現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

作者簡介：李宗華（1944-），男，武漢科技大學(xué)中南分校信息工程學(xué)院副教授。

（武漢科技大學(xué)中南分校 信息工程學(xué)院，湖北 武漢 430223）

摘 要：簡述自動識別技術(shù)和現(xiàn)代物流管理的概念，提出自動識別技術(shù)在物流管理應(yīng)用的基本思路，介紹一個應(yīng)用自動識別和其他技術(shù)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流管理控制的信息系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：自動識別技術(shù)；現(xiàn)代物流；條碼；RFID；MIS

1 自動識別技術(shù)簡述

自動識別技術(shù)通常可分為光學(xué)技術(shù)和無線電技術(shù)，采用光學(xué)技術(shù)的主要有條形碼和攝像系統(tǒng)。采用無線電技術(shù)的主要是射頻識別系統(tǒng)。

條碼技術(shù)是在計算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門集編碼、印刷、識別、數(shù)據(jù)采集和處理于一身的新興技術(shù)。一維條碼于20世紀(jì)70年代初期問世，由于其識讀快速、準(zhǔn)確、可靠、制作成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在商業(yè)、圖書管理、倉儲、郵電、交通和工業(yè)控制等領(lǐng)域，可極大提高數(shù)據(jù)采集和信息處理的速度，提高工作效率。但由于信息容量小，一維條碼僅僅是對物品的標(biāo)識，而不是對物品的描述。二維條碼正是為了解決一維條碼無法解決的問題而產(chǎn)生的。它具有信息容量大（在國際標(biāo)準(zhǔn)的證卡有效面積上，相當(dāng)于信用卡面積的2/3，約為76mm*25mm，PDF417條碼可以容納1848個字母字符或2729個數(shù)字字符，約500個漢字信息）、編碼范圍廣（字符、漢字、圖像等凡可數(shù)字化的信息都可進(jìn)行編碼）、譯碼可靠性高（普通條碼的譯碼錯誤率約為百萬分之二左右，而PDF417條碼的誤碼率不超過千萬分之一）、保密防偽性能好、容易制作且成本很低等特點(diǎn)，是大容量、高可靠性信息實(shí)現(xiàn)存儲、攜帶并可被自動識讀的較好方法。在當(dāng)代物流管理，尤其在物資的存貯、運(yùn)輸過程中，用二維條碼描述物品，得到了廣泛的應(yīng)用。

圖1 二維條碼

條形碼價格雖然相對便宜，但它的信息無法更改，存儲容量相對較小，識讀距離小。隨著現(xiàn)代物流的飛速發(fā)展，面對日益增長的物流信息流量，以及期待信息處理速度不斷提高的需求，條碼系統(tǒng)顯得力不從心。而射頻識別系統(tǒng)則以非接觸式遠(yuǎn)距離、高速度、多目標(biāo)識別的特點(diǎn)，在現(xiàn)代物流領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用潛力。

射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術(shù)，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動識別技術(shù)（以下通稱RFID技術(shù)）。

RFID系統(tǒng)主要由兩部分組成：電子標(biāo)簽(以下簡稱標(biāo)簽)和讀寫器。其基本識別過程大致是：標(biāo)簽寫入ID代碼和被標(biāo)識物品的有關(guān)信息后，附在被識別物品上的表面或內(nèi)部；當(dāng)附有標(biāo)簽的物品進(jìn)入識讀范圍(即進(jìn)入磁場)后，閱讀器自動以非接觸的方式讀取標(biāo)簽中的目標(biāo)識別信息；讀寫器讀取信號并解碼后，在通信網(wǎng)絡(luò)的支持下將信息送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，可使管理者實(shí)時掌握被標(biāo)識物品的相關(guān)信息（如品種、數(shù)量、位置、預(yù)測到達(dá)時間等），實(shí)現(xiàn)物流資源的透明化。

圖2 射頻識別系統(tǒng)組成

RFID的數(shù)據(jù)通信通過閱讀器與標(biāo)簽之間的射頻傳輸來進(jìn)行，可以采用電感耦合或反向散射調(diào)制兩種方式。電感耦合又稱為負(fù)載調(diào)制，多用在近距離的低頻系統(tǒng)。反向散射調(diào)制是指無源標(biāo)簽將數(shù)據(jù)發(fā)回閱讀器時，通過控制標(biāo)簽天線的阻抗來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換，多用在遠(yuǎn)距離的系統(tǒng)。

手持閱讀器(HR)是閱讀器當(dāng)中的一種，它適合于移動用戶手持使用，其工作原理和其它的閱讀器完全一樣。它除了一般閱讀器所具有的模塊以外，還可以帶有液晶顯示屏、鍵盤和加入條形碼掃描模塊。HR的通信接口可選802.11接口，并安裝有無線網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，使HR能與WLAN的AP通信。

RFID技術(shù)最早的應(yīng)用可追溯到第二次世界大戰(zhàn)中飛機(jī)的敵我目標(biāo)識別，但是由于技術(shù)和成本原因，一直沒有得到廣泛應(yīng)用。近年來，隨著大規(guī)模集成電路、網(wǎng)絡(luò)通信、信息安全等技術(shù)的發(fā)展，RFID技術(shù)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。由于具有高速移動物體識別、多目標(biāo)識別和非接觸識別等特點(diǎn)，RFID技術(shù)顯示出巨大的發(fā)展?jié)摿εc應(yīng)用空間，被認(rèn)為是21世紀(jì)的最有發(fā)展前途的信息技術(shù)之一?，F(xiàn)代物流管理的大信息流量、高效率運(yùn)營、可視化監(jiān)控等需求，正是RFID的英雄用武之地。

2 現(xiàn)代物流管理

物流概念在現(xiàn)代英語中的主流翻譯是Logistics，本來是法語詞匯，意為兵站，但在第二次世界大戰(zhàn)中，美國軍隊(duì)將其作為專門的軍事術(shù)語使用，用來強(qiáng)調(diào)軍隊(duì)在作戰(zhàn)時，能否以最快的速度、最高的效率，安全無誤地將武器、彈藥及其它軍需物品按要求供給前線。二戰(zhàn)后，美國企業(yè)界便將這一科學(xué)有效的管理系統(tǒng)引入到企業(yè)經(jīng)營之中，以期企業(yè)的物流運(yùn)作也能像軍隊(duì)后勤那樣，實(shí)施科學(xué)管理、高效運(yùn)營。隨著人們對物流的理論和實(shí)踐認(rèn)識的不斷發(fā)展，物流概念也在不斷發(fā)展。2001年，美國物流管理協(xié)議會對物流[3]的定義修改為：“物流是供應(yīng)鏈流程的一部分，是為了滿足客戶需求而對商品、服務(wù)及相關(guān)信息從原產(chǎn)地到消費(fèi)地的高效率、高效益的正向和反向流動及儲存進(jìn)行的計劃、實(shí)施與控制過程?！?/p>

去年正式的《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)物流術(shù)語》，將“物流(Logistics)”定義為“物品從供應(yīng)地向接收地的實(shí)體流動過程。根據(jù)實(shí)際需要，將運(yùn)輸、儲存、裝卸、搬運(yùn)、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能實(shí)施有機(jī)結(jié)合”。其中，所謂“物品(Article)”，是指“經(jīng)濟(jì)活動中涉及到實(shí)體流動的物質(zhì)資料”。而“物流管理(Loglstics management)”，則是“為了以最低的物流成本達(dá)到用戶所滿意的服務(wù)水平，對物流活動進(jìn)行的計劃、組織、協(xié)調(diào)與控制”[2]。

現(xiàn)代物流管理是建立在系統(tǒng)論、信息論和控制論的理論和現(xiàn)代物流技術(shù)基礎(chǔ)上的物流管理?，F(xiàn)代物流管理存在靜態(tài)物資管理和動態(tài)物資管理兩種管理活動。靜態(tài)物資管理活動主要指物資在倉儲管理中的作業(yè)和管理活動，動態(tài)物資管理主要指對在途運(yùn)輸或裝卸過程中物資進(jìn)行的作業(yè)和管理活動。將自動識別技術(shù)恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用這兩種物流管理過程之中，可大大提高物流管理效率和水平，更好地達(dá)到現(xiàn)代物流管理的所謂的“七個適當(dāng)(7R)”目標(biāo)，即將適當(dāng)數(shù)量(Right Quantity)的適當(dāng)產(chǎn)品(Right Product)，在適當(dāng)?shù)臅r間（Right Time）和適當(dāng)?shù)牡攸c(diǎn)(Right Place)，以適當(dāng)?shù)臈l件（Right Condition）適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量（Right Quality）和適當(dāng)?shù)某杀荆≧ight Cost）交付給客戶。

3 自動識別技術(shù)在物流管理應(yīng)用的基本思路

如上所述，條碼和射頻雖同屬自動識別技術(shù)，但由于技術(shù)特性不同，而有其各自不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢。和射頻相比，條碼的優(yōu)勢在于超低的成本，條碼的成本主要是條碼紙，在紙條上印編碼圖形，其成本幾可忽略不計；而目前射頻卡的成本，即使是作為條碼標(biāo)簽理想替代品的被動式無源射頻標(biāo)簽(RFID電子標(biāo)簽),其單價約在2至3元人民幣左右，兩年后預(yù)計也只能降低到0.4元人民幣左右。很明顯，在目前物流領(lǐng)域，要想以RFID標(biāo)簽全面取代條碼用于單品信息采集是不現(xiàn)實(shí)的。但對于滿足現(xiàn)代物流管理的大流量、高效率、可視化等需求而言，則非射頻技術(shù)莫屬。

鑒于上述分析，根據(jù)條碼和射頻技術(shù)的不同特性，選擇在不同應(yīng)用對象上分別使用條碼和射頻卡，不失為揚(yáng)長避短的明智抉擇。其基本思路是：

將條碼技術(shù)主要應(yīng)用于單件物品(含出廠整包物品)。對于即將入庫或出庫的單件物品，有統(tǒng)一條碼標(biāo)簽的，即將其條碼信息通過條碼閱讀器采集到管理信息系統(tǒng)；對沒有條碼或條碼破損的單品，或拆改包裝的新包裝品，則統(tǒng)一編碼、印制條碼標(biāo)簽，并錄入到管理信息系統(tǒng)，集中實(shí)施條碼化管理，實(shí)現(xiàn)對在儲物資信息的實(shí)時監(jiān)控。

對于待運(yùn)物資，則以集裝箱、集裝方艙、運(yùn)輸汽車整車為運(yùn)輸單元，分配RFID射頻標(biāo)簽，標(biāo)簽輸入本單元所裝物資品種、數(shù)量、到達(dá)地等基本信息，將射頻卡號及其內(nèi)含信息一并登錄入管理信息系統(tǒng)，并建立射頻卡號、運(yùn)輸單元和內(nèi)裝物資的條碼信息之間的關(guān)聯(lián)。運(yùn)輸途中可通過預(yù)設(shè)在運(yùn)輸線路的中間站或終點(diǎn)的射頻識讀設(shè)備，將采集信息傳輸?shù)焦芾硇畔⑾到y(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對在途物資的及時監(jiān)控。到達(dá)目的地后，則可直接將所運(yùn)物資與射頻卡信息自動核對入庫，確保物資完整，提高收發(fā)作業(yè)效率。

4 基于自動識別技術(shù)的現(xiàn)代物流管理信息系統(tǒng)

自動識別技術(shù)在現(xiàn)代物流管理中的應(yīng)用，目的在于進(jìn)一步規(guī)范物資基礎(chǔ)管理，大幅度提高物品信息采集效率和質(zhì)量，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。它的應(yīng)用主要是通過研制開發(fā)物流管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。為了更好地實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代物流管理所追求的“7R”系統(tǒng)目標(biāo)，除了應(yīng)用上述自動識別技術(shù)以外，還須綜合集成GPS或PDA／北斗衛(wèi)星定位、GIS地理信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理、現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物流管理信息化。

信息處理平臺

微型計算機(jī)和服務(wù)器系統(tǒng)作為主要信息處理設(shè)備，互聯(lián)網(wǎng)＋物流管理局域網(wǎng)作為主要數(shù)據(jù)交換平臺，通過Windose網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，采取C/S（客戶機(jī)/服務(wù)器）＋B/S（瀏覽器/服務(wù)器）體系結(jié)構(gòu)，連接成一體化的信息處理平臺。后臺數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)選用Oracle 9i 或SQL Server；地理空間數(shù)據(jù)庫選用MapInfo。

技術(shù)應(yīng)用方案

采用一維或二維條碼，以數(shù)字、文字等信息對庫存物資進(jìn)行標(biāo)識，提高物資入、出庫信息采集和倉儲物資管理的效率和質(zhì)量；

采用射頻卡／識讀設(shè)備，對運(yùn)輸單元及其貨物進(jìn)行自動識別、記錄和管理，及時掌握在途物流信息，并可實(shí)現(xiàn)庫存物資瞬間動態(tài)增減；

采用PDA/北斗衛(wèi)星定位技術(shù)或GPS技術(shù)，實(shí)時獲得在途運(yùn)輸單元的地理位置等信息；

采用互聯(lián)網(wǎng)＋移動通信技術(shù)，將目標(biāo)相關(guān)地理信息，實(shí)時傳送到后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；

以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，開發(fā)GIS地理信息系統(tǒng)，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)采集、管理、操作、分析、模擬，并在指控中心顯示，實(shí)現(xiàn)在途物資可視化管理和控制。

系統(tǒng)組成及其功能

倉儲物資管理系統(tǒng)：除滿足通常倉儲管理系統(tǒng)具有的一般功能外，該系統(tǒng)采用二維條碼描述物品屬性，進(jìn)行掃描快速錄入；依托射頻識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)庫存物資瞬間動態(tài)增減。

運(yùn)輸跟蹤系統(tǒng)：采用GPS與GIS集成技術(shù)，通過GPS接收機(jī)或北斗衛(wèi)星終端機(jī)將運(yùn)載工具的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)、速度等信息傳送給GIS程序，將運(yùn)載物資的當(dāng)前位置及所經(jīng)過的路線等信息實(shí)時顯示在電子地圖上，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸途中物資機(jī)動跟蹤。

物流指揮控制系統(tǒng)：依托互聯(lián)網(wǎng)、移動通信技術(shù)，將保障對象的需求及位置、現(xiàn)有資源及其分布、途中物資運(yùn)送軌跡和保障力量分布等信息，實(shí)時顯示在指揮屏幕的電子地圖上，輔助指揮決策和機(jī)動控制。

系統(tǒng)運(yùn)行描述

以一個運(yùn)輸車隊(duì)為例。所派車隊(duì)的指揮車上配一臺GPS終端，其GPS代碼保存在后方數(shù)據(jù)中心，代表該車隊(duì)并對應(yīng)其當(dāng)前任務(wù)；該車隊(duì)中每一臺車分配一個射頻卡，并將其射頻卡號保存在后方數(shù)據(jù)中心，代表該車輛；在指定倉庫裝貨時，出庫物資信息通過二維條碼掃描采集到后方數(shù)據(jù)中心，通過與射頻卡號的對應(yīng)匹配，代表車隊(duì)上的物資明細(xì)，從而實(shí)現(xiàn)車隊(duì)、車輛和該車所裝物資的靜態(tài)關(guān)聯(lián)。車隊(duì)行進(jìn)過程中，物流指控中心不斷接收該車隊(duì)GPS代碼的相關(guān)地理位置信息，并通過GIS實(shí)時展示在電子地圖上，映射出該車隊(duì)的動態(tài)信息（如車隊(duì)現(xiàn)在所處地理位置、時速、所運(yùn)物資明細(xì)、運(yùn)達(dá)目的地等），從而實(shí)現(xiàn)該車隊(duì)在途運(yùn)輸可見性。通過后方數(shù)據(jù)中心與該運(yùn)輸車隊(duì)指揮車上PDA的即時通信，可調(diào)控車隊(duì)的行進(jìn)狀態(tài)（更換路線、停止、返回等），實(shí)現(xiàn)該車隊(duì)的在途可控制性。

參考文獻(xiàn)

[1]裴向前.美軍物資分發(fā)自動識別技術(shù)[J].物流技術(shù),2000(3).

[2]蔡淑琴.物流信息系統(tǒng)[M].北京：中國物資出版社,2002.

[3]劉麗艷.對“物流管理”和“供應(yīng)鏈管理”的辨析[J].大連海事大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2005(4).

第2篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

[關(guān)鍵詞]UWB 數(shù)字電視接收機(jī) 接收天線 TDOA DTV-T

[中圖分類號]TN[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1007-9416(2010)02-0017-03

1 引言

提到無線定位技術(shù),最熟悉的莫過于美國的全球定位系統(tǒng)(Global Position System,GPS),應(yīng)用范圍最廣,但由于多徑效應(yīng)、衛(wèi)星軌道誤差、電離層延遲效應(yīng)等現(xiàn)象的存在,GPS在市區(qū)實(shí)現(xiàn)定位的概率為60%,室內(nèi)定位概率則為0。面對這種情況,隨著家用電視從模擬走向數(shù)字化以及地面數(shù)字電視的快速普及,由于地面數(shù)字電視(terrestrial digital TV,DTV-T)信號(下文簡稱“DTV-T信號”)具有較強(qiáng)的抗多徑能力,傳輸速率較高,同時具備較好的發(fā)射站分布,且發(fā)射站位置不變,不像GPS系統(tǒng)中基于衛(wèi)星定位要頻繁更新,所以人們開始利用DTV-T信號進(jìn)行定位,相比GPS定位系統(tǒng),不僅提高了戶外的定位精度,而且在DTV-T信號比較強(qiáng)的范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位,定位精度在米級以上。但是在DTV-T信號弱覆蓋的地區(qū),由于DTV-T信號經(jīng)過長距離的傳輸,信號干擾大,衰減嚴(yán)重,再加上信號穿過建筑墻到達(dá)室內(nèi)強(qiáng)度會大大減弱,所以室內(nèi)接收機(jī)很可能因?yàn)榻邮詹坏紻TV-T信號而無法實(shí)現(xiàn)定位。超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)技術(shù)的提出,憑著自身功耗低、系統(tǒng)復(fù)雜度低、抗多徑效果好、定位精度高等優(yōu)點(diǎn),相比于其他無線短距離通信技術(shù),是實(shí)現(xiàn)精確室內(nèi)定位的首選,成為了人們研究的熱點(diǎn)。

2 超寬帶(UWB)技術(shù)

超寬帶技術(shù)不同于傳統(tǒng)的正弦載波調(diào)制通信技術(shù),它靠直接發(fā)送納秒級的基帶脈沖來實(shí)現(xiàn)信息的交互,無需進(jìn)行載波調(diào)制,屬于時域通信。通過在很寬的頻帶內(nèi)(3.1GHz～10.6GHz)發(fā)送極窄基帶信號,抗多徑能力強(qiáng),功耗低,而且可以在10m范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)500Mbps的高數(shù)據(jù)傳輸。UWB技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)比較簡單:UWB通過發(fā)送納秒級脈沖來傳輸數(shù)據(jù)信號,其發(fā)射器直接用脈沖小型激勵天線,不需要功放與混頻器;同時在接收端,也不需要中頻處理。

(2)高速的數(shù)據(jù)傳輸:UWB以非常寬的頻率帶寬來換取高速的數(shù)據(jù)傳輸,在10m的傳輸范圍內(nèi),信號傳輸速率可達(dá)500Mbit/s。在10m到100m,甚至是幾公里,均可實(shí)現(xiàn)中低速傳輸,速率為1Mbps～30Mbps。

(3)功耗低:UWB系統(tǒng)使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù),脈沖持續(xù)時間很短,系統(tǒng)耗電很低。

(4)保密性強(qiáng):UWB信號一般把信號能量彌散在極寬的頻帶范圍內(nèi),功率譜密度低于自然的電子噪聲,采用編碼對脈沖參數(shù)進(jìn)行偽隨機(jī)化后,脈沖的檢測將更加困難。

(5)抗多徑能力強(qiáng):UWB發(fā)射的是持續(xù)時間極短的單周期脈沖,且占空比極低,多徑信號在時間上是可分離的,因此具有很強(qiáng)的抗多徑能力。

(6)定位精確:沖激脈沖具有很高的定位精度和穿透能力,采用超寬帶無線電通信,很容易將定位與通信合一,在室內(nèi)和地下進(jìn)行精確定位。

隨著人們對定位服務(wù)要求的提高,無線定位技術(shù)必須克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高抗干擾力、高精度定位、低生產(chǎn)成本、低運(yùn)營成本、高信息安全、低功耗和低發(fā)射功率以及具有小收發(fā)器的定位系統(tǒng)。針對現(xiàn)存的定位技術(shù),都不可能同時滿足這些要求,而對于UWB技術(shù),根據(jù)上面所述的技術(shù)優(yōu)勢,基本上能夠滿足上述要求,是未來實(shí)現(xiàn)高精度無線定位的首選。

3 基于地面數(shù)字電視(DTV-T)信號的定位系統(tǒng)

中國數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)--GB20600-2006《數(shù)字電視地面廣播傳輸系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)、信道編碼和調(diào)制》(以下簡稱“國標(biāo)”)已在2006年8月出臺,并在2007年8月開始實(shí)施,大大加速我國地面數(shù)字電視的發(fā)展步伐。按照國家規(guī)定,到2015年,所有的模擬信號發(fā)射機(jī)將被全部關(guān)閉,數(shù)字電視信號將取代模擬電視信號,覆蓋我國所有地區(qū),基于DTV-T信號的定位技術(shù)也會得到全方位的應(yīng)用和發(fā)展。

3.1 基于地面數(shù)字電視(DTV-T)信號定位系統(tǒng)的原理

利用地面數(shù)字電視無線廣播系統(tǒng)的信號進(jìn)行定位的系統(tǒng)模型如圖1所示,每個DTV發(fā)射塔首先通過接收GPS衛(wèi)星的信號,信號中包括衛(wèi)星的時間信息和位置信息,實(shí)現(xiàn)自身定位,并取得各發(fā)射塔時間的同步。由于DTV發(fā)射塔的位置保持不變,在以后的工作中將無需再定位;其次,DTV發(fā)射塔將自身的位置及時間信息與視頻數(shù)據(jù)流一起發(fā)射出去;待定位接收機(jī)只要處在DTV發(fā)射塔的信號覆蓋范圍內(nèi),就能接收DTV發(fā)射塔發(fā)出的信號,并從信號中提取出DTV發(fā)射塔的位置信息和時間信息,利用定位算法計算出自身的空間位置。為了減小誤差,采取偽距測量,如(1)式所示。

(1)

其中,為在時刻測得的第臺DTV發(fā)射塔和待定位接收機(jī)之間的偽距;、、以及、、分別是待定位接收機(jī)及第臺DTV發(fā)射塔在空間直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo);為時刻接收機(jī)時鐘對發(fā)射機(jī)時鐘的鐘差,下文簡稱鐘差。

綜上所述,在同一時刻,待定位接收機(jī)若能同時收到四個DTV發(fā)射塔發(fā)出的信號,根據(jù),其中為第臺DTV發(fā)射塔的信號到達(dá)待定位接收機(jī)時的傳輸時間,可直接測得,從而可以得到,=1,2,3,4。分別將四臺DTV發(fā)射塔的位置坐標(biāo)和相應(yīng)的代入(1)式,可解得接收機(jī)的三個空間位置坐標(biāo)和鐘差,即實(shí)現(xiàn)了接收機(jī)的空間定位。

3.2 基于地面數(shù)字電視(DTV-T)信號定位的精度分析

我國數(shù)字地面電視標(biāo)準(zhǔn)主要采用了清華大學(xué)的DMB-T技術(shù)方案,核心技術(shù)為TDS-OFDM,其物理信道幀結(jié)構(gòu)如圖2所示[1],采用了分級幀結(jié)構(gòu),便于實(shí)現(xiàn)快速同步。

幀結(jié)構(gòu)的基本單元稱為信號幀,225個信號幀定義為一個幀群,480個幀群定義為一個超幀。幀結(jié)構(gòu)的頂層稱為日幀,由1440個超幀組成,24小時一周期,與自然時間嚴(yán)格保持同步。信號幀由同步幀頭和幀體組成,幀頭和幀體的基帶符號率相同,,由此可得:

碼元寬度為:

碼元間的距離為:

信號接收機(jī)的偽隨機(jī)碼序列和電視臺發(fā)射的偽隨機(jī)碼序列是相同的,但是由于在傳輸中存在傳播時間延遲,使兩端的偽隨機(jī)碼序列之間產(chǎn)生了平移,碼元無法完全對齊。假設(shè)平移間隔為碼元寬度的～[2],不考慮室內(nèi)多徑干擾,則相應(yīng)的測距誤差約為0.40～4.01m,而GPS系統(tǒng)的定位精度為5m～20m,可見DTV信號的測距誤差小于GPS衛(wèi)星信號,而且解決了GPS冷啟動慢的缺點(diǎn)。但是對于室內(nèi)接收機(jī),信號多徑效應(yīng)強(qiáng),測距誤差增大,定位精度在米級以上。

對于UWB信號,采用的是納秒級的高斯脈沖,脈沖寬度約為0.2ns～1.5ns,理論上可以將測距誤差控制在毫米到厘米級內(nèi),而且UWB信號的帶寬在1GHz以上,具有較高的時間分辨率和很強(qiáng)的材料穿透能力,能有效抵抗室內(nèi)信號的多徑效應(yīng)。但由于UWB信號有效的通信距離小,不適于室外定位,所以將地面數(shù)字電視無線廣播系統(tǒng)和UWB技術(shù)結(jié)合起來,利用DTV-T信號和UWB信號實(shí)現(xiàn)戶外室內(nèi)全覆蓋,高精度的定位,具有非常重大的意義。

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4 基于超寬帶信號和地面數(shù)字電視信號的聯(lián)合定位系統(tǒng)

4.1 聯(lián)合定位系統(tǒng)的定位算法選取

在眾多的定位算法中,由于到達(dá)時間差定位(TDOA)算法測量得到的是時間差而非絕對時間,不要求參考節(jié)點(diǎn)和被測節(jié)點(diǎn)要時間同步,只要求參考點(diǎn)間的時間要保持同步,可簡化系統(tǒng)的設(shè)計復(fù)雜度,而且針對UWB信號高帶寬和高速率的特點(diǎn),系統(tǒng)選取TDOA定位算法進(jìn)行定位計算,可充分發(fā)揮UWB的技術(shù)優(yōu)勢。

根據(jù)所要求的未知量――待定位接收機(jī)空間位置的三維坐標(biāo),需要選取四臺數(shù)字電視接收機(jī)提供對應(yīng)的四根接收天線作為參考基站。下圖是待定位接收機(jī)利用TDOA算法實(shí)現(xiàn)定位的示意圖,數(shù)字電視接收機(jī)的接收天線的定位實(shí)現(xiàn)與之類似。

假定四根接收天線的位置坐標(biāo)為,,,。是第根接收天線發(fā)出的信號到達(dá)待定位接收機(jī)的時間與第一根接收天線發(fā)出的信號到達(dá)待定位接收機(jī)的時間差,為光速,均為已知。

待定位接收機(jī)的坐標(biāo)為,為選定的參考接收天線與待定位接收機(jī)之間的距離,均為未知。

每根接收天線與待定位接收機(jī)之間的鐘差相同,由于TDOA算法測得的是不同接收天線的UWB信號到達(dá)待定位接收機(jī)的時間差值,所以信號的到達(dá)時間相減后,將不存在。根據(jù)距離和時間的關(guān)系,可以得到以下計算公式:

(2)

(3)

將每根接收天線的空間位置坐標(biāo)分別代入,由(2)式和(3)就可以解出X,Y,Z,,從而實(shí)現(xiàn)了對待定位接收機(jī)的空間定位。根據(jù)不同的精度要求,可以選取四個以上的基站測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,以減少計算誤差。

4.2 數(shù)字電視接收機(jī)

數(shù)字電視接收機(jī)一般安裝在室內(nèi),而配套的接收天線則放置在室外,以便獲取高質(zhì)量的信號。在基于DTV-T信號的定位系統(tǒng)中,戶外DTV-T信號穿透建筑墻或者其它的阻礙物到達(dá)室內(nèi),由于信號反射、屏蔽等會使信號強(qiáng)度減弱,不利于室內(nèi)接收機(jī)接收,室內(nèi)定位實(shí)現(xiàn)難度大。針對這個問題,本系統(tǒng)引入了數(shù)字電視接收機(jī)(下文簡稱“電視機(jī)”),作為信號中轉(zhuǎn)站,主要作用就是通過放置在室外的接收天線將DTV發(fā)射塔發(fā)出的信號引入室內(nèi),不僅實(shí)現(xiàn)視頻音頻信號的顯示,而且能從信號中提取出發(fā)射塔的位置信息和時間信息,減少信號衰減,然后啟動自身的定位處理模塊,實(shí)現(xiàn)對接收天線的定位,最后將接收天線的位置信息和時間信息以UWB信號的方式通過線纜傳輸給接收天線,由接收天線發(fā)射此UWB信號給待定位接收機(jī),降低干擾。

根據(jù)上面的設(shè)計要求,本文所述的電視機(jī)和現(xiàn)在大家所熟悉的數(shù)字電視一體機(jī)不一樣,它必須能實(shí)現(xiàn)定位計算以及產(chǎn)生UWB信號,其接收天線在接收DTV-T信號的同時能發(fā)射UWB信號。為了實(shí)現(xiàn)上述額外的功能,需要在傳統(tǒng)電視機(jī)的結(jié)構(gòu)中加入定位處理模塊、UWB信號產(chǎn)生模塊,其接收天線為多頻天線,如下圖所示。

4.3 基于UWB信號和DTV-T信號的聯(lián)合定位系統(tǒng)

基于UWB信號和DTV-T信號的聯(lián)合定位系統(tǒng)架構(gòu)如下圖所示,位置計算可以在待定位接收機(jī)實(shí)現(xiàn)或者有關(guān)的定位處理器(計算機(jī)定位中心)完成。系統(tǒng)主要包含待定位接收機(jī)、數(shù)字電視接收機(jī)、接收天線、DTV發(fā)射塔和GPS衛(wèi)星。

其中,DTV發(fā)射塔的位置自建立起基本保持不變,所以當(dāng)其完成首次的自身定位后,只需接收GPS衛(wèi)星信號中的時間信息,設(shè)定整個系統(tǒng)的時間,并使系統(tǒng)的各部分保持時間同步。聯(lián)合定位系統(tǒng)的運(yùn)作流程如下所示:

(1)當(dāng)室內(nèi)待定位接收機(jī)需要定位時,就會以廣播的形式發(fā)送定位請求信號?？紤]到后面接收天線發(fā)射UWB信號時,UWB信號的傳輸速率和傳輸距離之間的互換關(guān)系,為了保證待定位接收機(jī)能夠接收到足夠大的UWB信號強(qiáng)度,將定位請求信號的傳輸范圍控制在50m內(nèi),速率可達(dá)20Mbps～30Mbps,屬于UWB技術(shù)的中低速傳輸;

(2)在50m的廣播范圍內(nèi)的電視機(jī)接收到此定位請求信號時,啟動自身的定位處理模塊,從接收到的來自接收天線的信號中提取各DTV發(fā)射塔的位置信息和系統(tǒng)的時間信息。電視機(jī)為了實(shí)現(xiàn)對接收天線空間位置的定位,要求接收天線必須同時接收四臺DTV發(fā)射塔的信號,然后通過上面所給出的(2)式和(3)式算出接收天線的空間位置三維坐標(biāo);

(3)電視機(jī)將接收天線的位置信息和系統(tǒng)的時間信息以UWB信號的形式通過與接收天線之間的連接線傳給接收天線,由接收天線發(fā)射此UWB信號。待定位接收機(jī)為了實(shí)現(xiàn)空間位置三維坐標(biāo)的計算,要求在50m的范圍內(nèi),至少存在四臺電視機(jī),才能提供四根發(fā)射UWB信號的接收天線;

(4)待定位接收機(jī)接收到四根接收天線發(fā)出的UWB信號后,若本身具有定位處理模塊,可根據(jù)UWB信號到達(dá)時間的不同算出,=1,2,3,4,然后通過四根接收天線的位置信息和,利用(2)式和(3)式算出自己的空間坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)自我定位;若自身沒有定位處理模塊,待定位接收機(jī)將接收到的各接收天線的位置信息和時間差值以適于遠(yuǎn)距離傳輸?shù)男盘柗绞桨l(fā)送到計算機(jī)定位中心,由計算機(jī)定位中心來進(jìn)行定位計算并將計算出來的位置坐標(biāo)信息發(fā)回待定位接收機(jī),完成對待定位接收機(jī)的定位。

該聯(lián)合定位系統(tǒng)在利用DTV-T信號進(jìn)行室外定位的同時通過電視機(jī)的接收天線將戶外DTV-T信號引入室內(nèi),再利用UWB信號實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。在50m的通信范圍內(nèi),待定位接收機(jī)和電視機(jī)接收天線二者之間存在密集的阻礙物,采用穿透力極強(qiáng)和時間分辨力強(qiáng)的UWB信號,可以有效的減少信號衰減,克服多徑效應(yīng),提高定位精度。相對于單一的利用DTV-T信號進(jìn)行戶外室內(nèi)全方位的定位,還降低了對DTV發(fā)射塔的信號發(fā)射功率的要求,大大降低了地面數(shù)字電視廣播定位系統(tǒng)的耗能成本。雖然面對現(xiàn)在數(shù)字電視接收機(jī)普及率不高以及UWB技術(shù)還不夠成熟的現(xiàn)狀,要滿足在通信范圍內(nèi)(50m)至少存在四臺電視機(jī)、電視機(jī)能進(jìn)行定位計算和產(chǎn)生UWB信號、其接收天線能發(fā)射UWB信號和待定位接收機(jī)能接收UWB信號等系統(tǒng)要求難度比較大,然而隨著組建無線個域網(wǎng)熱潮的來臨,基于數(shù)字電視的家庭智能網(wǎng)構(gòu)建將會得到快速的發(fā)展,數(shù)字電視接收機(jī)將走入各家各戶,利用UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)家電的高速互聯(lián)也是趨勢所向,所以在不久的將來,該聯(lián)合定位系統(tǒng)將會得到快速的發(fā)展。

5 無線定位發(fā)展展望

從圖5可以看出,系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對待定位接收機(jī)的定位之前,首先得先完成對選定的四臺電視機(jī)的接收天線的定位,引入了一定的測量誤差,降低了系統(tǒng)的定位精度。而且,由于每個國家關(guān)于數(shù)字電視地面無線廣播的標(biāo)準(zhǔn)存在不同,將UWB技術(shù)和數(shù)字電視地面無線廣播結(jié)合,利用UWB信號和DTV-T信號進(jìn)行室內(nèi)戶外高精度的聯(lián)合定位,各國的實(shí)現(xiàn)方案也會有所不同,應(yīng)用上存在局限性。對于GPS技術(shù),不存在國家之間的標(biāo)準(zhǔn)差別,GPS衛(wèi)星信號覆蓋全球,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全球性的應(yīng)用,所以將UWB技術(shù)和GPS技術(shù)直接結(jié)合,實(shí)現(xiàn)高精度和范圍廣的定位,是未來無線定位技術(shù)發(fā)展的方向。

[參考文獻(xiàn)]

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[基金項(xiàng)目]

第3篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

[摘要] 當(dāng)今社會隨著經(jīng)濟(jì)的不斷迅猛發(fā)展，我國通信規(guī)模不斷的加大，這將給以不斷升級的通信技術(shù)帶來更大的發(fā)展空間。本文主要研究通信技術(shù)的發(fā)展歷史和現(xiàn)代通信技術(shù)的新未來，以及通信技術(shù)目前主要顯現(xiàn)出來的特點(diǎn)。我們希望以此為基礎(chǔ)，探討現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展趨勢，實(shí)現(xiàn)新的突破，是具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。此外通過分析通信技術(shù)的主要前沿動態(tài)來研究現(xiàn)代通信技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)、海洋地質(zhì)調(diào)查作業(yè)、電力計量系統(tǒng)中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]通信技術(shù)的發(fā)展史 現(xiàn)代通信技術(shù)的特點(diǎn) 通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 通信技術(shù)發(fā)展的前沿動態(tài)

一、 通信技術(shù)的定義與現(xiàn)狀

1、通信技術(shù)的定義與發(fā)展

通信是人與人之間通過某種媒體進(jìn)行的信息交流傳遞。在古代人們就通過簡單的語言、壁畫等方式交換信息。其中在中國古代民間的通信只能是讓別人捎口信，官方也只是通過一個一個的驛站進(jìn)行信息傳遞，這種通信方式對遠(yuǎn)距離來說，最快也要幾天的時間。而現(xiàn)在的通信的方式，有電報，電話，快信，短信，E-MAIL等，實(shí)現(xiàn)了即時通信。

縱觀通信的發(fā)展分為以下三個階段：第一階段是語言和文字通信階段。第二階段是電通信階段。第三階段是即時通信。

2.通信技術(shù)的現(xiàn)狀

現(xiàn)代的通信一般是指電信，國際上稱為遠(yuǎn)程通信?，F(xiàn)代通信的基本特征是數(shù)字化，現(xiàn)代通信中傳遞和交流的基本上都是數(shù)字化的信息。美國著名未來學(xué)家、網(wǎng)絡(luò)專家尼葛龐帝在《數(shù)字化生存》一書中，提出了要實(shí)現(xiàn)信息化，數(shù)字技術(shù)是關(guān)鍵?？v觀已經(jīng)使用的信息產(chǎn)品，通信技術(shù)與裝備和更廣泛的信息技術(shù)，如數(shù)字通信、數(shù)字光纖通信、數(shù)字衛(wèi)星通信、數(shù)字移動通信以及數(shù)字電視系統(tǒng)等，無不在這些通信技術(shù)前面冠以"數(shù)字"二字。因此可以說，現(xiàn)代通信姓"數(shù)"。

二、通信技術(shù)的主要體現(xiàn)

現(xiàn)代通信技術(shù)主要有四個方面技術(shù)。

1.現(xiàn)代通信技術(shù)的基礎(chǔ)――微電子技術(shù)。

電子學(xué)，特別是微電子學(xué)是信息技術(shù)的關(guān)鍵，是現(xiàn)代通信產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)，它在很大程度上決定著硬件設(shè)備的運(yùn)行能力。

2.現(xiàn)代通信技術(shù)的核心――計算機(jī)技術(shù)。

電話交換技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，使交換技術(shù)數(shù)字程控化。通信與計算機(jī)融為一體，這使通信技術(shù)得到了飛躍發(fā)展，人們把數(shù)字通信與計算機(jī)的融合稱為現(xiàn)代通信。

3.光通信的基礎(chǔ)――光子技術(shù)。

從1964年英籍華人高錕博士首先提出利用玻璃纖維實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信到20世紀(jì)70年代的美國首先制成了實(shí)用的玻璃光導(dǎo)纖維--光纖，使光纖通信成為現(xiàn)實(shí)。

4.衛(wèi)星通信技術(shù)的基礎(chǔ)――空間技術(shù)

航天技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了現(xiàn)代空間通信的發(fā)展。從1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星來，火箭、航天飛機(jī)等空間技術(shù)發(fā)展非常迅速。

現(xiàn)代通信技術(shù)不論從什么角度來講都是具備良好的發(fā)展前景的，也有越來越多的人投入到通信產(chǎn)業(yè)中去。從宏觀上看，人們對通信的理想目標(biāo)是：實(shí)現(xiàn)任何人、任何時間、 在任何地方、以任何方式、傳遞任何形式的信息內(nèi)容。簡單來說也就是5A目標(biāo)：Anyone、Anytime、Anywhere、Anyway、Anything。

二、現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展趨勢

1.綜合化

綜合化具有雙重含義。其一是技術(shù)的綜合化，即無論是傳輸、交換還是通信處理功能都采用數(shù)字技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸與數(shù)字交換的綜合，使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、電視網(wǎng)一體化。

2.寬帶化

寬帶化主要指現(xiàn)代數(shù)字通信寬帶化。人們?nèi)找嬖鲩L的物質(zhì)文化需求，如高速數(shù)據(jù)、高速文件、可視電話、會議電視、寬帶可視圖文、高清晰度電視以及多媒介、多功能終端等促進(jìn)了新的寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展，從而研究開發(fā)了寬帶數(shù)字信號交換和傳輸。

3.智能化

智能化主要指在現(xiàn)代通信中，大量采用計算機(jī)及其軟件技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)與終端，業(yè)務(wù)與管理都充滿智能。

4.個人化

人們在日常生活中總會到處奔波、移動，現(xiàn)代通信已經(jīng)能使移動中的用戶方便快捷地實(shí)現(xiàn)信息的交流―移動通信。

5.網(wǎng)絡(luò)全球化

近年來，Internet（互聯(lián)網(wǎng)）像野火一樣在全球蔓延，互聯(lián)網(wǎng)的覆蓋面已遍及五大洲，它已成為全球范圍的公共網(wǎng)。

通信的發(fā)展都是在交換、傳輸、終端幾個方面交替或同步發(fā)展的，各個時期在各個方面都有相應(yīng)的技術(shù)熱點(diǎn)。目前通信領(lǐng)域的技術(shù)熱點(diǎn)很多，且隨著時間推進(jìn)會迅速發(fā)生變化，因此把握技術(shù)熱點(diǎn)前沿的最好方法是緊跟時代，多看通信雜志和瀏覽相關(guān)網(wǎng)頁，時時追蹤其發(fā)展的脈搏。

三、通信技術(shù)的前沿動態(tài)

1.NGN（下一代網(wǎng)絡(luò)）

NGN（Next Generation Network）即下一代網(wǎng)絡(luò)。所謂“下一代網(wǎng)絡(luò)”，從字面上理解，應(yīng)該是以當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)為基點(diǎn)的新一代網(wǎng)絡(luò)，它是一個建立在IP技術(shù)基礎(chǔ)上的新型公共電信網(wǎng)絡(luò)，能夠容納各種形式的信息，提供各種寬帶應(yīng)用和傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)，是一個真正實(shí)現(xiàn)寬帶窄帶一體化、有線無線一體化、有源無源一體化、傳輸接入一體化的綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

2.IMS

IMS即IP多媒體子系統(tǒng)（IP Multimedia Subsystem），它是一種定義IP網(wǎng)絡(luò)處理語音呼叫和數(shù)據(jù)會話方式的架構(gòu)?；旧舷喈?dāng)于在傳統(tǒng)線路交換電話網(wǎng)絡(luò)中控制基礎(chǔ)設(shè)施的地位，但也存在一些關(guān)鍵的區(qū)別。在它的架構(gòu)中，服務(wù)與其下層的網(wǎng)絡(luò)是完全分離開來的。通過這種方式，文本信息、語音郵件和文件共享等服務(wù)就可以駐留在任何地點(diǎn)的應(yīng)用服務(wù)器上，并且通過多家無線和有線服務(wù)商提供給用戶。

3.第三代移動通信

第三代移動通信系統(tǒng)（3G）是一種能提供多種類型、高質(zhì)量多媒體業(yè)務(wù)，能實(shí)現(xiàn)全球無縫覆蓋，具有全球漫游能力，與固定網(wǎng)絡(luò)相兼容，并以小型便攜式終端在任何時候、任何地點(diǎn)，進(jìn)行任何類型通信的通信系統(tǒng)。

4.第四代移動通信

第四代移動通信系統(tǒng)（4G）是多功能集成的寬帶移動通信系統(tǒng)，是寬帶接入IP系統(tǒng)，可提供的最大帶寬為4G是一個包括衛(wèi)星通信在內(nèi)的端到端IP系統(tǒng)，與其他技術(shù)共享一個IP核心網(wǎng)。

四、通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用

隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用的范圍也越來越廣泛，并迅速向電力行業(yè)滲透。從技術(shù)成熟、應(yīng)用廣泛的有線通信方式，到近年發(fā)展迅速的無線通信方式，現(xiàn)代化通信技術(shù)在各個領(lǐng)域都體現(xiàn)出其重要性?，F(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展，給電力系統(tǒng)的生產(chǎn)、運(yùn)行提供了新的技術(shù)支撐，大大提高了電力企業(yè)的生產(chǎn)效率、給電力生產(chǎn)力的發(fā)展注入了新的活力。

在當(dāng)今海洋地質(zhì)調(diào)查作業(yè)中，聲學(xué)通信技術(shù)，通信技術(shù)，衛(wèi)星通信技術(shù)，局域網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等現(xiàn)代通信技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

高速公路通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理的重要支撐系統(tǒng)，它要準(zhǔn)確及時地傳輸監(jiān)控系統(tǒng)、綜合收費(fèi)系統(tǒng)的話音、數(shù)據(jù)和圖像等信息，保持高速公路各管理部門之間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通訊的通暢，并要為高速公路內(nèi)部各部門和外界建立必要的聯(lián)系；同時高速公路通信系統(tǒng)作為交通專用通信網(wǎng)的重要組成部分，是交通信息的主要傳輸載體，為各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)及會議電視系統(tǒng)提供傳輸通道。

當(dāng)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，促使了通訊網(wǎng)絡(luò)得到了很大的發(fā)展，在電力計量系統(tǒng)的應(yīng)用上，無線方面表現(xiàn)為移動通信技術(shù)，有線方面則表現(xiàn)Internet寬帶網(wǎng)絡(luò)，在局域網(wǎng)絡(luò)方面，有RS485總線、CAN總線等。

五、總結(jié)

現(xiàn)代通信作為信息產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)，迅速進(jìn)入了多媒體、電子商務(wù)、光纖通信、衛(wèi)星電視廣播等通信領(lǐng)域，為社會發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)發(fā)展基本條件提供了保障。現(xiàn)代通信技術(shù)是信息時代的生命線，現(xiàn)代通信網(wǎng)是一個綜合性的為多種信息服務(wù)的通信網(wǎng)?，F(xiàn)代通信網(wǎng)已經(jīng)成為支撐現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的最重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之一。

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第4篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】4G移動通信；OFDM；優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)

1.4G的概念

4G是第四代移動通信及其技術(shù)的簡稱，是集3G與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像以及圖像傳輸質(zhì)量與高清晰度電視不相上下的技術(shù)產(chǎn)品。比較3G來分析，4G通信技術(shù)更完善設(shè)備的裝置，以及給人們帶來了更多的方便與價值。第四代移動通信與第三代移動通信相比，將在技術(shù)和應(yīng)用上有質(zhì)的飛躍。4G將適合所有的移動通信用戶，最終實(shí)現(xiàn)商業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)、藍(lán)牙、廣播、電視衛(wèi)星通信的無縫銜接并相互兼容。4G移動通信的應(yīng)用廣泛，例如應(yīng)用到小區(qū)、交通、互聯(lián)網(wǎng)等上面。

2.采用的主要技術(shù)

2.1 OFDM簡介

OFDM的英文全稱為Orthogonal Frequency-Division Multiplexing，中文含義為正交頻分復(fù)用。這種技術(shù)是HPA聯(lián)盟（HomePlug Powerline Alliance）工業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)，它采用一種不連續(xù)的多音調(diào)技術(shù)，將被稱為載波的不同頻率中的大量信號合并成單一的信號，從而完成信號傳送。由于這種技術(shù)具有在雜波干擾下傳送信號的能力，因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質(zhì)中。

2.2 時域和頻域同步

一種在采用OFDM調(diào)制的傳輸系統(tǒng)中使多個設(shè)備在時域和頻域上同步的方法，其可應(yīng)用于與同一電網(wǎng)相連的不同設(shè)備之間經(jīng)由該電網(wǎng)進(jìn)行的雙向通信，以便在接收中估計OFDM符號的起始以及所述設(shè)備中本地振蕩器的頻率誤差，包括生成通過所述電網(wǎng)傳輸?shù)耐叫蛄泻屯ㄟ^用于發(fā)送數(shù)據(jù)的同一信道發(fā)送這些同步序列，其中所述信道由一個設(shè)備與其余所有設(shè)備之間的連接確定，其特征在于它包括：將含有所述數(shù)據(jù)和同步序列的接收信號分解為不同頻帶或頻率范圍；通過在時間上應(yīng)用同步算法以在每個頻帶中基于所述算法估計所述OFDM符號的起始和所述本地振蕩器的頻率誤差，從而在接收中檢測每個頻率范圍或頻帶中的同步序列；將每個頻帶中獲得的估計值進(jìn)行組合。

2.3 信道估計

所謂信道估計，就是描述物理信道對輸入信號的影響而進(jìn)行定性研究的過程，換句話說，信道估計就是估計發(fā)送天線到接收天線之間的無線信道的頻率響應(yīng)。

無線通信系統(tǒng)受周圍環(huán)境的影響較大，建筑物，河流，山脈，森林等對電磁波的吸收較強(qiáng)，加之反射與衍射、多徑衰落對信號的影響，到達(dá)接收端的信號，幅值和相位可能發(fā)生畸變，難以進(jìn)行識別。為了提高通信的抗干擾性能，必須對發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的無線信道進(jìn)行估計，以滿足信號的無失真?zhèn)鬏敗τ诂F(xiàn)代通信系統(tǒng)，信道在時域存在時間選擇性衰落特性，在頻域存在頻率選擇性衰落特性，而系統(tǒng)又必須適應(yīng)突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，因此，信道估計仍是目前學(xué)術(shù)界較難攻克的難題之一。一般地，信道估計算法要使誤碼率最低，均方誤差最小，且算法復(fù)雜度不要太高，因此，信道估計器結(jié)構(gòu)的選擇至關(guān)重要。信道估計：在正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，信道估計器的設(shè)計主要考慮以下兩方面的因素：一是算法簡單、硬件實(shí)現(xiàn)容易且估計性能優(yōu)良的估計器的設(shè)計；二是導(dǎo)頻圖案的選擇，無線信道一般是多徑衰落信道，為提高通信可靠性，需要不斷地發(fā)送導(dǎo)頻信息來跟蹤無線信道。在具體設(shè)計時，必須同時考慮以上兩個問題，因?yàn)楣烙嬈餍阅軆?yōu)良與否與導(dǎo)頻圖案的排列方式息息相關(guān)。

常用的信道估計算法分類如下：（1）基于導(dǎo)頻信息的信道估計；（2）盲信道估計；（3）半盲信道估計。工程中使用較多的是導(dǎo)頻符號輔助調(diào)制（Pilot Symbol Assisted Modulation，PSAM）信道估計方法，其所用的數(shù)學(xué)模型合理，理論成熟，算法復(fù)雜度較低，估計性能優(yōu)良。在正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中，一般情況下都采用此類信道估計算法。

2.4 編碼信道和交織

為了提高數(shù)字通信系統(tǒng)性能，信道編碼和交織是普遍采用的方法。對于衰落信道中的隨機(jī)錯誤，可以采用信道編碼；對于衰落信道中的突發(fā)錯誤，可以采用交織技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用中，通常同時采用信道編碼和交織，進(jìn)一步改善整個系統(tǒng)的性能。DFT算法由于時域能量集中在少數(shù)抽樣點(diǎn)上，減少了頻譜泄露，因而信道估計性能較好；而改進(jìn)DFT算法，由于漢寧窗的加入和線性變換，使得帶外噪聲迅速衰減，在低SNR下估計性能較DFT算法有所提高。編碼可以采用各種碼，如：分組碼、卷積碼等，其中卷積碼的效果要比分組碼好。

2.5 降低峰值平均功率比

LMMSE信道估計是最優(yōu)的低階估計器，它的核心思想在于對LS估計進(jìn)行奇異值分解，在不降低估計器性能的條件下降低算法復(fù)雜度，并抑制AWGN和ICI，但是它也有缺點(diǎn)，就是需要知道每條子路徑功率的先驗(yàn)信息，并利用此信息來構(gòu)造自相關(guān)矩陣。由于OFDM信道時域上表現(xiàn)為N個正交子載波信號的疊加，當(dāng)這N個信號恰好均以峰值疊加時，OFDM信號也將產(chǎn)生最大峰值，該峰值功率是平均功率的N倍。

2.6 均衡

在新興通信技術(shù)的不斷推動之下，3G即將成為通信技術(shù)的主流。在通信技術(shù)的加強(qiáng)條件下，主要介紹了第4代移動通信（4G）的含義、特點(diǎn)、國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展趨勢，指出4G移動通信中的關(guān)鍵技術(shù)及其目前存在的問題。這是，可以考慮加均衡器以使CP的長度適當(dāng)減小，即通過增加系統(tǒng)的復(fù)雜性換取頻帶利用率的提高。

2.7 OFDM優(yōu)點(diǎn)

OFDM技術(shù)之所以越來越受關(guān)注，是因?yàn)镺FDM有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

（1）頻譜利用率高，頻譜效率比串行系統(tǒng)高近一倍。OFDM信號的相鄰子載波相互重疊，其頻譜利用率可以接近Nyquist極限。

（2）抗衰落能力強(qiáng)。OFDM把用戶信息通過多個子載波傳輸，這樣在每個子載波上的信號時間就相應(yīng)地比同速率的單載波系統(tǒng)上的信號時間長很多倍，從而使OFDM對脈沖噪聲和信道快衰落的抵抗力更強(qiáng)。

（3）適合高速數(shù)據(jù)傳輸。

（4）抗碼間干擾（ISI）能力強(qiáng)。

3.4G系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)

任何一項(xiàng)技術(shù)都不是完美無瑕的，正交頻分復(fù)用技術(shù)也是如此，存在著如下優(yōu)缺點(diǎn)。

OFDM技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要有：

（1）由于DSP技術(shù)的飛速發(fā)展，OFDM系統(tǒng)中各子信道的正交調(diào)制和解調(diào)可通過快速傅里葉變換（FFT）和逆變換（IFFT）來實(shí)現(xiàn)，從而大大降低了算法復(fù)雜度，且信息的實(shí)時處理更快更可靠。

（2）現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)一般存在非對稱性，OFDM系統(tǒng)可通過調(diào)制不同的子載波來獲得相應(yīng)的信息傳輸速率，從而滿足現(xiàn)代通信的需求。

（3）通過編碼技術(shù)可以解決系統(tǒng)的隨機(jī)錯誤，交織技術(shù)可解決突發(fā)錯誤，OFDM系統(tǒng)通過編碼與交織，能很好地提高系統(tǒng)的誤碼性能。

OFDM技術(shù)的缺點(diǎn)主要有：

（1）存在一定概率的PAPR。高峰均比信號通過功率放大器時，為防止信號畸變，功放必須具有較大的線性范圍，這將降低功率放大器的工作效率。

（2）對頻率偏移敏感。OFDM系統(tǒng)要求各信道之間嚴(yán)格正交，系統(tǒng)的定時同步精度非常高，對于快衰落環(huán)境引起的頻偏，高精度定時同步算法發(fā)雜，且較難實(shí)現(xiàn)。

OFDM之所以是優(yōu)秀的多載波調(diào)制方案，其原因不只是以上諸多優(yōu)點(diǎn)，還與如下關(guān)鍵技術(shù)有關(guān)。

a.時域與頻域同步技術(shù)：前文提到，OFDM系統(tǒng)對定時同步有很高的精度要求，且易受頻偏影響；b.信道估計；c.信道編碼與交織：信道編碼與交織技術(shù)能夠有效降低數(shù)字通信系統(tǒng)的誤碼率，提高通信的抗干擾能力；d.降低峰值平均功率比（PAPR）：在時域中，正交頻分復(fù)用信號是N路子載波信號的疊加。

通過以上的介紹可以得出，OFDM系統(tǒng)在高速傳輸系統(tǒng)中具有無可比擬的優(yōu)越性。也正因?yàn)樾盘柕母咚賯鬏敚菇邮斩诵盘柕恼`碼率降低，必須對信道的傳輸特性進(jìn)行估計。因此，設(shè)計好的信道估計器是OFDM系統(tǒng)必不可少的環(huán)節(jié)。

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第5篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

經(jīng)過多年的培養(yǎng)和引進(jìn)，本團(tuán)隊(duì)已經(jīng)構(gòu)建了較合理的師資隊(duì)伍結(jié)構(gòu)和比較扎實(shí)的師資基礎(chǔ)，建立起一支具備扎實(shí)理論基礎(chǔ)與豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”專業(yè)教師隊(duì)伍。近年來，聘用有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、國內(nèi)外知名高校的高學(xué)歷、高水平的青年教師加入教學(xué)團(tuán)隊(duì)，近3年派遣1位中青年教師到美國做高級訪問學(xué)者，3位年輕教師到知名大學(xué)繼續(xù)深造。采取措施積極培養(yǎng)教師的職業(yè)責(zé)任感以及寬廣的國際視野，同時還聘請有豐富工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的工程師來校教學(xué)和指導(dǎo)學(xué)生。逐步提升專業(yè)教師工程實(shí)踐能力，選派1—2名教師到企業(yè)頂崗實(shí)訓(xùn)，參與企業(yè)技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制，提高其工程實(shí)踐能力。逐步改變現(xiàn)行以科研項(xiàng)目和為主的教師業(yè)績和學(xué)術(shù)水平評價體系，充分發(fā)揮和肯定部分工程實(shí)踐能力強(qiáng)的教師在學(xué)生培養(yǎng)過程中的積極作用。鼓勵年輕教師到企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)踐訓(xùn)練或從事工程科技項(xiàng)目開發(fā)和工程項(xiàng)目設(shè)計，以加強(qiáng)自身的工程實(shí)踐能力，并爭取獲得工程師或高級工程師職稱。從現(xiàn)有合作企業(yè)中選聘具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)骨干，作為學(xué)生的“企業(yè)導(dǎo)師”參與實(shí)踐指導(dǎo)。注重引進(jìn)有企業(yè)工作經(jīng)歷的高級工程師及參與過企業(yè)項(xiàng)目研發(fā)的博士畢業(yè)生，以提高師資隊(duì)伍整體工程實(shí)踐能力。設(shè)計“知識—能力—品格”一體化培養(yǎng)的教學(xué)模式借鑒先進(jìn)的工程教育改革理念，結(jié)合本校的特色和人才培養(yǎng)定位，依托學(xué)校人才培養(yǎng)管理體系和架構(gòu)，設(shè)計“知識—能力—品格”一體化培養(yǎng)的課程模式，以學(xué)生的理論知識、個人素質(zhì)、發(fā)展能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和在企業(yè)與社會環(huán)境下的工程綜合能力為培養(yǎng)目標(biāo)，加強(qiáng)工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練。為了增強(qiáng)各個課程之間的聯(lián)系，克服現(xiàn)有的以考試為驅(qū)動的教學(xué)模式的弊端(重理論輕實(shí)踐、重知識學(xué)習(xí)輕知識應(yīng)用)，本課程增開一系列專題教學(xué)環(huán)節(jié)，將各章節(jié)知識點(diǎn)進(jìn)行滲透、融合，設(shè)置一系列專題，以增加章節(jié)之間的聯(lián)系，強(qiáng)化知識的應(yīng)用。同時將幾個相關(guān)專題整合為一個實(shí)訓(xùn)(工程)項(xiàng)目，每個項(xiàng)目都有明確的訓(xùn)練目標(biāo)和訓(xùn)練形式，由相應(yīng)的核心章節(jié)和若干專題來支撐。項(xiàng)目以接受任務(wù)開始，以完成項(xiàng)目為目標(biāo)展開學(xué)習(xí)，以完成項(xiàng)目設(shè)計為考核方式，構(gòu)建一種項(xiàng)目(任務(wù))驅(qū)動型的綜合培養(yǎng)方案。綜上所述，在原來的教學(xué)模式基礎(chǔ)上，增加了專題教學(xué)、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和參加競賽三個實(shí)踐性較強(qiáng)的教學(xué)環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生將所學(xué)知識融合在一起，提高知識的應(yīng)用能力，增強(qiáng)工程經(jīng)驗(yàn)。有教學(xué)模式和改革后的教學(xué)模式的關(guān)系。建立起“組合合理、引入有效、結(jié)合市場”的教學(xué)環(huán)節(jié)(1)組合合理。課程組織按模擬通信系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)的組成順序講授，模擬通信系統(tǒng)作為獨(dú)立的章節(jié)進(jìn)行處理，數(shù)字通信系統(tǒng)按信源編碼、基帶傳輸系統(tǒng)、頻帶調(diào)制系統(tǒng)、最佳接收、信道編碼和同步系統(tǒng)進(jìn)行講述，通過該方法使學(xué)生容易循序漸進(jìn)地建立整個通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)聯(lián)系，不會造成對通信系統(tǒng)組成支離破碎的理解，能夠很好地建立起對課程核心的理解。(2)引入有效。課堂的引入要設(shè)計得當(dāng)，銜接好前次課程的內(nèi)容，例如如何利用信號與系統(tǒng)知識實(shí)現(xiàn)本課程的信號處理，如何利用數(shù)字電路、模擬電子線路、通信電子線路的知識實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的功能等，再如實(shí)現(xiàn)差分編碼可以教授學(xué)生如何用編程方法或硬件D觸發(fā)器方法設(shè)計實(shí)現(xiàn)要求的功能。(3)結(jié)合市場。適應(yīng)市場需求，把產(chǎn)品引入課程中。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識的同時，了解市場相關(guān)產(chǎn)品的動態(tài)，熟悉產(chǎn)品的功能和使用范圍，也促使學(xué)生更加樂意完成書本的知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的過程，激發(fā)他們的探索欲望。同時，筆者在教學(xué)中，也經(jīng)常把自身與企業(yè)合作的項(xiàng)目拿到課堂進(jìn)行分析，從項(xiàng)目的創(chuàng)新型和技術(shù)指標(biāo)等方面去拓展學(xué)生的專業(yè)知識面，讓整個課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容更加豐富。這些措施對教師掌握新技術(shù)的要求大大提高，同時要求教師對前續(xù)課程有很深的了解。課程組教師都要求有講授前續(xù)一些課程的經(jīng)歷，大大提高教師鉆研技術(shù)的興趣，基本消除了從書本到書本、從理論到理論的枯燥的教學(xué)過程，真正發(fā)揮本課程的承上啟下的作用。

搭建好“基礎(chǔ)訓(xùn)練和創(chuàng)新實(shí)踐相結(jié)合”的校內(nèi)外實(shí)踐平臺實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)是工科學(xué)生最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，是理論聯(lián)系實(shí)際發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造性的重要過程，是理論應(yīng)用到解決實(shí)際工程技術(shù)問題的關(guān)鍵手段。通信系統(tǒng)的研究設(shè)計首先是理論方面的研究，要求學(xué)生能夠很好掌握和應(yīng)用通信的基礎(chǔ)理論，而后能夠利用仿真手段評估理論可行性和先進(jìn)性，并能夠靈活應(yīng)用所學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自己的研究設(shè)計。為此，通過對多年的教學(xué)研究總結(jié)，本團(tuán)隊(duì)在通信原理實(shí)驗(yàn)中將基礎(chǔ)訓(xùn)練、單元訓(xùn)練、綜合訓(xùn)練相結(jié)合，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)與設(shè)計實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，最終達(dá)到使學(xué)生對通信系統(tǒng)有一個全面了解的基礎(chǔ)上，通過“搭積木”的方式，完成通信系統(tǒng)的原理性設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。在實(shí)驗(yàn)平臺的搭建上形成如下特點(diǎn):第一，硬件平臺采用模塊化設(shè)計，可支持“通信原理”中的各類模擬、數(shù)字通信的單元實(shí)驗(yàn)、平臺中的各種接口支持各類波形的觀測，強(qiáng)化和提升學(xué)生對基本概念的理解;第二，更加注重基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練與升華，如對PCM、DPCM、CVSD、ASK、FSK、PSK(DPSK)、MSK、GMSK、QPSK、QAM編解碼等實(shí)驗(yàn)進(jìn)行扎實(shí)訓(xùn)練過關(guān)，在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，可讓學(xué)生根據(jù)自己的能力特點(diǎn)，適當(dāng)選做一些設(shè)計性的課題，比如基于單片機(jī)(ARM)、A/D、DA、FPGA的數(shù)字振蕩器的設(shè)計，各類調(diào)制解調(diào)通信實(shí)驗(yàn)等;第三，實(shí)驗(yàn)平臺配合將學(xué)院建設(shè)的“無線通信技術(shù)研發(fā)與測試平臺”，利用AgilentADS通信系統(tǒng)設(shè)計仿真軟件，將信號發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀集中在一起，在取代傳統(tǒng)示波器和替代高檔頻譜分析儀的基礎(chǔ)上，可完成較復(fù)雜的數(shù)字通信綜合實(shí)驗(yàn)，如信噪比對模擬、數(shù)字基帶調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的傳輸誤碼率影響的研究、現(xiàn)代數(shù)字解調(diào)實(shí)驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容，其中ADS軟件系統(tǒng)主要有通信系統(tǒng)仿真軟件包(E8852A)、射頻微波電路設(shè)計軟件包(E9004A－AK6)、3GPPWCDMA設(shè)計庫(E8875A)、高級通信系統(tǒng)模型庫(E8827A)等，該平臺使學(xué)生能夠接觸到業(yè)界最先進(jìn)的工具，取得良好的效果;第四，加強(qiáng)校外實(shí)踐基地的建設(shè)，推進(jìn)與廈門市電信局、聯(lián)想移動通信科技有限公司、廈門市華泰視通科技有限公司、廈門工程機(jī)械股份有限公司、廈華恒達(dá)數(shù)據(jù)通訊設(shè)備有限公司等多家單位的合作，建立長期穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地，開展實(shí)踐教學(xué)活動，促進(jìn)本課程校外實(shí)踐基地的建設(shè)。

筆者根據(jù)集美大學(xué)近幾年來的“通信原理”教學(xué)實(shí)踐，適應(yīng)通信新技術(shù)發(fā)展需要進(jìn)行課程改革，取得良好的教學(xué)效果，促進(jìn)了學(xué)生對通信原理課程內(nèi)涵的深刻理解和對該課程知識體系的良好掌握，提高了學(xué)生的實(shí)際動手能力，較好地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性和學(xué)習(xí)興趣。

作者：陳朝陽 劉璟 查時應(yīng) 單位：集美大學(xué)信息工程學(xué)院 上海遠(yuǎn)洋海事培訓(xùn)中心

第6篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

從實(shí)踐來看，當(dāng)前我國數(shù)字光纖通信設(shè)備技術(shù)相關(guān)技術(shù)的維護(hù)主要表現(xiàn)在兩個方面：第一，對數(shù)字光纖通信設(shè)備進(jìn)行定期或不定期的檢測；第二，對現(xiàn)代數(shù)字光纖通信設(shè)備管理系統(tǒng)中存在的各種問題與故障進(jìn)行有效的處理。

（1）對數(shù)字光纖通信設(shè)備進(jìn)行有效的檢測

基于傳統(tǒng)的設(shè)備檢測方式和方法，結(jié)合當(dāng)前我國數(shù)字光纖通信設(shè)備的運(yùn)作特點(diǎn)，數(shù)字光纖通信設(shè)備中的各項(xiàng)電接口指標(biāo)處于穩(wěn)定狀態(tài)以后，通常是免測試的。但對于現(xiàn)代數(shù)字光纖通信設(shè)備中的光接口指標(biāo)與參數(shù)而言，則應(yīng)當(dāng)時刻把握其運(yùn)行狀態(tài)，并且還要定期的進(jìn)行試驗(yàn)和測試，以保證光傳輸線路不受外界變化的影響。數(shù)字光纖設(shè)備中的激光器偏置電流應(yīng)當(dāng)時刻觀測。這樣可以全面的掌握LD設(shè)備的工作狀態(tài)。

激光器中的電流變化是功率自動控制電流工作狀態(tài)的真實(shí)反映，同時還可以反映出LD設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)。對于數(shù)字光纖通信設(shè)備而言，加強(qiáng)對其工作過程中的電源測試是非常必要的，這關(guān)系著數(shù)字光纖通信設(shè)備及其系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)；同時，通過對該系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，可以有效地分析和發(fā)現(xiàn)通信系統(tǒng)中存在的實(shí)際問題，并在此基礎(chǔ)上及時采取有效的處理措施予以應(yīng)對。對數(shù)字光纖通信設(shè)備進(jìn)行有效的檢測，不僅要求具體檢測人員對數(shù)字光纖通信設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行全面的掌握，而且還要具備非常豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，這樣才能保證檢測效果的實(shí)效性與準(zhǔn)確性。對于數(shù)字光纖通信設(shè)備而言，通常是利用微機(jī)設(shè)備對其進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)控，這對該設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行定期的檢測非常的方便和及時。

（2）教字光纖通信設(shè)備及通信系統(tǒng)中的問題處理

基于當(dāng)前國內(nèi)光纖通信設(shè)備的維護(hù)實(shí)踐與通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中存在的故障和問題分析，其主要表現(xiàn)在以下方面：光端機(jī)控制板上顯示出故障和問題報警信號，比如電源故障、收亮光、PCM中斷、LD壽命告警等；數(shù)字建用設(shè)備所顯示的故障告警，如電源故障、支路系統(tǒng)的輸入信號消失、電源變換器出現(xiàn)問題、群輸入信號消失，接收對端告警以及幀失步等；PCM基群中的相關(guān)設(shè)備顯示出現(xiàn)故障報警，比如電源出現(xiàn)故障、變換器出現(xiàn)問題、基群中的信號輸入出現(xiàn)中斷以及幀失步和誤碼率超限等。針對以上數(shù)字光纖通信系統(tǒng)運(yùn)行過程中所出現(xiàn)的問題和故障，筆者認(rèn)為應(yīng)當(dāng)對問題和故障出現(xiàn)的原因與部位進(jìn)行全面的判定，而且故障和主要問題確定的重要依據(jù)是通信設(shè)備中的報警指示。對于數(shù)字光纖通信設(shè)備及其運(yùn)行系統(tǒng)而言，故障和問題報警設(shè)備的布設(shè)基本要求是：上游的故障報警應(yīng)當(dāng)包含于下游故障報警信息之中，并且下游的故障與問題告警也體現(xiàn)在上游故障報警之中?？偠灾瑪?shù)字光纖通信設(shè)備出現(xiàn)故障時，可以及時地被發(fā)現(xiàn)。比如，相同光傳輸線路中，光接收機(jī)沒有發(fā)出報警指示，若上游光發(fā)送過程中也出現(xiàn)了無光報警，那么一定要考慮光發(fā)送盤可能出現(xiàn)了問題。

數(shù)字光纖通信設(shè)備的管理

對于光纖通信設(shè)備進(jìn)行管理，實(shí)際上是一項(xiàng)非常長期而又復(fù)雜的工作，筆者認(rèn)為，只有加強(qiáng)對數(shù)字光纖通信設(shè)備的有效管理，梳理好數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中的各項(xiàng)內(nèi)容，才能保證通信設(shè)備與通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）建立健全網(wǎng)絡(luò)管理與服務(wù)系統(tǒng)

通過網(wǎng)絡(luò)管理平臺和服務(wù)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對光纖通信設(shè)備與相關(guān)系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)問題和故障，可以及時準(zhǔn)確地進(jìn)行處理。此外，還要建立健全系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)控管理網(wǎng)絡(luò)，并認(rèn)真做好各項(xiàng)管理記錄，為日后的研究和分析提供準(zhǔn)確的數(shù)字依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。通過對這些歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，可以及時地排查出運(yùn)行系統(tǒng)中所存在的各種問題與故障，為管理工作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（2）進(jìn)一步細(xì)化光纖通信設(shè)備管理工作流程

就當(dāng)前實(shí)際使用過程中的所有光纖通信設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確的統(tǒng)計，通過編號的形式予以明確。例如，對于光端機(jī)進(jìn)行數(shù)字編號，并根據(jù)通信技術(shù)流程來編制通信設(shè)備的實(shí)然位置。對數(shù)字通信設(shè)備建立檔案，以保證相關(guān)操作人員可以順利地開展維護(hù)與管理工作。

（3）加強(qiáng)專業(yè)維護(hù)與管理隊(duì)伍建設(shè)

對于數(shù)字光纖通信設(shè)備而言，作為一種高科技的通信產(chǎn)品，必須要有非常專業(yè)的工作人員和團(tuán)隊(duì)進(jìn)行維護(hù)與管理，方可保證其正常運(yùn)行。從這一層面而言，加強(qiáng)專業(yè)維護(hù)與管理隊(duì)伍建設(shè)，建立高效率、專業(yè)化的維護(hù)與管理團(tuán)隊(duì)是數(shù)字光纖通信設(shè)備能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行的重要支撐點(diǎn)和基礎(chǔ)保障。

（4）對數(shù)字光纖通信設(shè)備及系統(tǒng)加強(qiáng)監(jiān)控，減少外界環(huán)境的不利影響

光纖通信設(shè)備與通信系統(tǒng)是不可分割的，通過對數(shù)字光纖通信系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控，可準(zhǔn)確地判定數(shù)字光纖通信設(shè)備是否處于正常的工作狀態(tài)。實(shí)踐中我們可以看到，數(shù)字光纖通信系統(tǒng)可以有效地、直觀地反應(yīng)出問題和故障的所在。因此外要注意外部條件對數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的不利影響。比如，自然現(xiàn)象中的太陽黑子如果運(yùn)動過于劇烈，則會導(dǎo)致電磁場能量的增加，通信信號必將受到強(qiáng)烈的于擾；同時，潮濕的運(yùn)作環(huán)境也會對數(shù)字光纖通信設(shè)備產(chǎn)生一定的影響，進(jìn)行降低其使用壽命；此外，還要注意雷電等自然現(xiàn)象的影響，雷電現(xiàn)象發(fā)生時，會對光纖通信設(shè)備發(fā)出了信號產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響，因此應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)管理。

第7篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

關(guān)鍵詞 數(shù)字濾波技術(shù) 應(yīng)用現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

隨著信息時代數(shù)字時代的到來，數(shù)字濾波技術(shù)已經(jīng)成為一門極其重要的學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域，例如數(shù)字電視、語音、通信、雷達(dá)、聲納、遙感、圖像、生物醫(yī)學(xué)以及許多工程應(yīng)用領(lǐng)域。以往的濾波器大多采用模擬電路技術(shù)，但是，模擬電路技術(shù)存在很多難以解決的問題，例如，模擬電路元件對溫度的敏感性，等等。而采用數(shù)字技術(shù)則避免很多類似的難題，當(dāng)然數(shù)字濾波器在其他方面也有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，這些都是模擬技術(shù)所不能及的，所以采用數(shù)字濾波器對信號進(jìn)行處理是目前的發(fā)展方向。

1數(shù)字濾波器的優(yōu)點(diǎn)

（1）信噪比高。數(shù)字濾波器中主要的噪聲源是在數(shù)字系統(tǒng)之前的模擬電路中引入的電路噪聲，以及在數(shù)字系統(tǒng)輸入端的模數(shù)轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的量化噪聲。這些噪聲在數(shù)字系統(tǒng)的運(yùn)算中可能會被放大，但如果在設(shè)計數(shù)字濾波器時采用合適的結(jié)構(gòu)，可以以降低輸入噪聲對系統(tǒng)性能的影響。（2）可靠性高。只要在數(shù)字電路的工作環(huán)境下，數(shù)字濾波器就能夠穩(wěn)定可靠的工作。（3）數(shù)字濾波器可以實(shí)現(xiàn)精確的線性相位和多速率處理等模擬濾波器無法實(shí)現(xiàn)的功能。（4）精度高。數(shù)字濾波器只要提高字長，可以實(shí)現(xiàn)任意精度的信號處理。（5）靈活性大。數(shù)字濾波器實(shí)現(xiàn)更加靈活，可用計算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，也可用大規(guī)模集成數(shù)字硬件實(shí)現(xiàn)。除此之外，數(shù)字濾波器還具有易于大規(guī)模集成、自適應(yīng)算法、并行處理等優(yōu)點(diǎn)。但是經(jīng)典數(shù)字濾波器的設(shè)計還存在著一些缺點(diǎn)，如IIR（無限沖擊響應(yīng)）濾波器所用存儲單元少，經(jīng)濟(jì)且效率高，但是系統(tǒng)不穩(wěn)定，且其相位是非線性的；FIR（有限沖擊響應(yīng)）濾波器可以得到嚴(yán)格的線性相位，卻需要用較高的階數(shù)來實(shí)現(xiàn)其高選擇性，所以成本較高，信號延遲也較大。上述Miroslav等人提出的方案這些問題都有能得以解決。

2數(shù)字濾波器的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

在信號處理過程中，所處理的信號往往混有噪音，從接收到的信號中消除或減弱噪音是信號傳輸和處理中十分重要的問題。根據(jù)有用信號和噪音的不同特性，提取有用信號的過程稱為濾波，實(shí)現(xiàn)濾波功能的系統(tǒng)稱為濾波器。在近代電信設(shè)備和各類控制系統(tǒng)中，數(shù)字濾波器應(yīng)用極為廣泛，這里只列舉部分應(yīng)用最成功的領(lǐng)域。

2.1語音處理

語音處理是最早應(yīng)用數(shù)字濾波器的領(lǐng)域之一，也是最早推動數(shù)字信號處理理論發(fā)展的領(lǐng)域之一。該領(lǐng)域主要包括5個方面的內(nèi)容：第一，語音信號分析。即對語音信號的波形特征、統(tǒng)計特性、模型參數(shù)等進(jìn)行分析計算；第二，語音合成。即利用專用數(shù)字硬件或在通用計算機(jī)上運(yùn)行軟件來產(chǎn)生語音；第三，語音識別。即用專用硬件或計算機(jī)識別人講的話，或者識別說話的人；第四，語音增強(qiáng)。即從噪音或干擾中提取被掩蓋的語音信號。第五，語音編碼。主要用于語音數(shù)據(jù)壓縮，目前已經(jīng)建立了一系列語音編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)，大量用于通信和音頻處理。

2.2圖像處理

數(shù)字濾波技術(shù)以成功地應(yīng)用于靜止圖像和活動圖像的恢復(fù)和增強(qiáng)、數(shù)據(jù)壓縮、去噪音和干擾、圖像識別以及層析X射線攝影，還成功地應(yīng)用于雷達(dá)、聲納、超聲波和紅外信號的可見圖像成像。在現(xiàn)代通信技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，幾乎沒有一個分支不受到數(shù)字濾波技術(shù)的影響。信源編碼、信道編碼、調(diào)制、多路復(fù)用、數(shù)據(jù)壓縮以及自適應(yīng)信道均衡等，都廣泛地采用數(shù)字濾波器，特別是在數(shù)字通信、網(wǎng)絡(luò)通信、圖像通信、多媒體通信等應(yīng)用中，離開了數(shù)字濾波器，幾乎是寸步難行。其中，被認(rèn)為是通信技術(shù)未來發(fā)展方向的軟件無線電技術(shù)，更是以數(shù)字濾波技術(shù)為基礎(chǔ)。

2.3電視、雷達(dá)

數(shù)字電視取代模擬電視已是必然趨勢。高清晰度電視的普及指日可待，與之配套的視頻光盤技術(shù)已形成具有巨大市場的產(chǎn)業(yè)；可視電話和會議電視產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代。視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)所取得的成就和標(biāo)準(zhǔn)化工作，促成了電視領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，而數(shù)字濾波器及其相關(guān)技術(shù)是視頻壓縮和音頻壓縮技術(shù)的重要基礎(chǔ)。雷達(dá)信號占有的頻帶非常寬，數(shù)據(jù)傳輸速率也非常高，因而壓縮數(shù)據(jù)量和降低數(shù)據(jù)傳輸速率是雷達(dá)信號數(shù)字處理面臨的首要問題。告訴數(shù)字器件的出現(xiàn)促進(jìn)了雷達(dá)信號處理技術(shù)的進(jìn)步。在現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)中，數(shù)字信號處理部分是不可缺少的，因?yàn)閺男盘柕漠a(chǎn)生、濾波、加工到目標(biāo)參數(shù)的估計和目標(biāo)成像顯示都離不開數(shù)字濾波技術(shù)。雷達(dá)信號的數(shù)字濾波器是當(dāng)今十分活躍的研究領(lǐng)域之一。聲納信號處理分為兩大類，即有源聲納信號處理和無源聲納信號處理，有源聲納系統(tǒng)涉及的許多理論和技術(shù)與雷達(dá)系統(tǒng)相同。

2.4音樂

數(shù)字濾波器為音樂領(lǐng)域開辟了一個新局面，在對音樂信號進(jìn)行編輯、合成、以及在音樂中加入交混回響、合聲等特殊效果特殊方面，數(shù)字濾波技術(shù)都顯示出了強(qiáng)大的威力。數(shù)字濾波器還可用于作曲、錄音和播放，或?qū)εf錄音帶的音質(zhì)進(jìn)行恢復(fù)等。

數(shù)字濾波器的應(yīng)用領(lǐng)域如此廣泛，以至于想完全列舉他們是根本不可能的，除了以上幾個領(lǐng)域外，還有很多其他的應(yīng)用領(lǐng)域。例如，在軍事上被大量應(yīng)用于導(dǎo)航、制導(dǎo)、電子對抗、戰(zhàn)場偵察；在電力系統(tǒng)中被應(yīng)用于能源分布規(guī)劃和自動檢測；在環(huán)境保護(hù)中被應(yīng)用于對空氣污染和噪聲干擾的自動監(jiān)測，在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中被應(yīng)用于股票市場預(yù)測和經(jīng)濟(jì)效益分析等等。

參考文獻(xiàn)

第8篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】數(shù)字集群；350兆；無線覆蓋；TETRA

一、濱海新區(qū)350兆數(shù)字集群系統(tǒng)的研究背景

數(shù)字集群共網(wǎng)是一種利用現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)，共用頻率、共用設(shè)施、共享覆蓋、共享業(yè)務(wù)、分擔(dān)費(fèi)用，使每個部門在集群網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上建立功能性的虛擬專網(wǎng)，從而享受方便、可靠服務(wù)的數(shù)字集群組網(wǎng)方式。北京、上海、廣州、深圳等地已經(jīng)建設(shè)了數(shù)字集群政府共網(wǎng)，為應(yīng)急聯(lián)動部門提供了統(tǒng)一、安全、快速、高效的無線指揮調(diào)度系統(tǒng)，保障了各類大型活動和重大事件的指揮調(diào)度通信暢通。

天津市濱海新區(qū)公安局研究采用先進(jìn)的TETRA技術(shù)，建成一套覆蓋新區(qū)全境的350兆TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)，建立安全、可靠、靈活的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，為天津?yàn)I海新區(qū)各部門的專業(yè)用戶提供統(tǒng)一、高效的話音通信和數(shù)據(jù)應(yīng)用。

二、濱海新區(qū)警用350兆TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)的總體設(shè)計

（一）設(shè)計原則

按照統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)原則，建設(shè)覆蓋新區(qū)全境的350兆TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)。

1、可靠性 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計采用多級故障弱化模式和冗余備份機(jī)制，有效提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2、先進(jìn)性 系統(tǒng)采用先進(jìn)的主流技術(shù)來保證系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)計科學(xué)合理，符合用戶實(shí)際應(yīng)用需求。

3、實(shí)用性 系統(tǒng)采用統(tǒng)一網(wǎng)管，使用全中文操作界面，界面友好、易于操作，方便管理人員對系統(tǒng)及設(shè)備實(shí)施維護(hù)和管理。

（二）系統(tǒng)設(shè)計

1、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

《公安數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)總體技術(shù)規(guī)范》

2、工作頻段

351MHz—356MHz（移動終端發(fā)、基站收）；

361MHz—366MHz（基站發(fā)、移動終端收）；

雙工間隔為10MHz。

3、無線覆蓋范圍

實(shí)現(xiàn)天津市濱海新區(qū)全區(qū)的室外覆蓋，包括天津港、天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、天津保稅區(qū)、塘沽、漢沽、大港等區(qū)域的覆蓋。

4、用戶容量要求

5000終端用戶。

（三）系統(tǒng)總體架構(gòu)

1、建設(shè)規(guī)模

建立2部交換機(jī)、1套網(wǎng)管系統(tǒng)、60個調(diào)度臺、30個基站、5000部移動終端。

2、無線基站規(guī)劃

隨著濱海新區(qū)的成立，現(xiàn)代化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快，新區(qū)開發(fā)開放的全面推進(jìn)，新區(qū)人口聚集明顯提速。結(jié)合濱海新區(qū)的地理特征，規(guī)劃建設(shè)20個基站實(shí)現(xiàn)新區(qū)主要地區(qū)的室外覆蓋，包括天津港、天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)、天津保稅區(qū)、塘沽、漢沽、大港等人口密集區(qū)域的無線覆蓋；規(guī)劃建設(shè)10個基站實(shí)現(xiàn)新區(qū)其他非人口密集區(qū)域的無線覆蓋。

3、系統(tǒng)組成

濱海新區(qū)警用350兆TETRA數(shù)字集群系統(tǒng)由2個TETRA數(shù)字交換機(jī)、30個TETRA基站以及調(diào)度臺、網(wǎng)管終端等應(yīng)用系統(tǒng)組成，實(shí)現(xiàn)新區(qū)的全境覆蓋。數(shù)字交換中心控制設(shè)備和基站間通過2M傳輸鏈路相連。

（四）系統(tǒng)功能

1、組呼功能

TETRA系統(tǒng)具有強(qiáng)大的組呼功能。主要包括用戶身份認(rèn)證、通話組掃描、優(yōu)先掃描、動態(tài)重組，遲后進(jìn)入、通話組合并、預(yù)占優(yōu)先、緊急組呼等等功能。

2、單呼功能

TETRA系統(tǒng)具有私密的個呼功能。系統(tǒng)能夠?qū)τ脩舻膫€呼權(quán)限進(jìn)行設(shè)置。包括TETRA網(wǎng)內(nèi)的全雙工個呼、半雙工個呼和與PSTN/PABX的全雙工個呼。

3、全呼功能

TETRA系統(tǒng)具有高級別的全呼功能。該呼叫具有最高的掃描優(yōu)先級，一旦發(fā)起呼叫，即使終端正在進(jìn)行組呼，也會自動轉(zhuǎn)入系統(tǒng)全呼。

4、電話互聯(lián)功能

TETRA系統(tǒng)提供電話互聯(lián)業(yè)務(wù)。主叫用戶撥打被叫用戶號碼，然后按通話鍵，被叫用戶的終端振鈴，按通話鍵應(yīng)答。

5、優(yōu)先呼叫功能

TETRA系統(tǒng)提供豐富的優(yōu)先呼叫。高優(yōu)先級的用戶發(fā)起優(yōu)先呼叫，系統(tǒng)繁忙時將優(yōu)先獲取通話信道建立呼叫。

6、縮位尋址功能

TETRA終端支持個人呼叫縮位撥號，即縮位尋址。用戶只需要輸入被叫號碼的低位號碼，終端自動根據(jù)本終端號碼補(bǔ)齊相應(yīng)的高位，發(fā)起呼叫。

7、緊急呼叫功能

緊急呼叫是TETRA系統(tǒng)中最重要的呼叫之一，對信令和接入資源具有最高優(yōu)先級，系統(tǒng)在功能設(shè)計上要能在任何情況下都保證呼叫能被接通。

8、通播組呼叫功能

調(diào)度員可以多種方式對多個通話組進(jìn)行通播。通播的通話組及區(qū)域可以在呼叫請求時由調(diào)度員選擇。

三、濱海新區(qū)350兆數(shù)字集群系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）地理信息系統(tǒng)應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）應(yīng)用主要將公安現(xiàn)有GIS系統(tǒng)與350兆TETRA系統(tǒng)融合，將現(xiàn)有GIS數(shù)據(jù)庫與信息處理平臺中定位數(shù)據(jù)子系統(tǒng)相連接。用戶需在定位數(shù)據(jù)子系統(tǒng)中將現(xiàn)有用戶定位信息格式與TETRA終端LIP格式進(jìn)行分別分析，并轉(zhuǎn)換成GIS系統(tǒng)或TETRA二次開發(fā)電子地圖中可識別的方式。在不影響現(xiàn)有指揮調(diào)度的情況下，現(xiàn)有GIS地圖上能夠顯示出350兆TETRA移動終端的位置。也可以在自行研發(fā)的GIS地圖上顯示出TETRA移動終端和GIS數(shù)據(jù)庫用戶的位置信息。從而實(shí)現(xiàn)以地理信息系統(tǒng)（GIS）為基礎(chǔ)的電子地圖上對現(xiàn)場人員、車輛的實(shí)時定位、跟蹤，實(shí)時監(jiān)控和警員個人信息顯示，實(shí)現(xiàn)巡防力量在地理信息系統(tǒng)中的動態(tài)標(biāo)注、管理；實(shí)現(xiàn)對公安警力日常到崗到位的可視化展示、考核；方便進(jìn)行可視化指揮調(diào)度。

（二）接處警系統(tǒng)應(yīng)用

指揮中心接處警系統(tǒng)和350兆TETRA系統(tǒng)是兩個相對獨(dú)立的系統(tǒng)，TETRA系統(tǒng)提供了一種安全有效的無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，將兩者有機(jī)的結(jié)合起來。濱海新區(qū)公安局指揮中心接處警系統(tǒng)在350兆TETRA系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能夠?qū)崿F(xiàn)警務(wù)信息、GPS車輛定位等新的業(yè)務(wù)功能。譬如，指揮中心將警情信息發(fā)送給持有TETRA系統(tǒng)終端的警員，警員再通過TETRA系統(tǒng)實(shí)時反饋處警信息。接處警系統(tǒng)能夠通過信息處理子系統(tǒng)接收到出勤警員及車輛的狀態(tài)信息、位置信息等信息。指揮中心接處警員接到報警后，根據(jù)報警情況，對相應(yīng)的分局進(jìn)行布控，并指令相關(guān)的巡邏車和民警前去處理，接處警系統(tǒng)會根據(jù)巡邏車和民警的編號，通過信息處理子系統(tǒng)和TETRA系統(tǒng)將警務(wù)信息發(fā)送到相關(guān)人員的TETRA移動終端設(shè)備上。同時，也可通過TETRA系統(tǒng)調(diào)度臺對現(xiàn)場巡邏車和民警進(jìn)行無線語音指揮調(diào)度。

第9篇：現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】用戶信息采集系統(tǒng) 智能電網(wǎng) 負(fù)控終端

伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及計算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用，供電企業(yè)的日常運(yùn)行管理中也已經(jīng)開始廣泛使用高科技技術(shù)。在供電企業(yè)的營銷管理中，用電信息采集系統(tǒng)是一個已經(jīng)應(yīng)用的較為成熟的項(xiàng)目。其是一種基于計算機(jī)技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、電力營銷技術(shù)的操作管理平臺，能夠給供電企業(yè)的用電管理提供巨大的技術(shù)支持。

1 用電信息采集系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計

1.1 構(gòu)成部分

用電信息采集系統(tǒng)基于計算機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)、電力營銷技術(shù)下的通信平臺。其構(gòu)成部分主要為軟硬件，包括主站系統(tǒng)、通信通道、集抄終端、安全防護(hù)等一系列設(shè)備等。

1.2 安全防護(hù)體系

安全防護(hù)體系包括密鑰管理、三級密鑰管理等。在使用用電信息采集系統(tǒng)的過程中制定嚴(yán)格的使用管理制度，與密碼通行制度。用電信息采集系統(tǒng)中的任何功能的實(shí)現(xiàn)都需要單獨(dú)的權(quán)限來進(jìn)行操作，同時在操作過程中相關(guān)的記錄會進(jìn)行保存。另外，為了保證系統(tǒng)使用的安全，防止網(wǎng)絡(luò)病毒攻擊，系統(tǒng)需要安裝常用與專業(yè)的防病毒入侵檢測與殺毒軟件。同時，系統(tǒng)管理員要定期對系統(tǒng)的使用安全進(jìn)行檢查。

1.3 采集方案

專變客戶：對100kVA以及以上的專變客戶通230M無線專用信道采集；對于50-100kVA專變客戶通過GPRS無線公網(wǎng)通道采集。低壓客戶：低壓客戶采集方案為小范圍內(nèi)先行集中采集，然后再統(tǒng)一上傳至主站系統(tǒng)處理。

2 用電信息采集系統(tǒng)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用

2.1 遠(yuǎn)程抄表

通過遠(yuǎn)程抄表這一功能的應(yīng)用能夠收集用戶的各類詳細(xì)數(shù)據(jù)，包括戶號、戶名用電地質(zhì)、最大需求量值、最大需量值發(fā)生時間等等。居民用電抄表系統(tǒng)是用電信息采集系統(tǒng)中主要功能構(gòu)成部分之一。供電企業(yè)營銷部門可以與該系統(tǒng)進(jìn)行信息共享。電力用戶在使用過程中每戶都已經(jīng)配備電表集抄器，利用該系統(tǒng)可以將分散的電表集抄器通過共享的方式進(jìn)行統(tǒng)計，然后把統(tǒng)計結(jié)果錄入到供電營銷部門的使用系統(tǒng)中去，最后可以根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來進(jìn)行電費(fèi)核算即可。

2.2 超容量整治

利用用電信息采集系統(tǒng)開展超容量整理工作主要分為三個步驟。

（1）使用該系統(tǒng)的負(fù)控終端數(shù)據(jù)來計算電力用戶的最大需量與二次電流，在獲得相關(guān)數(shù)據(jù)后對電力用戶的用電負(fù)荷進(jìn)行計算。

（2）利用負(fù)控網(wǎng)絡(luò)打印用電負(fù)荷的相關(guān)數(shù)據(jù)，并且選擇相應(yīng)時間段來計算出電力用戶的用電負(fù)荷。

（3）根據(jù)實(shí)際情況來發(fā)相關(guān)致用戶函件，并且附上所打印的相關(guān)數(shù)據(jù)圖表，電力用戶需要在收到通知的限定時間內(nèi)進(jìn)行增容處理，并且需要法人代表簽字。

2.3 反違約用電

違約用電主要的表現(xiàn)就是竊電。而竊電就是利用各種隱蔽的手段來非法占用電能。供電企業(yè)通常發(fā)現(xiàn)竊電行為的策略有在日常抄表的時候發(fā)現(xiàn)，通過用戶的用電數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，通過用電檢查發(fā)現(xiàn)。對于供電企業(yè)來說反違約用電是用電檢查中不可忽視的步驟之一。用電信息采集系統(tǒng)以及日常抄表、用電檢查等工作步驟相應(yīng)配合可以有針對性的對電力用戶的電力使用情況開展總體與局部的分析，然后通過分析過來斷定電力用戶的用電情況是否異常。

如發(fā)現(xiàn)任何異常需要進(jìn)一步的調(diào)查用戶用電信息，通過用電檢查來獲取用戶的竊電證據(jù)。利用用電信息采集系統(tǒng)負(fù)控終端進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)督控制以及異常情況警報能夠有效提升反竊電工作的有效性。其作為維護(hù)供用電秩序的重要方式需要大力普及推廣，用以防止竊電、違約用電。

2.4 有序用電

有序用電即為在地區(qū)政府的領(lǐng)導(dǎo)下針對可以預(yù)測的電力供應(yīng)不足的情況，綜合使用行政、經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等方式來對用電管理進(jìn)行進(jìn)一步的控制管理，以最大程度的優(yōu)化電力資源配置，保障可靠安全平穩(wěn)的用電秩序。盡力調(diào)節(jié)供電矛盾，降低其給社會帶來的負(fù)面影響。有序用電即為通知用戶合理安排用電情況，以便電力用戶可以及時調(diào)整電力使用。如處于功率控制與跳閘控制投入之前，供電企業(yè)可以選擇以短信的方式來提醒用戶有序的根據(jù)用電計劃來降低負(fù)荷。當(dāng)功率控制投入后如果用戶超限用電，則以短信的方式來提醒用戶自覺降低負(fù)荷，如在規(guī)定的時間內(nèi)沒有降低到規(guī)定規(guī)定界限，系統(tǒng)將會自動發(fā)出跳閘信號進(jìn)行提醒，以強(qiáng)制的手段來降低用戶負(fù)荷。利用用電信息采集系統(tǒng)進(jìn)行有序用電管理的步驟為：設(shè)置基本參數(shù)――限電措施設(shè)置――預(yù)警方案設(shè)置――限電計劃下發(fā)――投入運(yùn)行。在設(shè)計明確了每個用戶的預(yù)警方案后，供電企業(yè)需要配合地區(qū)的缺電情況來對終端下發(fā)警報等級。在預(yù)警等級已下發(fā)后終端就會根據(jù)設(shè)定的周期來進(jìn)行限電的管制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有序用電的目的。

2.5 線損管理

線損管理即為電能在傳輸過程中所不可避免的形成的用功、無功電能與電壓的損失。發(fā)電機(jī)傳遞電能到電力用戶的過程中需要一系列步驟。其中必須經(jīng)過多個輸變電元件，當(dāng)電能經(jīng)過輸變電元件的時候，該元件所附帶的電阻與電抗會導(dǎo)致電能消耗，導(dǎo)致電能的流失。計量設(shè)備誤差、設(shè)備泄露等情況同樣也會形成電能流失。通過用電信息采集系統(tǒng)能夠?qū)€損加強(qiáng)管理。對于公用變壓器的監(jiān)測來說，用電信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時性與精確性，并且可以直接開展線損統(tǒng)計以及負(fù)荷分析，第一時間發(fā)掘變壓器等種種異?，F(xiàn)象，給工作人員提供更加準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，以第一時間有效的措施來提升變壓的運(yùn)行率，降低線損。利用用電信息采集系統(tǒng)在公用變壓器負(fù)控終端和居民集抄器可以有效提升抄表的工作效率，減少抄表失誤。利用用電信息采集系統(tǒng)所獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析能夠?qū)ε_區(qū)進(jìn)行在線的線損管理，以提升臺區(qū)檢查水平，改善反竊電的工作情況。建立分片、分壓、分線與分臺區(qū)的線損管理，得出線損異常的原因以及相應(yīng)的降低損耗的策略。

2.6 用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)

2.6.1 通信技術(shù)

通信技術(shù)是用電信息采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)性技術(shù)。當(dāng)前用電信息采集系統(tǒng)中的通信技術(shù)主要包括無線公網(wǎng)通信、有電力線載波通信、光纖通信等等。無線公網(wǎng)通信的運(yùn)行成本較高，維護(hù)及時性較弱，局部地區(qū)信號不佳，數(shù)據(jù)采集難度大。電力線載波通信施工過程簡便，不需要重新布線，缺陷在于通信過程的可靠性、安全性欠缺。光纖通信技術(shù)的一次性投入成本過高，布線難度大。

2.6.2 主站應(yīng)用技術(shù)

用電信息采集系統(tǒng)的主站運(yùn)行模式可以分為集中式與分布式兩種。其中集中式運(yùn)行模式的投資成本較低，運(yùn)行維護(hù)工作統(tǒng)一，但是其一旦發(fā)生故障涉及范圍較大，對系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理能力的要求較高。分布式運(yùn)行模式對企業(yè)內(nèi)部信息網(wǎng)的安全可靠性要求較低，網(wǎng)絡(luò)資源負(fù)擔(dān)夜宵，但是投資成本過大。在實(shí)際應(yīng)用方面，用電信息采集系統(tǒng)主站主要用于滿足電費(fèi)核算、電量分析、線損控制、電能計量裝置等日常業(yè)務(wù)需求。

2.6.3 智能費(fèi)控技術(shù)

用電信息采集系統(tǒng)主站會自動發(fā)送催費(fèi)預(yù)警，告知電力用戶及時電費(fèi)。智能費(fèi)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式包括主站費(fèi)控技術(shù)、采集終端費(fèi)控技術(shù)以及電能表費(fèi)控技術(shù)。

（1）主站電費(fèi)技術(shù)。主站開展電費(fèi)余額與預(yù)警金額限制的對比，電費(fèi)余額與跳閘金額限值，如果兩者數(shù)據(jù)相同或前者小于后者限值則采集系統(tǒng)會自動執(zhí)行跳閘命令停止對用戶的供電行為。只有當(dāng)電力用戶結(jié)清相關(guān)費(fèi)用之后才能夠恢復(fù)正常供電。

（2）電能表費(fèi)控技術(shù)。電力用戶的繳費(fèi)情況、各項(xiàng)參數(shù)數(shù)據(jù)會通過主站發(fā)送到電能表進(jìn)行存儲備份。當(dāng)有需要對電力用戶進(jìn)行監(jiān)測控制的時候，則可以核算出剩余電費(fèi)，根據(jù)跳閘金額限制、預(yù)警金額限制等進(jìn)行不同形式的警告。只有當(dāng)用戶繳清欠費(fèi)之后才能夠恢復(fù)正常供電。

（3）采集終端費(fèi)控技術(shù)。采集終端開展費(fèi)控管理，提示費(fèi)控信息并且進(jìn)行相應(yīng)的繳費(fèi)預(yù)警或跳閘控制。

3 結(jié)束語

綜上所述，用電信息采集系統(tǒng)不僅僅能夠保障供電企業(yè)的日常正常運(yùn)行，還能夠有效提升供電企業(yè)的工作效率，提升供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。從目前用電信息采集系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用情況來看，該系統(tǒng)在電力營銷領(lǐng)域中已經(jīng)發(fā)揮了巨大的作用。其將會成為供電企業(yè)與電力用戶之間溝通的橋梁，不僅僅能夠給供電企業(yè)各個部門提供信息數(shù)據(jù)與技術(shù)支持，還能夠推動供電企業(yè)電力服務(wù)質(zhì)量的提升。

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作者簡介

張曦（1975-），男，湖南省吉首市人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)為國網(wǎng)湖南省電力公司湘西供電分公司工程師。主要研究方向?yàn)殡娏ω?fù)控采集系統(tǒng)應(yīng)用及管理。