通信信号技术范文
时间：2023-10-11 17:24:15
导语：如何才能写好一篇通信信号技术，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
英文名称：Railway Signalling & Communication Engineering
主管单位：铁道部
出版周期：双月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
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
期刊收录：
核心期刊：
期刊荣誉：
联系方式
篇2
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.
[3]黎立.基于扩频技术的雷达通信信号处理实现[D].南京理工大学,2014.
[4]郁如圣.基于制导雷达的通信信号处理研究[D].南京理工大学,2012.
[5]宋强.相位编码雷达基于通信指令的空中目标定位技术研究[D].南京理工大学,2010.
[6]郗洪.智能扩频通信信号处理的研究[D].西北工业大学,1999.
[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.
篇3
【关键词】通信对抗 信号处理 侦察
现如今，信息技术的不断发展以及通信环境的日趋恶劣，促使通信对抗中的信息处理技术的完善与优化。通过开展以控制电磁频谱为目的的信息对抗战，以电磁频谱自适应跳频、通信信号突发、电磁频谱调制等新技术为契机，提高通信对抗中的现代信号处理能力，能够帮助人们赢得电子信息战的胜利。
1 通信对抗中的现代信号处理技术的主要表现
在各种复杂的环境中，通信对抗中的现代信号技术取得了长足的发展，它的具体应用主要表现为以下三点：
在通信体系方面，从单路通信已经过渡到多路通信协同使用。随着侦查与反侦察、全球卫星导航系统对抗、遥控遥测指挥等诸多信号处理技术的广泛应用，单方通讯已经很难对抗复杂通信对抗的需要，这就需要发挥多同路通信的能力，突出占地联合通信的优势。
从信号传输空间来看，现代通讯已经从单纯的地面通信延伸到水上和空中。电子通信根据长短波的限制，它的通信能力和传播距离都不尽相同，当通信对抗中的工作频率随着现代信息处理技术的不同而向着两级方向发展，当工作频率低端深入到超长波或者声纳频段时，它就会对海上和海底军事设备发动攻击，而高端可以发展到毫米波、亚毫波乃至光通信，这样就可以对空中和外太空的军事设备发动攻击。
在对抗方法上，从单纯的信息干扰过渡到软杀伤和硬摧毁。随着信息对抗中现代信号处理技术的广泛应用，在通信信息干扰方面主要针对跳频和直序扩频通信的干扰，而针对这些现代信息处理技术也推出了电磁压缩接收机、声光接收机等多种新型设备。而通过采用软件化的电子侦察系统，利用混沌信号处理技术，可以接收和破坏通信信号，干扰和摧毁敌方通信设备。
2 通信对抗中的现代信号处理技术的应用方案
通信对抗的目的就是截获其他的通信信号，切断其信息传递，保护自己的通信安全，在此过程中，通信侦察是前提，干扰系统是关键，灵活运用是保障。
2.1 通信对抗中通信侦察技术的应用
在传统的通信侦察过程中，干扰技术主要是建立在侦察的全景侦测，通过对通信电磁频谱的监听分析来开展有效的通信干扰。但是面对当前日趋复杂的信息战场和日新月异的通信侦察技术，传统的通信侦察技术已经很难达到通信对抗的要求。
目前，根据通信对抗的强度和通信侦察技术的升级，在通信对抗中已经广泛采用通信对抗盲侦察、盲干扰的技术方案，它的具体思路是针对捕获的通信信号进行数据分析、压缩和解析，并根据解析的结果对于通信信号进行隐藏位置上的参数进行部分修改或者全部修改，改变传输位置，制作成干扰信号，然后通过接受装置将干扰信号进行进行传播，因为干扰信号与被捕获的信号只有少部分参数不同，其隐蔽性非常强，而干扰效果也非常好，很难被对方所察觉，从而能够达到对于原始信号源持续干扰的目的。
2.2 通信对抗中干扰系统的信号处理
在通信对抗中常见有效的盲侦察、盲干扰系统具有处理简单、操作方便和应用广泛的特点，因此具有非常高的实用价值，具体到实现方案：
（1）将前期通信侦察获取到的局域波分解成时间-频率-波长-相位矩阵，通过两个瞬时参数矩阵就可以还原局域波的信号本质。
（2）对量化处理的参数矩阵进行奇异值分解，将其中带有明显参数设置的特征矢量值打乱，取其中一部分进行数据校对，而另一部分进行数据测试。
（3）将数据校对的部分导入到向量机模式识别器，校对出有效信息，而另一部分测试数据送入模式识别器进行有效的识别测试。
通过局域波分解，进行有效的量化处理，将数据校对和数据测试进行合理识别分化，就可以对于通信信号达到高度适应，能够满足军事通信中制作灵活、多变和稳定的干扰信号技术要求。
2.3 通信对抗中信号处理的注意事项
当然，采用盲侦察、盲干扰系统是基于实验室仿真环境下模拟进行的，它的测试环境与现实的通信对抗环境有很大的不同，其在应用中的具体注意事项如下：
（1）盲侦察、盲干扰系统的针对对象大多是ASK、FSK等常见通信信号，它们在实际通信对抗中的涉及范围非常窄，而在军事通信中还存在着诸如：MQAM、GMSK等较为复杂的信号和各种模拟信号，需要盲侦察、盲干扰系统进行有效甄别和分类匹配。
（2）向量化函数值的设定是通信对抗中干扰系统的成功关键，在实际通信对抗中需要在设定过程中根据抓取的信号源进行类间识别、类内识别的同时完成，这样才能满足信息源的数量和质量，为后续的工作提供保障。
（3）在盲侦察、盲干扰系统中，主要是对于两个电磁频谱的叠加信号进行模式分解，虽然可以避免两个叠加信号能够保证获取的瞬间参数大部分吻合，但是在分解中依然存在边界效应，同时也不能保证两个频率曲线中间不会出现波动和误差，这就需要在采集过程中一定要保证设备正常稳定，采取的样本源后及时分析，分析前需要去除边界点，从而保证系统的可靠性。
3 总结
综上所述，当前通信对抗正在向着精确化、智能化、多途径和全天候的方向发展，因此，大力推广和实现通信对抗中的现代信息处理技术应用非常必要。通信对抗中的采用盲侦察、盲干扰系统能够有效规避传统参数测量的弊端，能够实现信息的直接采集，可以成为现代信号处理技术的有效应用。
参考文献
[1]姚利锋.数字通信信号的参数估计与干扰技术研究[J].电子技术与软件工程， 2014（15）.
[2]姜园.通信对抗中的现代信号处理技术应用研究[D].浙江大学，2004.
[3]金海鹰，胡磊.抗干扰通信技术研究[J]. 数字技术与应用，2012（10）.
篇4
【关键词】广播电视；信号源系统；信号监视；自动切换
中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1673-0348（2020）013-061-03
科學技术的不断发展，网络科学技术、卫星通讯和各种各样的有线无线的信息传输等相互交织和融合，构建起信息流通的主体构架。广播电视发射属于一种传统的媒体，在该构架中的作用十分关键，并且需要应对的机遇和挑战十分巨大。通常情况下，广播电视发射设备包括很多组成部分，例如信号源系统、天馈线系统、发射机系统和电力配电系统等。信号源系统主要负责指导广播电视发射台站获取和筛选外界信息中的有关信息，然后对其完成选择、加工和处理工作，从而将信息送入发射机系统。长时间以来，广播电视就业人员对于信号源系统的研究都给予了高度的重视，这有利于促进广播电视信号发射具备较高的质量和更强的内容监管。通常情况下，广播电视发射的信号源系统共包括信号传输系统、信号源切换系统、信号源监控系统和信号源报警系统四个部分。它们之间的联系和配合十分紧密，从而建立起现代广播电视发射的信号源系统。广播电视行业如果想要在短时间内完成产业结构转型和升级，确保信号源系统具备更强的技术保障能力，那么针对这部分都需要展开分析和研究。
1.广播电视信号源系统的重要作用
对于广播电视的所有通信环节和整个电子通信工程而言，广播电视信号源系统的信息输送的运作情况会产生较大的影响作用。广播电视通信工作人员的所有信息接收工作的质量对广播电视通信质量具有决定性作用，因此，信息传输速度也会受到从业人员监管信息力度的决定性影响，同时也对电子通信技术的经济效益造成一定程度的影响。如果信号源进行电路传输时存在故障，那么电子通信技术必然会产生较大的损失。由此看来，信号源进行信息传输时，切换不同路径需要借助多路传输完成，避免造成路径传输拥堵现象的出现。相较于单路传输，多路传输面对故障时能够更快的进行处理。因此，信息员系统实际的作用在于能够合理有效的促进发射台具备更高的运作效率，确保发射台的运行更加可靠，确保监管质量更高，同时也避免监管工作面临更大的压力。
2.广播电视发射信号源系统
2.1信号传输系统技术分析
纵观广播电视信号源当中的所有环节，发现信号传输的作用十分关键。针对现阶段的技术条件进行分析，广播电视传输的运作方式依然非常单一。但是这种方式的广泛使用也可表明，相较于其他方式，该方式在很多地方都存在优势。例如，信号传输系统运行相对更加成熟；可以结合地方的差异来选用不同的信息传输方式，实现了因地制宜，更具独特性；运行成本低，该方法对于信息传输的投入方面能够有效降低。但是我国人口非常多，并且聚集地逐渐趋向于城市，城市规模和人口数量的增长逐渐扩充。人口密度的增长为广播电视信号传输带来了更大的难度。面对十分严峻的情况，严重时会导致信号传输中断。由此看来，广播电视信号传输系统需要不断革新，从而确保和时代的发展同步伐，结合城市化进程的速度和人口密度增大的情况进行优化。尽快改变原有的单一信息传输模式，转变为多种方式融合的传输模式。大力投入资金，在传统模式的发展中融入现代电子信息技术。对于目前这个时代而言，多元化的传输方式更加适合，优势更加凸显。在广播电视中，信息传输主要包括两种主要传输渠道，分别为主光电缆信号和主微波信号，如果主要传输路径无法正常工作，系统能够在短时间内完成检验，备用线路也会及时衔接传输工作。当线路中断的情况出现时，也就不会耗费过多的时间。多频道系统传输能够将两种传输路径合理有效的结合在一起，不仅为信号传输的顺利进行提供保障，同时也确保广大市民收听收看的广播电视长线出更好的播放效果，确保信号更加稳定可靠。
2.2信号源切换设施技术要点
信号传输系统能够为信号传输提供更高的可靠性，但是广播电视信号源系统在对信号传输时不单单只借助传输系统完成，多路径切换系统的作用也十分重要。多元化的信号传输主要包括两个方面，即主备光缆通道和微波通道，如果两个系统的切换能够迅速实现，那么对于信息传输的质量才能够有效掌控。依据长时间以来的工作经验和环境因素，信号源切换设备需要呈现出以下效果：为广播电视切换路径隐形转化提供保障，合理有效的将多种使用功能融合，例如断电直通和串行通信功能，將各种各样的音频形式提供被用户进行选择等。在选择准备传输通道时，应当侧重于选择最优化的路径。信号源切换对传输质量具有至关重要的决定性作用，需要结合传输系统，尽可能的将二者的密切配合和相关功能充分的发挥出来。
2.3信号监控系统的技术要点
信号监控系统对于信息传输的所有环节都能够提供有效的检测，为信息传输质量提供保障。监控过程中，对于输出信号和信号源进行的审查工作十分有必要。针对非法攻击要加大力度进行检测，如果有可以现象的出现，机务人员应当及时进行检测，并且迅速对其进行阶段，尽量避免非法攻击造成的负面影响。
3.电子通信技术的应用策略与措施
3.1制定完善的技术组织管理制度
电子通信技术工程管理具备较大的工作量，对于工作人员之间的关系和工作人员工作内容进行管理十分繁琐。因为人员十分分散、工作人员的公众也较为复杂，因此，必须构建较为完善的工程管理制度，同时确立出具备科学性和严谨性的管理制度。这样的制度管理能够为广播电视信号传输提供安全有效的保障。各个部门负责人的职权应当清晰明确，对电子通信技术中所有环节的体系进行优化，严格控制每个环节的精准度，从而推动电子信息获取最大效益。
3.2加强电子通信技术监督与维护
想要试试电子通信技术的前提条件为广播电视信号源的良好运行。如果信号源系统能够保证稳定的装填，那么广播电视传输自然能够顺利开展。对于工作人员应当进行综合的管理，确保工作有序进行，实行的电子通信技术监督运作制度要保证具备规范性和科学性。积极对通信技术进行创新，同时也要合理的规划和选择，对于信息源传输的所有环节都进行严格的控制。详细记录信息传输路径，在数据库中加入广播电视信号源系统的有关情况和信息。结合过去的工作经验，通常情况下，突发状况出现时会因为信息资料不完整而无法尽快进行中断操作。因为工作人员进行信息录入工作时存在的漏洞使得广播电视通信无法具备较高的质量和效率。因此，构建更加科学和全面的数据库十分有必要，能够为后期的整改和跟进提供参考，也能够更好的对信息源的传输方式进行革新，进行检验的过程中，能够同步完成项目的作业规划和解决措施的详细制定。
3.3强化对工作人员的考核
很多工作人员并不具备较高的专业素养，因此，对于工作人员专业知识的考核应当提高标准，输入更多的专业知识，从而促进技能水平的提升。电子通信技术工作人员要尽快完成通信传输路径和设备状态的规划，运行过程中不断进行检测，确保监控设备做到实时监控。检修的过程中要严格性，对于传统的、不符合标准的电子通信技术手段不可再继续使用。参考技术要求，仔细的排查和更新传输模式，在社会实际和工作经验的基础上完成革新，要保证科学性和合理性，从而将电子通信技术的传输效能充分的发挥出来。
3.4完善电子通信技术手段
在电子通信当中，关于广播电视信号源系统的管理和改进部分应当选择先进的现代化技术进行推动。计算机等先进科学技术能够对促进信息化管理的强化，避免了通信管理人员负担过重的问题，同时也促进电子通信技术朝着自动化信息化不断发展。
3.5加强对电子通信技术人员的培训
对电子通信技术人员加大培训力度能够有效推动技术革新。广播电视应当结合技术革新在现阶段的漏洞和具体情况，有针对性的开展专业培训，并对相关项目的考核进行强化。当掌握了足够的先进专业技术知识时，先进通信设备才能更加有效，由此可见，促进电子通信技术业务人员具备更高的专业技能和素质非常有必要。
篇5
关键词：地址编排 数据格式 数码转换
0 引言
随着城市规模的不断扩大、道路和机动车辆的增多，道路交通管理的科技化水平也在不断提高，其中道路交叉路口信号控制成为其重要手段之一，在交通信号控制中，路口红绿灯放行时间的多少和呈现方式无论对于行人还是机动车驾驶人员来说，都具有非常重要的直观意义，交通信号的通信式倒计时就是一种有效的显示手段，它能够及时准确地将红绿灯剩余的放行时间展示出来。
交通信号控制的专业用语
信号周期：一组交通信号灯（绿、绿闪、黄、红）循环放行一次所需要的时间。信号阶段：信号周期中的基本时间单元，灯色保持不变的放行时间段及其转换间隔。信号相位：在一个信号周期内分配给一股或多股独立交通流的一组绿、黄、红灯变化的信号时序。协调控制：通过使多个路口的协调阶段的起始和放行时间保持一定的关系，把多个路口的交通信号灯协调起来加以控制。
1 倒计时的种类
根据倒计时信息来源的不同，可以将倒计时划分为如下三类：
1.1 全程学习型 根据不同颜色的信号灯显示时间的长短进行计时采样，然后在下一个周期内进行显示。主要优点是使用简单方便，缺点是信号灯的放行时间在前后两个周期内发生改变时，不能及时反映出来，有时反而会误导驾驶人员和行人，诱发交通事故。
1.2 最后激活型 由交通信号控制机在相位放行的最后阶段提供瞬时关灯脉冲激活倒计时从固定的时间点开始显示（点亮）倒计时，提醒驾乘人员即将进入变灯的最后几秒钟，同时可以伴随下一个相位对应车辆进入待转区内的交通诱导屏显示，提高车辆通行效率，减少车辆在路口的延误时间和环境污染。一般在长度不再改变的最后9秒开始倒计时。主要优点是能够在红绿灯发生改变时，提前提醒驾驶人员，及时采取相应的措施；同时也能够适应交通信号灯配时在不同周期发生改变的情况；也可以适用于优化控制和感应控制等情况。
1.3 实时通信型 由交通信号控制机在每个相位运行期间按照1秒钟的频率，将各个方向的倒计时显示屏的实时显示信息发送出来，由其各个倒计数显示屏提取和自己的地址匹配的数据（数字和颜色），解码后显示出来。主要优点是能够适用于各种控制手段和场合，及时准确地反映交通信号灯放行时间的变化。综合了前两种型号的优点。
2 倒计时的展示
目前主要通过两种方式展示出来，一种是每个方向单独安装一块780型的大倒计时显示屏，在有左转或直行灯放行时输出相应的绿色倒计时数据，在没有左转和直行灯色放行时显示红色倒计时数据，表示尚需等待的红灯时间，具体是直行还是左转的等待时间取决于其放行的先后顺序。另一种是每组灯有一块倒计时显示屏，主要是借助于每组灯的黄灯灯盘，由于黄灯盘在绿灯和红灯点亮时均处于关闭状态，因此可以将其用来作为红灯和绿灯时间的辅助显示手段；也就是说，除了黄灯正常需要点亮之外，其余时间均用来作为倒计时，按照该灯组是绿灯还是红灯作相应显示。
3 倒计时的应用
3.1 按方向单屏多阶段连续显示 按照地理位置上的北、东、南、西入口方向各自安装一块通信倒计数显示屏（即每个方向左转、直行合用一块倒计数，分先、后在放行时启用显示），将几个相关阶段连续放行时间和的倒计时显示，同时按照阶段的相关性不同分先、后连续显示。比如，南北直行、南北直右、南向通行、南北左转、南北左右这五个阶段，从南入口方向看，前三个阶段是直行连续相关的，将这三个阶段时间合计在一起连续显示，后两个阶段是左转连续相关的，将这两个阶段的时间合计在一起连续显示。主要优点是显示效果明显（绿色表示该方向有直行或左转信号灯放行，红色表示既没有左转，也没有直行灯或二者同时放行）。 存在缺点是每块倒计时显示屏的费用较高，此外，在较宽幅的路面将左转和直行灯组分开于道路两侧安装时，倒计时不易被人发现，普通人员难以看懂。
3.2 按方向多屏多阶段并行显示 按照地理位置上的北、东、南、西入口方向，同时考虑灯组类别或称性质（左转灯组、直行灯组、右转灯组）均安装自己的通信倒计时（左转倒计时、直行倒计时、右转倒计时）显示屏。比如，南北直行、南北左转、东西直行、东西左转四个放行阶段，就是一种最通行的阶段组合。主要优点是每个灯组灯色放行时间直观明了，一般利用黄灯公用一个灯盘，费用低廉。存在缺点是显示效果字体偏小。
3.3 按方向单屏多路口协调显示 有些路口由于历史原因与另外一些路口不仅相邻而且距离较近，这些路口间的交通信号需要进行协调控制，此时相邻路口的通信倒计时的显示有助于信号配时参数的合理设置，每个路口按照地理位置上的北、东、南、西入口方向各自安装一块通信倒计时显示屏，相邻路口的倒计时显示屏可以相互独立、各自显示。主要优点是协调效果直观明了，路口间通行效率高。存在缺点是费用较高。
3.4 复杂路口的倒计时显示 有些路口由于历史原因是一种极不规则的形状，如环岛五叉、六叉路口等，它们除了地理位置上的北、东、南、西入口方向外，还有北东、东南、西南、西北等斜对角方向的一个或多个入口存在。为了避免路口内部出现车流冲突，还可以进一步将车流划分为内部循环和外部循环。对于内部循环和外部循环各自采用一组倒计时屏显示。主要优点是对于车流较大的复杂路口，信号灯和倒计时的联合使用有利于机动车辆的有序通行，为交通安全提供最大限度的辅助。存在缺点是一般的交通信号控制机难以实现该功能，投入费用也较高。
3.5 请求式行人过街 在按照行人请求启动行人过街放行灯色时，行人请求的效果可以通过通信式倒计时将机动车和行人各自灯色剩余的放行时间及时准确地显示出来，给人以直观有效的反馈信息。如果没有通信式倒计时，则行人请求的效果和需要等待的时间无法直观表达出来。
4 通信倒计时的实现手段
4.1 地址编排 将分布在一个路口不同进口（方位）的倒计时显示屏按照顺时针方向根据其车辆通行权从北面开始单独编址；一般路口使用四块倒计时显示屏，可以依次设置四个地址；超过四块则做相应的扩展。
4.2 数据格式 通信式倒计时显示屏的数据源来自于交通信号控制机，这两种设备之间采用RS-485通信方式，将所有的通信倒计时屏串联在一起和交通信号机相连接，不同的倒计时屏截取和自己的硬件地址相同的显示数据（数字和颜色）。根据信号灯的当前放行状态，从灯色放行开始以1秒的频率输出每个方向倒计时的显示数值和颜色，依次1秒递减，保持倒计时递减到最后一秒时，灯色显示也只剩下一秒，避免倒计时显示出现0秒的不合理状态。数据格式可以采用：（地址、十位数、个位数）三字节组的形式，其中地址按照北、东、南、西约定，十位数和个位数的最低位由于在转换为七段码时用不上（那里用做小数点了），可以合并作为颜色位来使用，使用二位组合可以表示四种状态，（00——无色，关屏、01——绿色、10——红色、11——黄色）。
4.3 数码转换 由于所有倒计时均采用七段码形式显示，因此存在一个数字和七段码之间的对应表。又由于随着交通流量的急剧膨胀，有些路口倒计时显示也已经超出了99秒的范围，如何表达100及其以上的数字，已经成为一个急需解决的问题。具体办法是使用十六进制表示法，并结合七段码的显示效果，对于高位，数字“10”显示为“A”，数字“11”显示为“b”，数字“12”显示为“C”，数字“13”显示为“d”，数字“14”显示为“E”，数字“15”显示为“F”；低位仍然使用数字“0”到“9”正常显示。
具体映射关系如下：
5 结束语
交通信号倒计时的应用对于提高路口机动车和行人的通行效率，减少车辆延误时间，节能减排都是极为有利的。但是在实践中有些地方对倒计时使用存在抵触情绪，其主要原因是它也会激发某些司机闯（最后几秒）绿灯的行为，一种有效的对付手段是将绿闪的时间从绿色倒计时内剔除掉，也就是说，在绿闪开始时绿色倒计时已经正常结束。
篇6
一、概述
随着无线通信技术的发展，无线局域网（WLAN）技术和设备得到越来越多应用。现有无线局域网采用IEEE 802.11系列标准，其中2.4G是一个开放的ISM（企业、科学和医疗）频点，只要其无线接入点（AP）的发射功率及带外辐射满足无线电管理机构的要求，则无需提出专门的申请就可使用此ISM频段；而5.8G的频点需要向国家无线电管理委员会申请有偿使用，且大部分城市均只向具有基础电信运营商资质企业使用许可，不针对其它企业用户审批。
二、系统传输需求分析
（一）信号系统传输需求分析
目前，国内新建或改造的城市轨道交通项目大都采用基于通信的移动闭塞列车控制系统（CBTC），CBTC系统需要对每列在线运营列车实时运行进行监控，因此，就必须建立地面轨旁与列车的实时通信系统，而无线局域网（WLAN）技术的出现正好为此提供了一个良好的平台。
通常情况下，地面设备对列车传输的信息包括：线路特征信息（位置、坡道及曲线）、前方许可的移动授权（目标距离）、限速信息和目标速度等；列车对地面设备传输的信息包括：列车目的地码、车次号、本列车的定位信息及本列车的速度信息等。这些信息都是数字信息，信息编码长度较短，车一地传输的数据包长度一般不超过1000bits。信号系统供货商选择40～100Kbps的净传输速率作为其系统必须保证的最低传输速率。
另外，因信号系统直接控制列车的速度和移动授权，属于安全控制系统，任何干扰或非法侵入都将影响系统的安全性、可靠性和可用性，直接影响整个地铁的安全运营，因此，信号系统对数据传输的安全性、可靠性和实时性要求级别很高。
（二）PIS系统传输需求分析
乘客信息系统（PIS）是城市轨道交通项目中一个新出现的专业和系统。一方面能够提高城市轨道交通项目对乘客的服务水平，另一方面可以为城市轨道交通业主提供一个经营平台，具有较好的开发前景。
PIS系统的构成方案很多，有录播和实时两种基本形式，在通常情况下采用实时播放。地面设备对列车传输的信息包括：数字图像资讯信息、列车的紧急疏散信息、列车的预告信息等。列车对地面设备传输的信息包括：列车车厢内的视频监控图像信息、车辆运行状态信息（根据需要）等。这些信息基本上都是图像信息，如果传输的图像采用MPEG-2的编码方式，广播级的图像传输速率要求一般4～8Mbps；采用MPEG-4的编码方式，广播级的图像传输速率要求一般在1Mbps左右。按照PIS系统一般的传输要求：地对车采用MPEG-2传输1幅图像，车对地采用MPEG-4传输2幅图像，因此，对于一列列车而言需要6～10Mbps的净传输速率才能满足要求。车一地双向传输均采用MPEG-4图像编码方式时，则需要2～4Mbps左右的传输速率。
PIS系统为非安全系统，其传输数据的安全等级不是很高，即使信息完全中断也不会影响地铁系统的正常运营。
三、一体化建议方案及分析
IEEE 802.1X系列标准采用通用的信道编号，每个信道的中心频率和频带隔离是完全一致的（除FHSS外），只是信号调制方式不同。
根据通信传输需求分析，信号系统传输数据少，但安全等级高，适用的无线通信标准可以是IEEE 802.11、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g；PIS系统传输数据量大，但安全等级较低，在采用MPEG-2的图像编码方式时必须选择IEEE 802.11g标准，在采用MPEG-4的图像编码方式时，可以选择IEEE 802.11b或IEEE 802.11g标准。
信号供货商提供的解决方案存在很大的差异，信号系统供货商提供的CBTC的数字传输DCS解决方案如表1所示。
为了保证信号系统无线通信的可靠性，通常信号系统供货商都会采取双网络覆盖的方式，提高系统成功进行车地通信的概率，并提高系统在故障情况下的恢复能力，但在一定程度上也占用了更多的频点资源。
信号系统与PIS系统采用频点避让的方式减少干扰，由信号供货商来统一频点规划和设计，使信号系统尽量在两个独立的隔离信道内解决传输问题，而将第三个独立的隔离信道作为PIS系统的车地传输通道，通过部分供货商提供的广州地铁试验结果分析，具有一定的可行性，但需要解决列车越区时的同频干扰和切换问题。
共建方式可以分为两种：一种为通过频点隔离措施分离信号系统与PIS系统的传输频率，是一个较为理想的共建方式，在物理上可以认为是分开的，这两个系统之间不会产生干扰和接口，便于共建和实施，且信号系统与PIS系统可以采用不同的传输标准，PIS系统必须采用IEEE 802.11g标准，而信号系统则可以采用IEEE 802.11b或IEEE 802.11g，另一种为PIS系统采用补空（即PIS系统利用信号系统的备用通道）的方式进行共建，在理论上是可行的， 但信号系统与PIS系统将深度融合，形成比较复杂接口，对于以后的运营、维护和管理提出很高的要求，且信号系统供货商在必要的时候，会以牺牲PIS的速率和带宽来优先保证信号系统的无线传输需求，在一定程度上会损坏PIS的利益，使PIS系统的传输可靠性可能得不到保障。因此，前一种共建方式是较为合理和可行的共建方案。
从传输媒介上分析，如果采用无线电台方式传输，其传输距离很短，因此越区切换次数较多，且频率很快，对列车无缝漫游提出很高的要求。如果采用漏缆或裂缝波导管方式传输，则会有效降低越区切换次数和频率，为保证可靠传输提供良好的媒介。
结束语
从理论上分析，一体化建议应该是可行的，但还面临着很多问题，如系统供货商需要修改无线传输部分的设计，且需要进行相关的试验，以验证方案的可行性等。因此，作者希望本文能起到抛砖引玉的作用，引起更多同行对此问题进行研究和讨论，以期提出更好的解决方案。值得注意的是，信号系统与PIS系统一体化共建无线局域网的方案是为了特定解决两个系统的冲突而提出的，而该方案肯定会在一定程度上降低各自系统的性能，因此需要得到各自系统供货商的承诺和保证 以避免在以后的设计过程中出现问题，影响系统的性能和指标。
参考文献
[1]徐杲，黎江.，无线传输系统在列车运行自动控制中的应用与发展[J].铁道勘测与设计，2006，10.
篇7
【关键词】数字集群通信系统；电磁环境；干扰；互调
1.引言
随着现代信息技术的飞速发展，数字集群通信技术在通信领域的应用越来越广泛，尤其对现场指挥调度要求较高的政府管理部门（如公安、消防、铁路等）的应用需求更为突出，成为处理日常活动及重大指挥任务不可或缺的技术和工作保障。因此数字集群通信系统的工作效率和通信安全性变得尤为重要。系统建成后，通过建立与系统指挥中心的连接，为实施新型警务指挥模式和勤务管理模式提供技术应用支撑平台，建立安全可靠的无线数据传输通道，推动公安信息化成果的移动应用，使全局处于同一、统一的信息平台之上[1]，使系统在运行过程中完全通过集群通信实现系统数据传输、信息指令调度、安全预告等任务。但空间中的无线信道是开放的，因此集群通信系统容易受到来自系统内部或外部的电磁环境干扰。电磁环境干扰是影响集群通信系统通信业务应用质量和网络性能指标的重要因素之一，会引起传输误码增加、语音通话质量降低、接收机灵敏度下降、数据传输差错率升高，干扰严重时会发生无线信道阻塞中断、通信系统瘫痪等现象，酿成严重的通信事故。
2.数字集群通信系统干扰检测
数字集群通信系统作为专用移动通信网络，目前正处于建设发展阶段，由于其网络覆盖方式为链状覆盖，覆盖范围和用户均相对有限，因此电磁环境干扰的发现需采用主动检测的方式，即对新建的集群通信系统覆盖网络进行清频工作，在网络建设前期发现电磁干扰并进行处理。而对于已建成投入运营的集群通信系统网络，则需通过长期的电磁环境测试来发现[2]。
对于数字集群通信系统系统电磁环境干扰的检测，可根据干扰来源及干扰信号的类型，采取定点或动态电磁环境测试的方法来检测并处理来自外部的干扰源，通过频率与信道的重新指配规划、网络运营设备的性能检测等措施减少来自内部的干扰。利用无线电频谱监测系统对系统无线信道使用情况以及对无线频谱中所存在的杂散、谐波、互调及非法占用信道等干扰进行测量和分析，为切实保护专用频率使用安全，以保证通信系统安全运行，提供决策依据。
在掌握被测区域的数字集群通信系统网络的建设模式和信道规划方案的基础上，制定周密的电磁环境测试方案，并运用技术装备和电测手段对可能存在的网内同频或邻频干扰进行初步分析和排查。具体的电磁环境干扰检测与处理步骤如下：
a.数字集群通信系统电磁环境定点监测。使用固定式无线电频谱监测站和固定式伞状全向天线，对电磁干扰多发的区域进行定点长期连续监测，记录数字集群通信系统频段内所有频点的使用情况。
b.数字集群通信系统电磁环境动态测试。使用便携式无线电频谱监测站和便携式伞状全向天线随车测试，对电磁环境和各类无线电信号进行常规扫描测量，记录数字集群通信系统频段内所有频点的使用情况并根据GPS位置信息定位干扰区域。
c.根据电磁环境测试结果进行频点最佳分配，避开干扰频点，使干扰程度降到最低。避免出现内部同邻频现象。利用无线电频谱监测系统并结合测试数据来分析干扰类型[3]。
2.1 测试系统结构
负责频谱监测工作的测试系统主要由各监测站、通讯网络、各监控机构和数据库服务器组成，监测站负责监测接受无线电信号，其监测频段为短波（1.5MHz-30MHz）和超短波（30MHz-3000MHz），数据库服务器主要负责存储监测站监测到的实时数据，以及生成的统计数据和报告书，并供用户随时提取历史数据。用户通过网络控制各监测站，下发监测任务，查看监测结果。其结构方框图如图1所示：
2.2 定点监测
定点测试采用固定式无线电频谱监测站和固定式伞状全向天线，测试频段包括数字集群通信系统上、下行频段。
TRS-3000F固定式监测站具备全频段监测/测向能力，监测范围为1.5MHz～3000MHz，扫描速度为200MHz/s～1000MHz/s，灵敏度优于-117dBm，可解调AM、FM、FFSK等多种数字调制信号，测量误差不大于3dB。可远程管理、长期自主运行，主要用于对车站等重要站点进行长期连续监测。
2.3 动态测试
动态测试采用便携式无线电频谱监测站和手持式定向天线，测试频段包括数字集群通信系统上、下行频段。
TRS-3600T是一种具备超小型监测站，该设备具有超越其它大型监测站的优异性能和全部技术指标，能独立和组网工作。内置高精度时统装置和GPS定位功能，具备时差定位功能。它可轻松地建立一个时差定位系统，迅速地对干扰信号进行高速精准定位。具有携带方便、便于布设、功能完备、信号定位精度高（30～50米）的特点。时统精度小于50ns；镜频抑制和中频抑制比大于90dBc；三阶截点大于15dBm（带内，低失真模式）；噪声系数小于8dB（低噪声模式时），典型值小于6dB；重量小于2Kg；电源为内置锂电，可供连续工作8小时以上。
在动态电磁环境测试过程中，应考虑到高速运行对测试结果的影响。当移动台在运动中通信时，会发生多普勒频移[4]。对于数字集群通信系统信号，以900MHz为例，车速以350Km/h计算，最大多普勒频移为：
（2-1）
因此TRS-3600T对监测结果的修正范围为291.7Hz，该测试系统可根据车速进行实时修正。
2.4 测试实例
以甘肃省集群通信系统电磁干扰测试为例，根据集群通信使用单位提供的集群通信系统使用频率分布情况，对相关频点进行监测。由图2、3可知，数字集群通信系统正常信号受到不同程度的外界电磁信号干扰，因此相关部门还需要进一步进行清频工作[5]。
3.干扰信号分析
3.1 同频干扰
在数字集群通信系统中，因相邻同频基站距离较小，不能满足频率复用距离，会导致集群通信系统信号发生同信道碰撞，造成相邻扇区同频干扰。例如，某基站1的BCCH与某基站2的BCCH同频。在基站1发射天线附近的BCCH功率为-30dBm，在测试现场测向发现有来自基站2方向的强同频信号。在基站2发射天线附近测试的BCCH幅度最大为-34dBm。两基站相距较近（3～4Km，按3.5Km计算），按照集群通信系统无线传播理论，基站2的BCCH传输到基站1的功率衰减大约为18.9dB，信号大约为-53dBm，这样，基站1的BCCH的载干比为5.9，会造成通信不可靠。
3.2 邻频干扰
造成邻频干扰主要有两个方面：
（1）相邻频率基站距离较近，例如某基站BCCH业务信道频率和与其相邻基站BCCH业务信道频率相邻，较强的邻频信号造成信噪比下降，从而导致通信不可靠。（2）集群通信系统相邻频段其他网络运营商信较（下转第110页）（上接第107页）强，例如电信CDMA下行（870-885Mhz）和移动GSM上行（890-909Mhz）、下行（935-954Mhz）均会对数字集群通信系统上、下行信号造成邻频干扰。
3.3 互调干扰
当不同频率的信号加到非线性器件上时，非线性变换将产生许多新的频率分量，其中一部分可能落到接收机通带内，对有用信号造成干扰[6]。互调干扰信号频率大小为：
其中、……为多个干扰信号的绝对频率，、……为互调干扰系数。
在常见的三阶互调中，和这两种互调信号与干扰信号、距离最近，出现频率也最高，其频谱分布如图4所示。
例如，经测试某干扰点处频率为932.8MHz上有较强干扰信号，呈现互调干扰的特点，通过与移动公司相关人员沟通得知附近GSM基站载频为943MHz和953.2MHz，由此判断这一干扰为最常见的三阶互调干扰：
将其中的943MHz调整为940MHz，干扰消失。
3.4 不确定信号干扰
在GSM通信系统中，不确定信号干扰通常主要有射频信号反射直放站转发信号、有线电视倍增器漏泄杂波干扰、微波及对讲机系统杂波干扰等三种常见类型[7]。由于网络运营商常采用大功率宽频段射频级联转发直放站系统，会将与数字集群通信系统网络同邻频上、下行通带内所有信号和噪声同时进行放大并转发，造成对覆盖范围内的数字集群通信系统网络的干扰。除此之外还有一些未知非法反射台站和大功率发射天线，当这些未知信号的频率落在数字集群通信系统系统接收机通带内且幅值较强，就会对数字集群通信系统系统形成有害干扰。
4.总结
根据电磁环境测试情况来看，目前数字集群通信系统网络干扰情况较为严重。通过数字集群通信系统网络优化及基站选址合理布置可在一定程度上避免或排除数字集群通信系统网内干扰，通过使用专用的测试工具（如TRS-3000F、TRS-3600T等）对数字集群通信系统工作区域进行长期或动态电磁环境测试，分析干扰种类及位置从而进行清频工作，可在一定程度上解决来自数字集群通信系统网络外部的干扰。
参考文献
[1]张津.青岛公安350兆TETRA数字集群系统二次开发纪要[J].移动通信，2008（17）：13-16.
[2]徐贵宝.数字集群通信系统关键技术与标准[J].电信网技术，2005（02）：32-35.
[3]兰俊杰.复杂电磁环境下电磁干扰抑制措施研究[J].航天电子对抗，2008（06）：7-13.
[4]William C.Y.Lee.Estimate of Local Average Power of a Mobile Radio Signal.IEEE Trans[J].1985.VolVT-34 No.1.
[5]吴超.集群通信系统车际无线设备间电磁干扰预测分析[D].西安电子科技大学，2006.
[6]石小勇.铁路枢纽无线列调同频干扰问题解决方案[J].科技信息，2010（09）：13-16.
篇8
【关键词】 高速光通信 全光数字信号处理 光子神经元
一、全光逻辑与全光波长变换
1、全光逻辑。当下使用率比较高的逻辑门技术有两种，第一种，逻辑运算是通过SOA自身的非线性效应来进行的，比如交叉相位调制（XPM） 和四波混频效应 （FWM） 等；第二种的逻辑预算则是配有光纤结构或波导结构的干涉仪来完成的， 如Sagnac干涉仪、超高速非线性干涉仪等。
2、全光波长变换。全光波长变换技术能够顺利实现两个波长光信息之间的传递，完成对信息的切换，将波长再次利用起来，促进其利用率的提高，更好的为全光通信网络的建设做出贡献。SOA元件在集成性、使用性等方面的优势非常大，如输入功率小、集成性高等特点，所以它可以更好的适用于全光波长变换器件的构建。
二、全光缓存技术
1、基于光纤延迟线的全光缓存技术。FDL型全光缓存器有两种结构形式的光线结构： 第一种是由长度不等的光线延迟线构成的，当数据包通过延迟线时，会通过线的长短而实现延时缓冲作用； 第二种结构是环形的光纤单元，通过对光开关进行有效的调控来实现数据包的延时通过。虽然前一种光缓存器的操作以及结构都非常简单，但是延迟单元仅能够为光数据包进行一次处理，需要更多的光纤延迟线才能实现数据包的多次通过，集成性非常差； 而第二种形式的的光缓存器就可以有效解决这一问题，它的集成性非常好，并且可以使光信号在缓存单元内重复通过，它是以后FDL型全光缓存器的主要研究方向。
2、慢光型全光缓存技术。即便当下的慢光型缓存技术还不够成熟，经常会出现缓存要求不达标、信号失真等情况，然而慢光缓存却具有可调分辨率高、实用性强以及延时时间便于调控等优点，所以它对于全光缓存技术的研究还是具有很大的贡献。根据作用原理的不同可以将慢光型缓存技术分为以下几种：第一种利用的是受激布里渊散射 （SBS） 和受激拉曼散射 （SRS）现象；第二种利用是电磁诱导透明 （EIT）的原理；第三种利用的是具有特殊结构的介质；第四种利用的是相干布居振荡的原理。
3、滤波法实现PRBS和单脉冲信号的可调延时。以往所用的相干布居振荡会限制入射信号的工作带宽，但是如果使用上转型相干布居振荡就可以有效解决这一问题，以确保高频正弦信号慢光的实现。然而这种方法也是有缺陷的，它产生的慢光需要新的调制频率与其对应，而且其需要更为先进和精确的设备，比如高带宽矢量网络分析仪 ，它可以用于对输入频率的管控和对固频信号的检测。综合考虑各种条件的影响，选择采用优化后的光滤波法，该方法的实用性非常强，可以帮助改进以往布居振荡极限的SOA中高调制速率伪随机PRBS的快慢光。
三、光子计算
1、光子神经元。人之所以具备学习、思考和运动等能力，那是因为人的大脑中具有神经网络，而神经元则是神经网络中最重要的组成部分。神经元是由树突、 细胞体、 轴突等结构组成的， 它是构成神经网络的基础，它的功能有 延迟、时空整合、 阈值处理等等 （图1） 。现阶段将光学上用来模拟神经元功能的方法有两种，即分立器件模拟和激光器模拟，前者利用分立器件来代替神经元，后者利用激光器来代替神经元。
2、学习机制。学习是神经网络实现强大计算能力的基础， 学习实际上就是对神经元之间权重的调整过程。STDP（spike-timing-dependent plasticity） 是目前脉冲神经元使用较为普遍的学习机制。STDP学习函数如图2 （a） 所示， t pre 为突触前脉冲激发时间， t post 为突触后脉冲激发时间。当t pre
结论：从全光逻辑、 全光波长变换技术、 全光伪随机码发生器和速率倍增技术、 全光缓存技术等方面介绍了高速光通信中全光数字信号处理技术的研究进展。
参 考 文 献
[1] 董建绩， 张新亮， 黄德修. 基于半导体光放大器四波混频效应的多种调制格式的波长转换实验[J]. 光学学报， 2008， 28（7）： 1327-1332.
篇9
关键词量子；墨子号；量子通信卫星；量子通信
2016年8月16日凌晨1时40分，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”由我国酒泉卫星发射中心成功发射。全国人们为此欢呼雀跃，各大媒体也争相报道这一科研壮举。目前，我国已经成为世界上首个实现太空一地面量子通信的国家，然而对于普通人来说基于量子物理学发展而来的量子通信技术依然是晦涩难懂的深奥科学。那么，我们便基于量子卫星的发射来谈一谈量子卫星所涉及的基本科学问题。
1量子卫星
1.1量子卫星“墨子号”名称的由来
在我国古代，墨子先生不仅创立了墨家学说，更是在传世的《墨经》一书中提出了“光学八条”的理论。在“光学八条”中不仅描述了我国古代人民对光线的认识，也设计出了我国最早的小孔成像实验，这是我国有关光学研究的基础。为了纪念墨子先生，我国发射的全球首颗量子科学实验卫星便被命名为“墨子号”。
1.2“量子”的定义
在1900年，著名的物理学家普朗克为了解释黑体辐射现象提出了一个假设，即黑体辐射的能量只能取某一基本能量的整数倍。基于这一假设，在之后几十年的研究中，研究者们陆续发现其他物理量也表现出了不连续的量子化现象，那么这些物理量中所存在的最小的基本单位便可以称之为量子。量子理论的提出严重地冲击了古典物理学，到20世纪早期，法国物理学家德布罗意便在普朗克
爱因斯坦的光量子论和玻尔的原子论的启发下建立了量子力学理论。量子力学在现代科学技术中的多个领域中均有应用和突出贡献，而量子通信技术也是基于量子力学发展而来的，对未来科学技术和文明的进步具有重要意义。
1.3量子通信
量子通信是利用量子态和量子纠缠效应进行信息或密钥传输的新型通信方式。量子通信的主要目的便是保证信息传输过程中的无障碍传送和信息安全。而在量子通信技术研究之前，人们为了保证传输信息过程中的安全问题，便选择对所传输的信息进行加密。信息加密便是将我们要传输的信息（“明文”）转化成别人不可识别的乱码（“密文”）。在20世纪前中期，信息加密技术依然有其优越之处，也是人们普遍使用的方法。但是，电子计算机的出现使基于特定参数所建立的密钥并不再安全。随着现代电子计算技术的发展，直至量子计算机的研制成功，计算机的能力急剧加强，那么这种基于基本算法的信息加密技术在量子计算机面前形同虚设。为了保障新时代背景下的信息安全，量子通信技术得到快速发展。量子通信是基于早期的对称密码：“一次一密”。一次一密的概念在1917年由Vernam提出，然后于1949年被Shannon证明是无条件安全的。随着量子理论的发展，在1984年，科学家Bennett和Brassard首次提出了第一个实用性的量子密码的通信协议，该协议以两者的名字命名。在其后，美国科学家完成了世界上第一个量子信息传输实验，从此量子通信技术进入了蓬勃发展的时期。在1995年，我国中科院物理所在实验室内完成了试验性质的量子信息传输实验。进入21世纪之后，量子通信技术蓬勃发展，先后实现了远距离信息传输和量子密码传输。
量子通信技术在信息传输的安全性和传输能力上具有极大的优势。首先，在利用量子通信技术传输信息的过程中，由于信息的载体是光量子，而光量子的量子状态是难以截获的，因而利用量子通信传输的信息是不可能被盗取的。在现有的技术条件下，利用量子通信技术传输的信息是无条件安全的。其次，在量子通信过程中，量子态隐形传输技术可以实现无障碍通信。所谓的量子m缠态，便是两个相互纠缠的粒子，当其中一个粒子的状态发生变化时，另一个粒子的状态会立即发生相应的变化。这种无视空间距离的和即时的信息传输能力是量子通信的巨大优势。
1.4量子通信卫星
量子通信卫星是量子通信技术中的重要硬件设施。简单来说，量子通信卫星的作用就是为传输的信息分配密钥。量子通信过程中，负载信息的光量子在传输的过程中会逐渐衰减直至消失，因此光量子的传输存在着距离的限制。一般而言，当光量子在空气中传播100km时，光量子的信号已经难以检测到了。但是，量子通信卫星在太空中进行光量子传输时，光信号在到达地表之前仅仅需要经过10km左右的大气层，地面基站可以轻松地收到量子通信卫星发射的信号。量子通信卫星先向地面基站发送量子密钥，经过比对之后建立绝对不可破译的量子密钥，继而拥有相同量子密钥的两个地面基站，便可以把已经加密的信息通过传统的信息传输方式（如互联网、无线电话等）互相传输，而且所传输的信息也是绝对安全的。量子通信卫星的使用可以实现全球距离的信息传输。
2我国量子通信技术的发展
1）我国国家政策和战略布局高度重视量子通信技术的研究和发展。量子通信技术已被列入国家“十二五”科技发展规划纲要中，属于国家重点发展的具有引领新兴产业发展潜力的前沿技术。
2）我国的量子通信技术布局较早，发展较快，成果也更为显著。早在1995年，中科院物理所便在实验室内完成了我国首个的量子密钥分发实验演示。在其后，我国先后成立了中国科学技术大学量子物理与量子信息研究部、中国科学院量子技术与应用研究中心和中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心。这些研究中学的成立将会进一步推进我国量子通信技术领域的技术进步，使我国的量子通信技术研究始终走在全球前列。
“墨子号”卫星的发射仅仅是开始，在未来更多的量子卫星将会发射升空，进一步为我国建立洲际量子通信，乃至全球量子通信网络。
篇10
1引言
铁路信号系统的建立为列车的安全、准时、舒适等方面提供了良好的保障，而风险评估是为了确保信号系统的正常运行。具体而言，风险评估技术在铁路信号系统的应用过程中，首先需要进行前期的安全评估，通过这一阶段的评估，对可能存在的安全隐患进行分析，并做好记录，然后通过对系统的监测，从而实现对安全隐患的有效控制，由此可见，风险评估技术对于铁路安全的保障有着重要的意义。针对风险评估技术在铁路信号系统中的应用，发达国家的研究比较早，而且在研究过程中，已经促使风险评估技术的应用逐渐走向成熟，论文则通过对国外风险评估技术研究的借鉴，对我国铁路信号系统中风险评估技术的应用进行探讨。
2危害识别———HAZOP方法
2.1HAZOP方法简介
危害识别是风险评估技术应用的第一阶段，HAZOP方法是进行危害识别的主要方法，在这一方法的应用过程中，重点工作是通过组织会议并对相应的实践操作细节进行分析，在具体工作开展时，要求各类专业工作者深刻分析每一个单元的内容，通过上述活动的开展，找出存在的偏差，并且对所查找偏差可能会导致的严重后果进行分析，在分析过程中，往往需要借助引导词来引出偏差。在整个过程中，专业人员通过对所出现的偏差进行锁定，然后深层次地分析偏差产生的原因及可能会造成的后果，然后对现有的安全防护进行重新评估，最后再通过必要的措施进行完善。HAZOP是整个系统的一部分，其主要作用是用来识别系统的本质特征，在HAZOP方法运用过程中，会涉及材料的调取、人员的调查以及相关设备的使用。为了充分发挥HAZOP方法的作用，在具体使用过程中，首先需要对系统进行单元划分，单元划分的主要目的在于能够使HAZOP方法所发现的偏差更加准确，如果单元划分不合理，则很容易导致评估结果不准确，进而影响到安全防护工作，在一些铁路信号系统中，可以从宏观角度考虑实施单元划分，例如，监测机、计轴设备、4050智能1/0模块、交换机及站间通信等，因此把每个组成部分作为一个单元进行分析。[1]而偏差的确立是HAZOP的核心部分，在偏差确立过程中，会使用到三种方法，包括偏差库筛选法、知识确立法以及引导词确立法。
2.2HAZOP实施过程分析
HAZOP方法在具体实施过程中主要包括四个主要步骤。第一阶段，作出定义。整个工作的开展，首先应该获得项目经理的批准，然后针对HAZOP的实施选定组员并任命组长，接着在组员的讨论下，对研究的范围进行确立，通常情况下，研究范围所涉及的内容包括系统设计表现、系统生命周期、系统物理边界等。第二阶段，进行准备，研究小组的组长需要根据此次研究工作提出相应的引导词初始清单。第三阶段，审查阶段。在这一阶段需要进行审查会议，在会议正式开始之前，需要对整个审查流程提前熟悉，其主要目的在于使研究小组的全体组员都能够熟悉研究目的和范围，在会议中，需要对所使用的引导词进行明确解释，而且要对具体操作中可能存在的问题以及应对方法进行讨论。第四阶段，文件记录和跟踪阶段。这一阶段需要对会议中讨论的结果进行整理和记录，并且做好存档工作，还应该将讨论到的内容进行完整记录，而且需要对整个会议的讨论内容进行汇总，并提炼出结果，以此来形成HAZOP的报告文件。
3铁路自动站闭塞系统定性风险评估
为了确保风险评估结果的准确性，评估人员主要依赖于HAZOP技术，在具体操作过程中，还应该结合风险矩阵法，在评估过程中，包括两方面的内容：
3.1系统危害识别
在危害识别过程中，首先应该进行单元划分，单元划分主要是为了明确每一个模块的具体内容。其次，将偏差和引导词的确定因子予以明确，其中，包括多个方面的内容，如材料、操作活动以及设施设备等，设备的正常运作是系统运行的重要保障，这就意味着在危害识别过程中，在整个系统中，设备单元要素的体现，必须依赖于设备自身的功能。在闭塞机单元中，使用了双机热备，所以，在设备运行过程中，会进行主闭塞机和备闭塞机切换，切换过程中主要存在的问题有两个，第一是备闭塞机的功能失效，在这一问题的影响下，被确立的引导词包括两类，即间隔的和永久的，当偏差出现后，要素和引导词会进行合并，在这种情况下，所出现的偏差包括两种，分别是闭塞机永久失效和闭塞机间隔性失效。对于监测机单元而言，其与闭塞机单元的偏差确定方法基本一致，所存在的偏差也包括两种，即闭塞机永久失效和闭塞机间隔性失效。使用同样的偏差确定方法来对4050智能1/0模块进行偏差确定，最终确立的偏差内容则分为控制台亚当ADAN405O模块失效和组合架亚当ADAN4050模块失效。针对站间通信部分，其主要包括两个因素，其一为通信终端，其二为通信误码。针对前者，其引导词同样可以进一步分为间隔性问题和永久性问题两种，间隔性问题指的是站间间隔性中断，而永久性问题指的是站间通信永久性中断。针对后者，所产生的偏差则使站间通信信息误码，同样，这一方法也可以被用到闭塞机和计轴设备、闭塞机和检测设备的偏差确定方面。
3.2接口危害识别
在风险评估过程中，所涉及的微机化自动站间闭塞系统及其附属系统的接口包括其与连锁系统相联系的接口、与计轴设备相连接的接口、与控制系统连接的接口等，针对上述接口，则需要根据相应接口的组成部分进行划分，而且使用危害识别中同样的方式对引导词和偏差进行确立[2]。
3.3风险分析和评价
在系统的最初设计阶段，则需要通过全面的风险评估活动，对系统中的各类风险进行等级划分，最终确立的不同等级风险中，有四类风险不能够被接受，此类风险的存在很容易对系统产生较大的负面影响，如果不及时防范，则很可能引发巨大的损失，所以，为了确保铁路信号系统的正常运行，必须将此类风险降到最低。对于接口危害而言，被认为是不可接受的四类风险分别是事故复原按钮操作失误、到达复原按钮操作失误、模式切换按钮操作失误以及计轴复零按钮操作失误等，对待此类危害，应该慎重对待，并且尽可能降低风险等级。例如，在地铁风险评估过程中，采用HAZOP分析法进行危害识别，根据类似危害记录和专家观点对危险信号进行判断，其中，最为严重的危害是“DTG模式下运行权限错误”，然后借助故障树进一步查找“DTG模式下运行权限错误”的原因（见图1）。之后需要根据事件的后果进行损失分析，分析结果通常包括安全、出轨、人员伤亡等，其中人员伤亡可以进一步分为列车撞人，人员伤亡；撞车，人员轻微伤害；撞车，人员伤亡。
4小结
综上所述，风险评估技术在铁路信号系统的应用中，首先应该利用HAZOP方法进行风险识别，然后在此基础上进行风险评估，并且根据评估结果采取恰当的方法将风险降到最低，从而确保铁路信号系统的正常运行。
【参考文献】
【1】闫胜春.探讨供电系统对铁路信号系统的干扰[J].黑龙江科技信息，2016(33)：77-78.
