系统通信（精选12篇）
系统通信 篇1
1 应急通信概述
1.1 应急通信的定义
应急通信是指在出现自然或人为的突发性紧急情况时,综合利用各种通信资源,保障救援、紧急救助和必要通信所需的通信手段和方法,实现通信的机制。应急通信并不是独立存在的一种全新的新技术,而是各种通信技术、通信手段在紧急情况下的综合运用,其核心就是紧急情况下的通信。应急通信不仅是单纯的技术问题,还涉及管理方面。应急通信由于其不确定性,对通信网络和设备提出了一些特殊要求,这些网络和设备从技术方面提供了通信技术手段的保障。但在管理方面,还需要建立完善的应急通信管理体系,针对不同场景建立快速响应机制,协调调度最合适的通信资源,提供最及时有效的通信保障。
应急通信网(Emergency Communication Network,ECN)是指为应对突发性大型自然灾害或公共事件而快速建立的临时性通信网络,为救灾组织及人员保证通信畅通,最大限度地降低灾难损失、维护社会安全和稳定。ECN主要用于遭受地震、台风等重大自然灾害以及发生突发事件或恐怖袭击事件中[2]。
1.2 研究应急通信的目的及意义
中国是一个灾难多发、频发的国家,特别是自然灾害时有发生,给国民经济和人民生命财产造成了很大的损失。汶川地震、舟曲泥石流等,这些灾难,既考验了通信部门的应急响应能力,也考验了通信网络的应急通信保障能力。从这些经验教训中,我们逐步意识到只有在平时完善应急通信体系,达到应急通信保障的要求,才能在紧急关头发挥它的作用,减少人民生命和财产的损失。
应急通信系统是为满足各类紧急情况下的通信需求而产生的,而自然灾害、卫生事件、尤其是社会事件等突发公共安全事件发生的地点和规模都无法提前预知和准备,各类紧急情况具有如下共同特点:需要应急通信的时间一般不确定,人们无法进行事先准备,如地震、海啸、火灾、台风、泥石流等突发事件;需要应急通信的地点不确定;进行应急通信时,需要什么类型的网络不确定[3]。
1.3 应急通信的发展趋势及前景
近年来,恐怖袭击事件时有发生,给相关国家公共安全造成了严重威胁,然而应急通信涵盖的应用面相当广泛,除了公众安全、抢险救灾之外,还有战备通信等。在战争中,占领或摧毁敌方的通信设施是获取胜利的重要环节这一,这也就从根本上决定了我国的应急通信要使用自己的应急通信技术。尤其是无线电应急通信技术,是应急通信的主体和核心,积极吸取国外先进的技术为我所用,并根据我国应急通信的实际情况,发展我国的应急通信技术。
2 卫星通信概述
2.1 基本概念及原理
卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站转发或反射无线电信号,在两个或多个地球站之间进行的通信。地球站是指设在地球表面(包括地面、海洋和大气中)的无线电通信站[1]。
卫星通信系统是由空间部分(通信卫星)和地面部分(通信地面站)两大部分构成的。通信卫星实际上就是一个悬挂在空中的通信中继站[2]。它居高临下,视野开阔,只要在它的覆盖照射区以内,不论距离远近都可以通信,通过它转发和反射电报、电视、广播和数据等无线信号。静止卫星与地球相对位置的示意图如图1-1所示。
从卫星向地球引两条切线,切线夹角为17.34°,两切点间弧线距离为18101km,在这个卫星电波波束覆盖区内的地球站均可通过该卫星来实现通信。若以120°的等间隔在静止轨道上配置三颗卫星,则地球表面除了两极未被卫星波束覆盖外,其他区域均在覆盖范围内,而且其中部分区域为两个静止卫星波束的重叠地区,因此,借助于在重叠区内的地球的中继,可以实现在不同卫星覆盖区内地球站之间的通信[3]。由此可见,只要用三颗等间隔配置的静止卫星就可以实现全球通信,这一特点是任何其他通信方式不具备的。
2.2 主要特点
卫星通信具有以下优点:通信距离远,且费用与通信距离无关;覆盖面积大,可进行多址通信;通信频带宽,传输容量大,适于多种业务传输;通信线路稳定可靠,通信质量高;通信电路灵活;机动性好;可以自发自收进行监测。
同时也存在如下缺点:通信具有广播特性,较易被窃听;通信时延较长;通信链路易受外部条件影响;存在日凌中断和星蚀现象等[4]。
2.3 应急卫星通信网
卫星通信是地球站之间通过通信卫星转发器所进行的微波通信。面对地震、台风等自然灾害,卫星通信发挥着无可替代的重要作用。其受自然条件的影响极小,卫星电话等通信手段可以作为抢险救灾临时通信的主要设备。在陆地等常规通信传输系统中断或其他通信线缆未铺设到之处,它能够帮助人们实现信息传递。
我国幅员辽阔、经济相对落后,若与发达国家交战,恐怕难以掌握制电磁权与制空权。从这些实际情况出发,应急卫星通信网成为比较适合我国国情的应急通信系统。
在汶川地区发生的特大地震,地面通信设施遭到严重破坏,成为信息孤岛,而卫星通信在这次的救灾工作中发挥了重大作用。灾区与外界的首次通信联络靠的是卫星电话,地面移动通信网的恢复靠的是卫星基站,现场采访、直播报道靠的是通信卫星和移动转播车,现场指挥靠的是卫星电话、应急通信车、背负式卫星通信小站,堰塞湖无人视频监测、灾区可视电话开通靠的是宽带卫星数据采集终端。[5]针对应急通信的需求,应急卫星通信网采用VSAT卫星通信、海事卫星等远程接入方式,结合集群通信、北斗卫星、视频会议等多种业务接入手段,提高应急通信能力。
2.4 卫星通信技术在汶川地震中的应用
汶川地震严重破坏了地面公用电信网,造成大面积通信网络的全面中断,该区域内原有的有线、无线等各种通信联络方式都无效,灾区的指挥调度和救援工作受到很大影响,在这种情况下,卫星通信在汶川地震救援工作中,发挥了巨大的作用。各种卫星通信车辆、VAST终端站、卫星手机等源源不断地进入灾区,为前线救灾构建起了卫星通信网络,实现灾后通信“四个第一”:即利用卫星宽带系统送出重灾区映秀镇的第一段视频,利用海事卫星从震区打出第一个电话,利用卫星传输链路,开通震后的第一个移动基站,利用卫星应急通信指挥车和海事卫星电话,协助建立起第一个临时应急通信指挥系统。[6]
在汶川地震中,海事卫星和北斗一号卫星通信系统得到了比较多的应用。国家抗震救灾总指挥部、各级政府和相关救援部门使用各类海事卫星近438台,同时,还有一些相关应急通信队伍手中也拥有大量海事卫星终端。据估计,大约有2000部海事卫星设备为汶川地震救灾现场提供服务。目前,海事卫星通信系统具有全球覆盖、全天候、可移动、全方位、带宽大等特点,主要业务种类有语音、数据、传真、视频传输等。地震发生后,中国交通通信中心与国际海事卫星组织紧急沟通,为中国震区争取到了两倍于之前的信道资源,保证了灾区海事卫星设备和通信能力[7]。
除海事卫星和北斗一号卫星通信系统外,鑫诺、全球星、铱星、中星等卫星通信系统也在汶川地震中发挥了重要作用,可以毫不夸张地说,在汶川地震抢险救灾工作中发挥巨大作用是我国绝大多数可以调用的、集中在灾区的卫星通信设备。
这次抗震救灾活动证明了,卫星通信具有地面网络所不具备的备份性、广泛覆盖性和灵活性,不依赖地面通信条件,不受距离和地形的限制,不需要布设通信基站,在地面通信网络遭受破坏时,或在没有光纤、没有无线通信条件下,卫星通信仍然可以进行语音、数据和视频等通信服务,甚至在不具有电力条件的地方,也可保障应急通信的畅通。
3 结束语
汶川大地震提醒我们,应急通信有仅需要有序快速的通信指挥调度,更需要的是如何让受灾的人们在第一时迅速将受灾的信息准确传递出去。本文以汶川地震为例,主要研究卫星通信在应急通信中发挥的巨大作用,为以后更好的建立科学、完善的应急通信系统起到了重要作用,具有一定实际意义。
参考文献
[1]高淑婷,李文雅,姚国林.流星余迹通信的应急通信网络研究[J].郑州:河南农业职业学院,2009,2.
[2]张鹏,陈金鹰.突发自然灾害与应急通信[J].成都:成都理工大学信息工程学院,2009,1.
[3]王海涛.应急通信网络设计及其关键技术[J].南京:解放军理工大学通信工程学院,2010,1.
[4]张雪丽,王睿.应急通信新技术与系统应用[M].机械工业出版社,2010,1.
[5]王海涛.应急通信的发展现状和技术手段分析[J].解放军理工大学通信工程学院,2010,11.
[6]王秉钧,王少勇.卫星通信系统[M].机械工业出版社,2010,8.
[7]胡中豫.现代短波通信[M].国防工业出版社,2003,10.
系统通信 篇2
【摘要】经济在快速发展的现今，人员的流动以及物资的流动十分迅速，使我国的铁路运输发展越来越快，但同时人们对铁路运输的需求也变得越来越大。为了实现人员及物资的迅速运输，铁路部门在发展的过程中不断的进行创新，在保障人员和物资都安全的基础上，采用了更高的列车运行速度以及更为合理的铁路运行方案，从而使铁路发挥出其更大的作用。其中无线通信系统是铁路的重要信息交流方式，这种系统使用的是GSM-R作为通讯系统最主要的技术，但是在现今发展已经无法满足人们的需求。本篇文章就根据无线通信系统的重要性，以及如何做好无线通信系统在铁路系统中的应用以及运行进行了简要的分析阐述。
新型调度通信系统 篇3
关键词：AcroTetra TETRA 调度 无线 数字集群
1 概述
AcroTetra数字集群系统是多用户动态共享若干信道的多信道中继（转发）系统，采用全双工或半双工的通信方式，该系统更加便捷，具有高可靠性、高安全性、语音清晰、频率利用率高、接续时间短、通信距离远、抗干扰能力强、省电、模数兼容以及丰富的语音数据业务功能等特点。
为确保系统质量，以及系统可靠性、灵活性和可扩展性，该产品在设计中充分考虑并优化了系统信噪比、上下行连路平衡、电磁干扰等可能影响系统质量的各种因素，对于对指挥调度功能要求较高的政府、公安、军队、企、事业、工矿、能源等领域都十分适用。
2 系统组成
AcroTetra数字集群系统主要由交换管理中心（包括交换管理控制器、互联网关、网络传输设备和网管、安全管理、录音等服务器）、基站（包括基站控制器、同步单元、信道机、射频分配单元等）、应用终端（包括综合网管客户端、全网录音回放客户端、本地及远程调度平台等）、无线终端（包括无线手持终端、固定终端、车载终端等）及配套天线、缆线组成。该系统典型构成图如下：
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图一 系统典型构成图
3 AcroTetra基站概述
AcroTetra数字集群系统中所需各类平台服务器可采用市面上主流的成熟产品，同时该系统可兼容多厂家的无线终端。所以该系统的设计重点是AcroTetra基站的研制。
AcroTetra基站包括基站控制器、同步单元、信道机、射频分配单元等设备，如下图所示：
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基站控制器：完成基站配置运行管理、信道资源管理、移动管理、加密管理、基站网管等功能，在单站模式下，其可作为交换中心来工作，基站中的两台基站控制器采用1+1热冗余的方式工作。
同步单元：为基站提供高稳定的时钟信号，用于满足TETRA标准的要求，保证基站内和基站间各个载波的时隙同步误差小于1/4个符号；同时还为基站提供时间同步功能。
信道机：实现一个载波的物理层，包括基带处理、射频解调、分集接收和射频调制、功率放大功能。
射频分配单元：将多路载波输出信号进行合路，以便将多个信道机的发射信号馈送到一根天线，同时其采用多个接收机多路耦合器把多根分集接收天线接收到的信号分配到接收机单元，为了减少天线数量，射频分配单元采用双工器把射频收发信号进行混合。
4 AcroTetra基站技术参数（表一）
5 系统技术特点
5.1 全网络IP传输 系统所有网元间，全部采用IP链路传输。基于扁平化网络设计，提高了数据的传输效率。
5.2 软交换架构 将网络设备划分四个主要层次：无线接入层、核心传输层、控制层、业务层，将呼叫控制功能从传输层中分离出来，通过软件实现基本呼叫控制功能，通过标准开放的业务接口和业务应用层相连，可方便地在网络上快速提供新的业务。
5.3 核心设备和传输链路冗余 交换中心基站控制器、核心路由器、接入路由器、同步单元设备、均采用1+1冗余备份，所有网元网络接口1+1冗余，所有网元间链路冗余，保证了系统的高可用性。
5.4 互联互通性 TETRA网络可以通过专用的电话互联网关，实现和现有PSTN、GSM、CDMA等网络的互通，接通率高、话音质量清晰。同时可通过互联路由器，实现和数据网络的互通。
5.5 全功能单站集群模式 TETRA 系统IP传输网络发生故障时，基站系统自动切换到单基站集群模式下工作，单站模式下，基站向终端提供所有话音、数据和调度服务。
5.6 脱网直通模式 TETRA 系统的移动台可以工作在双监模式下，即在正常集群模式下工作的同时，还监测直通模式的呼叫，两种模式可自动转换。TETRA 系统的直通操作模式同样具有选呼、组呼及数据传输功能，大大增强了特殊紧急情况下终端之间互相沟通的能力。
5.7 基站采用高稳定度晶振 基站在无同步源的情况下可确保频率稳定时间高达4.5年。
5.8 信道机采用高效率的线性化功放 在相同能耗的基础上，提高了设备的发射功率、减小了散热、提高了设备的使用寿命
6 系统主要功能
6.1 指挥调度功能 本系统提供丰富的指挥调度功能，满足各部门日常生产指挥调度和应急情况下的联合指挥调度。
话音调度：调度台可以对其管理的用户和通话组发起和接收个呼、组呼和紧急呼叫，还可与其它调度台建立呼叫；
优先呼叫：每个集群移动终端、调度台及每个通话组都有自己的呼叫优先级。高优先级的用户或组发起的呼叫在系统繁忙时将优先得到信道资源，低优先级的将排队处理；
预占优先：可以保证重要通信优先获得通信资源，在没有空闲信道时，通过拆除现有最低优先级呼叫，保证重要呼叫及时建立；
控制转移：组呼发起者拥有控制权时，可以把控制权转移到组的其他成员，这样原控制权拥有者可以从组呼中释放，但该组呼仍存在；
迟后加入：在组呼开始时未能加入呼叫的用户能通过迟后加入进入该呼叫；
调度台授权呼叫：若主叫用户没有权限发起某类呼叫，呼叫可以直接转移到相应的调度台，由调度台决定是否转接到相应的被叫方；
监听：调度台将集群移动终端切换到特殊的单呼模式，调度台对监听对象建立一个单呼，此时在终端用户察觉不到的情况下，移动终端进入发射模式并打开麦克；
侦听：调度台监听任何呼叫，同时可以插入被监听的呼叫；
区域呼叫：调度台可以对某个区域（一个或多个基站）内的所有的用户发起话音通播；
动态重组：允许调度台通过空中接口
向用户下载一个临时组，并使用户位于该组，调度台也可以通过空中接口撤销该临时组。
电话会议：调度台可以通过预置会议、灵活会议等方式与相关用户或调度台进行会议通话；
强插强拆：调度台可以强插一个正在进行的呼叫，加入呼叫中，也可以强拆一个正在进行的呼叫，单独与目标用户通话。
6.2 话音及数据功能 本系统提供组呼、广播呼叫、个呼、紧急呼叫、电话互联呼叫等功能。同时支持状态信息传输、短数据传输以及分组数据传输等数据功能。
6.3 虚拟专网功能 虚拟专网（VPN）功能是实现数字集群共网的关键，它能使一个数字集群物理网络为多个不同部门提供服务，各VPN之间在工作上相互独立，各VPN可单独管理用户，也可根据需求定制功能。
6.4 安全管理功能 本系统提供灵活的认证（包括注册鉴权、业务鉴权等）、加密功能和遥毙、遥启功能，保证系统安全性。不同部门可以设置不同的认证加密策略。
6.5 互联互通功能 本系统提供强大的互联互通功能，可以将各种通信制式的系统组成一个综合通信系统。可与PSTN、GSM/CDMA、IP等各种网络进行网络互通；
6.6 录音功能 本系统提供灵活的录音功能，对呼叫、短消息等业务进行录制、存储，并提供查询和回放功能。对呼叫录音支持多种编码格式，供转存、回放和检索使用。
7 总结
AcroTetra无线数字集群系统在反复的设计和实验中得到不断优化，现已应用于国内外多种行业，市场口碑良好，深受客户青睐，市场前景十分看好，是一套技术先进、功能齐全、可靠性高、方便快捷的无线调度系统。另外本系统配有远期功能扩展能力的接口，为后续新功能的引入提供了便利条件。
参考文献：
[1]公司产品手册[Z]河北远东通信系统工程有限公司，2014.
[2]民用产品手册[Z]中国电子科技集团公司第五十四研究所，2013.
[3]Acro Tetra 数字集群移动通信系统[Z]河北远东哈里斯通信有限公司，2009.
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系统通信 篇4
我国专网通信是在计划经济体制下, 在公网通信长期不能保障各行业应用的情况下, 为满足行业生产指挥需要建设和发展起来的。专网通信密切结合行业特点, 突出专用性和个性化服务, 为各行业主业的发展做出了不可磨灭的贡献。随着近几年国内电信业的迅猛发展, 专网通信的网络规模迅速壮大, 技术水平与公网基本保持了同步发展, 逐步成为电信市场的一支重要力量。专网系统是公网不容忽视的大客户, 也是公网的合理补充。据统计, 截止2000年底, 电力通信专网电话交换机总容量已超过200万线, 光缆总长度近2万公里, 微波电路总长度约8万公里;石油石化系统仅上游企业就拥有电话交换机容量达150万线, 通过遍布全国的输油输气管道光缆、微波和卫星电路组成了颇具规模的通信专网;冶金系统电话交换机总容量也超过了41万线, 光缆和微波电路达1万多公里。另外, 如煤炭、交通、航空航天等专网, 也都具有相当的规模。
2 通信网中的问题
然而骨干通信网在应用的过程中, 也表现出了一些弊端, 由于技术不成熟没有形成完善的运行系统, 现在的骨干通信网架构庞大, 系统内的设备数量接近千台。工作量较大时, 承载业务可高达数千条。核实工作技术含量高、难度大, 导致了正常的核实及检查工作进行困难。同时, 骨干通信系统运行困难还因为其学术方面涉及范围广, 涉及专业包括传输通信、数据通信、服务器主机系统、数据库系统等, 对其进行维修和检查都需要大量的专业科研人才。所以为了加强信息通信检修计划性, 我们还需要对下一年内大型检修进行整理并核实其影响情况及对现网运行方式的影响。
在此过程中, 我们可以借鉴国外先进企业的历史经验。如美国福特公司旗下的休斯公司, 在为其母公司提供通信服务的基础上快速发展, 目前不但能满足福特公司的信息通信需求, 而且还为世界各地提供卫星信道出租业务, 发展成为世界闻名的通信专网, 成为福特公司的一个新经济增长点。世界第一大石油公司-埃克森公司, 也拥有自己的跨国通信专网, 其专网在保障埃克森公司信息通信需求的基础上, 也创造了很好的经济效益。他们在发展过程中也出现了相似的问题, 但最终都通过合理的方法解决了, 并为服务企业带来了很大的经济效益。在其解决问题的过程中, 都体现了以下一些特点。
3 骨干通信网
骨干通信网作为一个冉冉升起的朝阳产业, 具有很强的科技性, 其对技术水平要求较高, 所以具有高素质的科技研发人才是打破僵局的关键因素, 我们应大力吸引国内及国际的高科技人才, 尤其是跨专业多项全能的高素质人才, 创造良好的科研环境以方便其工作, 对现有的运营系统进行不断改进。同时, 应该为员工创造良好的科研氛围, 为其提供进行科学研究和设备改进所需要的材料及场地, 倡导并培训员工积极奋进开拓进取的精神。
其次是引进国外先进设备。我国骨干通信网起步较晚, 加上早期西方国家在技术上实行封锁政策, 导致了我国在这一方面与西方发达国家之间仍有很大差距, 虽然近些年奋起直追, 但差距仍然存在。现在对外开放力度加大, 此类一些技术都可以接触到。因此可以通过引进国外的先进设备来加强我们的科学技术水平, 简化运行设备, 进而减小工作强度并提高工作效率。
接下来还应该加强企业内部的监察和监管力度, 抓好质量管理, 这是企业内部管理的实质和核心。抓质量首先要牢固树立“质量、信用”的观念。企业领导者要成为企业产品质量和信用的第一责任者, 要健全以质量否决权为核心的责任制, 加强技术基础工作, 建立健全质量管理机构, 大力推行科学的质量管理方法, 深入推行全面质量管理, 认真贯彻行业相关标准。抓资金管理, 需要从思想上, 要树立勤俭节约的精神, 想方设法开源节流。同时也要建立科学的用人制度要坚决改变用人观念, 拓宽视野, 按照德才兼备的原则, 大胆任用一批能人, 不拘一格, 敢动真格地选好配好企业的领导。在选拔和任用企业领导干部时, 首先要考虑对国家、对企业、对职工负责, 把那些既有责任心又有管理能力的人提拔到管理层位置上, 尤其要配备好企业的“一把手”, 使其成为率领企业职工奋发向前的领头雁。其次要从德、才、识、体等方面注意发现任用企业各级领导干部。其次还应该制定科学有效的绩效考核制度人的潜在能力是巨大的, 要调动员工的劳动积极性和创造性, 必须用严格的奖惩制度去约束和激励其努力奋斗, 充分发挥潜能。人的潜能不会自然发挥出来, 而是必须用激励的手段使其产生“动力”, “动力”的产生是靠人按不同的标准可划分为许多种类。如生理需要、社会需求、物理需要、精神需要去引发。如何才能让员工产生“需要”并且能逐步发展, 从“需要”促使其产生心理张力, 引起其产生达到一定目标的内部动力“动机”, “动机”推动其去“行动”, 实现达到“目标”, “目标”实现的同时需要满足, 紧张解除, 这时又需要使其产生新的“需要”.以此周而复始地循环, 使人不断地被激发, 潜力不断地发挥。这每个循环的运转过程都需要企业“帮助”产生, 即建立起一个适应我国现阶段员工的科学有效的绩效考核机制。
最后也要加强企业的思想政治工作, 加强企业思想政治工作, 从根本上说, 是贯彻“两手抓, 两手都要硬”的方针, 是创造高度的社会主义物质和精神文明的必然要求。如果没有坚强有力的思想政治工作, 就不可能正确执行党的路线方针和政策, 如果没有坚强有力的思想政治工作, 就不能凝聚人心, 造就一支有理想、有文化、有道德、有纪律的职工队伍, 企业发展就会失去最大的力量源泉。把加强思想政治工作作为企业的一项重大的基本建设来抓, 这对于搞活国有企业乃至整个国有经济, 具有长远的战略意义。
4 总结
综上所述, 我们应该结合各个方面的因素, 指定出合理的计划及周密的工作安排, 协调各个部门的工作人员共同工作, 工作进步。同时也要督促成员之间相互监督相互促进并做好核查纠错工作。确保可以按照时间进度要求完成检查任务, 同时能确保年度方式内容的准确性及实时性, 为通信调度员开展故障处理、业务查询、应急处置、统计分析提供强大的辅助功能, 并作为骨干通信网唯一的综合资料查询书籍。
摘要：专网通信是指在一些行业、部门或单位内部, 为满足其进行组织管理、安全生产、调度指挥等需要所建设的通信网络。专网通信是指为政府与公共安全、公用事业和工商业等提供的应急通信、指挥调度、日常工作通信等服务。
短波通信系统介绍 篇5
二、短波通信的优势........................................................................................................2
三、短波通信的一般原理.................................................................................................3 3.1.无线电波传播......................................................................................................3 3.2 电离层的作用.....................................................................................................4 3.3 短波频率范围.....................................................................................................4 3.4 短波传播途径.....................................................................................................5
四、单边带概念...............................................................................................................5 4.1 单边带的定义.....................................................................................................6 4.2 单边带的优点.....................................................................................................6
五、优化短波通信的方法.................................................................................................6 5.1 正确选用工作频率..............................................................................................6 5.2计算机测频..........................................................................................................7 5.3 正确选择和架设天线地线....................................................................................7
六、短波电台天线知识.....................................................................................................8 6.1了解天线的基本工作原理.....................................................................................8 6.2正确选择电台天线...............................................................................................8 6.3正确处理天线价格与质量的关系..........................................................................9 6.4常用的天线..........................................................................................................9 6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线...............................................9 6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线............................................9
七、工程施工要点..........................................................................................................10 7.1正确架设天线和连接馈线...................................................................................10 7.2电台和天线的匹配..............................................................................................11 7.3正确埋设接地体和连接地线................................................................................11 7.4选用先进优质的电台和电源...............................................................................12
八、短波电台的应用......................................................................................................13 9.1近距离盲区及解决方法............................................................................................14 小知识：........................................................................................................................15
一、衡量天线性能因素............................................................................................15
二、几种常用的短波天线........................................................................................15
一、短波通信概述
短波通信是利用波长为100-10米(3-30兆赫兹)的电磁波进行的无线电通信，也称高频通信，主要靠天波传播，可经电离层一次或数次反射，最远可传至上万公里，如按气候、电离层的电子密度和高度的日变化，以及通信距离等因素选择合适的频率，就可用较小功率进行远距离通信。但是由于电离层的高度和密度容易受昼夜、季节、气候等因素的影响，所以短波通信的稳定性较差，噪声较大。目前，它广泛应用于电报、电话、低速传真通信和广播等方面。
由于采用大气空间及电离层为传输媒介无需投资，仅需配置短波收发信机和天线、馈线系统即可组成短波通信系统。该系统通信设备较简单，机动性大，因此，可用于电话、电报、传真和广播等业务，特别适合应急通信和抗灾通信。
短波通信载频低，可用频带窄，容量不大，并且稳定性较差，所以较少用于民用通信。但近几年，随着新技术的发展，利用计算机进行自动测量传播参数和自动选择最佳通信频率的高频自适应通信，不但使电报电话短波通信可随时保持畅通，而且还可以进行数据速率达4800比特/秒的低速数据通信。
二、短波通信的优势
尽管当前新型无线电通信系统不断涌现，短波这一古老和传统的通信方式仍然受到全世界普遍重视，不仅没有被淘太，还在快速发展。其原因主要有三：
1、短波是唯一不受网络枢钮和有源中继体制约的远程通信手段，一但发生战争或灾害，各种通信网络都可能受到破坏，卫星也可能受到攻击。无论哪种通信方式，其抗毁能力和自主通信能力与短波无可相比；
2、在山区、戈壁、海洋等地区，超短波覆盖不到，主要依靠短波；
3、与卫星通信相比，短波通信不用支付话费，运行成本低。
三、短波通信的一般原理
3.1.无线电波传播
无线电广播、无线电通信、卫星、雷达等都依靠无线电波的传播来实现。
无线电波一般指波长由100,000米到0.75毫米的电磁波。根据电磁波传播的特性，又分为超长波、长波、中波、短波、超短波等若干波段，其中：超长波的波长为100,000米~10,000米，频率3~30千赫；长波的波长为10,000米~1,000米，频率30~300千赫；中波的波长为1,000米~100米，频率300千赫~1.6兆赫；短波的波长为100米~10米，频率为1.6~30兆赫；超短波的波长为10米~1毫米，频率为30~300,000兆赫（注：波长在1米以下的超短波又称为微波）。频率与波长的关系为：频率=光速／波长。
常见的传播方式有： 地波（地表面波）传播
沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。
直射波传播
直射波又称为空间波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。
在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。
限制直射波通信距离的因素主要是地球表面弧度和山地、楼房等障碍物，因此超短波和微波天线要求尽量高架。
天波传播 天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。
散射传播
散射传播是由天线辐射出去的电磁波投射到低空大气层或电离层中不均匀介质时产生散射，其中一部份到达接收点。散射传播距离远，但是效率低，不易操作，使用并不广泛。
3.2 电离层的作用
电离层对短波通信起着主要作用，因此是我们研究的重点。
电离层是指从距地面大约60公里到2000公里处于电离状态的高空大气层。上疏下密的高空大气层，在太阳紫外线、太阳日冕的软X射线和太阳表面喷出的微粒流作用下，大气气体分子或原子中的电子分裂出来，形成离子和自由电子，这个过程叫电离。产生电离的大气层称为电离层。电离层分为D、E、F1、F2四层。D层高度60~90公里，白天可反射2~9MHz的频率。E层高度85~150公里，这一层对短波的反射作用较小。F层对短波的反射作用最大，分为F1和F2两层。F1层高度150~200公里，只在日间起作用，F2层高度大于200公里，是F层的主体，日间夜间都支持短波传播。
电离层的浓度对工作频率的影响很大，浓度高时反射的频率高，浓度低时反射的频率低。电离的浓度以单位体积的自由电子数（即电密度）来表示。电离层的高度和浓度随地区、季节、时间、太阳黑子活动等因素的变化而变化，这决定了短波通信的频率也必须随之改变。
3.3 短波频率范围
电离层最高可反射40MHz的频率，最低可反射1.5MHz的频率。根据这一特性，短波工作频段被确定为1.6MHz-30MHz。3.4 短波传播途径
短波的基本传播途径有两个：一个是地波，一个是天波。
地波沿地球表面传播，其传播距离取决于地表介质特性。海面介质的电导特性对于电波传播最为有利，短波地波信号可以沿海面传播1000公里左右；陆地表面介质电导特性差，对电波衰耗大，而且不同的陆地表面介质对电波的衰耗程度不一样（潮湿土壤地面衰耗小，干燥沙石地面衰耗大）。短波信号沿地面最多只能传播几十公里。地波传播不需要经常改变工作频率，但要考虑障碍物的阻挡，这与天波传播是不同的。
短波的主要传播途径是天波。短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以反射多次，因而传播距离很远（几百至上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。但天波是很不稳定的。在天波传播过程中，路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素，都会造成信号的弱化和畸变，影响短波通信的效果。
四、单边带概念
在无线电通信中，传送信息的载体是特定频率的载波（也称为主频）。那么信息又是如何放到载波上的呢？这就引出了“调制”的概念。调制就是将信息的动态波形通过一定形式加到载波上发送出去，接收台收到被调制的载频信后，再还原信息。调制分为幅度调制（简称“调幅”）、频率调制（简称“调频”）、相位调制（简称“调相”）三种。中波、短波一般采用调幅方式，超短波一般采用调频方式。
根据国际协议，短波通信必须使用单边带调幅方式（SSB），只有短波广播节目可以使用双边带调幅方式（AM）。因此，国内外使用的短波电台都是单边带电台。4.1 单边带的定义
调幅信号的频谱是由中央载频和上下两个边带组成的。将载频和其中一个边带加以抑制，剩下的一个边带就成为单边带信号。如果用一个边带再加上部份载频或全部载频，就成为兼容式调幅信号。下面用图示的方法说明单边带信号是怎样产生的。
4.2 单边带的优点
单边带的优点是：
提高了频谱利用率，减少信道拥挤； 节省发射功率约四分之三； 减少信道互扰；
抗选择性衰落能力强。一部100W单边带电台的实际通话效果，相当于过去1000W以上双边带电台。
五、优化短波通信的方法
由于短波传输存在固有弱点，短波信号的质量不如超短波。不过我们可以通过一些途径改善短波信号质量，使其尽可能接近超短波。改善短波信号质量的三大要素是：正确选用工作频率；正确选择和架设天地线；选用先进优质的电台和电源等设备。
5.1 正确选用工作频率
短波频率和超短波频率的使用性质完全不同。超短波属于视距通信，距离短，可以固定使用频段内的任何频点；而短波频率则受到电离层变化、通信距离和方向、海拔高度、天线类型等多种因素的影响和限制。用同一套电台和天线，选用不同频率，通信效果可能差异很大。对于有经验的短波工作者来说，选频并不困难，其中有明显的规律性可循。一般来说：日频高于夜频（相差约一半）；远距离频率高于近距离；夏季频率高于冬季；南方地区使用频率高于北方；等等。另外，在东西方向进行远距离通信时，因为受地球自转影响，最好采用异频收发才能取得良好通信效果。如果所用的工作频率不能顺畅通信时，可按照以下经验变换频率：
（1）接近日出时，若夜频通信效果不好，可改用较高的频率；（2）接近日落时，若日频通信效果不好，可改用较低的频率；（3）在日落时，信号先逐渐增强，而后突然中断，可改用较低频率；（4）工作中如信号逐渐衰弱，以致消失，可提高工作频率；（5）遇到磁暴时，可选用比平常低一些的频率。
5.2计算机测频
利用计算机测频软件预测可用频率对短波通信很有帮助，是国外经常采用的先进技术手段。计算机测频系统能够根据太阳黑子活动规律等因素，结合不同地区的历史数据，预测两点之间在未来一段时期每天各时节的可用频段，具有较高参考价值。
美国、欧盟、澳大利亚政府的计算机测频系统数据比较准确，它们通过分布在全球的监测点采集和跟踪各种环境参数的变化提供频率依据。其中澳大利亚的ASPAS系统面向全世界提供测频服务，安装和服务费用不高，很有使用价值。
5.3 正确选择和架设天线地线
天线和地线是很多短波用户容易忽视的问题。当通信质量不好时，很多人习惯于从电台上找原因，而实际上信号不良常常源自天线或地线。
短波和超短波使用的天线是完全不同的。超短波通信因为使用频率高，波长短，天线可以做得很小，通常为直立鞭状天线。而短波通信因使用的频率较低，天线必须做得足够大才能有效工作。简单的规律是：天线的长度达到所使用频率的1/2波长时，天线的效率最高。
六、短波电台天线知识
6.1了解天线的基本工作原理
短波天线分地波天线和天波天线两大类。
地波天线包括鞭状天线、倒L形天线、T形天线等。这类天线发射出的电磁波是全方向的，并且主要以地波的形式向四周传播，故称全向地波天线，常用于近距离通信。地波天线的效率主要看天线的高度和地网的质量。天线越高、地网质量越好，发射效率越高，当天线高度达到1/2 波长时，发射效率最高。
天波天线主要以天波形式发射电磁波，分为定向天线和全向天线两类。典型的定向天波天线有：双极天线、双极笼形天线、对数周期天线、菱形天线等，它们以一个方向或两个相反方向发射电磁波，用天线的架设高度来控制发射仰角。典型的全向天波天线有：角笼形天线、倒V形天线等。它们是以全方向发射电磁波，用天线的高度或斜度来控制发射仰角。
天波天线简单的规律为：天线水平振子（一臂的）长度达到1/2波长时，水平波瓣主方向的效率最高；天线高度越高，发射仰角越低，通信距离越远；反之，天线高度越低，发射仰角越高，通信距离越近；天线高度与波长之比（H/λ）达到二分之一时，垂直波瓣主方向的效率最高。
6.2正确选择电台天线
随着短波通信技术的发展，短波天线出现了很多不同用途的新品种，例如用于短波跳频的高效能宽带天线；用于为了解决天线架设场地小和多部电台共用一副天线的多馈多模天线等。选择天线基本的着眼点应该是用途。
近距离固定通信：选择地波天线或天波高仰角天线。 点对点通信或方向性通信：选择天波方向性天线等。 组网通信或全向通信： 选择天波全向天线。 车载通信或个人通信： 选择小型鞭状天线。6.3正确处理天线价格与质量的关系
首先同种用途的天线有不同种类，其增益有高低之分。此外同一种外形的天线，使用不同材料；不同制造工艺，其通信效果的差异是很大的。例如以特种不锈铜钢复合绞线为振子的天线，比用塑包线为振子的天线高频电磁转换效率高得多。又例如匹配器所用的磁性材料优劣，对电台与天线的匹配状态影响极大。高性能磁料能够保证全频段每个频点都能良好匹配；劣质磁料可能造成很多频点甚至整段频率匹配不好，驻波比过大。
在投资增加不多的前提下，尽量选用高质量高增益的天线，能够保证长期稳定和优良的通信效果和延长使用寿命，是很划算的。
6.4常用的天线
根据多年的对比实验和实际使用经验，我们认为有两种进口天线在性能上能够广泛满足我国大多数用户的通信要求，而且价格不高，性能价格比好，以下分别介绍：
6.4.1用于全方位通信的三角组合型全向全角天线
我国省级行政区，从省会到边缘地区的距离多数在1200公里以内。在这个区域内组建全省或地区的通信网，中心基站选用这种天线是比较理想的。
这种天线既能照顾360°全方位，又能照顾近中远各种距离，接收效果好，对改善通信盲区特别有效，此外它能兼顾垂直极化波和水平极化波，对区域内各种台站的不同种类天线的兼容性好。
6.4.2兼顾全向和定向两种用途的高增益三线式天线
三线式天线是国际上近年流行的新型多用途天线，它虽然属于偶极天线类，但其性能是普通双极天线无法相比的。与普通双极天线相比它有以下优点：
增益高，全频段内驻波比小，而且均匀辐射效率高； 水平架设时不仅在天线宽边方向辐射强，而且在窄边方向也有较强辐射；
架设状态平稳，抗风抗毁能力强；
提供平行和倒V两种架设方式，分别支持2500公里内定向通信和2000公里半径内全向通信。
以上两种天线的振子材质都是不锈铜钢复合绞线，电磁转换效率高而且经久耐用；其高性能磁性材料保证了全频段匹配良好。
七、工程施工要点
7.1正确架设天线和连接馈线
选购好合适的天线后，还必须正确地安装架设，才能发挥出最佳效果。天线的长度和架设规范是不能改变的，但对于某些天线而言，架设的方向和高度是靠用户自己掌握的，应严格按通信的方向和距离来确定方向和高度。天线的架设位置以开扩的地面为好，没有条件的单位也可以架在两个楼房之间或楼顶。天线高度指天线发射体与地面或楼顶的相对高度。架在楼顶时，高度应以楼顶与天线发射体之间的距离计算，不是按楼顶与地面的高度计算。我们提醒用户，切忌因为架设场地不理想或怕麻烦，就随便把天线架起来完事，这样做通信效果很可能是不好的。
另一个要点是馈线的选用和布设。馈线是将电台的输出功率送到天线进行发射的唯一通道，如果馈线不畅通，再好的电台和天线，通信效果也是很差的。馈线分为明馈线和射频电缆两类。目前100W~150W电台一般都使用射频电缆馈电方式。选用射频电缆时要注意两项指标：一是阻抗为50欧姆；二是对最高使用频率的衰耗值要小。一般来讲，射频电缆直径越粗，衰耗越小，传输功率越大。在实际使用中，100W级短波单边带电台，常选用SYV-50-5或SYV-50-7的射频电缆，必要时也可以选SYV-50-9的射频电缆。
天线在进行安装选位和布设时，应尽可能缩短馈线的长度，普通SYV-50-5馈线每1米造成信号衰减0.082dB，这意味着100W电台功率通过50米馈线送达天线时，功率剩下不到40W。因此通常要求馈线长度控制在30米以内。如果因为场地条件限制必须延长馈线，则应采用大直径低损耗电缆。另外在布设电缆，应尽量减少弯曲，以降低对射频功率的损耗，如果必需弯曲，则弯曲角度不得小于120度。
7.2电台和天线的匹配
天线、馈线、电台三者之间的匹配必须引起高度重视，否则，虽然电台、天线、馈线都选得很好，通信效果还是不好。
所谓“匹配”就是要求达到无损耗连接，只有电台、馈线、天线三者保证高频输入输出阻抗一致，才能实现无损耗连接。多数短波电台的输出/输入阻抗为50欧姆，必须选用阻抗为50欧姆的射频电缆与电台匹配。天线的特性阻抗比较高，一般为600欧姆左右，只有宽带天线的特性阻抗稍低一点，大约200~300欧姆，因此，天线不能直接与射频电缆连接，中间必须加阻抗匹配器（也叫单/双变换器）。阻抗匹配器的输入端阻抗必须与射频电缆的阻抗一致（50欧姆），输出端阻抗必须与天线的输入阻抗一致（600欧姆或200/300欧姆）。阻抗匹配器的最佳安装位置是与天线连为一体。
自动天线调谐器也是匹配天线和电台阻抗用的。自动天调的输入端与电台连接，输出端与单极天线连接。自动天调与偶极天线连接时要根据不同产品而定。有些天调要求加单/双变换器，天调与单/双变换器之间用50欧姆射频电缆相连（芯线接天调输出端，外皮接天调的地端），单/双变换器的双输出端与天线连接；多数新型天调不用加单/双变换器，用天调的输出端和接地端分别连接偶极天线的两臂，匹配效果更好，而且效率更高。
7.3正确埋设接地体和连接地线
地线是很多用户容易草率处理的问题。短波通信台站的地线是至关重要的，地线实际上是整个天馈线系统的重要组成部分。我们所说的地线，不是交流供电系统中的电源地或保安地。这里所说的地线是信号地，也称高频地。信号地一般不能接到电源地或保安地上，必须单独埋设。埋设接地体时，必须按有关标准进行，接地电阻不应大于4欧姆。电台的接地柱和接地体之间，必须用多股线铜、编织铜线或大截面优良导体连接，才能起到良好的高频接地作用。而良好的高频接地是减小发射驻波和减小接收噪声的必要前提。
7.4选用先进优质的电台和电源
工作频率和天线地线搞好了，相当于铺了一条“好路”。好路上还要跑“好车”。好车就是先进优质的电台和电源等设备。
7.4.1选择电台的原则和标准
怎样评价电台的先进性和优质呢？先进性体现在两个方面：一是电气特性和工艺结构，这方面先进与否决定了性能指标的优劣和设备的可靠性；二是使用功能，具有多种先进功能的电台不仅用途更广泛，而且也说明制造者的科技实力。
电气特性涉及的内容很多，这里只简述三个方面：
1、频率特性
好的电台频率稳定性比差的电台高几倍、几十倍甚至几百倍。频率稳定性高的电台，不但话音清晰，信号等级高，而且是支持高速数传的必要条件。在评价频率稳定性时要注意两点：一是全频段各频点的稳定性要一致；二是要在很宽的温度范围内稳定，不能机器一发热就产生频漂。
2、通道特性
这一特性描述信号在通过高频、中频、低频几个通道后的畸变程度。当进行短波数传时，这一问题非常突出。使用通道特性差的电台，无论怎样改造，数传速率都上不去，原因之一就是高速数据脉冲通过不佳的通道后发生明显畸变，使其难以被识别。
3、干扰和抗干扰特性
这方面的性能在技术说明书上都是以dB（分贝）值表示的，我们统称为dB指标。电台发射方面的dB指标不好，说明你传给对方台的信号不好，而且干扰其它台；电台接收方面的dB指标不好，说明自身容易被别人干扰；二者都是不能容许的。
工艺结构方面，主要看电路集成度和模块化程度。集成度高，可靠性必然高。模块化除了提高设备可靠性外，还使扩展功能和维修十分便利，是当今电台工艺的主流趋势。
八、短波电台的应用
社会需求的发展和科技的进步，使短波通信日益向多功能化方向发展。像用于半自动优选频率的自适应功能和全自动优选频率的自优化功能，用于计算机和传真机的数据传输功能，用于保密和抗干扰的跳频功能，用于组网通信的数字选呼功能，用于卫星定位的GPS监控功能，用于连接有线网的有线无线转接功能，等等。在具有这些现代化功能的电台面前，那些只能进行简单通话的电台就显得太原始了。目前在国内有一种现象，就是很多单位致力于在一些单功能电台上添加数传、自适应等功能。这固然是由于有大量旧式电台要改造，可能还有造价方面的考虑。但可以肯定这种现象是过渡阶段。正像现在大家都用GSM手机，再也没有人使用土造的手持电话一样，未来的短波领域也势必普及先进的多功能电台。此外，先进优质电台的售价呈下降趋势，也越来越接近我国用户的经济承受能力。
哪些电台先进而且优质，要具体分析，但有一点可以肯定：目前国内常见的多数日本电台，其电性能、可靠性、功能等与欧美和澳大利亚名牌产品不在一个等级上。
澳大利亚柯顿公司首创的NGT自优化短波电台，正是先进电台的代表。很多人认为只要稳压电源的输出电压和电流的数值符合要求就可以用，这种认识不够全面。其实有些干扰可能来自电源，有些话音失真也可能是电源动态范围不足所致。数据传输对电源的要求更严格，如果电源的电磁屏蔽特性不好，输出纹波大，将直接导致数传工作不正常。功率容量和设计余量也是考核稳压电源优劣的重要依据，有些电源为了降低生产成本，加强价格竞争能力，把功率容量设计在临界状态，并尽量简化电路，选用低指标元器件等等。这类电源的技术性能和可靠性肯定是做不高的。
在选购电源时，一定要挑选功率容量大、输出电压纹波小、电磁屏蔽特性好、电路设计余量大的静化电源产品。
九、短波通信的常见难点及解决方法 9.1近距离盲区及解决方法
前节已介绍了天波和地波二种传输途径。一般来说，地波最远可达30公里。而天波从电离层第一次反射落地（第一跳）的最短距离约为100公里。可见30至100公里之间这一段，地波和天波都够不到，形成了短波通信的“寂静区”，也称为盲区。盲区内的通信大多是比较困难的。解决盲区通信主要有两个方法：一是加大电台功率以延长地波传播距离；二是常用的有效方法就是选用高仰角天线，也称“高射天线”或“喷泉天线”。仰角是指天线辐射波辨与地面之间的夹角。仰角越高，电波第一跳落地的距离越短，盲区越少，当仰角接近90°时，盲区基本上就不存在了。
车载通信一直都是短波通信中的一个难题。车的体积就那么大，没办法架长天线，其辐射能力怎么也比不上固定台。因此必须从合理设计天线形态和合理选择架设位置等方面来弥补，尽可能利用车体的反射效应，尽可能增加天线的“电长度”。
车载天线有多种，现在国际上多认为鞭状天线更适合车辆运动中通信，而自动天调应该安装在车外，最好是与天线鞭结合为一体，也就是常说的自调谐鞭状天线，这种天线因天调输出端与天线连接的馈线很短，故效率比较高。美军现在就大量使用这种天线。
不管采取何种措施，车载台因天线长度的限制，发射效率肯定不如固定台高，因此实际通信中常常发现车载台收固定台的信号好，而固定台收车载台的信号不好的现象，为了弥补这种差异，建议车载台备份野外应急软天线供停车时使用。
国外目前还建议采用加大车载台功率的方法延长地波通信距离，改善盲区。提高车载台功率需要在原有100W电台基础上接续500W功率放大器，并相应改用大功率车载天线和大功率车载电源，这种大功率车载系统是行之有效的。
小知识：
一、衡量天线性能因素
天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性。不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。
1、辐射类型：决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型。
2、极性：极性定义了天线最大辐射方向电气矢量的方向。垂直或单极性天线（鞭天线）具有垂直极性，水平天线具有水平极性。
3、增益：天线的增益是天线的基本属性，可以衡量天线的优劣。增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极天线作为参考天线，其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益。一般高增益天线的带宽较窄。
4、阻抗和驻波比（ＶＳＷＲ）：天线系统的输入阻抗直接影响天线发射效率。当驻波比（ＶＳＷＲ）１：１时没有反射波，电压反射比为１。当ＶＳＷＲ大于１时，反射功率也随之增加。发射天线给出的驻波比值是最大允许值。例如：ＶＳＷＲ为２：１时意味着，反射功率消耗总发射功率的１１％，信号损失０．５ｄＢ。ＶＳＷＲ为１．５：１时，损失４％功率，信号降低０．１８ｄＢ。
二、几种常用的短波天线
1、八木天线
八木天线在短波通信中通常用于大于６ＭＨｚ以上频段，八木天线在理想情况下增益可达到１９ｄＢ，八木天线应用于窄带和高增益短波通信，可架设安装在铁塔上具有很强的方向性。在一个铁塔上可同时架设几个八木天线，八木天线的主要优点是价格便宜。
2、对数周期天线 对数周期天线价格昂贵，但可以使用在多种频率和仰角上。对数周期天线适合于中、短波通信，利用天波信号，效率高，接近于发射期望值。与其它高增益天线相比，对数周期天线方向性更强，对无用方向信号的衰减更大。
3、长线天线
长线天线优点是结构简单，价格低，增益适中。与八木天线和对极周期天线比，长线天线长度方向性和增益低。但其优势在于，由于其增益与线长度有关，用户可以找到最佳接收线的长度和角度。通过比较信号波长，计算出线的长度，非常适合于远距离通信。当线长４倍波长在仰角为２５度时与双极天线比增益高３ｄＢ，当线长８倍于波长时，增益高６ｄＢ，仰角下降到１８度
4、车载移动天线（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｎｔｅｎｎａｓ）
铁路应急通信系统研究 篇6
关键词：铁路工程；应急通信系统；结构设计；交通运输；铁路运营 文献标识码：A
中图分类号：U284 文章编号：1009-2374（2015）17-0103-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.17.052
铁路应急通信系统作为国家经济建设的重要基础设施及大众化交通工具，铁路与其他交通相比，其优势主要体现在运能大、成本低、占地少、节能环保、安全性良好等。作为一个庞大的运输系统，铁路工程是国民经济发展的重要组成部分，承担着我国1/2以上的旅客及3/4的货物运输，与我国经济系统中的所有行业有着密切的联系。铁路应急通信系统作为铁路工程管理的重要组成部分，在降低事故发生率中具有至关重要的作用，为此，相关部门必须建立与完善应急通信系统，才能确保铁路运营的安全性及稳定性。
1 铁路应急通信系统的现状
相比其他交通方式，铁路工程具有较长的应急通信历史，如有线通信方式是20世纪80年代以前的应急通信方式，90年代后期，为对记录电话接通慢问题进行有效处理，在全路铁路部门开通了“117”立接制事故救援台，主要通过铁路自动电话交换网与人工电话交换网构成“117”立接制事故救援台。为进一步对铁路应急通信系统加以完善，重庆铁路局和路外工厂合作又进行了“铁路抢险2路载波机”的开发。随着计算机技术发展速度的不断提升，1993年开通的静止图像传输系统选用的技术已经较为滞后，为此，北京中铁全路无线技术中心开发了基于Windows98/2000/NT4操作系统的铁路静止图像传输系统，并在2001年全面更新了全路范围内的原静止图像传输系统。这个系统通过相关软件的应用，可以进行图像压缩机解压，分辨率为576×704，在电话线上其传输速率为28.8～33.6kbit/s，图像更新率为2～20秒/幅。
随着我国铁路事业发展速度的不断提升，静态图像的局限性已经被逐渐打破，目前已经能对现场图像进行实时传输，为各级应急中心对现场情况的全面实时掌握提供了便利，并能对救援方案及时进行调整，同时确保行车秩序的迅速恢复，达到经济损失降低及社会影响减少的目的。
随着经济全球化的不断深入，我国铁路应急通信系统的逐渐完善，如有线、无线、卫星等多种接入方式的应用，实现了多路语音、数据、动图实时传送的专用接入设备的应用。
2 铁路应急通信系统的结构设计
2.1 系统结构
主干网及基层网是铁路数据通信网构成的主要组成部分。主干网是铁道部和铁路局、铁路局和调度区间的通信网络，其主要是网状结构与分层树形，这种结构对点到点通信十分方便，并有利于迂回路由的附加。调度区间到车站与车站间的通讯由基层网负责，其结构以星型为主。主干网因其具有较大的通信容量，因此距离较长，通常选用光缆作为通信介质。基层网因其具有较高的线路改造投资额，目前还选用光缆与同轴电缆混合传输的方式，网络结构与传输介质对接入通信设备的性能及访问权限起到决定作用，由此可见，这些都是应急抢险通信系统规划的前提条件。
2.2 设备模块化设计
对于铁路应急通信系统而言，其设计标准应严格遵循铁路现场的具体情况及铁路通信网络机柜的专用性进行确定。满足相关标准规范后，低耦合度各个模块应按照功能需求进行划分，如由三类设备组成通信网，这类设备具有不同的接口，其功能也具有较大的差异性，在硬件底层分析中，将发现大多数设计开发具有冗余性，如处理器与其基本外围控制器、存储器等。为节约成本及缩短开发时间，应在设计前期对先实现基本模块再进行面向独立设备附加功能模块的追加，这种方式可以达到事半功倍的效果。
3 铁路应急通信系统相关技术的分析
3.1 无线接入方式
选用基于400M、5.8G等宽带数传设备方式接入，通过现场与传输节点的一对数传电台进行配套使用，事故现场与中转站2M之间的通信链路以无线方式进行搭建。在有线传输条件缺乏的场合主要应用无线接入方式，防止现场应用需要进行较长有线线缆的架设，具有较为灵活的应用方式，如按照工作方式及应用环境可以进行人到车、车到车及车到指挥中心等多种分类。宽带数传设备方式提供的有效接入范围一般为2～3千米以上，但这种接入方式具有较高的现场地理环境要求，并要求中间是无障碍的可视距离。
3.2 卫星接入方式
救援人员将现场便携式卫星设备配套应急指挥中心侧的卫星地面站使用，进行现场与指挥中心之间宽带通信链路的搭建，进而实现事故现场动图、静图及多路话音的上传。由室内单元、室外单元及小口径天线组成便携式卫星设备。确保其最重设备在25kg以下，这样才能为运输与携带提供方便。
3.3 光纤接入方式
工作人员选用现场综合接入设备，通过光纤加光Modem的连接方式将话音、图像及数据等信息，向车站或区间接入点2M通道进行传送，随后利用专用通道接入路局应急中心系统。选用光纤接入技术作为光纤接入方式，具有良好的传输容量及质量，一般情况下其接入距离高达十几千米，但从应急现场到车站接入点之间需要进行光纤的临时布放，光纤布放越长则需要的时间就越久，这是光纤接入方式的一大弊端，不利于应急抢险。
3.4 电缆接入方式
在铁路应急通信与工务施工远程指导中常用电缆接入方式。相隔1.5千米铁路沿线应设置一个区间通话柱，利用区间电缆向两端车站机械室接入，基本上车站已经全部覆盖接入网设备，也就是已经有了宽带传输条件，由此可见，事故发生地到车站宽带传输条件的提供是有线接入方式的重点内容。铁路应急通信系统的XDSL单元实现基于区间通话柱的1对或2对双绞线的有线2M接入，传输距离在10千米左右，可以对铁路沿线20千米区间的要求进行满足。
4 结语
综上所述，随着国民经济发展速度的不断提升，在铁路工程管理中，应急通信系统作为其管理的重点内容。将其应用到铁路工程管理及运营中，不仅可以提高工程质量，还可以提高列车通行的安全性，并为铁路工程经济效益与社会效益的实现提供了可靠的保障。
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[6] 高悦飞，闫雍勃，张瑞霞.基于H.264/AVC铁路应急通信系统UMHexagonS运动估计算法的研究与改进
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应急通信指挥车通信系统构建分析 篇7
关键词：应急通信,指挥车,通信系统
1 引言
应急通信指挥车系统, 可以在较短的时间内将应急通信设备投入突发事件的发生地点, 进而将突发事件现场情况以语音、图像等方式汇报至指挥中心, 有效提高政府应急部门对突发事件的能力。作为国家应急平台体系中重要的支撑子系统——应急通信保障指挥系统, 其核心是二个平台:应急通信平台和指挥调度平台。二者犹如人的骨骼系统和神经系统, 支撑起国家应急通信保障系统。近年来, 应急通信指挥车不仅是一个现场的指挥中心, 还是一个计算机网络中心、通信中心、监控中心、信息发布中心、各类信息的综合应用点及无线专网信号临时增补覆盖范围等。
2 应急通信指挥车的通信系统
应急通信指挥车以卫星通信系统、微波通信系统及光缆等常规通信系统组成通信平台, 通过卫星链路、微波通信及光纤接入等三种方式直接接入Internet和专网, 加上多媒体应用系统, 组成一个多种手段、反应及时、决策快捷的“数字化移动指挥中心”。
2.1 通信传输系统
⑴卫星通信传输系统:车载应急卫星通信站可以通过卫星链路与地面站进行音、视频通信;具备与地面站数据传输功能, 可以通过卫星链路从地面站接入Internet和专网。
⑵微波通信传输系统:通过微波通信传输系统, 就近接入电信运营企业基站传输, 通过光缆专线将现场信号传送至市应急指挥中心。
⑶光纤接入系统:通过紧急布防应急光缆, 铺设应急通信指挥车到附近的电信运营企业光缆接入点, 通过光缆专线将现场信号传送至市应急指挥中心。
车内所有设备可以安装在定制机柜中, 可以通过无线传输设备将单兵背负的摄像机拍摄的视频, 通过专用通信线路 (含卫星、微波、光缆等方式) 传输至市应急指挥中心。主要传输内容有:图像传输:应急卫星通信车与市应急指挥中心进行对等的图像传输时, 音、视频信号经过图像编解码器压缩, 传输到路由器, 形成统一的数据流, 通过卫星等多种方式传输到市应急指挥中心。其传输速率可以根据实际需要进行组合 (2~4Mbit/s) ;数据传输:应急卫星通信车具有2路数据接口与市应急指挥中心连接进行双向传输。复用器的以太网接口是与外部以太网接口连接并交换数据, 执行桥接算法, 通过HDLC口与收发数据缓存交换数据, 通过复用处理模块等处理后进行传输。两个复用器的以太网相当于网桥, 把应急通信车的局域网连接到应急专网;语音传输:在应急卫星通信车的复用器FXS端口直接接3部电话, 而在应急指挥中心复用器FXO接口通过3路用户线连接到指挥中心程控交换机中, 实现与应急指挥中心电话专网或市话公网的交互。3部通信电话中的一部做为传真机使用, 另外两部可以任意拨打公网电话。指挥中心电话中的任一部电话可以拨打车上的电话, 实现互通。
2.2 计算机及控制系统
通过2套专业车载工控机、车载专用工业级服务器与24端口网络交换机 (具备POE功能) , 采用TCP/IP方式接入指挥指挥中心网络, 实现现场计算机组网及资源共享, 并可与指挥中心交换信息。采用宏控可编程中央控制系统, 用无线LCD触摸屏及专门的操作软件可实现对全车设备的集中控制, 并拥有设备状态显示及一键复位功能, 减少车载设备控制部分。此外, 还需设置有线控制, 可确保所有设备正常操作使用。
2.3 现场视频系统
通过高解晰、低照度摄像机20倍自动变焦镜头及全天候防护罩 (温控感应带雨刷器) , 配备最新型气动升降系统及特制的摄像云台, 可实现全天候、全方位的现场监控功能。升降杆可以方便快捷地将顶部的灯、摄像机云台等设备举升至所需要的高度 (大于6m, 抗风能力160km/h) 可以停留在任意高度。在不使用升降杆时, 电动顶舱门关闭, 整个升降杆和设备处于密封状态, 保护升降杆顶的设备。
配备车内摄像系统1套, 同时配备2路有线DV摄像。连接车内视频接收设备的线缆 (对) 采用防水标准BNC, 长度为100m。线缆采用电动线缆盘收放。车辆通过配备车载型嵌入式数字硬盘录像机可对现场进行录像, 1TB的硬盘可连续录制30天的录像资料, 并可按需回放显示。该设备还可通过USB接口及数据端口与车载电脑或其他设备相连接, 便于录像资料的导入和导出。利用8×8音、视频矩阵及画面管理设备 (包括画面切换和分割功能) , 实现图像的多种形式编辑, 便于选择性地传回指挥中心。车载工控机的光盘刻录功能可记录下事发现场的情况。
2.4 单兵移动监控系统
专用单兵移动监控系统就是基于COFDM通信方式为基础, 再结合先进的图像压缩、数字纠错和加解密、数控等先进的现代通信技术组成的无线多媒体传输系统。该系统由两部分组成:单兵发射单元和单兵接收系统。
单兵便携发射机集成图像压缩编码、OFDM调制、功率放大等单元模块, 实现将AV标准视频流信号调制到无线信号并发送出去的功能;而单兵接收机则反向将接收的无线信号还原为清晰的视频信号, 以供直接输出和监视器显示。
2.5 无线集群专网信号临时增补覆盖
集群设备按一个机柜2路载波考虑, 以便满足容量的需求。另外还需配备分合路器和双工器以满足天馈系统的需求。车载移动基站主要由以下几部分组成:⑴车载移动基站:要求体积小、重量轻、功耗低, 可方便地安装在通信指挥车内使用, 通过车载卫星链路设施提供的E1传输通道, 与TETRA系统交换中心连接。这样, 不仅可以提供现场紧急部署TETRA数字集群系统无线覆盖, 而且还能提供紧急现场与整个TETRA网络的跨站无线调度通信服务。⑵车载移动基站链路设备:主要包括车载卫星天线、卫星天线驱动伺服机构、卫星通道E1接口接入设备等。⑶车载移动基站电源设备:主要包括UPS后备电源、柴油发电机及配电稳压设备等。⑷传输链路:由于TETRA车载移动基站的机动灵活性和位置不确定性, 一般很难采用固定无线或光缆有线方式作为传输链路, 考虑到其使用频度较少 (通常是遇有重大活动或执行重要任务时才会使用) , 因此采用租用卫星链路方式实现基站联网的链路传输, 同时保留微波及光缆有线方式作为传输备份。
2.6 应急通信现场无线指挥调度系统
发生突发事件时, 为了让事件现场各种无线通信手段可以灵活组网, 可以使用美国RAYTHEON公司的应急无线高度指挥系统。该系统可以互连12个电台或电话, 并将其最多可分成7个组或网络。该系统可以匹配传统的模拟电台、集群通信、P25电台、卫星电话、手机、数字集群和PSTN (公共电话网) 等多种通信方式, 利用Vo IP技术进行广域通信。为了满足实际业务需要, 它还具有连续运转记录文档、预设启动程序、交叉互通能力、优先级中断、指挥控制权、监听 (视) 等功能。
参考文献
[1]陈仿杰, 雍海风, 王维平.小型应急指挥通信车工程设计的研究[J].数字通信世界, 2012 (7) .[1]陈仿杰, 雍海风, 王维平.小型应急指挥通信车工程设计的研究[J].数字通信世界, 2012 (7) .
通信系统之无线通信技术的应用 篇8
关键词：无线通信,重要作用,应用模式
前言
目前来看, 我国的大多数通信系统工程内部管理通信模式都是传统的通信传输模式, 这一定程度上不利于通信系统工程的内部运作环节的稳定发展。通信系统工程的传统有线通信传输模式的应用范围是比较狭小的, 有线通信系统是不够健全的, 单一固定的通信模式, 不能实现日常维护环节的稳定有效运行, 同时由于其生产环境的复杂多变, 也不利于通信系统工程的内部安全生产的有效管理, 更不利于通信保障系统的有效保障。
1 关于无线通信技术的分析
1.1 对于某些大型通信系统工程的安全生产及管理来说, 无线通信技术的应用是非常必要的。
比如石化企业中传统的有线通信的运用, 其灵活性和稳定性不能确保其日常通信保障工作的稳定运行, 即不利安全生产事故的避免, 又不利于企业的综合生产效益的提高, 更不利于企业员工的个人安全系数的提升, 容易导致一系列的经济损失。针对通信系统工程的内部工作环境的现状, 就要进行无线通讯技术的应用, 促进其通信系统的健全, 进行有、无线通信系统的有效结合, 实现其防爆区域内部相关员工的动态化管理, 使通信系统工程的网路结构不断优化, 促进其通信系统工程的安全生产模式的更新, 确保其通过无线通信技术系统的运用, 促进其应急信息的有效传递, 保障其企业安全生产环节的稳定发展。
目前来说, 应用比较广泛的无线通讯技术有GPRS技术及其CDMA技术, 该技术实现了对无线网桥及其卫星通信模式及其短波通信模式的应用, 确保其数字电台的有效应用, 确保其接口环节、数据终端连接环节等的有效协调, 促进其传输环节的健全, 确保其数传电台的传输速率的提升, 确保其传输距离的有效规范, 满足了通信系统工程的内部通讯环节的发展需要。随着经济的发展, 其数传电台技术不断得到更新, 满足了实际工作的需要, 通过对其通信模式的深化应用, 实现数传电台的运作系统的健全, 促进其内部环节的有效协调, 促进其网络化、科学化、智能化发展, 满足了通信系统工程对于高宽带模式的数传电台的需要, 大大促进了我国市场经济建设的不断深化发展。
扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力, 以及保密、多址、组网、抗多径等, 同时具有传输距离远、覆盖面广等特点, 特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计, 它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备, 可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离、高速无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。
1.2 微波集群技术也是一种应用范围比较广泛的无线通讯技
术, 其实现了开放性的提升, 确保其距离的有效应用, 确保其无线通信技术系统的健全, 实现了对通讯设备的有效应用, 促进其无线连接模式的健全, 促进其成本环节的稳定发展, 促进该环节的综合效益的提升, 确保其数据通讯模式的深化应用, 促进其数字设备之间的有效协调, 实现了对相关CMOS芯片的有效应用。特别适用于小型的移动通讯设备, 使设备去掉了连接电缆的不便, 通过无线建立通讯。近期应用比较多的蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础, 采用高速跳频和时分多址等先进技术, 为固定与移动设备通讯环境建立一个特别连接。作为一个新兴技术, 蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处, 如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通讯技术, 它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。
2 关于超宽带技术应用环节的分析
随着市场经济的不断深化, 其超宽带技术不断得到更新, 该技术的发展历史是比较长的, 起初作为军事技术实现了对相关雷达通讯设备的应用, 促进其无线通信模式的不断深化应用, 满足了社会经济对于高速无线通讯模式的发展需要, 促进其超宽带技术系统的不断更新, 满足了通信系统工程的日常经济的发展需要。UWB是一种无载波通信技术, 利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据, 它实现了对某种信号带宽的应用, 确保其无线通讯系统的健全, 它某种程度上突破了传统的连续载波通讯模式的局限性, 促进其脉冲信号的有效应用, 实现其信息的有效传递, 通过对其脉冲持续时间的有效控制, 确保其高速通讯模式的深化, 促进其脉冲带宽环节的有效控制, 确保其数据传输速率的提升, 促进其超宽带技术系统的健全。在高速通讯模式的应用过程中, 其UWB设备的发射功率是比较小的, 在实际工作过程中, 我们可以通过对UWB设备模式的应用, 确保其与无线电设备的有效应用, 确保其带宽的共享性的提升。
UWB是一种高速而又低功耗的数据通信, 抗干扰性能强, UWB采用跳时扩频信号, 系统具有较大的处理增益, 在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中, 输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s, 有望高于蓝牙100倍。UWB使用的带宽在1GHz以上, 高达几个GHz。超宽带系统容量大, 并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。通常情况下, 无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波, 因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波, 只是发出瞬间脉冲电波, 也就是直接按0和1发送出去, 并且在需要时才发送脉冲电波, 所以消耗电能少。
为了确保超宽带技术的广泛应用, 我们也要进行UWB保密环节的深化, 促进其保密性的提升, 通过对其跳时扩频环节等的应用, 促进其接收机环节的稳定运行, 促进其发射数据的有效应用, 以突破传统的接收机模式的局限性, 促进其系统的发射功率谱密度的有效控制, 确保其发送功率的积极控制。在实际工作中, 我们要进行其UWB系统模式的深化, 根据其发射功率比较小的特点, 进行通信设备环节的深化应用, 确保其实时通信环节的稳定运行, 促进其整体通信运作系统的健全, 促进其内部各个环节的有效协调, 以满足实际经济的发展需要, 满足市场经济通信环境的稳定。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。成本低, 适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输, 无需进行射频调制和解调, 所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件, 系统结构简化, 成本大大降低, 同时更容易集成到CMOS电路中。
3 结束语
系统通信 篇9
关键词：通信电源系统,维护,防雷
1 加强通信电源的管理
首先,各岗位人员要树立重视通信电源的工作意识,把确保电源安全的意识置入脑海,防患于未然。其次,要加强工作人员科技知识培训与培养,组建高水平、高素质的通信电源技术维护中心及维护队伍。使每个员工做到可以发现安全隐患问题,并可以对其采取措施遏制其恶向发展。加强通信电源管理人员的科学管理水平和能力,做到在保护设施和节约能耗的前提下,减少微小事故的发生频率,杜绝恶性事故的滋生土壤。做到把预防切实贯穿到日常工作中,最大限度消灭安全隐患。再者,要优化组合,加强电源与其他设备机构配合,确保机房、空调设施等配置环境的状态的安全性与规范性。
2 建立通信电源监控系统
通信电源监控系统是高科技的产物,通过对电源设备设施运行参数的实时远程检测,对出现问题的部件以及故障设备进行远程参数调整处理。并且通信电源监控系统还能实时检测电源所处环境的系统参数,比如机房的温度是否超标,机房温度较高,还能通过监控系统调节蓄电池的工作进度来控制机房室温。通信电源监控可以全天候、系统的对电源及其环境检测,为电源通信设备工作的流畅性提供了保障,同时还可以减少隐患事故的发生频率、缩短维修周期、提高系统的运转机能性。
2.1 单套电源的监控
在实际工作中,因单套电源设施简单,其电源监控装置也较为简单,通常,单套电源监控安置在在整流屏区域。通过实时监控交流、整流、直流单元,负载电流及各整流模块的输出电流和等工作状态;实时监控蓄电池的温度、环境温度、充放电电流和安时数;实时监控系统电压、系统工作状态显示,系统的各项运行参数设定值,并根据各项设定值发出不同告警信息。单套电源监控设有RS-232接口,紧急故障发生时,可自动电话回叫运行人员,确保在第一时间传递危险信号。
2.2 多套电源系统的监控
对供电局而言,往往是多套通信电源并存供电局电源系统逐级设有很多分支,有监控单元、监控站、区域监控中心、中心局监控中心等。各分支采用集中维护、统一管理的模式进行操作。且根据通信电源集中维护、统一管理的基本模式。且大多电源室采用电源监控系统,实行无人看管制度。因此电源监控系统的责任尤为重要。多级的分布式电源监控系统中,监控系统的可靠性必须高于被监控设备的可靠性。一般而言,地调监控中心为中心局监控中心,各县调监控中心为区域监控中心。电源监控系统要以监为主、以控为辅,始终把安全可靠性放在第一位。
各级的功能为:(1)设备监控单元的基本使命是周期性采集数据、刷新数据等,同时要积极完成上级下达的命令。(2)监控站的基本使命是采集并处理相关数据,并接受各监控单元的参数,显示其采集的各种监测数据和告警信息。监控站完成数据采集和处理工作后向下传授给各监控单元,并实时跟踪检测;向上则实时与监控中心通信,及时转发告警信息。(3)区域监控中心、监控中心处于监控岗位,可显示下级各分支的工作状态,并可打印其监控数据等基本信息。
3 加强对设备的维护工作
通信电源的维护的重点工作室蓄电池的维护。目前,免维护阀控式密封蓄电池应用最为广泛。但是,在日常的工作中,细心呵护蓄电池的工作还是不可避免的。我们用的免维护阀控式密封铅酸蓄电池的免维护只是指不需要加水,并不指不需维护。蓄电池在使用过程中,由于长期处于浮充状态下,将出现活性物质脱落、电解液干涸、极板变形、栅极腐蚀及硫化等现象,导致蓄电池容量降低甚至失效。
对免维护铅酸蓄电池的基本要求应做到以下几点:(1)新电池投入使用时,要做工程验收,做容量试验,确定蓄电池的容量是否与额定容量一致;(2)电池投入使用后,确保其的工作环境温度适宜;(3)定期测量各电池端电压,当各电池压差过大时,要进行均充;(4)定期对电池进行试探性容量试验或深度放电,以便检查电池组的性能优劣以及保持电池的活性。
一般来说,正常使用的蓄电池寿命应在8年以上,但很多蓄电池在投入后不久便开始出现故障,除部分电池在制造工艺上存在先天缺陷外,另一个主要原因是缺乏科学的电池维护。科学的使用并维护电池可以延长电池的使用寿命。虽然每种电池的使用需求有所不同,检查维护程序也有不同的侧重,但其检查方法都是通过检查浮充状态下的现场数据,并与厂家数据和之前检查的数据进行比较,来确定是否需要更换。如下操作可以延缓电池的使用寿命:(1)初次使用时,测量电池的各项基本数据,并作好记录,为日后电池检测的数据提供依据。(2)每周定期检测电池电压,查看是否每个电池的浮充端电压都处于正确的范围之内。(3)时常经检查检查电池外壳和联结件,查看极柱连接螺栓是否松动。(4)定期清理电池上的灰尘,特别是极柱和连接条上的灰尘,防止电池漏电或接地。(5)每隔半年时间,对电池进行高于60%的深度容量放电。如有容量不足,应及时处理。(6)对落后电应采取单一作业,对每个电池逐个充电,尽量避免直接对电池组采均充。
4 结束语
目前,通信用市电基本上能够保障,但是并不等于通信电源的重要性就降低了。因为生产和生活对通信的要求更多更高,所以通信必须在任何情况下都要保持畅通;否则一旦通信中断,就好像一个人立刻失去了听力、视力和声音一样,一切都将变得一塌糊涂。通信电源设备一旦出问题,对通信来说就是全面阻断甚至是形成重大经济损失,所以,越是市电供应良好的时候,越是容易对通信电源设备麻木的时候,也是最容易出问题的时候。
参考文献
[1]吴坤君,雷宏江,李强.通信电源设备的可靠性分析[J].通信技术,2008,(03).
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[3]周雪芳.关于通信电源维护问题的思考[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2009,(02).
通信系统电源温度监控系统 篇10
目前,通信系统大多由不间断电池供电,大型通信系统还有专门的电池室,配有一主一备2套电源系统,由多个固体电池串并联组成,电池温度过高会影响其工作效率和寿命,因此对电池温度进行实时监控具有一定的实际意义。
1 电源温度监控的任务与监控系统组成
1.1 温度监控的主要任务
本系统可对最多8组通信电池温度、1路机房环境(温度、湿度)、2路直流电压及2路220V交流电压进行测量;可设定温度门限值,当温度超过设定门限值后可自动报警;可根据实际情况启动空调或风扇来调节温度;可与上位机进行通信,将各项参数传送到上位机,数据传输距离大于200m。
1.2 温度监控系统的组成
温度监控系统由PLC(欧姆龙C200H)、按键、LED显示、电机与报警装置及传感器等外围电路组成,如图1所示。C200H为模块化、总线式结构,以CPU单元为核心,单元模块均通过总线SYSBUS与CPU单元相连接。
(1)ID001:输入按键数据,设定温度上下限。设置了复位键、温度上限设定值加1键、温度下限设定值加1键3个按键。
(2)OD211:输出采集数据到LED显示器。设置了4位LED,其中最高位显示数据标志。OD211直接输出1位BCD码及4个位选通控制信号到7段LED锁存、译码、驱动功能芯片,即可实现4位LED的动态扫描显示。
(3)OC221:输出空调、风扇电机及报警指示灯的控制信号。
(4)TS001:输入温度传感器的信号,相当于变送器和A/D转换器,内部有光电隔离电路,可有效隔离干扰信号。TS001可将传感器输出信号转换为相应的温度数据(4位BCD码)送给PLC,由于1个TS001单元最多可有4路输入,因此本系统采用2个TS001单元实现8组通信电池温度数据的采集;还可接不同类型的热电偶,并根据要求选择不同的量程范围,其精度为±(满量程×1%+1)℃。另外,TS001单元提供了冷端补偿电阻,输入热电偶只需用补偿导线连接到TS001的相应输入端即可,使用和连线相当方便。
(5)AD002:输入JWS温湿度变送器的信号及整流、分压得到的交直流电压信号。它可将输入的模拟量信号转换为相应的4位BCD码送给PLC,实现环境数据、电压数据的采集。AD002内部也有光电隔离电路。
(6)LK202:连接PLC与上位计算机。它提供RS-422接口,可将PLC链入Host Link网作为其通信节点之一,并将采集到的各项参数及系统工作状态数据实时传送到上位机,实现分布式远程监控。
2 系统软件
由于使用了多个特殊单元,温度监控系统控制任务较多、程序较长,因此可结合具体任务分段编制子程序,再由主程序根据系统工作流程将子程序(各功能段)排列组合在一起,使系统通过执行程序完成既定任务。主程序框图如图2所示。
2.1 数据采集子程序
数据采集子程序的功能是配合TS001、AD002单元依次将8路电池温度信号、1路环境信号(机房温度、湿度)、2路直流电压信号及2路交流电压信号输入到PLC的DM预定通道存储。
使用TS001单元前需先进行开关设置,并进行I/O表登记。开关设置为:选择4路输入、J型热电偶;量程范围由PLC程序设定,即由PLC程序向指令单元写入温度范围代码,代码为11,温度范围为0～200℃;单元号设定为0、1(IR100～105、IR110～115)。
2个TS001单元将转换结果存放于IR区的101～104、111～114通道中以便PLC读取。在105及115通道中设有存储器错误标志位及各路输入断线标志位,读取数据时应先判断相应标志位状态。为此,在DM区0000通道设置了9个出错记忆位,当判断出错时,置位相应记忆位,不读相应数据,否则将数据读到DM区相应通道。
使用AD002单元前也需先进行开关设置,并进行I/O表登记。开关设置为:单元号设定为2(IR120～129);通过编程选择6路电压输入,输入量程范围均为0～10V。AD002单元将转换结果存放于IR区的121～128通道中以便PLC读取。在IR区的129通道中设有各路输入断线标志位,读取数据时也和TS001单元一样,应先判断相应标志位状态。
2.2 数据显示子程序
数据显示子程序的功能是依次将DM区相应通道中的采集数据送显示器,每个数据显示20s。显示数据前先判断出错记忆位状态,无错误正常显示,否则显示出错代码。
2.3 温度设定值输入子程序
温度设定值输入子程序的功能是完成温度上下限数据的设置,温度门限值设定只使用了2个键。当温度上限设定值加1键按下时,存放温度上限设定值的DM区相应通道数据加1,并在显示器上显示,直到该键释放;当加1到最大值时,该通道清零。温度下限设定过程与此相似。
2.4 门限比较、控制信号输出子程序
门限比较、控制信号输出子程序的功能是依次将8路温度值与设定值进行比较,最后根据比较结果输出控制信号来启停空调、风扇及控制报警装置。比较之前先判断出错记忆位状态,无错误比较,反之不比较。
2.5 通信子程序
通信子程序的功能是与上位机通信,将采集到的各项参数及系统工作状态数据实时传送到上位机。LK202是Host Link单元,并且提供RS-422通信口,因此通过Host Link单元及RS-422通信口互连而成的是1:N Host Link网络,即1个上位机(PC)与多个下位机(PLC)组成的网络,使用Host Link通信协议和轮询方式。PLC的Host Link单元中已有通信程序,故响应帧是在PLC的Host Link单元中自动生成,通信前只需将数据设置好即可。PLC也可使用TXD指令主动向上位机发起通信,TXD指令可以按要求的数据帧格式将数据发送给上位机。
3 结束语
电源温度监控系统组成简单,抗干扰能力强,控制功能完善,具有的通信功能易于联网实现远程监控,适应性强。采用PLC对电源温度进行实时监控,可有效防止电池工作温度过高,提高其工作效率,延长使用寿命,这对通信系统的可靠稳定运行起着重要作用。
摘要：介绍基于PLC的电源温度监控系统的主要技术功能和软硬件实现方法。实践证明,这种温度监控系统结构简单、抗干扰能力强,能远程监控通信系统电源温度。
关键词：通信电源,温度监控,远程,PLC
参考文献
最新移动通信系统探析 篇11
摘 要：新一代移动通信系统将能提供语音、数据、视频等多媒体业务。分析了现有UTRAN的缺点，提出了UTRAN的演进方向。
关键词：移动通信系统；UTRAN；RNC
1 现有UTRAN的缺点
(1)Iub接口帧协议同步和无线帧调度。Iub口的FP帧传送DCH和CCH信道的TBS，Iur接口FP帧传送DCH的TBS和CCH的SDU。在Iub/Iur FP帧的传送中，引入的延迟和延迟抖动。为了控制延迟和延迟抖动，采用发送DL/UL Synchronization和Timing Adjustment等方法。
但是目前延迟和延迟抖动的控制和用户的业务无关，这样即使在业务可以忍受高延迟的情况下，Iub接口的延迟/延迟抖动控制也很严格，限制了Iub/Iur口的带宽利用率的提高。
在Iub/Iur的传输承载使用前，必须经过DL/UL Synchronization过程，这样增加了呼叫建立过程的时延。
(2)RLC层重传。目前的第三代移动通信系统结构中，RLC层在SRNC实现，这样Iub/Iur的传输时延造成了RLC层重传时延的加大。HSDPA将部分重传机制在Node B侧实现，提供了NRT高速下行，但是对RLC层的重传机制没有改进。
(3)外环功控。目前外环功控在SRNC实现，外环功率的控制帧在Iur/Iub上传送，这样外环SIRtaget的调整速度也受到Iur/Iub时延的影响。
(4)RRC和NBAP过程。在有关同步重配置的过程中，需要UTRAN和UE在某一CFN时刻同时启用新配置。在通知给UE的命令中，由于RRC信令消息量较大，且信令信道速率低(1.7/3.4/13.6)，以及有可能存在SRNC到UE重传，因此存在信令交互时间。RNC需要NBAP过程启动Node B侧的新配置，NBAP交互需要时间。因此在确定激活时间时，需要考虑到这两个过程的完成时间，使得过程变慢，影响了UTRAN侧的性能。
(5)RNC的抗毁性。由于UTRAN以RNC为中心节点，RNC功能过于强大，因此当RNC瘫痪后，直接造成相关区域内不能提供业务。
2 UTRAN的演进方向
2.1 功能在Node B/RNC重新划分的演进方向
将RNC侧的功能下放到Node B，Node B升级为Node B+；1个RNC转变为一组RNG。Iub口消失，Iur接口变为Node B+之间的接口。
在这种演进方向中，RNG和Node B的功能各有不同。
(1)RNG控制面承载如下功能：
①信令网关功能。当UE在Node B+间切换时，作为RANAP连接的锚点(保持不动)。终结部分RANAP信令连接：信令连接的建立与释放；无连接消息的解释；无连接RANAP消息的处理；中继寻呼到相关Node B+；②在Node B+之间重定位时，充当CN角色；③用户面控制④dNode B+以及R99/4/5RNC的Iur信令网关；RNG业务面承载如下功能：
①在重定位过程中，用户面业务流的切换；②在Node B+和SGSN之间中继GTP包；③用户面Iur接口的互操作。(2)Node B+终结所有的无线协议(L1/L2/L3)。
Node B控制面功能：
①a控制UE；②b终结RANAP连接，处理面向连接的RANAP协议；③c控制/终结 RRC连接；④d控制相关用户面连接初始化；Node B用户面功能：
①PDCP/RLC/MAC的功能；②宏分集功能(TD-SCDMA系统不需要)。
2.2 RNC功能划分为RCS/UPS的演进方向
在这种演进方向中，将RNC划分为处理用户面的UPS、处理控制面的RCS两部分。Node B的功能保持不变。Iur-C/Iu-C终结在RCS，Iur-U/Iu-U终结在UPS。RCS和UPS之间的控制接口为Iui。
(1)RCS的功能：
①无线资源管理；②UE的确认/定位；③移动性管理；④呼叫控制/会话管理；⑤完整性，安全，鉴权；⑥用户面控制。
(2)UPS的功能：
①根据要求的Qos，传递用户数据；②根据RCS的命令，完成无线承载到逻辑信道、传输信道的映射。
2.3 智能Node B/RAN Server的演进方向
结合前面的两个方案，提出一种新方案。
Node B承载了用户面的功能，变为智能Node B，RNC仅承载控制面功能，变为RAN Server。从CN网来的控制流终结在RAN Server，而从CN网来的业务流终结在智能Node B。
(1)RAN Server的功能：除了取消了用户面处理外，RAN Server的功能同以前的RNC功能类似。RAN Server通过Iui接口控制着小范围的移动性管理(寻呼、智能NodeB之间的重定位等)
系统通信 篇12
该论文讨论即时通信系统即时传输的技术选择, 分析了TCP、UDP协议的不同点。对于一些最常用的即时通信系统进行了分析, 探讨了提供博弈游戏功能的即时通信系统的解决方案。
该论文主要完成如下内容:
1) 通过对即时通信系统的研究, 根据不同的业务需求, 提出了对即时通信系统传输数据性能的要求。
2) 通过对不同网络协议的分析, 确定不同协议的主要优缺点及使用范围
3) 结合以上两点, 提出一个在Internet下提供实时文字通信、简单博弈游戏、视频与语音通信、文件传输的即时通信系统实现方案。
1 网络分析
目前常用的网络主要是局域网和广域网。局域网一般限定在较小的区域内, 小于10km的范围, 通常采用有线的方式连接起来。广域网是将分步在不同地区的局域网或计算机系统互连起来的。Internet就是我们日常最经常接触到的广域网。
局域网通常比广域网具有高得多的传输速率, 例如, LAN的传输速率为10Mb/s, FDDI的传输速率为100Mb/s。广域网的典型速率是从56kbps到155Mbps。
从传播延迟上来看局域网内往往是在相对独立的局部范围内联, 使用专门的传输介质进行联网, 延迟很低, 往往在几毫秒内。而广域网由于覆盖的空间广大, 连接的局域网众多, 传输介质不一, 传输延迟可以从几毫秒到几百毫秒。
2 业务分析
即时通信是指能够即时发送和接收互联网消息等的业务。即时通信系统就是一个能够完整的完成发送和接收互联网消息的软件系统。自1998年面世以来, 特别是近几年的迅速发展, 即时通信的功能日益丰富, 逐渐集成了电子邮件、博客、音乐、电视、游戏和搜索等多种功能。
常用的即时通信软件如QQ, 微信, skype, MSN (即将整合到skype) 等都支持文字聊天, 语音对话, 视频会议, 文件发送等即时交流, 还可以查看联系人的联机状态。Skype提供了拨打手机, 固话的功能。而qq也提供了即时的在线游戏功能。
为了实现一个Internet下提供实时文字通信、简单博弈游戏、文件传输的即时通信系统。必须考虑到文字聊天, 语音对话, 视频对话, 文件传输, 在线游戏, 连接电话网络等功能。
1) 文字聊天功能业务分析
对于网络传输速率和延迟的要求并不高。一般的文字聊天几乎都是在两个用户单独聊天或者多个用户群聊天中发生的。至今中文打字最快的专业打字员, 每分钟能输入340个中文字符左右, 而英文的最高速度可达每分钟400个字母左右。以一个中文字符占4个字节 (UTF-8) , 一个英文字符占1个字节来计算。两个用户单独聊天, 如果使用中文每分钟最多需要传输2720字节, 而使用英文聊天则只需要传输800字节。如果是在一个百人群中进行文字聊天, 每分钟最多需要传输的字符也只有136k字节, 平均为2.27kb/s。由此可见文字聊天对网络传输中的带宽、时延要求并不高。
2) 博弈游戏功能业务分析
博弈游戏是对即时通信系统的一个特殊应用。在线的博弈游戏就是通信双方发送, 接收一些包含游戏信息的数据包。而博弈游戏的特性使得游戏节奏比较慢, 对于网络的时延要求不是很高, 因此从网络传输上, 与文字聊天信息的传输相差不大 (事实上, 早期的在线游戏都是通过文字聊天的方式实现的。) 。
3) 语音对话业务分析
语音对话是近年来对文字聊天功能的扩展, 语音对话是采用语音编码的方式将用户即时的语音信号进行编码转化成数字信号, 从而降低传输码率并进行数字传输, 传输后解析成语音信号播放, 从而达到用户即时聊天功能的过程。/*语音编码的基本方法可分为波形编码、参量编码 (音源编码) 和混合编码。波形编码的编码速率为64-16kb/s, 语音质量好。参量编码的编码速率低, 大约为2.4-1.2kb/s, 自然度低, 对环境噪声敏感。混合编码是将波形编码与参数编码相结合, 在2.4-1.2kb/s速率上能够得到高质量的合成语音。*/目前使用最多的语音文件格式还是WMA格式 (通常码率64 Kbps) , 的语音文件, 以两个用户单独使用语音聊天计算, 需要保证至少128kb/s的速率, 而如果是在一个20人的群内进行聊天, 如果在服务器端不进行混音, 而到客户端混音的话则需要保证1280kb/s的速率, 如果在服务器端混音的话, 则仍只需要128kb/s的速率。一般来说语音对话功能对网络传输中的带宽、时延提出了一定的要求
4) 视频对话功能业务分析
视频对话功能则是对语音对话的进一步扩充, 提供了用户直接面对面对话的功能。目前最主要的视频技术就是H.264/MPEG-4 AVC (H.264) 。H264与其它现有的视频编码标准相比, 在相同的带宽下能够提供更加优秀的图象质量, 和MPEG2和MPEG4 ASP等压缩技术相比, 在同等图像质量下, 采用H.264技术压缩后的数据量只有MPEG2的1/8, MPEG4的1/3, 提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。在实际生活中, 人们一般用于网络视频聊天时的分辨率为320×240甚至更低, 传输的帧数为每秒24帧, 此时视频传输速率将不到300kbps。使用H264技术, 可以将传输速率降低到100kbps不到。因此在视频对话中, 至少需要200kbps的带宽。在实现视频会议时, 可以适当的降低图形质量, 但是往往随着参与用户的增多, 对带宽的要求往往呈线性增长。
一般情况下, 即时通信系统都会提供给用户一定的文件发送功能, 文件发送需要尽快的完成, 应该是尽可能的利用现有的带宽, 传输速率越快越好。
3 网络协议分析
即时通信系统为了在网络上传输, 必须选择合适的传输方式。根据网络七层模型, 在网络上传输数据主要是选择传输层协议TCP和UDP。
TCP是Transmission Control Protocol传输控制协议的简称。TCP是一种面向连接 (连接导向) 的、可靠的、基于字节流的运输层 (Transport layer) 通信协议。由于TCP采用三次握手, 四次挥手, 超时重传等机制, 保证了传输的可靠性, 但同时也导致了TCP传输数据的效率相对而言并不高。而且在网络拥堵的情况下, TCP由于有滑动窗口机制, 就会降低自己的传输速率, 导致传输效率更低。
UDP是User Datagram Protocol的简称, 中文名是用户数据包协议, 是OSI参考模型中一种无连接的传输层协议, 提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。它是一种无连接的协议, 在网络质量令人不十分满意的环境下, 数据包丢失会比较严重。但是由于UDP的特性:它不属于连接型协议, 因而具有资源消耗小, 处理速度快的优点, 传输效率比TCP高。一般来说, 在使用UDP的情况下, 都需要在应用层实现验证, 超时重传等功能, 但是对比于TCP来说, 还是要快很多的。而且UDP在网络拥挤的情况下, 不会降低自己的传输速率, 虽然对网络造成了一定负担, 但是更容易抢占到带宽, 保证自身用户的通信。由于NAT技术的使用, 在网络中外网的计算机比较难以访问内网的计算机, 因此需要使用技术手段对NAT进行穿透。
作为一个即时通信系统, 需要实现文字聊天, 语音对话, 视频会议, 文件传输等功能, 根据我们之前的分析, 不同的功能对于网络传输的要求是不同的。
文字聊天功能对于网络的带宽和延迟要求并不高, 但是必须保证绝对不丢失聊天信息。因此在协议的选择上应该尽量倾向于可靠地连接。
在线博弈游戏功能对于网络的要求与文字聊天功能近似, 在协议的选择上也应该尽量倾向于可靠地连接。
语音聊天功能, 出于通话质量的要求, 需要至少128kbps的带宽, 同时还必须保证不丢包。在协议上应该兼顾可靠性与传输速率。
视频聊天功能除了要发送语音信息外, 还要发送视频信息。视频信息即使是使用了最新的压缩技术, 对于网络带宽的要求任然很高。同时视频信息也有它的特点, 就是对网络传输时发生的丢包现象不是很敏感, 即使发生了少量的丢包, 很快就会有新的视频信息发送到客户端, 刷新丢包的信息。因此视频聊天功能在协议的选择上应该以传输速率优先, 兼顾可靠性。
文件传输功能则是要求在尽可能快的时间内, 将文件完整的发送到另一方。一般来说文件总是会被拆分成几个数据包进行发送, 在接收端组成一个完整的文件。文件传输如果是选择可靠性较高的TCP协议的话, 传输速度必然比较慢。如果选择传输速度快的UDP协议, 则必须解决可靠性的问题。
4 即时通信系统中对于协议的选择
当前我国的网络基础建设情况还不尽如人意。相关报告指出, 国内超半数用户实际宽带下载速率低于运营商提供的名义宽带速率。因此在即时通信系统中, 如何有效的利用带宽就成了一个比较敏感的问题。
文字聊天功能与即时游戏功能对于网络速率的要求不高, 但是对于可靠性比较高, 因此应当使用TCP协议进行传输。使用TCP协议既能满足文字聊天的功能需求, 同时传输的可靠性由TCP协议负责, 便于设计。
语音聊天功能对于网络的传输速率和时延要求都比较高, 在带宽允许的情况下, 应该采用TCP协议进行传输, 但是当网络比较拥堵的情况下, 应该转而使用UDP协议进行传输, 同时在应用层采取校验和超时重传的功能进行可靠性保证。一个比较好的设计应该是根据网络情况, 语音聊天系统自动的选择TCP协议或者是UDP协议。当TCP协议能够满足传输要求时, 使用TCP协议进行传输。当网络拥堵, TCP协议传输速率下降到不能保证语音质量的情况下, 则应该自动从使用TCP协议切换到UDP协议。
视频聊天功能由于对网络的传输速率要求比较高, 同时能够忍受一定的丢包, 因此UDP协议是比较好的选择。同时从减少服务器载荷的角度来说, 也可以利用P2P技术来让聊天的对象之间直接进行视频信息的传输, 使用UDP协议更加容易实现对NAT的穿透。
文件传输功能对网络的传输速率要求很高, 应当尽可能的将所有带宽利用上, 在应用层添加数据包校验与重传功能后, UDP就是最好的选择。
5 结束语
以上协议的选择是符合当前国内的Internet网络现状和通信技术并能够提供比较好的即时通信功能的。笔者相信在不太远的将来, 随着国内网络基础建设的进一步发展, 云技术的普及, 新的音频、视频协议的出现, 实时通信系统必将为网络用户提供更好的通信功能。
参考文献
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