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通信信号技术(合集7篇)

时间:2023-10-12 09:38:51
通信信号技术

通信信号技术第1篇

通信技术中微波信号传输主要是通过电磁波的形式来进行通信,微波信号光纤传输技术在应用的过程中也可以分为几种不同的模式,其中包括了外调制模式以及直接调制模式两种,通过微波信号之间匹配的调制以及电频输出等就可以实现微波信号的远距离传输,而目前在微波信号光线传输的应用中,这种传输方式也相对较为方便快捷,并且也有着很强的经济性和实用性。

1.1激光器降噪技术

目前电光转换器在运行时会出现很大程度的噪音,而噪音的存在也会对通信质量产生很大的影响,因此我们也必须要对噪音进行控制,并且保证链路的噪音在10~25dB之间,这样也才能够更好的保证系统的稳定运行。降噪技术的应用可以通过自动功率控制技术以及自动温度控制装置对稳定的影响来加以有效的控制,这样就可以在保证系统稳定运行的前提下最大限度的降低噪音;同时还可以采用降低链路光反射的方法来进行降噪,这种方法也可以有效的避免反射所产生的不利影响,通过溶解光接口以及光纤活动接口等来对链路的光反射进行调整,从而降低光反射的差值,这样也可以更好的使噪声的系数控制在一起的范围内。

1.2“SBS”阈值控制技术

这种控制技术是在输出光波的波长大于1550mm波长时,系统噪声、非线性逐渐恶化。在采用阈值的产生与激光器光功率太强、输出光谱较窄、波长太长有着直接联系,使光信号传输距离拉长。光谱过于狭窄使色散影响降低,使波长损耗大幅度降低,进一步增加光功率的总传输距离。但是,由于光谱过于狭窄,光功率太强,波长太长等多种因素与光线自身的非线性特征产生矛盾,使“SBS”阈值出现相应问题。系统噪声、非线性出现一定程度的恶化后,系统频谱会出现极为杂散且密度较高的噪声信号,该类信号超出了相关要求和标准。针对“SBS”阈值的控制情况来看,首当其冲的是电光调制器的使用和处理,进而拓宽输出光谱宽度,实现光信号最大距离的传输。

1.3预失真补偿技术

若光电调制器、动态范围等不符合各项参数要求,则会造成微波信号失真。电光转换器以预失真补偿技术为支撑,在微波激光器作用下为传输系统提供OIP2、OIP3、SFDR等指标。现阶段,预失真补偿技术主要是指在相应频段产生二阶、三阶、偶数阶、奇数阶等信号的一种技术,这些信号与非线性失真信号的大小相等、相位相反,可相互抵消,从而将传输的高线信提高。

2微波信号光纤传输技术的应用

微波信号的应用有着范围光的特点,对灵敏度以及抗饱和特征要求较高的信号传输也可以更好的保证其安全性。由于微波信号受到电磁的干扰相对较小,这样其工作的稳定性也会相应有所提高。此外,微波信号光纤传输技术的应用成本相对较低,所采用的信号传输能够更好的图片传输距离的限制,并且在针对通信系统以及侦测系统的应用上也有着较好的隐蔽性,这样也就可以更好的发挥微波信号光纤通信传输技术的应用特点,而不会受到多种不利因素的限制。

2.1在信号传输中应用

就目前来看微波信号光纤传输技术在应用的过程中可以更好的避免安装天线的地点限制,并且在不同的情况下微博光线信号的质量也相对较高,无论在何种条件下都可以安装天线,这样既保证了信号的质量也最大限度的发挥了微波信号光纤传输技术稳定性的特点。同时,将变频器、数据处理器、调节器等设备安装完成后,数据处理也更加方便快捷,人们的使用的过程中也减少了很多的麻烦。

2.2微波信号光纤通信技术在移动通信中应用

移动网络技术发展至今,无论是3G还是4G通信对于传输系统都有着较高的要求,而微波传输信号光纤技术能够为其提供更加灵活以及便捷的使用要求,并且在很多的场所都可以提供更加高质量的通信信号,因此我们采用建筑内安装分布式的天线和基站也有助于更好的提高信号的覆盖面积,这样也可以在整体上达到移动通信的基本使用要求。

2.3微波信号光纤传输技术在数据连接中的应用

微波信号光纤传输可以通过光缆来承载多芯光纤,这样在进行数据连接的过程中,光缆也可以为其提供相应的保护,并且也不会受到电磁的信号干扰。而采用光缆线路也有利于降低工程的建设成本,相比以往的铜缆以及同轴电缆等有着非常明显的优势。另外,应用雷达中的微波信号光线传输技术也能够更好的提高信号传输的稳定性、准确性。

3结语

从上述内容中也可以看出,目前微波信号光纤传输技术在应用的过程中无论是何种类型都表现出了非常好的应用效果,并且作为一种新型的通信技术,也受到了人们的普遍认可。因此我们也需要加强对微波信号光线传输技术的重视,并且充分的加强对微波信号光纤传输技术的应用质量以及发挥其优势,这样也才能够更好的实现各类信号不同距离的有效传播,而微波信号光纤传输技术的广泛应用也能够为我国通信事业的发展提供更加坚实的基础。

作者:李祺锋 贾延彬 郭林丽 韩冰 单位:中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司

参考文献:

通信信号技术第2篇

英文名称:Railway Signalling & Communication Engineering

主管单位:铁道部

主办单位:北京全路通信信号研究设计院

出版周期:双月刊

出版地址:北京市

种:中文

本:16开

国际刊号:1673-4440

国内刊号:11-5423/U

邮发代号:

发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1979

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通信信号技术第3篇

关键词: 信号源; 单通道; 多通道; 锁相

中图分类号: TN911.8?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2016)07?0063?03

Abstract: To utilize the multichannel signal source in the laboratory condition of only having single channel signal sour?ces, the method of how to use some single channel signal sources to constitute the multichannel signal source is researched. An implementation scheme using some single channel signal sources to constitute the multichannel signal source is proposed. The connection mode among the instruments are described and tested to analyze the merits of the proposed scheme. According to the experimental results, the relationship of phase difference and frequency among the multiple output signals is obtained when the multichannel signal source is applied. On this basis, the final implementation scheme is determined to realize the multichannel signal source constituted of some single channel sources.

Keywords: signal source; single channel; multichannel; phase locked

0 引 言

信号源是一种能产生多种不同信号的电子仪器,是工业生产和电工、电子实验室经常使用的电子仪器之一。为了能以合理价格提供最大的性能,测试设备制造商设计了大量单通道信号源,单通道源能满足工程师基本应用的需要,但经常也会遇到需要频率和相位锁定的多个源通道的挑战。在工程师需要多通道时,通常办法还是购买单通道源,把多台单通道源联用,而不是把有限的预算花在一台多通道仪器上。

在信号发生器说明手册中,给出了单通道源构成多通道源的方式,但这种方式无法使多通道源的所有输出通道都产生连续的波形,而是只能产生有限的脉冲串。本文在此基础上进行多次实验,提出了一种可以使由多台单通道源构成的多通道源输出连续的波形的实现方案。

1 信号发生器的原理

信号发生器的主要部件由频率产生单元、调制单元、缓冲放大单元和衰减输出单元等部分组成。其中频率产生单元是信号发生器的基础和核心。目前的中高端信号发生器频率产生单元采用了先进的DDS频率合成技术,具有频率输出稳定度高、频率合成范围宽、信号频谱合成度高等优点[1]。

DDS技术是一种通过DAC将数字量信号转换成模拟量信号的合成技术。DDS技术是利用高速存储器作查询表,然后通过高速DAC平滑产生正弦波,正弦输出的DDS原理框图如图1所示。图中,系统时钟由高稳定度的晶振提供,用于DDS中各期间的同步。DDS工作时,频率控制字(FCW)K在每个时钟周期内与相位累加器累加一次,得到的相位值在每个时钟周期内以二进制码的形式去寻址正弦查询表ROM,将相位信息转变成它相应的数字化正弦幅度值,ROM输出的数字化波形序列再经DAC得到模拟输出,DAC输出的阶梯波再通过低通滤波器(LPF)平滑后得到一个纯净的正弦信号。当DDS中的相位累加器计数大于[2N]时,累加器自动溢出,保留后面的[N]比特数字于累加器中,即相当于做[2N]的模余运算,相位累加器平均每[2NK]个时钟周期溢出一次。整个DDS系统输出一个正弦波[2?6]。

2 构成多通道源需要解决的问题

构成多通道源的难点主要有两个:一是不同仪器输出信号间相位的锁定,相位锁定的信号间保持彼此间恒定的相位偏移,并且没有漂移;二是使不同仪器输出信号的相位差保持为0°。

多通道源的主要优点是多路信号由同样的时钟源产生,因此多路信号之间能够进行锁相,而多台单通道源之间的时钟源不同,因此不同仪器输出的波形之间的相位会不停的漂移。因此构成多通道源,就需要一个称为“外基准”的公共时钟信号[7?8]。通过选取公共时钟信号,两台信号发生器之间进行了锁相,此时可以手动调节两台仪器输出波形之间的相位差,直到两路信号相位差为0°。但也可以通过选取公共触发信号同时触发两台仪器,使输出信号之间的相位差[9?10]自动保持为0°,本文就以后一种方式进行研究。

3 两台双通道信号源构成三通道信号源的方法

由于身边仪器所限,本文实验所用仪器为一台Keysight公司生产的33600A双通道信号发生器和一台Agilent公司生产的33522A双通道信号发生器,利用这两台双通道源来构成三通道源。由单通道源构成多通道源的原理与方法与此相同。

3.1 公共时钟信号的选取

在两台仪器的后面板均可以看到有10 MHz In和10 MHz Out两个BNC端口,其中的10 MHz Out可以输出本台仪器的时钟信号,相应的10 MHz In可以接收来自外部的时钟信号。将33600A的10 MHz Out通过BNC电缆接33522A的10 MHz In,并且在33600A的前面板设置所用时钟源为内部时钟源,在33522A的前面板设置所用时钟源为外部时钟源。这样就完成了公共时钟信号的选取,即两台仪器共用了33600A的时钟信号。

3.2 公共触发信号的选取

两台仪器后面板均有EXT Trig BNC端口,EXT Trig 端口可以通过前面板设置为输入或者输出。设置为输入时则仪器可以接收外部的触发信号;设置为输出时则仪器可以输出触发信号。仪器说明手册给出的选取公共触发信号的方式是将两台仪器的EXT Trig接口连接在一起,并通过前面板的设置实现两台仪器的公共触发,但这种方式的缺点在于只能输出有限的脉冲串,当需要连续信号时则无法实现。本文经过研究对此方式进行了改进,实现了连续信号的输出。

实现上述输出的方式是利用一台仪器的同步输出端输出信号到另一台仪器的EXT Trig 接口(同步输出端输出的信号是占空比为50%的方波信号,可以提供准确的上升沿或下降沿)。本文中用33600A的同步输出端输出信号到33522A的EXT Trig 端口,并在33522A的前面板设置其通道的输出模式为burst模式,触发源设置为外部触发源。

4 测试结果及分析

按照上面所述连接好仪器,将两台信号发生器的4个通道分别接到示波器的4个通道(所用示波器为lecroy示波器,共有4个可输入通道),连接如图2所示。

图2中,33600A的1通道连接到示波器的1通道,输出正弦信号;33522A的2通道连接到示波器的2通道,初始相位设置为默认的0°,期望输出与1通道同频同相的信号;33522A的3通道连接到示波器的3通道,初始相位设为-35°,期望输出与1通道同频不同相的信号。本文选取了1 kHz,5 kHz,10 kHz,50 kHz,100 kHz, 500 kHz,1 MHz这些点来测试是否能够实现上述输出信号。测试结果如表1所示。表中,[C1,C2,C3]是指示波器的1,2,3通道;PC1,C2,PC1,C3,PC2,C3 指通道之间的相位差。由于[PC1,C3=PC1,C2+PC2,C3,]而[PC2,C3]是一个恒定不变的值。下面只对[C1,C2]之间相位差与频率的关系进行分析。

[C1,C2]之间相位差与频率之间的折线图如图3所示。

由于空间所限,折线图的横坐标没有按照等差递增的关系来设置。从图3可以看到在1 kHz以内,[C1,C2]之间的相位差趋近于0°,在1~10 kHz,10~100 kHz,100 kHz~1 MHz三个频率段,[C1,C2]之间的相位差与频率均表现出明显的线性关系。

为了确定[k]值是否会因仪器的不同而不同,继续进行如下的实验:用另一台33600A取代33522A,其余条件不变进行测试,测试结果如表2所示。

通过上述测试分析,可以得出:

(1) 可以非常好地实现两台仪器输出波形之间的相位锁定。

(2) 在低频(1 kHz以内)时,两台仪器输出信号间的相位差值为0°;当频率升高(1 kHz~1 MHz)时,随着频率的升高两台仪器输出波形之间的相位差出现一定偏差。

(3) 当频率升高(1 kHz~1 MHz)时,两台仪器输出波形之间的相位差随着频率的升高表现出线性变化,可以用公式[y=kx+b]来表示,其中的系数[k]随着所用仪器的不同而不同。

通过上述测试,已经得出多通道信号之间相位随着频率的变化关系。在实际应用中,可以利用计算机实现对仪器的远程控制,并在上位机的程序中加入对相位的人为修正,实现在所有频率上多个通道输出信号间的相位差保持为0°。

5 结 论

本文对用单通道源构成多通道源进行了探索研究,提出了一种实现的方法,并对此方法进行了测试分析。测试结果表明,可以很好地实现多通道信号之间的相位锁定;利用计算机远程控制,在上位机程序中进行适当的人为修正,多通道输出信号之间相位差为0°也可以很好的实现。在工程师需要多通道源,而又没有多通道源时,本文的研究成果为工程师们提供了一种切实可行的方式来获得多通道源,在实际应用中具有重要的意义。

参考文献

[1] 王永疆.信号发生器的原理与使用[J].家电检修技术,2006(4):42?44.

[2] 汤兵兵.基于DDS技术的信号发生器设计与实现[D].南昌:南昌大学,2015.

[3] 钱永青.基于DDS技术正弦信号发生器的设计[J].现代电子技术,2008,31(21):104?105.

[4] 石雄.直接数字频率合成技术的研究与应用[D].武汉:华中科技大学,2007.

[5] WEI Li, ZHANG Jinbo. Research of parameter adjustable harmonic signal generator based on DDS [C]// Proceedings of 2008 ISECS International Colloquium on Computing, Communication, Control, and Management. [S.l.]: ISECS, 2008: 88?91.

[6] DU Y H, OUYANG Q R. Fast frequency hopping signal gene?rator based on DDS [J]. Advanced materials research, 2011, 142: 162?165.

[7] 马秋.浅谈锁相环在信号发生器中的应用[J].山东工业技术,2014(22):270.

[8] SINGHAL A, MADHU C, KUMAR V. Designs of all digital phase locked loop [C]// Proceedings of 2014 Recent Advances in Engineering and Computational Sciences. Chandigarh: IEEE, 2014: 1?5.

通信信号技术第4篇

【关键词】铁路通信信号;一体化技术;发展

前言:近年来,我国的铁路建设得到了快速的发展,信号控制技术也不断的向前发展,发展为网络化、智能化,在信号系统中,广泛的应用了通信技术,促使通信和信号的融合,而将通信和信号作为有机的整体进行研究及设计就是通信信号一体化技术。通信信号一体化技术具有很多的优点,可以提高传输的可靠性,提升运输效率,增加传输信息量,降低工程投资和生存期成本,具有较高的通用性和灵活性。

一、通信信号设备现状

(一)机车信号与超速防护(ATP)

第一,轨道电路制式多。在当前的铁路通信系统中,通信的制式比较多,而且所采用的轨道电路制式也比较多,这种状态导致在传输信号时十分的混乱。第二,站内轨道电路电码化困难。站内电码化是一个过程,需要逐步的进行完善,不过在最初进行设计时,存在着许多的问题,比如兼容性差、协调性弱等。第三,站内干扰严重,站内轨道电路在工作时,经常会受到同频干扰、外界干扰等不同的干扰,从而导致电路经常问题。

(二)调度集中

目前,我国的铁路行业进行调度时,采用的方式为集中调度,这是一种传统的调度方式,效果并不理想,而且随着铁路现代化、信息化的发展,集中调度的方式已经不能满足铁路快速发展的需求。

(三)无线列调

第一,技术落后,在进行通信时利用模拟单信道,通信质量比较差,而且受到的干扰非常的严重;第二,能力饱和,我国现有的无线列调能力已经达到了饱和,因而无线列调就没有能力再进行列车控制、移动通信等业务;第三,效率低下,在专用系统中,各个部门在工作时,都是独立开展的,缺乏有效地沟通及联系性。

二、通信信号一体化的优势及其系统结构

(一)通信信号一体化的优势

与传统的轨道电路传送信号相比,通信信号一体化具有五大优势:第一,传输可靠性高,传统的轨道电路在传输信号时,传输者只管发送,接受者是否接到信号无法得知,而实现了一体化之后,有效的实现了双向通信,从而保证了信号传输的可靠性;第二,运输效率高,通信信号一体化采用的通信方式为无线通信,这样一来,在传送信号时,实现了移动自动闭塞,使运输效率得到了有效的提高,武县城在设备系统接收信息具有较高的实时性与准确性;第三,传输信息量大,传统的轨道电路在传输信号时,载体是铁轨,这种方式虽能传输的信息量比较小,随着列车速度与目的的不断增加,列车控制信号不断增加,而实现通信信号一体化之后,由于是无线通信,所能传输的信息量大增;第四,降低工程投资和生存期成本,信息传输的方式发生了改变之后,所需要进行的工程投资也相对减少,信息传输不再依赖轨道电路,设备主要集中在室内与机车上,从而实现了投资的降低与故障面的减少;第五,具体有通用性和灵活性,在系统中,只需要保持原有的设备就可以实现双向运行,这样有效的保证了系统的性能和安全,由于系统中采用的是通用组件,所有未来相互独立的子系统升级或者换代时不会对列产的控制产生影响。

(二)通信信号一体化的系统结构及关键技术

从广义上来说,信号系统主要包含四层,从高到低的顺序分别为:第一层,局(部)调度中心,该层的主要作用是进行宏观决策;第二层为分局(局)调度中心,在该层中,包含着许多的结构,主要有调度集中、电力调度、机车调度、车辆调度、设备维修中心;第三层为安全控制设备,主要的作用就是保证安全,车站联锁、道口安全控制等都设置在该层;第四层为最低层,现场的信号机、机车信号等都归属于该层。为了实现铁路通信信号一体化,信息系统的构成要通过四大部分来实现,这四大部分为综合调度中心子系统、列控车载子系统、车站联锁列控子系统、信号设备。

在进行通信的过程中,还需要用到相应的网络技术。在通信信号一体化系统技术中,包含着多种类型的技术,比如电力一体化技术、信息一体化技术、维护一体化技术等,不同的技术担负着不同的功能设计,保证着通信信号一体化系统的正常运行。首先,信息一体化技术。信息一体化指的是在铁路通信信号系统中的维护、控制、指挥、监测、管理等信息进行集合,依据信息的实时性、安全性选择不同的信息通道完成信息的传递过程,最终实现信息的集成共享,实现资源贡献最大化。其次,机房一体化技术。机房一体化指的是铁路通信信号系统在对设备布置的过程中要对设备进行全面、综合的考虑,不对设备进行区分。最后,维护一体化技术。维护一体化指的是铁路通信信号系统在创建之前要整体考虑电磁兼容、防电防雷等相关防护体系的运营情况。例如,在对电磁兼容、防电防雷等相关防护体系进行管理的过程中,其中一个子系统发出预警信息之后,可以将信息传递到整个的报警系统中,实现一体化管理。

(三)通信信号一体化的发展目标与必要性

随着计算机技术的不断发展,信号系统与网络技术都得到了进一步的完善,进一步促进了信号系统与信号系统、信号系统与通信系统、信号系统与信息化系统之间的重组与融合。在未来铁路通信信号系统的发展过程中,其主要的发展趋势主要包括数字化、智能化与网络化。网络技术尤其是信号专用逛网与移动无形通信在通信信号一体化中发挥着非常重要的作用,日本铁路信号专用光纤、欧洲铁路建设etcs系统都是通信信号一体化的典型代表。随着铁路的不断发展,铁路通信信号技术也出现了重大的变化,实现了车站、区间与列车控制的一体化,铁路通信信号及时之间呈现出了相互融合的趋势,打破了铁通信信号功能单一。控制分散的传统技术理念,进一步促进了铁路通信信号技术的一体化发展进程,实现了业务的综合管理。在外来铁路信号发展的过程中,通信信号一体化已经成为了重要的发展趋势,通过通信信号一体化实现通信息号系统整体效能的充分发挥,使其成为形成控制、调度指挥与信息管理、设备监控等多种功能相互同和的自动化系统。

结论:近年来,我国的铁路系统得到了快速的发展,逐渐的实现了现代化及信息化,在这个过程中,铁路信号的发展呈现出通信信号一体化的趋势。实际上,通信及信号是两个不同的概念,不过二者之间存在着不可分割的联系性,将二者融合在一起,实现一体化,有利于促进铁路系统更好的发展。当前,在铁路系统中使用的通信信号设备存在着一定的问题,影响了通信系统正常的发挥作用,而通过通信信号一体化系统的设计,将会很好的解决这些问题,保证铁路通信信号传输的可靠性及实时性。

参考文献:

[1]王永刚.浅谈铁路通信信号一体化技术[J].科技资讯,2010,(07):104.

通信信号技术第5篇

关键词:扩频技术;雷达信号分析;信号处理

雷达和通信是作战平台两个最重要的组成部分,对满足小型化、多功能化的现代化战争需求具有十分重要的现实意义。在现代军事领域中,扩频技术在导航系统、军事干扰系统等领域中得到了广泛的应用,取得了长足发展。扩频技术的应用在一定程度上能够保障在复杂电磁环境中的军事通信畅通无阻,从而促进了军事通信技术的发展。

1扩频通信技术的理论基础

通信雷达在探测获得目标参数后,需要将获得的参数传递给其他相关的参数控制设备。通常而言,目标参数的传递需要借助通信系统来完成。所以选择一种恰当的通信流程和工作方式对于雷达通信系统的正常工作十分重要。常规的雷达通信系统由三部分组成,即地面通信雷达、中间通信和其他相关设备等。雷达通信系统的运作流程可以概括为:首先,地面雷达对外发出探测信号,探测信号在遇到探测目标后,会产生回波,当地面雷达接收到回波信号时,需要对接收到的信号进行处理,对获得的具体参数进行计算,最终形成控制指令通过通信的方式发送至相关的处理设备,相关的处理设备对接受到的指令信号进行处理后,交由执行装置进行执行,最终完成整个预定的目标。扩频通信技术是一种利用频率更高的伪随机序列对信号基带中的有用信息进行调试,将经过调试后的频谱信号分布在一个带宽更高的频带中进行传播的通信技术。扩频通信技术的理论基础是香农公式。理论分析认为,可以采取用信道宽度换取信号噪声功率比的方式达到预定信道容量的要求。换言之,即便在低信号噪声功率比甚至是信号被噪声淹没的条件下,可以采用增大信道宽度的方式达到准确传输特定信号的目的。与常规的通信技术相比,扩频通信系统需要在信号的发送端添加扩频模块,而在信号的接受端需要增加解扩模块,两个新模块的加入在一定程度上提高了雷达通信系统的抗干扰能力现代化的军事作战需求对军事通信技术提出了较高的要求,在现代通信中,扩频技术得到了广泛应用。以扩频技术作为技术支撑的码多分址技术具有其较强的抗干扰、抗衰减等优良性能,可以进行多地址通信和实现低功率谱密度,成为了现代通信技术中基于扩频通信的技术典范。扩频通信技术可以分为直接序列扩频和跳变频率扩频两种。直接序列扩频通常采用的是将伪随机序列和原始信号作为模二加,在用一个伪随机序列表示信息码元,伪随机序列具有高码率的特征。之所以信号的频谱可以被扩展,是由于码片的速率较信息码元速率高很多的原因。同一个扩频码和接收信号在接收端处需要在进行一次是时域相乘,由于与扩频码的相关性不高,因此,在接收信号的存在的干扰和噪声可以看做是扩频,信号的功率被抑制。有用信号和同一个扩频码相乘两次可以还原为有用信号本身,同时信号能量重新在较窄的带宽能聚集、压缩,从而实现信号的解扩。跳变频率扩频则是将扩频码的载波频率变为不断变化的随机跳变。跳频方式亦可被视作一种载波按照一定规律变化的多频频移键控。调频频率系统的离散频率范围从几千到220,在跳频系统中,可以对扩频码选择不同的信道,这区别于直扩系统。

2扩频技术中扩频序列的同步

在雷达通信系统中,扩频序列的同步居于十分重要的位置,在扩频通信中,通常需要满足的同步包含两点,分别是一般的载波同步和扩频码的同步。目前,在扩频通信技术中较为广泛采用的接受同步法包括滑动相关捕获法、匹配滤波器捕获法和并行相关捕获法等方法。在这三种接受同步法中,滑动相关捕获法是一种相位匹配捕获法,通过滑动本地的伪码来搜寻所需的相位,直至出现所需的峰值信号,捕获成功。并行相位捕获法则是通过借助一个相关器,将多路的相关性计算结果传输至比较电路中,以相关性最大的电路作为成功的捕获电路。匹配滤波捕获器利用的是一个快速捕获器,通过对相关数据进行计算分析,由于匹配捕获器的频谱特性和输入信号的频谱特性完全一致,因此在雷达信号系统中被广泛使用。

3扩频信号系统的设计与调试

基于扩频技术的雷达通信系统扩频功能的实现需要结余扩频码序列对原始信号的频谱进行扩展。因此在信号发射机的上除了要有载波调制模块外,还需要有扩频信号的调制模块。新的组成结构对雷达通信系统提出了跟高的要求,而对于扩频信号系统的设计和调试工作主要集中在对于发送模块和接受模块两部分。发送模块的设计工作主要包括原始信息编码、扩频和调制三个方面。在雷达通信系统红,为了实现对数据信号扩频的目的,常用的做法是对扩频码序列和带发射信号相乘,得到扩频码比数据窄的时宽,实现扩频序列的频带高于数据序列。接收模块的设计工作主要包括信号带通采样、信号滤波器的设计、信号的解调和匹配滤波器四个方面的内容。滤波器是一个在接收系统中被多次使用的装置,一般而言,高性能的滤波器具有强大的IP功能,可以自动实现对系数对称性的发掘,从而达到减少资源浪费。采样后的数据进过滤波器后,通常会采用差分相干解调法对信号进行调试,最后交由匹配滤波器进行相位搜索。

4结束语

如前文所示,本文中对基于扩频技术下雷达通信信号处理的相关问题进行了深入细致的分析,通过对雷达通信系统的结构、扩频通信技术的相关理论技术、扩频序列的同步等技术进行研究,得到了扩频喜好系统的设计和调试方法,希望文本的研究结论可以进一步丰富对于扩频技术下雷达通信信号处理相关问题的认识。

参考文献

[1]张国强.扩频技术下雷达通信信号的处理策略研究[J].数字通信世界,2016(1).

[2]喻方惟.扩频技术下的雷达通信信号处理分析[J].通讯世界,2015(3):39-40.

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[7]陈华.某扩频通信系统信号处理单元的设计[J].长岭技术,2004(3):1-12.

通信信号技术第6篇

关键词 信息融合 通信技术 信号技术发展

铁路信号的发展水平是铁路现代化的一个重要标志。近年来,在运输市场激烈竞争的条件下,尤其发达国家铁路为实现提速、高速和重载运输,积极引进采用先进的新技术,大幅度提高了现代化通信信号设备的装备水平,新型技术系统不断出现。

一、故障-安全技术的发展

故障-安全技术的提高为高可靠和高安全的铁路信号系统的发展打下坚实的基础。随着计算机技术、微电子技术和新材料的发展,故障-安全技术得到了飞速发展。高可靠性、高安全性的故障―安全核心设备出现了“二取二”、“二乘二取二”和“三取二”等不同电子结构形式,其同步方式有软同步和硬同步。

二、数字信号处理的新技术应用和计算机网络技术的发展

随着铁路运输提速、重载的发展,全面引进计算机技术,利用计算机的高速分析计算功能,来提高信号设备的技术水平已非常紧迫。数字信号处理技术(DSP)的出现为铁路信号信息处理提供了很好的解决方法。

目前,我国的轨道电路的信号发送、接收以及机车信号的接收普通采用了数字信号处理技术。

铁路信号系统网络化是铁路运输综合调度指挥的基础。在网络化的基础上实现信息化、智能化,从而实现集中、智能管理。

近年来,我国铁路行业已成功地推广应用了原TMIS和DMIS(现称TDCS)等系统,在利用信息技术方面取得了长足的进步。具有代表性的列车调度指挥系统TDCS,以现代信息技术为基础,综合运用通信、信号、计算机网络、多媒体技术,建立了新型现代化运输调度指挥系统(铁道部、铁路局、基层信息采集网)。

三、通信技术与控制技术相结合

随着计算机技术、通信技术和控制技术的飞跃发展,向传统的以轨道电路作为信息传输媒体的列车运行控制系统提出了新的挑战。综合利用3C技术代替轨道电路技术,构成新型列车控制系统已成必然。

用3C技术代替轨道电路的核心是通信技术的应用,目前计算机和控制技术已经渗透到列控系统中,称为“基于通信的列车运行控制系统”(CBTC)。

如上所述,世界发达国家陆续试验的CBTC系统有ATCS、ARES、ASTREE、CARAT、FZB等。所有上述各类系统,均具有两个基本特点:

1.列车与地面之间有各种类型的无线双向通信。可分为连续式和点式的。其中又可分为短距离传输(指1m以内)和较长距离传输(远至几公里至几十公里)的移动通信。它们仍然保留闭塞分区,其中最简易方式CBTC仍采用固定的闭塞分区,但是闭塞分区的分隔点不是用轨道电路的机械绝缘节或电气绝缘节(如无绝缘轨道电路),而是用应答器或计轴器,或其他能传送无线信号的装置构成分隔点,这种简易形式仍然保留固定长度的闭塞分区(FAS,Fixed Aotoblock System),简称为 CBTC-MAS。

2.在CBTC中进一步发展的闭塞分区不是固定的,而是移动的,简称CBTC-MAS。被欧洲联盟采用的ERTMS/ETCS的2级和3级是当前CBTC的代表。ERTMS/ETCS经过多个试验项目的测试和认证后,进行了商业项目的建设。通信技术与控制技术的结合重新规划了铁路信号系统的结构与组成,为列车运行控制的未来发展开辟了新天地。

四、通信信号一体化

随着当代铁路的发展,铁路通信信号技术发生了重大变化,车站、区间和列车控制的一体化,铁路通信信号技术的相互融合,以及行车调度指挥自动化等技术,冲破了功能单一、控制分散、通信信号相对独立的传统技术理念,推动了铁路通信信号技术向数字化、智能化、网络化和一体化的方向发展。

从铁路信号系统纵向发展看,德国已经形成从LZB、FZB发展到ERTMS的发展趋势。LZB利用轨道电缆环线传输列车运行控制系统行车指令和速度指令机车信号,取消地面闭塞信号机,保留闭塞分区,列车按固定闭塞方式(即FAS)运行。FZB是基于无线的列车运行控制系统,是新一代移动自动闭塞系统(即MAS),其目的是实现低成本、高性能的列车运行控制系统,并已加入ETCS。ERTMS/ETCS(欧洲铁路运输管理系统/欧洲列车控制系统)是欧盟支持的统一的行车控制系统,采用GSM-R作为传输系统,其成功应用将进一步推动铁路通信信号的技术进步,加快实现铁路通信信号一体化的进程。从信号系统的横向发展来看,日本新干线在1995年成功开发和投入运行的COSMOS系统,则是通信信号一体化的又一个成功案例。该系统包含运输计划、运行管理、维护工作管理、设备管理、集中信息管理、电力系统控制、车辆管理、站内工作管理等8个子系统,以通信信号一体化技术,实现中心到车站各子系统的信息共享,并使系统达到很高的自动化水平。

通信信号一体化是现代铁路信号的重要发展趋势,铁路信号技术发展所依托的新技术,如网络技术,与通信技术的技术标准是一致的,属于技术发展前沿科学,为通信信号一体化提供了理论和技术基础。在借鉴世界各国经验的基础上,结合中国国情、路情,我国已制定了中国统一的CTCS技术标准。

五、安全性与可靠性分析

保证铁路运输的安全,要求铁路信号系统具有高可靠性和高安全性。安全评估理论的建立与推广为定量评估铁路信号系统的可靠性和安全性提供了重要手段。

在故障-安全理论的发展上,20世纪90年代初,IEC(国际电工委员会)将故障-安全的概念进行了量化,制定了安全相关系统的设计和评估标准IEC61508。该标准提出了安全相关系统的“安全完善度等级(SIL)”的概念,它是一个对系统安全的综合评估指标。

IEC61508对安全系统提出了如下要求: 功能性,包括容量和响应时间;可靠性和可维护性;安全,包括安全功能和它们相关的硬件/软件安全完善度等级(SIL);效率性;可用性;轻便性。

随后欧洲和日本相应地以IEC61508标准为基础,制定了相关的信号系统的设计评估标准以及安全认证体系。

欧洲电工标准委员会基于IEC61508标准为基础,附加列车安全控制系统的技术条件制定了一些安全相关系统开发和评估的参考标准。这些标准包括:EN50126铁路应用:可信性、可靠性、可用性、可维护性和安全性规范和说明;EN50129铁路应用:信号领域的安全相关电子系统;EN50128铁路应用:铁路控制和防护系统的软件;EN50159-1铁路应用:在封闭传输系统中的安全通信;EN50159-2铁路应用:在开放传输系统中的安全通信。

通信信号技术第7篇

关键词:付接;同步;扩频;多址

中图分类号: S972 文献标识码: A 文章编号:

前言:

电子通信技术无疑已经成为尖端应用型技术,电子通信技术水平的高低也直接反映着一个国家的科技发展水平和科技进度的程度:电子通信产业是信息产业的重要部分,发达的电子通信技术成为先进生产力及科技实力的标志。

1、电子通信系统技术问题

1.1电子通信技术涉及的领域较宽,尤其是在移动电话和卫星通信方面。其发展水平标志着科技成果的大小,电子通信产业也成为了一个朝阳产业,有着很好的成长前景和旺盛的生命力。电子通信技术也极大的改变着人们的生活方式:它使得人们对新知识的应用冲破了时间和空间的限制,使人们学习、使用、创新知识的方式发生了根本性的改变,它也推动了经济社会和人类的进步。

1.2在航空技术应用中的电子通信系统,是一个极为复杂的实时通信系统, 它是机载分布式的,它与电子多路传输总线的每一个电子设备都密切相关[1]。因此,它的顶层设计的好坏,直接关系到飞机的性能。而在航空领域的电子通信系统中,通信故障处理、航空电子通信时钟同步设计是其电子通信系统中要重点解决的关键技术。

1.3在通信过程中要求对发生的故障和错误进行及时的处理。总线控制器与非总线控制器的故障子系统处理方式是不一样的:非总线控制器发现故障后的处理方式也是因情况而异的,子系统中的多路总线接口如果出现硬件故障,则状态字终端标志位将置位,但如果不是硬件故障,也非致命性的永久故障,则子系统标志置位。如果是更严重的情况,主机的中央处理器已经停止工作了,则通信系统将发出指令,禁止对总线控制器所有命令的响应。以上三种处理方式需要具体分析,不能一概而论,否则容易出现运行上的错误,影响正常的通信过程。

2、数字信号复接技术

为了扩大传输容量提高传输效率,在数字通信系统中我们需要利用的原理待若干低迷信号合并成一个高速数字信号流,以便在高速信道中传输。

数字复接技术的设备包括,数字复接器和数字分接器,数字复接器由同步定时,回复单元和复接部分构成,给复接器提供统一基准时间信号的定时单元,而复接器定时单元自身具备内部时钟,他同时可以由外部时钟推动,并借助了同步单元的控制,使得复接器与分接器的基准保持同步。

3、数字信号处理技术的应用与发展

随着人们对于通讯,计算机,机械设备的涉及领域越来越广,数字信号处理也逐渐发展壮大。数字信号处理技术就是将如视频,图片,声音等模拟信息转化为数字信息的技术。而DPS是让数字信号处理技术的功能得以有效使用的处理器或芯片,它们有时候也用作处理信息后再把信息转变成模拟信息输出。从更大的角度来看,数字信号处理技术是数字信号处理中理论性的实用性很强的应用型技术,这包括如硬件技术,数字信号处理理论,软件技术以及实现它的途径等等。下面就让我们来探讨一下关于数字信号处理技术的应用与发展。

3.1数字信号处理技术的特点

数字信号处理技术的本质是对数据进行提取与变换,将信息从各种干扰与噪声的环境里提取,然后进行转换,变为便于机器或人识别的形式。早些时候的信号处理采用的主要是模拟的方法,但这种方法由于参数的修改很困难,模拟器对于周边的环境变化敏感程度不高,所以渐渐的退出了历史的舞台。应运而生的数字信号处理技术主要采取二值逻辑,对环境中的电路噪声,温度有较强的适应能力,不会因为它们的变化导致电路逻辑翻转,具有很强的稳定性。数字信号处理技术还可以用软件来修改处理的参数,有较强的灵活性。随着芯片技术的不断发展,也为数字信号处理技术带来许多好处与支撑,这表现在集成度高,高速处理能力强,多种并行结构的优良继承电路的推广与使用,也带动数字信号处理能力与响应速度的提升。数字信号处理技术采用的是数字的方法,将离散的符号或数字进行处理的技术,主要的工作是在剔除混杂在信号中的干扰,减少采集信号的多余成分,被称为数字滤波。还有就是可以将分离的多个信息碎片根据某种方式结合在一起的信号,或者用来增强一个信号里的某个分量,加强识别和分析。

3.2数字信号处理技术在短波通信中的应用

数字信号处理技术在短波通信领域中的主要应用在信道扫描,信道的数字化,信道探测,自适应呼叫,链路质量分析,音频信号处理,扩频技术等方面,声码话,静态图像传输和传真等等。运用数字信号处理模块,是通过模拟前端的射频信号处理之后,中频信号在输入数字信号后对模块进行数字化的处理,最后再输出音频信号,数字量化基带信号和AGC控制信号三种信号。其中音频模拟的信号可直接输出提供给终端用户使用。AGC的控制信号反映到模拟前端的放大器信号的增益与数字量的基带信号,便于波形分析与频谱分析,这个信号还可以供给给终端设备使用,避免对于模拟信号的多次量化而引起噪声。我们采用AD+PDC+DSP的模式进行设计数字信号处理模块中的硬件构造,在经过放大滤波之后的中频信号被输入到高速模数进行量化,再输入到下面可编程的变频器进行降速,滤波,频谱搬移之后输出I/O的分量,再经过基带信号至数模之间的转换之后,完成了解调信号,输出最后的两路模拟量音频信号的任务。

3.3数字信号处理技术的其他应用

除了上述数字信号处理在短波通信中的应用,还有许多其他方面的应用,现在让我们再举几个例子说明。在测量仪表和测试仪器领域中,随着数字信号处理技术的发展,原来的高档单片机被逐渐取代。将数字信号处理技术运用于测试仪器和测量仪表之中,可以大幅度提高产品的功能与档次。新型的数字信号处理技术有丰富的内部资源,可以使仪器上硬件电路得到简化,实现仪器仪表SOC速度和测量精度的准确度。可编程的数字信号处理技术在PC领域中占据着主流的位置,它将MPEG与高速通信技术相联系,用来实现视频形式与音频形式的转换。在以后的PC机中,人们可以根据自己的需求,处理各种多功能,多样式的DSP机。由于传统的助听器在许多功能上有瑕疵与不足,很难满足大多数有听觉障碍人士的需求,而全新的依靠数字信号处理技术的数码助听器就变得非常受重视,因为数字信号处理系统性能和效果都很好,使得听觉障碍的患者的听觉得到较大的改善。

3.4数字信号处理技术的发展展望

数字信号处理技术的发展大致经过四个发展的阶段,第一阶段是70年论基础流行的时期,然后到了80年代数字信号处理技术的产品得到广泛的运用了90年代达到顶峰,第四阶段则是新时代再创辉煌的时期。在没有出现数字信号处理技术的时候,对数字信号的处理只能依靠简单的微处理器解决,但MPU的处理速度低下,不能达到高时效,高速度的要求,就慢慢的被数字信号处理技术所取代,从刚开始的只停留在理论阶段,随着集成电路的发展与广泛应用,就迎来了数字信号处理的春天,DSP(数字信号处理)芯片的问世是一个重要的里程碑,他昭示着DSP技术不断向着小型化转变,而且其技术也得到了跨越式的进展。然后随着CMOS技术的进步,第二代DSP芯片结合CMOS技术产生,大大提高了运算速度与储存容量。随着科技的发展,第五代DSP器件也已经问世,之后的前景一片光明。