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1無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國(guó)物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的誕生,并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無(wú)線(xiàn)電接收機(jī),那天俄國(guó)當(dāng)局定為“無(wú)線(xiàn)電發(fā)明日”。
1896年3月24日,波波夫?qū)o(wú)線(xiàn)電通信的通信距離延長(zhǎng)到250米,做了用無(wú)線(xiàn)電傳送莫爾斯電碼的表演為無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)拉開(kāi)新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無(wú)線(xiàn)電電報(bào)能夠在20英里的海面暢通無(wú)阻地通信,第一次實(shí)際性地使用無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)。
1901年,他在相隔2700公里英國(guó)和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)電通信,從此人類(lèi)進(jìn)入無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時(shí)代。
隨后,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來(lái)。直到1946年,美國(guó)人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機(jī)接收天線(xiàn)問(wèn)題,從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國(guó)家相繼建立了,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)迅速普及開(kāi)來(lái)[2]。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿(mǎn)足遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)的需要,于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用;后來(lái)微電子技術(shù)也推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代,使電子計(jì)算機(jī)信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐,以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱(chēng),是一門(mén)綜合性的技術(shù)。今天的信息化時(shí)代,就是電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。
無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)發(fā)展到今日,擁有無(wú)限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。雖然無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越,但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的特點(diǎn)
近些年無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無(wú)線(xiàn)接入技術(shù),是迅速發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)領(lǐng)域,不需要傳輸媒質(zhì),部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無(wú)線(xiàn)傳播手段代替,無(wú)論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍,實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。其特點(diǎn)喜憂(yōu)參半,優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳輸線(xiàn)路線(xiàn)、通信方式等方面,我們可以總結(jié)如下:
不受時(shí)空限制。大多數(shù)情況下,人們對(duì)通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無(wú)法預(yù)知,而無(wú)線(xiàn)電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯(lián)絡(luò)綜合高效,語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無(wú)阻,隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來(lái)往,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開(kāi)方便之門(mén),尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接,通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。
具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性,尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無(wú)線(xiàn)電通信比起有線(xiàn)通信的一個(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通,這也是無(wú)線(xiàn)架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。
無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線(xiàn)路線(xiàn)、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等的難題,但其信號(hào)容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的缺點(diǎn)幾百年來(lái)都是讓人頭疼的問(wèn)題,目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱,其信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點(diǎn),因此,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話(huà)題。
3無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)之通信方法的拓新
21世紀(jì)無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起,欲求無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對(duì)以上無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的缺陷,筆者認(rèn)為,我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試,主要可總結(jié)一下八點(diǎn):
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率,維持信號(hào)上的穩(wěn)定,避免通信信號(hào)收到干擾,增大了系統(tǒng)通信容量,提供話(huà)音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務(wù),確保用戶(hù)信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對(duì)于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用[3],尤其近年來(lái)世界范圍內(nèi)全面展開(kāi),無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)正朝著無(wú)線(xiàn)接入寬帶化的方向演進(jìn),這個(gè)方向?qū)o(wú)線(xiàn)電通信信號(hào)源穩(wěn)定來(lái)說(shuō)的確非常之重要。
3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)
個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。個(gè)人信息話(huà),能夠有效地減低傳輸路線(xiàn)的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡(luò)的樣式
技術(shù)上融合實(shí)現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù),在無(wú)線(xiàn)應(yīng)用協(xié)議(WAP)的出現(xiàn)以后,無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開(kāi)展得到大幅度的推動(dòng),促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要,傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合,尤其具備開(kāi)發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過(guò)固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無(wú)線(xiàn)本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備,滿(mǎn)足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。3.5過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò),IP網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是核心關(guān)鍵技術(shù),是最合適的選擇對(duì)象,處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡(luò)大大提升,這一點(diǎn)對(duì)保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性,利用藍(lán)牙做出來(lái)的傳感器隨時(shí)反映出用戶(hù)所需要的信號(hào)方向,一旦連接到Internet上的話(huà),即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。
3.7推廣軟件無(wú)線(xiàn)電
軟件無(wú)線(xiàn)電通信偵察與對(duì)抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領(lǐng)域,如果能夠推廣到市場(chǎng),對(duì)于無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來(lái)說(shuō)將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性
無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒(méi)有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設(shè)想。因此,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性[4]。
結(jié)束語(yǔ)
回顧無(wú)線(xiàn)通信的發(fā)展歷程,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的傳輸路線(xiàn)、傳輸距離、通信靈活性、信號(hào)穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來(lái)愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來(lái)愈廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)及光明的發(fā)展前景。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)作用,盡管我國(guó)的無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快,但面對(duì)我國(guó)12億人口的通信需求,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)普及率低的問(wèn)題,面對(duì)我國(guó)12億人口,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量方面就變得蒼白無(wú)力了。同時(shí),無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)愈來(lái)愈激烈競(jìng)爭(zhēng)局面促使各無(wú)線(xiàn)電通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面,提升自身的營(yíng)業(yè)水平,為市場(chǎng)提供豐更加富的選擇,滿(mǎn)足用戶(hù)各個(gè)方面、各個(gè)層次的需求。因此,在無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)通信方法應(yīng)用開(kāi)發(fā)的發(fā)展?jié)摿o(wú)窮,這要求我們積極加快無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域的科技進(jìn)步,為無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策,為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1]《信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學(xué)出版社2000年.
一、感知無(wú)線(xiàn)電的概念
感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)用以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)頻譜共享。通過(guò)檢測(cè)空中信號(hào)占用頻譜,通過(guò)探知無(wú)線(xiàn)環(huán)境中空閑頻譜資源,選擇可被自己利用頻率進(jìn)行通信。租借系統(tǒng)通過(guò)采用感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù),實(shí)時(shí)跟蹤授權(quán)系統(tǒng)占用頻率狀況,隨時(shí)使用、釋放頻段,在保障授權(quán)系統(tǒng)通信前提下,與授權(quán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)共享頻譜。論文百事通采用頻譜檢測(cè)方式獲取頻譜信息可使感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)能適應(yīng)無(wú)線(xiàn)環(huán)境頻譜使用狀況短期變化,高效利用頻譜,并且感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)不要求改造現(xiàn)有系統(tǒng),對(duì)無(wú)線(xiàn)信道環(huán)境和用戶(hù)需求都將具有較好適應(yīng)性。
感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)動(dòng)態(tài)頻譜共享是自適應(yīng)傳輸技術(shù)思想在頻譜分配領(lǐng)域的運(yùn)用。自適應(yīng)傳輸使無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸適應(yīng)信道傳輸能力的變化,通過(guò)提高數(shù)據(jù)傳輸速率來(lái)改善頻譜利用率。而感知無(wú)線(xiàn)電使無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)占用的頻譜適應(yīng)無(wú)線(xiàn)環(huán)境頻譜使用狀況的變化,通過(guò)增加共享同一頻段的系統(tǒng)數(shù)、用戶(hù)數(shù)來(lái)提高頻譜利用率。不管是自適應(yīng)傳輸技術(shù)還是感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù),其思想的核心都是無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)能自動(dòng)地適應(yīng)外界環(huán)境和自身需求的變化。
感知無(wú)線(xiàn)電思想可以推廣到移動(dòng)通信其它層面。從低層到高層,要求未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)能檢測(cè)系統(tǒng)各層參數(shù)與狀態(tài),如鏈路質(zhì)量、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹I(yè)務(wù)負(fù)載、甚至用戶(hù)需求,并能適應(yīng)這些變化。從通信端到端,在存在重疊覆蓋多種無(wú)線(xiàn)電通信環(huán)境下,要求移動(dòng)設(shè)備能夠在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)間切換,實(shí)現(xiàn)包括終端、網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)在內(nèi)的端到端重配置。這也就是所謂的認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)(CognitiveNetwork)。
二、感知無(wú)線(xiàn)電關(guān)鍵技術(shù)分析
作為一種新的智能無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),感知無(wú)線(xiàn)電可以感知到周?chē)沫h(huán)境特征,采用構(gòu)建方法進(jìn)行學(xué)習(xí),通過(guò)相關(guān)描述語(yǔ)言與通信網(wǎng)絡(luò)智能交流,實(shí)時(shí)調(diào)整傳輸參數(shù),使系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)規(guī)則與輸入的無(wú)線(xiàn)電激勵(lì)的變化相適應(yīng),以達(dá)到隨時(shí)隨地通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。無(wú)線(xiàn)規(guī)則指一系列適合無(wú)線(xiàn)頻譜合理使用的射頻帶寬、空中接口、相關(guān)協(xié)議和空間時(shí)間模式的設(shè)置。感知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的重構(gòu)能力很重要,該功能就是以軟件無(wú)線(xiàn)電作為平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。重構(gòu)功能是由軟件無(wú)線(xiàn)電實(shí)現(xiàn),而感知無(wú)線(xiàn)電的其他任務(wù)是通過(guò)信號(hào)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)的過(guò)程實(shí)現(xiàn),其感知過(guò)程開(kāi)始于無(wú)線(xiàn)電激勵(lì)的被動(dòng)感應(yīng),以做出反應(yīng)行為而終止,一個(gè)基本的感知周期要大致分為3個(gè)基本過(guò)程,分別是無(wú)線(xiàn)傳輸場(chǎng)景分析、信道狀態(tài)估計(jì)及其容量預(yù)測(cè)、功率控制和頻譜管理,它們的順序執(zhí)行使感知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的感知功能得以實(shí)現(xiàn)。
2.1感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)與動(dòng)態(tài)頻譜分配
未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)滿(mǎn)足用戶(hù)需求的關(guān)鍵點(diǎn)是提高頻譜利用率。移動(dòng)通信的發(fā)展使帶來(lái)了越來(lái)越嚴(yán)重的頻率短缺問(wèn)題。解決頻率短缺大致有兩類(lèi)方法,一是擴(kuò)大可利用的頻率范圍,二是提高頻譜利用率。為增加可用頻率,移動(dòng)通信系統(tǒng)的頻率已擴(kuò)展至300GHZ。無(wú)線(xiàn)信道的路徑損耗是隨頻率升高而迅速增加的,所以頻率過(guò)高并不利于移動(dòng)通信。因而,更加有效的方法是提高頻譜利用率。
提高頻譜利用率有三類(lèi)途徑,改進(jìn)通信設(shè)備的傳輸技術(shù),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)、提高組網(wǎng)能力。目前廣泛采用這兩種途徑,但是這兩種方法能夠獲得的頻潛利用率增益將越來(lái)越少。第三種提高頻譜利用率的途徑是改進(jìn)頻譜分配方式。
目前國(guó)際上主要采用固定頻譜分配方式,一個(gè)頻段只分配給一個(gè)無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng),不管分配的頻段是否被頻率牌照的所有者實(shí)際使用,其它無(wú)線(xiàn)接入系統(tǒng)不能占用該頻段。為提高頻譜利用率,可以將一些頻段分配給了多個(gè)系統(tǒng),允許它們同時(shí)占有同一個(gè)頻段,甚至一些頻段可以開(kāi)放為不需牌照的頻段,允許任意系統(tǒng)占用。盡管固定頻譜分配方式能夠改善系統(tǒng)干擾問(wèn)題,但由于頻譜的授權(quán)系統(tǒng)并不是在任何地區(qū)的任何時(shí)刻都使用頻率,其頻譜利用率很低。而簡(jiǎn)單地允許多個(gè)系統(tǒng)共享一個(gè)頻段,雖然優(yōu)于獨(dú)占性的固定頻譜分配方式,但由于它對(duì)頻譜共享沒(méi)有加以必要的控制,一個(gè)系統(tǒng)占用頻率前并不知道該頻率是否正在被其它系統(tǒng)使用,從而導(dǎo)致了兩方面的問(wèn)題。可見(jiàn),如果僅僅是簡(jiǎn)單地允許多個(gè)系統(tǒng)共享頻譜,而不避免系統(tǒng)間干擾,會(huì)制約頻譜利用率的提高,并且不能保證通信質(zhì)量。
為解決頻譜短缺與頻譜利用率低下的矛盾,可以考慮采用動(dòng)態(tài)頻譜分配方式。允許多個(gè)系統(tǒng)共享同一頻段,各系統(tǒng)只在需要通信時(shí)才能占有頻段,通信結(jié)束就釋放頻段,而且必須控制系統(tǒng)間干擾,后接入的系統(tǒng)不能影響其它已有系統(tǒng)的通信。為與現(xiàn)有通信系統(tǒng)兼容,分配頻段上授權(quán)系統(tǒng)有使用頻譜的最高優(yōu)先級(jí),只要不影響授權(quán)系統(tǒng)通信,租借系統(tǒng)與授權(quán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)共享頻譜。這種動(dòng)態(tài)的頻譜共享包含時(shí)間與空間兩方面。在時(shí)間上,當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)不使用所分配的頻率時(shí),租借系統(tǒng)可以占用頻率,但當(dāng)授權(quán)系統(tǒng)重新占用頻率時(shí),租借系統(tǒng)必須及時(shí)地歸還頻率。
2.2信道狀態(tài)估計(jì)及其容量預(yù)測(cè)
信道估計(jì)的結(jié)果可用來(lái)計(jì)算信道容量,用于控制發(fā)送端的信號(hào)能量,可使用香農(nóng)法則計(jì)算信道容量C,但在感知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中并不直接在發(fā)送端傳輸C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反饋發(fā)送端,量化比率是預(yù)先確定的,所以接收機(jī)接收的信息量要小于信道容量C。一般來(lái)說(shuō),無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的傳輸率是波動(dòng)的,當(dāng)其超出一定界限時(shí),就會(huì)引起系統(tǒng)的不正常工作,這個(gè)界限決定了最大的傳輸比特率。
2.3功率控制和頻譜管理
2.3.1功率控制
在感知無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)中功率控制的實(shí)現(xiàn)以分布方式進(jìn)行,以擴(kuò)大系統(tǒng)工作范圍,提高接收機(jī)性能。控制發(fā)送端功率是感知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在多址接入的感知無(wú)線(xiàn)電信道環(huán)境中,主要采用協(xié)作機(jī)制方法,包括規(guī)則及協(xié)議和協(xié)作的Adhoc網(wǎng)絡(luò)兩方面內(nèi)容。多用戶(hù)的感知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)彼此協(xié)作工作,基于先進(jìn)的頻譜管理功能,可以提高系統(tǒng)工作性能,支持更多用戶(hù)接入。
2.3.2動(dòng)態(tài)頻譜管理
動(dòng)態(tài)頻譜管理也稱(chēng)為動(dòng)態(tài)頻譜分配,具有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)頻譜高效利用的功能。在感知無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)中,頻譜管理的算法可這樣描述:基于頻譜空穴和功率控制器的輸出,選擇一種調(diào)制方式以適應(yīng)時(shí)變的無(wú)線(xiàn)傳輸環(huán)境,使系統(tǒng)工作在可靠傳輸?shù)臓顟B(tài)下。系統(tǒng)工作的可靠性可由信噪比差額(SNRgap)的大小確定。
2.4無(wú)線(xiàn)電知識(shí)描述語(yǔ)言
傳統(tǒng)的軟件無(wú)線(xiàn)電不能與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行智能交流,因?yàn)闆](méi)有基于模式推理計(jì)劃能力和沒(méi)有相關(guān)描述語(yǔ)言。在以軟件無(wú)線(xiàn)電為發(fā)展平臺(tái)的感知無(wú)線(xiàn)電研究中,研究表示無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)知識(shí)、計(jì)劃和所需語(yǔ)言是關(guān)鍵技術(shù),無(wú)線(xiàn)電知識(shí)描述語(yǔ)言(RKRL)應(yīng)運(yùn)而生,它表示了無(wú)線(xiàn)規(guī)則、系統(tǒng)配置、軟件模塊、網(wǎng)絡(luò)傳送、用戶(hù)需求、應(yīng)用環(huán)境等知識(shí)。
參考文獻(xiàn):
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二、認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電與寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的融合
認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電的關(guān)鍵技術(shù)有:頻譜監(jiān)測(cè)技術(shù),自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)、自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)技術(shù)等。寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)主要有正交頻分復(fù)用技術(shù)(OFDM)、多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)、HARQ技術(shù)和AMC技術(shù)等。認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電與寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的融合最主要的就是自適應(yīng)頻譜資源分配技術(shù)和正交頻分復(fù)用技術(shù)結(jié)合、并輔以其它相關(guān)技術(shù)。OFDM系統(tǒng)是目前公認(rèn)的比較容易實(shí)現(xiàn)頻譜資源控制的傳輸方式。該調(diào)制方式可以通過(guò)頻率的組合或裁剪實(shí)現(xiàn)頻譜資源的充分利用,其與自適應(yīng)技術(shù)相結(jié)合,除了在傳統(tǒng)的時(shí)間域上自適應(yīng)外,還更容易利用多載波的頻率域,可以靈活控制和分配頻譜、時(shí)間、功率等資源,在結(jié)合MIMO系統(tǒng)的空間資源,根據(jù)用戶(hù)在不同的位置的不同傳輸條件,感知環(huán)境并且適應(yīng)環(huán)境,并不斷地跟蹤環(huán)境的變化,以合理利用資源、提高系統(tǒng)容量。自適應(yīng)頻譜資源分配的關(guān)鍵技術(shù)主要有:載波分配技術(shù)、子載波功率控制技術(shù)、多天線(xiàn)層資源分配算法和復(fù)合自適應(yīng)傳輸技術(shù)。
(1)載波分配技術(shù)。CR具有感知無(wú)線(xiàn)環(huán)境的能力。子載波分配就是根據(jù)用戶(hù)的業(yè)務(wù)和服務(wù)質(zhì)量要求,分配一定數(shù)量的頻率資源。檢測(cè)到的寬帶資源是不確定的,隨時(shí)間、空間、移動(dòng)速度等變化。OFDM系統(tǒng)具有裁剪功能,通過(guò)子載波的分配,即在頻段內(nèi)對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō),信干噪比(SINR)較高的不規(guī)律和不連續(xù)子載波的頻譜資源進(jìn)行整合,按照一定的公平原則將頻譜資源分配給不同的用戶(hù),確定每個(gè)子載波傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)量,選取相應(yīng)的調(diào)制方式,實(shí)現(xiàn)資源的合理分配和利用。
(2)子載波功率控制技術(shù)。由于分配給用戶(hù)的功率和子載波數(shù)一般是成比例的,功率控制算法在經(jīng)典的“注水”算法的基礎(chǔ)上,有一系列的派生算法。這些算法追求的是功率控制的完備性和收斂性,既要不造成干擾又要使認(rèn)知無(wú)線(xiàn)電有較好的通過(guò)率,且達(dá)到實(shí)時(shí)性的要求。事實(shí)上功率控制算法和子載波分配算法是密不可分的。這是因?yàn)樵谂袛嗄匙虞d波是否可以使用時(shí),就要對(duì)現(xiàn)狀(空間距離、衰落)做出判斷,同時(shí)還需要計(jì)算出可分配的功率大小,對(duì)于一個(gè)用戶(hù)如果速率一定,如子載波數(shù)目增加所需的功率就會(huì)下降。
(2)強(qiáng)化無(wú)線(xiàn)電通信的監(jiān)察
加強(qiáng)無(wú)線(xiàn)電通信安全,離不開(kāi)對(duì)無(wú)線(xiàn)電通信的安全監(jiān)察。通過(guò)有效地監(jiān)察,可以確保無(wú)線(xiàn)電通信的安全隱患被控制在一個(gè)可以調(diào)控的范圍之內(nèi),如此對(duì)于降低甚至是消除無(wú)線(xiàn)電通信帶來(lái)的安全威脅是至關(guān)重要的。
(3)定期檢修設(shè)備
對(duì)設(shè)備做好定期檢修,這是無(wú)線(xiàn)電通信安全的保障措施之一。一旦設(shè)備出現(xiàn)通信方面的問(wèn)題,很容易影響無(wú)線(xiàn)電通信的安全性,所以,確保無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn),就需要檢修人員、管理人員在日常的檢修中,做好無(wú)線(xiàn)電有關(guān)設(shè)備的定期檢修,及時(shí)地排除安全隱患,為無(wú)線(xiàn)電通信安全創(chuàng)設(shè)條件[2]。
(4)掌握無(wú)線(xiàn)電電波的傳輸規(guī)律
加強(qiáng)無(wú)線(xiàn)電通信安全,也可以通過(guò)掌握無(wú)線(xiàn)電電波的傳輸規(guī)律來(lái)實(shí)現(xiàn)。如無(wú)線(xiàn)電電臺(tái),其GMDSS通信系統(tǒng)包含MF、HF、VHF三個(gè)主要的頻段。這三個(gè)頻段信號(hào)可傳輸?shù)木嚯x按照由高到低的順序,依次是HF、MF、VHF。所以,為了掌握無(wú)線(xiàn)電電波傳輸?shù)囊?guī)律,就要熟悉傳輸?shù)膶?shí)際距離,這樣在當(dāng)你需要呼叫接收電臺(tái)之時(shí),就可以選擇最合理的頻段用于無(wú)線(xiàn)電通信[3]。另外,在呼叫過(guò)程中,切忌使用大功率,一般可以先使用小功率進(jìn)行嘗試性呼叫,假如無(wú)法呼叫成功,或者是通信狀態(tài)不良,才使用大功率,這樣可以滿(mǎn)足合理使用資源的要求。所以,掌握無(wú)線(xiàn)電電波的傳輸規(guī)律,對(duì)于無(wú)線(xiàn)電通信安全也有一定影響。
(5)采用屏蔽措施,滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)電通信安全
提升無(wú)線(xiàn)電通信質(zhì)量,才能滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)電通信對(duì)安全提出的要求,針對(duì)無(wú)線(xiàn)電通信設(shè)備而言,可以結(jié)合設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作條件以及工作頻率等因素,制定合理地屏蔽措施來(lái)滿(mǎn)足無(wú)線(xiàn)電通信要求。①屏蔽體使用的材料:屏蔽措施是否能取得效果,屏蔽體材料的選擇是主要因素。如果是高頻電子設(shè)備,可以選擇鋁、銅等良導(dǎo)體材料。如果是低頻電子設(shè)備,可以選擇硅鋼片、鋼、電工軟鐵等磁鐵性材料;②對(duì)縫隙的屏蔽:如果機(jī)箱對(duì)密封性有要求,可以嘗試先用導(dǎo)電密封襯墊進(jìn)行縫隙密封處理。如果機(jī)箱沒(méi)有密封性要求,需將鍍銅簧片安裝在側(cè)板、機(jī)箱蓋板等于箱體搭接縫隙處。如果縫隙之處無(wú)法使用密封襯墊與無(wú)法安裝鍍銅簧片,可以考慮使用銅屏蔽膠帶進(jìn)行密封處理;③對(duì)連接線(xiàn)的屏蔽:連接線(xiàn)的設(shè)置應(yīng)遠(yuǎn)離空洞和縫隙,信號(hào)線(xiàn)和地線(xiàn)必須分開(kāi)布設(shè),如無(wú)必要,導(dǎo)線(xiàn)盡量避免從屏蔽機(jī)箱穿過(guò),如果必須穿過(guò)機(jī)箱,則需在導(dǎo)線(xiàn)上增設(shè)磁環(huán),以此來(lái)降低電磁輻射量,確保整體的安全性。
由于無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域占有重要地位,它也越來(lái)越受到各國(guó)的重視,都投入了很多的技術(shù)力量和資金進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。雖然紅外遙控也可以實(shí)現(xiàn)電液控制技術(shù)的遠(yuǎn)程遙控,但是由于紅外遙控存在對(duì)工作背景要求高、能耗高、傳輸距離短(一般不會(huì)超過(guò)10米),且必需在同一直線(xiàn)上,中間不能有任何障礙物以及易受工業(yè)熱輻射影響等缺點(diǎn),使得無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)成為當(dāng)前研究的主要方向。
二、無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)
(一)無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)的研究現(xiàn)狀
最初,遙控電液控制系統(tǒng)都是采用有線(xiàn)遙控方式進(jìn)行的。早在60年代初期,人們就能利用拖纜遙控裝置來(lái)控制液壓機(jī)械上的手動(dòng)、電液多路閥,操作時(shí)通過(guò)拖纜遙控裝置上的雙向單軸搖桿輸出線(xiàn)性比例信號(hào)來(lái)控制電液比例多路閥,線(xiàn)控盒搖桿的信號(hào)完全能模擬液壓多路閥上手動(dòng)拉桿的動(dòng)作。雖然這種方式也可以使操作人員在作業(yè)區(qū)外對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行操作控制,但是由于控制信號(hào)在電纜線(xiàn)中的衰減,使得遙控的距離有限,同時(shí)由于電纜線(xiàn)的存在,影響了操作的靈活性,而且數(shù)米長(zhǎng)的電纜經(jīng)常是生產(chǎn)事故中的主要根源。[2]
隨著無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的成熟,把無(wú)線(xiàn)電技術(shù)引入電液控制系統(tǒng)成為了可能。由于無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)是通過(guò)無(wú)線(xiàn)電波來(lái)傳遞控制指令,完全消除了拖纜式遙控裝置所帶來(lái)的故障隱患。但是一開(kāi)始的無(wú)線(xiàn)電液控制系統(tǒng)都只能發(fā)射簡(jiǎn)單的指令,如:打開(kāi)/關(guān)閉等指令。進(jìn)入70年代后,隨著大規(guī)模集成電路及專(zhuān)用微處理器的出現(xiàn),開(kāi)發(fā)出了可靠性更高的手持式無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)。后來(lái),隨著數(shù)字處理技術(shù)的快速發(fā)展,無(wú)線(xiàn)數(shù)字通信技術(shù)的日趨成熟,利用數(shù)字通信技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)、易于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行各種處理等等的優(yōu)點(diǎn),使得遙控系統(tǒng)的抗干擾性能逐步提高,安全性能大大改善;與此同時(shí),模擬集成電路設(shè)計(jì)的迅速發(fā)展,各種高精度的模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)和數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(D/A)的研制成功,并把他們應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)電液控制系統(tǒng)中,使得無(wú)線(xiàn)電液控制系統(tǒng)不但能夠傳輸開(kāi)關(guān)信號(hào),也能夠傳輸模擬控制量并且對(duì)控制指令有較高分辨能力,也就是說(shuō),無(wú)線(xiàn)電液控制系統(tǒng)不但能夠控制普通的電磁開(kāi)關(guān)閥,而且能夠控制比例閥。
由于無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)既有電液控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),又有無(wú)線(xiàn)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),因此它有著很廣泛的應(yīng)用,特別是在工程機(jī)械領(lǐng)域中。無(wú)線(xiàn)電液控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用場(chǎng)合如工業(yè)行車(chē)、汽車(chē)吊、隨車(chē)吊、混凝土泵(臂架)車(chē)、盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的管片拼裝機(jī)等。
80年代初,美國(guó)KraftTeleRobtics和約翰·迪爾等公司,相繼開(kāi)發(fā)出無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng),并應(yīng)用于挖掘機(jī)中,成功推出遙控挖掘機(jī)。其中,比較典型的是約翰·迪爾公司的690CR型遙控挖掘機(jī)。
1983年,日本小松制作所研究開(kāi)發(fā)了各種工作裝置的微動(dòng)控制和復(fù)合動(dòng)作的無(wú)線(xiàn)電操縱,并成功改裝PC200-2型液壓挖掘機(jī)。
1987年,德國(guó)HBC公司研制成功應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域的工業(yè)無(wú)線(xiàn)電遙控裝置。這種遙控裝置采用了先進(jìn)的數(shù)字化通信技術(shù),傳輸?shù)谋壤刂菩盘?hào)安全、可靠和實(shí)用,并對(duì)發(fā)射的指令有很高的分辨率;在接收端使用模擬技術(shù)可以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的加速、減速動(dòng)作與無(wú)線(xiàn)電遙控裝置發(fā)射器上的動(dòng)作完全成比例,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無(wú)級(jí)控制。利用它,結(jié)合電液比例伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓比例多路閥和電液比例減壓閥及普通電磁控制開(kāi)關(guān)閥,就可以實(shí)現(xiàn)工程機(jī)械的無(wú)線(xiàn)遙控。德國(guó)HBC無(wú)線(xiàn)電遙控系統(tǒng)采用的比例輸出信號(hào)(0-5V/10V、4-20mA、PWM0-2A)可與多個(gè)廠(chǎng)家電液多路閥信號(hào)匹配,可模擬手動(dòng)操作方式達(dá)到與液壓控制系統(tǒng)互相間的協(xié)調(diào)。
與國(guó)外對(duì)無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)的研究應(yīng)用相比較,國(guó)內(nèi)則相對(duì)比較晚,技術(shù)相對(duì)也落后一些。上海寶山鋼鐵公司于1997年引入HBC無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)、意大利FABERCOM的比例液壓伺服模塊,對(duì)黃河工程機(jī)械廠(chǎng)生產(chǎn)的ZY65型履帶式裝載機(jī)進(jìn)行了遙控改造,使其成為一臺(tái)遙控裝載機(jī)。
(二)無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)研究趨勢(shì)
隨著數(shù)字通信技術(shù)和超大規(guī)模集成電路的高速發(fā)展,把數(shù)字通信技術(shù)和高性能、高集成度的集成電路應(yīng)用到無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)中,使得無(wú)線(xiàn)電液控制器的性能更加完善,可靠性更加高。它們都推動(dòng)著無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)的發(fā)展,具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展使無(wú)線(xiàn)電液控制器硬件電路的可靠性提高,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)大的(下轉(zhuǎn)第152頁(yè))(上接第193頁(yè))功能提供了可能性;(2)數(shù)字通信技術(shù)提高了無(wú)線(xiàn)電液控制器的性能;(3)糾錯(cuò)編碼技術(shù)提高了無(wú)線(xiàn)電液控制器的抗干擾能力。
三、無(wú)線(xiàn)電液控制技術(shù)在盾構(gòu)管片拼裝機(jī)中的應(yīng)用
盾構(gòu)管片拼裝機(jī)是一六自由度機(jī)械手,由電液比例多路閥控制各個(gè)方向執(zhí)行器動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)管片的拼裝。利用無(wú)線(xiàn)遙控系統(tǒng)控制電液比例多路閥的先導(dǎo)級(jí)就可以控制進(jìn)入多路閥的流量。采用電液比例技術(shù)能提高管片機(jī)的拼裝速度,有效地降低工程造價(jià)。
四、結(jié)語(yǔ)
由于無(wú)線(xiàn)電液比例技術(shù)具有多方面的優(yōu)點(diǎn),在工程機(jī)械領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。將無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)應(yīng)用于盾構(gòu)管片拼裝機(jī)系統(tǒng),將具有重要的工程應(yīng)用意義。
【參考文獻(xiàn)】
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國(guó)際海上組織IOM規(guī)定,對(duì)于超過(guò)一定重量的貨物需要安裝AIS設(shè)備,這種設(shè)備可以對(duì)船舶進(jìn)行全程監(jiān)督以及可以監(jiān)控船舶對(duì)海洋的污染。AIS是船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),它是在海上移動(dòng)通信頻帶上工作的系統(tǒng)。岸基系統(tǒng)和船臺(tái)系統(tǒng)構(gòu)成了AIS系統(tǒng),另外AIS系統(tǒng)還包括使用AIS信息的各種其他的系統(tǒng),通過(guò)AIS系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)船和海岸的信息交流,因?yàn)樗軌虬汛暗淖R(shí)別碼、位置以及速度等情況傳遞到其他的船舶上或者海岸上,還可以處理多路通信。國(guó)際電信聯(lián)盟為了支持AIS系統(tǒng)的發(fā)展,修改了《無(wú)線(xiàn)電規(guī)則》,設(shè)定了AIS系統(tǒng)的專(zhuān)用頻率。另外國(guó)際海事組織、國(guó)際航標(biāo)協(xié)會(huì)以及國(guó)際電工委員會(huì)等都對(duì)AIS系統(tǒng)進(jìn)行支持,促使AIS系統(tǒng)不斷成熟。我國(guó)目前建立了許多AIS系統(tǒng)的岸站,通過(guò)運(yùn)用AIS系統(tǒng),減少航運(yùn)事故的發(fā)生,增加了船舶的避險(xiǎn)能力以及信息采集能力,通過(guò)AIS系統(tǒng)可以對(duì)海上行駛的船舶進(jìn)行全程監(jiān)控,提高港口管理的綜合能力。
1.2船舶遠(yuǎn)航識(shí)別和跟蹤系統(tǒng)
國(guó)際海上組織通過(guò)了《國(guó)際船舶和港口保安規(guī)則》,并且規(guī)定一些船舶需要安裝AIS系統(tǒng),AIS系統(tǒng)并不是全能的,在使用中它存在著缺陷,例如,船舶報(bào)告系統(tǒng)能夠覆蓋全球,但是由于是人工編制的報(bào)文,影響到報(bào)告的精度。由于受到通信距離的限制,AIS系統(tǒng)只能夠?qū)兜拇皩?shí)施監(jiān)控。國(guó)際上一般采用LRIT來(lái)解決遠(yuǎn)距離船舶的跟蹤問(wèn)題。LRIT信息主要包括:船舶身份、位置等,LRIT系統(tǒng)中國(guó)家對(duì)于船舶有三種身份,通常是指船旗國(guó)、港口國(guó)以及沿岸國(guó)。對(duì)于船旗國(guó)是指當(dāng)局政府有權(quán)接收懸掛其國(guó)旗的船舶位置的信息,港口國(guó)是指政府有權(quán)利接受進(jìn)入締約國(guó)港口的船舶信息,而沿岸國(guó)是指政府有權(quán)利接收距離其沿岸1000海里以?xún)?nèi)的船舶的信息。LRIT的用途如下所示:海上安全工作,LRIT可以為海上搜救提供全面的信息支持;環(huán)境保護(hù),LRIT可以為海上的調(diào)查溢油事故等提供信息支持;海上保安工作,LRIT可以加強(qiáng)對(duì)船舶以及沿岸國(guó)的保安;LRIT還可以和AIS系統(tǒng)相結(jié)合,進(jìn)而建立船舶監(jiān)控系統(tǒng),應(yīng)用于全球航運(yùn)生產(chǎn)以及管理。
1.3海事衛(wèi)星
海事衛(wèi)星是提供電話(huà)、傳真、遇險(xiǎn)安全通信、數(shù)據(jù)、圖像以及圖片等服務(wù)的綜合系統(tǒng),海事衛(wèi)星自從投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái),它發(fā)揮了卓越的性能。海事衛(wèi)星經(jīng)歷了四展,第一代海事衛(wèi)星可以航運(yùn)提供模擬話(huà)音、傳真以及數(shù)據(jù)等服務(wù),第二代海事衛(wèi)星可以為航運(yùn)提供數(shù)字話(huà)音以及低速數(shù)據(jù)服務(wù),第三代海事衛(wèi)星可以為水上交通提供傳真、ISDN以及MPDS等服務(wù),第四代海事衛(wèi)星可以為海運(yùn)提供衛(wèi)星手機(jī)、高速數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)和BGAN等服務(wù)。海事衛(wèi)星在其他領(lǐng)域也得到大力的發(fā)展,例如出現(xiàn)電力中斷、通訊網(wǎng)絡(luò)失效的情況時(shí),海事衛(wèi)星可以發(fā)揮應(yīng)急通信的特長(zhǎng)。
2加強(qiáng)水上無(wú)線(xiàn)電管理工作
加強(qiáng)無(wú)線(xiàn)電管理工作需要從下列方面入手:一是對(duì)無(wú)線(xiàn)電通訊導(dǎo)航設(shè)備規(guī)范應(yīng)用加強(qiáng)管理。隨著交通部門(mén)的支持,海上航運(yùn)部門(mén)對(duì)船舶使用海上移動(dòng)通信標(biāo)識(shí)的情況進(jìn)行了徹底的清理,從而能夠規(guī)范管理的程序,可以很好地推廣信息化管理技術(shù),對(duì)一些不符合規(guī)定的船舶船碼,給海上搜尋工作提供良好的保障。二是加強(qiáng)跟蹤研究。國(guó)家無(wú)線(xiàn)電管理局應(yīng)該基于我國(guó)航運(yùn)事業(yè)發(fā)展的具體情況,對(duì)航運(yùn)通訊方面的政策和技術(shù)進(jìn)行深入的研究。要設(shè)置相關(guān)工作小組,對(duì)水一些數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的研究,力圖解決數(shù)據(jù)的通訊問(wèn)題。另外還要依據(jù)《無(wú)線(xiàn)電規(guī)則》對(duì)我國(guó)水上無(wú)線(xiàn)電通訊原則進(jìn)行修改。最后對(duì)于我國(guó)的一些不符合國(guó)際公約要求而配備的通信設(shè)施的船舶,應(yīng)該依據(jù)我國(guó)航運(yùn)事業(yè)發(fā)展的具體情況作出過(guò)渡方案,這樣才能夠確保我國(guó)海上運(yùn)輸?shù)亩黝?lèi)船舶的航運(yùn)安全。三是做好規(guī)劃工作。交通運(yùn)輸部門(mén)加強(qiáng)對(duì)海上通訊工作的監(jiān)管,提出新的要求。我國(guó)海上無(wú)線(xiàn)電通訊導(dǎo)航業(yè)務(wù)的目的在于確保海上船舶航行以及運(yùn)輸生產(chǎn)的安全,不斷滿(mǎn)足海上交通安全監(jiān)管和搜救工作的要求,依據(jù)相關(guān)國(guó)際公約和國(guó)內(nèi)法以及我國(guó)航運(yùn)事業(yè)發(fā)展的具體情況,要建立功能齊全、設(shè)備完善、覆蓋面廣、實(shí)時(shí)監(jiān)控以及可靠和暢通的海上同通信系統(tǒng)。要不斷完善我國(guó)海上通信系統(tǒng),對(duì)海上通信設(shè)施以及系統(tǒng)進(jìn)行合理的布局,發(fā)展適應(yīng)適應(yīng)海上通信的技術(shù),做到合理利用資源,通訊系統(tǒng)要和海上監(jiān)管和搜救業(yè)務(wù)相結(jié)合以及要和安全保障系統(tǒng)融合發(fā)展,形成服務(wù)和設(shè)備和國(guó)際接軌的現(xiàn)代化的海上通信網(wǎng)絡(luò),不斷促進(jìn)我國(guó)無(wú)線(xiàn)電通信導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展。
隨著A/D/A器件與DSP處理器的迅速發(fā)展,使得軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)廣泛地應(yīng)用于陸上移動(dòng)通信、衛(wèi)星移動(dòng)通信與全球定位系統(tǒng)等。本文利用軟件無(wú)線(xiàn)電的思路,針對(duì)中科院創(chuàng)新一號(hào)低軌移動(dòng)小衛(wèi)星多功能地面站設(shè)計(jì)的具體要求,研制了一套基于軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的多信道發(fā)射機(jī)設(shè)備。該地面站發(fā)射系統(tǒng)數(shù)字基帶部分采用全軟件化設(shè)計(jì),核心部件是可編程的DSP及FPGA,可同時(shí)處理三路信號(hào)。該設(shè)備具有以下三個(gè)優(yōu)點(diǎn):多模工作;無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)可升級(jí);發(fā)射配置動(dòng)態(tài)更改。該設(shè)備可根據(jù)實(shí)際需要靈活配置系統(tǒng),適用范圍大大擴(kuò)展。
1系統(tǒng)構(gòu)成
SDR地面站發(fā)射系統(tǒng)如圖1所示。該系統(tǒng)的發(fā)射速率為2.4kbps窄帶、2.4kbps擴(kuò)頻、19.2kbps窄帶或它們混合的速率。中頻分別為18.45MHz、20MHz、21.85MHz。DAC的采樣頻率為78.336MHz。發(fā)射系統(tǒng)中FPGA實(shí)現(xiàn)FIFO、信道編碼、擴(kuò)頻、內(nèi)插濾波、數(shù)字上變頻、信道合成、DAC預(yù)補(bǔ)償濾波器等功能。這些功能都集成在一片XilinxVirtexII芯片中。
2FPGA部分功能模塊
2.1FIFO模塊
FIFO完成數(shù)據(jù)緩存功能。為了節(jié)省不必要的資源,設(shè)計(jì)了一個(gè)長(zhǎng)度為32、深度為2的FIFO。即當(dāng)一個(gè)寄存器32位取完時(shí)發(fā)出中斷給DSP,同時(shí)讀、寫(xiě)寄存器指針變換,DSP響應(yīng)中斷向FIFO寫(xiě)數(shù),此時(shí)數(shù)據(jù)還在不斷地讀出。這樣就實(shí)現(xiàn)了用最少的資源實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存。
2.2信道編碼
在實(shí)際信道上傳輸數(shù)字信號(hào)時(shí),由于信道傳輸特性不理想及加性噪聲的影響,所收到的數(shù)字信號(hào)不可避免地會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。采用信道編碼可以將誤碼率降低。本系統(tǒng)主要采用性能較優(yōu)的卷積編碼和差分編碼等。
對(duì)于窄帶信號(hào)還有擾碼(CCITTV.35)。擾碼能改善位定時(shí)恢復(fù)的質(zhì)量,還能使信號(hào)頻譜彌散而保持穩(wěn)恒,能改善幀同步和自適應(yīng)時(shí)域均衡等子系統(tǒng)的性能。
對(duì)于擴(kuò)頻信號(hào)還有擴(kuò)頻編碼。在直擴(kuò)系統(tǒng)中,用偽隨機(jī)序列將傳輸信息擴(kuò)展,在接收時(shí)又用它將信號(hào)壓縮,并使干擾信號(hào)功率擴(kuò)散,提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
編碼過(guò)程在DSP的控制下進(jìn)行,數(shù)據(jù)從DSP送出,并標(biāo)識(shí)信道特征,F(xiàn)PGA識(shí)別后進(jìn)入相應(yīng)的編碼通道,這樣三路信道可以分時(shí)進(jìn)行編碼處理。由于硬件速度快的特點(diǎn),可視為同時(shí)處理。
2.3信道合成
信道合成模塊由內(nèi)插濾波器、數(shù)字上變頻、信道復(fù)接三部分組成。
2.3.1內(nèi)插濾波器
各信道濾波器性能指標(biāo)如表1所示。
表1各信道濾波器指標(biāo)
濾波器性能要求
19.2kbps窄帶收信機(jī)在f0±80kHz外,雜散小于50dBc;諧波(二、三次)小于40dBc
2.4kbps窄帶發(fā)信機(jī)在f0±10kHz外,雜散小于50dBc;諧波(二、三次)小于40dBc
2.4kbps擴(kuò)展發(fā)信機(jī)在f0±1.25MHz外,雜散小于50dBc;諧波(二、三次)小于40dBc
為了以最少的濾波器階數(shù)得到較低的符號(hào)間干擾和高阻帶衰減,成形濾波器采用一個(gè)根升余弦濾波器,滾降系數(shù)0.4。其頻域表達(dá)式為:
式中α為滾降因子,取0.4。
成形濾波器設(shè)計(jì)采用頻率采樣技術(shù),這樣可以得到階數(shù)較低、性能較好的濾波器。成形濾波器一般采用4倍或8倍的內(nèi)插系數(shù)。先用MATLAB把濾波器階數(shù)和系數(shù)確定下來(lái),這樣可以用移位加運(yùn)算代替乘法以節(jié)省大量硬件資源。在FPGA實(shí)現(xiàn)時(shí),采用DA(DistributeAlgorithm)技術(shù)。DA技術(shù)提出了二十多年,廣泛應(yīng)用于線(xiàn)性時(shí)不變信號(hào)處理,已被證明不適用于可編程DSP的固定指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu),但是用FPGA實(shí)現(xiàn)卻是個(gè)好的選擇——DA電路中沒(méi)有直接的乘法器,乘法可由查找表得到。
CIC濾波器是一種靈活的無(wú)乘法濾波器,適合于硬件實(shí)現(xiàn),并可處理任意大的數(shù)據(jù)率變換。由此,第二級(jí)內(nèi)插濾波采用CIC濾波器是最佳選擇。
在不降低性能的前提下,從節(jié)省資源的角度考慮,各信道內(nèi)插濾波器分為兩步實(shí)現(xiàn):第一級(jí)FIR成形濾波器,第二級(jí)內(nèi)插濾波器采用五級(jí)CIC濾波器。各信道濾波器內(nèi)插分解為兩級(jí),大內(nèi)插系數(shù)濾波器由CIC完成,其結(jié)構(gòu)如圖2所示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明這樣做并不影響性能。
三路信道內(nèi)插濾波器分別描述如下:
(1)2.4kbps窄帶信號(hào):編碼后信號(hào)采樣率為4.8kHz,要用78.336MHz進(jìn)行采樣,必須經(jīng)過(guò)78336/4.8=16320倍內(nèi)插。第一級(jí)采用75階8倍內(nèi)插成形FIR濾波器,第二級(jí)采用2040倍五級(jí)CIC內(nèi)插濾波器。
(2)19.2kbps窄帶信號(hào):編碼后信號(hào)采樣率為38.4kHz,要用78.336MHz進(jìn)行采樣,必須經(jīng)過(guò)2040倍內(nèi)插。第一級(jí)采用75階8倍內(nèi)插成形FIR濾波器,第二級(jí)采用255倍五級(jí)CIC內(nèi)插濾波器。該路信道所有內(nèi)插濾波器頻率響應(yīng)如圖3所示。
(3)2.4kbps擴(kuò)頻信號(hào):編碼后信號(hào)采樣率為1.224MHz,要用78.336MHz進(jìn)行采樣,必須經(jīng)過(guò)64倍內(nèi)插。第一級(jí)采用25階4倍內(nèi)插成形FIR濾波器,第二級(jí)采用16倍五級(jí)CIC內(nèi)插濾波器。
2.3.2數(shù)字上變頻
數(shù)字上變頻器的主要功能是對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行各種調(diào)制和頻率變換,即在數(shù)字域內(nèi)實(shí)現(xiàn)調(diào)制和混頻。筆者設(shè)計(jì)了三個(gè)單路數(shù)據(jù)DUC。
在BPSK調(diào)制模式中,內(nèi)插濾波器把數(shù)據(jù)流采樣頻率升至?xí)r鐘頻率后,通過(guò)載波NCO進(jìn)行混頻。DUC設(shè)計(jì)取22位累加器,SIN/COS的分辨率為12位。其頻率輸出調(diào)諧精度為18.68Hz。NCO簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)如圖4所示。
2.3.3信道復(fù)接
三路信道分別完成數(shù)字上變頻后經(jīng)過(guò)一個(gè)加法器變?yōu)橐宦沸盘?hào)送至DAC,這樣只需要一個(gè)RF模塊就可完成發(fā)射功能。如圖5給出了發(fā)射機(jī)信道復(fù)接后的頻譜。
2.4Inverse-SINC預(yù)補(bǔ)償濾波器
1無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的發(fā)展歷程
1895年5月7日俄國(guó)物理學(xué)家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關(guān)系”的論文向全世界宣布無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的誕生,并當(dāng)眾展示了他發(fā)明的無(wú)線(xiàn)電接收機(jī),那天俄國(guó)當(dāng)局定為“無(wú)線(xiàn)電發(fā)明日”。
1896年3月24日,波波夫?qū)o(wú)線(xiàn)電通信的通信距離延長(zhǎng)到250米,做了用無(wú)線(xiàn)電傳送莫爾斯電碼的表演為無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)拉開(kāi)新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無(wú)線(xiàn)電電報(bào)能夠在20英里的海面暢通無(wú)阻地通信,第一次實(shí)際性地使用無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)。
1901年,他在相隔2700公里英國(guó)和紐芬蘭島之間成功地進(jìn)行了跨越大西洋的遠(yuǎn)距離無(wú)線(xiàn)電通信,從此人類(lèi)進(jìn)入無(wú)線(xiàn)電波進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信的新時(shí)代。
隨后,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)如雨后春筍其涌現(xiàn)出來(lái)。直到1946年,美國(guó)人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機(jī)接收天線(xiàn)問(wèn)題,從此超短波轉(zhuǎn)播站一些國(guó)家相繼建立了,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)迅速普及開(kāi)來(lái)[2]。
隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展,信息超遠(yuǎn)控制技術(shù)為滿(mǎn)足遙控、遙測(cè)和遙感技術(shù)的需要,于人們生產(chǎn)與生活中被廣泛使用;后來(lái)微電子技術(shù)也推動(dòng)了電子計(jì)算機(jī)的更新?lián)Q代,使電子計(jì)算機(jī)信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術(shù)是以微電子和光電技術(shù)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為支撐,以信息處理技術(shù)為主題的技術(shù)系統(tǒng)的總稱(chēng),是一門(mén)綜合性的技術(shù)。今天的信息化時(shí)代,就是電子計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)緊密結(jié)合的標(biāo)志。
無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)發(fā)展到今日,擁有無(wú)限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)其都有空前的需求。雖然無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)優(yōu)點(diǎn)雖然卓越,但其缺點(diǎn)至今給技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的特點(diǎn)
近些年無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)領(lǐng)域引入無(wú)線(xiàn)接入技術(shù),是迅速發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)領(lǐng)域,不需要傳輸媒質(zhì),部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)的全部皆可直接采用無(wú)線(xiàn)傳播手段代替,無(wú)論是概念上還是技術(shù)含量上都產(chǎn)生了一個(gè)重大的飛躍,實(shí)現(xiàn)了降低成本、提高靈活性和擴(kuò)展傳輸距離的目的。其特點(diǎn)喜憂(yōu)參半,優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在傳輸線(xiàn)路線(xiàn)、通信方式等方面,我們可以總結(jié)如下:
不受時(shí)空限制。大多數(shù)情況下,人們對(duì)通信運(yùn)用的時(shí)間、地點(diǎn)、容量需求無(wú)法預(yù)知,而無(wú)線(xiàn)電通信不受時(shí)空限制的優(yōu)點(diǎn)能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯(lián)絡(luò)綜合高效,語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無(wú)阻,隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)各個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的來(lái)往,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)不受時(shí)空限制方法為其打開(kāi)方便之門(mén),尤其通信與網(wǎng)絡(luò)的連接,通信技術(shù)踏上新的臺(tái)階。
具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設(shè)備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機(jī)動(dòng)性和可用性,尤其在軍事構(gòu)建地域通信網(wǎng)方面起到很大的作用。
可靠性高。無(wú)線(xiàn)電通信比起有線(xiàn)通信的一個(gè)卓越優(yōu)點(diǎn)在抵抗水淹、臺(tái)風(fēng)、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號(hào)干擾都能保持通信的暢通,這也是無(wú)線(xiàn)架輸?shù)淖畲筇攸c(diǎn)。
無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)雖然解決了架設(shè)傳輸線(xiàn)路線(xiàn)、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠(yuǎn)、通信靈活等的難題,但其信號(hào)容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項(xiàng)技術(shù)的保密性極差。無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的缺點(diǎn)幾百年來(lái)都是讓人頭疼的問(wèn)題,目前全球化經(jīng)濟(jì)愈演愈熱,其信號(hào)的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域里關(guān)注的焦點(diǎn),因此,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話(huà)題。
3無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)之通信方法的拓新
21世紀(jì)無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)正處在關(guān)鍵的轉(zhuǎn)折時(shí)期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發(fā)展和IP技術(shù)的興起,欲求無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)適應(yīng)未來(lái)社會(huì)生產(chǎn)和生活的需求。務(wù)必在通信方法上進(jìn)行一系列的拓新。針對(duì)以上無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的缺陷,筆者認(rèn)為,我們可以從通信技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、軟件技術(shù)等方面進(jìn)行嘗試,主要可總結(jié)一下八點(diǎn):
3.1采用了數(shù)字通信技術(shù)
提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率,維持信號(hào)上的穩(wěn)定,避免通信信號(hào)收到干擾,增大了系統(tǒng)通信容量,提供話(huà)音、圖像和數(shù)據(jù)等多種通信服務(wù),確保用戶(hù)信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術(shù)寬帶化的發(fā)展
信息的寬帶化對(duì)于光纖傳輸技術(shù)和高通透量網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到關(guān)鍵的推進(jìn)作用[3],尤其近年來(lái)世界范圍內(nèi)全面展開(kāi),無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)正朝著無(wú)線(xiàn)接入寬帶化的方向演進(jìn),這個(gè)方向?qū)o(wú)線(xiàn)電通信信號(hào)源穩(wěn)定來(lái)說(shuō)的確非常之重要。
3.3推廣個(gè)人信息化技術(shù)
個(gè)人信息化在全球個(gè)人通信已經(jīng)有著不爭(zhēng)的發(fā)展趨勢(shì)。個(gè)人信息話(huà),能夠有效地減低傳輸路線(xiàn)的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網(wǎng)絡(luò)的樣式
技術(shù)上融合實(shí)現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務(wù),在無(wú)線(xiàn)應(yīng)用協(xié)議(WAP)的出現(xiàn)以后,無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開(kāi)展得到大幅度的推動(dòng),促進(jìn)了信息網(wǎng)絡(luò)傳送多種業(yè)務(wù)信息的發(fā)展。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要,傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)與新興的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)融合,尤其具備開(kāi)發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過(guò)固定接入、移動(dòng)蜂窩接入、無(wú)線(xiàn)本地環(huán)路入等不同的接入設(shè)備,滿(mǎn)足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。
.5過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò)
關(guān)于過(guò)渡電路交換網(wǎng)絡(luò),IP網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑是核心關(guān)鍵技術(shù),是最合適的選擇對(duì)象,處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)絡(luò)大大提升,這一點(diǎn)對(duì)保持通信暢通方面解決了信號(hào)容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術(shù)作為信號(hào)傳感器
Bluetooth技術(shù)具有更高的安全性和適用性,利用藍(lán)牙做出來(lái)的傳感器隨時(shí)反映出用戶(hù)所需要的信號(hào)方向,一旦連接到Internet上的話(huà),即可以實(shí)現(xiàn)更具備高度的機(jī)動(dòng)性及可用性。
3.7推廣軟件無(wú)線(xiàn)電
軟件無(wú)線(xiàn)電通信偵察與對(duì)抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領(lǐng)域,如果能夠推廣到市場(chǎng),對(duì)于無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的通信內(nèi)容保密性來(lái)說(shuō)將是一大跨步的改革創(chuàng)新。
3.8提高無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性
無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如果沒(méi)有良好的配置和網(wǎng)絡(luò)部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設(shè)想。因此,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)通信方法的拓新我們與必要提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)備性能、優(yōu)化設(shè)備配置、冗余備份等等手段來(lái)保證網(wǎng)絡(luò)的可靠性[4]。
結(jié)束語(yǔ)
回顧無(wú)線(xiàn)通信的發(fā)展歷程,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)的傳輸路線(xiàn)、傳輸距離、通信靈活性、信號(hào)穩(wěn)定性、保密性等方面的需求將愈來(lái)愈突出。通信方法新技術(shù)的拓新將有愈來(lái)愈廣闊的活動(dòng)舞臺(tái)及光明的發(fā)展前景。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)作用,盡管我國(guó)的無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)發(fā)展速度飛快,但面對(duì)我國(guó)12億人口的通信需求,無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)普及率低的問(wèn)題,面對(duì)我國(guó)12億人口,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和容量方面就變得蒼白無(wú)力了。同時(shí),無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)愈來(lái)愈激烈競(jìng)爭(zhēng)局面促使各無(wú)線(xiàn)電通信運(yùn)營(yíng)企業(yè)積極拓新新的技術(shù)涵蓋面,提升自身的營(yíng)業(yè)水平,為市場(chǎng)提供豐更加富的選擇,滿(mǎn)足用戶(hù)各個(gè)方面、各個(gè)層次的需求。因此,在無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)通信方法應(yīng)用開(kāi)發(fā)的發(fā)展?jié)摿o(wú)窮,這要求我們積極加快無(wú)線(xiàn)領(lǐng)域的科技進(jìn)步,為無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)創(chuàng)新出謀劃策,為全球信息化及經(jīng)濟(jì)全球化的通信事業(yè)貢獻(xiàn)力量。
參考文獻(xiàn)
[1]《信號(hào)與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學(xué)出版社2000年.
我國(guó)的現(xiàn)今衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展在擴(kuò)展新的頻段,加強(qiáng)先可用的頻段的利用率以及現(xiàn)在公用干線(xiàn)的通信網(wǎng)都應(yīng)該一步步轉(zhuǎn)向跟隨寬帶化的發(fā)展趨勢(shì),能夠準(zhǔn)確地利用衛(wèi)星通信技術(shù)來(lái)建立我國(guó)的衛(wèi)星寬帶業(yè)務(wù)以及數(shù)字化通信網(wǎng)絡(luò)。所以對(duì)于衛(wèi)星通信網(wǎng)技術(shù)而言應(yīng)該逐漸的走向小型化的、智能化的未來(lái)方向。從目前我國(guó)的計(jì)算機(jī)科技的水平來(lái)看,假設(shè)把設(shè)備功能全部換由軟件來(lái)進(jìn)行操作實(shí)現(xiàn),那么由于軟件的特點(diǎn)也就是需要按照一條條的指令來(lái)運(yùn)行,就算我們采用多處理器的方式來(lái)進(jìn)行協(xié)助共同運(yùn)算,也沒(méi)有辦法真正保障高頻率情況下的處理能夠及時(shí)有效,也使得軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)在衛(wèi)星通信領(lǐng)域中的使用范圍明顯受到限制。基于以上原因,以下設(shè)計(jì)想法是為了能夠讓軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)能真正應(yīng)用在衛(wèi)星通信方面。
首先我們所有的設(shè)備都需要經(jīng)過(guò)模塊化處理,各個(gè)模塊分開(kāi)保證控制功能,以及各個(gè)模塊之間的高速數(shù)據(jù)的交換問(wèn)題。而信道設(shè)備以及接口設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信道設(shè)備包括調(diào)制解調(diào)器、信道的編譯碼器和置亂器等,在總的CPU的控制之下,信道設(shè)備的具體參數(shù)值可以做到由軟件來(lái)進(jìn)行定義處理。而將無(wú)線(xiàn)射頻的設(shè)備、信道設(shè)備和接口設(shè)計(jì)在衛(wèi)星通信技術(shù)中也是十分關(guān)鍵的存在。再來(lái)考慮到了衛(wèi)星通信技術(shù)有著多址方式,業(yè)務(wù)類(lèi)型廣以及其頻率高且變化區(qū)域廣等各種優(yōu)點(diǎn),在信道設(shè)備和接口設(shè)備的設(shè)計(jì)選用模塊化的設(shè)計(jì)構(gòu)思。各個(gè)模塊應(yīng)該能夠各自擁有能定義自身功能的各個(gè)軟件接口,而選用的軟件接口更應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)化以方便各個(gè)不同供應(yīng)商的生產(chǎn)。然后在各個(gè)模塊的具體設(shè)計(jì)上面,也要根據(jù)具體運(yùn)算量大小,選擇不同的軟件接口功能。再來(lái)根據(jù)具體的各類(lèi)應(yīng)用環(huán)境,更加靈活地修改和使用數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu),并且保證以軟件協(xié)同硬件兩相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。最后就是設(shè)備功能和系統(tǒng)功能的定義要靠網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)來(lái)最終實(shí)現(xiàn)。
伴隨著因特網(wǎng)大面積普及及現(xiàn)在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展,衛(wèi)星通信技術(shù)絕對(duì)會(huì)在未來(lái)迎來(lái)更進(jìn)一步的發(fā)展機(jī)會(huì)。現(xiàn)在我國(guó)逐漸采用自主研發(fā)的通信衛(wèi)星為主體,來(lái)建立完善的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。軟件無(wú)線(xiàn)電技術(shù)作為一個(gè)可利用在衛(wèi)星通信方面的技術(shù)來(lái)說(shuō),也一定會(huì)伴隨衛(wèi)星通信的腳步,成為加速我國(guó)科技發(fā)展的重要技術(shù)。
2無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)的日常網(wǎng)絡(luò)安全管理措施
2.1充分發(fā)揮防火墻的屏障作用毋庸置疑,防火墻也應(yīng)是無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)的第一道安全防線(xiàn)。通過(guò)制定嚴(yán)格的安全策略,從而有效的實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)與公眾網(wǎng)之間的隔離以及訪(fǎng)問(wèn)控制。目前我國(guó)的防火墻能夠?qū)崿F(xiàn)單向控制或者雙向控制,且大多數(shù)的防火墻對(duì)于那些高層協(xié)議實(shí)施較細(xì)的訪(fǎng)問(wèn)控制,已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層的自由控制。為了保證網(wǎng)絡(luò)安全,應(yīng)在區(qū)辦與地市之間、監(jiān)測(cè)網(wǎng)與信息網(wǎng)之間設(shè)立防火墻,并根據(jù)需求的變化不斷更改防火墻策略,充分發(fā)揮防火墻的屏障作用。
2.2嚴(yán)格內(nèi)外網(wǎng)的隔離我們應(yīng)對(duì)內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)中所有的電腦徹底進(jìn)行技術(shù)隔離。對(duì)確需通過(guò)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備將數(shù)據(jù)從外網(wǎng)電腦拷貝至內(nèi)網(wǎng)電腦的情況,應(yīng)施行專(zhuān)用移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備制度。即:將一個(gè)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備只用于內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的交換,且在每次使用時(shí)要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的病毒檢測(cè)和殺毒,方可使用。
2.3使用可升級(jí)的殺毒軟件
計(jì)算機(jī)病毒是現(xiàn)代信息化社會(huì)的一種公害,各種病毒的產(chǎn)生和蔓延已經(jīng)給計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全造成了巨大的威脅和損害。在無(wú)線(xiàn)電監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)的日常安全管理中,病毒的防治是必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,我們應(yīng)選擇可信任的、能夠升級(jí)的殺毒軟件,對(duì)我們的電腦進(jìn)行病毒的預(yù)防和查殺,以提高監(jiān)測(cè)信息網(wǎng)的抗病毒能力。
2.4注重?cái)?shù)據(jù)備份與恢復(fù)
數(shù)據(jù)備份就相當(dāng)于給數(shù)據(jù)買(mǎi)保險(xiǎn)。一旦發(fā)生監(jiān)測(cè)和臺(tái)站數(shù)據(jù)丟失、系統(tǒng)崩潰等情況,可通過(guò)數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)救。首先是選擇備份軟件和計(jì)劃使用的備份技術(shù),備份數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備、存儲(chǔ)介質(zhì)。其次是確定備份的內(nèi)容、備份方式、備份時(shí)間。根據(jù)備份的具體數(shù)據(jù)采用合理的備份策略進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)備份。