学文网数字通信系统篇1
数字通信是指用数字信号作为载体来传输,或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。它的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种。
数字通信与模拟通信相比具有明显优点。它抗干扰能力强、通信质量不受距离影响、信号易于调制、保密性高能自动和控制差错可与计算机相连能支持多种通信业务。具体介绍如下:(1)数字通信比模拟通信抗干扰能力强。一种数字信号传播形式简单只有“0”、“1”两种区别鲜明形式。即是传播过程中经由信号放大器,信号在到达终端接收器时仍然可重新再生复原。另一数字信号是以离散性形式进行传播。虽然也不可避免会受到系统外部以及系统内部噪声干扰,但是只要噪声绝对值在一定范围内就可以消除噪声干扰,不会出现信号噪声叠加在一起并随着信号被传输、被放大进而将影响通信质量现象。(2)更适于远距离传输。在进行远距离的信号传输时,通信质量依然能够得到有效保证。因为在数字通信系统当中利用再生中继方式,能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响,而且再生的数字信号和原来的数字信号一样,可以继续进行传输,这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响,所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信。(3)数字信号易于调制。虽然数字信号较模拟信号更加方便快捷但是在实际生活中模拟电路占有通信比例仍然不小那么数字信号能否利用已经建立起来四通八达模拟电路进行传输呢?答案是肯定只需在数字终端设备和模拟电路之间加装以调制、解调为主体接口设备便可实现由于数字信号只存在“0”和“1”两种状态其信号调制则相当简单具有波形变换速度快、调整测试方便、体积小、设备可靠性高等特点一般而言数字调幅、数字调频、数字调相十数字调制最常用三种方式。(4)数字信号比模拟信号保密性强。由于无线电波是朝着四面八方方向传播只要终端接收器对口每个人都可以接收到传播内容数字通信可以将其信号在编码器与密码相捆绑在进入信道传播接收方则通过解码器解除密码限制取得信号传播内容由此避免了传播信息外漏现象数字信号加密只需通过简单“加”、“减”等逻辑运算按照一定规律将密码“加”到语音电码中去将包含着语音信息电码进行传播。此外数字通信对其设备中所用电路要求较简单有着轻巧、故障少、耗电低、成本低集成电路即可满足通信需求数字信号还便于和电子计算机结合由计算机来处理信号使得数字通信系统更加灵活通用也为各类如电话、电报、***像以及数据传输业务开展提供了更加便利条件。
要进行数字通信就必须进行模数变换,也就是把由信号发射器发出的模拟信号转换为数字信号。基本的方法包括:首先把连续形的模拟信号用相等的时间间隔抽取出模拟信号的样值。然后将这些抽取出来的模拟信号样值转变成最接近的数字值。因为这些抽取出的样值虽然在时间进行了离散化处理,但是在幅度上仍然保持着连续性,而量化过程就是将这些样值在幅度上也进行离散化处理。最后是把量化过后的模拟信号样值转化为一组二进制数字代码,并最终实现模拟信号数字化地转变,然后将数字信号送入通信网进行传输。而在接收端则是一个还原过程,也就是把收到的数字信号变为模拟信号,通过数据模变换再现声音以及***像。如果信号发射器发出的信号本来就是数字信号,则不用在进行数据模变换的过程,可以直接进入数字网进行传输。
二、数字通信系统的应用
数字通信系统的关键性技术包括编码、调制、解调、解码以及过滤等。其中数字信号的调制以及解调是整个系统的核心也是最基本、最重要的技术。数字调制是通过对信号源的编码进行调制,将其转换成为能够进行信道传输的频带信号,即把基带信号(调制信号)转变为一个高频率的带通信号(已调信号),而且由于在传输过程中为了避免信息失真、传输损耗以及确保带内特性等因素,在进行信号进行长途传输以及大规模通信活动时必须对数字信号进行载波调制。现阶段的数字信号调制主要分为调幅、调相以及调频三种。调幅是根据信号的不同,通过调节正弦波的幅度进行信号调制,目前最常见的数字信号是幅度取值为0和1为代表的波形,即二进制信号;调相是由于载波的相位受到数字基带信号(调制信号)的控制,通常情况***波相位和基带信号是保持一致的,例如二进制基带信号为0时,载波相位相应也为0;调频是利用数字信号进行载波频率的调制。解调就是讲载波信号提取出来并经过还原得到信息的过程,它是调制的逆过程也被称为反调制。目前解调的类型分为相干解调和非相干解调两大类。数字通信的质量通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。对于数字通信系统的性能指标通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。
通信系统向数字化时代的转变就是要从有线通信想无线通信,从公用移动网络到专用网络,从而实现全球化的数字通信理念。而且通过现有的综合业务数字网络为基础,通过一个多用途的用户网络接口就可以轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输与交换的新型通信网。利用这种新型技术可以扩充通信业务的范围,而且还具有更加经济以及灵活的特点,能够与现有的计算机互联网、多媒体信息网、公共电话网以及分组交换数字网等进行任意转换。随着数字通信设备的发展和不断完善,利用微处理技术对数字通信系统的信号进行转变,还能够使设备更加灵活的应用到各种长途以及市话当中。由于长途通信线路的投资远大于终端设备,为了提高长距离传输的经济性,未来高度、大容量的数字通信系统也将成为主流趋势,而且随着数字集成电路技术的发展,数字通信系统的设备制造也越来越容易,成本更低、可靠性也更高。
数字通信系统篇2
关键词：数字通信系统应用
中***分类号：TN914.3文献标识码： A 文章编号：
一、数字通信系统 数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息，或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。它的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种。 数字信号与传统的模拟信号不同，它是一种无论在时间上还是幅度上都属于离散的负载数据信息的信号。与传统的模拟通信相比其具以下优势：首先是数字信号有极强的抗干扰能力，由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰，而且噪声会跟随信号的传输而进行放大，这无疑会干扰到通信质量。但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号，虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰，但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰。其次是在进行远距离的信号传输时，通信质量依然能够得到有效保证。因为在数字通信系统当中利用再生中继方式，能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响，而且再生的数字信号和原来的数字信号一样，可以继续进行传输，这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响，所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信。此外数字信号要比模拟信号具有更强的保密性，而且与现代技术相结合的形式非常简便，目前的终端接口都采用数字信号，同时数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求，例如电话、电报、***像以及数据传输等等，它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网，便于采用大规模集成电路，便于实现信息传输的保密处理，便于实现计算机通信网的管理等优点。 要进行数字通信就必须进行模数变换，也就是把由信号发射器发出的模拟信号转换为数字信号。基本的方法包括：首先把连续形的模拟信号用相等的时间间隔抽取出模拟信号的样值。然后将这些抽取出来的模拟信号样值转变成最接近的数字值。因为这些抽取出的样值虽然在时间进行了离散化处理，但是在幅度上仍然保持着连续性，而量化过程就是将这些样值在幅度上也进行离散化处理。最后是把量化过后的模拟信号样值转化为一组二进制数字代码，并最终实现模拟信号数字化地转变，然后将数字信号送入通信网进行传输。而在接收端则是一个还原过程，也就是把收到的数字信号变为模拟信号，通过数据模变换再现声音以及***像。如果信号发射器发出的信号本来就是数字信号，则不用在进行数据模变换的过程，可以直接进入数字网进行传输。
二、数字通信系统的应用 数字通信系统的关键性技术包括编码、调制、解调、解码以及过滤等。其中数字信号的调制以及解调是整个系统的核心也是最基本、最重要的技术。
数字通信系统篇3
【关键词】铁路通信数字调度系统应用
在我国经济的快速发展下，铁路的发展在快速的进行，当前在科学技术发展的影响下，铁路通信技术也向着科技化、信息化的方向发展，在铁路通信系统施工建设中，应用数字调度系统，可以有效的将铁路通信系统简化，提高铁路通信的服务质量。为此本文针对铁路通信系统的施工建设，数字调度系统在其施工建设中的应用等相关的知识内容进行分析研究，探讨数字调度系统是如何在铁路通信中实现其现代化发展需求，为铁路通信系统服务的。
一、当前我国铁路通信系统的发展现状
在我国道路建设中铁路是重要的组成部分，在经济发展中发挥着重大的作用，铁路是我国经济的命脉。从我国改革开放之后，各地区的经济得到快速的发展，为了加强各个地区经济的来往，我们国家开始进行道路建设，在道路建设中，铁路是重要的组成部分，带动经济的发展。
从铁路建设以来，经历了几次提速，每一次提速都是质的飞跃，加速了各地区的经济往来，提高了铁路的运行速度和运行的安全性。在铁路建设快速发展进行的过程中，科学技术也朝着智能化、数字化等方向发展着，在铁路通信中通信技术是铁路运输安全性的一个重要保证，也是铁路经济现代化建设的一个重要体现[1]。铁路带动了全国各地经济的发展，拉近了各地区人们的距离，不仅对经济发展有重要的作用，在人们生活方面也起着重要的作用。铁路现在是人们出现中的一种重要交通工具，铁路在社会发展中做出了巨大的贡献。
随着时间的发展，历史的进步，当前铁路建设的质量得到大幅度的提高。铁路通信是对铁路线上各地区进行联系的重要途径，在铁路建设快速发展的过程中，铁路运输的服务质量在不断的提高，铁路通信技术也向着现代化的方向发展。
在科学技术的快速发展下，铁路通信在未来会将时间上和空间上的限制克服，实现铁路通信的现代化发展，铁路通信的使用者，可以在任何时间、任何地点进行语音、视频等信息交流。从国家制定的铁路发展***策中可以看出，在铁路建设中，铁路沿线的管道、电缆、光缆、房屋、电源、通信设备等，铁路建设和管理的相关单位都必须按照铁路建设专用通信和公用通信等需求，对铁路建设沿线上的基础设施进行建设，并依照相关法律，实现这个资源、设备的共享。
近几年，在科学技术和铁路建设的共同努力下，铁路通信技术取得较大的进步和突破，铁路通信管理系统建成，列车的行运***片可以清楚的获得，铁路通信实现了综合自动化的发展，基本上已经建成了铁路通信数字化网络。
二、数字调度系统
随着社会主义市场经济的发展，铁路运输的重要性得到突显，铁路通信朝着数字化’智能化、自动化等方向发展。如今形成的数字通信系统，实现了通信技术的安全、高速、可靠的运行和服务[2]。在数字化网路技术的发展下，铁路数字化系统得到优化，形成数字调度通信系统。
数字调度系统，其实就是在铁路通信系统和运输调度设备上，进行了智能化和数字化的完善，利用数字化、智能化技术以及设备，将铁路通信系统中原有的调度通信系统完善，使得原有的铁路通信系统，在员工的功能上之外，还有数字化和智能化的相应功能，将铁路通信管理中的人力、物力等大大的缩减，降低铁路通信的成本，提高铁路建设和通信系统建设的经济效益。
数字调度系统的网络有四种类型，链状型、星状型、树状型以及综合型，在数字调度系统中，通信系统是主要的系统，调度系统为分系统，在数字调度系统中，连接通信系统和调度系统的部分是数字调动系统的网络管理系统。铁路通信系统中运用数字调度系统，可以及时的提供监控信息，帮助铁路值班人员和调度人员完成通话等相关的功能。
在铁路通信系统施工建设中应用数字调度系统，可以将铁路通信系统中的通话质量和通话的可靠性大幅度的提升，同时还可以将铁路通信系统的功能扩展，完善通信系统的自我测试和智能报警，将铁路通信运行中的资源消耗大幅度的降低，降低铁路通信系统施工建设的成本。
数字调度系统在铁路通信系统中的应用，将铁路运输中的风险降低，减少铁路通信系统运行的故障发生几率等等，数字调度系统，完善了铁路通信系统的各项功能，提高铁路通信系统的安全性，可以根据自身的运行状态进行自我检测和诊断。数字调度系统有非常多的接口，可以进行多样化的业务，并将通信系统的功能扩展，提高铁路通信系统的安全性[3]。
三、铁路通信施工中数字调度系统的应用
在铁路通信系统施工建设中数字调度系统的应用主要分为4个部分：（1）构建通信调度电话。在铁路通信系统中应用数字调度系统，将铁路通信系统的功能完善和扩展。构建的通信电话系统，帮助列车车站的值班人员完成各种呼叫和通话。通信调度电话系统中，设置专用的调度操作平台，对铁路沿线上的各个分机进行通话和呼叫。数字调度系统在铁路通信系统中的应用，将铁路沿线、车站等地方的值班室值班人员、调度人员等在铁路运输中发挥一定的作用的人员联系在一起，实现通信调度。数字通信施工为了四线通信系统运行的可靠性，将铁路沿线上原有的接入系统的接口，作为数字调度系统的备用接入通道。（2）列车站场通信。在铁路通信系统施工建设中站场通信是重要的组成部分，将铁路通信系统中的调度电话以及铁路通信专用电话联系在一起，同时也将列车站场用户联系在一起实现铁路通信的各种功能和业务。站场通信中包括了集中电话、货运电话、列车检查电话等等。（3）铁路沿线区间的通信。数字调度系统在铁路通信系统施工中的应用，可以实现铁路沿线各区间的通信，数字调度通信系统具有区间转机的功能，铁路沿线上的区间可以通过电话拨号的方式，实现对铁路沿线上的车站值班室的呼叫，同时也可以对铁路通信系统中的建设的各种调度台进行呼叫[4]。数字调度系统在铁路通信系统施工的应用，将铁路沿线每一个区间的电话回线安装在列车车站的上行和下行车站通信系统的逐渐接口上，利用铁路通信系统的主系统的交换功能，实现每一个区间的通信和调度，完成铁路沿线各区间的通信。（4）音频通信。数字调度系统在铁路通信系统施工建设中的应用，将铁路通信系统的功能进行了扩充，为此可以将音频系统接入到铁路通信系统中，灵活的完成铁路沿线各个调度室、值班室之间的点到点通信和音频通话等。
四、小结
经济的快速发展，对铁路运输安全性，铁路通信资料的要求越来越高，随着近几年科学技术的进步，铁通通信系统晚上了数字化建设，实现了铁路通信的现代化建设。铁路通信和其他类型的通信系统不同，铁路通信系统具有一定的特殊性，在运行的过程中存在很多问题，不稳定、不可靠、不安全等等。随着科学技术的进步，铁路通信系统中结合了数字调度系统，将铁路通信系统的安全性、稳定性、可靠性等提升，同时降低了铁路通信系统的施工建设成本，将铁路通信系统简化，适应时代的发展需求，使用铁路通信的现代化建设。
参考文献
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数字通信系统篇4
关键词：铁路数字集群通信系统；G***-R；TETRA；数字信令；语言数字；通信网络
中***分类号：U285 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）32-0089-04
集群系统是一种具有交换和控制双重功能的专用移动通信调度系统，这将使一个国家最先进的通信技术和微加工技术紧密结合，许多连同少量的用户通道合理地将集群控制器的信道分配给用户，在许多用户共用一个通道数互相不干扰的情况下，使专用移动通信系统发展到高级阶段。它的主要特点是连接时间短、高优先级的集群系统共享资源，可以提供备用和应急电话、有线电话网、语音加密、支持传真数据等业务的互操作性。
1 集群制式的移动通信网络
专用无线移动通信系统也经常被使用在集群中的标准（也被称为大区）的移动通信网络中，例如，G***-R（铁路移动通信全球系统）是在调度的移动通信系统的铁路集成提到的，是专门为铁路通信设计的数字移动通信系统。这是增加的8时隙200kHz带宽TDMA调度通信功能构成的一个集成专用移动通信系统的G***蜂窝系统上的多种方式。用G***基础设施提供先进的语音通话服务，以独特的铁路调度服务和信息技术作为一个平台，使铁路部门实现铁路管理信息都共享在这个平台上。G***-R系统是基于G***规格的协议，优先级组呼，广播呼叫铁路运输调度通信功能，适用于铁路通信的需求。为了完成功能的调度通信，G***-R系统和G***系统是不同的组呼叫寄存器（GCR）是在其结构中增加。更重要的是，G***-R系统除了具有语音传输功能具有数据传输功能，它可以实现机车主板计算机结合GPS卫星定位系统，控制列车和地面之间的距离，实时传输火车信息，确保列车安全的目的。因此，铁路运输指挥调度通信系统G***-R网络关闭其网络和业务需求的调度通信，具有安全性和实时性等特点，只需要有限的互操作性，这是与外部的通信网络，实现铁路运输指挥和业务需求。铁路专用电话网，铁路网互连的各种MIS信息，在一定程度上，可以与公共网络互连互通，保证各类业务之间的顺序开展。
2 G***-R的组成及特点
从集群通信的角度来看，G***-R是基于G***技术在公共网络上的调度通信功能，是专门用于铁路无线通信数字集群通信系统的整合。其突出的特点是从自动列车控制信息传输的高速铁路调度通信的语音通信到统一的无线通信平台。这是一个全功能的、高效的通信系统集成先进的通信信号。G***-R可提供包括列车调度通信、货运调度通信、牵引变电调度通信、调度和专用通信站通信、应急通信、施工养护通信和交叉通信等功能。
G***-R能满足列车运行速度500公里每小时安全的无线通信的要求。G***-R通信系统由6个子系统：切换子系统（SSS）、基站子系统（BSS）、操作和维护子系统（OMC）、通用分组无线电服务子系统（GPR）、终端子系统和移动智能网络子系统（IN）中的网关构成，并通过切换子系统（SSS）的网关移动交换中心（GMSC），以实现所述互连和所述电路的其他的通信网络的操作，通过通用分组无线服务系统（GPRS）支持节点（GGSN），以实现与其他分组数据网络业务的互操作性。G***-R通信系统包括：交换机、基站、机车通信设备、移动电话和其他设备。开关是G***-R系统的核心，其主要的CPU处理器和各种功能模块包括：CPU处理器、交换结构、内部总线、双备份配置。这双备份的硬件结构和完整的软件系统具有很高的可靠性，专门开发用于铁路通信系统的基站覆盖范围的要求，特别适用于恶劣的自然环境和无人值守的铁路沿线的类型。G***-R网络，它就像普通的G***手机一样能进行语音通话，但也具备增加铁路运输专用调度通信的功能，甚至能够无线传输***像和数据信息。G***-R铁路综合数字移动通信系统与GPS卫星定位技术相结合，以实现通信和信号技术的深度融合。电子地***和卫星定位技术相结合，使工作人员远在千里之外就能对列车运行状态一目了然。
为了满足铁路传输的高可靠性，覆盖范围、服务质量和网络的可用性是一个重要的铁路通信系统。G***-R系统使用了独特的算法和小区规划，成功地克服因信号失真引起的过高的速度，以减少信道切换，从而大大提高了通信系统的可靠性。G***-R系统在该地区的网络规划，能有效利用现有资源。根据现有铁路系统的机房条件、供电能力、传输条件，铁路系统的使用接下来要考虑的是基站站点易于维护，并提供广泛的网络覆盖解决方案，以满足铁路覆盖。同时含有平面也可用于覆盖和含有链覆盖网络覆盖区域和覆盖全国的G***-R系统可以被配置。链涵盖，例如铁路沿线、车站及枢纽地区的覆盖面，G***-R系统将完成无线列调功能，更重要的是举办一些重要的控制序列数据，这需要设有铁路的双网络覆盖覆盖，以确保可靠的无线数据传输通道和车站。我们应该改变现状，一旦铁路沿线的带状分布300公里范围内，每小时列车运行大约以每75秒的速度沿铁路线实行无线覆盖。出于这个原因，在连接中的相邻小区的重叠区域中，设置了一定的深度，以减少在弱电场区域的可能性。随着列车速度的移动台与小区半径越大，则重叠区域具有足够的长度。G***-R细胞的冗余覆盖，缩短了基间隔，使得移动台始终是在2小区覆盖范围内。因此，G***-R系统有一个非常独特的地方，它的信号采取了双重覆盖，这是类似的双机备份，两套信号控制系统交错重叠。一旦一套系统出现了问题和故障，另一套系统仍然可以保持正常的通信，以保护高速列车运行通信的连续性。
在双沿铁路线网络组BTS，形成两个不同的层，每一层由所述特定BSC控制。分布结构有两种：BTS设备安装在同一台机器上的位置的两个层，这两层是相同的覆盖区域；间隔机器位置的两层BTS设备的安装。这两种方案，前者的特点是易于安装和成本较低，但对自然环境影响设备的运行情况，两层BTS将失败，而后者具有更高的成本和复杂的安装，但另一个层对自然环境影响较小，层的中断服务不会受到影响。出于安全考虑，后者是更好的，如果你考虑到安装成本和设计的复杂性，前者是更好的。此外，为了防止相互干扰的两个层，每一层分别具有不同频率。所述基站系统使用相同的站地址冗余双层结构，在相同的方式，有利于天线设置。
3 地面集群无线电通讯——TETRA
泛欧集群无线电系统，陆地集群无线电通信（TETRA）为欧洲的数字集群通信标准的数字集群系统，是基于数字时分多址（TDMA）技术的无线集群移动通信系统。该系统是ETSI（欧洲电信标准协会）的制造商和检测部门，甚至***府部门都联合使用它，以满足欧洲国家的专业部门建立一个统一的标准，开放的系统设计满足了移动通信的需求。TETRA数字集群通信系统的功能和技术规格适合应用于生产指挥，相同的技术平台、广域网的数据传输和语音服务的数字无线通信适合于指挥调度。TETRA数字集群系统还支持强大的移动台（DMO）、离网直接认证、空中接口加密和终端到终端的加密。TETRA数字集群通信系统也有虚拟专用网络的功能，可以使一个物理网络为多个不相关的组织。TETRA数字集群系统具有丰富的功能、更高的频率利用率、高通信质量，组网灵活，具有许多新的应用（车辆定位、***像传输、移动互联网、数据库查
询等）。
TETRA主要技术特点：信道间隔为25kHz；调制，r/4DQPSK；调制的信道位速率为36kbit/s；
语音编码速率为4.8kbit/s的（ACELP）；接入方式的TDMA（4槽）；用户的数据传输速率为7.2kbit/s（每个时隙）；可变范围的数据速率为2.4～28.8kbit/s；访问协议时隙ALOHA。TETRA系统空中接口帧结构：TETRA移动无线电规范分为V+D（语音+数据）和PDO（分组数据优化）。邮箱信息和电子、快速管理和快速调度、媒体信息、远程数据访问、电脑文件传输、视频和多媒体X.25协议的分组交换虚电路在整个信息的快速传递主要依靠TETRAPDO应用程序来实现。TETRAV+D系统使用TDMA多址接入的模式和n/4QPSK调制方法，调制的信道具有36kbit/s的比特率。TETRAV+D空中接口定义了七种脉冲串，其特征在于上行链路，下行链路4种。控制上行链路脉冲串中包含的信息的上升和PA线性化，尾随位加扰的比特，训练序列和导向周期，高级别每7.08ms子时隙可以携带168比特的信息。上行链路的线性爆裂，包含的崛起和PA线性化信息和指南周期的，突发仅用于控制的硬件性能和高层次的信息不发送。正常的上行链路突发，占据了整个85/6ms槽，包括上升和PA线性化资讯、尾随位、炒位、训练序列和导周期，每个85/6ms的插槽，可搭载432位高层次的信息。正常连续的下行链路突发，包括一个训练序列和相位调整加扰位，每个85/6ms的插槽可以进行462位或246位的高层次信息。同步的连续的下行链路脉冲串中包含的训练序列，该相位调整，频率校正，加扰的比特，在同步用训练序列，每个85/6ms插槽可以进行366位或150位高级别信息的发送。正常不连续的下行链路突发包括上升和PA线性化的信息、相位调整、扰频比特的训练序列、引导周期等，每个85/6ms的插槽，可以进行462位高级别信息的发送。同步的不连续的下行链路突发的上升和PA线性化的信息，相位调整，扰频同步比特块，同步加扰的比特的训练序列，引导周期，每个85/6mS插槽可以携带366比特的高级别信息。
TETRA的主要优点是：完整性良好的调度功能；呼叫建立快（通常小于1秒）；终端到终端的加密安全模式；强大的直接功能。该系统是专业的部门，如警察、消防、救护、机场、港口、地铁、轻轨广泛使用，但铁路部门需要解决以下不足之处：切换和漫游功能弱。TETRA基站覆盖区域为基本单元区域网络结构上的汇率制度和汇率制度之间的互连能力，让用户漫游能力薄弱，需要频繁使用的用户跨网漫游和全国联网的铁路需要的，功能显然是不足的。不为铁路用户的需求制定相应的标准，到目前为止，没有世界的可行性研究和分析的干线铁路的应用程序，而不是做了现场试验为主线铁路上的应用，特别是不要有任何国家的高速铁路的应用研究和试验。已不能满足铁路信号、列车控制系统和远程控制的需求。到目前为止，还没有TETRA技术的列车控制系统的发展。
4 铁路数字集群通信系统的发展
模拟集群通信系统相对于无线列调的通信系统来说，成本更高，结构更复杂，但在组呼叫、网络调度、削弱关键技术的故障有明显的优势。国家标准工作组（L组）根据ITU（国际电信联盟）推荐一些优秀的数字集群系统，在合理的性价比、开放性的标准、先进的技术、系统的灵活性和环境适应性的首选标准的基础上制定一个开放的系统TETRA和iDEN数字集群通信标准，在适合中国的国情和市场需求的基础上，将很快颁布国家工作委员会出台的标准，这标志着数字集群统一规划，研究和发展将纷纷效仿。外国的iDEN、TETRAFHMA系统、数字集群通信系统的技术已经成熟，出现了大量的应用程序，设备基本上是健全的。
（1）调度功能的语音通话，主要是单一的呼叫、组呼、呼叫团队、所有的呼叫、紧急呼叫、转移呼叫，还包括呼叫排队占线自动回叫、组呼的主调度呼叫。随着新一代的多基站系统和多系统的联网要求的组呼，可以跨越多个基站和多个系统，这是一个重要的指标，以反映集群系统技术先进。此外，集群系统的呼叫连接建立时间短，跨多个系统组呼呼叫的连续时间小于700毫秒，无线列调系统的点是很难做到的。
（2）管理系统的网络结构广泛应用了计算机网络技术中。指挥中心可以通过网络接口的TCP/IP协议来访问指挥中心的网络平台，实现远程指挥和调度、远程监控以及用户友好或供应商的集群进行远程维护和管理。模拟集群通信系统的调度命令的功能是模拟强大的集群系统，列车调度实现无线网络调度。
（3）故障弱化体现在两个方面，网络的拓扑结构和软件设计。集群系统通常有一个集中式控制结构和分段控制。对于控制系统基站交换控制中心和中继链路连接时间，集中式控制系统具有绝对的优势。信令信道可用于软件设计的定时开关或故障切换的情况下的正常工作的保护，也可以被检测到由千的加扰的情况下，发送器和接收器的发射功率是正常的关闭失败的频道。模拟集群通信系统能够做到：有线接口故障不影响通话的无线用户之间的语音交换，单元故障不会影响无线基站的用户呼叫控制中心，链路故障不影响工作的子基站。用传统的通信手段，子基站信号将减弱。
（4）具有频率共用，设施共用，覆盖范围共享，费用分摊，提高服务质量，连接速度快，呼叫安全，无线的信道利用率，易于扩展，易于使用，自动运行，信息保密等方面的优势，另外，还支持多种通讯及数据服务，排队和优先级呼叫，呼叫统计和计费的无线列空调系统的优势。
5 结语
虽然模拟集群通信系统与数字集群通信系统、G***-R系统相比具有频率低，业务类型是有限的，不能提供高速数据业务，保密性差，容易被窃听，移动设备笨重，网络管理和控制某些不足等问题，但根据铁路的情况和需求，使用模拟集群通信系统更加适合。模拟集群通信系统在世界上，技术相对成熟，价格远低于数字集群系统和G***-R系统，模拟集群通信系统充分满足了用户的需求。
参考文献
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数字通信系统篇5
在当今世界无线通信技术的发展中，数字化已成为今后相当长一段时间发展的方向。在专业调度通信中，集群数字通信技术已经崭露头脚。某省位于中国西北部，森林资源丰富的省区之一，生态环境恶劣，森林总量大，虽然现有的常规模拟通信系统在实际的应用中还有着一定的存在和发展的空间， 但同时近年来森林防火部门应急通讯对无线指挥调度也提出了更高的业务要求，例如高效率的信道利用率、GPS定位数传业务、话音加密等。本着技术先进，功能齐全、稳定可靠的原则，此方案采用ADUCS（阿达科思 Advanced Digital Ultra-shortwave Communication System）数字超短波通信系统无线集群专网，以实现移动指挥调度和地理信息系统的无缝链接。
无线集群数字通信网采用8个基站覆盖整个森林防火区域，每个基站4个载频，可分为8个信道，按大区制同频同播网设计，各基站基于TCP/IP或链路机连接，手持机覆盖半径9km，车载台覆盖半径20km，基站覆盖半径200km。
二、用户需求分析
某省位于中国西北部，森林火险区划为一、二、三级，其中：一级火险区范围是**山、**山、*山3大天然次森林区；二级火险区范围是某省南部山区6县以及省一级火险区以外的其他国营林场；三级火险区范围主要是某省平原各县（市、区）的经济林、农田林网和四旁林木；某省森林火灾的重点地区是3大天然次森林区，其需求如下：（1）需要实现一级火险区和部分二级火险区实现话音互通；（2）GPS定位和指挥中心实时监控；（3）与G***/CDMA、BGAN互通，用于远程指挥调度；（4）数字网和常规模拟通信网能够互联互通。
三、采用ADUCS系统的理由
3.1 彻底解决了人员定位和文件数据传输问题
此系统数字手台、车台和转信台全部内嵌GPS模块，在通话、传文件的同时，GPS定位信息全部同步传输，不占用额外信道。每一个用户，指挥员都可以在下列地点查询他所在位置和轨迹：（1）在林业系统内网上（通过超短波网关接入）；（2）在手提电脑上（接入任何一台数字手台、车台和转信台）；（3）在内嵌PDA的手持式指挥台上。
此系统和森林防火GIS地理信息指挥系统配套联网，效果尤其显著。
此系统数字手台、车台和转信台全部带有数据传输功能，接上手提电脑或PDA，可以收发文件（WORD/EXCELL等）、短信和传输***片。加强型手台可以直接收发短信。
系统可以和COFDM高清晰***像移动传输网。
系统和CDMA、卫星、G***、有线电话和IP网联网，实现语音，数据双向互通。
3.2 解决了林区通信设备的供电问题
ADUCS系统所有设备，包括数字手台、车台和转信台与同等条件下的模拟设备相比，工作耗电减少4倍，同样容量电池连续工作时间提高约3.5倍，体积重量减少2-6倍。（视网络和具体设备而定）。这一***性的进步，将使林区通信设备供电难的问题成为历史。带上二块3600mAh标配锂电，数字手台约可工作3-4天，而模拟台仅1-2天。
3.3 解决了大规模火场通信的频率拥堵问题
本系统的频谱利用率为常规模拟系统的4倍，也就是1个单频点能起到2组双频点（4个成对频点）的作用，加上数字集群技术和数字同频通播技术，本系统的实际的频谱利用率约为模拟方式的5-10倍左右（视组网模式而定），这样，大规模、多支扑火队伍的火场通信频率拥堵问题就此得到很好的解决。
3.4 解决了无线通信设备架设难、维护难和林业部门专业技术人员缺乏的问题
常规模拟对讲机和转信组网要求一定的专业技术水平，特别是在频率分配规划、多级转信、同频同播等复杂多级联网情况下，如何解决干扰和信号传输始终困扰着林业部门。许多基层林业部门缺乏无线电专业技术人员，无线通信设备架设难、维护难、使用不便（用户要知道频道亚音切换等专业操作知识），而全数字系统组网和用户操作是完全自动和智能化的，一架就通，一开就通，固定设备全部为加固封闭防水型，特别适合林业部门使用。
3.5 系统建设速度快、投资省、兼容原有模拟设备
此系统设备投资与模拟系统相比要低，还可以大大节省人工、电源、铁塔、机房等建站费用，建设速度快，维护费用低。系统可以通过模拟网关接口继续兼容林业系统的原有模拟对讲机设备，以避免前期投资的浪费。
3.6 此系统已经在08年奥运会上大规模使用，质量和可靠性有保证
四、系统设计说明
4.1 系统构成
系统设计容量为集群手台600部，分32个基本通话组。
各基站架设后，对全部覆盖区进行电测，若山腰、山坡等特殊区域有盲区，在该盲区放置一立基站（在转信模式），以保证信号覆盖。
各基站用局域网互联（需求方提供）或者是链路机互联。
各基站包括：载频收发信机、系统交换控制中心、节点控制器/网管服务器、G***电话网关、GPS网关、鉴权设备等，配1个管理终端。
各基站使用的频率相同，使用GPS授权各基站同步，从而实现同频同播。
4.2 基站地理位置***
基站地理位置***如***1所示。
4.3 模拟系统与数字系统的兼容问题
数字通信系统篇6
关键词：视频水印；隐密通信；重同步标识;噪声攻击
中***分类号：TP391 文献标识码：B
文章编号：1004-373X(2008)11-078-03オ
Secret Communication System Based on the Video Watermarking
ZHANG Yiwu
(Hunan National Vocational College,Yueyang,414000,China)
オ
Abstract：Traditional encryption communications easily be monitored and deciphered,a novel video-based digital watermarking technology secret communications system is designed.The secret data is encrypted and replaced according to BCH at first.And then,the coded data and resynchronization markers are embedded into the middle frequency coefficients in DCT domain.The experiment shows that:the system has performed well in anti-noise,video compression,and can achieve reliable data secret communication.
Keywords：video watermarking;secret communication;resynchronization marker;noise attracking
1 引 言
随着网络时代的到来，网络信息安全日益突出，通信系统在网络环境下的信息安全问题也日益显露出来。因此，如何在网络环境中实施有效的信息安全手段成为一个亟待解决的现实问题。传统的通信安全是以密码学为基础的，即把相关数据加密成密文后进行传输，以使非法攻击者无法从密文中获得真实信息，从而达到有效保护信息的目的[1,2]。但该方法也存在着很大的局限性：一方面，加密后的数据因其不可理解性，从而不利于信息的传播；另一方面，信息经过加密后容易引起攻击者的好奇和注意，并有被破解的可能性，即使密码的强度非常高而使破译的成本非常高，但是攻击者仍有足够的手段进行破坏。这里，可利用生理学模型，通过适当的策略将隐密信息嵌入到视听不敏感区域，则嵌入水印的宿主媒体便不会引起不良的视听效果[3]。本文正是利用此特性，以实时传输的视频流为平台，将要隐密传输的信息以数字水印方式嵌入视频流中传输，用以提高通信的安全性。实验证明该系统的伪装性是传统加密通信无法比拟的，且攻击者很难获取隐藏信息。
2 系统基本架构
基于视频水印的隐密通信系统的基本模型如***1所示，其中隐密信息是以数字水印方式嵌入到实时视频中并进行传输的。选择视频作为水印信息的载体是由于视频可描述为时间的一维函数，在嵌入水印时可以减少运算量和时间复杂度。另外,视频节目数据量很大，通常可以嵌入较多的水印信息。同时，人们日常使用的视频通信软件很大部分是双向的，这使隐密信息的交互性成为可能。
***1 视频隐密通信系统的基本模型
3 水印的嵌入与提取算法
对于该隐密通信系统，其中隐藏的水印数据在通信过程中难免会遭到攻击或破坏,而当传输的数据遭到攻击或破坏时，则会导致同步丢失和字节的位漂移。这时，即使提取的水印信息从比特意义上来说是正确的，当将这些提取的比特组成字节时，则可能会是一串无意义的乱码。对此，本文设计了一种快速的可随机检测的稳健视频水印算法。
3.1 隐密数据的BCH编码和置换
由于隐藏在视频流中的水印数据在通信过程中会遭到有意和无意的攻击，这里，在嵌入前，先将隐藏的信息进行信道编码[4]，以提高其稳健性。考虑到隐藏信息是可以字节的形式表示和存储的[5]，为此文中为待嵌入和检测的水印信息设计了一种(24，9)形式的BCH 码，该BCH的生成多项式可用式(1)来表示：
И
g(x)=x15+x14+x13+x12+x10+x8+
x7+x6+x5+x4+1
(1)
И
其中，该BCH码共有29个码字，其汉明距为8，其可纠正不大于3比特的随机误码。
接下来，将需要嵌入的隐密通信数据按式(2)进行BCH编码并置换：
И
Bj=f(key,Wi),0≤i
(2)
И
其中，Wi表示待嵌入的水印数据,BjП硎BCH码中的一个码字，key为变换密钥。
3.2 重同步标识的选取和检测
为了在出现视频跳转或视频丢帧等情况时，能快速地检测到正确的隐密信息，本文将会在嵌入水印数据的过程中，同时定期地嵌入一些重同步标识(Resynchronization Marker,RM)。其中，重同步标识是一个惟一的码字，且不会是前面所选用的BCH码的任何一个码字重复。同时，也是判别视频中是否嵌入了隐密和进行重同步的标志码。即当进行水印检测时，需先检测重同步标识以获取水印嵌入的正确位置，才能正确地提取有意义的隐密信息。
为了提高重同步标识的搜索效率和隐密信息的不可感知性。本文根据实验选取N(N=24)位的伪随机序列作为重同步标识，该码以十六进制表示为：“0xF65A50”。它与前面所选的BCH信号集中的所有码字的码距都不小于9，即该重同步标识发生不大于4比特的数据错误时，都不会与所选的BCH信号集中的任何一个码字相混淆，从而具有较强的鲁棒性。
同时，搜索重同步标识是正确提取隐密信息的前提,但重同步标识在传输过程中也可能会遭受攻击而出错。对此，本文使用相似函数(式(3),式(4))来判断是否检测到了重同步标识[5]。
И
MaxDiff(rm,rm′)=∑Ni=1|rm(i)－rm′(i)|
(3)
sync(rm,rm′)=1(检测到重同步标识),
MaxDiff(rm,rm′)≤Trm
0(未检测到重同步标码),
MaxDiff(rm,rm′)>Trm
(4)
И
数字通信系统篇7
目前，国内安装的可视门铃多数是有线的，或是通过类似于电视系统的调幅或调频方式来发送***像的。出于成本的考虑，这些可视门铃系统传输距离受限制，信号质量不高，抗干扰性差。随着用户要求的提高，尤其是在大型别墅中，门铃和***像接收端相距较远，这就需要将有线变为无线，模拟信号调幅或调频无线传输变为数字信号调制（FSK，QFSK，GFSK）无线传输。FSK（Frequency Shift Keying）即键控频移，QFSK（Quadrature Frequency Shift Keying）即正交键控频移，GFSK（Guassian Frequency Shift Keying）即高斯键控频移。通过系统的数字化，***像信号质量得到提高，抗干扰性得到大大加强；同时，整个系统的体积相比其它的传输方式将会减小很多，因此，具有广泛的商业应用价值和发展前景。
由于我们的系统用于别墅单用户的可视门铃，因此对***像的连续性要求不高。设想一直，在户主听到门铃响，再到门口查看监视器的画面最少需要3s。只需要传输1帧***像到监视终端，让户主看到来访者是谁就可以了。因此由于成本的原因，我们会把采集到的***像直接传输出去而中间不会加上昂贵的***像压缩解压缩芯片。
整个数字无线视频通信系统主要由三个模块构成：***像采集模块、数据传输模块、***像接收显示模块，如***1所示。
1 ***像采集模块
该模块的硬件框***如***2所示。
摄像头7620是256色30万像素的CMOS摄像头。它输出并行16位***像信号，包括8位的色度信号、8位的亮度信号以及场同步与行同步信号。1帧***像（640×480）的尺寸是640×480×16=4 915 200（位）
如果以RF发送模块nRF2401的最大速度1Mbps来计算，发送1帧***像所要的时间为
4 915 200/1 000 000=4.9152(s)
这显然太长了。不过，7620还有一种工作模式就是，通过降低分辨率来减少***像尺寸。这种模式提供了320×240的***像。这样，***像数据不到3s就可以到达接收端，满足可视门铃的要求。
***3
8位色度信号、8位亮度信号以及场同步与行同步信号先通过FPGA缓存到RAM，同时转换为异步串行数据，通过RF模块发送。***3是7620的工作时序。
***3中，Y信号是8位亮度信号，UV是8位色度信号。VSYNC是场同步信号，HREF是行同步信号。
FPGA的工作是完成***像数据的缓存控制以及启动RF模块发送***像数据。这里，采用Altera公司的EPF6016。它是一颗16000门的FPGA。***4为FPGA与摄像头7260、MCU以及RF模块的连接示意***。
***4中，U1为EPF6016ATC100，J1是FPGA与摄像头7260的连接插座。Y、UV、VSYNC和HREF的定义如前，READY是MCU对FPGA的控制信号，DATA是FPGA与RF模块之间的串行数据线。
当用户按下门铃，MCU收到命令开启照明灯，同时初始化摄像头7260，并发送READY信号给FPGA，通知其准备接收***像信号。由7260的工作时序可以看到，当摄像头采集到一帧***像后，VSYNC便发送1个高电平，FPGA准备接收信号。1帧***像由很多行组成。这些行在场同步信号VSYNC的两个高电平之间传送。而每一行的信号传输现时由HREF同步。当HREF的上升沿来到后，FPGA开始接收***像数据。在PCLK的上升沿，每一行的***像数据通过Y口和UV口送出，从时序***可以看到1行包括640个点。
FPGA需要将收到的***像缓存到512KB的RAM，需要有20位的地址信号线和8位的数据信号线。
FPGA采集到的***像信号是并长的数字信号。要将这些信号发射出去，还需要转化为异步串行数据，这个工作由FPGA来完成。我们所规定的异步串行通信协议和通用的RS232协议类似：
没有信号时，DATA线为高电平；要传送数据的时候，先发送1个低电平脉冲（起始位），紧接着2个字节的数据（Y[7：0]，UV[7：0]，然后再发送1个高电平脉冲（停止位）。1帧有效的串行数据就由这几部分构成。
微控制器MCU主要完成以下几个任务：
①初始化数字摄像头7620；
②控制其它外设，接收和处理键盘命令，控制照明设备的开启等；
③与FPGA协同工作，并提供人机接口。
MCU采用常用的AT89C52。***像采集模块的工作流程如***5所示。
2 ***像传输模块
***像传输模块（RF module）由一块单片无线收发芯片nRF2401完成。NRF2401工作在2.4～2.5G I***频带，集成了频率综合器、功率放大器、晶体振荡器和调制器。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此频率漂移很低。电源电压范围为2.4～3.6～，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。输出信号为调制的GFSK（高斯键控频率信号），很容易通过8线串行I/O口进行收发。***6为nRF2401在无线通信中扩展的电路。
通过PWR-UP、CE、CS引脚的选择，nRF2401可以工作在激活/等待/节能模式。这里，使nRF2401工作在激活的突发脉冲（shock burst）模式。该模式使用片上FIFO。在不使用MCU控制数据操作情况下，能以极低的功耗运行数字部分而又以极快的速度（最高为1Mbps）传输数据，从而大大减少了电流消耗，降低了系统成本并且减少了传输时的“空中冲突”冒险。
FPGA送来的异步串行数据经过nRF2401内部的RF带通滤波、低噪声放大、频率综合和脉冲放大，被调制成2.4GHz上的GFSK信号，完成***像信号的传输。
3 ***像接收显示模块
***像接收显示模块主要由三部分组成：***像接收、***像转换和暂存、***像显示。如***7所示。
（1）***像接收
***像接收部分也是由无线收发芯片nRF2401完成。nRF2401可以同时发射1组、接收2组信号。在突发脉冲模式下，将RX和CE置高，200μs的建立时间后，nRF2401开始监测空中，接收到有效的数据包后解调为原来的数字信号，送以端头、地址和CRC位，MCU发出中断命令，DR1拉高。MCU也可以置CE为低来中止RF字的接收，同时为载入数据输出适当频率的时钟。当所有的数据载入后，将DR1拉低，准备接收下一个数据包。
***6
（2）***像转换和暂存
nRF2401传输给FPGA的异步串行数据，经过FPGA转换为并行数据并暂存到缓冲区（512KB的外部RAM），收到MCU的命令后将RAM内部的数据送到LCD显示。当整幅***像都被接收以后，FPGA将存储的视频发送到LCD控制器SED1353。出于安全性的考虑，系统同时还外挂有2MB的内存事保存视频历史记录。***像转换和暂存的过程，其实是前面***像采集的逆过程。接收部分FPGA的设计与发送部分类似，这里不再详述。
（3）***像显示
***像显示由LCD控制器SED1353和LCD显示模块MCT-G320240DNCW-15N组成。SED1353是一种点阵LCD控制器，支持的分辨率高达1024×1024（单色显示），能同多种微控制器接口。***8为SED1353与LCD显示模块和MCU等设备的连接***。
SED1353的控制信号和***像显示的地址信号由MCU提供。FPGA从RAM获得待显示的***像数据，得到MCU命令后将数据传送到SED1353，由它将一幅***像的数据暂存缓存到存储器。当户主按下应答键，MCU传达显示命令，SED1353就从存储器取出数据传送给LCD，户主就能见到来访者了。
数字通信系统篇8
【关键词】数字通信技术 交通运输 监控系统 应用
就当前的社会发展来看，传统的交通基础设施已经无法满足当前复杂的交通现状，交通堵塞、交通事故频发都对人们的生活和社会发展产生了极大的影响。智能运输的出现不仅促进了交通运输合理有效的发展，而且还有效的缓解了因为交通引发的环境问题。智能运输在未来特别是在交通监控系统中将发挥着不可替代的作用。
一、智能运输的概述
交通运输系统结合了电子信息技术，逐渐为智能运输所取代。因为它的重要性，当前各个国家都对它进行了相应的研究和探讨。虽然在理解上各有差异，说法不一，但是从整体上来说，智能运输离不开计算机技术。计算机技术和信息技术是构成智能运输系统的两个核心技术。此外，智能运输还具有管理和监控一体化的特点。在这个基础上，交通运输建立起了一种高效，精确，实时监控的综合运输体系。在交通运输过程中，交通指挥管理人员不仅可以对路面状况进行随时的监控，还可以实施有效的管理，缓解交通路面的压力。其实智能运输在实施的过程中，主要作用还包括：提高交通运输的效率，减少交通拥挤现象；缓解因为交通引发的环境污染；减少交通事故，提高交通安全性；提高网络运行能力；增加运输产生的经济效率。
与传统的交通运输系统相比，智能运输不仅是对传统的交通运输系统的一种完善，更是对交通运输网络的一种变革。智能运输不仅需要投入更多的设备，还需要大量的资源和能源来实现对交通运输的监控管理。它综合了先进的通信技术和信息技术，在交通运输的各个环节上，发挥了不可忽视的作用。智能交通运输的不断发展，为国家城市化的发展奠定了良好的基础。就我国而言，智能交通系统的运用有了很好的发展，特别是智能交通监控系统的运用，为我国交通运输效率的提高打下了良好的基础。智能交通运输系统是通过对信息的综合处理，来实现交通的信息化。
二、数字通信技术在交通监控系统中的应用
道路监控系统是指公安指挥系统的重要组成部分，提供对现场情况最直观的反映，是实施准确调度的基本保障。交通指挥中心对一些重要道路运输情况数据的获取，主要是通过光纤通信技术。通信技术可以对视频***像进行信息的分析和整合。在这种严格的控制下，交通指挥管理人员就可以清楚的把握道路的运输状况，及时监控记录道路运输中出现的交通事故、违章违规等现象，并可以根据运输状况及时改善交通管理策略，为我国的交通运输行业的发展做出贡献。
（一）数字光纤通信技术的优势
光纤通信技术占据了现代通信技术的主要市场，这不仅是对其它通信技术的一种挑战，更证明了光纤通信技术在发展中的优势。智能运输系统的建设要想得到长久的发展，就更加离不开光纤通信技术的大力支持。智能运输与传统的交通运输相比，有着无可比拟的优越性。它一般设置了信号灯的控制、视频监管、视频检测，电子警察等系统，解决了传统模拟视频光端机在传输过程中传输信号低，难控制的特性。传统模拟视频光端机在接收信号的时候，还需要借助其他计算机网络进行连接。在这一过程中监控系统与数据网是分离的，这不仅对通信技术有一定的要求，还增加了操作的难度。数字光纤通信技术不仅信号强易于控制，而且操作简便。因此，在道路监控系统中，数字光纤技术也得到了广泛的运用。
（二）光纤通信在高速公路上的运用
在高速公路工程中，通信技术占了很重要的地位。它可以代替人工，来运营管理高速公路并进行收费，还可以定期的监控高速公路路面通行状况，来获取日常需要的语音、视频、***片等信息，为高速公路的运营提供准确、高效的数据。通信技术是根据行业特点的不同来进行设置的，高速公路通信网是符合高速公路特点的专用通信网。第一，每种数据可以单独组网，分别形成数据网、电话网和视频网；第二，各个系统相互***，各自进行管理；第三，是宽带传输平台，给信息分配的固定宽带，通过外接大量的接口辅助设备来完成多媒体传输。
（三）交通信号控制系统
要想对道路交通进行全方位的控制， 就必须采用全感式的交通信号控制机。由于地理位置的差异性，不同路口的通信状况也会有所不同，这就需要采取不同的感应控制。在系统的网络环境下，可以实现交通信号和网络的协调控制。在交通过程中，交叉路口的信息量是最聚集的。在这个聚集区，我们可以观察每天车辆的流量，车辆的种类，交通事故，违章状况等，通过采用先进的视屏收集技术来获取交通信息，实现全方位的交通监控。摄像机主要采集监控***像，是视屏信息的输入源，NC主要是对视屏数据进行一定的处理和整合，把模拟的数字***像处理成数字信息。
（四）中央监控系统及功用
交通运输特别是高速公路的运输，越来越成为的焦点。为了解决道路交通堵塞问题和降低交通事故的发生率，建立一个智能交通指挥控制系统是非常迫切的。中央监控系统，就可以对运输的各个环节进行协调和控制。中央监控系统是整个交通监控系统的核心，它可以对各个交叉路口接收到的信息进行保存，然后进行数据处理，并将处理过的信息自动进行转存。中央控制系统还可以将处理后的信息反馈给现场的运输系统，对道路运输进行动态的监控，对用户系统进行特别设置，分组管理，可以为用户提供全方位的综合查询服务。
三、应用前景分析
（一）数字信息化的普及
随着数字化信息技术的普及，各种信息化产品的诞生，信息产品成了很多人追求的重点。数字信息化，这不仅是当代人们生活水平提高的一种标志，也象征着一种高效率的生活方式。快节奏的生活方式，必定是以高效为基础。交通运输要想适应当下高效的生活方式，就必须不断接受新的技术，采用智能运输，来对交通运输进行管理和控制。交通运输的关键是对道路进行全方位的监控，在这一过程中，智能监控将会发挥不可替代的作用。
（二）智能交通运输的迫切需求
交通问题逐渐成为人民关注的焦点，交通堵塞，交通事故频发，还有由于交通引发的环境污染问题，都开始让人民意识到交通需要一种高效的管理方式。另外，科学技术的发展必然会用到生活中，造福人民，这也就产生了目前比较重要的智能运输。它不仅科学的减少了交通堵塞问题，还可以随时监控交通事故发生的现场，追责交通违纪现象。
（三）产品多样化
由于社会民众的不断参与和对市场的需求，智能运输会结合时代的需要，对产品进行改进和创新，使产品不断满足社会生活的需要，不断改善交通运输的效率。比如在道路监控系统中高速球摄像机和夜视摄像机的应用，此外实时交通系统、实时交通信息系统，智能汽车等都是对交通运输的一种优化。
（四）健全的组织机构
智能运输技术，是多种行业结合的产物。这就要求必须有一个总的领导机构来协调处理各种相关事务。研究人员可以在技术方面进行相互的交流借鉴，全方位的考虑问题，充分利用社会上的有效资源。交通监控行业看似简单，在管理上要比想象中复杂的多，这就要求我们要结合现有的先进的科技资源，来进行高效的运营。
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数字通信系统篇9
数字通信是指用数字信号作为载体来传输信息,或者用数字信号对载波进行数字调制后在传输的通信方式。无论在时间上还是幅度上,它都属于离散的负载数据信息的信号。数字通信的主要技术设备包括发射器、接收器以及传输介质。数字通信系统的通信模式主要包括数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统以及模拟信号数字化传输通信系统三种。数字通信研究为信息传输和存储介质的设计带来了便利。首先它的信源***设计,一旦用信源编码器将信息转换为比特,信息就可以无差别的存储或传输,只要回复比特数据,就可以将其中蕴含的信息无差别地重构回来,也就是存储和通信媒介可以***于信源,这也就意味着多种信源可以共享同意通信媒介,此外信道与信源的***性带来了显着的经济效益。其次,信道优化设计,对每一个通信链路来说,信道编码器、信道译码器、调制器和解调器都可以根据特定的信道特性进行优化。由于在每条链路上都可以对传输的比特进行再生,所以没有“噪声积累”。
数字通信中还存在以下问题:第一,数字信号传输时,信道噪声或干扰所造成的差错,原则上是可以控制的。这是通过所谓的差错控制编码来实现的。于是,就需要在发送端增加一个编码器,而在接收端相应需要一个解码器。第二,当需要实现保密通信时,可对数字基带信号进行人为“扰乱”(加密),此时在收端就必须进行解密。第三,由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号,因而接收端必须有一个与发端相同的节拍,否则,就会因收发步调不一致而造成混乱。另外,为了表述消息内容,基带信号都是按消息特征进行编组的,于是,在收发之间一组组的编码的规律也必须一致,否则接收时消息的真正内容将无法恢复。在数字通信中,称节拍一致为“位同步”或“码元同步”,而称编组一致为“群同步”或“帧同步”,故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。
2.数字通信系统的优点
数字通信与传统的模拟信号不同,主要表现在以下几个方面:
(1)数字信号具有极强的抗干涉能力。由于在信号传输的过程中不可避免的会受到系统外部以及系统内部的噪声干扰,而且噪声会跟随信号的传输而进行放大,这无疑会干扰到通信质量。但是数字通信系统传输的是离散性的数字信号,虽然在整个过程中也会受到的噪声干扰,但只要噪声绝对值在一定的范围内就可以消除噪声干扰。
(2)数字信号更适合进行高质量的远距离通信。在数字通信系统当中利用再生中继方式,能够消除长距离传输噪音对数字信号的影响,而且再生的数字信号和原来的数字信号一样,可以继续进行传输,这样一来数字通信的质量就不是因为距离的增加而产生强烈的影响,所以它也比传统的模拟信号更适合进行高质量的远距离通信,通信质量也依然能够得到有效保证。
(3)数字信号具有更强的保密性。与现代技术相结合的形式非常简便,目前的终端接口都采用数字信号。
(4)数字信号应用范围广。数字通信系统还能够适应各种类型的业务要求,例如电话、电报、***像以及数据传输等等,它的普及应用也方便实现统一的综合业务数字网,便于采用大规模集成电路,便于实现信息传输的保密处理,便于实现计算机通信网的管理等优点。
3.数字通信系统的缺点
数字通信系统虽然优点居多,但它也存在缺点。但是随着新的宽带传输信道的采用、窄带调制技术和超大规模集成电路的发展,数字通信的这些缺点已经弱化。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用,数字通信在今后的通信方式中必将逐步取代模拟通信而占主导地位。它的主要缺点如下:
(1)数字通信系统频带利用率不高
系统的频带利用率,可用系统允许最大传输带宽(信道的带宽)与每路信号的有效带宽之比来数字通信中,数字信号占用的频带宽,以电话为例,一路模拟电话通常只占据4kHz带宽,但一路接近同样话音质量的数字电话可能要占据20~60kHz的带宽。因此,如果系统传输带宽一定的话,模拟电话的频带利用率要高出数字电话的5~15倍。
(2)系统设备比较复杂数字通信中,要准确地恢复信号,接收端需要严格的同步系统,以保持收端和发端严格的节拍一致、编组一致。因此,数字通信系统及设备一般都比较复杂,体积较大。
4.数字通信系统的应用
数字通信系统的关键性技术包括编码、调制、解调、解码以及过滤等。其中数字信号的调制以及解调是整个系统的核心也是最基本、最重要的技术。数字调制是通过对信号源的编码进行调制,将其转换成为能够进行信道传输的频带信号,即把基带信号(调制信号)转变为一个高频率的带通信号(已调信号),而且由于在传输过程中为了避免信息失真传输损耗以及确保带内特性等因素,在进行信号进行长途传输以及大规模通信活动时必须对数字信号进行载波调制。
(1)现阶段的数字信号调制主要分为调幅、调相以及调频三种。调幅即是根据不同的信号,通过调节正弦波的幅度进行信号调制,目前最常见的数字信号是幅度取值为0和1为代表的波形,即二进制信号;调相即是由于载波的相位受到数字基带信号的控制,通常情况***波相位和基带信号是保持一致的,例如二进制基带信号为0时,载波相位相应也为0;调频及是利用数字信号进行载波频率的调制。解调就是讲载波信号提取出来并经过还原得到信息的过程,它是调制的逆过程也被称为反调制。目前解调的类型分为相干解调和非相干解调两大类。数字通信的质量通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。对于数字通信系统的性能指标通常用信息传输速率、符号传输速率以及消息传输速率这三个指标来衡量。
(2)通信系统向数字化时代的转变就是要从有线通信想无线通信,从公用移动网络到专用网络,从而实现全球化的数字通信理念。并且,通过现有的综合业务数字网络为基础,通过一个多用途的用户网络接口就可以轻松实现信号发出端到接收端全程数字传输与交换的新型通信网。利用这种新型技术可以扩充通信业务的范围,而且还具有更加经济以及灵活的特点,能够与现有的计算机互联网、多媒体信息网、公共电话网以及分组交换数字网等进行任意转换。随着数字通信设备的发展和不断完善,利用微处理技术对数字通信系统的信号进行转变,还能够使设备更加灵活的应用到各种长途以及市话当中。由于长途通信线路的投资远大于终端设备,为了提高长距离传输的经济性,未来高度、大容量的数字通信系统也将成为主流趋势,而且随着数字集成电路技术的发展,数字通信系统的设备制造也越来越容易,成本更低、可靠性也更高。
数字通信系统篇10
【关键词】电力通信数字接入技术光纤无线接入
目前，我国电力通信系统是以光纤、微波及卫星电路构成主干线，各支路充分利用电力线载波、特种光缆等电力系统特有的通信方式，并采用明线、电缆、无线等多种通信手段及程控交换机、调度总机等设备组成的多用户、多功能的综合通信网。
电力通信主要为电网的自动化控制、商业化运营和实现现代化管理服务，是电网安全稳定控制系统和调度自动化系统的基础，是电力市场运营商业化的保障，也是实现电力系统现代化管理的重要前提。随着电力工业的日益发展，电力系统通信网作为现代电力系统的一个重要组成部分，正在不断成长、发展和完善，并发挥着越来越重要的作用。
随着现代通信技术的不断发展和电力事业的不断进步，人们对电力系统提出了越来越高的要求。电力通信系统所承载的业务种类越来越多，带宽的需求也越来越宽，交互性也越来越强，因此，其对接入技术的要求也越来越高。只有建立在先进的数字接入技术的基础上，才能实现电力通信系统的现代化和宽带化。
一、数字接入技术概述
随着现代网络技术的不断发展，通信网主干线的带宽已经能够满足不同用户的带宽需求。网络技术的瓶颈主要受限于宽带网络的接入技术。从业务带宽的角度，接入技术可以分为窄带业务接入技术和宽带业务接入技术，从客户端角度，可以分为有线接入技术和无线接入技术，从传输业务的类型，可以分为数字接入技术和模拟接入技术。数字接入技术不仅速度快，效率高，而且稳定性强，能有效的对数据进行处理，相比于传统的模拟接入技术，有着不可比拟的优点。
数字接入技术自身的优势就在于其效率高、速度快和稳定性强，并能够有效进行数据的调整，这与传统的模拟接入技术相比优势是非常显著的。目前，常用的宽带接入技术主要有：56KModem、ISDN技术、光纤接入技术和无线接入技术等。
1、56K Modem。56K Modem发明于上世纪末期，相比于传统的Modem，56K Modem的不同之处是它能连接在两段不同的设备上。56K Modem将先进的数字编码技术取代调制，并且免去了模数转换的过程，将ISP局端设备与PSTN（公共市话网）直接进行数字链接，可以通过普通的电话线实现网络的高速***。56K Modem不仅可以实现较快的传输速度，还可以保证信息的安全性，不会有任何信息的丢失。
2、ISDN技术。1972年，原CCITT首次提出ISDN的概念，ISDN是在先前IDN基础上发展而来的，能够提供端到端的数字连接服务，在各用户之间提供可达64kb/s速率为基础的端到端的透明传输，可以承载话音业务和非话音业务等多种电信数字业务。
3、光纤接入技术。光纤接入技术是指以光纤为传输介质，并利用光波作为载波传输信号的传输技术。光纤接入技术上可分为有源光网络（AON）和无源光网络（PON）两类。AON又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON。PON可分为基于ATM的PON（APON）及基于以太网的PON（EPON）。随着光纤通信技术的不断发展，光纤接入技术逐渐在现代通信系统中得到广泛应用。使用光纤接入技术，不仅可以减少同轴电缆的维护运行成本，降低故障率，还可以增加传输距离、扩大覆盖面积，有利于简化网络结构。
4、无线接入技术。无线接入技术又叫空中接口，是无线通信中非常关键的技术。无线接入技术是指在无线信道中，通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来以实现用户与网络之间的信息交换技术，无线接入信号应遵循一定的通信协议，如蓝牙技术、WIFI或3G技术等。随着现代经济技术的不断发展，无线接入将能够满足人们越来越丰富的信息接入服务。
二、数字接入技术在电力通信系统中的应用分析
数字接入技术在电力通信系统中发挥着越来越重要的作用，此处以光纤无线接入技术为例，研究数字接入技术在电力系统中的应用。近年来，随着全光网络的不断发展，光纤接入技术在电力通信系统中的应用越来越得到人们的重视。光纤接入技术是指采用光纤传输技术的接入网技术，从技术上可以分为有源光网络和无源光网络。目前，光纤无线接入技术成为宽带无线技术的最新发展。
光纤无线接入系统主要由前端的无线网络和后端支撑的光网络组成。无线网络由无线路由器、无线基站和少量网管组成的多跳无线格状网络（Mesh网络），可以有效的实现无线资源管理。而全光网络采用标准的PON结构，由光线路终端、分光器（光功率分路器或波长分路器）、光节点及互联的光纤组成，并通过光线路终端直接连接到无线网关上，与无线网络直接相连。由于无线基站可以在很小的范围内进行频谱再分配，实现频谱资源的高效利用，因此，这一技术具有很高的带宽。光纤无线接入技术可以支持用户的高宽带需求。
随着电力通信系统的快速发展，光纤通信技术在电力通信系统中得到了大量的应用。因此，采用光纤无线接入技术，必然能使得电力通信系统具有更高带宽和更加丰富的业务。且随着IP技术在电力通信系统中的大量应用，未来的电力通信网络将逐渐是基于IP的端到端网络，可以提供高带宽和高可靠性的通信需求，并均可以通过固定接入或无线接入提供丰富的业务种类和***的接入方式。光纤无线接入技术不仅容量大、接入灵活、性价比高，还具有“自组织”的生存优势，当某环节断裂时，用户依然可以自适应的与相邻的无线路由器相连，并继续保持通信。
电力通信系统中，光纤无线接入系统的接入方式主要有两种：一种是直接在核心交换机上连接光纤无线基站，为电力系统提供空中接口服务。另一种是在系统中的光节点上直接连接光纤无线基站，为电力系统提供空中接口服务。在电力通信系统光纤无线接入技术中，用户终端的无线设备发送分组数据到一个与其相邻的无线路由器，然后该路由器将分组数据注入多跳无线格状网络，分组数据经过多跳无线格状网络传送，经过多跳并最终送达中心局，完成信息交互。
电力系统光纤无线接入技术主要可以采用单基站覆盖、多基站覆盖和混合覆盖等多种覆盖方式。单基站覆盖适用于***存在的区域，如某一成片的面积不大的区域。多基站覆盖。多基站覆盖既可以覆盖连续的区域，也可以覆盖非连续的区域。混合覆盖则综合运用上述上中方法。