微波通信范文

时间:2023-04-04 11:03:14

导语:如何才能写好一篇微波通信,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。

微波通信

篇1

【关键词】微波通信技术SDH移动通信

微波通信自上世纪五十年代取得实际应用以来,以其稳定的通讯质量、大容量的承载能力、便于建设及维护等特点,在全世界范围内得到了广泛的应用。

一、微波通信技术简介

微波通信就是采用波长范围在0.0001~1米的电磁波实现通信的方式,微波通信可以实现直线路径之间无障碍两点之间的微波传输,因此其被国家通讯网广泛使用,并且适用各种专用的通讯网络。我们日常接触的电话、电视、电报等信号都可以采用微波进行传输。

我国目前微波通信主要采用了L、S、C、X频段,微波具有波长短、频率高的特点,并且在空气中沿着直线传播,因此在其传播路径中不能有遮挡物。同时微波通讯的传输距离不能超过视距,否则就需要中继站,中继站的作用就是对接受到的微波进行放大并继续向下传输,两个中继站通常间隔50千米左右,这种通讯方式就是微波中继通信。微波传输设备包括有接收天线、调制设备、信号接收设备、信号发送设备、多路复用设备以及与之配套的自动控制设备,微波传输不易受到自然界环境因素的干扰,因此其具有很好的通讯稳定性。

二、传统微波通信存在的不足

一直以来,微波通讯发展的侧重点就是提升接口的传输速率以及传输的距离,随着光纤传输的广泛采用,微波通信技术在传输速率、设备形态、组网方式等方面的弊端凸显出来。微波通信通常采用分体式通信系统,系统分为室外单元ODU和室内单元IDU。室内单元IDU的功能是实现中频信号、基带信号互相转换,但是其不具有数据调度功能,只能做点对点传输,实际工作中,如果需要将网络组成环型或者链型,就需要将室内单元IDU进行复杂的堆叠和级联组合,这就增加了系统的造价,并且链路中经过的单元太多,通信传输效率变得低下同时不稳定。

三、SDH数字微波通信技术的发展

数字微波技术具有以下显著的优点:(1)技术的整合,用一个硬件平台实现了PDH和SDH技术整合,实现了软件控制下的空中接口,使空中接口容量的改变不再依赖硬件设备的更新,只需通过软件即可设置成功,大大降低了省级成本。(2)IDU技术的发展,SDH下的IDU相当于整合了原系统下的IDU、DDF、MUX、ADM的功能,实现了高度集成。新型的IDU具有Moderm、PDH、SDH、 Ethernet等外部接口,实现了PDH、SDH、FE等业务的直接传输,减少了外部大量的转化单元。高度集成的IDU用新型交叉连接取代了大量的转接电缆,大大方便了系统的调试和维护。(3)实现了光纤网络与微波网络的结合,微波通信设备的发展,极大的丰富了微波设备的交换输入输出接口,可以实现与当前广泛采用的光线传输网络直接对接,各自发挥自身的传输优点。主线上可以采用微波设备实现长距离传输,在近距离内采取光纤的方式。同时,融合后的网络还可以采用统一的网络管理系统进行管理,实现了网络运营成本的有效控制。(4)调制技术实现自适应,随着自适应编码调制技术的应用,通信管理系统能够对通信链路中的传输状况进行监控,在线对传输容量和调制方式进行调整,能够优先保证对时间同步要求高信号的可靠传输。

四、微波通信在移动通信中的应用

随着移动网络带宽要求的不断增加,移动通信正不断对移动网络及互联网之间进行融合,新兴技术不断涌现。(1)WiMax即全球微波接入互操作性,是在802.16标准基础上开发的无线技术,WiMax的覆盖范围非常理想,远远超过了WiFi技术的300米范围,通常可以覆盖到6~10公里的范围内。WiMax采用的是正交频分复用式的载波,就是通过串并转换将高速数据分配给低速率的子信道进行传输;同时WiMax采用了更加先进的多地址技术,使频谱被分割的数据包更小,方式也更多,实现了各用户自动选择条件好的信道进行数据的传输。(2)3GPP在3G网络的基础上提出的LTE,以达到传输质量更高的效果。LTE采用了先进的单载波频分多址和虚拟多输入多输出的先进上行链路技术,SC-FDMA(单载波频分多址)克服了通信信道内部的信号干扰;虚拟多输入多输出实现了不额外增加频谱资源就能够增加通信通道容量。LTE已经作为一个3G网络向4G网络过渡的成功技术被广泛应用。

五、微波通信的发展

微波通信在经历了不断的技术创新后,就其未来的发展趋势,业界普遍形成如下共识:一是高速率大容量高频段,SDH采用QAM调制实现高容量,移动通信借助OFDM增加带宽。再者就是向着微型化智能化发展,以满足用户的更高要求。相信微波通信技术在今后很长一段时间内还能保持高速的发展势头。

篇2

【关键字】微波通信;应急组网;仿真系统;评估;层次分析

鉴于应急通信的突发性强且处理时间紧迫,与此同时需要对多种力量成分进行分析,这就对通信的效率提出了更高的要求,需要在最短的时间内完成信息的处理和决策,因此传统的通信保障以及评估模式难以满足发通信的需求,需要借助先进的技术,建立仿真系统。其中微波通信应急仿真系统得到了广泛的应用,并具有显著的优势,如开发成本小、周期短以及操作简单等,在对应急通信的处理方面有着广阔的应用前景。

1微波通信仿真系统结构

微波通信应急组网仿真系统具有易于操作和功能完善的优点,能够有效的对装备、地形以及气候等各个因素进行模拟,进而显示通信节点在实际地理环境中的位置,进而对通信效果进行有效地评估,提高了组网方案的合理性和可行性,对提高通信保障的效率和质量起到了积极的促进作用。该系统是以通信保障为出发点,借助对象分析程序设计,有效结合通信装备的技术特点和操作规范,将系统进行合理的划分,通过对工程软件的管理,提高通信的效率和质量。一般而言,该系统主要分为以下几个模块:

(1)地理信息设置模块

该模块的主要针对应急条件下地理信息的设置,如地形、地物以及经纬度等,在对地理信息进行导入时,利用图层的增减来对地物实现增减,若是地物缺乏经纬度和高程等信息,又属于栅格化文件,就需要借助地理信息设置模块进行有效的设置,进而获得距离、面积等参数。

(2)环境设置模块

在地理信息输入完成以后,需要进行环境的设计,主要是针对地形、地物、气候以及电磁环境等信息。在环境的设置中,要依据实际的天气和地物情况,对气候和电磁环境进行有效的设置,并结合地形、地质以及地空大气对通信参数的影响,进而得出合理的参数。

(3)机动配置模块

机动配置模块主要针对台站的设计,确保其在相应的地域位置,因此为了保障通信的质量,需要参考地形、地物以及电磁等因素的影响,对通信节点的位置进行合理的设置。在数据库中,存储着通信节点的设置以及其他信息,用户可以根据实际情况进行修改,并且通过对设置情况的分析,判定通信装备内部是否出现交叉干扰,进而为通信效率的提高奠定坚实的基础和保障。

(4)技术参数输入模块

作为台站工作中不可或缺的因素,技术参数对通信质量起着重要的影响,通过对模块系统生成的通信装备模型的分析,对各种技术参数进行输入,并根据设备操作和天线等诸多技术参数进行分析,可以满足实际操作的要求,大大的提高系统的可操作性和可行性。

(5)仿真结果显示模块

在仿真系统中需要借助仿真结果的显示对通信的效果进行评估,仿真结果的显示内容主要包括信道传输的路径、地形对信号传输的阻碍及电磁在空间的分布情况。该系统借助微波通信原理建立一定的数学模型,并将系统运行中的各个参数进行输入,然后得出仿真结果,并对仿真的结果进行组网验证,得出显示台站的通信覆盖范围,进而向用户提供合理的组网建议,提高通信的质量和效果。

2微波通信应急组网仿真系统的设计

微波通信应急组网仿真系统设计多个环节的工作,因此需要从多个环节着手,进行有效的系统设计,为系统的运行效果奠定坚实的基础。

(1)设计层次化的通信装备建模框架

为了实现系统的通用性和扩展性,需要借助通信装备的建模工具,以此为支撑,可以使使用者能够从不同的仿真级别以及通信装备模型中,进行选择,大大的提高了系统的使用效率和开发的效果,进而加强了各个模型之间的相互操作性和重用性。在系统的设计中,为了提高应急组网仿真的效率,需要设计可拓展的建模框架,并构建统一的数据库,进而为装备的建模创造有力的条件。为了满足系统的要求,需要利用层次分析法,提高模型构建的规范性,这样用户就可以在操作规范的指导下,输入相应的参数,进而自动生成通信装备的模型,在该模型的作用下,具备了公共底层的功能,并向用户屏蔽了建模的相关细节,大大的提高了系统的通用性和可扩展性,最大限度的减少了用户的负担。

(2)仿真的实现

利用仿真可以降低通信装备使用的难度,并为用户熟悉设备的组网和操作创造了有力的条件。作为视距通信,微波通信主要负责对通信传输的剖面以及电磁的环境进行仿真。在对台站的位置、功率、天线方向性、频率等数据分析的基础上,结合相应的地理和环境信息,作用与电波传播模型,进而得到通信传输中的相应参数,在Mat lab帮助下绘制出通信传输的剖面图,进而实现对传输路径的全面了解。计算台站产生的空间电磁场强覆盖,得到覆盖地域内每个空间点上的电磁场强分布数据,根据等值线的原理,用颜色填充等值线中间的区域,进行电磁态势二维云图渲染,将场强覆盖范围可视化。

其次,还要进行数据的管理。即对系统所需要的数据进行管理和维护,实现系统对数据库的数据的存储和访问管理。通过系统与数据库的连接,实现对数据的存储和修改、数据备份以及数据的恢复,并对数据的连接进行配置和导入格式化的数据。在该系统中主要包括着五个数据库,分别是装备模型、地图、台站配置、节点参数以及评估结果。通过对数据的管理,可以为用户提供更加有效的建议,提高对系统的可靠性和可行性。

(3)系统的仿真评估

对系统仿真结果的评估是对微波通信应急组网系统效果的检验,是提升系统效果的重要依据和参考,因此需要对系统的仿真性能进行评估。

首先,需要对节点间的通信效果进行评估。为了提高通信系统的可行性和可靠性,需要结合任务的目标以及装备和技术条件,对系统设计的方案效果进行评估。通过对系统的评估,解决了仿真实时记录和存储评估算法程序设计、结果数据分析及评估报告生成等问题。在对系统进行评估时,需要对各个参数进行实时的记录,包括地图、设备、台站配置和节点参数等,通过对仿真数据的记录,并利用不同的传输线进行显示。当接收功率满足条件时,根据信噪比的不同,可将通信质量分为优、良、中、差4个等级,分别用红、绿、蓝、黑表示。最后将评估结果显示于评估报告中。

3结束语

通过对微波通信应急组网的仿真系统的设计分析可以看出,该系统具有明显的优势,不仅仿真效果好,大大的提高了通信的效率和质量,同时还能够将通信装备实体、环境等纳入一个仿真体系中,为用户提供便于操作、功能完善的仿真平台。建立层次化通信装备建模框架,为装备仿真建模奠定了实体和功能模型基础,提高装备模型的互操作性与重用性,实现了系统仿真,建立相关数据库,并给出了通信效果评估依据及实现方法,初步完成了微波通信应急组网仿真系统的设计,验证了系统的可行性与可靠性,可对制定通信保障方案起辅助决策作用。

参考文献:

[1]丁俊,孙志锋,王玉芬.数字微波通信在水库系统视频监控中的应用[J].电子技术,2011(11).

[2]吴飞龙,杨力帆,陈微.跨海微波通信在电力通信联网中应用的探讨[J].电力与电工,2010(01).

[3]李俐.数字微波通信课程教学方法探讨[M].2010(09).

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【关键词】分组微波 自适应编码调制 LTE回传

[Abstract] Digital microwave communication is an important communication technology which is propagated via the medium of free space. In this paper, advantages of microwave communication, composition of microwave equipment, as well as developmental status of microwave transmission were introduced. In addition, developmental prospect of digital microwave communication in future communication development and 4G LTE construction was discussed.

[Key words]packet microwave adaptive coding and modulation LTE backhaul

1 引言

数字微波通信与光纤通信、卫星通信一起被称为现代通信传输的三大手段[1]。自从20世纪50年代模拟微波通信系统的研究开发工作开始,微波传输经历了模拟微波传输、PDH数字微波传输、SDH数字微波传输的发展阶段,微波设备也经历了由早先的全室内trunk型发展为目前广泛使用的分体式设备,使得设备更加便于安装维护、快速组网。随着光纤通信的快速普及发展,数字微波通信面临着巨大的挑战,但它所具备的诸多优点使它在未来通信发展道路上仍有较为广阔的前景。

2 数字微波通信优点

由于光纤的巨大传输容量、极低的传输损耗和低廉的造价使得光纤通信早已成为国家骨干网的通信手段[2]。然而,数字微波通信拥有很多光纤通信所不具备的优点,具体如下:

(1)快速安装

微波通信系统的每个终端站或中继站一般由体积较小的室外单元(ODU)和一副定向天线连接在一起,室外单元再通过中频电缆和室内单元(IDU)接连,完成信号传输和馈电。不同于光纤通信需要大面积开挖和铺设光纤,微波通信占用机房面积小,安装维护方便,便于快速组网。

(2)抵御自然灾害和人为破坏能力强

微波通信的通信链路是空间介质,传输路线不易因自然灾害和人为破坏而受到影响,即使站点受到自然或人为因素的破坏,也会因其易于安装和维护的特点而避免遭受大的损失,这一优点是需要大面积铺设光纤的光纤通信所不具备的。

(3)受地理条件制约小

在大城市和市区,除了铺设电缆费用非常昂贵之外,大面积的开挖和铺设管道是比较难获得允许的,而微波通信站点不需要开挖管道,只需将站点架在楼层顶部即可;另外,在许多地形复杂的山区、大草原、沙漠、沼泽地带和被水面、公路隔断的区域,铺设光纤难度大、费用高,而数字微波通信则因其空间介质传输的特点基本不受地理条件的影响与制约,很好地完成了光纤通信网络补足的任务。

(4)设备体积小、功耗低

由于微波传输设备大量采用集成电路,使得设备的体积小、电源损耗小;数字信号在传播的过程中抵抗干扰能力强,因此可以降低设备的发射功率,使功放体积和输出功率减小,功耗降低。

3 微波传输设备简介

3.1 微波设备分类

微波设备按类型一般可分为3类,即全室内型、全室外型和分体式微波设备。全室内型设备所有的射频单元、信号处理单元、复接单元均在室内,室外仅有天线连接,这种设备占用机房面积大且造价高;全室外型即所有单元均在室外,好处是节省机房空间,但是全部设备暴露在外,容易损坏;分体式微波设备为现在广泛使用的设备类型,主要由室外单元(ODU)、室内单元(IDU)、天线和相应的馈线系统组成,其组成示意图如图1所示:

3.2 室外单元(ODU)功能描述

室外单元(ODU)用于实现中频、射频信号转换,射频信号处理和放大。ODU规格和射频频率相关,与传输容量无关。由于一个ODU无法完整覆盖一个频段,因此在通常情况下一个频段会被划分为A、B两个子频段,不同的子频段对应不同的ODU。ODU是进行无线通信传输的物理层(硬件)部分,是无线通信的载体。

发射机的中频放大器、本振、功率放大器、混频器等部件是将来自调制器的信号放大、整形、频谱搬移、发射等,最终通过无线信道传输。接收机的低噪声放大器、本振、混频器和天线是将空中的信号进行接收、放大、频谱搬移,最终进入解调器,对信号解调,恢复原始信息,ODU原理框图如图2所示。

3.3 室内单元(IDU)功能描述

IDU完成业务接入、业务调度、复接和调制解调等功能,整个微波通信系统的容量由IDU决定。可见,IDU是一套微波设备的主要部分,如果将中频板等效为光网络设备的线路板,则一个IDU与盒式光网络非常类似,IDU也有业务板(SDE、SD1、SLE、SL1、PH1和PO1)、交叉板(PXC)和主控板(SCC)。IDU内部具体功能模块结构如图3所示。

4 发展现状

(1)大容量大带宽

得益于高阶调制技术和链路聚合技术的发展应用,以及逐渐开发的微波频率资源,数字微波传输速率得到了很大提升。目前商用的分组微波传输产品,256QAM~1024QAM调制方式已经成为主流,先进的微波设备更是达到2048QAM,相比上一代TDM微波,调制方式的升级带来了30%~50%的传输速率提升。在射频带宽方面,传统微波频段(6GHz―38GHz)已经开放了56MHz/112MHz带宽的使用,使传输速率成倍增加。而在近期越来越受运营商关注的V-Band(60GHz)和E-Band(80GHz),拥有更加丰富而纯净的频谱资源,将使传输容量得到更大的提升。而链路聚合及交叉极化干扰消除(XPIC)技术的运用,带来了频率效率的提高,在一定的带宽资源下,实现了传输容量的翻倍。

(2)业务多样化

混合微波传输产品,采用TDM/Ethernet双平面架构,在单一设备上实现了PDH、SDH、分组业务的共平台接入和传输。

更新的纯分组微波产品,全面支持分组传送,提供丰富的二三层特性,支持端对端MPLS,拥有更强的QoS功能,可感知网络的丰富业务。同时分组微波的PWE3技术提供TDM业务的电路仿真。烽火虹信的IP微波产品支持MPLS/PWE3,实现全业务IP化,支持8级QoS,为运营商提供了多种解决方案供选择。

(3)高传输可靠性

自适应编码调制(ACM)和抗多径干扰技术的运用,极大地提高了微波传输的抗干扰特性。无线通路自身的不确定性,导致微波传输质量的不确定。自适应编码调制技术,使微波设备能自适应地根据信道质量来调整工作的调制方式。在信道环境恶化时,自动地降低调制方式以确保链路的可靠连接,保障高优先级业务。根据信道质量自适应改变调制方式示意图如图4所示:

5 前景探析

由于微波传输具有其他通信方式所不具备的一些优点,并且应用场合丰富,即使面临着诸多挑战,数字微波通信在未来通信发展的道路上仍将有着较为广阔的发展前景。

(1)宽带无线接入

宽带无线接入是未来高速数据业务通信的重要技术之一,是一种快捷方便的通信技术,因而得到了越来越广泛的应用,可以预见在愈发激烈的高速数据业务竞争中,宽带无线接入将被重视并得到大力的发展。

工作在26GHz―28GHz微波频段的本地多点分配业务(LMDS)是宽带无线接入的代表。与光纤通信和卫星通信相比,LMDS技术建设耗费成本低,启动快速,在较短的时间内就可以完成组网,且不需要过多的维护,维护成本较低,因此LMDS被人们称为无线光纤[3]。该技术已在欧美一些发达国家被广泛运用,可以预见LMDS在我国也将发展广阔。

(2)三网融合

三网融合是指电信网、广播电视网、互联网在向宽带通信网、数字电视网、下一代互联网演进,三大网络通过技术改造,其技术功能趋于一致,业务范围趋于相同,网络互联互通、资源共享,能为用户提供语音、数据和广播电视等多种服务。

微波传输技术在20世纪80年代最主要应用于广播电视的无线传输,国家建设了大量的覆盖范围广阔的广播电视无线微波传输网,现在看来这些只应用于广播电视的传输网络是对微波资源的一种极大浪费[4]。在三网融合的趋势下,微波传输需要积极进行改革,在原有已建设广播电视网的基础上进行业务升级,为用户提供大量专线业务,提供ATM、TDM以及以太网业务接入功能等。利用数字微波传输技术进行数字广播电视组网,实现移动终端的低成本覆盖,降低移动网络终端资费等。总之,数字微波传输在三网融合中将积极发挥自己的优势,拥有广阔的前景。

(3)传输网中补充光纤通信

传统微波传输速率低、业务单一,无法满足4G网络建设的需求。随着数字微波技术的发展,演进出Gbps级传输容量、丰富的业务接口、完善的OAM(Operation, Administration and Maintenance,操作、管理与维护)功能、强大的抗干扰性能,微波传输已经成为传输网络中光纤的重要补充和替代。

分组微波实现了IP/MPLS和MPLS-TP共平台,可提供灵活、丰富的解决方案。目前1Gbps以上的传输速率完全满足4G网络对传输通道的带宽要求。分组微波对以太网时钟同步和1588v2时间同步的支持,满足4G移动网络中各种制式基站对时钟的苛刻需求。分组微波普遍具有完善的OAM,类似于SDH网络的优秀管理特性,可实现电信级的网络故障自动检测、保护倒换、性能监控、故障定位等功能。并且普遍支持微波与光传输设备共网管监控,免除了新网管平台的建立和维护投入。实际上2012年以来,国内多地运营商已经将分组微波用于PTN互联,作为移动回传中光纤的补充。微波传输在传输网中的应用示意图如图5所示:

(4)助力LTE部署

自TD-LTE牌照颁发以来,中国移动的4G网络建设势如潮水。根据中国移动的目标,在2015年初将累计建成70万个TD-LTE基站。在4G网络建设中,光传输仍是主要手段,而值得关注的是,微波传输尤其是新一代分组微波,再一次进入电信运营商的视野,而且有不俗表现。

在LTE建设中,中小型站的建设是未来网络优化和整合的重点,相比宏站建设,小站所占的比重将越来越大[5]。随着4G网络建设向纵深发展,对热点数据地区的扩容和城郊地区的补盲以及在LTE基站之下的small cell将是4G后半阶段的部署重点,而small cell的部署将对回传网络的建设提出更加灵活、快捷的要求。基于此,数字微波通信就能很好地满足短距离、较大容量、快速接入的小站组网需求。LTE基站回传网络采用全IP分组,推动传输设备的IP化,IP业务也逐渐由PTN承载。PTN的建设首选光纤接入,得到了不断完善,但是仍面临着管线资源、特殊地理条件铺设、机房占用空间、电源消耗等诸多难题,尤其在4G优先在热点地区部署的情况下,光纤铺设很多时候更是举步维艰。而数字微波则可以通过在2G/3G时代架设的微波接入基站来进行改造升级从而满足LTE的业务需求,并且在以LTE小基站为重点、基站距离近的背景下能够很好地继续发挥自己的优势,其具备的部署灵活、建站迅速、维护简单的特点,完美地解决了快速部署LTE所遇到的问题,受到运营商青睐。微波传输在LTE回传中的应用示意图如图6所示:

6 结束语

如今,微波传输产品尤其是分组微波产品,借助其越来越丰富的业务接口、快捷高效的部署模式、灵活多变的组网形态、强大完善的管理调度等优势,并随着其不断提升的传输带宽和抗干扰能力,正成为电信运营商在当下持续推进的4G网络建设浪潮中的新宠。

参考文献:

[1] 胡冰. 数字微波发展中面临的挑战[J]. 中国有线电视,2012(9): 1051-1053.

[2] 韩晓晗. SDH数字微传输设备浅论[J]. 电信快报, 2011(1): 26-30.

[3] 宋开军,杨国渝. SDH数字微波通信的关键技术及其应用[J]. 中国有线电视, 2003(13): 19-22.

[4] 宝玉英. 浅析数字微波技术的发展前景[J]. 中国新通信, 2013(17): 5-6.

[5] 王小玫. 以太网链路聚合技术的研究与实现[D]. 武汉: 武汉邮电科学研究院, 2012.

[6] 李指行. 数字微波接力系统中的交叉极化鉴别率[J]. 无线通信技术, 2000(1): 1-4.

[7] 邹伟. LTE自适应调制编码技术研究[D]. 南京: 南京邮电大学, 2011.

[8] 赵孟,卢山. 数字微波通信技术的发展及应用探析[J]. 信息与电脑(理论版), 2013(7): 166-167.

篇4

关键词:微波通信 现状 发展前景

0 引言

黄河通信随着公网通信网快速发展和国家对事业单位改革逐步深入,以及黄河防汛和“数字黄河”对多种业务的需求,黄河通信得到了迅速发展,促进了通信网络不断完善,不断演变。并在历次黄河抗洪抢险中发挥了重要作用,由于光纤通信投入使用,使微波通信的主干线地位受到了挑战,但作为黄河微波通信同样受到威胁。

1 微波通信的主要特点

微波通信工作在300MHZ-300GHZ频段,是利用无线电波作为“载波”发送信号的通信方式。近年来微波通信得到了快速发展,大容量的PDH数字微波传输系统和具有全球统一标准接口的SDH微波通信系统相继出现。SDH技术的应用,使微波通信步入一个新的里程碑,翻开了微波通信新的一页。微波通信主要有如下特点:一是微波是以“直接波”的方式在大气中的视线距离传播,其传输特性受地形、地貌和大气层的影响。所以决定了微波通信必须采用中继方式传输。二是通信容量较大,可传送综合业务信息,它占有39GHZ的频宽,具有较大的通信容量,可以传送综合业务。现在我国主要微波通信采用SDH技术,现在SDH电路速率可达620Mbit/s,预计最高速率可达10Gbit/s。三是组网建设速度快、灵活性大、投资少,与同轴电缆通信和现代光纤通信而言,微波通信由于不需要铺设电缆和光缆,所以建设速度快,灵活性大,适应黄河治理,抗洪抢险,微波通信的灵活性更大。

2 黄河微波通信面临的威胁

光纤通信的发展是微波通信面临的最大威胁,20世纪90年代以来,特别是近几年,由于采用了新型的光导纤维和新的信号传送技术,光纤的传输容量越来越大,特别是采用密集波分复用技术后,使光纤的传输容量有了质的飞跃。

另外,由于微波通信的工作频带大部分集中在2-11GHZ,使得这段频率资源越来越紧张,再加上一些部门使用的频率没有经过国家无委会的批准私自使用,客观上对微波通信造成一定的威胁,使微波通信受到外界干扰越来越严重,构成了通信质量的下降,使微波通信的信誉度受到影响。而光纤通信是利用光波携带信息在光导纤维中进行传输,不受外界干扰的影响,传输比较稳定。光纤通信的众多优点,使光纤通信一跃成为20世纪90年代的主要通信手段,从国家骨干网到各地区、各县市、重要乡镇都有光纤通信网。光纤通信网已经成为信息高速公路的主干传输平台。

3 黄河微波通信的发展前景

根据黄河防汛、水量调度、“数字黄河”,通信信息建设规划的总体要求,结合全河通信信息的实际情况,在已建的现有黄河通信网的基础上,本着既能满足当前黄河防汛、水量调度工作的需要,又要符合今后通信信息发展方向原则,维持现有通信状况,加紧建设光纤通信,在技术水平上与地方公网同步,使今后的黄河专网通信数字化、综合化、宽带化、智能化、个人化的方向发展。

3.1 采用微波传输方式:在目前的黄河微波干、支线的基础,采用SDH微波传输技术对现有PDH微波系统进行更新,形成高速率的SDH同步数字体系。干支线采用STM-1或STM-4设备,网络接口在15Mbit/s和622Mbit/s两个速率上,微波传输选用48GHZ范围内的传输频率,使用原有微波铁塔和机房设施。

3.2 采用光纤传输方式:以经过整修机淤加固的黄河两岸大堤作光纤传输的通道,沿黄河两岸大堤各敷设一条24芯或更多对数的单摸光纤干线,通过下游现有的黄河大桥敷设过河光纤,使两条光纤干线交叉相连,形成多个8字形光环。整个系统可采用STM-16或STM-64的SDH设备,容量为2.5Gbit/s或10Gbit/s。

3.3 采用微波和光纤混合的SDH数字传输方式:从三门峡到东营黄河入海口干线范围内,根据地形地貌条件,分区段选用不同的传输方式。在部分区间选用SDH微波传输方式,选用STM-1或STM-4容量的微波设备,在部分区间选用SDH光纤传输方式,选用单摸光纤,光纤传输容量为2.5Gbit/s或10Gbit/s。

对以上三种传输方式,从理论技术上讲都是可以实现的,但结合具体实施过程,系统工作的可靠性以及今后通信信息发展等因素考虑各有其优缺点。①微波传输方式优点、简单易行,能充分利用原有的微波站部分设备,投资少,建设周期短,抵抗自然灾害的能力强,能够实现大汛情可靠通信。缺点、SDH微波设备比较复杂,收发信机占用的波道多,对今后扩大传输容量有困难。②光纤传输方式优点、容量大,可以逐级逐年进行扩容,而且采用多个8字光环进行组网,电路的可靠性得到保障。缺点、光纤敷设比较困难,投资大,建设周期长,在局部易受自然和人为破坏。③混合传输方式虽然在技术上可行,但在实际实施上确实有一些难度,因为具体哪些区间采用SDH微波,哪些区间采用SDH光纤,必须根据目前和今后通信发展的业务需要以及不同地区用户的实际需求,进行反复比较论证才能确定。

对黄河通信干支线建设采用SDH技术,利用光纤传输方式来建设黄河宽带通信网,尽快与地方公网同步,决不能再搞重复建设,修修补补的事。真正实现黄河通信信息宽带、高速现代化。

参考文献:

[1]丁俊,孙志锋,王玉芬.数字微波通信在水库系统视频监控中的应用[J].电子技术,2011(11).

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[关键词]微波通信 网站建设 保障措施

微波通信网站建设是一项复杂又漫长的过程,为了保障工程建设施工的正常运行,只有依靠测绘来为其提供信息及技术支持,才能为工程设计提供准确的参考依据。在微波通信网站建设测量的过程中,要想制定一套完整详细的测量质保方案,必须要求测绘人员充分了解微波通信网站建设的内容和管理方法,再联合其它相关部门才能实现可行高效的要求,确保通信网站建设的长期发展。

一、微波通信网站建设的测量内容及要求

微波通信网站所涉及的项目极为广泛,如:大地、地形、水文、地质、工民建筑等业务,在对其进行规划建设和更新改造过程中,需要做好详细的测绘工作,才能为其提供大量的信息和技术,才能将其作为工程设计的主要依据和施工保障。首先要对各中继站微波发射塔的中心坐标和高程进行测绘,要求中心坐标X,Y及海拔高度要精确到米,经纬度精确到秒,这样才能保证测绘的准确性。其次要测绘中继站至发射塔的间距,测绘范围尽量保持在两侧30度、间距500米以内,同时还要测绘微波通道中高大建筑物的遮挡情况,利用局部通道地形断面图的测绘方式进行,这样可以使测量结果更加全面、更加精确。此外还要对选取站址的地形、水文、气象状况等因素进行测量,在测量过程中一定要按照国家规定的定量标准实施,要求测绘比例尺为1:100的标准,并在测量图中标明磁北方向和磁偏角,同时还要注明相应的控制杆及其坐标和标高的准确数据,标出方案中发射塔中心坐标的位置。这样工程师才能根据具体测量数据及空间关系选择最佳的建设方案,从而实现网站建设的科学性。最后在完成测量任务后,还要进行建档工作,主要是对测量建设内容进行归纳和的整理。同时在绘制图纸和资料时,工程师一定按照相关工程档案中的详细要求来进行,并做好其保存和归档工作。

二、微波通信网站建设中的具体测量保障措施

1、施工前的质量管理与保障。在进行微波通信网站建设之前,相关监理单位要做好决策阶段的质量管理工作,全面搜集相关资料及研究方案,根据所采集的结果来确定工程的可行性,并制定最佳建设方案,并详细明确出建设流程和必要的风险评估工作。另外还要对施工单位进行严格的审查,看其是否符合微波网站建设需求,对其所涉及的合同及文件报告进行监测和审阅,若发现任何问题应及时做出妥善的纠正。此外监理单位还要准备对应的检核设备及审查方法,以便于对建设进度、规划和方案做出正确的审查,同时对采用的施工技术和施工材料进行全面的审核,避免出现任何质量提,影响工程的顺利开展,检查其施工条件是否符合微波网站建设的标准,从而为保障网站建设质量奠定坚实的基础。

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关键词:新型微波;通讯技术;应用;发展

中图分类号:TN925 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2017)04-0042-01

随着我国的技术水平在不断的发展,信息技术已经越来越先进,其中微波通讯技术就是信息不断发展下的产物,微波技术利用微波频段以及地面视距进行传播,可以无线传播,以其特有的优势使其在传播界有着较为广泛的应用。微波传播技术可以说是属于传统传播技术,又高于传统传播的技术,由于微波技术不是以实体进行传播,从而可以大大的减少人为的破坏性,同时也可以为光纤通讯技术作为补充传播技术,微波传播技术的发现,加快了通讯传播行业快速的发展。

1 新型微波通讯技术的概述

在信息科技飞速发展的今天,微波通讯技术已经被广泛的运用在人们的生产和生活中,微波点对点通讯技术简称微波通讯技术,它利用的是微波在大气层的电离层发生反射的原理进行通信的。所谓的微波,通常是指1000兆赫以上的超高频率电磁波。它具有直线性、反射性、吸收性和穿透性等特征,微波在碰到大气电离层后会发生反射,反射角度精确,线性很好,也不发散[1]。所以可以用来进行中等距离通讯。首先是将信号进行数字调制,这里说的信号可以是文字、视频、声音等,调制好的信号会被微波发生器转换成为高频电磁波,并被发射馈源射向指定的方向,而经过经纬度计算后,在特定的接收点就可以接收到该电磁波,通过同样的解调,电磁波就会重新还原成为原先的信号,从而实现了远程无线通信。

2 新型微波通讯技术的应用

2.1 第一时间进行传输和备份

新型微波通讯技术在进行传输的过程中,遇到障碍的时候,能够单独的进行修复,更够让信息传输中不会出现问题,更为重要的是新型微波通讯技术能够将信息传输到其他传播技术到达不了的地方,促进了当地的信息发展。

2.2 促使了技术融合

新型微波通讯技术技术的实施可以将两个不同的系统融合到一个使用平台之上,二者的融合促使信息容量快速的增加,不仅能够更快的使使用容量增加,还能快速的解决成本问题,此项技术的开展,改善了以往通讯难价钱高的问题[2]。

2.3 编码

自适应调制编码(AMC)在移动通信中得到了广泛应用,AMC是无线信道上采用的一种自适应的编码调制技术,通过调整无线链路传输的调节方式与编码速率,来确保链路的传输质量。当无线信道速率较低的时候,信道估计比较准确,AMC应用的效果也就越好。随着终端的相关技术不断提高,信道质量已经无法满足信道的变化,所以,当信道测量出现问题时,AMC的调制编码方式就会跟实际情况有所不同,从而对系统容量和吞吐量等相关指标造成很大影响。

2.4 多天线技术

多天线技术在移动通信中也得到了广泛应用,不仅收发的天线数有明显增加,而且MIMO的传输模式也更加丰富。在SDH微波通信系统中,通过多状态调制方式的应用,令频率衰落更加敏感,也就为分集接受的普遍应用提供有利的支持。分集技术的主要作用就是尽量的削弱多径衰弱与降雨衰弱的干扰,通过对不同信号的合成或切换,来得到良好的信号。

而在微波通讯系统中,MIMO技术也得到了普遍应用,MIMO属于一种智能天线,主要是指在发身段和接受端分别使用多个发射天线和接收天线,使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收,从而提高了通讯质量。

3 新型微波通讯技术未来的发展形势

3.1 新型微波通讯技术能够保障通讯技术顺利发展

新型微波通讯技术能够有效的提升调制技术,同时又能将其余的系数控制在可行性的范围之内。

3.2 新型微波通讯技术能够提升编制的正确率

新型微波通讯技术为了保障传输业务的正确率,可以运用网格编码,以此来将错误率降到最低。在此项技术运作的过程中,还要使用比特检测技术进行解码。如果信息高速传输时,比特检测则不能使用。

3.3 新型微波通讯技术能够提高技术水平

新型微波通讯技术能够有效的提高自适应区域的发展,让代码与代码之间的尽量做到没有多余的干扰,较少正交感染。提升多载波技术的研发,实现纯粹的分组传输化,新型微波通讯技术将会不断的向分组化方向发展,这种发展趋势将会是微波发展的主要方向。

4 结语

新型微波技术的发现并应用,在很大程度上解决了原有通讯技术的不足之处,比如减少了人为的破坏性,在发展不太好的地域传达不了以及质量的问题等等。相对于传统的传播技术,新型的微波技术优点有很多,其中最突出的两点是传播速度快,传播范围广两项特点,通过这些优点可以很好的促进微波技术的发展,并且被更好的应用到人们的生活中。

参考文献

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1、打开,并登陆微信公众平台。

2、在开发者中心页面可以看到两个数值URL和Token,保留这个页面不变,进行下一步操作。

3、授权微信公众平台。

4、打开爱豆子的网站,点击右上角的注册,申请一个自己的帐号并登陆。

5、登陆成功后点击添加公众账号,完成绑定。

6、点击爱豆子微信直播功能,简单设置活动名称,参数,保存并开启。

7、打开手机就能做直播。

微信直播步骤如下:

1、先选择直播的平台,在微信公众号里面搜索你要选择的平台,关注它,然后点击它的第一个菜单,点击直播管理。

2、进入个人中心,然后点击直播间。

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关键词:微博;传统新闻模式;影响

在互联网发达的时代,新闻传播方式也需要积极进行革新,传统的新闻传播方式耗时较长,传播过程过于复杂,影响到新闻的实效性,也影响了新闻的传播力度。在新时期,微博已经进入人们的日常生活,利用微博手段对传统新闻传播模式进行创新,充分发挥微博的时效性、便捷性、应用广泛性的特点,进行新闻传播是时展对新闻界提出的新要求。

1 对微博的认识

微博是微博客的简称,是互联网中的一个特殊平台,通过这个平台用户之间可以信息,交流分享信息,传播评价信息等等,在微博平台中,用户可以根据需要建立自己的个人社区,构成一个独立的个人空间,在空间中发表自己的观点认识,发表一些新鲜事物,发表分享信息的,一些新闻,一般字数要控制在140字左右。微博信息具有双向互动型的特点,以真实信息为主,具有很强的新鲜度,很受网民的关注。

2 利用微博手段进行新闻传播具有的优势有劣势分析

2.1 传播的普通性特点

利用微博手段进行新闻传播具有普通性的特点,所谓的普通性一方面针对新闻传播者而言,每一个平凡的个人都可以把自己身边发生新闻通过微博手段,言简意赅的进行陈述,利用微博手段进行新闻传播的每一个人都是是普通的民众。利用微博,所传播的新闻只要事实清楚即可,不需要有华丽的文采,典雅的修饰,只需要用最普通的语言表达事情的原貌就可以了。另外,利用微博手段进行新闻传播的不需要所谓的门槛,每个博客都很容易进行微博,单独的个体即是新闻接受者也是小范围内新闻的传播者,只要自己的微博新闻能够引起广发的关注,使博客不断的浏览转发,新闻的传播过程就算是完成了。

2.2 传播的便捷性特点

与传统新闻传播方式相比,利用微博手段进行新闻传播具有很强的便捷性特点,每个人在任何时刻任何地点,都可以通过短短的140字符把身边刚刚发生的新闻事件进行传播,据了解,正视这种微博的便捷性的优势,在世界范围内,随时随地都有新的新闻通过微博手段出来,网民关注某一个新闻后,就可在第一时间进行转发,这样,传播新闻时效性更强,传播方式更为便捷。这是传统新闻传播手段所不能比拟的。

2.3 利用微博进行新闻传播所存在的问题

虽然利用微博手段进行新闻传播具有明显的优势,具有诸多便利之处,但同样,存在着严重的不足。主要是,微博新闻传播者身份不受限制,任何人都可以通过微博一些新闻信息,如果这些新闻事件是假的,容易造成以讹传讹的情况,误导民众。另外,有一些不法之徒,或者是一些人带有个人情绪进行微博新闻传播,这些被恶意操作的新闻,很容易在民众中传播,引起一些不好的社会反映,阻碍社会的核和谐稳定发展。另外,微博方式进行新闻传播只是短短的一百多字,很难对新闻事件的细节,焦点问题进行展示,同时也不能保障新闻的连续性,容易使受众根据只言片语进行新闻解读,导致新闻事件的误读误信。

3 微博对传统新闻传播模式的影响

与传统新闻传播方式相比,利用微博手段进行新闻传播具有明显的优势。传统新闻传播方式需要经历收集新闻信息、对信息进行筛选整理、对新闻信息进行审定,最终确定。这些环节需要耗时耗力,远不及微博手段来的便捷。另外,传统新闻来源不丰富,渠道较窄,导致新闻面不是很广。而微博却能有效解决这些问题。因此,微博对传统新闻传播模式具有极大的影响。

3.1 微博正在成为人关注的新闻来源

据统计,在网络信息传播中,在bbs时代,传统新闻媒体手机新闻都是从bbs上收集来的,但在微博时代,传统新闻媒体获得新闻信息很多都是从微博上获取了。可以说,在微博时代,传统新闻媒体获得新闻的渠道已经发生转移,大部分新闻都是从微博上而,媒体和普通民众获得新闻的方式更为便捷,微博成为了人们关注新闻,获得新闻的重要途径。

3.2 能够在第一时间对重大突发新闻进行

微博与传统新闻传播方式 最大区别是新闻的时效性更强。在意见突发事件发生后,网民可以借助自己手机,利用微博平台子在第一时间把新闻出去,而如果利用传统新闻媒体手段进行,需要经过信息的采集、编辑过程,这种形势下制作的新闻还没有出来,微博上已经出来了。因此,微博手段对传统新闻传播方式构成了一定的挑战。

3.3 微博在特殊情况下超过了传统传媒的作用

由于微博短小灵活,传播信息非常快捷,在一些特殊情况下,甚至超越了传统新闻传播手段的作用。比如,遇到了重大的自然灾害,遇到了突发的恶性事件,微博可以及时对重大消息进行传播,这远远超越了传统新闻媒体的传播效能。

4 结语

总之,在微博时代,利用微博手段进行新闻传播具有很多优势,比如,微博信息传播者具有普遍性,微博新闻资讯来源广泛,微博进行新闻传播时效性极强,不受时空限制,任何人在任何地点都可以进行微博新闻等等,正因为其优势明显,微博对传统新闻传播模式有着重大影响。新闻传播要重视微博手段的应用,能够创新新闻传播途径,利用微博第一时间为人们提供有价值的新闻资讯。这对于新闻传播途径创新具有积极的作用。

参考文献:

[1]隋红.简析“微时代”的文化传播特征――从以微博为首的“微媒体”说起[J].大众文艺,2012(01).

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关键词:Delphi;SPomm;串行通信;超声波定位;ZigBee

中图分类号:TP311文献标识码:B

文章编号:1004-373X(2010)02-055-02

Design of Serial Communication Module in Ultrasonic Position System

LIU Xin1,HAO Lina2,LIU Bin1,DENG Jun1

(1.College of Information Science and Engineering,Northeastern University,Shenyang,110004,China;

2.School of Mechanical Engineering and Automation,Northeastern University,Shenyang,110004,China)

Abstract:the serial communication module in ultrasonic position system is designed,workflow of the module and the hard circuit,the upper computer software which uses SPComm component under the environment o f Delphi are mainly introduced.The module realizes the communication function between PIC single chip machine and upper computer,it can process and display the data collected by upper computer software.Experiments indicate that the module gets simply structure and powerful stability,possesses of extensive prospect of application.

Keywords:Delphi;SPomm;serial communication;ultrasonic position;ZigBee

采用ZigBee无线通信模块实现的超声波定位系统,具有精度较高,成本低,安装维护方便和不受被测对象颜色影响等特点。同时由于该定位系统在定向性和可便携性上能够满足小型移动机器人的要求,因此具有广阔的应用前景[1]。这里针对采用该超声波定位系统的仿生机器鱼系统进行了超声波定位系统的串行通信模块设计。

1 模块实现

1.1 硬件介绍

超声波定位系统通过ZigBee无线网络将数据传送至PIC单片机,数据经过PIC单片机处理后,再经串口传送至上位机。由于PIC单片机的信号电平(TTL电平)与上位机的串口电平(RS 232电平)电气规范不一致,因此采用MAX3232电平转换芯片进行电平转换。串口是上位机上的标准设备,进行串行通信时不需给上位机增加硬件设备,使得整个系统更加简单可靠[2_4],如图1所示。

图1 串行通信电路图

1.2 上位机软件设计

1.2.1 Delphi介绍

Delphi是一种具有功能强大,简便易用,代码执行速度快等优点的可视化快速应用开发工具[5,6]。运用Delphi实现串口通信的常用方法有三种:一是利用MSComm控件和SPComm控件;二是使用API函数;三是调用其他串口通信程序。在此,采用SPComm控件,它具有许多与串口通信密切相关的属性及事件,提供了对串口的各种操作,支持多线程等优点,可以在C++Builder,Delphi等多种开发工具下使用且灵活方便,因此在Delphi软件开发中已经成为被广泛应用的串口通信开发控件[7,8]。SPComm串口通信控件具有多线程的特性,分别在两个线程内完成接收和发送数据。接收线程负责收到数据时触发OnReceiveData事件;用WriteComm_Data函数将待发送的数据写入输出缓冲器,发送线程在后成数据发送工作。在接收和发送数据前,需要初始化串口,用StartComm方法打开串口;退出程序时,用StopComm方法关闭串口[9,10]。本文主要实现串口数据的采集,重点运用OnReceiveData事件以及对该事件的相关处理。

1.2.2 上位机软件介绍

上位机软件由Delphi编写,具有数据的接收及处理功能,能够通过对数据的计算,将机器鱼的位置、角度、温度等信息实时显示在界面上。上位机软件的图表显示功能通过Delphi中自带的Tchart控件实现。

1.2.3 上位机软件主要代码

(1) 上位机初始化代码

procedure TForm1.FormCreate(Sender:TObject);//建立窗体时即打开串口

var

begin

Chart1.Series[1].addxy(0,0);

end;

(2) 接收串口数据并进行处理的代码

procedure m1ReceiveData(Sender:TObject;Buffer:Pointer;BufferLength:Word);

var

recStr:string;

i:integer;

begin

SetLength(recStr,BufferLength);

Move(Buffer^,PChar(recStr)^,BufferLength);

//由于篇幅所限,在此仅对“机器鱼一”的温度,角度处理过程进行阐述

memo1.lines.add(′@@@@′); //fish1 temp,direction

TEM1:=(ord(pchar(recstr)[9])*1.25-50);//对缓冲区中的温度、角度原始数据进行处理

DR1:=(ord(pchar(recstr)[7])*256+ord(pchar(recstr)[8]))/100;

edit3.Text:=Formatfloat(′00′,DR1)+′°′;

edit2.Text:=Formatfloat(′00′,TEM1)+′℃′;

//温度、角度显示

(3) 绘制图表的代码

//绘制实时坐标点

Chart1.Series[1].delete(0);//删除上个坐标点

Chart1.Series[1].addxy(X1,Y1);//绘制新点

1.2.4 运行结果

上位机软件运行界面如图2所示,软件界面的左侧显示当前两条机器鱼的坐标和角度、温度信息;软件界面右侧显示上位机接收数据后的所有数据[6]。

图2 上位机软件界面

2 结 语

讨论了超声波定位系统的串行通信模块,并重点介绍应用SPComm控件在Delphi环境下开发的上位机软件。该模块具有结构简单,开发周期短,成本低等特点。在仿生机器鱼的定位实验中,该模块表现出了很强的通信稳定性。由于上位机软件采用高级软件编写,稍加修改便可移植到其他类似系统中,在机器人及小型工业控制领域有着广阔的应用前景。

参考文献

[1]鲁琦,殳国华.基于单片机的红外超声定位系统[J].微处理机,2006(2):66_71.

[2]孙滨,宋健.用Delphi实现上位机与PIC单片机的串行通信[J].现代电子技术,2004,27(16):92_93.

[3]桑开勇,陈铁军.Delphi环境下利用SPComm控件进行单片机串口通信[J].现代电子技术,2006,29(15):26_28.

[4]范逸之,陈立元.Delphi与RS 232串行通信控制[M].北京:清华大学出版社,2004.

[5]肖建,杨新臣.Delphi 7编程基础[M].北京:清华大学出版社,2003.

[6]明日科技.Delphi开发技术大全[M].北京:人民邮电出版社,2006.

[7]廖平,陈峰,马洪秋.Delphi环境下PC机与AVR单片机的串行通信[J].现代电子技术,2008,29(2):123_125.

[8]仇芝,杜坚,罗敏,等.基于Delphi 7.0的高精度低速数据采集系统[J].现代电子技术,2006,29(11):111_112.

[9]罗贤东,张民,赵卫华,等.Delphi环境下利用SPComm控件实现计算机与PLC的串行通信[J].工业控制计算机,2007(6):29_30.

[10]徐新华,任晓,吕涛.基于Delphi的PC机与PIC单片机的串行通信[J].电子工程师,2006(3):58_59.

篇10

 

同频干扰是由于系统采用同频复用引起的,所谓同频复用就是指在相隔一定物理距离的2个波束内使用相同的频率,这样做大大提高了频谱的使用率,极大地扩充了通信网的容量,但同时也带来了相应的问题,相隔一定物理距离的波束内频率相同的载波相互干扰,给用户造成了很大的困扰。本文结合多波束卫星移动通信系统的特点,提出适用于该系统的同频干扰算法,提高了干扰计算的准确度和可信度。

 

1干扰分析模型

 

在考虑同频干扰时,终端接收信号的下行载干比(C//)是一个重要的指标[3]。下面通过建立干扰分析模型来计算终端接收信号的下行载干比。

 

构建干扰分析模型的主要功能是确定每个波束内的载波后,计算波束内每条载波的同频干扰值,并据此判断该波束内载波配置是否满足载干比要求。

 

多波束卫星移动通信系统同频干扰分析方法与地面蜂窝系统同频干扰分析方法有些不同,主要体现在2个方面:①多波束卫星移动通信系统中同频干扰的大小不与距离的幂次方成正比,而与接收终端和波束中心到卫星天线方向夹角密切相关;②蜂邋信糸统与网珞技术窝系统每个小区有一个相同发射功率的基站作为中继[4-7],多波束卫星通信系统中使用卫星作为中继,所以蜂窝系统中信号的传播路径是从小区中心基站到移动台[8],而在多波束卫星移动通信系统中,信号的传播路径是由卫星发射天线到终端,并不是从波束中心到终端。

 

下面将通过3步来建立多波束卫星移动通信系统同频干扰分析模型:第①步,求解任意两点卫星天线方向夹角;第②步,建立任意波束的卫星天线方向图;第③步,求解同频干扰功率和载波功率。

 

1.1卫星天线方向夹角

 

由于在计算波束间的同频干扰时,同频干扰值的大小与路径传播衰减密切相关,而在多波束卫星移动通信系统中,路径传播损耗的大小不与传播距离的幂次方成正比,而是与接收终端和波束中心到卫星天线方向夹角有关系,所以首先要确定接收终端和波束中心之间的卫星天线方向夹角。

 

首先要已知接收终端、波束中心的经纬度和卫星的位置,然后建立以下模型分析接收终端和波束中心天线方向夹角。

 

假设卫星的位置为A,E,由于研究的是GEO卫星,卫星星下点4的经纬度即为(A^,。),假设波束中心B接收终端C的经纬度分别为(A2E,同样,利用4、C两点经纬度可以得到4、C两点的地心夹角"2,"丨I^3nI",=arccos}cosIIcos2l1800.(^3n10n 1800180,利用fi、C两点经纬度可以得到fi、C两点的地心夹角"3,((A3-A,)*1^80)在三角形fiOfl中,已知fiO长为K,flO长为好+fi,得出长度,BD-BO2+DO2-2BO*DO*cos"1;在三角形COfl中,已知CO长为fi,DO长为好+fi,得出CD长度,CD-yCO2+DO2-2CO*DO*cos"2;在三角形fiOC中,已知fiO长为fi,CO长为fi,得出fiC直线长度,fiC-BO2+CO2-2BO*CO*cos"3;在已知三边长度之后,在三角形fiCD中,可以得到fiD与CD的夹角a,ZfiD2+CD2-fiC2\2*fiD*CD/因此,波束中心fi与接收终端c的的卫星天线方向夹角为a。

 

1.2卫星天线方向图

 

卫星天线方向图是得到载波功率衰减的重要工具,下面简单利用天线原理的知识来阐述任意波束对应的抛物面卫星天线方向图的求解过程。

 

计算抛物面辐射场有2种方法一面电流法和口径场法,本文采用的是口径场法。抛物面口径,是由抛物面边缘限定的垂直于轴线的圆平面,在求抛物面口径场强分布时,要应用2条定量:一是几何光学反射定律,另一是能量守恒定律。

 

用口径场法计算的远区辐射场:Ej式中,/^0、〜分别为介质的磁导率和介电常数,"0、^分别为单位矢量,/为振子电路,弋为馈源总辐射功率。

 

.3.1计算载波下行E/KPd。载波下行E/KPd。为:EIRPdc=EIRPs-BO〇c。式中,E/KPs为卫星饱和ETKP,BO。。为每载波输出补偿,BO〇。=BOic+BO〇-BOi。式中,BO;。为每载波输入补偿,BO。为转发器输出补偿,BOi为转发器输入补偿,O^lOlgF+BOi。式中,F为系统容量。因此,载波下行EIRPd。可表示为:EIRPdc=EIRPs-10lgV-BO。。

 

1.3.2计算同频干扰功率

 

卫星发射信号落入本波束的载波功率为:

 

C=EIRPdc-Lfd-La,式中,为下行自由空间传播损耗,为大气吸收损耗。

 

根据卫星波束复用关系、卫星天线方向图和卫星天线方向夹角计算复用波束落入本波束的干扰功率I,〇'=1,2,…,M-1,M为波束复用的次数)。假设接收终端与复用波束中心之间的卫星天线方向夹邋信糸统与网珞技术角为(i'=1,2,…,M-l),对应的归一化后的卫星天线方向图中的衰减量为~„;,那么复用波束I'对应的同频干扰值为l;=C_'〇注:假如第I个复用波束中没有使用该频点的终端在工作,那么/,=0。那么总的同频干扰功率为:/=lolg(SM_l1lo0-1,),至此,对某频点的载干比就可以用下式表示:C/I=(EIRPAc_LrD_Ia)/101g(I-=_!10〇-1f)。

 

2评判标准

 

在计算得到波束中频点的载干比(C/I)之后,则需要一个评判标准来确定该载干比是否能够满足通信要求。载干比的计算是为了评判载波规划的结果是否能够满足卫星移动通信要求,如果载干比过低,即有用信号太小,干扰信号太大的情况下,则需要重新考虑载波规划。

 

首先,对于数字地面蜂窝系统的评判标准,我国的GSM系统、美国的IS-54系统和日本的PDC系统为了保证绝大多数地区和绝大部分时间的通信质量,都要求载干比不得<9dB,即C/I彡9dB[11-1:]。

 

考虑到卫星移动通信系统复杂的链路情况以及更高的通信要求,一般认为卫星移动通信系统中载干比不得小于13dB,即C/I彡13dB[14,15]。

 

3仿真验证

 

仿真试验中载波分配完成后,得到波束1的前20个频点的载干比的情况有些频点的C/I满足通信要求>13dB,而某些频点的C/I不能满足>13dB的要求,这就需要对规划结果进行调整,以使得该频点的载干比能满足通信要求,例如8号频点载干比明显<13dB,则需要对8号频点进行调整。