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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(yùn)行,如果碰到阻擋物就會發(fā)生發(fā)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?shù)膿p耗計(jì)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(fā)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(yùn)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(fā)射頻率來決定。自由空間下的接收電平計(jì)算公式為Pro=Pt+(Gt+Gr)-(Lt+Lr)-LS,Pt是發(fā)信機(jī)輸出機(jī)功率,Gt、Gr、Lt、Lr是分收發(fā)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(chǎn)生衰減,如果想要達(dá)到遠(yuǎn)距離通信的要求,需要通過中繼方式來實(shí)現(xiàn),也就是使信號頻率進(jìn)行調(diào)整和放大,避免傳輸?shù)綄ο蟮男盘栕內(nèi)醵鵁o法識別,這就是地面數(shù)字微波進(jìn)行中續(xù)傳輸模式。微波信號的終端站點(diǎn)為通信線路兩個(gè)端部,中繼站為數(shù)字微波傳輸線路設(shè)置最多的站點(diǎn),需要每間隔50公里左右就設(shè)置一個(gè)中繼站點(diǎn),為完成有效的信號傳輸,站點(diǎn)數(shù)量需要多大數(shù)十個(gè)。中繼站點(diǎn)可以獲取數(shù)字信號,通過濾波和放大再發(fā)送給后面的中繼站,可以更好地保證數(shù)字信號的傳輸質(zhì)量,該種微波傳輸方式也可以被稱作接力傳輸模式。為實(shí)現(xiàn)長距離數(shù)字微波廣播電視信號傳輸,可以通過多達(dá)數(shù)十次的中繼,這樣就可以將信號傳送到幾千公里,還可以實(shí)現(xiàn)較高質(zhì)量的傳輸。廣播電視信號數(shù)字微波多采用8GHz來實(shí)現(xiàn)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(zāi)害影響,是地面有線廣播電視信號傳輸?shù)母行ПU鲜侄巍?/p>
1.3數(shù)字微波通信技術(shù)在廣播電視信號傳輸中的運(yùn)用
數(shù)字微波通信技術(shù)為地面條件下,進(jìn)行廣播電視信號傳輸應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)手段,是通過微波信道來完成數(shù)字信號的傳輸,這就要求基帶信號采用數(shù)字信號,建立起完善的數(shù)字微波通信系統(tǒng)。在進(jìn)行微波數(shù)字信號傳輸過程中,有用數(shù)字技術(shù)對信號進(jìn)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(dá)到較長的信號傳輸距離。廣播電視臺大多采用多路數(shù)字傳輸終端,該終端設(shè)備有發(fā)送和接收端接口,可以為微波機(jī)與光端機(jī)進(jìn)行很好的技術(shù)對接,發(fā)送端可以把傳輸來的模擬信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號,也可以把數(shù)字節(jié)目源樣點(diǎn)信號等轉(zhuǎn)變了串行通信的數(shù)字序列,通過對信號進(jìn)行糾錯(cuò)編碼,將各自的信號輸送給微波調(diào)制機(jī)等進(jìn)行信號傳送,再經(jīng)過微波調(diào)制機(jī)進(jìn)行功率放大,然后利用天線將信號發(fā)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(jìn)行交織、糾錯(cuò)來形成樣點(diǎn)信號、獨(dú)立數(shù)據(jù)信號,再經(jīng)過每路接口電路恢復(fù)成模擬信號或數(shù)字信號。廣播電視信號,通過播控系統(tǒng)主控機(jī)房對數(shù)字信號進(jìn)行矩陣切換,再將不同的電臺節(jié)目信號發(fā)送到微波信號輸入端,再采用數(shù)字微波終端對信號進(jìn)行傳送。信號傳輸線路兩端都有用數(shù)字微波傳輸處理設(shè)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(shù)字微波通信系統(tǒng)設(shè)計(jì),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(jìn)行了模擬,測試傳輸特性和誤碼性能,根據(jù)測試結(jié)果對選擇通信路徑,確定頻率配置和極化,并對通信性能進(jìn)行評估,再對微波干擾源進(jìn)行分析,制定對抗干擾辦法,最后對通信設(shè)備進(jìn)行調(diào)試,達(dá)到理想的通信效果。
二、衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)
2.1功能與特征
衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)是由航天技術(shù)不斷發(fā)展而來的,是將電子技術(shù)與航天技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的產(chǎn)物,具有空間通信諸多特點(diǎn),不會受到地面條件的影響。將地球衛(wèi)星作為是數(shù)字通信的中繼站點(diǎn),地面站點(diǎn)作為信號接受終端,地面站點(diǎn)可以通過地球通信衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)長距離、大容量的通信,通信衛(wèi)星位于距離地球赤道3.6萬里上空,運(yùn)行速度與地球自轉(zhuǎn)速度保持同步,為靜止通信衛(wèi)星,地面站點(diǎn)與衛(wèi)星通訊就變得更為容易。隨著數(shù)字通信技術(shù)的不斷發(fā)展,衛(wèi)星數(shù)字傳輸技術(shù)優(yōu)勢變得更為明顯,可以實(shí)現(xiàn)在更為廣泛的覆蓋面,投資建設(shè)成本更低,可以達(dá)到更高的傳輸質(zhì)量,比模擬信號衛(wèi)星更節(jié)省頻率資源,運(yùn)行成本與維護(hù)費(fèi)用更低,數(shù)字信號更容易處理,可以與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合,便于地面站點(diǎn)的后續(xù)接收與調(diào)制。
2.2通信原理
衛(wèi)星廣播電視傳輸系統(tǒng)為地面衛(wèi)星接收站、上行信號發(fā)射站、測控站點(diǎn)和星載轉(zhuǎn)發(fā)器構(gòu)成,廣播電視通信衛(wèi)星上安裝C波段、Ku波段信號轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng),通過上行站點(diǎn)將廣播電視臺傳輸過來的數(shù)字信號、模擬信號等進(jìn)行處理、調(diào)制,調(diào)整上行信號頻率,通過大功率放大利用定向天線對通信衛(wèi)生發(fā)射C波段、Ku波段信號,也可以獲取到通信衛(wèi)星下行微波信號,可以對通信衛(wèi)星轉(zhuǎn)播節(jié)目質(zhì)量星檢驗(yàn)。星載轉(zhuǎn)發(fā)器可以獲取到地面站點(diǎn)發(fā)送的上行微波信號,再對信號進(jìn)行放大、改變運(yùn)行頻率、再放大,再將信號發(fā)送到地面信號通信服務(wù)區(qū)域,所以,星載轉(zhuǎn)發(fā)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(zhì)量。廣播電視臺節(jié)目信號利用通信衛(wèi)星將其傳送到世界各地,上行站點(diǎn)系統(tǒng)是保證傳輸質(zhì)量的關(guān)鍵部分,對信號上行站點(diǎn)有著更高的安全要求,需要每臺設(shè)備都具有較高的穩(wěn)定性、可靠性。當(dāng)上行站點(diǎn)設(shè)備存在運(yùn)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(diǎn)頻率采用S、C、Ku和Ka波段,通信衛(wèi)星下行頻率比上行增加L波段,上行發(fā)射站點(diǎn)可以對通信衛(wèi)生發(fā)送一路或多路信號,轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)置有C、Ku波段信號發(fā)轉(zhuǎn)系統(tǒng),可以獲取到地面上行發(fā)射站點(diǎn)節(jié)目信號,對通信衛(wèi)星地面接收站點(diǎn)發(fā)送下行信號。上行站點(diǎn)通信設(shè)備中有調(diào)制解調(diào)器、高功率放大器、監(jiān)控系統(tǒng)、天線分系統(tǒng)、上下行變頻器等構(gòu)成。天線分系統(tǒng)為地面上行站點(diǎn)重要通信設(shè)備,會地上行信號質(zhì)量造成很大的影響,天線可以把上行站點(diǎn)發(fā)送功率轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶挪ǎνㄐ判l(wèi)星定點(diǎn)發(fā)射信號,把地球空間通信衛(wèi)生發(fā)射出的微弱信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,再將同頻信號發(fā)送給接收機(jī)。高功率放大裝置可以把地面上行站點(diǎn)發(fā)射信號進(jìn)行最后放大,低噪接收設(shè)備對上行站信號進(jìn)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(shí)現(xiàn)頻譜搬移,調(diào)制解調(diào)器可把廣播電視臺機(jī)房信號進(jìn)行調(diào)制處理,并向地球空間傳輸微波信號,可以進(jìn)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(diǎn)還需要配置監(jiān)控設(shè)備,可以對站點(diǎn)內(nèi)的通信設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控,可以實(shí)時(shí)了解通信設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。星載轉(zhuǎn)發(fā)器為通信衛(wèi)星關(guān)鍵構(gòu)成部分,可以使通信衛(wèi)星發(fā)揮出到信號中繼作用,轉(zhuǎn)發(fā)性能會對衛(wèi)星通信質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。需要轉(zhuǎn)發(fā)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(diǎn)信號行放大和轉(zhuǎn)發(fā)。轉(zhuǎn)發(fā)器運(yùn)行噪聲為熱噪聲、非線性噪聲,熱噪聲為轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)部運(yùn)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(diǎn)引起的。處理轉(zhuǎn)發(fā)器獲取到地面站點(diǎn)的信號,再進(jìn)行前置放大、變頻,對中頻數(shù)字信號進(jìn)行解調(diào)處理、糾錯(cuò)編碼處理。再通過信號發(fā)射單元進(jìn)行數(shù)字調(diào)制、變頻和放大,再將其發(fā)回到地面站點(diǎn),應(yīng)用處理轉(zhuǎn)發(fā)器可以去除掉噪聲積累,在保證信號通信質(zhì)量的前提下,降低轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射功率。上、下行通信線路還可以選擇不同的信號調(diào)制模式,可以達(dá)到理想的傳輸效果,并對基帶信號信號進(jìn)行多種處理,可以在通信衛(wèi)星上完成數(shù)字交換,衛(wèi)生通信原理框見圖1所示。2.3衛(wèi)星數(shù)字通信在廣播傳輸中的運(yùn)用廣播電視通信衛(wèi)星必須要與地球赤道保持相對靜止,具有精準(zhǔn)位置和姿態(tài),這樣就不再別外設(shè)置跟蹤衛(wèi)生及具有定功能的接收天線。廣播衛(wèi)星還應(yīng)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(shè)備得到簡化,還要求衛(wèi)星有著較長的使用壽命,較高的穩(wěn)定性、可靠性,這樣可以有效降低節(jié)目信號停播率,也可以防止更換通信衛(wèi)星所帶來的資金浪費(fèi)。一顆廣播電視通信衛(wèi)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(wèi)星,就可以將廣播電視信號傳送給全世界絕大部分區(qū)域,建立起全球性的廣播電視通訊網(wǎng)。將廣播電視節(jié)目通過數(shù)字矩陣切換送送到衛(wèi)星地面站,備路信號被輸送給微波端機(jī),通過微波通信技術(shù)傳送給赤道上的衛(wèi)星。衛(wèi)星轉(zhuǎn)播車、現(xiàn)場直播車可以將實(shí)時(shí)發(fā)生新聞事件進(jìn)行直播,通過高質(zhì)量的無線數(shù)字傳輸來解決應(yīng)急制作和節(jié)目傳播的需要,該技術(shù)節(jié)目采集、制作、傳輸集于一體,可以作為獨(dú)立的體系來實(shí)現(xiàn)節(jié)目直播、傳送,是一種功能強(qiáng)大的移動微波通信技術(shù)。
關(guān)鍵詞:數(shù)字電視技術(shù);有線電視網(wǎng)絡(luò);傳輸;網(wǎng)絡(luò)電視
引言
有線電視自出現(xiàn)以來就受到了人們的喜愛和追捧,即使是在網(wǎng)絡(luò)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(shù)字電視技術(shù)指的是,電視節(jié)目在錄制、制作、播出和傳輸?shù)倪^程中運(yùn)用的都是數(shù)字化技術(shù),讓畫面更清晰、信號更加穩(wěn)定。現(xiàn)在全國已經(jīng)普及數(shù)字有線電視的發(fā)展,成為了現(xiàn)代有線電視的主流。
1數(shù)字電視技術(shù)的涵義
數(shù)字電視技術(shù)是將數(shù)字化電視與網(wǎng)絡(luò)化相結(jié)合產(chǎn)生的一種新技術(shù)。數(shù)字電視技術(shù)指的是,把錄制的聲音和圖像通過電子設(shè)備將這些數(shù)字信號進(jìn)行壓縮和后期處理轉(zhuǎn)碼,再經(jīng)過存儲和傳輸讓用戶接收,最后可以播放的電視技術(shù),全部采用的都是數(shù)字流的信號?,F(xiàn)在數(shù)字電視技術(shù)已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)模擬信號的傳輸技術(shù),數(shù)字通信技術(shù)成為了有線電視的主流技術(shù)。數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展有以下幾個(gè)方面的優(yōu)勢,首先就是信號穩(wěn)定并且可靠;數(shù)字電視技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)就是信源解碼技術(shù)突破了傳統(tǒng)信號的速度,已達(dá)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(jìn)行壓縮處理,這樣減少傳輸中畫面失真的狀況;設(shè)備智能化可以獨(dú)立完成簡單的故障調(diào)整;數(shù)字技術(shù)可以完美接受多種類型的信號;數(shù)字電視技術(shù)讓用戶播放更加符合個(gè)人要求;擁有更好的用戶體驗(yàn),可以和網(wǎng)絡(luò)連接互通使用;能在有線電視的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)分級和擴(kuò)張等功能。數(shù)字電視有很多優(yōu)勢并且解決了很多過去看電視存在的問題,不僅讓畫質(zhì)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(gè)機(jī)頂盒就可以收看電視了,很容易被推廣[1]。
2有線電視網(wǎng)絡(luò)概述
有線電視網(wǎng)絡(luò)是為人們提供快捷訊息的綜合性的平臺,有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是依靠著信息化技術(shù)的發(fā)展,支持大量信息互通往來,還能給人們提供多項(xiàng)服務(wù)。在使用有線電視網(wǎng)絡(luò)的過程中可以投入很小的成本,就能保證接收到的信息質(zhì)量很高,并且還能同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種業(yè)務(wù)并存。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,我國的數(shù)字電視發(fā)展快速的同時(shí),伴隨著很多增值業(yè)務(wù)。數(shù)字電視具有點(diǎn)播功能,數(shù)字電視畫面又非常清晰,承載的數(shù)據(jù)量大且穩(wěn)定。有線電視網(wǎng)還有一些收費(fèi)的增值業(yè)務(wù),但這些也是國家發(fā)展有線電視網(wǎng)絡(luò)的主要經(jīng)濟(jì)來源。
3數(shù)字通信技術(shù)在有線電視產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用
前端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和用戶終端3部分構(gòu)成了現(xiàn)在的有線電視系統(tǒng)。這3部分都有各自的編碼和信道,當(dāng)數(shù)據(jù)在傳輸?shù)倪^程中,可以減少傳輸?shù)牟铄e(cuò)和漏洞,并且還能對簡單的錯(cuò)誤進(jìn)行檢查和糾正。數(shù)字電視機(jī)頂盒作為有線電視網(wǎng)絡(luò)臺和用戶之間的傳輸媒介和信號接收點(diǎn),不僅能接受節(jié)目信號、廣播等信息,還能將一些付費(fèi)節(jié)目和點(diǎn)播功能有機(jī)地結(jié)合在一起,機(jī)頂盒在數(shù)字電視技術(shù)中是一個(gè)重要的存在。數(shù)字電視技術(shù)主要采用的是SDL技術(shù)[2],SDL技術(shù)可以應(yīng)對數(shù)據(jù)傳輸中的一些復(fù)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(shù)具有很強(qiáng)的靈活性,對于提高數(shù)字電視技術(shù)的轉(zhuǎn)化和電視信號的安全有很高的保護(hù)性,并且也能降低別的干擾器對SDL的破壞。未來網(wǎng)絡(luò)電視將是數(shù)字電視的核心,讓數(shù)字電視技術(shù)更加多元化是未來的發(fā)展目標(biāo),讓用戶可以在有線電視上看到更加多元化的節(jié)目,增強(qiáng)有線電視的互動性,提升節(jié)目的靈活性。具有讓節(jié)目隨時(shí)進(jìn)行回放、錄播等功能,并且播放的時(shí)間更加靈活。同時(shí)讓計(jì)算機(jī)的無線數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到數(shù)字通信技術(shù)中,可以讓信號傳輸更加穩(wěn)定和高速,以此滿足廣大用戶對于高清節(jié)目的要求[3]。
4結(jié)束語
綜上所述,我國的有線電視在數(shù)字通信技術(shù)的推動發(fā)展下,普及數(shù)字電視技術(shù)已經(jīng)成功的在全國范圍內(nèi)進(jìn)行了,滿足了我國用戶日益增長的需求,比如追求高質(zhì)量的畫面、效率快的技術(shù)服務(wù)等。數(shù)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(wù),相信未來數(shù)字電視技術(shù)能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸做得更好,不斷推動我國有線電視事業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。
參考文獻(xiàn):
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[2]阮超豪,賈振雷,潘勁勇.關(guān)于數(shù)字電視技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與發(fā)展探析[J].中國傳媒科技,2013,(02):160-161.
【關(guān)鍵詞】ISP技術(shù) 數(shù)字通信系統(tǒng) 同步電路
同步電路是數(shù)字通信系統(tǒng)中的重要部分,其運(yùn)行狀態(tài)將會直接影響到系統(tǒng)的實(shí)際工作效率和性能發(fā)揮。通過同步電路,能夠確保分路的準(zhǔn)確無誤。而在傳統(tǒng)的數(shù)字通信系統(tǒng)中,同步電路的設(shè)計(jì)通常都是采用傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件的方法設(shè)計(jì)的,因此往往存在著可靠性低、功耗大、邏輯規(guī)模小等問題。而通過對ISP技術(shù)的應(yīng)用,能夠從頂?shù)降走M(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì),更好的滿足用戶的實(shí)際需求,從而完成驗(yàn)證、描述、集成、仿真等工作,得到符合用戶需求的器件。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,可以在ISP芯片上集成相應(yīng)的程序,從而提升了數(shù)字通信系統(tǒng)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(shù)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(hù)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(gè)二十四計(jì)數(shù)器,其它的部分則發(fā)揮了同步保護(hù)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(hù)期對分頻器的輸出信號進(jìn)行處理,從而將狀態(tài)觸發(fā)器置為0。這樣,輸出端口的與門將會被關(guān)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(guān)閉,將連接識別器的與門打開,此時(shí)的同步電路則處于捕捉狀態(tài)下。如果識別器將兩個(gè)GAL信號相隔二十四TS進(jìn)行輸出,此時(shí)的GAL信號不但會將分頻器置為0,并且進(jìn)行脈沖輸出,后方保護(hù)也會進(jìn)行脈沖信號的輸出,從而將狀態(tài)觸發(fā)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(tài)下,判決門將會置為6,此時(shí)同步器會進(jìn)入維持狀態(tài)。在這種狀態(tài)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(shí)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(jìn)行輸出。這樣,假識別信號就不會對分頻器的工作狀態(tài)造成影響。而此時(shí)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(tài)的判斷,可以通過判決門的限TH來實(shí)現(xiàn)。如果其處于低電平,則說明其處于維持狀態(tài)。而如果其處于高電平,則說明其處于捕捉狀態(tài)。
識別器即使處于維持狀態(tài)下,也可能會發(fā)生漏識別的現(xiàn)象。不過,此時(shí)只有比較小的幾率可能會發(fā)生漏識別的情況,而連續(xù)出現(xiàn)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(xù)發(fā)生三次或以上的漏識別情況,前方保護(hù)就不會進(jìn)行脈沖信號的輸出,系統(tǒng)就能夠保持在維持狀態(tài)。只有當(dāng)識別器連續(xù)出現(xiàn)了三次或以上的漏識別情況時(shí),前方保護(hù)才會進(jìn)行脈沖信號的輸出,改變維持狀態(tài)看,使其變?yōu)椴蹲綘顟B(tài),可對幀同步碼進(jìn)行重新捕捉。
2 基于ISP技術(shù)的同步電路設(shè)計(jì)
2.1 識別器
識別器主要是對數(shù)字基帶信號進(jìn)行檢測,判斷是否有七位巴克碼存在其中。如果監(jiān)測結(jié)果在判決門限以內(nèi),就需要輸出識別信號。如果識別器判決門限為7,則只有當(dāng)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(dāng)中,允許出現(xiàn)一位錯(cuò)誤。
2.2 分頻器
分頻器會對位同步信號進(jìn)行分頻處理,從而得到相應(yīng)的幀同步信號。對位同步信號進(jìn)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(gè)GAL信號輸出,在同步保護(hù)器的保護(hù)下,會將分頻器置為0,這樣,分頻器就會進(jìn)行脈沖輸出。
2.3 狀態(tài)觸發(fā)器
如果狀態(tài)觸發(fā)器處于1的狀態(tài),同步電路則處于維持狀態(tài)。此時(shí)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(tài)觸發(fā)器處于0的狀態(tài),同步電路則處于捕捉狀態(tài),此時(shí)連接輸出端口的與門會關(guān)閉,并且沒有信號輸出,識別器判決門限為7。
2.4 前方保護(hù)電路
前方保護(hù)電路的主要作用,是當(dāng)同步電路處于維持狀態(tài)的時(shí)候,在識別器連續(xù)三次或以上出現(xiàn)了漏識別情況的時(shí)候,前方保護(hù)電路就會將狀態(tài)觸發(fā)器置為0。同步電路此時(shí)改變維持狀態(tài),進(jìn)入捕捉狀態(tài),識別器判決門限會提高。
2.5 后方保護(hù)電路
后方保護(hù)電路主要是對識別信號GAL進(jìn)行延時(shí)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(xù)信號完成捕捉,狀態(tài)觸發(fā)器才會置為1,同時(shí)同步電路更改捕捉狀態(tài),進(jìn)入維持狀態(tài),并且識別器判決門限會降低。當(dāng)同步電路處于維持狀態(tài)的時(shí)候,后方電路也會正常的運(yùn)行,但是并不會對整個(gè)同步電路的狀態(tài)產(chǎn)生任何影響。
3 結(jié)論
同步電路是數(shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中的一個(gè)重要的部分,在同步電路的良好運(yùn)行之下,數(shù)字通信系統(tǒng)才能夠發(fā)揮出良好的狀態(tài)與性能。因此在數(shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中,同步電路具有十分重要的意義和作用。在實(shí)際應(yīng)用中,為了提高同步電路的設(shè)計(jì)效果和性能,可基于ISP技術(shù)進(jìn)行數(shù)字信息系統(tǒng)同步電路的設(shè)計(jì)。結(jié)合同步電路的工作和運(yùn)行原理,對各個(gè)應(yīng)用模塊進(jìn)行設(shè)計(jì),從而確保同步電路能夠發(fā)揮出良好的作用,確保數(shù)字通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
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作者簡介
過夢旦(1977-),女, 江蘇省無錫市人。碩士研究生學(xué)歷。現(xiàn)為蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師。研究方向?yàn)殡娮优c通信。
隨著多業(yè)務(wù)傳輸平臺技術(shù)(mstp)逐步成熟并在城域網(wǎng)中得到推廣,我國的“三網(wǎng)合一”通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)已提上日程。目前數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可概括為兩類:移動通信技術(shù)和永久鏈路通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在光纖端口不能與終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)連接的前提下,通信電纜將承擔(dān)著支持上述通信技術(shù)的綜合業(yè)務(wù)。采用屏蔽技術(shù)的數(shù)字通信電纜憑借對電磁場的優(yōu)化,可以支持0—65ghz頻段的通信,使通信電纜在“光進(jìn)銅退”的時(shí)代背景下依然應(yīng)用于大容量、高頻率、高速率的下一代通信網(wǎng)絡(luò)。
一、屏蔽技術(shù)及應(yīng)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(dǎo)作用,而這些作用是與屏蔽結(jié)構(gòu)表面上和屏蔽體內(nèi)感生的電荷、電流和極化現(xiàn)象密切相關(guān)。
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(nèi);電磁屏蔽的作用原理是電磁波在屏蔽體表面上的反射現(xiàn)象,以及屏蔽金屬厚度內(nèi)高頻能量的衰減。
二、各種屏蔽結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)
(1) 單層銅絲編織。采用這種結(jié)構(gòu)的電纜柔軟性好,但抗干擾能力較差,生產(chǎn)效率低,用銅量高,導(dǎo)致成本也高。
(2) 鋁塑復(fù)合薄膜和單層銅絲編織。其優(yōu)點(diǎn)是電纜抗干擾能力強(qiáng),柔軟性好;但缺點(diǎn)是編織速度慢、生產(chǎn)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(fù)合薄膜和一根排流銅導(dǎo)線。其優(yōu)點(diǎn)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(shí)間推移或其他原因,由于排流導(dǎo)線與鋁層接觸電阻變化或鋁塑復(fù)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(fù)合薄膜和稀疏編織銅編織層。相對于上述第2種結(jié)構(gòu)(編織密度高編織層)而言,其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率可成倍提高,生產(chǎn)成本可大幅度下降,生產(chǎn)過程易控制,具有較好的屏蔽效能(相對于第1、第3種結(jié)構(gòu))。
三、分析影響屏蔽電纜的選擇和應(yīng)用的各種因素
(一)頻率范圍
頻率范圍是設(shè)計(jì)電纜屏蔽時(shí)首先考慮的參數(shù)。頻率范圍關(guān)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(tǒng)中,在50~60hz頻段需要對用電設(shè)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(nèi)都要求設(shè)計(jì)良好的屏蔽系統(tǒng)。
(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(chǎn)生較強(qiáng)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(chǎn)生較強(qiáng)的電場(電容較高)。電路阻抗是選用屏蔽材料的另一個(gè)主要因素。
(三)電纜長度
電纜工作時(shí)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(shí)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??梢姡娎|在什么樣的環(huán)境中以及如何接地都要受到電纜長度的影響。
四、數(shù)字通信電纜屏蔽技術(shù)的應(yīng)用
(一)網(wǎng)狀編織屏蔽
網(wǎng)狀編織屏蔽在保持良好的柔韌性和抗撓壽命的同時(shí),提供了超群的結(jié)構(gòu)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(wǎng)狀編織屏蔽降低了環(huán)路阻抗。網(wǎng)狀編織屏蔽在音頻以及低頻范圍(0.03~10mhz)非常有效。通常,網(wǎng)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(gè)頻段實(shí)現(xiàn)最完善的屏蔽效果。箔層/網(wǎng)狀編織屏蔽結(jié)合了箔層屏蔽磁場全覆蓋與網(wǎng)狀屏蔽整體性好、阻抗低等優(yōu)點(diǎn)。組合屏蔽還有各種材料的箔層/網(wǎng)狀/箔層、網(wǎng)狀/網(wǎng)狀或網(wǎng)狀/螺旋等結(jié)構(gòu)。
(三)接地保護(hù)
線路接地防護(hù)的目的是將過電壓、電流的能量旁路入地,達(dá)到保護(hù)設(shè)備的效果。因此防護(hù)成功與否,還要看瀉流是否有效,而瀉流的成敗,除了對防護(hù)器件的要求外,還要看接地系統(tǒng)的能力,所以接地也是電磁防護(hù)的重要內(nèi)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(shè)置應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)考慮所設(shè)計(jì)的接地系統(tǒng)是固定的、連續(xù)的;所設(shè)計(jì)的載流量,應(yīng)當(dāng)滿足所可能遭受的任何電流量;所設(shè)計(jì)的阻抗數(shù)值,應(yīng)將地面上的建筑物或設(shè)備的電位,限定在規(guī)定的范圍內(nèi)。
(四)低頻磁場
高導(dǎo)磁材料具有低磁阻,對磁通起著分路的作用,使得屏蔽體內(nèi)部的磁場大為減弱。當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí),可采用高導(dǎo)磁率的材料,從而使磁力線限制在屏蔽體外部,防止擴(kuò)散到屏蔽內(nèi)的空間。數(shù)據(jù)電纜屏蔽主要針對外來電磁干擾。當(dāng)頻率低于10 mhz時(shí),幾乎任何屏蔽編織網(wǎng)都能發(fā)揮很好的屏蔽作用。當(dāng)頻率高于10mhz時(shí),就要選用轉(zhuǎn)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(guān)鍵詞】航空電子機(jī)載;通信技術(shù);分析
航空電子是安裝在飛機(jī)中的全部電子系統(tǒng)的一個(gè)統(tǒng)稱。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,航空電子機(jī)載也愈來愈成熟,構(gòu)成電子系統(tǒng)的基本部分主要有導(dǎo)航系統(tǒng),通信系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)等[1]。相較來說,航空電子這一概念的范疇很廣,同時(shí)其包含多種用途不一的電子設(shè)備。作為飛機(jī)的一種主要的附屬裝備,航空電子設(shè)備在保證飛機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)上有重要的作用,故而,對航空電子機(jī)載設(shè)備的研究有必要引起充分的關(guān)注。當(dāng)前社會里通訊技術(shù)是一種重要的技術(shù),可以在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)通訊,同時(shí),在航空電子系統(tǒng)內(nèi)它也是一項(xiàng)重要的技術(shù),且其發(fā)展也愈來愈快愈來愈高科技。
1約束航空電子機(jī)載通信技術(shù)發(fā)展的因素
在科學(xué)技術(shù)水平不斷提升的大背景下,飛機(jī)發(fā)展也取得了重大的突破,最主要的體現(xiàn)就是飛機(jī)內(nèi)部裝備了各種類型的機(jī)載通訊技術(shù)系統(tǒng)。不過在對航空電子機(jī)載通訊技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)會受到多種因素的制約,只有充分的在進(jìn)行研究時(shí)充分的考慮到這些因素并積極的克服由此產(chǎn)生的一系列的問題,才能夠保證航空電子機(jī)載通訊技術(shù)的發(fā)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(jī)載通訊技術(shù)研究和發(fā)展的過程中要利用到多種集成電子技術(shù),而如何連接好諸多的電子信息技術(shù)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中非常重要的一個(gè)問題。線路集成問題已不僅僅是最開始的數(shù)據(jù)線和開關(guān)產(chǎn)量兩者間的關(guān)系問題,而是轉(zhuǎn)化成了更加復(fù)雜的對光線數(shù)據(jù)總線里的數(shù)據(jù)調(diào)控進(jìn)行調(diào)節(jié)的問題。這也導(dǎo)致了對應(yīng)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(fā)展到今天的航空電子通訊設(shè)備已有了顯著的進(jìn)步,飛機(jī)工程師已能對各類集成問題進(jìn)行快速解決。
1.2物理環(huán)境方面的約束
航空電子機(jī)載通訊技術(shù)內(nèi)所涉及到的不同作用的各種設(shè)備需要能夠在各不相同的物理環(huán)境中運(yùn)行,同時(shí)對各系統(tǒng)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(yùn)行。需要引起注意的一點(diǎn)是,無論是何種類型的通訊設(shè)備都必須要特定的環(huán)境條件下進(jìn)行測試,并能夠達(dá)到測試的基本要求。在實(shí)際測試中,可以在各種不同的環(huán)境下對某一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測試,也能夠針對性的測試某一個(gè)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(yù)先對其適用的程度進(jìn)行評估。
1.3系統(tǒng)安全性以及質(zhì)量方面的約束
在航空電子機(jī)載通訊設(shè)備的系統(tǒng)中一個(gè)極為主要的部分就是與系統(tǒng)安全性相關(guān)的設(shè)備,而在對系統(tǒng)的安全性進(jìn)行評估的時(shí)候一定要先確認(rèn)它能夠正常的工作和運(yùn)行。安全性實(shí)際上就是我們經(jīng)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(jī)的設(shè)計(jì)造成影響,所以處于航空電子系統(tǒng)內(nèi)的全部軟件及系統(tǒng)的安全性都必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢查。航空電子設(shè)備安全性的重要程度不亞于其質(zhì)量的重要程度[3],所以在實(shí)際設(shè)計(jì)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(jī)載通信技術(shù)的研究
航空電子機(jī)載通訊技術(shù)系統(tǒng)由飛機(jī)電子系統(tǒng),導(dǎo)航系統(tǒng)以及通信系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)共同構(gòu)成,任何一個(gè)系統(tǒng)都是不可缺少的,以下主要分析通訊技術(shù)系統(tǒng)。
2.1基本介紹
航空電子機(jī)載通訊系統(tǒng)是基于航電系統(tǒng)而發(fā)展來的,在飛機(jī)系統(tǒng)內(nèi)它還是聯(lián)系飛機(jī)與地面間信息傳輸?shù)闹饕浇閇4]。在科技持續(xù)進(jìn)步的大環(huán)境下,涉及到飛機(jī)通訊的一系列通訊設(shè)備也得到了大力的發(fā)展,而這為飛機(jī)內(nèi)的工作人員和地面就行溝通及通訊提供了可能性,從這個(gè)方面來說,對飛機(jī)機(jī)載通訊系統(tǒng)進(jìn)行研究是非常有必要的也是特別重要的一項(xiàng)工作內(nèi)容。2.2一般模型通訊系統(tǒng)最主要的作用即是進(jìn)行信息的傳輸,這就需要具備技術(shù)設(shè)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(shè)備無法滿足工作的基本要求,必須要依靠無線系統(tǒng)。利用無線信息傳輸系統(tǒng),可以把信息轉(zhuǎn)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(jìn)而實(shí)現(xiàn)對信息的傳遞。這其中涉及到的信息進(jìn)行傳輸?shù)倪^程是十分復(fù)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(fù)雜成度特別高,不過在不斷地發(fā)展創(chuàng)新中,我國已能夠熟練的掌握這些內(nèi)容,而且技術(shù)也較為成熟[5]。
2.3模擬通訊系統(tǒng)
模擬通訊系統(tǒng)即是對模擬的信號進(jìn)行傳遞的系統(tǒng),還系統(tǒng)其是在傳統(tǒng)通訊系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整變化形成的。而該模擬通訊系統(tǒng)除了運(yùn)用到了調(diào)制器以及解調(diào)器兩種設(shè)備,還涉及到了兩種十分重要的變換:①把信息轉(zhuǎn)化成電信號;②將電信號重新翻譯成實(shí)際的信息。在此過程中調(diào)制過的信號又被稱作調(diào)制信號[6]。調(diào)制信號最基本的特征有:能夠攜帶消息,能夠在信道中進(jìn)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(fā)生質(zhì)的變化,信號在時(shí)間上以及在幅度上仍然是連續(xù)的。
2.4數(shù)字通訊系統(tǒng)
實(shí)際上數(shù)字通訊系統(tǒng)非常類似于模擬通訊系統(tǒng),區(qū)別在于數(shù)字通訊系統(tǒng)中傳遞的是單一的數(shù)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(tǒng),數(shù)字通信系統(tǒng)更為復(fù)雜,因其是基于模擬通訊系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上,在數(shù)字信號和信息間構(gòu)建起一一對應(yīng)的關(guān)系。數(shù)字通訊系統(tǒng)比模擬通信系統(tǒng)具有更強(qiáng)的抗干擾能力以及抗噪聲能力。模擬信號在進(jìn)行傳輸時(shí)不易和疊加的噪聲分離開來,噪聲會伴隨信息一起進(jìn)行傳輸,設(shè)置出現(xiàn)放大,極大的對通信的質(zhì)量造成影響。而數(shù)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(shù)字信號與原數(shù)字信號完全相同,就可以保證信號能夠持續(xù)進(jìn)行傳遞,使通信的效果不在受到距離遠(yuǎn)近的影響,能夠高質(zhì)量的完成長距離信號傳輸。不過,在數(shù)字通訊系統(tǒng)內(nèi)部扔有一些問題未能完全解決,例如,信道內(nèi)有噪聲導(dǎo)致發(fā)生差錯(cuò),雖然利用差錯(cuò)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(fā)送一端具有相同的節(jié)拍,不然差錯(cuò)率就會升高。但同時(shí),這些嚴(yán)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(jié)束語
本文先對設(shè)計(jì)航空電子機(jī)載通訊系統(tǒng)時(shí)需要特別注意的事項(xiàng)進(jìn)行了分析,而后由機(jī)載通訊系統(tǒng)的一般模型入手,并從模擬通訊系統(tǒng)以及數(shù)字通信系統(tǒng)等幾方面對航空電子機(jī)載通信技術(shù)進(jìn)行了闡述和討論,以期能夠?yàn)樯钊雽哟蔚难芯亢娇针娮訖C(jī)載通信技術(shù)提供一些意見和幫助。
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【關(guān)鍵詞】高速公路機(jī)電工程;數(shù)字信號的基帶傳輸;機(jī)電工程;程控?cái)?shù)字交換;模擬信號數(shù)字化
1 程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)概述
1.1 功能要求
公路運(yùn)營公司各級管理機(jī)構(gòu)沿道路分布,相距頗遠(yuǎn),為了滿足日常管理需要的信息交流,設(shè)置專用電話網(wǎng),除內(nèi)部通信外,還須與公路行業(yè)國家管理部門——交通運(yùn)輸部一級衛(wèi)星通信網(wǎng)、地區(qū)路網(wǎng)管理部門通信網(wǎng)以及與公用郵電網(wǎng)聯(lián)接,以實(shí)現(xiàn)大范圍的信息交流,專用話網(wǎng)的規(guī)模(門數(shù))與道路里程和進(jìn)出口數(shù)目有關(guān),在話網(wǎng)進(jìn)入綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的時(shí)代,系統(tǒng)功能為:完成管理部門各單位點(diǎn)對點(diǎn)的語音、傳真、圖像和數(shù)據(jù)的傳輸;實(shí)現(xiàn)管理中心和下屬各單位一點(diǎn)對多點(diǎn)的同時(shí)通信(如指令電話、電話會議等);與上級業(yè)務(wù)管理部門和外界社會的通信:具有對系統(tǒng)狀態(tài)自動測試的功能。
1.2 程控電話系統(tǒng)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(tǒng)的工作,兩地用戶不可能建立一一對應(yīng)的通話線路,必須在兩地設(shè)立交換機(jī),匯接當(dāng)?shù)氐挠脩艟€,并以少量中繼線與另一地區(qū)的變換機(jī)連接,當(dāng)某對用戶有通話需求時(shí),為他們接續(xù)通話線路,A地用戶摘下話機(jī)表示有通話需要,交換機(jī)A通過快速巡回掃描,檢測出話機(jī)a的需求狀態(tài),立即返回一個(gè)撥號音,表示已為用戶做好服務(wù)準(zhǔn)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(jī)作出判別,查明號碼所屬的交換機(jī)號,接續(xù)與交換機(jī)B的線路,并將號碼轉(zhuǎn)送給B。
B檢測話機(jī)z的狀態(tài),如z機(jī)正與他人通話,處于忙碌狀態(tài),則向a機(jī)發(fā)回忙音:如z處于空閑狀態(tài),則接續(xù)與話機(jī)z的線路,發(fā)出振鈴信號,將回鈴音經(jīng)A機(jī)傳送給話機(jī)a,并持續(xù)監(jiān)視z的狀態(tài),當(dāng)測出z機(jī)摘機(jī)出現(xiàn)應(yīng)答信號,即將此信號轉(zhuǎn)送給a機(jī),a與z通話開始,此時(shí),A、B兩機(jī)均須繼續(xù)保持對已接續(xù)話路狀態(tài)的監(jiān)測,當(dāng)通話雙方任一端出現(xiàn)掛機(jī)狀態(tài)時(shí)即表示通話結(jié)束,待測出雙方均掛機(jī)后,原來建立通話線路的交換機(jī)立即拆除路,并由未拆線端的交換機(jī)予以證實(shí),此次通話過程才算完全結(jié)束。
1.3 程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)
程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)多個(gè)用戶能在同一時(shí)間成對地可靠通話,需將語音信號變換為數(shù)字信號,編輯成二進(jìn)制代碼,用時(shí)分多路復(fù)用技術(shù),將多路話音按序以一定規(guī)格編排,沿一條線路順序傳送給交換機(jī),交換機(jī)根據(jù)用戶的通話要求,分別接續(xù)各自的線路,讓順序排列的各路話音對號進(jìn)人,并將數(shù)字代碼恢復(fù)為原有的模擬語音信號,讓接收端能正確理解。
程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)是以程控?cái)?shù)字交換機(jī)為核心的通信網(wǎng),在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)傳輸和交換的數(shù)字化,從發(fā)展看它應(yīng)該將話音與非話音(電報(bào)、傳真、數(shù)據(jù)、圖像等)業(yè)務(wù)綜合進(jìn)網(wǎng),根據(jù)公路專用通信的現(xiàn)有業(yè)務(wù),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(wǎng)一般采用一個(gè)匯接局和若干個(gè)端局組成復(fù)合星形或環(huán)形數(shù)字通信網(wǎng),各局交換機(jī)間中繼線使用數(shù)字光纜,話機(jī)則以模擬機(jī)為主,各局?jǐn)?shù)字交換機(jī)通過用戶線接口電路,進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換后用雙絞線(模擬信號)連接話機(jī),對于某些遠(yuǎn)端用戶,也可用數(shù)字線或數(shù)字環(huán)路載渡設(shè)備延伸其傳輸距離,數(shù)字通信網(wǎng)傳輸?shù)氖请x散脈沖,為了減少誤碼率,網(wǎng)中各單元應(yīng)該使用共同的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率,新建公路通信網(wǎng)大都為數(shù)字同步網(wǎng)。
2 模擬信號數(shù)字化
2.1 量化
量化是將一定區(qū)間連續(xù)多個(gè)數(shù)值用一個(gè)固定值近似代替它,以減少數(shù)字的取值范圍和簡化編碼,量化區(qū)間大小相等,稱為均勻量化,如用統(tǒng)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(xiàn)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(shí)現(xiàn)此目標(biāo),采用壓縮擴(kuò)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(kuò)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(zhuǎn)換為組二進(jìn)制碼元,稱為模數(shù)變換:解碼是編碼的逆變換,它將一組二進(jìn)碼元還原成相應(yīng)幅度的量化值,也稱數(shù)模轉(zhuǎn)換。
脈沖編碼技術(shù)(PCM)使任何模擬信號都可由一組時(shí)間數(shù)字序列近似表示,序列的時(shí)間間隔由信號本身確定,序列的每一個(gè)值由8位一進(jìn)碼元(脈沖)表示,每個(gè)脈沖占用的時(shí)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(shù))限制。
3 多路復(fù)用、復(fù)接技術(shù)
3.1 頻分多路復(fù)用FDM
將各終端基帶信號調(diào)制到寬帶信道的不同載波頻率,然后將它們經(jīng)一個(gè)信道同時(shí)傳送出去,再經(jīng)檢波解調(diào)恢復(fù)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(shí)分多路復(fù)用ITM
時(shí)分多路把時(shí)間劃分成均勻時(shí)隙,將各路信號的傳輸時(shí)間分配在不同的時(shí)隙,做到互相分開,互不干擾,各路電話信號經(jīng)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(jìn)行信號抽樣:分配器K不停地勻速旋轉(zhuǎn),每隔時(shí)間T對各路信號抽樣一次,依次送入量化編碼器進(jìn)行量化和編碼,然后再將數(shù)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(shù)字復(fù)接
光纖和數(shù)字微波信道允許速度極高的數(shù)字信號通過,將各種低速數(shù)字信號復(fù)接成高數(shù)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(shù)發(fā)展的需求,數(shù)字信號時(shí)分復(fù)用也稱復(fù)接,參與復(fù)接的信號稱支路信號,復(fù)接后的信號稱合路信號,從合路信號中將各個(gè)支路的數(shù)字信號一一分離開來稱為分接,由一個(gè)主振器提供時(shí)鐘以確定脈沖頻率和相位的各路數(shù)字信號稱同源信號,它的數(shù)字復(fù)接稱同步復(fù)接,由不同時(shí)鐘產(chǎn)生的數(shù)字信號稱異源信號,異步復(fù)接易產(chǎn)生數(shù)碼的重疊和錯(cuò)位,其根本原因是各支路信號時(shí)鐘頻率并不相同,瞬時(shí)數(shù)碼速率也不相等,而是在標(biāo)稱值上下一定偏差范圍內(nèi)波動,將數(shù)個(gè)低次群接成高次群時(shí),必須采取恰當(dāng)措施,使低次群的數(shù)碼率同步。
4 程控?cái)?shù)字交換機(jī)基本構(gòu)成
4.1 中繼線接口電路
公路程控電話系統(tǒng)普遍采用數(shù)字中繼線,接口有出電路和入電路兩種,用于實(shí)現(xiàn)中繼線與數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)間的接口,它通過信號幀的有關(guān)時(shí)隙傳送中繼線信令,完成幀同步、時(shí)鐘恢復(fù)、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(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)
交換網(wǎng)絡(luò)是交換機(jī)實(shí)現(xiàn)用戶線接續(xù)的關(guān)鍵部件,主要功能是根據(jù)用戶的呼叫,由軟件下達(dá)接續(xù)命令,硬件執(zhí)行,建立主叫與被叫用戶間的連接通路,根據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作方式的不同,可分為空分接續(xù)網(wǎng)絡(luò)、時(shí)分接續(xù)網(wǎng)絡(luò)和時(shí)分、空分組合接續(xù)網(wǎng)絡(luò)等型式,公路電話大量使用的小容量數(shù)字交換機(jī)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(fā)送器和信號音發(fā)書器,按鈕雙頻信號和多頻信號都是在數(shù)字化后,由相應(yīng)的時(shí)隙話路傳送,信號音發(fā)生器用來產(chǎn)生數(shù)字化的信號音,如撥號音和忙音等,通過數(shù)字交換網(wǎng)傳送給對應(yīng)的用戶。
4.4 控制設(shè)備
數(shù)字程控交換機(jī)的核心是控制設(shè)備,其主要任務(wù)是根據(jù)用戶和系統(tǒng)內(nèi)部維護(hù)管理的要求執(zhí)行存儲程序和各種指令,控制相應(yīng)的硬件實(shí)現(xiàn)交換和管理功能,控制設(shè)備的主體是微處理機(jī),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(fā)展趨勢是由分級控制到全分散群控,公路專用程控系統(tǒng)目前大都采用分級控制。
【關(guān)鍵詞】城市信息化 數(shù)字城市 城市應(yīng)急通信 數(shù)字集群通信
1 引言
當(dāng)前,城市信息化和構(gòu)筑數(shù)字城市已經(jīng)成為提升城市綜合競爭力的重要途徑,國內(nèi)外數(shù)字城市建設(shè)的熱潮方興未艾,我國以“數(shù)字城市”為代表的城市信息化建設(shè)也正在加快推進(jìn),“城市信息化”與“數(shù)字城市”問題漸成熱點(diǎn),也將對人們的生活方式、社會文化習(xí)俗等產(chǎn)生巨大的影響。數(shù)字城市將促進(jìn)城市規(guī)劃手段的全面革新,城市管理手段的現(xiàn)代化,使城市信息數(shù)字化,為公眾搭建一個(gè)“一站式”的城市信息化服務(wù)平臺,對城市的可持續(xù)發(fā)展、規(guī)劃建設(shè)、電子政務(wù)、電子商務(wù)、信息化社區(qū)、防災(zāi)救災(zāi)、環(huán)境治理、智能交通、公共安全、遠(yuǎn)程醫(yī)療與教育、公眾信息服務(wù)等方面將會產(chǎn)生巨大的作用,具有積極的意義。
另一方面,有效應(yīng)對頻發(fā)的突發(fā)事件,在自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、恐怖襲擊等事件發(fā)生時(shí)盡可能保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全、減少損失,已成為全球共同面臨和關(guān)注的焦點(diǎn)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(fā)生的水災(zāi)、冰雪暴災(zāi)害、四川汶川特大地震等突發(fā)事件,盡快建設(shè)完善的城市應(yīng)急通信系統(tǒng),快速、有效地應(yīng)對這類破壞能力特強(qiáng)、破壞面積特大、破壞速度特快的突發(fā)事件是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。城市應(yīng)急通信系統(tǒng)作為應(yīng)對各種突發(fā)事件的必備通信手段,已經(jīng)成為當(dāng)前政府刻不容緩的工作之一。
2 數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信概述
2.1 數(shù)字城市
1997年,在全球經(jīng)濟(jì)向一體化的方向發(fā)展、信息高速公路得到快速發(fā)展的背景下,美國副總統(tǒng)戈?duì)枏膽?zhàn)略高度提出了認(rèn)識21世紀(jì)我們這顆星球――數(shù)字地球的概念。數(shù)字城市作為“數(shù)字地球”概念的引申,是數(shù)字地球的一部分,也是伴隨信息化時(shí)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(yè)和專家學(xué)者的重視。
數(shù)字城市是指將有關(guān)城市的信息,包括城市自然資源、社會資源、基礎(chǔ)設(shè)施、人文、經(jīng)濟(jì)等各方面,以數(shù)字形式進(jìn)行獲取、存儲、管理和再現(xiàn),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(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展提供決策支持,以有效促進(jìn)城市系統(tǒng)各要素間和諧相處。數(shù)字城市是城市現(xiàn)代化建設(shè)的主要內(nèi)容,能為城市可持續(xù)發(fā)展提供不竭動力,是城市現(xiàn)代化的必由之路。
數(shù)字城市具有雙重含義:一方面是指城市信息化,通過建設(shè)寬帶多媒體信息網(wǎng)絡(luò),搭建地理信息系統(tǒng)等城市信息基礎(chǔ)設(shè)施平臺,把整個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)、政治和文化等方面的信息資源有機(jī)地開發(fā)、整合、利用起來,實(shí)現(xiàn)城市的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)各個(gè)運(yùn)作層面的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化;另一方面可理解為城市規(guī)劃、建設(shè)和管理的信息化,采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的手段,以遙感(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、數(shù)據(jù)自動采取系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和海量數(shù)據(jù)處理、虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)等技術(shù)為主要手段,建立數(shù)字城市基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺及其應(yīng)用體系,提高城市動態(tài)、模擬、實(shí)時(shí)監(jiān)測與調(diào)控管理的能力,實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃、建設(shè)與管理工作的信息共享與業(yè)務(wù)應(yīng)用,增強(qiáng)城市管理和服務(wù)功能,全面提高城市規(guī)劃、建設(shè)和管理、交通、資源、環(huán)保和綠化、防災(zāi)抗災(zāi)以及社會治安等領(lǐng)域的綜合管理水平。
2.2 城市應(yīng)急通信
應(yīng)急通信是在出現(xiàn)突發(fā)緊急情況時(shí),綜合利用有線、無線、衛(wèi)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(shí)性的特殊通信機(jī)制。應(yīng)急通信具有隨機(jī)性、不確定性、緊急性、靈活性、安全性等特點(diǎn)。
應(yīng)急通信包括多個(gè)通信系統(tǒng),如有線通信系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、集群通信系統(tǒng)、公眾移動通信系統(tǒng)及其他專用通信系統(tǒng)等。每種類型的通信系統(tǒng)都各有其不同的特點(diǎn),適用于特定的應(yīng)用領(lǐng)域和對象,如:
有線通信系統(tǒng)能夠提供高速、穩(wěn)定和寬帶的通信信道,可以適時(shí)傳遞大量數(shù)據(jù)。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(diǎn)都可以使用。
衛(wèi)星通信不受地面條件的限制,通信距離遠(yuǎn)。其靈活機(jī)動的獨(dú)特優(yōu)勢,能夠?qū)崿F(xiàn)在地面?zhèn)鬏斒侄螣o法滿足的地點(diǎn)之間的通信,非常適合應(yīng)急通信的需求。特別在面積大、地面通信線路不發(fā)達(dá)的地區(qū),衛(wèi)星通信手段更能提供性價(jià)比最優(yōu)的解決方案。
集群通信系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)組呼、單呼、廣播以及短數(shù)據(jù)和分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù),適用于應(yīng)急指揮調(diào)度。數(shù)字集群通信系統(tǒng)作為專業(yè)的調(diào)度指揮系統(tǒng)在應(yīng)急通信系統(tǒng)中占有重要地位。對于快速調(diào)度、安全及應(yīng)急需求的增加,數(shù)字集群功能應(yīng)用的重要性日益凸顯。特別是四川大地震中,公眾通信系統(tǒng)因擁堵而癱瘓,更反映出專用的指揮調(diào)度通信系統(tǒng)的重要性與必要性。
近年來,在世界各地出現(xiàn)過各種緊急突發(fā)事件,包括自然災(zāi)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(yàn)了各國政府的應(yīng)急響應(yīng)能力,同時(shí)也考驗(yàn)了通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急通信保障能力,彰顯了在公共通信網(wǎng)絡(luò)被嚴(yán)重破壞的狀況下,應(yīng)急通信系統(tǒng)所發(fā)揮的極端重要性。因此,城市應(yīng)急通信系統(tǒng)作為應(yīng)對各種突發(fā)事件的必備通信手段,加快其建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)前各級政府刻不容緩的任務(wù)之一。當(dāng)前,我國已經(jīng)成為世界最大的通信市場,公共通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與實(shí)際使用人口均高居世界前列,但重大災(zāi)害與公共事件發(fā)生時(shí)所產(chǎn)生的巨大通信需求與公共通信網(wǎng)絡(luò)指揮調(diào)度能力的不足已經(jīng)成為突出矛盾,建設(shè)中國城市應(yīng)急通信系統(tǒng)成為當(dāng)務(wù)之急。
3 數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信的關(guān)系
“數(shù)字城市”是一個(gè)城市公共服務(wù)和管理信息化的寬帶基礎(chǔ)設(shè)施平臺,無線數(shù)字城市是目前的建設(shè)發(fā)展方向?,F(xiàn)階段,我國無線數(shù)字城市的建設(shè)重點(diǎn)主要放在3G網(wǎng)絡(luò)+WLAN的建設(shè)上。
在數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信系統(tǒng)都在如火如荼建設(shè)的同時(shí),很多人會思考這樣的問題:數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信系統(tǒng)能否相互代替?也就是說,我們能否只建設(shè)一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò),既滿足數(shù)字城市的需求,又能滿足城市應(yīng)急通信的需求?讓我們回顧集群通信系統(tǒng)的發(fā)展歷程。集群通信是目前城市應(yīng)急通信的主要實(shí)現(xiàn)手段,在其發(fā)展歷史上,也曾經(jīng)出現(xiàn)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(shí)踐已經(jīng)證明,兩者各有非常明顯的特點(diǎn)和應(yīng)用定位,是不能相互替代的。同樣,數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信兩者也是不能相互代替的,主要體現(xiàn)在:
(1)數(shù)字城市主要應(yīng)用于城市交通的智能管理與控制、城市資源的監(jiān)測與可持續(xù)利用、城市環(huán)境治理與保護(hù)、城市通訊的建設(shè)與管理、城市人口、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展決策制定、城市生活的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等領(lǐng)域。數(shù)字城市具有使城市地理、資源、生態(tài)環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、社會等復(fù)雜系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬仿真、優(yōu)化決策支持和實(shí)現(xiàn)可視化表現(xiàn)等強(qiáng)大功能。它有利于提高政府決策的科學(xué)性、規(guī)范化和民主化水平,使城市規(guī)劃具有更高的效率、更高的分析能力和準(zhǔn)確性,更具前瞻性、科學(xué)性和及時(shí)性。它具備普遍性和公眾性的特點(diǎn)。
(2)城市應(yīng)急通信系統(tǒng)則需要獨(dú)立于公眾網(wǎng)絡(luò)之外,需要具備應(yīng)急指揮調(diào)度、視頻監(jiān)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(yīng)急專用車道。在災(zāi)難發(fā)生時(shí),尤其是自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),一些傳統(tǒng)的通信設(shè)施很容易遭到破壞,如果應(yīng)急通信系統(tǒng)完全依賴于傳統(tǒng)的一種或幾種通信系統(tǒng),則應(yīng)急通信系統(tǒng)也會因?yàn)闉?zāi)難而一起被毀壞。因此,城市應(yīng)急通信系統(tǒng)要滿足專用性、隨機(jī)性、不確定性、緊急性、靈活性、安全性等特殊的應(yīng)用需求。
因此,數(shù)字城市和城市應(yīng)急通信系統(tǒng)在本質(zhì)上有很大的不同,分別適用于不同的目標(biāo)用戶群,以不同的方式向用戶提供服務(wù),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(shù)一樣,在其發(fā)展過程中都是不斷相互汲取和借鑒對方的經(jīng)驗(yàn)以完善自身發(fā)展的,數(shù)字城市和城市應(yīng)急通信系統(tǒng)兩者也完全能夠做到共存和協(xié)調(diào)發(fā)展,相互融合。
4 數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信的融合發(fā)展
城市信息化意義上的無線數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)密切關(guān)聯(lián),必須協(xié)同、融合發(fā)展、互為補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)兩者的優(yōu)勢互補(bǔ)。
數(shù)字城市的無線寬帶通信系統(tǒng)可以為城市應(yīng)急通信系統(tǒng)提供強(qiáng)有力的寬帶數(shù)據(jù)傳輸支撐功能。在構(gòu)建良好的城市應(yīng)急通信系統(tǒng)時(shí),需要實(shí)現(xiàn)對無線數(shù)字通信的指揮和調(diào)度功能,同時(shí)也需要保證應(yīng)急指揮中心在一定范圍內(nèi)及時(shí)獲得現(xiàn)場人員的一些數(shù)據(jù)信息,包括視頻、語音和其他數(shù)據(jù)等。以數(shù)字集群通信系統(tǒng)為例,現(xiàn)有的系統(tǒng)只能提供非常有限的數(shù)據(jù)傳輸能力。因此,在城市應(yīng)急通信系統(tǒng)的帶寬有限不能滿足突發(fā)事件發(fā)生時(shí),對寬帶數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨罂梢越柚鷶?shù)字城市的無線寬帶通信系統(tǒng)如3G、WiFi等來實(shí)現(xiàn)動態(tài)視頻的寬帶數(shù)據(jù)傳輸,使得城市應(yīng)急指揮調(diào)度中心可以及時(shí)地了解和分析現(xiàn)場情況,有利于實(shí)現(xiàn)快速、有效的指揮調(diào)度行動。在突發(fā)事件面前,公用通信網(wǎng)可以首先轉(zhuǎn)變?yōu)椤白畲蟮膽?yīng)急通信網(wǎng)”,為指揮救援提供力所能及的支持。
同時(shí),數(shù)字集群通信系統(tǒng)作為城市應(yīng)急通信的主要實(shí)現(xiàn)手段,在沒有突發(fā)事件和重大災(zāi)害發(fā)生時(shí),可以作為數(shù)字城市基礎(chǔ)設(shè)施平臺無線通信的一部分。由于數(shù)字集群通信具備3G、WiFi等無線網(wǎng)絡(luò)所不具備的有效可靠的指揮調(diào)度功能,平時(shí)可以為數(shù)字城市服務(wù),給公安、公共交通、電力、水力、消防等公共服務(wù)領(lǐng)域提供指揮調(diào)度功能,使城市應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)能真正做到平時(shí)服務(wù)于政府和社會,在重大災(zāi)害等突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠保障國家、集體的利益,以及廣大人民群眾的生命與財(cái)產(chǎn)安全。
在數(shù)字城市與城市應(yīng)急通信融合發(fā)展的過程中,需要考慮以下幾個(gè)問題:
(1)安全問題。由于我國的應(yīng)急通信系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)一些特殊的通信,如搶險(xiǎn)救災(zāi)、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(wǎng)絡(luò)上的高度安全可靠的傳輸是需要關(guān)注的關(guān)鍵問題之一。
(2)運(yùn)營模式。不同網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和融合,涉及到不同投資方和運(yùn)營商的利益。因此,選擇合理有效的運(yùn)營模式對于數(shù)字城市和城市應(yīng)急通信的融合發(fā)展將起著至關(guān)重要的作用。對于城市應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),從總體趨勢看,由政府主導(dǎo)、運(yùn)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(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)劃設(shè)計(jì)。數(shù)字城市的無線寬帶通信和城市應(yīng)急通信是一個(gè)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程,在通信系統(tǒng)的技術(shù)體制、設(shè)備選型等方面,建議盡量采用統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這樣有利于系統(tǒng)的互聯(lián)互通、維護(hù)和升級換代,減少系統(tǒng)投資。同時(shí),在系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)上需要謹(jǐn)慎細(xì)致,各個(gè)相關(guān)部門有機(jī)協(xié)同工作。
5 結(jié)束語
當(dāng)前,城市信息化程度已成為衡量社會發(fā)展和文明程度的重要標(biāo)志,而應(yīng)急通信對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定有著重要意義。因此,加快我國數(shù)字城市和城市應(yīng)急通信系統(tǒng)的建設(shè)刻不容緩。在兩者的建設(shè)和使用過程中,如能充分發(fā)揮各自特點(diǎn),相互協(xié)調(diào)、融合發(fā)展,必將對數(shù)字城市和城市應(yīng)急通信的發(fā)展起到重要的促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:數(shù)字微波通信技術(shù);電視直播;反向控制;中繼系統(tǒng);視頻;音頻
中圖分類號:TN925 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)04-0060-03
顧名思義,數(shù)字微波通信技術(shù)是借助于微波的方式,實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信息的有效傳輸而應(yīng)用的一種現(xiàn)代化通信方式。在現(xiàn)階段整個(gè)通信信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷劇烈與成熟的背景作用之下,光纖數(shù)字通信技術(shù)以及衛(wèi)星數(shù)字通信技術(shù)的綜合應(yīng)用均使得現(xiàn)代意義上的數(shù)字微波通信技術(shù)面臨著極為深遠(yuǎn)的發(fā)展?jié)摿Α?梢哉f,現(xiàn)代意義上的數(shù)字微波通信技術(shù)已自傳統(tǒng)意義上的長距離通信應(yīng)用領(lǐng)域逐步發(fā)展為長距離配合短距離的綜合性通信應(yīng)用領(lǐng)域,進(jìn)而推動著數(shù)字微波通信技術(shù)的更深層次發(fā)展。本文試針對其在應(yīng)用于電視直播過程中的相關(guān)問題做詳細(xì)分析與說明。
1 數(shù)字微波通信技術(shù)的基本原理分析
微波在空氣環(huán)境中的傳播特性與光波在空氣環(huán)境中的傳播特性基本表現(xiàn)為同等狀態(tài),均在空氣環(huán)境中呈現(xiàn)出直線性的前進(jìn),在其傳播路徑的延伸空間當(dāng)中,若出現(xiàn)阻擋,則將導(dǎo)致微波發(fā)生一定程度上的反射反應(yīng),影響其傳輸性能的實(shí)現(xiàn)。從這一角度上來說,在當(dāng)前技術(shù)條件支持下,數(shù)字微波通信技術(shù)最關(guān)鍵的方式在于:建立在視距范圍之內(nèi)的通信。而受到客觀因素影響,如地球曲面?zhèn)鬏斠约翱臻g傳輸較大的衰落問題影響,要想在不影響信號質(zhì)量的前提條件下,進(jìn)行遠(yuǎn)距離的通信與傳輸,則必須通過對傳輸信號進(jìn)行重復(fù)性的中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式,達(dá)到接力傳輸?shù)闹匾康?。換句話來說,在應(yīng)用數(shù)字微波通信技術(shù)進(jìn)行視頻及音頻信號的傳遞過程當(dāng)中,需要在數(shù)字微波傳輸線路的兩端位置設(shè)置相應(yīng)的終端站站點(diǎn)。與此同時(shí),還需要在傳輸線路的延伸空間內(nèi),設(shè)置一定的中繼站站點(diǎn)(在當(dāng)前技術(shù)條件支持下,數(shù)字微波通信傳輸過程中所設(shè)置的中繼站應(yīng)當(dāng)將間隔距離設(shè)定在50m單位以內(nèi))。按照上述方式,確保中繼站站點(diǎn)能夠?qū)鬏斶^程中流經(jīng)該站點(diǎn)的數(shù)字信號加以有效接收及放大處理,從而實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信號傳輸質(zhì)量的有效保障。
在現(xiàn)階段應(yīng)用數(shù)字微波通信技術(shù)的過程中,可供選取的頻段單位涉及到以下幾個(gè)方面:1.4GHz、4.0GHz、7.0GHz、8.0GHz、13.0GHz、15.0GHz。特別值得注意的一點(diǎn)是:由于在數(shù)字微波通信技術(shù)的應(yīng)用過程當(dāng)中,其能夠在一定程度上發(fā)揮對重大自然災(zāi)害的抵御功效,從而能夠作為既有地面有線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难a(bǔ)充與拓展性傳輸方式。
2 數(shù)字微波通信技術(shù)在電視直播中的應(yīng)用形式分析
2.1 數(shù)字微波通信技術(shù)在無線攝像機(jī)中的應(yīng)用及電視直播方式分析
在當(dāng)前技術(shù)條件的支持下,最普遍,同時(shí)也是最基本的無線攝像機(jī)數(shù)字微波通信系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。在整個(gè)數(shù)字微波通信系統(tǒng)的應(yīng)用過程當(dāng)中,僅需要使用微波發(fā)射單元設(shè)備以及分集式信號接收機(jī)設(shè)備。從實(shí)踐應(yīng)用的角度上來說,此種數(shù)字微波通信技術(shù)方式是現(xiàn)階段進(jìn)行電視直播報(bào)道過程中最為常用,同時(shí)綜合應(yīng)用優(yōu)勢最為突出的方式之一。對于攝像機(jī)設(shè)備與衛(wèi)星通信設(shè)備間隔距離在數(shù)千米單位以內(nèi)或者是攝像機(jī)設(shè)備與衛(wèi)星通信設(shè)備間隔在同一可視范圍內(nèi)的情況下,可通過對此項(xiàng)技術(shù)及系統(tǒng)的綜合應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)電視直播的最終目的。以某晚會的現(xiàn)場電視直播事件為例,為最大限度地保障電視直播質(zhì)量的有效實(shí)現(xiàn),要求攝像工作人員提前將微波攝像機(jī)裝置攜帶入晚會現(xiàn)場,并將其放置于晚會前臺相對平坦的工作區(qū)域當(dāng)中。在此基礎(chǔ)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(xiàn)場實(shí)際工況,并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸至下變頻設(shè)備當(dāng)中。與此同時(shí),下變頻設(shè)備能夠通過與分集信號接收單元的有效聯(lián)動,實(shí)現(xiàn)對這部分音頻及視頻信號的可靠性重建。在此基礎(chǔ)之上,將經(jīng)過重建處理之后的音頻及視頻信號按照便攜式衛(wèi)星站點(diǎn)衛(wèi)星信號接收機(jī)房的方式加以傳遞。按照此種方式,可實(shí)現(xiàn)對整個(gè)晚會運(yùn)行情況高效和及時(shí)地進(jìn)行直播。
2.2 建立在攝像設(shè)備反向控制單元基礎(chǔ)之上的電視直播應(yīng)用方式分析
通過對攝像設(shè)備反向控制單元的有效應(yīng)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(shí)現(xiàn)對電視直播前方攝像設(shè)備操作人員的遠(yuǎn)程控制與遠(yuǎn)程調(diào)度。結(jié)合電視直播畫面播出過程當(dāng)中對于直播畫面的清晰度、取景構(gòu)圖藝術(shù)度以及音頻質(zhì)量清晰度等多個(gè)方面的特殊性節(jié)目制作需求,引導(dǎo)電視直播前方的攝像設(shè)備操作人員能夠更為系統(tǒng)與有效地展開各項(xiàng)工作。在這一過程當(dāng)中,所涉及到的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及準(zhǔn)則的掌控則完全交由電視直播后方機(jī)房內(nèi)的相關(guān)技術(shù)工作者予以完成。從這一角度上來說,建立在攝像設(shè)備反向控制單元基礎(chǔ)之上的整個(gè)電視直播節(jié)目制作表現(xiàn)出了極為突出的靈活性與機(jī)動性。與此同時(shí),通過引入攝像設(shè)備反向控制單元的方式,能夠?qū)崿F(xiàn)電視直播后方與前方數(shù)據(jù)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(shí)現(xiàn)對電視直播實(shí)前方攝像機(jī)設(shè)備的遠(yuǎn)程性控制與操作。而與此同時(shí),控制信息能夠以無線數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)為基礎(chǔ),將其傳送至攝像機(jī)設(shè)備當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)整個(gè)電視直播的反向性控制。具體而言,整個(gè)建立在攝像設(shè)備反向控制單元基礎(chǔ)之上的數(shù)字微波通信系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示:
2.3 數(shù)字微波通信技術(shù)綜合信號中繼系統(tǒng)的電視直播應(yīng)用方式分析
信號中繼單元與數(shù)字微波通信技術(shù)的綜合使用能夠?qū)崿F(xiàn)對音頻信號及視頻信號傳輸距離的有效延長。整個(gè)建立在數(shù)字微波通信技術(shù)與信號中繼系統(tǒng)基礎(chǔ)之上的電視直播操作結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。從圖上可以看出,電視直播前方攝像設(shè)備通過微波發(fā)射機(jī),將視頻及音頻信號傳送至分集式接收機(jī)設(shè)備當(dāng)中。在此基礎(chǔ)之上,將這部分信號傳輸至信號中繼器內(nèi)部。通過調(diào)制與解調(diào)的方式,輸出以COFDM格式所表現(xiàn)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(xiàn)在1.95~2.7GHZ單位或者是3.0~5.0GHz單位范圍之內(nèi))。在此種電視直播方式的作用之下,中繼系統(tǒng)需要放置于較高且無明顯遮擋物的區(qū)域內(nèi),防止中繼系統(tǒng)的信號轉(zhuǎn)發(fā)能力受到削減。在當(dāng)前技術(shù)條件支持下,數(shù)字微波通信技術(shù)綜合信號中繼系統(tǒng)的電視直播應(yīng)用方式主要適用于對傳輸距離相對較遠(yuǎn)的音頻及視頻現(xiàn)場報(bào)道當(dāng)中,綜合優(yōu)勢顯著,值得特別重視。
3 結(jié)語
伴隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會建設(shè)發(fā)展的持續(xù)開展與城市化建設(shè)規(guī)模的持續(xù)推進(jìn),社會大眾持續(xù)增長的物質(zhì)文化與精神文化需求同時(shí)對新時(shí)期的娛樂休閑行業(yè)發(fā)展提出了更為全面的要求。與此同時(shí),在社會大眾對于新聞時(shí)效性以及質(zhì)量性要求不斷提升的過程當(dāng)中,電視新聞業(yè)務(wù)的制作水平只有不斷發(fā)展與完善,才能夠適應(yīng)新聞的時(shí)效性特點(diǎn),電視直播的重要性也由此得到了廣泛且深入的突顯??偠灾疚尼槍τ嘘P(guān)數(shù)字微波通信技術(shù)在電視直播應(yīng)用過程中所涉及到的相關(guān)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(guān)注與
重視。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng) 自動化控制 技術(shù)
進(jìn)入21世紀(jì),我國的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展速度加快,社會生產(chǎn)在范圍和規(guī)模上都逐漸擴(kuò)大,人們的生活水平大幅提高,各行各業(yè)以及居民生活對供電系統(tǒng)的需求也不斷增多,供電系統(tǒng)的可靠性、安全性供電成為電力系統(tǒng)的重點(diǎn),而在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的促進(jìn)下電力系統(tǒng)的自動化控制技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛,本文就電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)進(jìn)行了探討。
一、電力系統(tǒng)自動化概述
(一)電力系統(tǒng)自動化的概念
電力系統(tǒng)自動化是通過應(yīng)用多種能夠?qū)嵤┳詣訖z測、決策和控制的裝置,通過信號系統(tǒng)和數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)對電力系統(tǒng)的各個(gè)部分和整體進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制,來保證整個(gè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行,提供優(yōu)質(zhì)的供電服務(wù)。電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的應(yīng)用主要是保證電力系統(tǒng)各個(gè)生產(chǎn)、供電環(huán)節(jié)的安全、穩(wěn)定、高效,實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效能的增加以及生產(chǎn)成本的降低?,F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為顯著的特征就是自動化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,電力系統(tǒng)關(guān)乎社會生產(chǎn)和生活,更應(yīng)當(dāng)通過先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)提高自身的發(fā)展水平好發(fā)展階段。
(二)電力系統(tǒng)自動化的構(gòu)成
一是電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化,是當(dāng)前電力系統(tǒng)中發(fā)展最快的技術(shù)領(lǐng)域,這一技術(shù)主要是進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控,為自動化實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)條件,調(diào)度的自動化是為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供決策來實(shí)現(xiàn)電站的綜合自動化。電力系統(tǒng)調(diào)動自動化是整個(gè)電力系統(tǒng)自動化的關(guān)鍵,對整個(gè)電力系統(tǒng)自動化的質(zhì)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(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)以及信息處理技術(shù)等對傳統(tǒng)的變電站實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備,達(dá)到整個(gè)變電站的運(yùn)行能夠處于科學(xué)統(tǒng)一的協(xié)調(diào)管理之下,來保證變電站運(yùn)行的安全穩(wěn)定與高效,提高運(yùn)營效益,提供可靠的供電服務(wù)。
二、電力系統(tǒng)自動化控制的要求和特點(diǎn)
(一)參數(shù)的收集與處理
電力系統(tǒng)自動化的實(shí)現(xiàn)需要以安全性、穩(wěn)定性和可靠性為目標(biāo),所以要保證這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)需要在電力系統(tǒng)進(jìn)行供電服務(wù)的初期,組織科學(xué)的調(diào)查研究,全力收集和嚴(yán)格的檢測電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)部件的安全運(yùn)行參數(shù),再經(jīng)過科學(xué)的分析處理,為電力系統(tǒng)自動化控制提供數(shù)據(jù)支持。
(二)科學(xué)的進(jìn)行調(diào)控
對電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控需要參照電力自動化系統(tǒng)建立的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求,結(jié)合可行性分析和電力系統(tǒng)具體的運(yùn)行狀態(tài)科學(xué)的進(jìn)行調(diào)控,自動化控制技術(shù)的調(diào)控應(yīng)當(dāng)是針對不同的部件和環(huán)節(jié)進(jìn)行不同的調(diào)控方法,如微觀調(diào)控、宏觀調(diào)控以及二者相結(jié)合的綜合調(diào)控手段。
(三)總結(jié)規(guī)律特點(diǎn),建立全面自動化
在經(jīng)過科學(xué)的調(diào)控后,要不斷發(fā)現(xiàn)和總結(jié)電力系統(tǒng)自動化運(yùn)行中各個(gè)環(huán)節(jié)、部件的運(yùn)行規(guī)律和特點(diǎn),進(jìn)行總結(jié),按照高效節(jié)能的原則選取最為安全可靠的運(yùn)行模式來促進(jìn)電力系統(tǒng)全面自動化的建立,從而指導(dǎo)實(shí)踐。
三、電力系統(tǒng)自動化技術(shù)新發(fā)展
(一)主動的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)
主動的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)在近幾年發(fā)展的越發(fā)成熟,具有顯著的開放性、繼承性、共享功能和智能性,該技術(shù)在其他領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用,且效果較為顯著,在電力系統(tǒng)自動化建設(shè)上具有積極的影響作用。現(xiàn)代電力系統(tǒng)的自動化提供供電服務(wù)建立在科學(xué)的調(diào)度基礎(chǔ)上,而調(diào)度所依據(jù)的是面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫和以此做出決策,該技術(shù)具有傳統(tǒng)技術(shù)不可比擬的優(yōu)越性,能夠利用數(shù)據(jù)庫的觸發(fā)子系統(tǒng)對電力控制進(jìn)行全面的監(jiān)控,使得以此為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)分析和相關(guān)管理得到支持。數(shù)據(jù)庫的建立和應(yīng)用在提高數(shù)據(jù)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(xiàn)場總線控制技術(shù)
現(xiàn)場總線是通過現(xiàn)場的實(shí)際測量和現(xiàn)場設(shè)備控制之間的數(shù)據(jù)信息傳輸為主控制系統(tǒng),現(xiàn)場總線控制技術(shù)是利用現(xiàn)場配備的自動化智能儀表、現(xiàn)代化設(shè)備和控制中心的設(shè)備的連接來實(shí)現(xiàn)信息一體化、全方位、規(guī)范、科學(xué)的通訊與控制。該技術(shù)要求現(xiàn)場儀表、設(shè)備等的連接和數(shù)據(jù)通信都要按照科學(xué)的規(guī)范體系和協(xié)議,從而來實(shí)現(xiàn)自動化的電力系統(tǒng)的建立。應(yīng)用現(xiàn)場總線控制技術(shù)建立起來的現(xiàn)場總線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場各生產(chǎn)設(shè)備之間、與控制系統(tǒng)之間的多方向、多結(jié)點(diǎn)的數(shù)字通信,所以現(xiàn)場總線技術(shù)能夠廣泛的應(yīng)用在我國的電力系統(tǒng)自動化控制實(shí)踐中。當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛、效果最為明顯的就是FCS系統(tǒng),該系統(tǒng)比過去應(yīng)用的系統(tǒng)在性能上更加優(yōu)化、穩(wěn)定、安全和靈活,尤其在發(fā)生故障時(shí),該系統(tǒng)能夠通過上位機(jī)準(zhǔn)確定位引起故障的環(huán)節(jié),還能夠根據(jù)出現(xiàn)的具體問題制定出及時(shí)有效的策略,使系統(tǒng)最快的恢復(fù)正常運(yùn)營。
(三)模糊邏輯控制技術(shù)方面
通過模糊方法來進(jìn)行控制具有簡單、易于操作等優(yōu)點(diǎn),就家用電器方面來看,也可充分體現(xiàn)出其優(yōu)越性。在現(xiàn)代控制方法中,以建立模型而達(dá)到控制的目的屬于當(dāng)中比較先進(jìn)的一種控制方法。模糊控制理論在應(yīng)用范圍方面十分廣泛,比如日常生活中的電器(電風(fēng)扇、電熱爐等)。以以模糊邏輯控制方法在改進(jìn)恒溫器中的應(yīng)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(xiàng),模糊控制十分易于操作,通過輸入2個(gè)語言變量(分別是溫度、溫度變化),在每一個(gè)語言論域中,以相互跨接5組語言來進(jìn)行描述。
四、結(jié)語
電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)的發(fā)展使一個(gè)具有歷史性特點(diǎn)的過程,是與時(shí)代的先進(jìn)技術(shù)密不可分的,近年來隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)等日益成熟,對電力系統(tǒng)自動化技術(shù)產(chǎn)生了深刻的影響和促進(jìn)作用,電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)近年來的發(fā)展速度飛快,在電力行業(yè)展現(xiàn)出了獨(dú)特的特點(diǎn)。國外許多發(fā)達(dá)國家在電力系統(tǒng)自動化控制技術(shù)方面高度發(fā)達(dá),我們應(yīng)當(dāng)不斷的引進(jìn)吸收,按照國際化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的要求發(fā)展這一技術(shù),來逐步實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的全面自動化,為提高我國電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和高效性做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
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