微波通信（精选12篇）
微波通信 篇1
1 引言
微波通信是无线通信的重要手段之一, 由于微波的信息容量大, 所以在民用和军用领域有着极其广泛的应用。微波通信的视距传播, 使得其在传输过程中, 必然会受到各种地理条件和气候因素的制约, 从而导致信号强度随着时间的推移而不断起伏变化、衰落和失真, 甚至会出现中断现象。因此, 必须充分认识微波传输的特点, 采取充分有效的措施, 积极降低因信号的衰落和失真造成的影响, 确保微波的有效传输。
2 传播特性
2.1 多径传输
微波与其它无线电波一样可以通过多种传输方式从发射天线到接收天线。其主要方式有自由空间波, 对流层反射, 电离层波和地波。
当电波以地波形式在地球表面上传播时, 地面对表面波有吸收作用, 其强弱程序与电波的频率、地面的性质等因素有关。
当电波以天波传播时, 电离层对电磁波除了具有反射作用外, 不用吸收能量与引起信号畸变等作用, 其作用强度与电磁波的频率和电离层的变化有关。
当电波利用大气层对流层和电离层的不均匀性进行散射传播时, 可使电波到达视线以处的地方, 对流层属于异类介质, 在地球上方约十几公里内, 反射指数随着高度的增加而减小。
当电波在对流层、电离层以外的外层自由空间传播时, 其传播方式沿直线传播。
2.2 传输损耗
(1) 大气吸收衰减
当经过大气时, 大气中的分子具有磁偶极子, 水蒸气分子具有电偶分子, 它们能从微波中吸收能量, 使信号产生衰减。
(2) 雨雾衰减
当微波在传输中遇到雨雾时, 由于雨雾中的小水滴会使电磁波产生散射, 从而造成电磁波的能量损失, 产生散射衰减, 当频率在10GHz以上, 散射衰耗会变得严重, 使传输距离迅速减短。
(3) 地面反射的影响
微波在传输过程中, 除受大气、气候的影响以外, 地面也对其有较大影响。当微波线路中遇到树林、山丘、建筑物等高大物体时, 会对电波产生阻碍作用, 一部分信号遭到阻挡, 从而增加了损耗。当微波线中经过平滑的地面或水面时, 电波传播经直射波和反射波到达接收端, 两个信号叠加时, 可能会发生相互抵消, 从而产生损耗。
(4) 对流层对电磁的影响
在距地面约10Km以下的被称为对流层的低层大气层, 集中了整个大气质量的四分之一, 当地面受太阳照射时, 地表温度不断上升, 地面放出的热量使低温大气受热膨胀, 从而造成了大气密度的不均匀, 产生大气对流运动, 在对流层中, 在所的成分、压强、温度、湿度会随着高度的变化而变化, 在大气中, 折射率受大气压力、温度、湿度的不同而变化, 这种变化对微波的传输会产生影响, 由于大气的折射作用, 实际电波不再沿直线传播, 而是按曲线传播。
3 提高微波传输质量的措施
通过上述分析, 在微波传输过程不可避免地会受到各方面的影响, 出现信号衰落现象, 从而影响正常通信, 为了克服电波衰落对通信的影响, 必须合理选择抗衰落的措施。
3.1 合理选择微波线路路由
在选择微波线路路由时, 应尽量避免使线路穿越水网、湖面或海面等强反射区域, 以防止地面反射造成的干涉型衰落。当无法避开时, 可结合当地的地理条件, 尽可能特殊某些地形、地物阻挡反射波, 以降低地面反射波到达接收端的强度。若反射不能被地形、地物阻挡, 可设法增大收发天线的高度差, 以使反射点落在低天线的一端。
3.2 采取分集技术
在微波通信过程中, 通信的可靠性和稳定性受多径衰落的影响, 通常可以采取分集技术来加以改善。当用两套以上收信设备来接收同一经两条以上路径传输的同一信号时, 对接收信号进行合并处理后, 当其中一个信号发生衰落时, 另外的信号不一定也衰落, 采用适当的信号合成方法就可保证一定的接收电平, 从而克服或改善衰落的影响。
目前使用较多的分集类型有频率分集、空间分集、混合分集, 频率分集对频谱的利用率低, 一般很少采用。而是使用空间分集或空间加混合的方法, 在空间中不同的垂直高度上设置几副天线, 同时接收一个发射天线发射的微波信号, 然后进行合成或选择其中一个较强信号作为收端的使用信号, 用以克服电波衰落。
3.3 选用智能天线
采用自适应天线阵和切换波束的智能天线, 可自适应地识别用户信号要到达的方向, 通过反馈控制的方式来调整方向图, 产生空间定向波束, 形成天线主波束, 主波束对准用户信号方向, 旁瓣或零陷对准其它信号到达方向, 在其它信号方向上, 形成天线方向图零陷或功率增益较低, 从而达到抑制干涉的目的。
3.4 实施自动发信功率控制
将微波发射机的输出功率设置成自动调节的, 在工作时输出功率可变, 在微波传输线路工作正常时, 发射机工作于正常值, 当接收端的接收机信号电平低时, 通过反向通信业务信道来控制发射机使其输出功率自动增大, 从而有效解决因衰落造成的影响。
4 结语
在实际工作中, 如果只使用一种措施, 很难彻底解决微波通信中的衰落问题, 要注意将各种抗衰落措施结合起来使用, 从而降低微波传输中不利影响, 提高传输的稳定性和可靠性。
摘要：在微波传输过程中会受到来自大气和地面反射等各种因素的影响, 本文从分析微波传播特性入手, 提出针对不同情况降低传输衰落的几种措施, 以提高微波通信的质量。
关键词：微波通信,抗衰落,措施
参考文献
[1]梁爱国, 范晓东, 数字微波主要发展方向浅析〔J〕, 科技信息, 2010
[2]孙学康, 张政, 微波与卫星通信, 人民邮电出版社, 2007
微波通信 篇2
光纤通信技术在广播电视中的应用初探【1】
【摘要】随着我国的科学技术水平在不断的提高，一些新的技术在实际生产生活中得到了广泛应用，提高了人们的生活质量，促进了工作的整体效率。
广播电视领域运用光线通信技术就显得比较重要，这一技术的应用对广播电视传输效率以及质量水平的提高就有着积极作用。
本文主要光纤通信的主要系统以及光线通信传输的特性加以阐述，然后结合实际，对光纤通信技术在广播电视传输当中的应用进行详细探究。
【关键词】广播电视传输;光纤通信技术;应用
引言
从近些年我国的光纤通信技术的发展现状来看，其中在广播电视领域中的应用发挥着积极作用，成为广播电视传输的重要支持技术，对传输效率以及质量的提高发挥着重要作用。
通过从理论上加强广播电视传输中光纤通信技术的应用研究，就能从理论上进行深化，从而进一步促进光纤通信技术的应用质量水平提高。
1光纤通信的主要系统构成以及光线通信传输的特性
1.1光纤通信的主要系统构成
光纤通信的系统是通过多个部分组成的，光纤通信系统是通过光波作为载体的，并将光纤作为传输介质，光纤通信主要是由光发射机以及光接收机，光中继器以及光纤连接器和耦合器无源器件所组成[1]。
光模块则是光纤通信系统当中比较核心的器件，这一器件的性能对整体通信系统传输的质量就有着直接性的影响。
系统构成当中，光发射机是比较重要的，主要的作用是进行光电转换信号;
光接收器部件则是通过光检测器以及光放大器构成的，主要是将光纤以及光缆探测器光转变为电信号，在弱信号电平经放大电路发送到接收机;
系统构成中的中继器部件，则是通过光检测器以及光源和判决再生电路所构成的，主要的作用就是作为光信号传输衰弱的补偿，以及对脉冲波形的校正;
系统构成中的光纤构建就是把一个调制的光信号对电缆以及光纤长距离传输，耦合到光检测器接收器进行发送信息，这样就完成了整个任务;
系统中的光纤连接器也是比较重要的部件，主要是用在耦合器中。
1.2光纤通信传输的特性分析
光纤通信技术的应用中，对信号传输的效率以及质量提高有着积极促进作用。
光纤主要是通过高纯度玻璃材料进行制造的。
线路主要是通过光纤以及光纤接头和连接器进行组成的，而光纤则是通信线路的主体部分。
在光纤的使用过程中，就成为容纳多根光纤的光缆，线路的性能是通过光缆内光纤传输特征所决定的[2]。
当前对光纤的使用有着多种类型，如单模的光纤只传输主模，沿着光纤的内芯进行的传输，这就避免了模式射散造成单模光纤传输频带宽的情况，对大容量以及长距离的光纤通信比较适用。
还有一种类型就是多模的光纤，工作的波长下多模式在光纤当中进行传输，在受到色散的因素影响下，光纤传输性能就相对比较差，频带方面也较窄。
光纤通信传输过程中，造成光纤损耗的因素比较多，其中主要的因素就是吸收损耗以及辐射损耗和散射损耗，光纤的损耗和光纤通信传输距离长度以及中继距离选择有着直接关系。
2光纤通信技术在广播电视传输当中的应用
将光纤通信技术应用在广播电视传输过程中，就能通过多种方式进行应用，在非压缩传输方式的应用方面就比较重要。
这一传输方式主要是广播电视信号的传输中，信号能从信号源到终端设备不经过处理，这一技术在广播电视的现场直播过程中比较常用[3]。
这一通信传输的技术对设备物理距离的要求比较严格，为能对传输效率的提高，就要采用主设备以及冷设备来实现单边信号传输，这就能对双光缆的优势得以充分发挥，对信号的传输性能也能有效提高。
广播电视传输过程中对光纤通信技术的应用中，通过光缆作为传输的介质，SDH作为传输的平台实施传输。
通过光缆网络作为基础，就能实现数字化数据传输。
压缩传输通信技术的应用中，是信号在传输前在压缩设备的应用下，对光波信号实施压缩，这样就能有效减少信号占用的空间，能有效满足多样化的数据传输，这一技术的应用在独立性方面比较突出，占用的空间也比较少等[4]。
具体操作过程中，技术人员按照最大限度保障传输信息稳定及时性，把压缩传输以及非压缩传输的方式进行结合应用，这样就能有助于广播电视传输的质量效率水平提高。
广播电视传输工作实施中，对光纤通信技术的应用，非本地区光纤电缆再者中心点TER机房汇集，通过传输电路连接到机房覆盖范围。
为能更好的保障传输数据的完整性，通过解码器应用对传输的信号实施压缩解码，就能获得AIS信号，再和网络适配器进行结合，对信号长距离输送到IBC机房，就能对节目信号实施解码处理。
3结语
综上所述，广播电视传输过程中对光纤通信技术的应用，要注重和实际的情况紧密结合，在此次对光纤通信技术的研究分析下，就能从理论层面进行深化，从而进一步提高广播电视传输的质量。
参考文献
[1]刘卫红.光纤通信技术的发展及其研究[J].山东工业技术，(23).
[2]范秀国.浅析电力通信中光纤通信技术的运用与影响[J].通讯世界，(04).
[3]任爱辉.光纤通信技术在电力系统调度自动化中的应用[J].低碳世界，2016(34).
[4]裘建开，庄建勇，何君杰.光纤通信技术的特点及其应用分析[J].信息化建设，2015(11).
通信技术对网络传输安全性的要求【2】
【摘要】通信网络在快速发展的同时，受到诸多因素的影响，削弱信号强度，网络传输安全性受到质疑。
因此，在通信技术的应用过程中，网络传输安全性应放在第一位。
保证网络通信安全需要从防范机制的建立、防范问题的查找和网络传输安全问题的解决入手。
面对众多的通信干扰问题，我国应不断的革新通信技术，保证其先进性。
【关键词】通信技术;网络传输;安全性;要求
移动通信产业发展迅速，在人们生活、娱乐和工作中发挥了积极的作用。
并且随着科技的发展，移动通信信号的质量增强，移动通信的应用范围较广。
微商迅速崛起，以微信、微博为主的网络通信技术成为普通民众的热爱，而航空航天企业、国家卫星系统的设计上均使用了通信技术，由于通信技术在使用过程中存在一定的安全隐患，因此必须得到重视。
保证通信技术的安全才能维持其可持续发展，未来以微电子和多媒体为基础的技术产业链将构建，保证网络传输的安全性则是其必然要求。
1通信技术行业安全问题的现状
1.1无线通信安全分析
目前，我国移动通信业务发展迅速，使用人数增加，服务领域扩展。
在工业、军事等领域，移动通信业有着广泛的应用。
但是随着无线通信技术的发展，基站开始覆盖于偏远地区，基站的辐射信号就会受到影响。
同时，移动通信信号的影响因素增多，无线通信干扰也成为通信安全的重要起因，由于基站的设计过程中存在漏洞，加上城市周边安全措施少的影响，移动信号相对较差，移动安全隐患大量存在。
无线电的输出功率远大于额定功率，导致设备的负荷增大，出现互调干扰现象，并且主要体现在发射端和接收端。
1.2移动通信安全与发展
目前，移动通信系统面临的安全隐患包括信息丢失，垃圾短信侵入等。
现阶段，移动通信在人们生活中的地位不断提高，新媒体也随之出现，移动通信作为较为先进的通信方式被普遍使用，掌握新媒体的应用方式是保证移动通信安全的主要手段之一。
但是移动通信使用过程中，尤其是信息传输过程中，安全隐患依然存在。
新时期网络变得更加方便，微信、支付宝等网络软件都可以提供消费、转账功能，而这恰恰给不法分子提供了机会。
网上购物等行为带来的密码丢失，金钱被盗现象大量存在。
通信：量子通信时代到来 篇3
1、近期股价催化剂颇多。
2、量子通信已进入产业化阶段。
量子通信有望成为中国的世界名片。“棱镜门”让通信安全问题上升至国家安全层面，美国、欧洲、日本、韩国等国家均在大力发展量子通信。
我国政府也高度重视，已在合肥、北京、济南等地建立量子通信城域网，标志着我国量子通信在产业化和应用技术研究领域走在世界前列。
我国量子通信产业化阶段开启，产业联盟成立，投资有望达400亿元。目前，量子通信已进入产业化阶段，虽尚处初期，但随着去年底“中国量子通信产业联盟”的成立，阿里、中兴通讯加入，预计量子通信产业化进程将加速，近几年量子通信网络建设将提速，投资约400亿元。
量子通信产业链涉及五大环节，应用场景丰富，市场前景看好。量子通信产业链主要涉及“器件、设备、传输、网络建设/集成、运营服务”五大环节。考虑到产业化尚处初期，将以网络建设为主，前四个环节有望率先受益。未来应用领域将包括政府、军事、国防、电信、金融等。
近期催化剂不断，带来量子通信重大投资机遇。一方面从中央到地方，陆续出台相关政策给予强力推动，包括十三五规划，《长江三角洲城市群发展划》等，未来3年约有20个城市将建量子通信城域网；另一方面，全国范围关键信息基础设施网络安全检查启动，8月我国首颗量子卫星将发射，年底前量子通信“京沪干线”将建成，量子通信即将腾飞。
重点推荐：亨通光电、光迅科技、中天科技、神州信息、中兴通讯、浙江东方。
微波通信规划设计探讨 篇4
浙江某地岛屿众多, 地形复杂, 光缆网络建设难度很大, 而海底光缆建设成本高且周期长。因此, 采用微波通信传输无疑是最好的选择之一。
2 浙江某通信运营商微波通信现状及问题
浙江某通信运营商现存微波数量较多, 包括汇聚层和接入层。汇聚层微波传输网络目前共有10个微波站, 7条微波传输路由, 全部为SDH方式;接入层网络有80个微波站, 48条传输路由, 其中4条采用SDH方式、44条采用PDH方式。
从微波现状分析, 主要存在以下问题:
(1) 部分微波划归另一家运营商, 对该运营商以后的网络发展会有一定影响。
(2) 地方经济发展迅速, 通信需求量日渐增大, 部分PDH微波需进行扩容改造。
(3) 城市建设中存在原路由出现障碍物的情况, 造成微波传输信号的极大衰减。
(4) 目前微波路由主要以链状形式存在, 安全性不高, 无法满足业务量大且重要的站点的安全需求。
鉴于上述问题, 应对该公司微波网络进行全面规划。
3 微波通信规划
微波通信规划主要包括三部分:路由规划、频率规划和设备选型。
3.1 路由规划
微波通信的路由选择应本着目前和长远需要相结合的原则, 做到既符合国家的通信规划, 又能满足本地区当前通信任务的实际需要。
(1) 由于地面对电波传播的影响, 线路应尽量避免跨越水面和平坦的开阔地面, 以防强反射造成信号深衰落;
(2) 为保证可靠通信, 站距不应太长;
(3) 每一中继段要有合理的余隙;
(4) 应避免越站干扰;
(5) 应避免其它微波电路的干扰;
(6) 具体站址的考虑还应兼顾投资、施工和维护方便以及运行成本。尽量利用原有地形地物, 选择交通方便、供水供电可靠的地方。
3.2 频率规划
在进行频段规划时, 应根据系统传输信道数量、通信网络规划, 并结合已建通信线路状况和当地条件综合考虑。遵循以下原则:
(1) 波道频率配置采用集中排列方式;
(2) 克服越站干扰, 相邻的第四个微波站站址不要选在第一、二两站的延长线上;
(3) 一条链路上, 高、低站应相间排列, 不允许一个站既有高站又有低站的情况存在;
(4) 设计频率配置时, 优先使用7/13/15 G频段;
(5) 枢纽站多方向发送时, 如果频率有相同的情况, 应采用不同的极化方向, 以减少干扰。
本案微波频率的分配办法完全符合ITU-R和我国有关的频段分配、频道配置的建议、规定, 如图1所示。
3.3 设备选型
微波网络规划中, 设备配置是在路由方案确定之后进行, 主要工作内容包括:选定微波工作频段、天线的大小、馈线的长度、分集天线等。
选定微波工作频段:工程方案确定后, 站址、微波天线的工作方向也就确定了。在满足前述组网要求的前提下, 结合局方要求即可选定微波工作频段。
选定天线的大小:在站址位置、天线高度确定后, 在同一个站点, 根据传播距离选择适合的天线型号。
选定分集天线:粗略估算电路传输指标后, 如果误码率不能满足要求, 就要考虑采用分集措施。 (实际在做电路配置方案时就应确定, 并考虑天线的分集间距。)
4 微波通信勘察
微波通信的勘察的目的, 是准确掌握工程现场情况, 收集相关信息。
4.1 制定勘察计划
(1) 确定勘察范围、目标、日程、参与人员等;
(2) 制定勘测行程路线, 尽量减少重复行程;
(3) 预先联系所去微波站的管理部门或业主, 准备机房开门钥匙等;
(4) 如去偏远地区, 需联系向导。如微波站附近无住宿设施, 勘察当日无法返回、需在机房或野外过夜, 要预先购置睡袋、帐篷、药品、食品等。
在确定勘察计划时, 一定要与业主达成一致并获得支持, 要有业主方的相关人员一起参与勘察, 以保证现场勘察数据的准确有效。
4.2 需要准备的工具
(1) GPS同步卫星定位系统:用于勘测现场定位;
(2) 接地电阻测试仪:用于测定新建站 (局) 点的大地电阻率;
(3) 轻便的森林罗盘仪:用于站 (局) 点至通信方向上的障碍物、目标物和行进方向的定位;
(4) 频谱分析仪 (可选项) :必要时用于确定定位点环境干扰频率和电平测量;
(5) 便携式红外线测距仪:用于小范围空间尺寸的测量;
(6) 数码相机:记录现场情况;
(7) 工程覆盖区域范围的城建规划图, 有经纬度的五万分之一或更大的地形地貌图。
4.3 勘察任务
现场勘察工作一般由微波设计人员1—2人, 建设单位微波设计1—2人, 相关土建、铁塔、电源、地质等部门设计人员组成。重点完成以下工作:
(1) 现场视通情况的确定;
(2) 对视通无法确定的传输接力段, 如站距过长、现场无法看到对端站, 且缺少地图资料或通过读图无法确定视通情况 (如城市内传输) 的, 需组织建设方进行路由电测, 或选择备用路由方案;
(3) 对于确定无法视通的微波接力段, 需重新规划路由, 选取中继 (有源中继、无源中继) 站址, 或制定备用路由方案;
(4) 丈量微波站点室内尺寸, 绘制站点机房平面图。确定馈线电缆、电源电缆、接地线的走线方式、所需长度。确定微波设备的安装位置及接口设备的相对位置;
(5) 丈量铁塔、机房相对位置, 绘制站点平面图。确定新装天线安装塔臂;确定馈线孔入机房位置;确定现有天线挂高、口径及朝向。确定新装天线可安装位置;
(6) 确定各微波站现有电源系统状况;
(7) 在新建微波站、铁塔位置设立显著标记, 用数码相机拍下周围地形、地貌特征;
(8) 记录机房内现有运行微波设备的频段 (如果有) 。
4.4 微波传输电路电测
在微波通信工程设计中, 电路设计是至关重要的。要获得合理、可靠的电路设计结果, 必须准确获得电路设计所需各项参数。由于自然地理条件的复杂性以及电波在实际传播过程中的一些特殊物理现象, 微波传输工程的现场勘察设计是微波通信设计的基础。对于城市、居民聚居区等建筑物众多的地区以及在地图上无法确定视通情况的新建微波路由, 现场勘察尤为重要, 其目的主要是确认路径能否满足使用要求, 是否存在阻挡、损耗等。
5 结束语
微波通信作为光纤通信的补充, 在现有通信网络中扮演着不可或缺的角色。虽然近年来由于多种原因, 微波通信建设遇到了一定困难, 但是凭借自身优势、随着技术的发展, 微波通信将始终是通信网络中的一种重要通信手段。
参考文献
[1]刘仲明.微波传输设计一例.移动通信, 1998 (6) :49-51
[2]张旭.微波路由设计和天线挂高计算的探讨.信息技术, 2007 (3) :35-36
通信工长、通信工岗位职责 篇5
1、执行上级的有关规章制度，落实安全生产逐级负责制。对本工区的安全生产和劳动目标承担责任。
2、组织编制本工区的、月度维修计划、重点整治计划和财务计划，上报，待上级审批后组织实施。每月将年、月表逐项逐日将工作安排填入工区月度工作进度表（电统110），并逐项闭环，26日前上报车间。
3、在本工区内合理安排人力、物力，组织实施工区级的施工，参加本工区管内的车间、段级施工及施工配合工作。组织参加和实施天窗修、重点专项整治、工电联整配合、秋鉴等各项计划和临时性的安全生产工作。
4、每月完成跟表任务，对本工区人员的工作质量进行检查，指出存在的问题，提出考核建议。
5、负责协调与车站、工务等相关部门的工作关系。负责协调与上级部门、本工区人员之间的工作关系
6、对管内发生的事故、障碍组织处理、分析，并协助上级部门做好事故的调查处理。
7、组织召开工区的月总结会，安全分析会，“115机制”点评会等会议。参加车间的月度生产会议，汇报本工区当月的安全生产工作情况、存在的问题及下月的安全生产工作计划。
8、加强对本工区职工的安全教育，杜绝违章作业，保证行车、劳动、交通和消防安全；在工区开展有效的业务学习和学技练功活动，不断提高职工的技术业务素质。
9、组织本工区按照职工奖惩考核办法对各类奖金实施公平合理的分配。
10、按照“五标工程”有关要求，组织做好班组及岗位的月度考评工作。
11、加强班组建设，做好本工区职工的稳定工作。重视职工思想政治教育，关心、帮助他们通过各种途径解决实际困难，为他们排忧解难。
12、每月对工区材料计划和进出情况进行检查。
13、完成上级安排的其他工作。
通信工岗位职责
1、遵守和掌握《技规》、《维规》、《事规》、《行规》等有关安全生产规章制度和安全操作规程，确保不违章作业、盲目蛮干。
2、熟练掌握通信设备的检修作业程序、技术标准及质量要求，对通信设备进行养护维修，质量良好地完成各项设备的检修工作，确保设备正常使用。
3、遵守铁路企业内部各方面的管理制度、作业纪律和劳动纪律。
4、发现事故隐患或者其他不安全因素，应立即向工长、车间或段调度报告，并及时采取防范措施。
5、检修作业必须工具齐全，仪表完好，材料齐备，安全措施到位。
6、积极参加各种安全生产宣传、教育、评比、竞赛、表彰和评估活动。
7、关心本工区的安全生产情况，参与工区的管理活动，向有关领导或部门提出合理化建议或意见。
8、参加工区安全生产等各种会议及每月开展的“五标工程”等各种活动。
数字微波通信技术特点应用 篇6
摘 要：SDH数字微波通信技术是时代发展下所形成并发展的一种通信手段，该项技术的有效应用，推动了光通信技术的整体发展，本文SDH数字微波通信技术的特点进行简要分析，在此基础上对其在现代社会的实际应用情况进行探讨，仅供相关人员参考。
关键词：SDH数字微波通信技术；现代通信；传输质量；应用
1 SDH数字微波通信系统概述
1.1 SDH数字微波通信系统的传输
从SDH数字微波传输系统的整体情况来看，数字微波传输是一个复杂的过程，在这其中枢纽站发挥着重要的作用，我们可以发现，枢纽站在数字微波的吃散户过程中始终起到一定的调节作用，并且数字微波传输是由一个终端发送出来到达另一个终端站，这期间需要结合实际情况对传播线路进行调整，那么数字微波中继站和分路站在其中发挥着不可或缺的作用。具体来讲，数字微波信号从一个终端站传送出来时，要经过合理的数字压缩处理，在进行调节和处理后，形成标准规格的数字中频调制信号，以确保信号发送的顺利和便捷。在此基础上将这些处理过的信号输送到发射设备中，并进行射频调制，通过一系列的数字处理环节，促进微波信号的形成，在确保发射载体安全可靠的基础上，方能够向中继站发送微波信号，而中继站对微波信号进行处理后，方能够发送至收端站。可见数字微波信号的传输是一个复杂的过程，在传输过程中数字微波信号不断深化处理，从而使得通信质量得到可靠的保证。
1.2 SDH微波通信过程中微波终端站的功能
就总体情况来看，微波终端站的功能具有多样化和独特化，这就在一定程度上加大了通信网络管理的难度，相关资料显示，微波终端站在承担通信网络管理工作的同时，其他个站将微波通信信息发送到微波终端站，微波终端站还需要在收集各项微波信息的同时，监督和管理各项传输线路的运行质量，除此之外还需要具备合理的置换功能，实际工作任务两较大。从整体情况来看，数字微波通信技术的发送端和收信端在实际工作中存在明显的差异性，就发送端的工作内容来看，围绕信号调制工作进行多元化的纠错编码以及扰码等工作，与此同时还包含SDH开销等工作内容。而收信端主要包括相关基带的处理工作，主要以收信差分译码以及解扰码等工作，除此之外还包含主信号低噪声接受工作以及提取SDH开销等工作，就工作性质来看，收信端与发送端的工作内容的功能性存在明显差异。
1.3 微波分路站
微波分路站在实际工作中的任务是完成双向信号接收工作并进行准确可靠的信号转发，作为安装有调制与解调设备的中继站，具有良好的遥控和遥测能力，在实际配置管理工作中取得了较好的工作效果，一定程度上促进了传输线路的稳定运行，并且有效的提高了网络管理运行的安全性。
2 SDH数字微波所采用的现代化技术
2.1 编码调制技术
SDJ数字微波通信中，编码调制技术的有效应用，一定程度上缓解了微波频带在传播方面的局限性，通过高状态的编码调制技术的有效应用，对微波频带内的SDH传输信号进行妥善的处理，从而有效地提高了数字微波通信技术的实际应用价值，从整体上提高了信号传输的稳定和可靠性。
2.2 交叉极化干扰抵消技术
就数字微波系统运行的实际情况来看，传统方式下的双极化频率复用技术的有效应用，能够促进数字微波系统的容量得到有效的扩大，随着单波道数据传输技术的快速增长，频谱的实际利用率明显增大，在此种情况下，极易出现交叉极化干扰现象，从而对通信质量产生严重的影响，因而加强交叉极化干扰抵消措施的研究和分析是势在必行的。就数字微波通信的实际情况来看，对交叉极化干扰抵消技术进行有效的应用，能够通过信号的累积，将干扰信号抵消，从而将干扰程度降到最低，有效地提高了数字微波通信的质量和效果。
2.3 自适应频域以及时域均衡技术的有效应用
就数字微波通信的实际情况来看，微波信号传输过程中不免会出现多径衰落现象，而自适应均衡技术的有效应用，能够有效地应对交叉极化干扰情况，从而为通信质量的稳定提供可靠的保证。结合自适应均衡技术的实际特点，可以将其分为自适应频域均衡技术和自适应时域均衡技术。自适应均衡技术的有效应用，能够对信道频率进行合理的补偿，通过中频通道补偿网络的实际频率特性进行补偿，从而有效地降低频率选择性衰落所造成的影响，从而切实提高数字微波通信的质量。就自适应时域均衡技术的实际应用情况来看，该项技术在通信应用中能够有效地消除码间干扰，从而消除正交干扰，从整体上提高数字微波通信质量和效果。
2.4 分集技术的有效应用
数字微波通信技术中分集技术的有效应用，促进了不同特征状态下的收信信号之间的准确切换和合成，从而为数字微波通信质量控制奠定了可靠的基础。从整体情况来看，数字微波通信技术在实际应用中往往会采用多状态的调制方式，并对分集技术进行合理的应用，从而切实降低频率选择性衰落的敏感度，进而提高数字微波通信质量。
2.5 网管技术
现在已经进入到信息化时代。信息管理方式，对于保证SDH传输网的高效运营是非常必要的。在SDH网管系统当中，标准化的管理体系应实际的需要而建立了起来。网管技术的作用，就是保证系统中各种性能的稳定性。
3 SDH数字微波技术的应用
科学技术的发展，使处于应用领域当中并已经被社会广泛利用的数字信号传播系统实现了科学性的创新。微波技术被融入数字信号传播系统当中，建立了可以克服原有的各种弊端的数字微波传输系统。
3.1 SDH微波网的重要性
SDH微波网可以对光纤网提供保护服务，并具备网络补偿特性，以对整个的通信网实现安全保护作用，此为SDH光纤网的保护性应用。现在，微波已经成为三大传输手段之一，还可以协助光纤电信网建立符合自身特性的闭合环路，或者自成链路。还可以将SDH微波与SDH光纤系统相串接。
3.2 SDH技术传输广播电视信号
广播电视信号要采用SDH数字微波技术进行传播，就首先要对所送出的信号进行收集取样，量化之后再进行编码等一系列数字化处理程序。经过了编码的数字信号，经过了压缩压缩处理之后，就可以进入到容器，最终形成广播电视节目的视频和音频信号，在微波发射的作用下，或者是通过网线网络的传输，覆盖到指定的范围内。
4 结语
从整体情况来看，SDH数字微波通信技术在现代社会发展中具有良好的应用价值，能够促进光纤网的有效使用，与此同时在提高微波通信质量方面具有重要的作用，在电信、公路管理等行业中也受到了业内人士的广泛关注。
参考文献：
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[2]金峰，孙庆山，钟群.SDH数字微波通信技术的特点及其应用[J].现代通信，2001.
[3]叩瑞龙.SDH数字微波通信主要技术与应用研究[J].中国科技博览，2013.
作者简介：夏倩茹（1995—），女，辽宁大连人，沈阳理工大学学生。
林益民（1997—），男，辽宁大连人，沈阳理工大学学生。
微波通信的干扰与抗干扰 篇7
虽然光纤通信的传输容量大, 无泄漏, 但其埋设/架空位置固定, 极易遭到物理摧毁。科索沃战争中, 以美军为首的北约公然违背国际法准则, 大肆轰炸南斯拉夫的民用设施, 充分说明民用设施, 包括民用光纤通信在战时只能利用, 不能依赖。
微波通信作为主要的无线通信手段, 因为其具有很强的顽存性和机动性及抗干扰性能, 架设简便, 物理目标小, 发射功率小, 费用低等特点。在当今电子战日趋激烈之时, 在军事通信中占有极其重要的地位, 也应当是战时军事通信的主传输手段。
微波通信有着许多独有的特点, 因而广泛地应用在节点引接、近距离中继链路传输等场合。以下我们着重讨论电子战中如何侦测微波信号、微波通信又是如何对抗干扰, 以及微波通信各种干扰技术的优缺点。
二、电子战中对微波通信信号的侦察、测量和干扰
2.1微波通信信号的侦查、测量
要干扰敌方信号, 首先需要测量出敌方通信所在地, 才能有效地将干扰功率最大限度地施加在敌方通信天线上。
单站侦察接收机采用双振子 (或多振子) 天线, 在同一波前上分别接收来自同一通信信号发射机 (通信机A) 的微波信号, 低噪声放大后, 镜频抑制混频至中频频率上, 进行一定增益的放大 (保证信号不会饱和) , 对其分别进行数据采集和分析。当接收天线与通信机A发射天线正好相对时, 两者接收信号的幅/相相同;当接收天线与通信机A发射天线之间存在一夹角时, 两者的幅/相不同。由两者的幅/相差, 计算出夹角大小, 从而判别出发射信号的方向。其原理类似于信标接收机。
从微波通信的特点看, 其天线波束窄, 电波方向性强, 与军用战术电台广播式发射电波截然不同。军用微波通信普遍配备直序扩频/跳频抗干扰措施、功率自适应抗截获措施, 因此到达侦测接收机天线的谱密度低。此外, 出于机动性的考虑, 军用微波通信天线架设所采用的天线杆高度都有限, 车载式侦测接收需在其电波延长线上, 机载式侦测接收需在其天线波束的旁瓣方向或远距离的主瓣方向上接收电波。电波延长线上, 会因天线高度受限产生较大的阻挡损耗, 天线波束的旁瓣方向上会因旁瓣抑制度引入较大的损耗, 都会加剧谱密度降低的严重程度。如果测量站距通信站B较近, 则B站发射信号谱密度稍高些, 侦测相对容易一些, 如果测量站距通信站B较远, 由于天线的前后比较高, B站信号发射谱密度低也会很严重。
事实上, 军用微波通信通常采用频分双工方式, 虽然测量站可以侦测出通信机A的位置和发射频率, 但侦测和通信站B的位置或通信站A的收端工作频率的难度较大。由此看来, 军用微波通信信号的测量难度较大, 除非近距离测量。
2.2微波通信信号的干扰
假定通过近距离测量解决了信号侦收的电平问题和通过数据处理分析知道通信设备的具体位置, 那么还需通过数据采集和分析, 知道具体频率 (或频段) , 才可能实施干扰。能够知道更详细的制度参数, 反其道而行之, 则干扰效果更好。
不管是直序扩频还是多进制扩频抗干扰, 由于其信号谱是连续发送的, 信号的接收相对容易一些。单音的直序扩频信号通过平方率计算, 可以直接将宽带扩频信号压缩成单音信号, 提高其信杂比, 得出载频频率。
由于各种信息调制体制的直序扩频, 虽然分析其发射中心频率有些复杂, 但仍然可以通过平方率计算, 将宽带扩频信号压缩成窄带信息调制谱, 提高其信杂比, 在进一步分析得到载频频率。然后经过数据采集和分析, 分析出其扩频码序列。在此基础上, 设置干扰频率和干扰调制体制, 得到最佳的干扰效果。
对跳频而言, 低速跳频时, 因发射驻留时间长, 分析能力较高的测量设备可以在较短的时间内搜索并分析出载频频率, 立即对干扰机进行设置, 此时由于被干扰方尚未更改频率, 还在原来的频率上通信, 所以干扰是有效的。
通常这种跟踪接收机分析完频率时, 被干扰方已经发送完跳频同步头, 开始发送信息部分了, 所以通常跳频同步头不会受到损伤, 但会影响到信息的正确传输, 严重的可以影响到位同步的提取, 从而破坏跳频同步。高速跳频时, 测量设备尚未分析完毕, 发射机已经改变载频频率了, 难以有效地进行干扰。
三、结束语
面对日益密集复杂的微波通信信号环境, 不仅要求利用当代高技术加速更新现有的机载微波通信装备, 而且还需瞄准未来可能出现的新型微波通信抗干扰技术, 加速研制更有效的微波通信装备, 特别是研究微波通信装备在现代战争对抗中的综合应用, 以提高总体作战效能。相信随着当代技术的发展、装备的不断更新和新技术应用的发展, 预计未来我军将会拥有干扰与抗干扰能力更先进、更强的微波通信技术和装备。
摘要：本文简单介绍卫星、散射和微波通信的特点和应用场合, 对微波通信信号进行侦察定位和干扰的原理;简单分析了微波通信各种抗干扰技术的特点;并结合国际国内通信技术发展, 提出未来我军军用微波通信抗干扰技术的努力方向。
微波通信在电视传播中的作用 篇8
1 微波通信的传输概述
微波是一种无线传输,其原理是通过一个个的微波站来组成微波电路,将电视台及广播电台之间的节目相互传输,并把它传输到需要的覆盖区。微波中继系统是以微波为载体的传输系统,其信号质量、安全性都优于卫星通信,具有带宽较宽且信息容量大的特点,传输范围在300 MHz～300 GHz内,其原理是每50 km左右设立中继站组成一条中继线路。在微波通信信号的传输过程中,首先,城市中的高层建筑对信号的传输有较大影响,此外,电磁波传输时至少要两次穿越大气层,大气层要对电磁波进行吸收损耗,它对卫星通信的影响更大。目前,一般采用光纤系统,以光波为载体来传输信号,此传输方法信号稳定、存量大、受天气影响较小。随着数字微波的快速发展,其容量也在大幅提高,大容量的数字微波系统的容量可达2.5 Gb/s,其在每个方向上可传16个STM-1的信号。如今,SDH微波系统具有网络管理系统,微波网与光纤网的可能互联,从而更加安全可靠。
2 微波通信在电视传播中的作用
2.1 微波通信的安全作用
广播电视作为国家宣传舆论的重要阵地,其传输安全十分重要,微波通信就具有较高的安全优势。由于受天电、工业及太阳黑子的干扰,卫星通信的信号质量会较差,而微波则受这些外在因素的干扰较小,它的可靠性和稳定性都比较高。微波系统采取频率分集、热备份等方法解决设备故障和空间传输导致的问题。一条长距离的微波线路每年的无故障率高达99.98%,此外,微波中继系统由许多微波站组成,抵抗自然灾害能力强;而光纤系统对水灾、台风、地震等灾害的安全抵抗性较差,其在建设线路时多采用地理方法,地形复杂时的修复时间就会较长。如果遇到特大的自然灾害,整个系统可能会中断,只有微波系统可以保证其通信的正常传输。例如,“法轮功”多次对卫星的攻击和干扰给卫星通信系统造成多次中断。因此微波传输就显得尤为重要。
2.2 微波通信的保障作用
2.2.1 国家安全保障预警作用:
当国家遭遇恐怖袭击、战争、特大灾害等紧急状态情况时,广播电视作为影响最大、传播最广的载体,在非常时期可以为国家的安全及社会的稳定发挥巨大的媒体作用。此时,微波电路会发挥其独特的优势,是广播电视传输中必不可少的战略资源。
2.2.2 保障重要节目的传输:
微波电路在为省市电台、电视台和发射台、转播台等提供重要节目源信息并进行信息传输时,主要以公益性业务为主,微波通信与卫星及光缆通信相互备份,形成保护环,保证重要广播电视信号可靠、安全的传输。
2.2.3 传输广播电视节目:
微波通信为转播台、无线发射台和有线前端提供信号,还可为地方台提供新闻回传的通路,从而有效为省市电视台传输节目;此外,数字微波更是地面数字电视业务中很好的节目传输源手段。
2.2.4 保障高可靠的传输:
微波通信可为机要网、政府办公网等需提高可靠性传输业务的用户,提供有效的保护通道,它与光缆传输互为备份,可以按需求为其提供不同等级的可靠的信息传输服务。
2.2.5 监测监控网传输平台:
微波通信可为广播电视建设有效的监测网来提供监控数据的传输平台,实现台站管理、设备管理、运行业务调度管理、监控报警等的自动化管理。
2.3 微波通信的经济作用
在微波传输网络建设之初,其业务需求不大,因而启动成本和建设成本都较低;而光纤网的建立与业务量无关,它需要一次完成铺设,其资金成本较高。目前,我国境内的微波线路可通到国内绝大多数省市及自治区境内,其长度已达2.7万km,对其进行数字化改造的成本较低,是一项投资少见效大的工程。而光纤通信网仍处在建设阶段,启动资金非常大。
3 微波通信的发展前景
微波技术目前正在从模拟微波向数字微波发展,先进的数字微波系统具有网管能力强、接口统一、上下话路信号方便等优点。
参考文献
[1]余林.试论微波通信在广播电视中的地位和作用[J].太原科技,2006,(12).
[2]韩忠民,姚天明.浅谈数字微波传输网在广播电视信号传输中的作用[J].太原城市职业技术学院学报,2009,(8).
微波通信 篇9
关键词：微波通信,伺服跟踪,抗衰落,干扰
0 引言
低空区域应急微波通信系统由地空通信链路和空空通信链路组成,实现地面接入点到飞艇基站、飞艇基站到飞艇基站之间的移动通信、航拍、应急指挥控制等业务信息传输功能。
灾区突发情况发生时,常用工作频段无线电环境非常复杂,地形地貌多样且不能预知。微波通信系统在低空区域应急通信系统中的开发应用还属首次,没有现成的理论和实践经验用来参考和借鉴,复杂环境下微波通信系统的设计与实现以及有关的抗衰落技术、天线伺服跟踪等关键技术研究应用成为一个新的课题。
1 系统构成及特点
当某地区因突发情况地面通信系统遭到破坏时,应急通信系统机动到该地区空域,由地面站、飞艇站组成的地空、空空微波链路构成低空区域应急微波通信系统,构建远端地面通信网(网内用户和应急指挥机关)、现场指挥中心、飞艇基站覆盖区用户和飞艇航拍设备之间的传输通道,实现应急通信保障任务。
该系统具有以下2个特点:
多个飞艇平台搭载微波设备形成复杂动态的三维立体空间微波链路;
任务区域电磁环境、地形环境和气象条件非常复杂且不可预知。
2 系统技术要点
低空区域应急微波通信系统技术要点主要集中体现在以下几个方面:
① 地空微波通信远距离、低仰角带来的多径干扰:对于地面站-飞艇站通信链路,在地面站距离飞艇站最远50 km时,地面站天线具有最小的仰角,经计算为3.44°。所以,需要考虑分集、大口径天线和针对性的调制及编码等抗多径设计。
② 系统工作环境复杂电磁环境影响:系统工作区域多在大中城市的上空,空中存在各种无线设备发射的信号,突发情况下无线电频率使用管理无序,通信、导航和雷达等信号相互干扰,无线电环境严重恶化,无线设备相互影响非常大。这就需要进行系统的电磁兼容设计和采取纠错编码、低旁辬天线以及多波道遇干扰切换等必要措施,有效增强系统的抗干扰能力。
③ 恶劣天气的影响:大雨、浓雾天气容易造成电波传输损耗的明显增加,这种损耗随着工作频率、传输距离的增加而增大,严重时甚至造成链路通信中断。所以,在追求设备小型化、较好的电磁环境使用较高频段时,还要考虑雨、雾损耗因素,采用折中方案、对系统能力的冗余设计和链路传输指标计算非常重要[1]。
④ 对天线伺服跟踪技术有非常高的要求:首先,系统工作频段较高(如8 GHz频段),天线波束很窄,系统天线波束宽度仅为几度;其次,飞艇平台相互快速运动,微波通信链路建立与保持过程中,通信距离大幅度变化带来自由空间传输损耗也有宽幅变化;另外,飞艇姿态随着航向和风速、风向的快速变化而剧烈变化,天线伺服跟踪这一被动过程存在一定的反应滞后,将造成接收信号电平的剧烈变化和额外损失。所以,系统对天线伺服跟踪系统的精度、捕获时间和工作方式等都提出了相当高的要求。
3 关键技术问题的技术方案
从系统特点分析可知,研制目标是在运动使用飞艇搭载微波设备及天线自动跟踪设备,构建地面通信网与空中移动基站之间的传输通道,核心工作是宽带抗衰落微波通信技术设计、微波天线自动对准并动态跟踪的伺服技术设计,解决思路包括以下几个方面。
3.1抗多径衰落技术措施
地空微波通信链路,存在较为明显的电波反射、散射和绕射,发射机和接收机之间存在多条传播路径,并因各条路径的传播时延和衰落因子的时变性造成接收信号较为严重的多径衰落。空空微波通信链路,又具有移动通信多径衰落的特点,即随着各飞艇的相互运动,多径衰落时刻在做剧烈变化,使得不能通过固定通信链路中简单地利用地形选择合适站址和分集等手段消除多径衰落的影响[2]。
多径效应所产生的相位干涉现象是信号产生平衰落的主要原因。其衰落模型可以用一个固定的场强矢量和多个相位独立的随机矢量来描述。其固定的场强矢量即为从发射源到接收点的直射波,其他对应各条路径的反射波,每条反射波的电场强度可根据天线在反射线方向上的增益及反射点的地面反射系数来确定。
由于地形、地貌的随机性,只能用统计概率来分析,若用莱斯信道模型来描述,则统计规律服从莱斯分布。定义直射波功率C与多径反射波的功率M之比为莱斯因子C/M。莱斯因子越小,则反射信号的总和越强,衰落深度越大。信道设计应设法减小反射信号,以增加莱斯因子[3]。
为了最大程度解决多径衰落问题,系统主要采用OFDM调制技术、圆极化和低旁瓣天线设计,并在地面站使用空间、频率分集措施和设计较低的天线安装高度。
OFDM是一种高效的并行传输体制,其基本思想是把高速率的信源信息经过串并转换,转化为低速率的N路并行数据流,然后用N个相互正交的载波分别进行调制,将N路调制好的信号相加作为发射信号。
这种技术具有频带利用率高、有效克服码间千扰及多径带来的频率选择性衰落的优点。正是由于OFDM系统具有较高的频带利用率和良好的抗多径衰落性能,可以很好地解决频率选择性信道上的高速数据通信,因而广泛应用于宽带无线通信领域。
但符号时间的增加,使得OFDM系统对于无线移动信道的时变性更加敏感,特别是多普勒扩展会破坏子载波间的正交性,造成子载波间的功率泄露,从而产生子载波间干扰,严重影响系统性能[4]。所以,从这个角度分析,OFDM并不适合地空通信系统。
为此,使用前人研究成果,采用针对地空通信时变衰落信道OFDM系统信道估计和干扰消除技术,即采用时域估计方法和并行迭代均衡算法消除子载波间干扰,可以解决这一不利因素,使得OFDM调制体制更好地在本系统中应用。
由于圆极化天线具有良好的电磁性能、抗多径反射能力和抑制雨雾干扰能力,圆极化天线已经被广泛应用于通信、雷达和电子对抗领域。因为圆极化天线发射的电磁波经过反射后变成了旋向相反的电磁波,不同旋向的电磁波在收天线则具有较大的极化隔离,从而有效地抑制了多径干扰[5]。以往同类工程实践经验也证明,圆极化天线对于提高通信系统的抗多径能力提升具有明显的效果。某地空通信系统在同样多径条件下进行了对比试验测试,首先使用线极化天线,测试结果为天线信干比(SIR)有10～20 dB的恶化量;当使用圆极化天线进行测试时,天线信干比恶化量在5～11 dB范围内。
3.2天线伺服跟踪
目前,天线伺服跟踪系统有定位、程序跟踪、自动跟踪和扫描搜索4种典型的工作模式,定位模式天线指向确定,扫描搜索模式是控制天线在一定范围内扫描搜索获得目标,两者显然都不适合本系统采用,自动跟踪模式跟踪精度高,但需额外增加跟踪接收机和信标信号,系统设备体积、重量增加较为明显,紧张的飞艇平台体积重量及功耗要求不允许采用自动跟踪模式。
比较而言,程序跟踪方案技术较为成熟,效果较好,但需要在各站点配置定位设备、姿态传感器和相关信息在站点间的互传设备[6]。大系统使用了集中指挥控制体系,各个飞艇及地面接入点站均配备有点对多点无线数据传输设备实现指控信息在各站点间传输,飞艇平台本身也具备双GPS等姿态传感器、定位设备,即具有自身的位置、高度、航向和姿态等参数。所以,工作模式使用程序跟踪模式,天线伺服跟踪系统采用数据引导、程序跟踪工作方案较为合理。
程序跟踪方式主要误差来源于实时目标的位置误差和机械误差。实时目标的位置误差对天线指向方位角度造成的误差,不仅与目标的定位误差有关,还与飞行平台的距离相关。根据同类系统试验数据,在GPS定位误差小于20 m时,平台间距离200 m时天线指向方位角误差不大于5°,距离为1 000 m时天线指向方位角误差不大于1°,由这样的一系列数据得到结论,天线指向方位角误差会随着平台距离增加而减小。
本系统中采取高动态更新率(≥100 Hz)、实时差分GPS位置测量方法,位置测量精度为3 m,系统工作状态飞艇安全距离大于1 000m,飞艇到地面站距离大于3 000 m,由此计算得出天线指向方位角误差不大于0.15°,系统对天线跟踪伺服提出的技术要求天线跟踪精度是0.24°,可见,系统采用程序跟踪方案,技术性能能够满足系统要求。
天线伺服跟踪设备接收来自点对多点无线数据传输设备的目标引导数据信息,采集本站引导数据信息,计算出天线对准目标的角度值,控制天线转动,保证信号的传输。
天线伺服跟踪原理框图如图1所示。
天线伺服跟踪设备主要由接口、控制、驱动、轴角编码和天线座架几个单元组成。
控制单元完成伺服设备的自检分调、对对端监控计算机和接口单元的信息回报;驱动单元按照控制单元输出的信号驱动电机,带动天线转动;轴角编码单元将测角元件测得的天线位置信息转变成并行二进制码传输给天线控制单元中的伺服控制计算机;接口单元接收对端站监控计算机的控制数据,转发给控制单元,并同时接收控制单元的回报信息,显示伺服的工作状态和方位俯仰角度等信息。
不难看出,数据引导和程序跟踪模式的工作过程包括了数据获取、数据传输、引导信息解算、天线方向及俯仰控制执行4个主要环节,各环节存在传输或处理时间开销,带来数据引导时滞效应,在飞艇大动态飞行和天线波束很窄的不利条件下,容易造成跟踪速度和精度变差甚至不能满足系统要求。针对这个问题,借鉴已有研究成果,采用“Kalman滤波”算法对引导数据进行实时外推和预测,用以解决数据应到模式的时滞问题带来的问题。
4 链路估算
根据任务需求、链路条件及设备性能参数,形成典型链路模型,分别对地面站到飞艇站、飞艇站到飞艇站的链路进行指标估算,估算参数及结果如表1所示。
自由空间传输损耗计算公式为:
L=92.4+20×lgd+20lgf , (1)
式中,L为自由空降传输损耗;d为通信距离,单位为km;f为工作频率,单位为GHz。
接收电平S计算公式为:
S=P+Gt+Gr-L-Lv-Lp-Lh, (2)
式中,P为有效发射功率;Gt为发射天线增益;Gr为接收天线增益;Lv为收发馈线损耗;Lp为平台漂移损耗;Lh为收发馈线滑环损耗。
电平余量F计算公式为:
F=S-Pm, (3)
式中,Pm为门限电平。
地面站-飞艇站间链路传播可靠度GM计算公式为[7]:
式中,K1为地形和环境因子;△h为收发天线高度差的绝对值。
飞艇站-飞艇站间链路传播可靠度计算公式为:
估算结果可以作为年平均指标参考,采用GB/T4617.3方法一,地面站-飞艇站链路地形和环境因子以1.26×10-4计算;飞艇站-飞艇站链路地形和环境因子以6×10-6计算。
分析估算结果可知:虽然链路模型估算指标不能满足电信微波链路传输传播可靠度要求,但对于应急通信任务中继站点应用数量不多和业务信息采用网络数据传输体制的特点,这样的链路指标可以满足使用要求。
5 试验结果及分析
在系统试验中,天线指向精度及跟踪速度满足方案设计要求,微波通信链路信号电平符合满足设计要求,链路指标测试结果符合估算结果,传输移动业务质量满足3G基站用户业务技术要求,传输航拍图像质量满足视频会议技术规范。
主要设计指标和试验测试数据对比如表2所示。
分析试验测试结果,由于系统设计合理并留有一定的裕量,天线伺服跟踪方案实施效果达到了设计目标,保证了链路关键指标。在试验中还在典型地形和各种气候条件下观测了地空链路的多径衰落情况,发现最大衰落值未超出设计值。与以往未加抗多径措施的试验系统测试数据比较,由于采用了OFDM调制技术和圆极化天线的抗多径衰落措施,使得系统链路关键指标达到了设计要求。
6 结束语
通过低空区域应急微波通信系统方案设计和试验测试,掌握了以飞艇为浮空平台的微波通信系统设计思路及关键技术,丰富了地空、空空机动微波通信链路设计理论及工程实施经验。
系统设计融合了先进技术,在试验测试应用中实现了较高的性价比。
参考文献
[1]姚冬萍,黄清,赵红礼.数字微波通信[M].北京:清华大学出版社,2004.
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[4]张贤达,保铮.通信信号处理[M].北京:国防工业出版社,2000.
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微波通信 篇10
关键词：E波段,信道估计,MSE,SER
0 引言
E波段微波通信具有带宽资源丰富、传输速率高、传输干扰小等特点,适应了未来高速无线传输的应用需求,是未来无线回传网络的主要解决方案[1,2]。微波信号传输以视距传播为主,无线信道特性相对较好,但是在传输过程中难以避免会受到大气、地面、高大建筑物的折射和反射等影响,另外收发机的非理想特性也会导致信号衰落和失真[3]。因此,研究E波段微波通信系统的信道估计与均衡技术具有重要意义,是保证系统高速率可靠传输的关键。
在对系统在进行均衡处理时需要知道信道参数,因此能否准确估计信道参数将影响系统的性能,经典的信道估计技术有LS信道估计和MMSE信道估计[4,5],各有其优势,本文通过MATLAB仿真分析来探讨E波段微波通信系统的信道估计问题。
1 系统模型
E波段微波通信系统为单载波块传输系统,工作在71GHz~76GHz和81GHz~86GHz频段,可以稳定工作在2km~3km的传输距离范围内,实现G比特级空口传输速率[6]。系统基带收发链路如图1所示。
发送端包括信道编码、调制映射、成帧、预编码、发送滤波以及数字上变频;接收端包括数字下变频、接收滤波、定时同步、信道估计与均衡、解调以及信道解码。无线信道采用的是混有加性高斯白噪声的频率选择性衰落信道。
E波段微波通信系统采用的帧结构如图2所示。每帧信号由前导序列(Preamble)、头信息(Header)以及数据序列组成。其中,前导序列度长度为144个符号,由循环前缀(Cyclic Prefix,CP)和训练序列构成,主要用于定时同步和信道估计;训练序列为频域恒包络序列,长度为96个符号;循环前缀为训练序列后48个符号的重复;数据序列由若干个数据块(Data Block)组成,数据块之间没有插入循环前缀或保护间隔。本文利用接收到的训练序列和发送的训练序列进行信道估计,其中发送端长度为96个符号的训练序列定义如下:
2 信道估计技术
2.1 LS信道估计
假设接收到的训练序列FFT变换到频域得到信号为:Y=XH+N。根据最小二乘准则[7],定义代价函数为:
其中,X为一对角矩阵,对角线上的元素为发送的训练序列做FFT变换后的值,即X=diag[X(0),X(1),…,X(NP-1)]。Y为一列向量,其元素为发送的训练序列通过信道以后接收到的值,即Y=[Y(0),Y(1),…,Y(NP-1)]T。H为列向量,表示信道的频率响应值,H=[H(0),H(1),…,(H(NP-1)]T。NP表示训练序列的长度。为求信道频率响应H的最佳估计,所以求JLS关于H的一阶和二阶导数:
可以看出二阶导数大于零,存在最小值。令一阶导数为零,可以得到:
LS信道估计中所有的操作都在频域进行,由于具有最简单的结构,因此得到了广泛的应用。但是,由于LS准则没有考虑到噪声的消除,信道估计的结果受到噪声的影响。
2.2 MMSE信道估计
对信道的频率响应H进行MMSE估计[8],MMSE算法的代价函数为:
要使代价函数最小,即:
可得信道频率响应的MMSE估计值为:
其中:
所以,表达式式(7)可以表示为:
其中,RHH=E[HHH]是信道的自相关矩阵。
MMSE信道估计的性能较好,对于高斯白噪声有很好的抑制作用,因为它利用了噪声和信道的统计特性,但是其计算复杂度比较高,其中涉及到矩阵的求逆运算[9]。
2.3 基于DFT的信道估计
基于DFT的信道估计算法利用了信道能量在时域内比频域更集中的特性,在时域进行了去除噪声的处理,从而提高了估计精度[10]。算法的具体过程为首先利用训练序列得到LS信道估计,然后利用傅里叶逆变换将信道的LS估计转换到时域,再在时域进行合理的线性变换,进行去噪的处理,最后利用傅里叶变换转换到频域得到信道的频域响应估计。
首先,利用LS信道估计得到粗略的信道频率响应估计:
然后将频域估计做IDFT变换到时域,得到信道冲击响应:
对于微波通信系统,循环前缀的长度一般大于信道冲击响应的长度,所以循环长度以外的能量应该是干扰噪声,不含信道信息,将它们做置零处理,循环前缀以内的估计值保持不变。因此,可以得到去噪后的信道估计:
最后将去噪后的估计值做DFT变换得到信道的频率响应估计:
经过时域的去噪处理后,可以得到更精确的信道估计值,而且复杂度不高。
3 性能仿真评估
下面通过MATLAB对LS信道估计、MMSE信道估计和基于DFT的信道估计进行仿真比较,包括信道均方误差(MSE)性能和系统误符号率(SER)性能。系统仿真框图如图1所示。在仿真中,调制方式采用16QAM,无线信道采用混有加性高斯白噪声的频率选择性衰落信道,其中最大多径数目L=16,功率延迟分布为均匀分布。
LS信道估计、MMSE信道估计以及基于DFT的信道估计的MSE性能如图3所示。
由仿真图可知,LS信道估计的MSE曲线最高,表明LS估计的性能最差,主要是因为LS估计忽略了噪声的影响。基于DFT的信道估计性能比LS信道估计好,因为在时域进行了去除噪声的处理,因此性能得到了提高。MMSE信道估计具有最优的性能,因为它利用了精确的信道统计特征,但是它的复杂度是最高的。
下面将LS信道估计、MMSE信道估计以及基于DFT的信道估计下的系统误符号率性能与理想信道估计进行仿真比较,如图4所示。由仿真图可以看出,采用LS估计系统误符号率最高,性能最差;基于DFT的估计性能要好于LS估计性能;MMSE估计法的性能最好,系统误符号率最低,趋近于理想信道估计下的系统误符号率性能。
4 结束语
为了消除信道对接收信号的影响,在接收端需要对接收信号进行均衡以恢复出原发送信号,信道估计是均衡的基础。本文对E波段微波通信系统的信道估计问题进行了研究,通过MATLAB仿真评估,LS估计由于忽略了噪声的影响,性能最差;MMSE估计性能最优,但是利用了噪声和信道的统计特性,计算复杂度最高;基于DFT的估计在时域进行了去除噪声的处理,性能好于LS估计。三种信道估计技术各有其优势,在中低信噪比时可以实现较好的系统误符号率性能。
参考文献
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云通信促进不同通信方式融合发展 篇11
“通信”的概念不难理解，而一般意义上的“云通信”则更多地体现了统一、融合的理念。云通信关注应用层而忽略底层的通信技术，以数据通信为基础，具备强大的应用层多媒体通信能力。以个人和企业办公都会用到的Gmail为例，电子邮件本身即是一种基于云的通信工具，而谷歌在电子邮件中包含了即时通讯工具Gtalk，实现了文本消息、语音和视频等多种通信功能，同时Gmail还集合了Google Voice的电话功能以及社交平台Google+，因此Gmail成为一个典型的云通信平台。同样，国人更熟悉的QQ除了能够通过文字、语音和视频聊天，QQ软件还连接QQ邮箱和社交平台QQ空间，因此QQ也是一个云通信平台。
云通信是通信产业的未来
面向个人用户的云通信形态多种多样，除了Gmail和QQ，我们平时使用的微信、微博等互联网平台都可以划入云通信的范畴。随着移动互联网的发展，以智能手机为代表的移动终端已经完全普及，各类具有通信功能的APP扩大了云通信的范围，而提供基础通信服务的传统运营商则面临着沦为“管道”的命运。这个问题的实质是，运营商只是提供文本、数据和语音通信链路，而以数据通信为基础的云通信却能够提供更为丰富的应用层多媒体通信。这个链条好比物流，运营商只是修筑高速公路，云通信平台是汽车，具有运输不同的货物的能力，人们交流的信息是货物。所以，云通信成为数字时代的通信平台，而运营商的底层通信能力只是云计算架构的基础管道。
随着4G牌照的下发，中国正式进入4G时代。我们知道，4G标准TD-LTE事实上只提升了数据业务的性能，传统语音呼叫要切换到2G/3G上。 4G的数据业务未来将给云通信提供更强大的支撑。未来，天然处在应用层的互联网服务商将是云通信——或者说通信的主导者。
尽管个人用户已经在通过Gmail、QQ、微信、微博等工具进行不同形式的通信沟通，但沟通的效率并不是个人关注的重点。但是在企业通信领域，企业用户追求高效沟通，所以业界早已推出了统一通信解决方案。
统一通信将计算机技术与传统通信技术融为一体，使不同的终端具备数据、图像和声音的通信能力。统一通信是一整套解决方案，它将语音、传真、电子邮件、移动短消息、多媒体和数据等所有信息类型合为一体，从而为人们带来选择的自由和效率的提升。云通信早已被统一通信服务商和企业客户接受，基于SaaS的云统一通信服务已经在市场上占有了一席之地。
企业级云通信领先发展
云计算的优点在云通信中得到充分体现：资源弹性扩展、快速部署、免除维护、系统稳定性高等等。统一通信借助云计算强大的业务扩展能力和业务创新能力，将最新的视频会议、社交媒体等技术集合进来，帮助人们在任意时间、任意地点通过任意工具进行沟通交流。云端统一通信的融合，还帮助终端实现了“瘦身”，人们可以通过一个终端使用多种通信方式沟通。
NEC曾经对企业应用统一通信的情况进行过一项调查。结果表明，统一通信在企业内的主要应用场景包含三个方面：一是用于企业内部沟通，二是用于联络客户，三是用于联络合作伙伴和供应商。这三种沟通场景下所要达成的目标是一致的，即提高沟通效率、降低运营成本。统一通信帮助企业降低办公通信成本，加速信息的获取，从而降低了整体运营成本；统一通信方便企业与客户沟通，提高了销售的转化率，也提升客户的满意度；统一通信也方便了合作伙伴之间的沟通，提升合作伙伴关系，降低供应链成本，并且可以获得外部专家的支持。
可以看到，统一通信兼顾内外沟通的需求，公有云或者混合云模式下的SaaS云通信服务是一个很好的选择。目前国内从事云通信业务的厂商非常多，不仅能够提供整套的统一通信云解决方案，也能提供完全基于云端的云通信租赁服务，代表厂商有华为、263、全时等。
华为eSpace统一通信是业界领先的云通信解决方案。它通过一个客户端实现多种会议模型，支持消息、语音、视频、数据多业务协同，实现渐进式沟通；支持与华为智真会议系统融合，无缝嵌入OA/Outlook/CRM/ERP等办公系统。华为UC&C云协作平台秉承了“云管端”的设计理念，“云”将分布式部署的基础设施形成有机整体的管理系统、呼叫控制系统，智能化调度资源；各种类型的接入网络和骨干网络，包括企业内网，公网和移动网络形成“管”，提供统一的体验；不同网络接口、协议、媒体能力的用户终端构成“端”，适应终端多样化的需求。
263云通信是国内公有云SaaS统一通信服务的代表。263云通信是建立在云计算、云存储的基础上的统一通信平台，业务涵盖企业邮箱、日程管理、企业网盘、网络会议、电话会议等；整合大量的第三方企业应用，包括OA、ERP、CRM等等，单点登录实现不同应用间无缝切换；实现通讯录同步，企业应用可以和平台上的消息互相推送。在管理方面，263云通信平台提供了统一的简单便捷的管理模式。
以云视频会议为基础的全时云会议同样属于公有云SaaS服务。全时云会议倡导“简单易用、共享协作”，融合视频、语音、数据共享、白板等远程会议手段，实现多维度远程协作，具有“简单、移动、协作”的特点。云会议2.0可实现跨平台一键快速入会，通过邮件、客户端、office插件、手机/电话都能接入会议，同样具备终端多样化优势。
从以上三个简介不难看出，企业级云通信市场无论是概念还是产品、解决方案都已经成熟，云化趋势已蔓延至整个应用通信市场。
融合通信是未来趋势
无论是个人云通信还是企业云通信，融合成为一种趋势。这里引述263云通信CTO李旭阳在2013年中国互联网经济论坛上提出的观点，未来通信将包含四个方面的融合，分别是网络的融合，应用的融合，管理的融合，以及终端的融合。
云通信还代表了企业通信的发展方向，第一是产品变服务，从过去企业购买独立产品变成使用以客户为中心的基于云计算的服务；第二是固定变移动，在跨网络、跨终端、跨平台的技术支持下，通信逐渐从过去固定的方式慢慢转向移动的方式；第三是分散变融合，除了上述的四点，还包括互联网和IT的融合，视频话音和数据的融合。
微波通信 篇12
现代战争总是在超视距、软杀伤的信息域首先展开。采用通信对抗手段,感知敌方的行动,阻断敌方的信息传递,以获取信息优势,是在战场上取胜的关键之一。微波通信作为重要的无线通信方式,因为其具有很强的顽存性、机动性和抗干扰性能,在当今电子战日趋激烈之时,在军事通信中占有极其重要的地位。
针对战场侦察对抗技术的特点,微波通信设备普遍采用各种灵活、多样的通信抗干扰技术。如纠错、检错的自适应调制解调技术、自适应均衡技术;具有自动实时选择信号,抑制干扰的自适应天线技术;具有抗干扰、抗截获的跳、扩频通信技术;以及猝发通信技术,自适应差错控制技术等。相对于单机级的前端技术,系统级的自适应能力或者说分析、综合、自主运行方面的能力发展缓慢,而这方面能力的不足将影响各项前端技术效能的充分发挥,阻碍反对抗能力的提高。
1自适应技术的研究方法
现代战场电磁环境复杂,工作频带内敌我友信号混杂,难以区分干扰的来源。通信对抗设备往往采用智能控制技术或直接人工操作,难以预料干扰会来自时域、频域还是空域,其行为模式更无法预测。因此,研究自适应技术只能从挖掘通信设备自身潜力和总结电子反对抗实践中积累的宝贵经验两方面寻求解决方案。
1.1挖掘设备潜力
现代数字信号处理技术和计算机技术的发展,提高了通信设备的监控能力,使之具有较高的水平。通过信道参数的实时监测,并结合计算,能够表述电子干扰对设备的影响,作为分析和判断干扰类型的依据。通过研究各种电子反对抗措施的优缺点,采用自适应技术使它们合理配置,优势互补,既可满足高抗干扰指标的要求,又可缓解某些技术方面的难度,从而简化设备复杂程度,降低制作成本,达到更为合理的性能价格比。
1.2总结操作经验
更重要的是“没有干扰不掉的通信”,即使装备了全部前端技术,通信也可能被破坏。这时往往需要操作员的知识和智能应付突发事件,变被动防御为主动反制。有经验的操作员在通信中断后,可以使用辅助仪器了解电子干扰的来源、方式和强度,采取相应的反制措施。如搜索安全波道实现规避,提高辐射功率压制干扰,改变信号特征甚至关闭发射欺骗干扰。即使是大功率宽频带的阻塞式干扰,也能在攻击结束后立即恢复通信。因而,通过软件固化电子反对抗经验,摆脱对人员和仪器的依赖,是自适应技术研究的重要内容。
2自适应技术的应用实例
从自适应的技术需求以及所产生的作用来看,这项技术在微波通信设备的研制方面具有极大的价值。正在进行的研究项目,初始阶段就提出了增强系统自适应能力,减少对人员和仪器的依赖的设计目标。
2.1自适应ECCM的可用资源
该系统采用FDD工作模式,1+1热备份,并具有多波道选择,多功率级别,可以应用于自适应ECCM的资源共5个,定义如下:
① “信道资源” 比较双信道误码,自动将低误码信道作为主信道;
② “频率资源” 遭遇强干扰时,按照特定序列切换波道;
③ “功率资源” 根据本地接收信号调整对端发射强度,保障信号最佳接收;
④ “对控资源” 用于控制对端工作参数和交换信道两端设备的工作状态;
⑤ “信息资源” 作为分析和判决的参数信息,包括误码率BER、接收电平Pr和对端发射功率RPa。
2.2自适应ECCM的应对策略
如表1所示,利用实时监测的信息资源区分工作状态,制定应对策略。
对微波通信实施电子对抗是依照先‘侦察定位’,再‘截获分析’,最后‘实施干扰’的顺序进行的。所以通信反对抗的研究首要在于抗截获:在保证通信质量的前提下,应尽量降低有信号空域的功率谱密度,使敌方截获不到信号,确定不了通信站的具体位置(表1的模式1)。
在确认电子干扰后,定频通信中通常采用切换波道的方式在干扰频域外恢复通信(表1的模式3、5和8),而不能采用提高对端发射功率的方法强制恢复通信。理由有以下2点:
① 暴露目标,招致杀伤人员、破坏通信装备为目的的硬杀伤;
② 破坏电磁兼容环境,干扰战场上我方信号。
只有在通信距离过远或地形阻挡影响通信质量时,才能采用提高对端发射功率的方法(表1的模式6)。
自适应ECCM管理策略流程图如图1所示。
3结束语
在微波通信的电子反对抗领域应用自适应技术是一门充满潜力的技术,可以最大限度地发掘通信设备潜力,提高系统ECCM效能。本文提出的反对抗策略,是针对特定的通信设备并总结实践经验做出的,可以作为新系统研制的参考。在电子对抗与反对抗这对“矛”和“盾”的彼此不断较量中会出现何种对抗方式,是很难准确预测的,但可以预期,自适应技术由于手段灵活、成本低、适应性强的特点必将被广泛应用。
参考文献
[1]阮炎,郄学庆.数字微波通信电子反对抗研究[J].无线电通信技术,2006,32(4):39-41.