi)粘I钪械膹V播電視、移動通信等方面也已經(jīng)廣泛應用了衛(wèi)星通信技術(shù)。
(二)常見的短距離無線通信技術(shù)
(1)Zig-Bee
Zig-Bee是基于IEEE802.15.4標準建立的一種無線通信技術(shù),它的工作原理來源于蜜蜂的通信方式,其特點是距離近、功耗低、速率低、延時短等。在我們的日常生活中,Zig-Bee通信技術(shù)已經(jīng)被應用于樓房建設控制、機械自動化控制、精準化農(nóng)業(yè)信息收集與控制、公共場所信息檢測等領(lǐng)域,并取得了長足發(fā)展。
(2)藍牙
藍牙技術(shù)也是日常生活中應用較為廣泛的一種無線通信技術(shù),現(xiàn)在藍牙作為一種必備的附加功能在手機和電腦登終端上都可以見到。藍牙能夠在十米的半徑范圍內(nèi)實現(xiàn)一對一或一對多的無線數(shù)據(jù)傳輸,傳輸速度快,對時間和空間環(huán)境的要求小,可以隨時隨地進行藍牙傳輸。目前除了手機、電腦、數(shù)碼相機等設備上安裝藍牙功能以外,藍牙技術(shù)還被廣泛應用于無線辦公環(huán)境、醫(yī)療設備、工廠自動控制等不同領(lǐng)域。
(3)無線寬帶
無線寬帶也就是我們?nèi)粘I钪兴f的Wi-Fi,它是一種基于802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)接入技術(shù)。相比于藍牙技術(shù),Wi-Fi的覆蓋范圍更廣、傳輸速度更快;相比于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡,Wi-Fi無須布線,可以不受布線條件的限制。目前手機、電腦等很多設備都支持無線網(wǎng)絡,而一些人員密集的地方,如商場、快餐店、圖書館、校園等地方也都設置了Wi-Fi熱點,這給人們登錄互聯(lián)網(wǎng)辦公或娛樂無疑增加了便利。
三、無線通信技術(shù)的應用前景
從無線通信技術(shù)發(fā)展的總體趨勢來看,在未來的發(fā)展中,各種無線通信技術(shù)及其應用領(lǐng)域的互補性會更加明顯。首先,泛網(wǎng)絡化在推動短距離無線通信技術(shù)與蜂窩網(wǎng)技術(shù)走向融合,從大范圍來看,3G或超3G技術(shù)將成為移動通信領(lǐng)域的主導。其次,視頻、多媒體業(yè)務的廣泛需求,會刺激數(shù)字電視廣播和無線通信技術(shù)走向融合,在這個領(lǐng)域中衛(wèi)星通信技術(shù)將得到更加廣泛的應用。再次,寬帶無線技術(shù)和移動通信技術(shù)將在競爭和互補中走向融合,兩者將在互相補充和互相競爭中最終迎來4G時代。
參考文獻:
[1]陳高峰.常用無線通信技術(shù)簡介[J].電腦知識與技術(shù),2012(5):1062-1064.