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数字通信技术赏析八篇

时间:2022-08-01 00:45:48

数字通信技术

数字通信技术第1篇

1.文档生命周期理论及其局限性。文档生命周期已经被视为一种理论,其概念是以提供操作纸质文档管理程序为框架和模型。该理论认为,文档不是静态的,而是有自己的生命,它的生命类似生物有机体的成长阶段与“年龄”之限。它们经历从出生(文档创建或收集),成长为青年(记录使用和维护),进入老年(转移到档案库记录),然后死亡(到期销毁)的演变。文档的生命周期包括其当前使用和最终的命运,从产生到销毁的全过程。根据文档的内容和价值不同,档案会采取不同的保存期限,即寿命时间。而文档是档案的初始形式、生命之源,这是目前国内外专家注重文档管理的原因之一,即在档案的生成阶段就把好关。紧接着,它历经创建、维护、储存、使用和处置等五种形式,形成一个完整的生命过程。同时在不同阶段又表现出不同的作用和工作要求,这是一个通过分阶段管理提升档案整体质量的过程。所以,每位档案管理者必须首先了解文档生命周期理论,以提高自己的有效管理能力。然而,文档生命周期描述的并非文件运动规律的全部[1]。近年来,生命周期的概念,一直受到很多负面的评论。首先,批评者指出,销毁不一定是文档的全部归宿,有文档不“死”现象,即无限期保留,因为有持续的价值存在。其次,在“三种年龄”的生命周期阶段之间划分,极容易凭借主观判断。其实文档的生命周期不是单向的从幼变老,而是根据实际使用的需要、价值的转变,会发生逆转和反复,生命形式可能会打乱。文档好比货币,可储存,也可重复循环使用,他们会产生恢复活动期,使用与存档可能会多次交替。生命周期模型不存在重复阶段,或者人为地省略某一阶段。再者,文档生命周期概念延续和记录之间存在人为的区分,由于单位经营宗旨和文档保存文化等原因,专业视角之间档案和记录管理会发生区别。此外,生命周期概念的批评者也认为,它过于集中记录物理实体的操作任务,特别是那些纸质文档的保管。纸质文档依靠逻辑结构,与纸质的物理存储相关联,很大程度上局限于传统的管理模式,缺乏现代创新。

2.连续体理论与信息通信技术的引入。而文档管理早在20世纪80年代已快速引入信息和通信技术(ICT),档案管理进入了一个全新的实践层面,产生了灵活辩证的生命周期模型。这种新模型的发明,被称为连续体理论。该理论认为,档案和文档管理责任之间没有严格的界限。文档有创建、修改、归档、使用等任意处理的权限,不局限于不同环节和先后顺序,也不是被动等待最终处理决定的文本。20世纪90年代通过LanMachean开发了记录连续模型的可操作框架电子记录管理程序。学者指出,电子环境能达到单凭理论和基于纸张的方法所无法实现的档案管理模式,使档案工作对象从静态到动态,能融会贯通,得到立体化处理。在行之有效的生命周期来看,文档和档案管理过程分明,有章有序,明确定义了文档在每个阶段的管理责任。在连续体理论中,通过记录连续模型,文档和档案总是在被创建或编辑的状态,即文档管理被描述为交互式过程,贯穿于整个文档的寿命。文档生命周期和连续体模型的发展是档案信息化的重要驱动力,同时档案信息技术的发展也为生命周期和连续体理论提供了先进的技术条件。两大模型的互补配合提供了一个积极合理的保存记录的结构,体现了电子文档环境安全、有效、便捷的必然趋势。它超越时间和空间,逐渐满足企业、法律、社会、文化等需求管理。作为更为先进的档案管理办法,通过现代模型构建科学组织框架,对于档案现代化与信息通信的融合发展具有重要的意义。

二、现代信息通信技术(ICT)应用现状

1.信息技术的创建、存储、检索与数字化趋势。信息技术与通信技术相融合环境下,电子文档的处理有着极高的要求。每一份文档可分为三个端结,文件的形成是前端,处理、鉴定、整理、编目等具体管理是中端,永久保存或到期销毁是末端。无论是图案表格的绘制,还是文字的写作修订,文档处理都脱离不了计算机。在此基础上,利用网络技术创建电子数据库、编发电子邮件、远程检索与构建移动通信平台、管理ICT基础设施信息系统等,通过多措并举,产生更有效的利用与管理。由于不同机构保存和使用的主要数据和信息系统存在差异,信息系统(IS)集成部署系统的数据管理则更有利于实现无缝传递和信息共享,从而打破不同档案部门“信息不对称”的局面,改善“信息孤岛”现象。同时,该系统是由多个电子文档组织路线,以不同的部门和个人根据具体工作需求进行查询和使用,这种积分式工作流程有效节约了财务和人力资源方面的成本。虽然针对庞大数据,计算机系统可能会导致冗余,但它可以消除员工对大批量物理文档的恐惧。在数字化档案管理中,尽管试图改善信息通信能力,但关键基础设施与目标还是存在一定差距。这些差距和弱点与信息部门的推进力度有关,也与档案工作人员对新技术的运用程度有关。尤其是研发和使用过程中未能解决数字档案中的DRM数字版权管理,因此ICT技术的应用实则依赖于基础设施的存在,而相对高端设施的建设尚未熟练普及。随着互联网的发展,现代电子政务、OA系统的运用,QQ群、微信圈及电子商务建设的开展,各部门相应建立了系统办公网络平台,不仅最大限度地证明了信息和通信技术优点,而且也在不断探索与实践中,将现代信息技术的功能推向优化。2.有效的档案管理方式在实践中改进。在ICT的支持下,档案管理已经从基本的纸张文件的存储向众多电子、计算机的数字化管理过渡。“云计算”的引入将全面丰富现代文档管理模式,以其提供速度快、精准度高、查询灵活、呈现方式多样等优势,在世界范围内被迅速接受并作为关键信息管理与沟通工具。此外,在档案管理中使用电子系统,可以节省文件存储空间,利用电子方式查询也可减少纸质文档的物理磨损。计算机中的档案管理,以强大的存储、检索、访问、使用功能,增强了安全性和便捷度,也便于人档沟通和信息交流。尽管如此,他们也面临一些挑战。如由于技术的飞速变化,档案记录越来越依靠计算机及网络,增强了软硬件故障所造成的数据失真或丢失风险。而在处理文件时人为的改写、剪切和粘贴、发送到另一端等,操作失误也会影响数据的真实性和系统的完整性。尽管如此,这些缺点并不会贬低信息与通信技术在档案领域已发挥的显著作用。在电子档案的时代,传统的档案实体服务已不能满足人们复杂的用档需求,任何一种有意义的文档都无法忽略信息和通信技术所带来的有效记录管理。三、当前信息技术环境下文档运用与服务1.信息通信推送技术成为服务的主功能。当前信息技术的飞速发展拉近了人与人之间信息的交流,传递方式的嬗变,也进一步完善与提升了档案信息服务中技术体系的应用水平。信息通信推送技术成为服务的主功能,比如“云计算”文档存储功能与数字化对接,OA系统、电子邮箱等文档信息传递对接,网络平台信息咨询、留言,电子政务与公文流转,网站信息查询、文件下载、转移链接、用户对话等推送与互动功能。网络信息沟通工具具有集成化和开放性等特点。为了提供高速、快捷,不受地理、时空限制的服务,各种信息技术资源必须加以整合,才能达到系统优化的效果。但是在实际操作中,由于网站服务平台和服务体系的更新周期较长,服务还是以被动的信息咨询反馈为主,缺乏主动的信息推送服务。总的来说,还是存在先进信息技术研发滞后、技术应用不全面、兼容不够等问题。因此,在未来除注重终端信息技术的研发和使用外,一些网络平台和智能服务平台的新生技术也是应关注的方向。

2.电子信息转化成为运用与服务的基本途径。当前信息技术下文档运用与服务,主要有两大类方式。一类是对档案室(馆)藏传统档案,以方便利用为目的,运用专用设备进行信息技术加工处理;另一类是对直接以数字化形式产生的电子图档进行数字化管理,包括电子图档和文件的接收与安全保管,以及科学合理利用。档案信息的利用包括信息检索、信息传递以及信息反馈等,而档案的编研活动实质是对档案信息进行改编重组的过程。虽然档案信息化中并不完全是信息理论与技术利用的内容,但是所有的标准化、网络化、数字化及其他工作都围绕着信息技术展开。信息技术应用成为实现档案信息化的基本途径[2]。在档案资源运用过程中,人们获取信息的需求呈现快餐式又精细化、多样化的特点,信息服务的给取已转变为以网络服务、虚拟服务为主的电子高科技服务。当前信息社会中,档案信息服务更多的是基于互联网,利用现代信息技术向公众提供档案信息查询、咨询等服务方式。现代信息技术的发展,在影响人们信息获取方式和社会形态的同时,也改变着人们的生活和学习面貌。因此,信息公开背景下的档案在线服务必须以用户为出发点,创新理念,更新现代信息技术手段,积极开展信息推送、站点链接、网页聚合等多功能服务。借助ICT的推动力,实现信息与通信环境下的档案信息公开、共享与利用,不断提升档案服务质量和管理水平。

作者:王辉 单位:江阴职业技术学院

参考文献

数字通信技术第2篇

DDS数字通信技术是借助数字传输信号实现的通信,将模拟信号发出,将信息发送到数字终端的一门技术,在数字终端接收信号后,通过对数字信号编码的方式,运用调制解调器将所有的信号都发送到数字信道上。DDS数字通信能够防止外界的干扰,确保信息能够准确地传递,而且数据能够实现自动化的储存,在各类的网络通信都得到了应用。DDS数字通信运营了程控交换等技术,人们借助计算机编程的方法,将程序输入到计算机中,然后信息交换就会按照计算机编程的方式传递。程控数字交换机在处理数据的时候效率是比较高的,而且其占地面积比较小,能够储存的数据多,在数据传递时能够借助双通道传递,灵活性强,而且还有很多辅的功能,在使用时结合智能化电网的建设,能够为人们提供更好地服务。现在,通信行业发展迅速,其不仅仅是支撑语音通话技术,同时也支持数据的交换,所以,其带宽也符合要求。

2DDS数字通信技术的优点

2.1DDS数字通信技术具有较好的抗干扰能力

当信号在信道上传递的过程中,都会受到外界的干扰,在传统的模拟通信技术中,这些干扰是不能够避免的,导致信息传递的路径出现中断的问题。但是在使用DDS数字通信的过程中,这些问题都是可以避免的,在进行数字通信的时候,各个接收端都会收到识别码,识别码是由数字“0”或“1”构成的,只要干扰源不是特别大,在信息传输的时候能够分清楚有电脉冲,就不会对通信的质量造成任何的不利影响。

2.2DDS数字通信能够实现远距离的通信

运用DDS数字通信时,不会对通信的质量产生任何的影响,即使是远距离的通信,也不会产生大量的干扰和数据中断的问题。模拟信号在传递的过程中,如果距离过长,信号就会逐渐减小,所以,为了能够使信息能够在较远的距离传输,就需要在信息传递的过程中建立一个增音放大器。但是,增音放大器在使用的过程中,不仅仅会提高信号收集的效果,同时也会将一些干扰信号方法,这些干扰信号在放大的过程中会产生恶性循环,导致信号扰的信号阻挡,信号会出现中断的问题。DDS数字通信能够运用整理信号,生成新的信号的方法,通过将那些受到外界干扰的信号进行整理,找出新的电脉冲,这样,就能够将干扰源清除,不会造成信号的失真问题,即使是在远距离的通信中,也可以达到比较好的效果。

2.3DDS数字通信能够起到防止信息泄露的效果

模拟信号在传递信息时,容易导致信息泄露的问题,而且在进行加密处理时要面临很多的问题。在运用DDS数字信息传递时,可以生成离散的信号,能够打乱顺序,采用随机性的密码,即使在获取密码后,也很难在短时间内破译密码。

3数字通信系统的应用

数字通信系统在使用的时候,能够在较短的时间内将信息及时地传达,从而能够确保信息传递的时效性。通过对数据的编码、调制、解码等步骤,实现数据的传递。在对数据进行调制的过程中,主要是英语条幅和调频的方式,能够将信号源进行转化,从而使信号的传播比较安全,而且能够确保信息的完整性。运用网络接口的方式,直接能够实现多媒体的连接,人们运用移动终端就能够接收信号。

4DDS数字通信技术的发展趋势

现在,信息通信技术的发展还是比较迅速的,DDS数字通信技术的发展前景还是比较广阔的,是信息技术发展的必然结果。DDS数字通信技术能够在通信行业中占据主导的地位,能够克服传统的模拟通信技术的弊端。现在,电话数字技术已经比较成熟了,而且通过编码的压缩也能够实现各类数字化的技术,计算机技术也可以处理大量的数字信号,能够在信息业务中传递各类信号,通过对终端的处理,使数据传输的速度越来越快,带宽网络的使用是未来数字通信技术的发展趋势。

5结语

数字通信技术第3篇

关键词:数字接入技术;电力通信系统;技术原理;运用

前言

当前,电网智能化已经逐步成为电力行业发展建设的一个重要去向,因为其可以极大地改善并提高电力行业目前存在的一系列低效率及安全性不高等问题,而就这种智能电网的建设而言,其具体实现起来却并非易事,相反的,其总需要我们及时地调用相关技术措施,将其内部各个环节的质量水平维持在一种较高的高度。当然,就这些组成部分而言,电力通信系统算是一个较为关键的系统环节,因为其可以加强电力电网各个子部分系统之间的联系和协同操作。不过,我们应该清楚认识到的是,这种子系统的构建实际上有需要我们加强对其内部包括数字接入技术在内的技术类型进行良好把握。

一、数字接入技术的工作机理

数字接入技术是以计算机网络及通信技术为核心的信息时代中一个十分重要的组成部分,其在如今的电力系统技术大家庭中占据着十分关键的地位。当然,随着网络信息技术的发展,通信网络的主干线的带宽不断改进和发展已经能够满足于不同用户对带宽的需求,所以,现在网络通信技术发展的主要抑制因素就为宽带网络的接入技术。从带宽业务的角度来分,接入技术可以分为宽带和窄带接入技术,从传输业务类型的角度来分,数字接入技术可以分为模拟和数字接入技术,从客户端的类型角度来分,数字接入技术可以分为无线和有线接入技术。数

字接入技术具有效率高、速度快、稳定性强、对数据进行有效处理的特点,与传统的模拟接入技术相比它的稳定性更强、速度更快、效率更高。

目前常用的数字接入技术主要有:56KModem、ISDN技术、光纤接入技术和无线接入技术等数字接入技术。56KModem接入技术,在上世纪末问世,56KModem能连接在两段不同的设备上,这是与传统的Modem接入技术有区别的,56KModem通过融入先进的数字编码技术避免了进行A/D转换的过程,它可以实现用普通电话线路就可以进行高速下载过程,保证了信息安全与高的传输速度。ISDN技术可以提供端对端的数字连接服务,用户之间的传输速率可以达到64KB每秒,可以承载非话音业务和话音业务等多种电信数字业务。光纤接入技术是指以光纤作为传输媒介,并利用光波作为载波传输信号的传输技术。光纤接入技术在现代通信技术中被广泛的使用,它大大的增加了传输距离、降低了同轴电缆的运行维护的成本、扩大了覆盖面积、降低了故障率、简化了网络结构。无线接入技术是无线通信系统中非常重要的技术,它在无线信道中连接起用户终端与网络节点,使用户实现与网络之间的信息交换,无线接入技术需要遵循一定的通信协议,如3G技术、蓝牙家属、WIFI等。

二、数字接入技术在电力通信系统中的运用

当然,数字接入技术也正是在这种理论基础和实践基础的双重支撑之下,在如今智能电网中电力通信系统的构建中得到了广泛的运用,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独立的接入方式。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。

结语

经过上文的分析和介绍,我们对数字接入技术的工作机理,其在电力通信系统中的实际运用等几个方面的内容有了一定的了解,从中我们可以清晰的认识到,作为一种有着坚实理论基础及实践基础的数字接入技术,其在如今的电力通信系统构建中的运用是切实可行的,而就这一具体可行性来说,其具体实现起来还需要我们广大电力施工技术人员加强对其基本工作机理以及运用类型等方面的认识,并从根本上实现这种技术的革新及运用推广。当然,正如我们在上文中说到的那样,随着如今智能电网建设步伐的不断 以及内外部环境的不断变化,这种技术也必将变得更为复杂和完善。

数字通信技术第4篇

关键词:通信系统 语音 加密

中图分类号:TN919 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2015)07-0000-00

1数字通信系统加密技术的意义

随着科学技术的不断发展,尤其是数字处理技术的日趋完善使之在信息加密中的运用更加重要与更具体系化,不同安全级别的加密技术在应对不同不需求的领域中扮演着重要角色。对于社会大众而言,加密更偏向于保护个人的隐私;对于国家领域内的运用而言,则更侧重于保护国家的机密,不论是对于哪个层面而言均是利国利民之举。例如,通过简单的错位加密即可起到保护的作用,如对于“Hello, I am here”时,按着加密替换规则:新字母在字母表中的位置=(旧字母在字母表中的位置+5)除以26的余数。例如字母H,在它母表中的位置是8那么用位置13(8+5除以26的余数)上的字母“M”代替,依此类推,信息“Hello, I am here ”就被加密成“Mjqqt,N frmjwj”,在系统接收到信息之后即可根据既定的规则对信息进行相应的替换,进而获取到正确的信息内容。然而,在这种模式下,通讯的价值也就仅限于双方,对于其他人则无价值。而随着科技的日益发展,对于信息加密的技术手段越来越高,加密的安全性以及解密的难度同样较高。同时,通讯加密已经不仅仅用于部队、政府、公安等国家层面的领域之内,正逐步向社会生活领域内发展,对于保障人们日常生活发挥出重要的作用。

2数字通信系统加密技术的发展趋势

2.1集群通信系统语音加密技术

集群通信系统通常需要负责传送的庞大的通讯信息,对于信息的安全极为重要而保密传送则是关键所在,该系统是通过空中接口以及端到端的加密方式以对重要的通讯信息达到加密的目的。空中接口在网络环境同样被运用但却是通过明文传送的,安全性较低,而采用端到端的方式,信息在传送的过程中都处于加密状态,直到被接收端接受之后方才被解密,进而实现了信息传送的整个过程中被加密的目的。

2.2语音加密

随着通信技术由模拟向数字的发展,随着语音压缩,语音编码技术的发展,语音加密技术也由传统的模拟方式发展成为现在的数字方式,包括以下三类方式:

(1)分组密码体制由于在信息的加密过程中会发生误码扩散以及存在时延的现象,致使其在信息的传送中收到限制,仅用于传送质量度高的信息。

(2)公开密钥密码体制的优势在于计算量较为庞大,但却也是其弊端之一。应受限于当前的科技水平,在通讯领域及时通讯的要求下,该体制并不能发挥出多大的功效,在通讯信息加密过程中利用率较低。

(3)序列密码体制由于其对信号加密的低时延、无误码扩散等特点,被广泛应用于数字通信保密系统。现已公布的序列密码生成算法有很多种,其中IDEA加密算法是被推荐使用的。

基于以上分析,采用语音信号进行加密大都是采用序列密码体制,而与之关系最为密切的就是加密运算器以及密码同步部分。

2.3加密运算器和密码序列产生单元

加密运算器一般采用异或运算器件,将信源编码送来的二进制数字序列与密码序列产生单元送来的密码序列进行异或运算,再根据密码同步方案的要求,在密文序列前(或定时)插入密码同步信号,再传送到信道传输设备。包括以下方面:

(1)密码流发生器KSG:集群通信系统的密码流发生器KSG就是一个密码序列 产生单元,实现加密要用到在KSG中运行的某一种加密算法,产生密码序列,KSG包括两个输入值也即初始值与加密密钥。密码序列也即由KSG输出的密码流比特序列,能够及时对各类信息数据进行控制以及加密处理,以保障信息的安全,其加密算法目前主要为国际标准的IDEA。

(2)码同步:密码同步包括以下几个板块:密码同步控制单位、密码同步信号插入、密码同步检测与提取电路。

1)密码同步控制单元:密码同步控制单元主要用于形成新的同步信号,包括两个方面:其一,产生的心的同步信号要通过本端的密码序列进行再加工也即更新其状态;其二,通过同步信号插入电路传送到接收端,进而在解码序列的作用下形成单元的初态,进而达到了加密与解密之间的密码同步,使之更具安全性。

2)密码同步信号插入电路和密码同步信号检测与提取电路:密码同步信号插入电路是依据密码同步控制单元送来的同步启动信号将密码同步信号插人到密文信息流的相应位置,比如,插入密文信息流的前面或信息帧的某些字节,插入的方式主要有普通插入与帧挪用。前者指的是将同步帧直接插入到密文信息帧中,使用该方法会导致比特传输率下降;后者指的是通过使用同步帧以代替在恢复语音信号过程中那些不具备重要性的信息帧,但需要注意的是会降低该语音的质量。密码同步信号检测的作用在于即时对接收到的数字信息流进行检测,以确定是否存在同步信号,如果有则通过提取电路的功能将之从获取到的信息流中进行提取并将其中密钥传送到解码序列中亦产生新的单元,进而更新其现有的状态。

3结语

集群通信系统能够针对不同用户的需求设置相应的安全级别,尤其对于军事领域、政府部门、公安系统等通讯安全要求级别极高,还需要在未来的时间内不断加以研究,以确保上述部门通讯内容的绝对安全。此外,由于国外该技术的语音加密的算法保密性较好,我们知晓的并不多也即其是否完善性也就暂未可知,因此我国在使用国外该项技术时,应当尽量避免用于重要部门与领域,同时进一步强化对集群通信系统加密技术的研究以构建我国完善的通讯系统加密技术。

参考文献

[1]张明路.信息加密技术研究[J].现代商贸工业,2013年第05期.

[2]陈卿.浅析信息加密技术[J].硅谷,2011年第07期.

数字通信技术第5篇

回顾通信发展的历史,我们发现了一个非常有趣有过程:1832年莫尔斯发明了电报,它传送的信息是由众所周知的点划码组成的,即人类最早的通信是采用数字方式进行的。以后贝尔又发明了电话,并由此造就一个电信产业。一个多世纪以来,以电话服务为主的电信业走了一条成功之路,取得了极大的发展。然而随着人类社会的发展,电信业务也从早期的电报、电话发展到今天多种业务并存的局面,通信的规模也发生了翻天覆地的变化。随着科学技术的发展,现代通信又进入了数字时代。20世纪90年代信息革命的浪潮,建设信息高速公路的号角声,信息和知识爆炸式的增长,特别是因特网商用化后的迅猛发展,使传统的电信业受到巨大的震动和冲击。带给我们的启示是,问题的核心在于“信息”。在信息和知识已成为社会和经济发展的战略资源和基本要素的时代中,人们更加需要随时随地获取信息,原来点对点的固定电话通信方式已远不能满足需求了。人类需要宽带的无线通信技术,来满足多媒体化、普及化、多样化、全球化和个性化的信息交流。无线通信是指采用电磁波进行信息传递的通信方式。早在1897年,马可尼使用800KHZ中波信号进行了从英国至北美纽芬兰的世界上第一次横跨大西洋的线无电报通信试验,开创了人类无线通信的新纪元。在无线通信初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信。20世纪20年代初人们发现的短波通信,直到20世纪60年代卫星通信兴起前,它一直是远程国际通信的重要手段,并且目前对应急通信和军用通信依然有一定实用价值。

20世纪40年代到50年代产生了传输频带较宽、性能较稳定的微波通信,成为长距离大容量地面干线无线传输的重要手段。模拟调频传输容量高达2700路,亦可同时传输高质量彩色电视信号;尔号逐步进入中容量至大容量数字微波传输。80年代中期以来,随着频率选择性色散衰落对数字微波传输中断影响的发现及一系列自适应衰落对抗技术与高状态调制与检测技术的发展,使数字微波传输产生了一个革命性变化。特别应该指出的是20世纪80年代到90年展起来的一整套高速多状态自适应编码调制解调技术与信息号处理及信号检测技术,对现今卫星通信、移动通信、全数字HDTV传输、通用高速有线/无线接入,乃至高质量磁性记录等诸多领域的信号设计与信号处理及应用,发挥了重要作用。随着国民经济和社会发展的信息化,人们要通信息化开创新的工作方式、管理方式、商贸方式、金融方式、思想交流方式、文化教育方式、医疗保健方式以及消费与生活方式。无线通信也从固定方式发展为移动方式,移动通信发展至今大约经历了五个阶段;

第一阶段为20年代初至50年代初,主要用于舰船及军有,采用短波频及电子管技术,至该阶段末期才出现150MHZVHF单工汽车公用移动电话系统MTS。

第二阶段为50年代到60年代,此时频段扩展至UHF450MHZ,器件技术已向半导体过渡,大都为移动环境中的专用系统,并解决了移动电话与公用电话网的接续问题。

第三阶段为70年代初至80年代初频段扩展至800MHZ,美国Bell研究所提出了蜂窝系统概念并于70年代末进行了AMPS试验。

第四阶段为80年代初至90年代中,为第二代数字移动通信兴起与大发展阶段,并逐步向个人通信业务方向迈进;此时出现了D-AMPS、TACS、ETACS、GSM/DCS、cdmaOne、PDC、PHS、DECT、PACS、PCS等各类系统与业务运行,频段扩展至900MHZ~1.9GHZ,而且除公众蜂窝电话通信系统外,无线寻呼系统、无绳电话系统、集群系统、无中心多信道选址移动通信系统等各类移动通信手段适应用户市场需求同时兴起并各显神通。

第五阶段为90年代中至今,随着数据通信与多媒体业务需求的发展,适应移动数据、移动计算及移动多媒体运作需要的第三代移动通信开始兴起,其全球标准化及相应融合工作与样机研制和现场试验工作在快速推进,包括从第二代至第三代移动通信的平滑过渡问题在内。对于第三代移动TMT-2000纷纷参与标准的制定,经多次融合努力在1999年10月25日至11月5日芬兰赫尔辛基召开的ITU-RTG8/1第18次会议上5类RTT技术标准共6种方案成为最终结果。中国的TD-SCDMA方案也已成为其中之一。应该指出,UTRAWCDMADS及TIAcdma2000MC的相应起步样机已经诞生,包括以GSM、csmaOne后向兼容为基础的第二代半过渡设备(G)EDGE、cdmaIS-95BHDR(2.4Mbit/s峰值速率,64QAM调制)及cdma2000-1X等亦已推出。

此外,为接续Internet移动游览应用的无线应用协议(WAP)与无线连接技术蓝牙(Bluetooth)已经产生。从网络的角度来看,接入网可分成有线接入网和无线接入网、光缆同轴混合接入网、铜线电缆、对绞线、电话(一般为铜线)接入网等等;无线接入技术是近些年迅速发展起来的新技术领域,它从概念上产生了一个重大的飞跃,即不需要缆线类物理传输媒质而采用无线传播手段来代替部分接入网甚至入网的全部,从而达到降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。无线接入网品种繁多,如移动卫生系统,蜂窝移动通信系统,集群通信系统,一点到多点微波通信系统,微波蜂窝的无线本地接入系统(PHS、PAS、PACS、DECT)等。短距离之内的接入技术主要有蓝牙(Bluetooth)、红外线、DECT、IEEE802.11和共享无线接入协议(SWAP)/HomeRF等系统。继广域网(WAN、Wind、AreaNetwork或城域网,MAN,MetropolitanAreaNetwork)、局域网(LAN,LocalAreaNetwork)之后,最近人们又提出了“无线个域网”(WPAN、WirelessPersonalAreaNetwork)。这一新概念将小范围应用提升至网络理论的高度。在短短的时间,WPAN成为一个受人瞩目的新热点,WPAN的研究组成立不到1上,就演变为IEEE的专门工作组IEEE802.5(即WPANWorkingGroup,于1999年3月成立),可见其受重视的程度。

比较而言,Bluetooth系统更具有代表性,它正根据WPAN的概念向前发展。事实上,Bluetooth和WPAN的概念相辅相成,Bluetooth已经是WPAN的一个雏形。从它最初由Ericsson,IBM,Inter,Nokia和Toshiba公司作为原始发起组织而推出,1年多时间已吸引了近2000个国际上有影响的公司参与。1999年底,美国的4家公司3COM,Lucent,Microsoft和Motorola,与上述5公司一样作为Bluetooth的发起组织,使它在与SWAP、IEEE802.11等类似应用标准的竞争中脱颖而出,发展前景更加明朗。为了推动Bluetooth的发展,Bluetooth的标准是非专利的,Bluetooth已成为目前通信领域的一个新热点,预计不远的将来就可成为小范围无线多媒体通信的国际标准。总之,无线通信技术前景一片光明。

2、我国无线通信技术的发展

当前,中国是世界各国通信技术运营商和设备制造商关注的焦点,大家都希望在中国的市场上占有自己的发展空间和市场份额。移动通信在中国发展十分迅速,中国移动通信的走向一直为世人所瞩目。1987年11月,我国广东正式开通了第一个TACS制式模拟蜂窝移动通信系统,实现了移动电话用户“零”的突破。1994年底,广东又首先开通了GSM数字蜂窝移动通信系统,至1995年,全国已15个省、市也相继开通了GSM移动通信网。迄今为止,全国各省、自治区、直辖市面上都建设了GSM网,实现了国内和国际的全自动温游。目前我国正在积极准备在21世纪初期开展第三代移动通信的商用试验。

从1987年至今,我国移动电话用户数的增长很快,尤其是GSM网更是以人们始料不及的速度在迅猛发展。这主要是因为GSM系统在技术和经济方面均比TACS系统有较大的优势,更重要的是我国在GSM运营领域引入了竞争机制,促进了GSM网的发展。我国的移动通信用户已超过了8000万,位居世界第二。

近10年来,我国在移动通信领域的科研、设备生产等方面也取得了可喜的进步。国产移动通信设备—交换系统、基站和手机等都已经投入生产,并陆续投放市场,第三代移动通信系统的开发和研究也正与世界同步。可见,中国无线通信在运营业与制造业上已取得了第一阶段的成功。

3、今后无线通信技术的趋势

21世纪的电信技术正进主一个关键的转折时期、未来十年将是技术发展最为活跃的时期。信息化社会的到来以及IP技术的兴起,正深刻的改变着电信网络的面貌以及未来技术发展的走向。未来无线通信技术发展的主要趋势是宽带化、分组化、综合经、个人化、主要特点体现为以上几个方面:

(1)宽带化是通信信息技术发展的重要方向之一。随着光纤传输技术以及高通透量网络节点的进一步发展,有线网络的宽带化正在世界范围内全面展开,而无线通信技术也正在朝着无线接入宽带化的方向演进,无线传输速率将从第二代系统的9.6Kbit/s向第三代移动通信系统的最高速率2Mbit/s发展。

(2)核心网络综合化,接入网络多样化。未来信息网络的结构模式将向核心网/接入网转变,网络的分组化和宽带化,使在同一核心网络上综合传送多种业务信息成为可能,网络的综合化以及管制的逐步开放和市场竞争的需要,将进一步推动传统的电信网络与新兴的计算机网络的融合。接入网是通信信息网络中最具开发潜力的部分,未来网络可通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,接入核心网实现用户所需的各种业务。在技术上实现固定和移动通信等不同业务的相互融合,尤其是无线应用协议(WAP)的问世,将极大地推动无线数据业务的开展,进一步促进移动业务与IP业务的融合。

(3)信息个人化是下世纪初信息业进一步发展的主要方向之一。而移动IP正是实现未来信息个人化的重要技术手段,在手机上实现各种IP应用以及移动IP技术正逐步成为人们关注的焦点之一。移动智能网技术与IP技术的组合将进一步推动全球个人通信的趋势。

(4)移动通信网络结构正在经历一场深刻的变革,随着网络中数据业务量主导地位的形成,现有电路交换网络向IP网络过渡的趋势已不可阻挡,IP技术将成为未来网络的核心关键技术,IP协议将成为电信网的主导通信协议。随着移动通信通用分组无线业务(GPRS)的引入,用户将在端到端分组传输模式下发送和接收数据,打破传统的数据接入接式。以IP为基础组网,开始了移动骨干网IP应用的实践。

4、无线通信技术在数字社区中的应用

无线通信技术的发展为实现数字化社区提供了有力的保证,数字化社区提供了有力的保证。数字化社区的特点是信息的交流非常的广泛和方便,无论是实验室、办公室还是家庭,计算机及其外设的应用越来越普及,社区中的设备也都有电脑控制。如果它们之间的通信仍然采用有线方式的话,这将给使用带来很大的不便。Bluetooth技术为我们建立一个全无线的工作环境和生活环境,Bluetooth标准已制定了和计算机以及与Internet、PSTN、ISDN(IntegratedServicesDigitalNetwork)、LAN、WAN、xDSL(xDigitalsubscriberloop)等网络的接口协议,其目标是用单一的Bluetooth标准来建立起和众多国际标准的连接。目前它用1Mb/s的速率已完全可以胜认这些工作,将来根据IEEE802.15的发展计划,可以将速率提高到20Mb/s以上。我们可以使用无线电缆来连接办公室和家庭中的电子设备,甚至包括键盘、鼠标等也采用无线传输。我们拥有一个无线公务包,以便携计算机和掌上计算机为代表,采用无线方式和其他设备或网络相连接,使我们拥有一个可流动的办公室。

Internet和移动通信的迅速发展,使人们对电脑以外的各种数据源和网络服务的需求日益增长。数字照相机、数字摄像机等设备装上Bluetooth系统,既可免去使用电缆的不便,又不可不受内存溢出的困扰,随时随地可将所摄图片或影像通过同样装上Bluetooth系统的手机或其他设备传回指定的计算机中。PDA(PersonalDigitalAssistant)装上Bluetooth系统后,采用无线方式收、发E-mail甚至浏览网页将更为方便。Bluetooth的硬件电路可以做到微型化,在Headset上应用非常合适。装上Bluetooth系统的Headset可以使它和手机进行无线连接,也可以使人在小范围内自由走动地打电话、收听音乐,在较大的范围内召开电话会议。微型化、低功耗和低成本的特性给Bluetooth在人们日常生活中的应用开拓了近乎无限的空间。例如,Bluetooth构成的无线电电子锁比其它非接触式电子锁或IC锁具有更高的安全性和适用性,各种无线电遥控器(特别是汽车防盗和遥控)比红外线遥控器的功能更强大,在餐馆酒楼用膳时菜单的双向无线传输或招呼服务员提供指定的服务(如添茶、加饮料等)将更为方便等。利用蓝牙做出来的传感器可以随时监视家庭中的冰箱存量的变化,从而随时反映出用户所需要的物品,如果再连接到Internet上的话,可以实现网上购物。

数字通信技术第6篇

随着多业务传输平台技术(mstp)逐步成熟并在城域网中得到推广,我国的“三网合一”通信网络的建设已提上日程。目前数字通信网络技术可概括为两类:移动通信技术和永久链路通信网络技术。在光纤端口不能与终端设备实现连接的前提下,通信电缆将承担着支持上述通信技术的综合业务。采用屏蔽技术的数字通信电缆凭借对电磁场的优化,可以支持0—65ghz频段的通信,使通信电缆在“光进铜退”的时代背景下依然应用于大容量、高频率、高速率的下一代通信网络。

一、屏蔽技术及应用原理

屏蔽可有效地抵制以场的形式造成的干扰。屏蔽的原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用,而这些作用是与屏蔽结构表面上和屏蔽体内感生的电荷、电流和极化现象密切相关。

按屏蔽的作用原理,电缆屏蔽可分为静电屏蔽、静磁屏蔽和电磁屏蔽等三种形式。静电屏蔽的作用是使电场终止于屏蔽的金属表面,并将电荷送人大地;静磁屏蔽的作用是使磁场限于屏蔽体内;电磁屏蔽的作用原理是电磁波在屏蔽体表面上的反射现象,以及屏蔽金属厚度内高频能量的衰减。

二、各种屏蔽结构的优缺点

(1) 单层铜丝编织。采用这种结构的电缆柔软性好,但抗干扰能力较差,生产效率低,用铜量高,导致成本也高。

(2) 铝塑复合薄膜和单层铜丝编织。其优点是电缆抗干扰能力强,柔软性好;但缺点是编织速度慢、生产效率低用铜量高,成本高,而且电缆单位长度的重量重,不利于安装施工。

(3) 一层铝塑复合薄膜和一根排流铜导线。其优点是电缆轻,柔软,安装方便。但屏蔽性能还不太理想,尤其随着时间推移或其他原因,由于排流导线与铝层接触电阻变化或铝塑复合薄膜定型不理想,往往会引起屏蔽效能的下降。故长期本文由收集整理使用可靠性差。

(4) 单层铝塑复合薄膜和稀疏编织铜编织层。相对于上述第2种结构(编织密度高编织层)而言,其优点是生产率可成倍提高,生产成本可大幅度下降,生产过程易控制,具有较好的屏蔽效能(相对于第1、第3种结构)。

三、分析影响屏蔽电缆的选择和应用的各种因素

(一)频率范围

频率范围是设计电缆屏蔽时首先考虑的参数。频率范围关系到电缆及其连接器采用高频屏蔽还是低频屏蔽。在音频系统中,在50~60hz频段需要对用电设备屏蔽。对于射频或静电放电,则在几十兆甚至更高的频率范围内都要求设计良好的屏蔽系统。

(二)电路阻抗

低阻抗工作电路意味着存在大电流,而大电流本身会产生较强的磁场(电感较高);高阻抗工作电路意味着存在小电流,小电流本身会产生较强的电场(电容较高)。电路阻抗是选用屏蔽材料的另一个主要因素。

(三)电缆长度

电缆工作时最高传输频率的波长称为电缆传输波长。若在最高频率阶段,电缆的长度少于传输波长的二十分之一时采用低频屏蔽,但是若电缆长度大十传输波长的二十分之一,就需要采用高频屏蔽。可见,电缆在什么样的环境中以及如何接地都要受到电缆长度的影响。

四、数字通信电缆屏蔽技术的应用

(一)网状编织屏蔽

网状编织屏蔽在保持良好的柔韧性和抗挠寿命的同时,提供了超群的结构整体性。这种屏蔽对于降低低频电磁干扰是理想的选择。比起箔层屏蔽来说,网状编织屏蔽降低了环路阻抗。网状编织屏蔽在音频以及低频范围(0.03~10mhz)非常有效。通常,网状编织屏蔽覆盖越密,屏蔽效果就越好。

(二)组合屏蔽

组合屏蔽就是指采用多种屏蔽材料和屏蔽工艺的多层屏蔽。它们能够在整个频段实现最完善的屏蔽效果。箔层/网状编织屏蔽结合了箔层屏蔽磁场全覆盖与网状屏蔽整体性好、阻抗低等优点。组合屏蔽还有各种材料的箔层/网状/箔层、网状/网状或网状/螺旋等结构。

(三)接地保护

线路接地防护的目的是将过电压、电流的能量旁路入地,达到保护设备的效果。因此防护成功与否,还要看泻流是否有效,而泻流的成败,除了对防护器件的要求外,还要看接地系统的能力,所以接地也是电磁防护的重要内容。

为了提供能够长期保持低阻抗对地排流,地下部分接地体的设置应当考虑以下因素:土壤条件、接地体与土壤的接触面、接地信号的特性、接地体的长期效果。对于地上部分,应当考虑所设计的接地系统是固定的、连续的;所设计的载流量,应当满足所可能遭受的任何电流量;所设计的阻抗数值,应将地面上的建筑物或设备的电位,限定在规定的范围内。

(四)低频磁场

高导磁材料具有低磁阻,对磁通起着分路的作用,使得屏蔽体内部的磁场大为减弱。当干扰电磁波的频率较低时,可采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体外部,防止扩散到屏蔽内的空间。数据电缆屏蔽主要针对外来电磁干扰。当频率低于10 mhz时,几乎任何屏蔽编织网都能发挥很好的屏蔽作用。当频率高于10mhz时,就要选用转移阻抗低的屏蔽,且屏蔽覆盖要在95%以上,以减少电磁泄漏。

数字通信技术第7篇

前 言

虽然目前公众媒体将无线通信炒的很热,但这个领域从1897年马可尼成功演示无线电波开始,已经有超过一百年的历史。到1901年就实现了跨大西洋的无线接收,表明无线通信技术曾经有过一段快速发展时期。在之后的几十年中,众多的无线通信系统生生灭灭。

20世纪80年代以来,全球范围内移动无线通信得到了前所未有的发展,与第三代移动通信系统(3g)相比,未来移动通信系统的目标是,能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务。因此,未来无线移动通信系统应具有高的数据传输速度、高的频谱利用率、低功耗、灵活的业务支撑能力等。但无线通信是基于电磁波在自由空间的传播来实现信息传输的。信号在无线信道中传输时,无线频率资源受限、传输衰减、多径传播引起的频域选择性衰落、多普勒频移引起的时间选择性衰落以及角度扩展引起的空间选择性衰落等都使得无线链路的传输性能差。和有线通信相比,无线通信主要由两个新的问题。一是通信行道经常是随时间变化的,二是多个用户之间常常存在干扰。无线通信技术还需要克服时变性和干扰本文由论文联盟收集由于这个原因,无线通信中的信道建模以及调制编码方式都有所不同。

1.无线数字通信中盲源分离技术分析

盲源分离(bss:blind source separation),是信号处理中一个传统而又极具挑战性的问题,bss指仅从若干观测到的混合信号中恢复出无法直接观测的各个原始信号的过程,这里的“盲”,指源信号不可测,混合系统特性事先未知这两个方面。在科学研究和工程应用中,很多观测信号都可以看成是多个源信号的混合,所谓“鸡尾酒会”问题就是个典型的例子。其中独立分量分析ica(independent component analysis)是一种盲源信号分离方法,它已成为阵列信号处理和数据分析的有力工具,而bss比ica适用范围更宽。目前国内对盲信号分离问题的研究,在理论和应用方面取得了很大的进步,但是还有很多的问题有待进一步研究和解决。盲源分离是指在信号的理论模型和源信号无法精确获知的情况下,如何从混迭信号(观测信号)中分离出各源信号的过程。盲源分离和盲辨识是盲信号处理的两大类型。盲源分离的目的是求得源信号的最佳估计,盲辨识的目的是求得传输通道混合矩阵。盲源信号分离是一种功能强大的信号处理方法,在生物医学信号处理,阵列信号处理,语音信号识别,图像处理及移动通信等领域得到了广泛的应用。

根据源信号在传输信道中的混合方式不同,盲源分离算法分为以下三种模型:线性瞬时混合模型、线性卷积混合模型以及非线性混合模型。

1.1 线性瞬时混合盲源分离

线性瞬时混合盲源分离技术是一项产生、研究最早,最为简单,理论较为完善,算法种类多的一种盲源分离技术,该技术的分离效果、分离性能会受到信噪比的影响。盲源分离理论是由鸡尾酒会效应而被人们提出的,鸡尾酒会效应指的是鸡尾酒会上,有音乐声、谈话声、脚步 声、酒杯餐具的碰撞声等,当某人的注意集中于欣赏音乐或别人的谈话,对周围的嘈杂声音充耳不闻时,若在另一处有人提到他的名字,他会立即有所反应,或者朝 说话人望去,或者注意说话人下面说的话等。该效应实际上是听觉系统的一种适应能力。当盲源分离理论提出后很快就形成了线性瞬时混合模型。线性瞬时混合盲源分离技术是对线性无记忆系统的反应,它是将n个源信号在线性瞬时取值混合后,由多个传感器进行接收的分离模型。

20世纪八、九十年代是盲源技术迅猛发展的时期,在1986年由法国和美国学者共同完了将两个相互独立的源信号进行混合后实现盲源分离的工作,这一工作的成功开启了盲源分离技术的发展和完善。在随后的数十年里对盲源技术的研究和创新不断加深,在基础理论的下不断有新的算法被提出和运用,但先前的算法不能够完成对两个以上源信号的分离;之后在1991年,法国学者首次将神经网络技术应用到盲源分离问题当中,为盲源分离提出了一个比较完整的数学框架。到了1995年在神经网络技术基础上盲源分离技术有了突破性的进展,一种最大化的随机梯度学习算法可以做到同时分辨出10人的语音,大大推动了盲源分离技术的发展进程。

1.2 线性卷积混合盲源分离

相比瞬时混合盲源分离模型来说,卷积混合盲源分离模型更加复杂。在线性瞬时混合盲源分离技术不断发展应用的同时,应用中也有无法准确估计源信号的问题出现。常见的是在通信系统中的问题,通信系统中由于移动客户在使用过程中具有移动性,移动用户周围散射体会发生相对运动,或是交通工具发生的运动都会使得源信号在通信环境中出现时间延迟的现象,同时还造成信号叠加,产生多径传输。正是因为这样问题的出现,使得观测信号成为源信号与系统冲激响应的卷积,所以研究学者将信道环境抽象成为线性卷积混合盲源分离模型。线性卷积混合盲源分离模型按照其信号处理空间域的不同可分为时域、频域和子空间方法。

1.3 非线性混合盲源分离

非线性混合盲源分离技术是盲源分离技术中发展、研究最晚的一项,许多理论和算法都还不算成熟和完善。在卫星移动通信系统中或是麦克风录音时,都会由于乘性噪声、放大器饱和等因素的影响造成非线性失真。为此,就要考虑非线性混合盲源分离模型。非线性混合模型按照混合形式的不同可分为交叉非线性混合、卷积后非线性混合和线性后非线性混合模型三种类型。在最近几年里非线性混合盲源分离技术受到社会各界的广泛关注,特别是后非线性混合模型。目前后非线性混合盲源分离算法中主要有参数化方法、非参数化方法、高斯化方法来抵消和补偿非线性特征。

2.无线通信技术中的盲源分离技术

在无线通信系统中通信信号的信号特性参数复杂多变,实现盲源分离算法主要要依据高阶累积量和峭度两类参数。如图一所示,这是几个常见的通信信号高阶累积量。

在所有的通信系统中,接收设备处总是会出现白色或是有色的高斯噪声,以高阶累积量为准则的盲源分离技术在处理这一问题时稳定性较强,更重要的是对不可忽略的加性高斯白噪声分离算法同时适用。因此,由高阶累积量为准则的盲源分离算法在通信系统中优势明显。

分离的另一个判据就是峭度,它是反映某个信号概率密度函数分布情况与高斯分布的偏离程度的函数。峭度是由信号的高阶累积量定义而来的,是度量信号概率密度分布非高斯性大小的量值。

数字通信技术第8篇

关键词:通信设备 数字技术 铁路信号技术 促进

中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)04(c)-0020-02

我国自开展现代化建设以来,社会不断向前迈进,科学技术水平也愈见增长。我国铁路运输已经逐步实现了提速、重载以及车站、区间和列车联合控制的一体化运行等各种目标,然而仍存在长足的发展空间,其现代化、智能化、自动化还需要通过新兴的通信设备以及数字技术的科学结合来达成。

1 铁路信号技术以及通信设备、数字技术的概念

1.1 铁路信号技术的定义

铁路信号具体来讲是指利用一些指定的物体和设备等等使铁路的行车人员了解相关车辆的运行条件、行车设备的状态以及接收行车指令信息,通常采用灯等易识别的物品,通过改变其颜色、数量、形态或位置来传达信息,或是直接用仪表、音响设备等器械来传达。铁路信号技术的良好发展能够提高铁路的车站、区间通过能力,并且提高铁路员工工作效率,从而达到增加铁路经济效益的目标。

1.2 通信设备的定义及分类

通信设备,即Industrial Commun ication Device,包括有线通讯设备和无线通讯设备,主要用于工控环境。有线通讯设备包括路由器、光端机、交换机、modem、PCM等设备,主要解决工业现场的串口通讯、专业总线型的通讯、工业以太网的通讯以及各种通讯协议之间相互的转换;而无线通讯设备则包括无线网卡、无线网桥、无线AP、天线、无线避雷器等等设备。

1.3 数字技术的定义

数字技术,即Digital Technology,是指利用相关设备将图、文、声、像等各种信息转化成电子计算机能够识别的二进制数字0与1之后,再进行加工、储存、发送、传递、还原的一种现代技术,是同电子计算机相辅相成的一项科学技术。

2 我国铁路信号技术的发展进程和通信数字化

2.1 我国铁路信号技术的发展历程

随着我国铁路运输不断提速,铁路信号技术也有相应的变化、进步。

铁路运输的最初阶段主要采用人工闭塞的形式,通信设备制式杂乱无章,信号显示无法统一,通信装备少、技术水平也比较低下。

而改革开放为铁路信号技术的迅速发展提供了一定的机遇,使铁路制式的人工闭塞逐渐由半自动闭塞、三显示自动闭塞、四显示、多显示自动闭塞乃至准移动闭塞所取代,ZPW-2000系列轨道电路已经成为全路统一的轨道电路制式,与区间同制式的轨道在站内得以应用;现在营业线上的机车信号已经基本上都配置成功了,接近连续式和连续式机车信号都在迅速发展中,列车的超速防护系统也在部分区间进行了科学的试验;不同速度等级的ATP设备相继安装至CRH动车组,车载设备向更安全发展,比如CRH-200H、CRH-200C、CRH-300H、CRH-300S、CRH-300T等等;在一些大站以及主要干线的中间站上,车站联锁已逐步实现继电集中化,所研发出的不同型号的全电子式微机联锁也已经在现场逐步推广应用中;高速铁路上逐渐全面地采用调度集中系统,综合调度系统技术也正在推进;DMIS一期工程已经到了竣工阶段,这说明行车指挥现代化已经进入了实质阶段;提速道岔分动外锁闭转换设备已经上道应用了,这就基本保障了提速列车能够安全运行及提高过岔速度;CTCS-2、CTCS-3级列控系统已广泛应用于客运专线和高速铁路建设中,同系统相应的配套设备也都已经成功上道,如列控中心、临时限速服务器、无线闭塞中心RBC等;交流外锁闭转辙设备成为主要应用产品,如700K、ZDJ9、ZYJ7等;信号监测系统正在向集中化、智能化、网络化发展。迄今为止,我国铁路信号技术已经接近工业发达国家,而若要超过他们则需要进一步的努力,并且尤其需要在通信设备的数字化上更加下功夫。

2.2 通信设备与数字技术的结合对于我国铁路运输信号技术的促进意义

促进铁路运输的不断发展,使其达到提速、重载的目标,通信设备硬件质量和技术水平在其中起到了举足轻重的作用,是铁路信号技术的重要支撑。这一点在我国青藏线ITCS中GPS、高铁CTCS-3中GSM-R已然得到了充分的证明。为了促进铁路信号技术的发展,我们需要全面引进计算机技术,充分利用计算机的高速分析计算功能,而数字信号处理技术(DSP,Digital Signal Processing)就在此时适时出现了。

以往我国铁路运输中的信号技术不够纯熟,通信设备也不够高端,主要依托轨道电路来传达信息,在安全保障以及工作效率等方面还存在许多问题。

自21世纪起,在铁路运输的信号工作中就开始充分运用计算机设备和网络通讯技术,与早前的简单设备和模拟信号处理技术相比较而言,通信设备网络化、数字化的可靠性及实时性显然更高,通信质量更高,传播距离更长,保密性更强,设备更加小型化,运算精度以及抗干扰性能更加优化,功能也更多。现在铁路管理中数字化的通信系统具有集中管理、远程维护、故障自动诊断、自动切换等功能,还可以自动记录相关信息;不仅能够满足当前铁路调度、指挥的需求,还可以开展环境监测、电源检测及预留容量空间等工作;不仅能够实现全双工通信,还可以进行有效回波抑制、AGC自动增益控制、自行适应线路条件等,能够确保通信系统在强噪音环境之中正常运行;在拓扑结构之中的数字通信系统拥有数字环自愈保护功能,当采用网型网和环形网的时候,能保证数字环任意一处的断开都不会对系统的正常运行产生影响;数字通信系统还具有一定的兼容性,同有些区段仍在运行的模拟通信设备能够兼容,使数字通信方式和模拟通信方式能够起到互相备用的作用。

铁路信号技术中专用通信设备的数字化是铁路通信发展的必然趋势。通信设备数字化的根本原理即为将通信设备与数字技术结合起来运行,主要形式为把先进的计算机软件运用于列车的运行控制系统中,以将现代化的铁路通信设备与数字化控制系统科学地组合起来,从而达到建立新型信号操作系统开发平台的目的,最终促进铁路信号技术的充分发展。

3 通信设备与数字技术结合的发展趋势

虽然由于社会经济的发展速度越来越快以及铁路运输的需求压力越来越大,使对列车运营的速度和安全性的要求也越来越高,然而因为我国现代科学技术水平不断提高,使我国铁路信号技术也足以保障铁路运输的高效率、安全性。铁路信号技术的网络化能够保障铁路运输的安全运营及集中调度,依托高端的计算机网络技术,通过将现代化通讯设备与数字控制技术有效结合,促进铁路信号技术系统全面实现智能化、网络化、信息化。随着通信设备与数字技术结合的新发展,铁路信号技术中将陆续引入各种高新技术,包括ZFFT(ZOOM-FFT)、小波信号处理技术、现代谱分析技术等等。

3.1 通信设备与数字技术结合的智能化

智能化主要体现在两个方面,一是系统智能化,二是控制设备智能化。系统智能化是指铁路高层管理部门依托先进的计算机设备,依据铁路运输系统的自身实况来科学合理地控制列车的运行,优化铁路的整体通信技术系统,从而使铁路运输得到整体控制、科学管理;而控制设备的智能化则指建立高效能的执行机构,使其精确、迅速地获取道路指挥者所需信息,并且依据信息来指挥、控制列车的运营。

3.2 通信设备与数字技术结合的网络化

现代化的铁路通信技术不再是仅仅把各种通讯设备进行简单组合,信号技术系统内部的各项要素在各自独立进行工作的基础上还互相联系沟通、交换实时信息,共同组建功能完善、层次分明的铁路运输网络化结构及控制系统。铁路通信网络化便于运输指挥者迅速地、全面地获取辖区内的各种实时信息,从而下达正确、及时的指令,灵活配置系统资源,以保障信号系统的安全、高效工作,保证铁路运输和行车安全。

3.3 通信设备与数字技术结合的信息化

铁路信号技术发展的必然趋势即为以信息化带动铁路产业现代化。全面、有效、精准地获取交通线路上的各种信息才能够保证高速列车能够安全运营,现代铁路信号系统正在将各种先进的通信设备和通信技术投入使用中,比如光纤、无线、卫星通信与定位技术等。

在铁路通信技术未来的发展中,还需要提高数字通信设备的质量水平并优化其功能;进一步完善数字技术体系和技术标准;围绕优化数字通信系统以及提高信号设备的安全完整性等级(SIL)等方面进行相关的探究;通过创新数字技术或是引进、消化、国产化国际技术的方式,对不同等级的数字信号技术设备进行改善更新;发展联锁、闭塞和列车运营管理一体化技术;采用北斗卫星定位技术和云计算等先进技术来促进铁路的信号技术数字化发展;发展信号动静态检测、监控及智能分析技术等。

4 结语

总而言之,我国铁路的信号技术随着铁路的发展进程也在不断发生变化,并且达成了将列车、区间、车站三者共同控制的高效运作模式。而通过铁路通信设备与数字技术的结合,也促进了行车调度指挥自动化等技术领域的革新,让过去控制分散、功能单调以及通信信号相对独立的情况不再出现,从而使铁路信号技术逐渐趋向智能化、网络化、数字化,铁路操作系统亦更加完善。

参考文献

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[2] 王蕊.铁路信号问题及对策研究[J].科技致富向导,2011(6).

[3] 杨杰.基于安全运行的铁路信号系统影响因素分析[J].科技资讯,2013(31).