發(fā)布時(shí)間：2022-08-01 00:45:48
序言：寫作是分享個(gè)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?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
在整個(gè)采樣值傳輸時(shí)序分布結(jié)構(gòu)當(dāng)中，MU中對于采樣信號進(jìn)行數(shù)字化處理過程當(dāng)中時(shí)延問題能夠借助于信號調(diào)理時(shí)延予以處理，在此基礎(chǔ)產(chǎn)生A/D轉(zhuǎn)換過程中的時(shí)延問題。這一時(shí)延在經(jīng)過FIR濾波器群延時(shí)處理之后會生成與MU采樣信號數(shù)字化處理時(shí)延相對應(yīng)的數(shù)據(jù)處理時(shí)延，并在以太網(wǎng)控制器進(jìn)行信號發(fā)送以及報(bào)文傳輸?shù)倪^程當(dāng)中產(chǎn)生與之相對應(yīng)的時(shí)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(dāng)中，高階FIR濾波器裝置所對應(yīng)的群延時(shí)問題是數(shù)據(jù)時(shí)延問題最為嚴(yán)重的一個(gè)階段。假定整個(gè)數(shù)據(jù)采樣周期的時(shí)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(shí)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(yùn)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(shí)延問題予以有效控制及補(bǔ)償?shù)摹Ｔ谶@一背景作用之下，應(yīng)當(dāng)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(jìn)行前移處理，進(jìn)而在應(yīng)用動(dòng)態(tài)化二次拉格朗日插值計(jì)算的方式實(shí)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(dāng)中，需要重點(diǎn)關(guān)注如下兩個(gè)方面的問題。
（1）首先，在數(shù)字移相器進(jìn)行滯后信號
遷移處理以及相位均衡的過程當(dāng)中，由阻容網(wǎng)絡(luò)以及運(yùn)算放大器裝置所構(gòu)成的整個(gè)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(jìn)行深入分析的過程當(dāng)中不難發(fā)現(xiàn)，圖1中整個(gè)模擬移相器在進(jìn)行數(shù)據(jù)同步處理過程當(dāng)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(jìn)而通過對校正系數(shù)的調(diào)節(jié)與計(jì)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(gè)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)整個(gè)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(shí)，F(xiàn)PGA支持下的數(shù)據(jù)同步模塊能夠?qū)㈤g隔時(shí)間在1s范圍之內(nèi)的同步脈沖頭進(jìn)行均勻分割處理，并形成均勻性的4000個(gè)時(shí)間片。以上每個(gè)時(shí)間片的開始位置均與一個(gè)獨(dú)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(zhǔn)參數(shù)并進(jìn)行插值處理，借助于此種方式實(shí)現(xiàn)良好的采樣同步。特別值得注意的一點(diǎn)在于：為確保信號帶寬能夠在數(shù)字同步處理過程當(dāng)中得到有效拓展，并實(shí)現(xiàn)對混疊誤差的有效控制，需要在高壓采集板運(yùn)行過程當(dāng)中引入采樣技術(shù)，同時(shí)在MU當(dāng)中設(shè)計(jì)有抽取濾波器裝置，實(shí)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(dòng)態(tài)化二次拉格朗日差值運(yùn)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(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)中不難發(fā)現(xiàn)：MU服務(wù)器模型在應(yīng)用過程當(dāng)中將所涉及到的12路采集信號進(jìn)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(dāng)前技術(shù)條件支持下，考慮到IEC標(biāo)準(zhǔn)配置對于測量值的發(fā)送以及保護(hù)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(shí)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(dá)到平均每秒4kbit單位?；谝陨戏治?，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(dāng)前技術(shù)條件支持下，采樣值控制塊讀寫操作以及報(bào)文傳輸操作這兩者之間存在著本質(zhì)性的差異性。報(bào)文傳輸操作能夠直接實(shí)現(xiàn)與以太網(wǎng)的連接，在簡化了操作步驟的同時(shí)使得報(bào)文傳輸?shù)膶?shí)時(shí)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(dāng)中屬于復(fù)雜度最高的模塊。但在遠(yuǎn)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(shí)時(shí)性要求角度。在此基礎(chǔ)之上應(yīng)當(dāng)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(xiǎn)報(bào)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(qiáng)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(qiáng)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(dān)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(xiǎn)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(jìn)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(jìn)水上遇險(xiǎn)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(yùn)界的日益增長的通信信息服務(wù)需求。
2. 1IMO相關(guān)工作進(jìn)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(zhǔn)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(jì)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(zhǔn)并啟動(dòng)GMDSS復(fù)審和現(xiàn)代化項(xiàng)目。
該項(xiàng)目分為高級復(fù)審和詳細(xì)復(fù)審兩個(gè)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(xiàng)功能進(jìn)行復(fù)審；（2）對正在使用無線電通信優(yōu)先等級順序進(jìn)行復(fù)審；（3）對海區(qū)劃分及設(shè)備配備需求進(jìn)行復(fù)審；（4）對船舶類別差異性要求的審查；（5）對遇險(xiǎn)通信和其他類型的通信分離審查等5個(gè)方面內(nèi)容。目前GMDSS高級復(fù)審已基本完成，高級復(fù)審報(bào)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(jì)劃進(jìn)行詳細(xì)復(fù)審，詳細(xì)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(xiǎn)報(bào)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(bào)（NBDP）在GMDSS中的作用；（5）中高頻誤報(bào)警跟蹤調(diào)查機(jī)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(gè)方面內(nèi)容。
2.2 ITU相關(guān)工作進(jìn)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(xiàng)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(rèn)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(dòng)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(jìn)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(jìn)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(dá)25kbps?？紤]糾錯(cuò)編碼率后實(shí)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(dāng)前NAVTEX系統(tǒng)因速率低導(dǎo)致的業(yè)務(wù)過載和及時(shí)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(shí)現(xiàn)對航行警告、氣象警告、搜救信息、海盜警告、遇險(xiǎn)等優(yōu)先信息，氣象預(yù)報(bào)、波浪潮流信息、VTS交通信息、引航信息、航標(biāo)信息、AIS報(bào)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(shí)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(dòng)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(shí)可實(shí)現(xiàn)對授權(quán)用戶的加密廣播。此外，NAVDAT采用與NAVTEX類似的時(shí)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(kuò)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(yàn)系統(tǒng)研究工作，并完成了電子海圖遠(yuǎn)程更新傳輸試驗(yàn)。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(yùn)行服務(wù)；目前系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸速率約18kbps，并基本實(shí)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(dòng)評價(jià)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(shí)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(gè)載波，4相位波形，中心頻率1700Hz。因?yàn)閱我环州d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(bǔ)償器，使得多載波的通信能夠簡單進(jìn)行，設(shè)備缺點(diǎn)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(gè)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(shí)現(xiàn)數(shù)千公里遠(yuǎn)程通信，故在通信領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，是海岸電臺遠(yuǎn)距離通信保障的有效手段。南海航海保障中心2014進(jìn)行了長達(dá)2000公里的高頻組網(wǎng)通信測試，完成了與移動(dòng)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(dòng)識別系統(tǒng)（AIS）、特殊應(yīng)用報(bào)文（ASM）和寬帶甚高頻數(shù)據(jù)交換（VDE）三項(xiàng)功能，不僅能實(shí)現(xiàn)船-船、船-岸間的數(shù)據(jù)交換，還為未來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星與船舶的遠(yuǎn)程雙向數(shù)字通信預(yù)留了空間。
該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是在保障AIS已有功能應(yīng)用基礎(chǔ)上，通過ASM和VDE全面強(qiáng)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(fù)擔(dān)，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(gè)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(bào)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(dòng)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(dá)到307kbps。
4.結(jié)束語
【關(guān)鍵詞】SDH數(shù)字微波通信；技術(shù)特點(diǎn)；應(yīng)用要點(diǎn)
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(shí)時(shí)通信的基本特征，能夠精準(zhǔn)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(shí)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(yùn)用數(shù)字通信系統(tǒng)來傳輸微波，然后運(yùn)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的通信網(wǎng)絡(luò)傳輸信息目標(biāo)[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(qiáng)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(shí)，主要選擇同步復(fù)用與同步傳送的做法予以實(shí)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?jiǎng)澐譃閮糌?fù)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(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的作用，并且設(shè)計(jì)為兆比特的系統(tǒng)傳輸速率計(jì)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(dá)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(shí)時(shí)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(gè)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(yùn)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(gè)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(gè)系統(tǒng)站點(diǎn)的方法來完成傳遞波形信號的目標(biāo)。在系統(tǒng)樞紐站的范圍內(nèi)，不同站點(diǎn)的通信數(shù)據(jù)都能夠被全面匯總，進(jìn)而對于實(shí)時(shí)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(gè)系統(tǒng)運(yùn)行端口進(jìn)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(shí)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(shí)時(shí)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(gè)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(diǎn)可以得到合理的篩選與分配，進(jìn)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(yùn)行狀況角度來講，系統(tǒng)分路站可以通過分集各個(gè)空間區(qū)域數(shù)據(jù)與信息的方法來傳輸實(shí)時(shí)性的數(shù)字微波信號，并且還能達(dá)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(yùn)用要點(diǎn)
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(yùn)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(shí)時(shí)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(jìn)行信息匯總與處理時(shí)，如果選擇SDH的手段來進(jìn)行信號篩選與處理，那么將會實(shí)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(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)。具體來講，現(xiàn)階段的SDH微波通信數(shù)字化技術(shù)應(yīng)當(dāng)包含如下的技術(shù)實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)：
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(yùn)行處理后的干擾信號被全面消除，進(jìn)而達(dá)到抵消數(shù)字傳輸運(yùn)行干擾的目標(biāo)。在目前的現(xiàn)狀下，技術(shù)人員對于多狀態(tài)的系統(tǒng)運(yùn)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\(yùn)用于SDH系統(tǒng)，充分滿足了較高的頻譜資源利用效率標(biāo)準(zhǔn)，有效擴(kuò)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(dá)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(yùn)用上述的XPIC處理技術(shù)將會達(dá)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(jià)傳輸數(shù)據(jù)抵消，進(jìn)而達(dá)到明顯縮減系統(tǒng)運(yùn)行干擾數(shù)據(jù)強(qiáng)度的目標(biāo)。在此過程中，技術(shù)人員首先應(yīng)當(dāng)取出特定頻率的傳輸干擾數(shù)據(jù)信號，然后對其實(shí)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(yùn)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(dāng)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(dāng)將其設(shè)計(jì)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(dāng)將其設(shè)計(jì)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?cái)?shù)據(jù)的改變，相應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)制運(yùn)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(yùn)行中的自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)，重點(diǎn)針對于各個(gè)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(yùn)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(bào)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(dāng)處理。除此以外，分集處理的技術(shù)手段旨在實(shí)現(xiàn)傳輸信號質(zhì)量提升的目標(biāo)，尤其適用于廣泛收集各類系統(tǒng)空間運(yùn)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(shí)域與頻域的自適應(yīng)均衡處理技術(shù)系統(tǒng)時(shí)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(dá)到較好的均衡運(yùn)行效果，對于上述技術(shù)可以稱為時(shí)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(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而達(dá)到降低選擇性傳輸數(shù)據(jù)衰減的目標(biāo)。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(yùn)行信號調(diào)制與處理方式有必要進(jìn)行更改，充分運(yùn)用自適應(yīng)均衡的數(shù)據(jù)傳輸處理手段予以實(shí)現(xiàn)。下表1 為SDH數(shù)字微波通信系統(tǒng)的基本運(yùn)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(shí)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(yùn)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(yùn)行時(shí)間成本的同時(shí)，充分保證了數(shù)字微波通信的信息延時(shí)達(dá)到最低程度，合理設(shè)置系統(tǒng)波道間隔。
參考文獻(xiàn)
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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(jì)與運(yùn)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(gè)最小能量也不同，普朗克稱這個(gè)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(jìn)一步地認(rèn)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(jì)90年代以后，隨著對量子等微觀粒子的不斷調(diào)控，當(dāng)人們將基于經(jīng)典物理學(xué)描述過程的信息傳輸變換成基于量子力學(xué)描述和操控的過程時(shí)，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(jìn)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(shí)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(shí)用化起來的量子信息技術(shù)?，F(xiàn)有實(shí)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(xué)的基本原理，能夠保證密鑰的安全性，這種安全性在學(xué)術(shù)界稱為“信息理論安全”或者“無條件安全”，是經(jīng)過嚴(yán)格的數(shù)學(xué)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(dāng)?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(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jì)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(jī)數(shù)發(fā)生器。通過對H04B10下的專利統(tǒng)計(jì)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)，不難看出量子密鑰分發(fā)、量子簽名和信號探測三個(gè)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(gè)技術(shù)分支是目前量子通信技術(shù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)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(gè)熱點(diǎn)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(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(xì)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(diǎn)主要集中在：（1）離散變量量子密鑰分發(fā)DV-QKD的改進(jìn)。如CN213879845U中采用環(huán)形網(wǎng)絡(luò)實(shí)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(jìn)行改進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)；（2）連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)CV-QKD的改進(jìn)。如CN107682144A中優(yōu)化現(xiàn)有的信息調(diào)制技術(shù)，改進(jìn)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(gè)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。基于目前CV-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(diǎn)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(bǔ)關(guān)系，從而具備了構(gòu)建商業(yè)化系統(tǒng)的條件。當(dāng)前國內(nèi)在DV-QKD方面的研究機(jī)構(gòu)主要有國盾量子、九州量子、國騰量子、華南師范大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、安徽問天量子科技；在CV-QKD方面的研究機(jī)構(gòu)主要有循態(tài)量子、華為、烽火通信、北京大學(xué)、北京郵電大學(xué)。
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(jìn)行統(tǒng)計(jì)，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(xì)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(diǎn)主要集中在：（1）探測效率的改進(jìn)。如CN112929170A中引入本地本振強(qiáng)光，避免接收機(jī)的探測效率變低，提高系統(tǒng)的成碼率。（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的改進(jìn)。如CN107196758A中提供一種單光子探測方法，通過對同步信號進(jìn)行相位切換和分段延時(shí)掃描的方式達(dá)到單光子信號的正周期延時(shí)，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(jì)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(diǎn)關(guān)注對象。2021年7月5日，中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)在預(yù)印本arXiv上公開了113個(gè)光子的量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)“九章2.0”，在實(shí)現(xiàn)“高斯玻色取樣”任務(wù)的快速求解的同時(shí)，其中的一項(xiàng)核心技術(shù)SNSPD，使得平均系統(tǒng)探測效率達(dá)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(xué)技術(shù)大學(xué)、北京郵電大學(xué)、華南師范大學(xué)、中國電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)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(tuán)，韓國電子通信研究院、韓國科學(xué)技術(shù)院。
3.未來發(fā)展展望
【關(guān)鍵詞】移動(dòng)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(dòng)數(shù)字化技術(shù)就是其中一種。移動(dòng)通信數(shù)字技術(shù)具有個(gè)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中，可以使互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信達(dá)到一個(gè)新高度。
一、移動(dòng)通信數(shù)字化技術(shù)的特點(diǎn)
信息科技不斷發(fā)展的今天，我國移動(dòng)通信數(shù)字化技術(shù)開始應(yīng)用于各個(gè)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(dāng)然，對于移動(dòng)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(shí)代的到來，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(gè)性化的服務(wù)。這些新的研究就是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)未來發(fā)展的方向，網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展時(shí)期，新的科技通信系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，就是移動(dòng)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(jìn)性和高效性。數(shù)字移動(dòng)通信技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中的特點(diǎn)還包括新媒體帶來了新的社會體驗(yàn)。數(shù)字化技術(shù)包括移動(dòng)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(dòng)通信數(shù)字化技術(shù)將進(jìn)一步促進(jìn)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(dòng)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(jìn)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(shí)現(xiàn)全覆蓋，但是這樣不僅影響信號質(zhì)量，同時(shí)還帶來資源浪費(fèi)。所謂網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)技術(shù)是將數(shù)字網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的所有優(yōu)質(zhì)技術(shù)進(jìn)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(gè)性化服務(wù)功能。也使單個(gè)用戶的訪問帶寬增加，降低了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與維護(hù)成本。2.2移動(dòng)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(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，應(yīng)在設(shè)計(jì)中增加容錯(cuò)量，并提高信道的抗干擾強(qiáng)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(jìn)行有效的利用與調(diào)整，使用戶的帶寬可以遠(yuǎn)大于當(dāng)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(dòng)帶寬調(diào)整技術(shù)的實(shí)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(dòng)通信監(jiān)控技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)通信監(jiān)控技術(shù)是為了保證移動(dòng)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(dòng)通信監(jiān)控技術(shù)確保運(yùn)營商和政府對于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，對干擾因素進(jìn)行排除，對網(wǎng)絡(luò)中的不良行為進(jìn)行監(jiān)管和懲罰，從而確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定。與此同時(shí)，利用該技術(shù)還可以提供人性化管理策略。降低負(fù)面影響、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的智能化。
三、移動(dòng)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(dòng)數(shù)字化技術(shù)作用的發(fā)揮促進(jìn)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(jì)更高效、成本更低的產(chǎn)品。確保基站覆蓋的合理性，制度創(chuàng)新的核心是強(qiáng)調(diào)并實(shí)現(xiàn)移動(dòng)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(dòng)通信運(yùn)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(jìn)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(shí)現(xiàn)移動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的資源整合。移動(dòng)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(jì)的整體發(fā)展。對于移動(dòng)通信數(shù)字化技術(shù)發(fā)展而言，要實(shí)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(dòng)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(dòng)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(jì)算原則，采用多模塊終端用戶數(shù)據(jù)分析法確保移動(dòng)數(shù)據(jù)運(yùn)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(jìn)行資源規(guī)劃和重組是必要的。
四、總結(jié)
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展使人們對生活質(zhì)量的追求提高。移動(dòng)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(dòng)通信技術(shù)將進(jìn)一步革新，移動(dòng)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(jì)人員應(yīng)不斷的進(jìn)行技術(shù)更新，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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雖然目前公眾媒體將無線通信炒的很熱,但這個(gè)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(shí)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(shí)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(jì)80年代以來,全球范圍內(nèi)移動(dòng)無線通信得到了前所未有的發(fā)展,與第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3g)相比,未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的目標(biāo)是,能在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、向任何人提供快速可靠的通信服務(wù)。因此,未來無線移動(dòng)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(shí)現(xiàn)傳輸?shù)?。信號在無線信道中傳輸時(shí),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(shí)間選擇性衰落以及角度擴(kuò)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(gè)新的問題。一是通信行道經(jīng)常是隨時(shí)間變化的,二是多個(gè)用戶之間常常存在干擾。無線通信技術(shù)還需要克服時(shí)變性和干擾。由于這個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)源信號的混合,所謂“雞尾酒會”問題就是個(gè)典型的例子。其中獨(dú)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(jìn)步,但是還有很多的問題有待進(jìn)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(jì),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(qiáng)大的信號處理方法,在醫(yī)學(xué)信號處理,陣列信號處理,語音信號識別,圖像處理及移動(dòng)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(shí)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(shí)混合盲源分離
線性瞬時(shí)混合盲源分離技術(shù)是一項(xiàng)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(dāng)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(shí),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(shí)際上是聽覺系統(tǒng)的一種適應(yīng)能力。當(dāng)盲源分離理論提出后很快就形成了線性瞬時(shí)混合模型。線性瞬時(shí)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(gè)源信號在線性瞬時(shí)取值混合后,由多個(gè)傳感器進(jìn)行接收的分離模型。
20世紀(jì)八、九十年代是盲源技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)期,在1986年由法國和美國學(xué)者共同完了將兩個(gè)相互獨(dú)立的源信號進(jìn)行混合后實(shí)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(yùn)用,但先前的算法不能夠完成對兩個(gè)以上源信號的分離;之后在1991年,法國學(xué)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(dāng)中,為盲源分離提出了一個(gè)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(jìn)展,一種最大化的隨機(jī)梯度學(xué)習(xí)算法可以做到同時(shí)分辨出10人的語音,大大推動(dòng)了盲源分離技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。
1.2 線性卷積混合盲源分離
相比瞬時(shí)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(shí)混合盲源分離技術(shù)不斷發(fā)展應(yīng)用的同時(shí),應(yīng)用中也有無法準(zhǔn)確估計(jì)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(dòng)客戶在使用過程中具有移動(dòng)性,移動(dòng)用戶周圍散射體會發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),或是交通工具發(fā)生的運(yùn)動(dòng)都會使得源信號在通信環(huán)境中出現(xiàn)時(shí)間延遲的現(xiàn)象,同時(shí)還造成信號疊加,產(chǎn)生多徑傳輸。正是因?yàn)檫@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(xué)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(shí)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(xiàng),許多理論和算法都還不算成熟和完善。在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中或是麥克風(fēng)錄音時(shí),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(bǔ)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(shí)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(gè)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(zhǔn)則的盲源分離技術(shù)在處理這一問題時(shí)穩(wěn)定性較強(qiáng),更重要的是對不可忽略的加性高斯白噪聲分離算法同時(shí)適用。因此,由高階累積量為準(zhǔn)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(gè)判據(jù)就是峭度,它是反映某個(gè)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(xiàn)標(biāo)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(dòng)通信調(diào)度系統(tǒng)，這將使一個(gè)國家最先進(jìn)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(gè)通道數(shù)互相不干擾的情況下，使專用移動(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展到高級階段。它的主要特點(diǎn)是連接時(shí)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(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)
專用無線移動(dòng)通信系統(tǒng)也經(jīng)常被使用在集群中的標(biāo)準(zhǔn)（也被稱為大區(qū)）的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，例如，GSM-R（鐵路移動(dòng)通信全球系統(tǒng)）是在調(diào)度的移動(dòng)通信系統(tǒng)的鐵路集成提到的，是專門為鐵路通信設(shè)計(jì)的數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。這是增加的8時(shí)隙200kHz帶寬TDMA調(diào)度通信功能構(gòu)成的一個(gè)集成專用移動(dòng)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(jìn)的語音通話服務(wù)，以獨(dú)特的鐵路調(diào)度服務(wù)和信息技術(shù)作為一個(gè)平臺，使鐵路部門實(shí)現(xiàn)鐵路管理信息都共享在這個(gè)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(yùn)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(shí)現(xiàn)機(jī)車主板計(jì)算機(jī)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(shí)時(shí)傳輸火車信息，確保列車安全的目的。因此，鐵路運(yùn)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(shí)時(shí)性等特點(diǎn)，只需要有限的互操作性，這是與外部的通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)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(diǎn)
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(diǎn)是從自動(dòng)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(gè)全功能的、高效的通信系統(tǒng)集成先進(jìn)的通信信號。GSM-R可提供包括列車調(diào)度通信、貨運(yùn)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(hù)通信和交叉通信等功能。
GSM-R能滿足列車運(yùn)行速度500公里每小時(shí)安全的無線通信的要求。GSM-R通信系統(tǒng)由6個(gè)子系統(tǒng)：切換子系統(tǒng)（SSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、操作和維護(hù)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(dòng)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(dòng)交換中心（GMSC），以實(shí)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(diǎn)（GGSN），以實(shí)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(jī)、基站、機(jī)車通信設(shè)備、移動(dòng)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(jī)一樣能進(jìn)行語音通話，但也具備增加鐵路運(yùn)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(dòng)通信系統(tǒng)與GPS衛(wèi)星定位技術(shù)相結(jié)合，以實(shí)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(yuǎn)在千里之外就能對列車運(yùn)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(gè)重要的鐵路通信系統(tǒng)。GSM-R系統(tǒng)使用了獨(dú)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(jī)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(diǎn)易于維護(hù)，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(shí)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，以確保可靠的無線數(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(shí)列車運(yùn)行大約以每75秒的速度沿鐵路線實(shí)行無線覆蓋。出于這個(gè)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(dòng)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(xì)胞的冗余覆蓋，縮短了基間隔，使得移動(dòng)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(gè)非常獨(dú)特的地方，它的信號采取了雙重覆蓋，這是類似的雙機(jī)備份，兩套信號控制系統(tǒng)交錯(cuò)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(hù)高速列車運(yùn)行通信的連續(xù)性。
在雙沿鐵路線網(wǎng)絡(luò)組BTS，形成兩個(gè)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(jī)器上的位置的兩個(gè)層，這兩層是相同的覆蓋區(qū)域；間隔機(jī)器位置的兩層BTS設(shè)備的安裝。這兩種方案，前者的特點(diǎn)是易于安裝和成本較低，但對自然環(huán)境影響設(shè)備的運(yùn)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(gè)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(jì)的復(fù)雜性，前者是更好的。此外，為了防止相互干擾的兩個(gè)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(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字集群系統(tǒng)，是基于數(shù)字時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)的無線集群移動(dòng)通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)是ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)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(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，開放的系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足了移動(dòng)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(qiáng)大的移動(dòng)臺（DMO）、離網(wǎng)直接認(rèn)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(gè)物理網(wǎng)絡(luò)為多個(gè)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(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫查
詢等）。
TETRA主要技術(shù)特點(diǎn)：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(gè)時(shí)隙）；可變范圍的數(shù)據(jù)速率為2.4～28.8kbit/s；訪問協(xié)議時(shí)隙ALOHA。TETRA系統(tǒng)空中接口幀結(jié)構(gòu)：TETRA移動(dòng)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(yuǎn)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(gè)信息的快速傳遞主要依靠TETRAPDO應(yīng)用程序來實(shí)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?？刂粕闲墟溌访}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(xùn)練序列和導(dǎo)向周期，高級別每7.08ms子時(shí)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(gè)85/6ms槽，包括上升和PA線性化資訊、尾隨位、炒位、訓(xùn)練序列和導(dǎo)周期，每個(gè)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(gè)訓(xùn)練序列和相位調(diào)整加擾位，每個(gè)85/6ms的插槽可以進(jìn)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(xùn)練序列，該相位調(diào)整，頻率校正，加擾的比特，在同步用訓(xùn)練序列，每個(gè)85/6ms插槽可以進(jìn)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(xùn)練序列、引導(dǎo)周期等，每個(gè)85/6ms的插槽，可以進(jìn)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(xùn)練序列，引導(dǎo)周期，每個(gè)85/6mS插槽可以攜帶366比特的高級別信息。
TETRA的主要優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)大的直接功能。該系統(tǒng)是專業(yè)的部門，如警察、消防、救護(hù)、機(jī)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?yàn)榛締卧獏^(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(biāo)準(zhǔn)，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(yàn)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(yàn)。已不能滿足鐵路信號、列車控制系統(tǒng)和遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(jià)比、開放性的標(biāo)準(zhǔn)、先進(jìn)的技術(shù)、系統(tǒng)的靈活性和環(huán)境適應(yīng)性的首選標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定一個(gè)開放的系統(tǒng)TETRA和iDEN數(shù)字集群通信標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)，這標(biāo)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(tuán)隊(duì)、所有的呼叫、緊急呼叫、轉(zhuǎn)移呼叫，還包括呼叫排隊(duì)占線自動(dòng)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(gè)基站和多個(gè)系統(tǒng)，這是一個(gè)重要的指標(biāo)，以反映集群系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)。此外，集群系統(tǒng)的呼叫連接建立時(shí)間短，跨多個(gè)系統(tǒng)組呼呼叫的連續(xù)時(shí)間小于700毫秒，無線列調(diào)系統(tǒng)的點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程指揮和調(diào)度、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及用戶友好或供應(yīng)商的集群進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)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(qiáng)大的集群系統(tǒng)，列車調(diào)度實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)調(diào)度。
（3）故障弱化體現(xiàn)在兩個(gè)方面，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和軟件設(shè)計(jì)。集群系統(tǒng)通常有一個(gè)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(shí)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(jì)的定時(shí)開關(guān)或故障切換的情況下的正常工作的保護(hù)，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(fèi)用分?jǐn)?，提高服?wù)質(zhì)量，連接速度快，呼叫安全，無線的信道利用率，易于擴(kuò)展，易于使用，自動(dòng)運(yùn)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(duì)和優(yōu)先級呼叫，呼叫統(tǒng)計(jì)和計(jì)費(fèi)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(dòng)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(jià)格遠(yuǎn)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(jī)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(yùn)、貨運(yùn)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(jī)的飛行安全，必須有導(dǎo)航設(shè)備不停的運(yùn)行，對飛機(jī)進(jìn)行空中引導(dǎo)，給飛機(jī)提供最清晰、準(zhǔn)確的導(dǎo)航信息，保證飛機(jī)在正確的位置飛行。每個(gè)機(jī)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(hù)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(yùn)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(jī)場導(dǎo)航設(shè)備的監(jiān)控十分重要。
二、機(jī)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(jī)，每個(gè)機(jī)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(jī)場比較遠(yuǎn)，有的甚至在偏遠(yuǎn)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(yuǎn)臺站配備相應(yīng)的守臺員進(jìn)行日常的設(shè)備監(jiān)護(hù)，記錄設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，然后進(jìn)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(shí)進(jìn)行設(shè)備維修。對于邊遠(yuǎn)臺站，值班員也只能通過電話對臺站進(jìn)行調(diào)度指揮和設(shè)備工作情況的了解，在管理和維護(hù)上難度比較大，對行安全也存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)。隨著科技的發(fā)展，機(jī)場也在不斷引進(jìn)新的導(dǎo)航設(shè)備，這些設(shè)備的自動(dòng)化程度不統(tǒng)一，在監(jiān)控上對各臺站監(jiān)護(hù)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(zhǔn)確的進(jìn)行，避免信息反饋慢，或反饋的數(shù)據(jù)錯(cuò)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(jī)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(gè)監(jiān)控設(shè)備都有一個(gè)對應(yīng)的電話號碼和調(diào)制解調(diào)器，在主控計(jì)算機(jī)一端也配備一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，通過撥號的方式可以使每個(gè)臺站的設(shè)備與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行連通。在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中，通過接口單元獲得臺站的運(yùn)行情況并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號，通過光纖設(shè)備進(jìn)行傳輸，再由數(shù)據(jù)采集單元和轉(zhuǎn)換單元對信號進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，傳遞給主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和分析，最后在屏幕上進(jìn)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(jìn)行監(jiān)控，也可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)故障的設(shè)備，以便及時(shí)進(jìn)行維修。通過光纖對整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的語音、設(shè)備參數(shù)、視頻信號等進(jìn)行傳輸，可以快速地將各臺站的大量信息傳遞給主控計(jì)算機(jī)，實(shí)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(shí)現(xiàn)無人化管理，而且可以獲得導(dǎo)航設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)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(diǎn)
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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離安全傳輸，導(dǎo)航監(jiān)控中心無法監(jiān)控到邊遠(yuǎn)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(diǎn)。
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(shí)驗(yàn)證明，一根光纖已經(jīng)實(shí)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(shí)傳輸幾十萬個(gè)話路，比傳統(tǒng)的電纜要高出很多；一個(gè)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(gè)光纖通信系統(tǒng)的傳輸帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)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?yàn)楣饫w屬于非金屬材料，在光導(dǎo)纖維里光以折射的形式進(jìn)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(qiáng)。
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(jìn)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(qiáng)、數(shù)據(jù)更加可靠等一系列的特點(diǎn)，在使用的過程中免調(diào)試、免維護(hù)，使用壽命長，可以保證長期的穩(wěn)定工作，而且可以隨時(shí)監(jiān)測到本地和遠(yuǎn)程設(shè)備的工作狀態(tài)，這樣便于值班員進(jìn)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(xiàn)
[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.
