前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的數字通信技術主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
1.2通信原理
微波信號在空間傳輸與光波特性比較類以,以直線方式向前運行,如果碰到阻擋物就會發生發射或阻斷,所以,該種通信方式為視距通信,視距通信受到地面因素影響比較大,電波在自由空間傳輸的損耗計算公式為,式中d是信號源至宿間距離,單位為m,f是電波發射頻率,單位為Hz,C為光速,LS是空間損耗,單位為dB,如果距離單位為km,運行頻率單位為GHz,可以將公式簡化為LS=92.4+20logd+20logf,所以,傳輸損耗是由宿間距離與發射頻率來決定。自由空間下的接收電平計算公式為Pro=Pt+(Gt+Gr)-(Lt+Lr)-LS,Pt是發信機輸出機功率,Gt、Gr、Lt、Lr是分收發饋線損耗,LS為自由空間損耗。微波在空間傳播還會受到地球曲面及空間傳輸產生衰減,如果想要達到遠距離通信的要求,需要通過中繼方式來實現,也就是使信號頻率進行調整和放大,避免傳輸到對象的信號變弱而無法識別,這就是地面數字微波進行中續傳輸模式。微波信號的終端站點為通信線路兩個端部,中繼站為數字微波傳輸線路設置最多的站點,需要每間隔50公里左右就設置一個中繼站點,為完成有效的信號傳輸,站點數量需要多大數十個。中繼站點可以獲取數字信號,通過濾波和放大再發送給后面的中繼站,可以更好地保證數字信號的傳輸質量,該種微波傳輸方式也可以被稱作接力傳輸模式。為實現長距離數字微波廣播電視信號傳輸,可以通過多達數十次的中繼,這樣就可以將信號傳送到幾千公里,還可以實現較高質量的傳輸。廣播電視信號數字微波多采用8GHz來實現信號傳輸,通過微波中繼來保證信號傳輸,可以避免受到自然災害影響,是地面有線廣播電視信號傳輸的更有效保障手段。
1.3數字微波通信技術在廣播電視信號傳輸中的運用
數字微波通信技術為地面條件下,進行廣播電視信號傳輸應用最為廣泛的技術手段,是通過微波信道來完成數字信號的傳輸,這就要求基帶信號采用數字信號,建立起完善的數字微波通信系統。在進行微波數字信號傳輸過程中,有用數字技術對信號進行處理,可以保證很高的傳輸制裁量,還可以抵抗外界信號干擾,達到較長的信號傳輸距離。廣播電視臺大多采用多路數字傳輸終端,該終端設備有發送和接收端接口,可以為微波機與光端機進行很好的技術對接,發送端可以把傳輸來的模擬信號通過模數轉換轉變為數字信號,也可以把數字節目源樣點信號等轉變了串行通信的數字序列,通過對信號進行糾錯編碼,將各自的信號輸送給微波調制機等進行信號傳送,再經過微波調制機進行功率放大,然后利用天線將信號發送出去。接收端將獲取到的碼流完成信道解碼,解析出來的信號再進行交織、糾錯來形成樣點信號、獨立數據信號,再經過每路接口電路恢復成模擬信號或數字信號。廣播電視信號,通過播控系統主控機房對數字信號進行矩陣切換,再將不同的電臺節目信號發送到微波信號輸入端,再采用數字微波終端對信號進行傳送。信號傳輸線路兩端都有用數字微波傳輸處理設備,一端安裝于廣播電視臺,另一端安裝到信號接收方。例如,四川宜賓數字微波通信系統設計,采用二級微波干線,信號傳輸速率為34Mb/s,為一用一備的傳輸線路,為解決基帶信號超長距離傳輸問題,對備用微波通信線路進行了模擬,測試傳輸特性和誤碼性能,根據測試結果對選擇通信路徑,確定頻率配置和極化,并對通信性能進行評估,再對微波干擾源進行分析,制定對抗干擾辦法,最后對通信設備進行調試,達到理想的通信效果。
二、衛星數字通信技術
2.1功能與特征
衛星數字通信技術是由航天技術不斷發展而來的,是將電子技術與航天技術進行結合的產物,具有空間通信諸多特點,不會受到地面條件的影響。將地球衛星作為是數字通信的中繼站點,地面站點作為信號接受終端,地面站點可以通過地球通信衛星實現長距離、大容量的通信,通信衛星位于距離地球赤道3.6萬里上空,運行速度與地球自轉速度保持同步,為靜止通信衛星,地面站點與衛星通訊就變得更為容易。隨著數字通信技術的不斷發展,衛星數字傳輸技術優勢變得更為明顯,可以實現在更為廣泛的覆蓋面,投資建設成本更低,可以達到更高的傳輸質量,比模擬信號衛星更節省頻率資源,運行成本與維護費用更低,數字信號更容易處理,可以與計算機技術進行結合,便于地面站點的后續接收與調制。
2.2通信原理
衛星廣播電視傳輸系統為地面衛星接收站、上行信號發射站、測控站點和星載轉發器構成,廣播電視通信衛星上安裝C波段、Ku波段信號轉發系統,通過上行站點將廣播電視臺傳輸過來的數字信號、模擬信號等進行處理、調制,調整上行信號頻率,通過大功率放大利用定向天線對通信衛生發射C波段、Ku波段信號,也可以獲取到通信衛星下行微波信號,可以對通信衛星轉播節目質量星檢驗。星載轉發器可以獲取到地面站點發送的上行微波信號,再對信號進行放大、改變運行頻率、再放大,再將信號發送到地面信號通信服務區域,所以,星載轉發器也就是在地球空間中作為中繼站,更好地降低附加噪聲及失真,更好地保證廣播電視傳播質量。廣播電視臺節目信號利用通信衛星將其傳送到世界各地,上行站點系統是保證傳輸質量的關鍵部分,對信號上行站點有著更高的安全要求,需要每臺設備都具有較高的穩定性、可靠性。當上行站點設備存在運行故障,則會引起廣播電視信號中斷傳送,容易引起不良的社會影響。地面上行站點頻率采用S、C、Ku和Ka波段,通信衛星下行頻率比上行增加L波段,上行發射站點可以對通信衛生發送一路或多路信號,轉發器設置有C、Ku波段信號發轉系統,可以獲取到地面上行發射站點節目信號,對通信衛星地面接收站點發送下行信號。上行站點通信設備中有調制解調器、高功率放大器、監控系統、天線分系統、上下行變頻器等構成。天線分系統為地面上行站點重要通信設備,會地上行信號質量造成很大的影響,天線可以把上行站點發送功率轉變為電磁波,并對通信衛星定點發射信號,把地球空間通信衛生發射出的微弱信號進行轉換處理,再將同頻信號發送給接收機。高功率放大裝置可以把地面上行站點發射信號進行最后放大,低噪接收設備對上行站信號進行首級放大,上下變頻器可以將信號在射頻和中頻相互間實現頻譜搬移,調制解調器可把廣播電視臺機房信號進行調制處理,并向地球空間傳輸微波信號,可以進一步提升微號信號傳輸信噪比和抗電磁干擾能力。地面上行站點還需要配置監控設備,可以對站點內的通信設備進行監控,可以實時了解通信設備運行狀態。星載轉發器為通信衛星關鍵構成部分,可以使通信衛星發揮出到信號中繼作用,轉發性能會對衛星通信質量產生很大的影響。需要轉發器具備很小的附加噪聲和失真,這樣才能更好地對接收到的地面上行站點信號行放大和轉發。轉發器運行噪聲為熱噪聲、非線性噪聲,熱噪聲為轉發器內部運行噪聲、信號天線外部噪聲,非性能噪聲為電路或電子元件非線性特點引起的。處理轉發器獲取到地面站點的信號,再進行前置放大、變頻,對中頻數字信號進行解調處理、糾錯編碼處理。再通過信號發射單元進行數字調制、變頻和放大,再將其發回到地面站點,應用處理轉發器可以去除掉噪聲積累,在保證信號通信質量的前提下,降低轉發器發射功率。上、下行通信線路還可以選擇不同的信號調制模式,可以達到理想的傳輸效果,并對基帶信號信號進行多種處理,可以在通信衛星上完成數字交換,衛生通信原理框見圖1所示。2.3衛星數字通信在廣播傳輸中的運用廣播電視通信衛星必須要與地球赤道保持相對靜止,具有精準位置和姿態,這樣就不再別外設置跟蹤衛生及具有定功能的接收天線。廣播衛星還應該具有足夠大的輻射功率,這樣就可以使地面微波信號接收設備得到簡化,還要求衛星有著較長的使用壽命,較高的穩定性、可靠性,這樣可以有效降低節目信號停播率,也可以防止更換通信衛星所帶來的資金浪費。一顆廣播電視通信衛星信號可以將地面30%覆蓋,如果地球赤道空間間隔120°放置三顆通信衛星,就可以將廣播電視信號傳送給全世界絕大部分區域,建立起全球性的廣播電視通訊網。將廣播電視節目通過數字矩陣切換送送到衛星地面站,備路信號被輸送給微波端機,通過微波通信技術傳送給赤道上的衛星。衛星轉播車、現場直播車可以將實時發生新聞事件進行直播,通過高質量的無線數字傳輸來解決應急制作和節目傳播的需要,該技術節目采集、制作、傳輸集于一體,可以作為獨立的體系來實現節目直播、傳送,是一種功能強大的移動微波通信技術。
關鍵詞:數字電視技術;有線電視網絡;傳輸;網絡電視
引言
有線電視自出現以來就受到了人們的喜愛和追捧,即使是在網絡盛行的今天,有線電視還是絕大部分家庭不可缺少的一部分。數字電視技術指的是,電視節目在錄制、制作、播出和傳輸的過程中運用的都是數字化技術,讓畫面更清晰、信號更加穩定。現在全國已經普及數字有線電視的發展,成為了現代有線電視的主流。
1數字電視技術的涵義
數字電視技術是將數字化電視與網絡化相結合產生的一種新技術。數字電視技術指的是,把錄制的聲音和圖像通過電子設備將這些數字信號進行壓縮和后期處理轉碼,再經過存儲和傳輸讓用戶接收,最后可以播放的電視技術,全部采用的都是數字流的信號。現在數字電視技術已經逐漸取代了傳統模擬信號的傳輸技術,數字通信技術成為了有線電視的主流技術。數字電視技術發展有以下幾個方面的優勢,首先就是信號穩定并且可靠;數字電視技術的關鍵點就是信源解碼技術突破了傳統信號的速度,已達到900Mbit/s,還能夠借助一些視頻解碼的軟件幫助圖像和視頻進行壓縮處理,這樣減少傳輸中畫面失真的狀況;設備智能化可以獨立完成簡單的故障調整;數字技術可以完美接受多種類型的信號;數字電視技術讓用戶播放更加符合個人要求;擁有更好的用戶體驗,可以和網絡連接互通使用;能在有線電視的基礎上實現分級和擴張等功能。數字電視有很多優勢并且解決了很多過去看電視存在的問題,不僅讓畫質得到保證,還能使操作變得更加簡單和快捷,只需要用戶安裝一個機頂盒就可以收看電視了,很容易被推廣[1]。
2有線電視網絡概述
有線電視網絡是為人們提供快捷訊息的綜合性的平臺,有線電視網絡技術是依靠著信息化技術的發展,支持大量信息互通往來,還能給人們提供多項服務。在使用有線電視網絡的過程中可以投入很小的成本,就能保證接收到的信息質量很高,并且還能同時實現多種業務并存。隨著信息技術的發展,我國的數字電視發展快速的同時,伴隨著很多增值業務。數字電視具有點播功能,數字電視畫面又非常清晰,承載的數據量大且穩定。有線電視網還有一些收費的增值業務,但這些也是國家發展有線電視網絡的主要經濟來源。
3數字通信技術在有線電視產業中的應用
前端系統、網絡系統和用戶終端3部分構成了現在的有線電視系統。這3部分都有各自的編碼和信道,當數據在傳輸的過程中,可以減少傳輸的差錯和漏洞,并且還能對簡單的錯誤進行檢查和糾正。數字電視機頂盒作為有線電視網絡臺和用戶之間的傳輸媒介和信號接收點,不僅能接受節目信號、廣播等信息,還能將一些付費節目和點播功能有機地結合在一起,機頂盒在數字電視技術中是一個重要的存在。數字電視技術主要采用的是SDL技術[2],SDL技術可以應對數據傳輸中的一些復雜問題,并且擁有非常好的兼容性,尤其是面對IPX、ATM信號會有很明顯的提升效果。SDL技術具有很強的靈活性,對于提高數字電視技術的轉化和電視信號的安全有很高的保護性,并且也能降低別的干擾器對SDL的破壞。未來網絡電視將是數字電視的核心,讓數字電視技術更加多元化是未來的發展目標,讓用戶可以在有線電視上看到更加多元化的節目,增強有線電視的互動性,提升節目的靈活性。具有讓節目隨時進行回放、錄播等功能,并且播放的時間更加靈活。同時讓計算機的無線數字化技術應用到數字通信技術中,可以讓信號傳輸更加穩定和高速,以此滿足廣大用戶對于高清節目的要求[3]。
4結束語
綜上所述,我國的有線電視在數字通信技術的推動發展下,普及數字電視技術已經成功的在全國范圍內進行了,滿足了我國用戶日益增長的需求,比如追求高質量的畫面、效率快的技術服務等。數字電視不僅為用戶帶來高清的電視畫面,還能給人們帶來更多的增值服務,相信未來數字電視技術能夠將數據傳輸做得更好,不斷推動我國有線電視事業的發展和進步。
參考文獻:
[1]唐東輝.數字電視技術在有線電視網絡中的應用[J].中國高新技術企業,2015,(34):37-38.
[2]阮超豪,賈振雷,潘勁勇.關于數字電視技術在有線電視網絡中的應用與發展探析[J].中國傳媒科技,2013,(02):160-161.
【關鍵詞】ISP技術 數字通信系統 同步電路
同步電路是數字通信系統中的重要部分,其運行狀態將會直接影響到系統的實際工作效率和性能發揮。通過同步電路,能夠確保分路的準確無誤。而在傳統的數字通信系統中,同步電路的設計通常都是采用傳統標準邏輯器件的方法設計的,因此往往存在著可靠性低、功耗大、邏輯規模小等問題。而通過對ISP技術的應用,能夠從頂到底進行系統設計,更好的滿足用戶的實際需求,從而完成驗證、描述、集成、仿真等工作,得到符合用戶需求的器件。在實際設計中,可以在ISP芯片上集成相應的程序,從而提升了數字通信系統的效率和性能。
1 同步電路的工作原理
通過位同步信號和數字基帶信號,能夠得到幀同步信號。在這一過程中,主要包括同步保護器、巴克碼識別器、分頻器等部分。其中,巴克碼識別器中包含了相加判決器、移位寄存器等部分,分頻器則包含了一個二十四計數器,其它的部分則發揮了同步保護的作用。如果沒有輸入基帶信號,或是基帶信號不符合識別器的輸出要求,識別器的輸出即為0。或門、與門和識別器相互連接,后方保護期對分頻器的輸出信號進行處理,從而將狀態觸發器置為0。這樣,輸出端口的與門將會被關閉,同步電路中沒有信號輸出。再通過高電平將判決門置為7,并將或門關閉,將連接識別器的與門打開,此時的同步電路則處于捕捉狀態下。如果識別器將兩個GAL信號相隔二十四TS進行輸出,此時的GAL信號不但會將分頻器置為0,并且進行脈沖輸出,后方保護也會進行脈沖信號的輸出,從而將狀態觸發器置為1。這樣,輸出端口的與門將會打開,輸出幀的同步信號為FS-OUT。在這種狀態下,判決門將會置為6,此時同步器會進入維持狀態。在這種狀態下,判決門具有較低的限比,因此會降低識別器漏識別的幾率,同時會提升其假識別的幾率。不過,由于假識別的信號不和分頻器輸出信號同步,因此,連接識別器的與門不會對假識別信號進行輸出。這樣,假識別信號就不會對分頻器的工作狀態造成影響。而此時所輸出的同步信號,能夠確保為正確的信號。對于同步器狀態的判斷,可以通過判決門的限TH來實現。如果其處于低電平,則說明其處于維持狀態。而如果其處于高電平,則說明其處于捕捉狀態。
識別器即使處于維持狀態下,也可能會發生漏識別的現象。不過,此時只有比較小的幾率可能會發生漏識別的情況,而連續出現幾幀的漏識別情況更是微乎其微。因此,如果識別器不會連續發生三次或以上的漏識別情況,前方保護就不會進行脈沖信號的輸出,系統就能夠保持在維持狀態。只有當識別器連續出現了三次或以上的漏識別情況時,前方保護才會進行脈沖信號的輸出,改變維持狀態看,使其變為捕捉狀態,可對幀同步碼進行重新捕捉。
2 基于ISP技術的同步電路設計
2.1 識別器
識別器主要是對數字基帶信號進行檢測,判斷是否有七位巴克碼存在其中。如果監測結果在判決門限以內,就需要輸出識別信號。如果識別器判決門限為7,則只有當七位巴克碼完全正確,才會輸出識別信號。而如果識別器判決門限為6,則在七位巴克碼當中,允許出現一位錯誤。
2.2 分頻器
分頻器會對位同步信號進行分頻處理,從而得到相應的幀同步信號。對位同步信號進行二十四分頻,具有相同與幀同步信號的周期。不過,不一定具有符合要求的相位。如果識別器將一個GAL信號輸出,在同步保護器的保護下,會將分頻器置為0,這樣,分頻器就會進行脈沖輸出。
2.3 狀態觸發器
如果狀態觸發器處于1的狀態,同步電路則處于維持狀態。此時連接輸出端口的與門會打開,并且會輸出信號,識別器判決門限為6。如果狀態觸發器處于0的狀態,同步電路則處于捕捉狀態,此時連接輸出端口的與門會關閉,并且沒有信號輸出,識別器判決門限為7。
2.4 前方保護電路
前方保護電路的主要作用,是當同步電路處于維持狀態的時候,在識別器連續三次或以上出現了漏識別情況的時候,前方保護電路就會將狀態觸發器置為0。同步電路此時改變維持狀態,進入捕捉狀態,識別器判決門限會提高。
2.5 后方保護電路
后方保護電路主要是對識別信號GAL進行延時一幀的處理,然后再相與GAL信號。在這種情況下,只有對兩組同相位并且同步正確的連續信號完成捕捉,狀態觸發器才會置為1,同時同步電路更改捕捉狀態,進入維持狀態,并且識別器判決門限會降低。當同步電路處于維持狀態的時候,后方電路也會正常的運行,但是并不會對整個同步電路的狀態產生任何影響。
3 結論
同步電路是數字通信系統當中的一個重要的部分,在同步電路的良好運行之下,數字通信系統才能夠發揮出良好的狀態與性能。因此在數字通信系統當中,同步電路具有十分重要的意義和作用。在實際應用中,為了提高同步電路的設計效果和性能,可基于ISP技術進行數字信息系統同步電路的設計。結合同步電路的工作和運行原理,對各個應用模塊進行設計,從而確保同步電路能夠發揮出良好的作用,確保數字通信系統的正常運行。
參考文獻
[1]張霄,于忠臣.電力線載波通信系統中信號同步技術研究和數字電路設計[J].科技信息,2013,03:390+396.
[2]尚海,周淵平,莫武中.一種新型的位同步電路的設計與硬件實現[J].通信技術,2010,04:40-42.
[3]張仁民,錢瑩晶,黃國慶.一種數字通信可靠性性能分析儀[J].儀表技術與傳感器,2013,10:22-24.
作者簡介
過夢旦(1977-),女, 江蘇省無錫市人。碩士研究生學歷。現為蘇州工業園區職業技術學院講師。研究方向為電子與通信。
隨著多業務傳輸平臺技術(mstp)逐步成熟并在城域網中得到推廣,我國的“三網合一”通信網絡的建設已提上日程。目前數字通信網絡技術可概括為兩類:移動通信技術和永久鏈路通信網絡技術。在光纖端口不能與終端設備實現連接的前提下,通信電纜將承擔著支持上述通信技術的綜合業務。采用屏蔽技術的數字通信電纜憑借對電磁場的優化,可以支持0—65ghz頻段的通信,使通信電纜在“光進銅退”的時代背景下依然應用于大容量、高頻率、高速率的下一代通信網絡。
一、屏蔽技術及應用原理
屏蔽可有效地抵制以場的形式造成的干擾。屏蔽的原理是利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導作用,而這些作用是與屏蔽結構表面上和屏蔽體內感生的電荷、電流和極化現象密切相關。
按屏蔽的作用原理,電纜屏蔽可分為靜電屏蔽、靜磁屏蔽和電磁屏蔽等三種形式。靜電屏蔽的作用是使電場終止于屏蔽的金屬表面,并將電荷送人大地;靜磁屏蔽的作用是使磁場限于屏蔽體內;電磁屏蔽的作用原理是電磁波在屏蔽體表面上的反射現象,以及屏蔽金屬厚度內高頻能量的衰減。
二、各種屏蔽結構的優缺點
(1) 單層銅絲編織。采用這種結構的電纜柔軟性好,但抗干擾能力較差,生產效率低,用銅量高,導致成本也高。
(2) 鋁塑復合薄膜和單層銅絲編織。其優點是電纜抗干擾能力強,柔軟性好;但缺點是編織速度慢、生產效率低用銅量高,成本高,而且電纜單位長度的重量重,不利于安裝施工。
(3) 一層鋁塑復合薄膜和一根排流銅導線。其優點是電纜輕,柔軟,安裝方便。但屏蔽性能還不太理想,尤其隨著時間推移或其他原因,由于排流導線與鋁層接觸電阻變化或鋁塑復合薄膜定型不理想,往往會引起屏蔽效能的下降。故長期本文由收集整理使用可靠性差。
(4) 單層鋁塑復合薄膜和稀疏編織銅編織層。相對于上述第2種結構(編織密度高編織層)而言,其優點是生產率可成倍提高,生產成本可大幅度下降,生產過程易控制,具有較好的屏蔽效能(相對于第1、第3種結構)。
三、分析影響屏蔽電纜的選擇和應用的各種因素
(一)頻率范圍
頻率范圍是設計電纜屏蔽時首先考慮的參數。頻率范圍關系到電纜及其連接器采用高頻屏蔽還是低頻屏蔽。在音頻系統中,在50~60hz頻段需要對用電設備屏蔽。對于射頻或靜電放電,則在幾十兆甚至更高的頻率范圍內都要求設計良好的屏蔽系統。
(二)電路阻抗
低阻抗工作電路意味著存在大電流,而大電流本身會產生較強的磁場(電感較高);高阻抗工作電路意味著存在小電流,小電流本身會產生較強的電場(電容較高)。電路阻抗是選用屏蔽材料的另一個主要因素。
(三)電纜長度
電纜工作時最高傳輸頻率的波長稱為電纜傳輸波長。若在最高頻率階段,電纜的長度少于傳輸波長的二十分之一時采用低頻屏蔽,但是若電纜長度大十傳輸波長的二十分之一,就需要采用高頻屏蔽。可見,電纜在什么樣的環境中以及如何接地都要受到電纜長度的影響。
四、數字通信電纜屏蔽技術的應用
(一)網狀編織屏蔽
網狀編織屏蔽在保持良好的柔韌性和抗撓壽命的同時,提供了超群的結構整體性。這種屏蔽對于降低低頻電磁干擾是理想的選擇。比起箔層屏蔽來說,網狀編織屏蔽降低了環路阻抗。網狀編織屏蔽在音頻以及低頻范圍(0.03~10mhz)非常有效。通常,網狀編織屏蔽覆蓋越密,屏蔽效果就越好。
(二)組合屏蔽
組合屏蔽就是指采用多種屏蔽材料和屏蔽工藝的多層屏蔽。它們能夠在整個頻段實現最完善的屏蔽效果。箔層/網狀編織屏蔽結合了箔層屏蔽磁場全覆蓋與網狀屏蔽整體性好、阻抗低等優點。組合屏蔽還有各種材料的箔層/網狀/箔層、網狀/網狀或網狀/螺旋等結構。
(三)接地保護
線路接地防護的目的是將過電壓、電流的能量旁路入地,達到保護設備的效果。因此防護成功與否,還要看瀉流是否有效,而瀉流的成敗,除了對防護器件的要求外,還要看接地系統的能力,所以接地也是電磁防護的重要內容。
為了提供能夠長期保持低阻抗對地排流,地下部分接地體的設置應當考慮以下因素:土壤條件、接地體與土壤的接觸面、接地信號的特性、接地體的長期效果。對于地上部分,應當考慮所設計的接地系統是固定的、連續的;所設計的載流量,應當滿足所可能遭受的任何電流量;所設計的阻抗數值,應將地面上的建筑物或設備的電位,限定在規定的范圍內。
(四)低頻磁場
高導磁材料具有低磁阻,對磁通起著分路的作用,使得屏蔽體內部的磁場大為減弱。當干擾電磁波的頻率較低時,可采用高導磁率的材料,從而使磁力線限制在屏蔽體外部,防止擴散到屏蔽內的空間。數據電纜屏蔽主要針對外來電磁干擾。當頻率低于10 mhz時,幾乎任何屏蔽編織網都能發揮很好的屏蔽作用。當頻率高于10mhz時,就要選用轉移阻抗低的屏蔽,且屏蔽覆蓋要在95%以上,以減少電磁泄漏。
【關鍵詞】航空電子機載;通信技術;分析
航空電子是安裝在飛機中的全部電子系統的一個統稱。伴隨科學技術的不斷發展,航空電子機載也愈來愈成熟,構成電子系統的基本部分主要有導航系統,通信系統以及顯示系統等[1]。相較來說,航空電子這一概念的范疇很廣,同時其包含多種用途不一的電子設備。作為飛機的一種主要的附屬裝備,航空電子設備在保證飛機正常運轉上有重要的作用,故而,對航空電子機載設備的研究有必要引起充分的關注。當前社會里通訊技術是一種重要的技術,可以在最短的時間內實現通訊,同時,在航空電子系統內它也是一項重要的技術,且其發展也愈來愈快愈來愈高科技。
1約束航空電子機載通信技術發展的因素
在科學技術水平不斷提升的大背景下,飛機發展也取得了重大的突破,最主要的體現就是飛機內部裝備了各種類型的機載通訊技術系統。不過在對航空電子機載通訊技術進行研究時會受到多種因素的制約,只有充分的在進行研究時充分的考慮到這些因素并積極的克服由此產生的一系列的問題,才能夠保證航空電子機載通訊技術的發展愈來愈好,愈來愈健康。
1.1集成精度的約束
對航空電子機載通訊技術研究和發展的過程中要利用到多種集成電子技術,而如何連接好諸多的電子信息技術是系統設計過程中非常重要的一個問題。線路集成問題已不僅僅是最開始的數據線和開關產量兩者間的關系問題,而是轉化成了更加復雜的對光線數據總線里的數據調控進行調節的問題。這也導致了對應用軟件的要求愈來愈高,要求芯片的集成度也更高[2]。在集成度方面發展到今天的航空電子通訊設備已有了顯著的進步,飛機工程師已能對各類集成問題進行快速解決。
1.2物理環境方面的約束
航空電子機載通訊技術內所涉及到的不同作用的各種設備需要能夠在各不相同的物理環境中運行,同時對各系統健康程度也都有不同的要求,但最基本的要求是它們要能夠保證可以正常的運行。需要引起注意的一點是,無論是何種類型的通訊設備都必須要特定的環境條件下進行測試,并能夠達到測試的基本要求。在實際測試中,可以在各種不同的環境下對某一個系統進行測試,也能夠針對性的測試某一個零件的防水性能或者鹽水噴射性能等一系列的性能。不過在測試開始以前要預先對其適用的程度進行評估。
1.3系統安全性以及質量方面的約束
在航空電子機載通訊設備的系統中一個極為主要的部分就是與系統安全性相關的設備,而在對系統的安全性進行評估的時候一定要先確認它能夠正常的工作和運行。安全性實際上就是我們經常提到的可靠性以及耐用性,而這些將會在較大的程度上對飛機的設計造成影響,所以處于航空電子系統內的全部軟件及系統的安全性都必須經過嚴格的檢查。航空電子設備安全性的重要程度不亞于其質量的重要程度[3],所以在實際設計中,要充分的考慮到各類硬件以及軟件的作用。
2對航空電子機載通信技術的研究
航空電子機載通訊技術系統由飛機電子系統,導航系統以及通信系統和顯示系統等多個系統共同構成,任何一個系統都是不可缺少的,以下主要分析通訊技術系統。
2.1基本介紹
航空電子機載通訊系統是基于航電系統而發展來的,在飛機系統內它還是聯系飛機與地面間信息傳輸的主要媒介[4]。在科技持續進步的大環境下,涉及到飛機通訊的一系列通訊設備也得到了大力的發展,而這為飛機內的工作人員和地面就行溝通及通訊提供了可能性,從這個方面來說,對飛機機載通訊系統進行研究是非常有必要的也是特別重要的一項工作內容。2.2一般模型通訊系統最主要的作用即是進行信息的傳輸,這就需要具備技術設備以及能夠傳遞信息的媒介。而在航空電子中,工作是在高空,所以有線的通訊設備無法滿足工作的基本要求,必須要依靠無線系統。利用無線信息傳輸系統,可以把信息轉化成原始的電信號,而后接受這些信號,之后把這些信號翻譯成具體的信息,進而實現對信息的傳遞。這其中涉及到的信息進行傳輸的過程是十分復雜的,囊括了原始電信號以及基帶信號和高通,低通等較多的概念以及傳遞的方式,復雜成度特別高,不過在不斷地發展創新中,我國已能夠熟練的掌握這些內容,而且技術也較為成熟[5]。
2.3模擬通訊系統
模擬通訊系統即是對模擬的信號進行傳遞的系統,還系統其是在傳統通訊系統模型的基礎上進行適當的調整變化形成的。而該模擬通訊系統除了運用到了調制器以及解調器兩種設備,還涉及到了兩種十分重要的變換:①把信息轉化成電信號;②將電信號重新翻譯成實際的信息。在此過程中調制過的信號又被稱作調制信號[6]。調制信號最基本的特征有:能夠攜帶消息,能夠在信道中進行傳輸以及頻譜具有帶通形式。不過此過程只是放大了信號或者改善了信號的一些特性,并未發生質的變化,信號在時間上以及在幅度上仍然是連續的。
2.4數字通訊系統
實際上數字通訊系統非常類似于模擬通訊系統,區別在于數字通訊系統中傳遞的是單一的數字信號,而且是屬于離散型的,脈沖有無得組合的形式,相較于模擬通訊系統,數字通信系統更為復雜,因其是基于模擬通訊系統的基礎之上,在數字信號和信息間構建起一一對應的關系。數字通訊系統比模擬通信系統具有更強的抗干擾能力以及抗噪聲能力。模擬信號在進行傳輸時不易和疊加的噪聲分離開來,噪聲會伴隨信息一起進行傳輸,設置出現放大,極大的對通信的質量造成影響。而數字通信利用再生中繼方式來傳輸信號,可以將噪聲清除掉,而再生的數字信號與原數字信號完全相同,就可以保證信號能夠持續進行傳遞,使通信的效果不在受到距離遠近的影響,能夠高質量的完成長距離信號傳輸。不過,在數字通訊系統內部扔有一些問題未能完全解決,例如,信道內有噪聲導致發生差錯,雖然利用差錯控制編碼就能夠解決,不過需增安編碼器以及解碼器。再比如,接收信息的一端一定要保證和發送一端具有相同的節拍,不然差錯率就會升高。但同時,這些嚴格的要求也從另一方面保障了通信具有更高的安全性和可靠性。
3結束語
本文先對設計航空電子機載通訊系統時需要特別注意的事項進行了分析,而后由機載通訊系統的一般模型入手,并從模擬通訊系統以及數字通信系統等幾方面對航空電子機載通信技術進行了闡述和討論,以期能夠為深入層次的研究航空電子機載通信技術提供一些意見和幫助。
參考文獻
[1]段超,李曉敏.航空電子通信系統關鍵技術問題的淺析[J].電子制作,2015(11):36~39.
[2]焦超鋒,醋強一,任召,吳慧杰.機載電子設備結構可靠性技術分析[J].機械工程師,2014(4):112~114.
[3]劉薇薇.試論航空電子通信系統技術的相關問題[J].工程技術(全文版),2016(1):267.
[4]曹雷.航空裝備機載電子通信系統關鍵技術淺析[J].中國新技術新產品,2016(21):15~16.
[5]趙亮,郭建平,田灃.機載電子設備熱力耦合仿真分析[J].機械研究與應用,2016,29(2):31~32.
【關鍵詞】高速公路機電工程;數字信號的基帶傳輸;機電工程;程控數字交換;模擬信號數字化
1 程控數字交換系統概述
1.1 功能要求
公路運營公司各級管理機構沿道路分布,相距頗遠,為了滿足日常管理需要的信息交流,設置專用電話網,除內部通信外,還須與公路行業國家管理部門——交通運輸部一級衛星通信網、地區路網管理部門通信網以及與公用郵電網聯接,以實現大范圍的信息交流,專用話網的規模(門數)與道路里程和進出口數目有關,在話網進入綜合業務數字網的時代,系統功能為:完成管理部門各單位點對點的語音、傳真、圖像和數據的傳輸;實現管理中心和下屬各單位一點對多點的同時通信(如指令電話、電話會議等);與上級業務管理部門和外界社會的通信:具有對系統狀態自動測試的功能。
1.2 程控電話系統通話過程
以A地用戶a與B地用戶:的通話過程為例說明程控交換系統的工作,兩地用戶不可能建立一一對應的通話線路,必須在兩地設立交換機,匯接當地的用戶線,并以少量中繼線與另一地區的變換機連接,當某對用戶有通話需求時,為他們接續通話線路,A地用戶摘下話機表示有通話需要,交換機A通過快速巡回掃描,檢測出話機a的需求狀態,立即返回一個撥號音,表示已為用戶做好服務準備,用戶聽到撥號音后,會撥出通話對象z的電話號碼,交換機作出判別,查明號碼所屬的交換機號,接續與交換機B的線路,并將號碼轉送給B。
B檢測話機z的狀態,如z機正與他人通話,處于忙碌狀態,則向a機發回忙音:如z處于空閑狀態,則接續與話機z的線路,發出振鈴信號,將回鈴音經A機傳送給話機a,并持續監視z的狀態,當測出z機摘機出現應答信號,即將此信號轉送給a機,a與z通話開始,此時,A、B兩機均須繼續保持對已接續話路狀態的監測,當通話雙方任一端出現掛機狀態時即表示通話結束,待測出雙方均掛機后,原來建立通話線路的交換機立即拆除路,并由未拆線端的交換機予以證實,此次通話過程才算完全結束。
1.3 程控數字交換系統
程控數字交換系統為實現多個用戶能在同一時間成對地可靠通話,需將語音信號變換為數字信號,編輯成二進制代碼,用時分多路復用技術,將多路話音按序以一定規格編排,沿一條線路順序傳送給交換機,交換機根據用戶的通話要求,分別接續各自的線路,讓順序排列的各路話音對號進人,并將數字代碼恢復為原有的模擬語音信號,讓接收端能正確理解。
程控數字交換系統是以程控數字交換機為核心的通信網,在技術上實現傳輸和交換的數字化,從發展看它應該將話音與非話音(電報、傳真、數據、圖像等)業務綜合進網,根據公路專用通信的現有業務,程控交換類型基本上為集中控制和分級控制兩種。
公路專用電話網一般采用一個匯接局和若干個端局組成復合星形或環形數字通信網,各局交換機間中繼線使用數字光纜,話機則以模擬機為主,各局數字交換機通過用戶線接口電路,進行數模轉換后用雙絞線(模擬信號)連接話機,對于某些遠端用戶,也可用數字線或數字環路載渡設備延伸其傳輸距離,數字通信網傳輸的是離散脈沖,為了減少誤碼率,網中各單元應該使用共同的基準時鐘頻率,新建公路通信網大都為數字同步網。
2 模擬信號數字化
2.1 量化
量化是將一定區間連續多個數值用一個固定值近似代替它,以減少數字的取值范圍和簡化編碼,量化區間大小相等,稱為均勻量化,如用統一的四舍五入取整,此方法的量化誤差為±0,5,通信中此種誤差表現為量化噪聲,噪聲將降低信號信噪比,這種固定量化誤差對大信號樣值可以接受,為實現此目標,采用壓縮擴張法,先對樣值中的小信號放大,對大信號壓縮,然后作均勻量化:接收端對解碼后的信號作反變換,即對小信號壓縮,對大信號擴張,如此一來,減少了小信號的量化誤差,量化值更接近于原有樣值。
2.2 編碼和解碼
編碼是將抽樣后的量化值轉換為組二進制碼元,稱為模數變換:解碼是編碼的逆變換,它將一組二進碼元還原成相應幅度的量化值,也稱數模轉換。
脈沖編碼技術(PCM)使任何模擬信號都可由一組時間數字序列近似表示,序列的時間間隔由信號本身確定,序列的每一個值由8位一進碼元(脈沖)表示,每個脈沖占用的時間長度希望越小越好,但是,脈沖周期受芯片編碼速度(硬件技術)限制。
3 多路復用、復接技術
3.1 頻分多路復用FDM
將各終端基帶信號調制到寬帶信道的不同載波頻率,然后將它們經一個信道同時傳送出去,再經檢波解調恢復原信號面貌,話音傳輸曾廣泛使用此法,頻分多路大都用于模擬通信。
3.2 時分多路復用ITM
時分多路把時間劃分成均勻時隙,將各路信號的傳輸時間分配在不同的時隙,做到互相分開,互不干擾,各路電話信號經低通濾波器將頻帶限制在3 400Hz以下;送到快速電子分配器K,K依次接通各路信號,進行信號抽樣:分配器K不停地勻速旋轉,每隔時間T對各路信號抽樣一次,依次送入量化編碼器進行量化和編碼,然后再將數字碼元送往信道,收信終端將送來的各路信碼依次解碼,還原后的PCM信號由收端分配器K2依次接通每一路信號;重建話音。
3.3 數字復接
光纖和數字微波信道允許速度極高的數字信號通過,將各種低速數字信號復接成高數碼率信號,讓更多的話路語音信號從一條線路中傳輸,成為技術發展的需求,數字信號時分復用也稱復接,參與復接的信號稱支路信號,復接后的信號稱合路信號,從合路信號中將各個支路的數字信號一一分離開來稱為分接,由一個主振器提供時鐘以確定脈沖頻率和相位的各路數字信號稱同源信號,它的數字復接稱同步復接,由不同時鐘產生的數字信號稱異源信號,異步復接易產生數碼的重疊和錯位,其根本原因是各支路信號時鐘頻率并不相同,瞬時數碼速率也不相等,而是在標稱值上下一定偏差范圍內波動,將數個低次群接成高次群時,必須采取恰當措施,使低次群的數碼率同步。
4 程控數字交換機基本構成
4.1 中繼線接口電路
公路程控電話系統普遍采用數字中繼線,接口有出電路和入電路兩種,用于實現中繼線與數字交換網絡間的接口,它通過信號幀的有關時隙傳送中繼線信令,完成幀同步、時鐘恢復、碼型變換、指令提取、告警處理等功能,解決信號傳送、同步和信令配合三方面的連接。
4.2 數字交換網絡
交換網絡是交換機實現用戶線接續的關鍵部件,主要功能是根據用戶的呼叫,由軟件下達接續命令,硬件執行,建立主叫與被叫用戶間的連接通路,根據交換網絡結構和工作方式的不同,可分為空分接續網絡、時分接續網絡和時分、空分組合接續網絡等型式,公路電話大量使用的小容量數字交換機大都采用前兩種。
4.3 信號部件
信號部件有按鈕雙頻信號接收器、多頻接收器、多頻發送器和信號音發書器,按鈕雙頻信號和多頻信號都是在數字化后,由相應的時隙話路傳送,信號音發生器用來產生數字化的信號音,如撥號音和忙音等,通過數字交換網傳送給對應的用戶。
4.4 控制設備
數字程控交換機的核心是控制設備,其主要任務是根據用戶和系統內部維護管理的要求執行存儲程序和各種指令,控制相應的硬件實現交換和管理功能,控制設備的主體是微處理機,按其配置與工作方式的不同,可分為集中控制和分散控制兩類;目前發展趨勢是由分級控制到全分散群控,公路專用程控系統目前大都采用分級控制。
【關鍵詞】城市信息化 數字城市 城市應急通信 數字集群通信
1 引言
當前,城市信息化和構筑數字城市已經成為提升城市綜合競爭力的重要途徑,國內外數字城市建設的熱潮方興未艾,我國以“數字城市”為代表的城市信息化建設也正在加快推進,“城市信息化”與“數字城市”問題漸成熱點,也將對人們的生活方式、社會文化習俗等產生巨大的影響。數字城市將促進城市規劃手段的全面革新,城市管理手段的現代化,使城市信息數字化,為公眾搭建一個“一站式”的城市信息化服務平臺,對城市的可持續發展、規劃建設、電子政務、電子商務、信息化社區、防災救災、環境治理、智能交通、公共安全、遠程醫療與教育、公眾信息服務等方面將會產生巨大的作用,具有積極的意義。
另一方面,有效應對頻發的突發事件,在自然災害、事故災難、恐怖襲擊等事件發生時盡可能保障人們的生命和財產安全、減少損失,已成為全球共同面臨和關注的焦點問題,日漸受到世界各國政府的重視。在中國,基于近年來所發生的水災、冰雪暴災害、四川汶川特大地震等突發事件,盡快建設完善的城市應急通信系統,快速、有效地應對這類破壞能力特強、破壞面積特大、破壞速度特快的突發事件是一個嚴峻的挑戰。城市應急通信系統作為應對各種突發事件的必備通信手段,已經成為當前政府刻不容緩的工作之一。
2 數字城市與城市應急通信概述
2.1 數字城市
1997年,在全球經濟向一體化的方向發展、信息高速公路得到快速發展的背景下,美國副總統戈爾從戰略高度提出了認識21世紀我們這顆星球――數字地球的概念。數字城市作為“數字地球”概念的引申,是數字地球的一部分,也是伴隨信息化時代的到來和城市問題的加劇而衍生出的新概念,目前正日益受到政府、企業和專家學者的重視。
數字城市是指將有關城市的信息,包括城市自然資源、社會資源、基礎設施、人文、經濟等各方面,以數字形式進行獲取、存儲、管理和再現,通過對城市信息的綜合分析和有效利用,為提高城市管理效率、節約資源、保護環境和可持續發展提供決策支持,以有效促進城市系統各要素間和諧相處。數字城市是城市現代化建設的主要內容,能為城市可持續發展提供不竭動力,是城市現代化的必由之路。
數字城市具有雙重含義:一方面是指城市信息化,通過建設寬帶多媒體信息網絡,搭建地理信息系統等城市信息基礎設施平臺,把整個城市的經濟、政治和文化等方面的信息資源有機地開發、整合、利用起來,實現城市的經濟、社會、生態各個運作層面的智能化、網絡化和數字化;另一方面可理解為城市規劃、建設和管理的信息化,采用數字化、網絡化、信息化的手段,以遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、數據自動采取系統、地理信息系統(GIS)和海量數據處理、虛擬現實(VR)等技術為主要手段,建立數字城市基礎數據平臺及其應用體系,提高城市動態、模擬、實時監測與調控管理的能力,實現城市規劃、建設與管理工作的信息共享與業務應用,增強城市管理和服務功能,全面提高城市規劃、建設和管理、交通、資源、環保和綠化、防災抗災以及社會治安等領域的綜合管理水平。
2.2 城市應急通信
應急通信是在出現突發緊急情況時,綜合利用有線、無線、衛星等多種通信資源,保障救援、緊急救助和必要通信所需的通信手段和方法,是一種具有暫時性的特殊通信機制。應急通信具有隨機性、不確定性、緊急性、靈活性、安全性等特點。
應急通信包括多個通信系統,如有線通信系統、計算機網絡通信系統、衛星通信系統、集群通信系統、公眾移動通信系統及其他專用通信系統等。每種類型的通信系統都各有其不同的特點,適用于特定的應用領域和對象,如:
有線通信系統能夠提供高速、穩定和寬帶的通信信道,可以適時傳遞大量數據。但是也有其不足之處,如受到線纜的限制,并不能在任何地點都可以使用。
衛星通信不受地面條件的限制,通信距離遠。其靈活機動的獨特優勢,能夠實現在地面傳輸手段無法滿足的地點之間的通信,非常適合應急通信的需求。特別在面積大、地面通信線路不發達的地區,衛星通信手段更能提供性價比最優的解決方案。
集群通信系統可實現組呼、單呼、廣播以及短數據和分組數據傳輸業務,適用于應急指揮調度。數字集群通信系統作為專業的調度指揮系統在應急通信系統中占有重要地位。對于快速調度、安全及應急需求的增加,數字集群功能應用的重要性日益凸顯。特別是四川大地震中,公眾通信系統因擁堵而癱瘓,更反映出專用的指揮調度通信系統的重要性與必要性。
近年來,在世界各地出現過各種緊急突發事件,包括自然災害和大型公共安全事件,如“911恐怖襲擊”、“SARS”、印度洋海嘯、汶川大地震等。在這些事件中,既考驗了各國政府的應急響應能力,同時也考驗了通信網絡的應急通信保障能力,彰顯了在公共通信網絡被嚴重破壞的狀況下,應急通信系統所發揮的極端重要性。因此,城市應急通信系統作為應對各種突發事件的必備通信手段,加快其建設已經成為當前各級政府刻不容緩的任務之一。當前,我國已經成為世界最大的通信市場,公共通信網絡規模與實際使用人口均高居世界前列,但重大災害與公共事件發生時所產生的巨大通信需求與公共通信網絡指揮調度能力的不足已經成為突出矛盾,建設中國城市應急通信系統成為當務之急。
3 數字城市與城市應急通信的關系
“數字城市”是一個城市公共服務和管理信息化的寬帶基礎設施平臺,無線數字城市是目前的建設發展方向。現階段,我國無線數字城市的建設重點主要放在3G網絡+WLAN的建設上。
在數字城市與城市應急通信系統都在如火如荼建設的同時,很多人會思考這樣的問題:數字城市與城市應急通信系統能否相互代替?也就是說,我們能否只建設一個通信網絡,既滿足數字城市的需求,又能滿足城市應急通信的需求?讓我們回顧集群通信系統的發展歷程。集群通信是目前城市應急通信的主要實現手段,在其發展歷史上,也曾經出現過集群專用通信能否和公眾移動通信相互取代的探索,但實踐已經證明,兩者各有非常明顯的特點和應用定位,是不能相互替代的。同樣,數字城市與城市應急通信兩者也是不能相互代替的,主要體現在:
(1)數字城市主要應用于城市交通的智能管理與控制、城市資源的監測與可持續利用、城市環境治理與保護、城市通訊的建設與管理、城市人口、經濟、環境的可持續發展決策制定、城市生活的網絡化和智能化等領域。數字城市具有使城市地理、資源、生態環境、人口、經濟、社會等復雜系統數字化、網絡化、虛擬仿真、優化決策支持和實現可視化表現等強大功能。它有利于提高政府決策的科學性、規范化和民主化水平,使城市規劃具有更高的效率、更高的分析能力和準確性,更具前瞻性、科學性和及時性。它具備普遍性和公眾性的特點。
(2)城市應急通信系統則需要獨立于公眾網絡之外,需要具備應急指揮調度、視頻監控、救援通信、救援指揮、信息處理等功能,是信息高速公路上的應急專用車道。在災難發生時,尤其是自然災害發生時,一些傳統的通信設施很容易遭到破壞,如果應急通信系統完全依賴于傳統的一種或幾種通信系統,則應急通信系統也會因為災難而一起被毀壞。因此,城市應急通信系統要滿足專用性、隨機性、不確定性、緊急性、靈活性、安全性等特殊的應用需求。
因此,數字城市和城市應急通信系統在本質上有很大的不同,分別適用于不同的目標用戶群,以不同的方式向用戶提供服務,二者不可等同和相互替代。但是,如同集群通信和公眾移動通信兩種通信技術一樣,在其發展過程中都是不斷相互汲取和借鑒對方的經驗以完善自身發展的,數字城市和城市應急通信系統兩者也完全能夠做到共存和協調發展,相互融合。
4 數字城市與城市應急通信的融合發展
城市信息化意義上的無線數字城市與城市應急通信系統的建設密切關聯,必須協同、融合發展、互為補充,實現兩者的優勢互補。
數字城市的無線寬帶通信系統可以為城市應急通信系統提供強有力的寬帶數據傳輸支撐功能。在構建良好的城市應急通信系統時,需要實現對無線數字通信的指揮和調度功能,同時也需要保證應急指揮中心在一定范圍內及時獲得現場人員的一些數據信息,包括視頻、語音和其他數據等。以數字集群通信系統為例,現有的系統只能提供非常有限的數據傳輸能力。因此,在城市應急通信系統的帶寬有限不能滿足突發事件發生時,對寬帶數據傳輸的需求可以借助數字城市的無線寬帶通信系統如3G、WiFi等來實現動態視頻的寬帶數據傳輸,使得城市應急指揮調度中心可以及時地了解和分析現場情況,有利于實現快速、有效的指揮調度行動。在突發事件面前,公用通信網可以首先轉變為“最大的應急通信網”,為指揮救援提供力所能及的支持。
同時,數字集群通信系統作為城市應急通信的主要實現手段,在沒有突發事件和重大災害發生時,可以作為數字城市基礎設施平臺無線通信的一部分。由于數字集群通信具備3G、WiFi等無線網絡所不具備的有效可靠的指揮調度功能,平時可以為數字城市服務,給公安、公共交通、電力、水力、消防等公共服務領域提供指揮調度功能,使城市應急通信網絡能真正做到平時服務于政府和社會,在重大災害等突發事件發生時能夠保障國家、集體的利益,以及廣大人民群眾的生命與財產安全。
在數字城市與城市應急通信融合發展的過程中,需要考慮以下幾個問題:
(1)安全問題。由于我國的應急通信系統主要負責一些特殊的通信,如搶險救災、重大活動等,因此信息安全問題是我們首要考慮的問題。在兩者的融合過程中,如何保證公共安全信息在3G、WiFi等網絡上的高度安全可靠的傳輸是需要關注的關鍵問題之一。
(2)運營模式。不同網絡的建設和融合,涉及到不同投資方和運營商的利益。因此,選擇合理有效的運營模式對于數字城市和城市應急通信的融合發展將起著至關重要的作用。對于城市應急通信網絡的建設,從總體趨勢看,由政府主導、運營商合作及全民參與的模式為普遍看好,并較具生命力。
(3)技術標準與規劃設計。數字城市的無線寬帶通信和城市應急通信是一個龐大復雜的系統工程,在通信系統的技術體制、設備選型等方面,建議盡量采用統一的技術標準,這樣有利于系統的互聯互通、維護和升級換代,減少系統投資。同時,在系統的規劃設計上需要謹慎細致,各個相關部門有機協同工作。
5 結束語
當前,城市信息化程度已成為衡量社會發展和文明程度的重要標志,而應急通信對經濟發展和社會穩定有著重要意義。因此,加快我國數字城市和城市應急通信系統的建設刻不容緩。在兩者的建設和使用過程中,如能充分發揮各自特點,相互協調、融合發展,必將對數字城市和城市應急通信的發展起到重要的促進作用。
參考文獻
[1]孫玉. 應急通信技術總體框架討論[M]. 北京:人民郵電出版社,2009.
[2]鄧壽鵬. 城市應急系統管理與發展趨勢[J]. 數字通信世界, 2007(8).
[3]周均清,王乘,楊叔子. 我國數字城市研究與建設之現狀[J]. 城市規劃匯刊,2003.
[4]張大朋,周均清. 我國數字城市發展階段及主要問題研究[J]. 科技成果縱橫,2004(3).
關鍵詞:數字微波通信技術;電視直播;反向控制;中繼系統;視頻;音頻
中圖分類號:TN925 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)04-0060-03
顧名思義,數字微波通信技術是借助于微波的方式,實現對數字信息的有效傳輸而應用的一種現代化通信方式。在現階段整個通信信息產業發展不斷劇烈與成熟的背景作用之下,光纖數字通信技術以及衛星數字通信技術的綜合應用均使得現代意義上的數字微波通信技術面臨著極為深遠的發展潛力。可以說,現代意義上的數字微波通信技術已自傳統意義上的長距離通信應用領域逐步發展為長距離配合短距離的綜合性通信應用領域,進而推動著數字微波通信技術的更深層次發展。本文試針對其在應用于電視直播過程中的相關問題做詳細分析與說明。
1 數字微波通信技術的基本原理分析
微波在空氣環境中的傳播特性與光波在空氣環境中的傳播特性基本表現為同等狀態,均在空氣環境中呈現出直線性的前進,在其傳播路徑的延伸空間當中,若出現阻擋,則將導致微波發生一定程度上的反射反應,影響其傳輸性能的實現。從這一角度上來說,在當前技術條件支持下,數字微波通信技術最關鍵的方式在于:建立在視距范圍之內的通信。而受到客觀因素影響,如地球曲面傳輸以及空間傳輸較大的衰落問題影響,要想在不影響信號質量的前提條件下,進行遠距離的通信與傳輸,則必須通過對傳輸信號進行重復性的中繼轉發方式,達到接力傳輸的重要目的。換句話來說,在應用數字微波通信技術進行視頻及音頻信號的傳遞過程當中,需要在數字微波傳輸線路的兩端位置設置相應的終端站站點。與此同時,還需要在傳輸線路的延伸空間內,設置一定的中繼站站點(在當前技術條件支持下,數字微波通信傳輸過程中所設置的中繼站應當將間隔距離設定在50m單位以內)。按照上述方式,確保中繼站站點能夠將傳輸過程中流經該站點的數字信號加以有效接收及放大處理,從而實現對數字信號傳輸質量的有效保障。
在現階段應用數字微波通信技術的過程中,可供選取的頻段單位涉及到以下幾個方面:1.4GHz、4.0GHz、7.0GHz、8.0GHz、13.0GHz、15.0GHz。特別值得注意的一點是:由于在數字微波通信技術的應用過程當中,其能夠在一定程度上發揮對重大自然災害的抵御功效,從而能夠作為既有地面有線網絡傳輸的補充與拓展性傳輸方式。
2 數字微波通信技術在電視直播中的應用形式分析
2.1 數字微波通信技術在無線攝像機中的應用及電視直播方式分析
在當前技術條件的支持下,最普遍,同時也是最基本的無線攝像機數字微波通信系統應用結構示意圖如圖1所示。在整個數字微波通信系統的應用過程當中,僅需要使用微波發射單元設備以及分集式信號接收機設備。從實踐應用的角度上來說,此種數字微波通信技術方式是現階段進行電視直播報道過程中最為常用,同時綜合應用優勢最為突出的方式之一。對于攝像機設備與衛星通信設備間隔距離在數千米單位以內或者是攝像機設備與衛星通信設備間隔在同一可視范圍內的情況下,可通過對此項技術及系統的綜合應用,實現電視直播的最終目的。以某晚會的現場電視直播事件為例,為最大限度地保障電視直播質量的有效實現,要求攝像工作人員提前將微波攝像機裝置攜帶入晚會現場,并將其放置于晚會前臺相對平坦的工作區域當中。在此基礎之上,微波天線能夠接收來自于攝像工作人員的所拍攝的晚會現場實際工況,并將相應的數據傳輸至下變頻設備當中。與此同時,下變頻設備能夠通過與分集信號接收單元的有效聯動,實現對這部分音頻及視頻信號的可靠性重建。在此基礎之上,將經過重建處理之后的音頻及視頻信號按照便攜式衛星站點衛星信號接收機房的方式加以傳遞。按照此種方式,可實現對整個晚會運行情況高效和及時地進行直播。
2.2 建立在攝像設備反向控制單元基礎之上的電視直播應用方式分析
通過對攝像設備反向控制單元的有效應用,使得電視直播后方的音頻及視頻編輯工作人員能夠輕易地實現對電視直播前方攝像設備操作人員的遠程控制與遠程調度。結合電視直播畫面播出過程當中對于直播畫面的清晰度、取景構圖藝術度以及音頻質量清晰度等多個方面的特殊性節目制作需求,引導電視直播前方的攝像設備操作人員能夠更為系統與有效地展開各項工作。在這一過程當中,所涉及到的相關技術標準以及準則的掌控則完全交由電視直播后方機房內的相關技術工作者予以完成。從這一角度上來說,建立在攝像設備反向控制單元基礎之上的整個電視直播節目制作表現出了極為突出的靈活性與機動性。與此同時,通過引入攝像設備反向控制單元的方式,能夠實現電視直播后方與前方數據傳輸與通信的雙向性。簡單來說,演播室能夠通過對控制面板的操作方式實現對電視直播實前方攝像機設備的遠程性控制與操作。而與此同時,控制信息能夠以無線數據發射機為基礎,將其傳送至攝像機設備當中,實現整個電視直播的反向性控制。具體而言,整個建立在攝像設備反向控制單元基礎之上的數字微波通信系統應用結構示意圖如圖2所示:
2.3 數字微波通信技術綜合信號中繼系統的電視直播應用方式分析
信號中繼單元與數字微波通信技術的綜合使用能夠實現對音頻信號及視頻信號傳輸距離的有效延長。整個建立在數字微波通信技術與信號中繼系統基礎之上的電視直播操作結構示意圖如圖3所示。從圖上可以看出,電視直播前方攝像設備通過微波發射機,將視頻及音頻信號傳送至分集式接收機設備當中。在此基礎之上,將這部分信號傳輸至信號中繼器內部。通過調制與解調的方式,輸出以COFDM格式所表現的綜合信號(此過程中所涉及到的信號的傳輸頻率單位一般集中表現在1.95~2.7GHZ單位或者是3.0~5.0GHz單位范圍之內)。在此種電視直播方式的作用之下,中繼系統需要放置于較高且無明顯遮擋物的區域內,防止中繼系統的信號轉發能力受到削減。在當前技術條件支持下,數字微波通信技術綜合信號中繼系統的電視直播應用方式主要適用于對傳輸距離相對較遠的音頻及視頻現場報道當中,綜合優勢顯著,值得特別重視。
3 結語
伴隨著現代經濟社會建設發展的持續開展與城市化建設規模的持續推進,社會大眾持續增長的物質文化與精神文化需求同時對新時期的娛樂休閑行業發展提出了更為全面的要求。與此同時,在社會大眾對于新聞時效性以及質量性要求不斷提升的過程當中,電視新聞業務的制作水平只有不斷發展與完善,才能夠適應新聞的時效性特點,電視直播的重要性也由此得到了廣泛且深入的突顯。總而言之,本文針對有關數字微波通信技術在電視直播應用過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明,希望能夠引起各方人員的特別關注與
重視。
參考文獻
[1] 鄒衛霞,馮璐,李斌,等.UWB對WiMAX系統的電磁干擾分析[J].深圳大學學報(理工版),2010,27(3):306-311.
[2] 鄒火兒,楊可忠.附加相位校正副面的多波束拋物環面天線的輻射方向圖計算[A].全國衛星微波通信技術研討會論文集[C].2002:206-213.
[3] 房華玲,王呈璋.新建高樓的微波環境及其對微波信道的阻擋作用[J].石油大學學報(自然科學版),2000,24(6):84-85.
【關鍵詞】電力系統 自動化控制 技術
進入21世紀,我國的經濟社會發展速度加快,社會生產在范圍和規模上都逐漸擴大,人們的生活水平大幅提高,各行各業以及居民生活對供電系統的需求也不斷增多,供電系統的可靠性、安全性供電成為電力系統的重點,而在現代科學技術的促進下電力系統的自動化控制技術應用越來越廣泛,本文就電力系統自動化控制技術進行了探討。
一、電力系統自動化概述
(一)電力系統自動化的概念
電力系統自動化是通過應用多種能夠實施自動檢測、決策和控制的裝置,通過信號系統和數據信息傳輸系統對電力系統的各個部分和整體進行遠程監測和控制,來保證整個電力系統的安全、穩定、高效運行,提供優質的供電服務。電力系統自動化控制技術的應用主要是保證電力系統各個生產、供電環節的安全、穩定、高效,實現整個系統經濟效能的增加以及生產成本的降低。現代科學技術發展最為顯著的特征就是自動化技術在各個領域的應用,電力系統關乎社會生產和生活,更應當通過先進的科學技術提高自身的發展水平好發展階段。
(二)電力系統自動化的構成
一是電力系統調度的自動化,是當前電力系統中發展最快的技術領域,這一技術主要是進行相關數據的采集和監控,為自動化實現提供基礎條件,調度的自動化是為電力系統運行提供決策來實現電站的綜合自動化。電力系統調動自動化是整個電力系統自動化的關鍵,對整個電力系統自動化的質量有著決定性的影響。
二是變電站的自動化,變電站的自動化是利用現代電子計算機和網絡技術、通信技術以及信息處理技術等對傳統的變電站實現二次設備,達到整個變電站的運行能夠處于科學統一的協調管理之下,來保證變電站運行的安全穩定與高效,提高運營效益,提供可靠的供電服務。
二、電力系統自動化控制的要求和特點
(一)參數的收集與處理
電力系統自動化的實現需要以安全性、穩定性和可靠性為目標,所以要保證這一目標實現需要在電力系統進行供電服務的初期,組織科學的調查研究,全力收集和嚴格的檢測電力系統各個環節、各個部件的安全運行參數,再經過科學的分析處理,為電力系統自動化控制提供數據支持。
(二)科學的進行調控
對電力系統進行調控需要參照電力自動化系統建立的相關技術標準和要求,結合可行性分析和電力系統具體的運行狀態科學的進行調控,自動化控制技術的調控應當是針對不同的部件和環節進行不同的調控方法,如微觀調控、宏觀調控以及二者相結合的綜合調控手段。
(三)總結規律特點,建立全面自動化
在經過科學的調控后,要不斷發現和總結電力系統自動化運行中各個環節、部件的運行規律和特點,進行總結,按照高效節能的原則選取最為安全可靠的運行模式來促進電力系統全面自動化的建立,從而指導實踐。
三、電力系統自動化技術新發展
(一)主動的面向對象數據庫技術
主動的面向對象數據庫技術在近幾年發展的越發成熟,具有顯著的開放性、繼承性、共享功能和智能性,該技術在其他領域也有廣泛的應用,且效果較為顯著,在電力系統自動化建設上具有積極的影響作用。現代電力系統的自動化提供供電服務建立在科學的調度基礎上,而調度所依據的是面向對象的數據庫和以此做出決策,該技術具有傳統技術不可比擬的優越性,能夠利用數據庫的觸發子系統對電力控制進行全面的監控,使得以此為基礎的數據分析和相關管理得到支持。數據庫的建立和應用在提高數據存儲和輸出效率、提高存儲的安全性和可靠性上都具有積極的意義。
(二)現場總線控制技術
現場總線是通過現場的實際測量和現場設備控制之間的數據信息傳輸為主控制系統,現場總線控制技術是利用現場配備的自動化智能儀表、現代化設備和控制中心的設備的連接來實現信息一體化、全方位、規范、科學的通訊與控制。該技術要求現場儀表、設備等的連接和數據通信都要按照科學的規范體系和協議,從而來實現自動化的電力系統的建立。應用現場總線控制技術建立起來的現場總線系統能夠實現現場各生產設備之間、與控制系統之間的多方向、多結點的數字通信,所以現場總線技術能夠廣泛的應用在我國的電力系統自動化控制實踐中。當前應用最為廣泛、效果最為明顯的就是FCS系統,該系統比過去應用的系統在性能上更加優化、穩定、安全和靈活,尤其在發生故障時,該系統能夠通過上位機準確定位引起故障的環節,還能夠根據出現的具體問題制定出及時有效的策略,使系統最快的恢復正常運營。
(三)模糊邏輯控制技術方面
通過模糊方法來進行控制具有簡單、易于操作等優點,就家用電器方面來看,也可充分體現出其優越性。在現代控制方法中,以建立模型而達到控制的目的屬于當中比較先進的一種控制方法。模糊控制理論在應用范圍方面十分廣泛,比如日常生活中的電器(電風扇、電熱爐等)。以以模糊邏輯控制方法在改進恒溫器中的應用為例,通常電熱爐均是通過恒溫器來維持溫度,為烹飪者提供多種溫度選項,模糊控制十分易于操作,通過輸入2個語言變量(分別是溫度、溫度變化),在每一個語言論域中,以相互跨接5組語言來進行描述。
四、結語
電力系統自動化控制技術的發展使一個具有歷史性特點的過程,是與時代的先進技術密不可分的,近年來隨著電子計算機技術、網絡技術、通信技術等日益成熟,對電力系統自動化技術產生了深刻的影響和促進作用,電力系統自動化控制技術近年來的發展速度飛快,在電力行業展現出了獨特的特點。國外許多發達國家在電力系統自動化控制技術方面高度發達,我們應當不斷的引進吸收,按照國際化、標準化、規范化的要求發展這一技術,來逐步實現電力系統的全面自動化,為提高我國電力系統的安全性、穩定性和高效性做出貢獻。
參考文獻:
[1]陳合來,馮夢皎.電力系統自動化控制技術探討[J].北京電力高等專科學校學報:自然科學版,2010,27(12).