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通信信號技術(shù)范文第1篇

1雷達(dá)功能與特點(diǎn)

雷達(dá)是利用電磁波探測目標(biāo)的電子設(shè)備，是通過無線電定位方式，來實(shí)現(xiàn)無線電探測與測距，通過回波測定發(fā)現(xiàn)探測目標(biāo)空間位置信息，由于雷達(dá)通過無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)探測，所以也被稱為“無線電定位”。其探測原理是通過發(fā)射電磁波，對探測目標(biāo)進(jìn)行照射，在通過天線接收其回波，提取回波信息，來獲取測定目標(biāo)速度、方位、高度等信息。探測通信過程中信息載體是無線電波，天線接收回波后，由接收設(shè)備進(jìn)行處理，提取信息數(shù)據(jù)，當(dāng)前廣泛應(yīng)用于：氣象領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域、航空領(lǐng)域。雷達(dá)技術(shù)最早出現(xiàn)于一戰(zhàn)時期，但由于當(dāng)時受到技術(shù)水平限制，探測范圍和準(zhǔn)確性都存在局限。二戰(zhàn)時期雷達(dá)技術(shù)得到實(shí)際運(yùn)用，且已十分成熟，能實(shí)現(xiàn)地對空、空對空、空對地的探測識別。隨后更融入了脈沖跟蹤技術(shù)，能通過跟蹤模式對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤探測，且探測中系統(tǒng)能自動修正干擾誤差，提高探測準(zhǔn)確性和有效性。二十世紀(jì)末，微處理技術(shù)與光學(xué)探測技術(shù)融入雷達(dá)領(lǐng)域，使雷達(dá)探測實(shí)現(xiàn)智能化、自動化，能自動進(jìn)行多目標(biāo)跟蹤探測，在軍事領(lǐng)域中做出了巨大貢獻(xiàn)。

2雷達(dá)通信技術(shù)

雷達(dá)應(yīng)用非常廣泛，可探測飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈。除軍事用途外，還可用來為飛機(jī)、船只導(dǎo)航。另一方面，氣象領(lǐng)域中的應(yīng)用，可探測臺風(fēng)、雷雨、烏云，以實(shí)現(xiàn)預(yù)測天氣目的。雷達(dá)通信基本過程是，發(fā)射機(jī)發(fā)射電磁波，由收發(fā)轉(zhuǎn)換開關(guān)傳送給天線，由天線將電磁波發(fā)送出進(jìn)行傳播，電磁波遇到目標(biāo)后產(chǎn)生回波，回波被天線獲取，通過接收設(shè)備進(jìn)行信號處理。距離測量是根據(jù)回波延遲時間判斷，計算公式為S=CT/2。方向探測通常利用天線方向性，測定方位角和俯仰角。速度測試方面則根據(jù)回波頻率改變量確定，其基本原理是多普勒頻移。但實(shí)際上雷達(dá)應(yīng)用中，通信過程可能受到干擾設(shè)備或其他外部信號干擾，同時會被電子偵察設(shè)備探測到通信信號。因此，要加強(qiáng)雷達(dá)抗干擾，反偵察能力。現(xiàn)代雷達(dá)為提高通信穩(wěn)定性與可靠性，融入了數(shù)據(jù)處理技術(shù)、加密技術(shù)、組網(wǎng)技術(shù)、分布式有源技術(shù)、自適應(yīng)波束形成技術(shù)、光電子技術(shù)。這便使得雷達(dá)通信抗干擾能力大大提升，數(shù)據(jù)處理效率和水平明顯提高，能實(shí)現(xiàn)多頻道、多極化、多模式通信，而且通信數(shù)據(jù)形式更加多元。

3雷達(dá)信號處理機(jī)顯控

通過前文分析不難看出雷達(dá)探測的應(yīng)用優(yōu)勢。雷達(dá)設(shè)備種類繁多，技術(shù)含量高，應(yīng)用范圍廣。根據(jù)用途不同可分為：軍用雷達(dá)、預(yù)警雷達(dá)、引導(dǎo)指揮雷達(dá)、機(jī)載雷達(dá)、氣象雷達(dá)、航行管制雷達(dá)等。雷達(dá)探測不受天氣影響，穿透力強(qiáng)，探測效果好。但探測有效性和準(zhǔn)確性，通常與信號處理機(jī)顯控有直接關(guān)系。近些年來，現(xiàn)代雷達(dá)中接收采樣數(shù)據(jù)量成倍增加，信號處理機(jī)顯控難度提高，使得信號處理機(jī)顯控成為雷達(dá)研究領(lǐng)域熱門課題。為提升顯控有效性，修正誤差，一般情況應(yīng)通過MAD抑制低速雜波信號，區(qū)分雜波與目標(biāo)回波。由于雜波與目標(biāo)回波頻率不同，所以能通過濾波器消除。但實(shí)際上，由于雜波中心頻率位于零頻，多普勒頻移未知，卻容易被濾波器忽略，所以傳統(tǒng)MAD抗干擾濾波方式，效果并不好，會出現(xiàn)顯控判斷現(xiàn)象。為解決這一問題，就應(yīng)利用自適應(yīng)恒虛警檢測，通過CFAR檢測抑制雜波。另一方面，還可選擇匹配數(shù)字濾波器方式，利用脈沖壓縮處理方式，進(jìn)行波篩選，將雜波進(jìn)行掩蓋，避免雜波干擾。但實(shí)際應(yīng)用中，由于模擬技術(shù)缺陷，掩蓋效果與理論值可能會存在差異。雜波分為:地物雜波與氣象雜波幾大類，不同雜波波幅與干擾程度不同，但通常雜波也具有一定規(guī)律性。因此，為了彌補(bǔ)理論值誤差問題，則可通過改進(jìn)濾波方式，實(shí)現(xiàn)抑制雜波，保障顯控準(zhǔn)確性與有效性。例如，對多普勒濾波器進(jìn)行利用。該濾波器能有效提高顯控質(zhì)量，通過FIR實(shí)現(xiàn)濾波，抗干擾性能非常好，而且容易實(shí)現(xiàn)。除以上幾種技術(shù)手段還，近些年來，很多雷達(dá)也在開始MTD技術(shù)，該技術(shù)是通過窄帶濾波器組的方式來實(shí)現(xiàn)抑制雜波，從而改善信號接收機(jī)性能，全面提高接收有效性，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量顯控，該技術(shù)雜波抑制效果非常明顯。但各類技術(shù)手段有著不同特點(diǎn)和適用范圍，具體應(yīng)用中，要根據(jù)雷達(dá)信號接收機(jī)特點(diǎn)和顯控要求及實(shí)際雜波特性規(guī)律選擇抑制方式。

4結(jié)束語

雷達(dá)探測不受地形，天氣情況影響，而且探測距離遠(yuǎn)，準(zhǔn)確性與可靠性高，能應(yīng)于海洋探測、地理探測、航空探測等眾多領(lǐng)域。但隨著雷達(dá)數(shù)字化的發(fā)生，接收機(jī)采樣數(shù)據(jù)量越來越大，使得信號處理機(jī)顯控難度隨之提高，準(zhǔn)確性出現(xiàn)下降，雜波處理面臨挑戰(zhàn)。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，要根據(jù)雜波特性與顯控要求，合理選擇濾波技術(shù)，保證顯控質(zhì)量。

作者:陳兵 單位:四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司

參考文獻(xiàn):

[1]梁成壯.雷達(dá)伺服系統(tǒng)功能仿真和性能測試軟件平臺研制[D].西安電子科技大學(xué),2014,04:203-204.

通信信號技術(shù)范文第2篇

2008年八月一日，城際列車開運(yùn)，時速達(dá)到三百五十公里，標(biāo)志著我國已經(jīng)進(jìn)入了高鐵時代，通信信號作為最重要的核心技術(shù)，發(fā)揮著重要的作用，保證高鐵運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)行。我國由此成為法國之后，世界上第四個有能力制造時速350公里高速鐵路移動裝備的國家。技術(shù)發(fā)展一日千里，鐵路通信信號日臻完善，任用3C技術(shù)，實(shí)現(xiàn)五個華麗轉(zhuǎn)身，即由地面固定信號控制到列車車載設(shè)備控制的轉(zhuǎn)變；由開環(huán)控制到閉環(huán)控制的轉(zhuǎn)變；由分散孤立的控制到成區(qū)段集中控制的轉(zhuǎn)變；由信聯(lián)閉簡單控制到速度綜合控制的轉(zhuǎn)變；由廣播式簡單通信到點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的多功能移動通信轉(zhuǎn)變。

（一）電話交換網(wǎng)、鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)全部優(yōu)化為了提高鐵路信息化的能力，促進(jìn)鐵路通信網(wǎng)的發(fā)展，推動鐵路新型通信新型業(yè)務(wù)，與中長期鐵路規(guī)劃相匹配，鐵路系統(tǒng)電話交換網(wǎng)、鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)全部優(yōu)化，現(xiàn)代化信息通信手段逐步實(shí)現(xiàn)。首先是鐵路擁有自己的網(wǎng)絡(luò)平臺，以IP數(shù)據(jù)網(wǎng)做基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)會議電視網(wǎng)的擴(kuò)大，基層站段全部實(shí)現(xiàn)會議終端。其次是區(qū)段調(diào)度與干線調(diào)度實(shí)現(xiàn)了通信數(shù)字化方面，二者自由聯(lián)網(wǎng)；觸摸屏調(diào)度臺的使用，通信質(zhì)量大幅提升，通信交換機(jī)的容量得到擴(kuò)大。遠(yuǎn)程監(jiān)控在無線列調(diào)區(qū)間的實(shí)施，提高了中繼設(shè)施的性能，而且光纖直放技術(shù)的推廣，技術(shù)裝備精良，運(yùn)行可靠；列車運(yùn)行途中，頻率或制式轉(zhuǎn)換得到減少，頻率規(guī)劃方案趨于合理，點(diǎn)線結(jié)合，系統(tǒng)的使用頻率得到優(yōu)化。電話交換網(wǎng)、鐵路傳輸網(wǎng)、接入網(wǎng)、調(diào)度通信網(wǎng)全部優(yōu)化的最終目的就是適應(yīng)社會需求，建立科學(xué)的統(tǒng)一號碼通信接入平臺，適應(yīng)鐵路營銷需要。

（二）GSM-R專用系統(tǒng)GSM-R在鐵路的日常運(yùn)營管理發(fā)揮了重要的作用，其具備高級語音呼叫功能，兼有自動尋址和功能尋址的特點(diǎn)，是專用調(diào)度通信的羽翼，初提供無線列調(diào)外，其通信方面的強(qiáng)大功能可為列車自動控制與檢測信息提供數(shù)據(jù)傳輸通道，并可提供列車自動尋址和旅客服務(wù)。

（三）綜合視頻監(jiān)控確保運(yùn)輸無虞1）監(jiān)控重點(diǎn)線路設(shè)備；2）車站區(qū)域安全監(jiān)控，包括動車組站臺、候車區(qū)域；3）貨運(yùn)裝載區(qū)域的監(jiān)控；4）安全設(shè)備的監(jiān)控，全部受控攝像內(nèi)容，保證畫面清晰度。由于IP地址的一致性，監(jiān)控中心的監(jiān)控安全滿足了鐵路客運(yùn)服務(wù)的安全，形成鐵路綜合視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的基本框架，通信平臺提供了各類動態(tài)圖像傳送。

二、鐵路信號的發(fā)展方向具體分為以下幾個方面

（1）列控系統(tǒng)（CTCS）方面，其優(yōu)勢是實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)之間彼此聯(lián)通無礙，符合160～350km/h列控要求。2）調(diào)度指揮方面，TDCS管理系統(tǒng)覆蓋全路，調(diào)度自如，信息準(zhǔn)確無誤，指揮透明，列車實(shí)際運(yùn)行圖自動繪制，自動過表，車站行車日志自動生成。無紙辦公，及時高效。TDCS工程建成后，優(yōu)化了運(yùn)輸調(diào)度指揮管理手段、提高了調(diào)度管理水平和運(yùn)輸效率。預(yù)計2020年前后，重要干線可基本實(shí)現(xiàn)CTC。3）閉塞與機(jī)車信號方面。自閉設(shè)備陸續(xù)淘汰，電氣化工程實(shí)現(xiàn)，對ZPW-2000進(jìn)行高可靠性和可維護(hù)性再設(shè)計，而且實(shí)現(xiàn)JT-C（2000）型信號車載設(shè)備的更新?lián)Q代，機(jī)車信號通用于全線。4）聯(lián)鎖設(shè)備方面。全路統(tǒng)一計算機(jī)聯(lián)鎖，系統(tǒng)維護(hù)達(dá)到智能化，安全程度與世界先進(jìn)水平比肩，并且結(jié)合運(yùn)輸情況，逐點(diǎn)試驗(yàn)推廣區(qū)域聯(lián)鎖和全電子聯(lián)鎖。5）基礎(chǔ)設(shè)備方面。所有的基礎(chǔ)設(shè)備要求具備自診、信息聯(lián)網(wǎng)功能，運(yùn)行日志可自動生成，配置實(shí)現(xiàn)冗余化；室外設(shè)備使用期間無需維護(hù)或者基本不用維護(hù)，優(yōu)質(zhì)防盜，抗雷防電；此外電纜徑路設(shè)計合理，電源信號標(biāo)準(zhǔn)，性能可靠。

三、結(jié)語

通信信號技術(shù)范文第3篇

關(guān)鍵詞：站場、通信信號設(shè)備、雷擊、防雷

Abstract: This paper introduces the application of the integrated lightning protection of railway station, station field communication, signal lightning protection effect is reliable. Must be at the station of power supply system, antenna system, signal acquisition and transmission system, program-controlled switching system, computer network system, computer room grounding system were reliable and effective protection, in the interception, shunt, equilibrium, grounding, wiring, layout and other aspects as complete, multi-level comprehensive protection.

Key words: station, communication signal equipment, lightning, lightning protection

中圖分類號： TU856 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

1.引言

隨著現(xiàn)代化的進(jìn)展，鐵路站內(nèi)設(shè)備越來越先進(jìn)。雷擊發(fā)生時，雷擊放電誘發(fā)雷擊電磁脈沖過電壓和過電流，經(jīng)站場電源系統(tǒng)、通信信號傳輸通道、接地系統(tǒng)及建筑物直擊雷防護(hù)系統(tǒng)，通過傳導(dǎo)、感應(yīng)的方式損壞站內(nèi)通信信號設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，造成損失巨大，直接威脅鐵路正常的安全運(yùn)輸生產(chǎn)。

2.對鐵路站場雷電防護(hù)的分析

鐵路站場設(shè)備遭受過電壓和過電流攻擊的途徑可分為直擊雷、感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷、操作過電壓四種。結(jié)合站場設(shè)備的分布特點(diǎn)及雷電攻擊的途徑類型，鐵路站場雷電防護(hù)存在以下特點(diǎn)：

2.1 鐵路站場占地面積較大，站場主要設(shè)備(如數(shù)字微波通信、車站數(shù)字通信分系統(tǒng)、站場廣播機(jī)、無線列調(diào)通信、平面調(diào)車通信、信號微機(jī)聯(lián)鎖等設(shè)備)集中在信號樓、通信樓。信號樓、通信樓的避雷針應(yīng)能滿足對整個信號樓、通信樓區(qū)域的保護(hù)，有效防止直擊雷的襲擊。

2.2 鐵路道軌是接受直擊雷和傳導(dǎo)雷感應(yīng)雷的良好導(dǎo)體。與道軌連接的相關(guān)鐵路信號設(shè)備，如信號機(jī)、軌道電路箱、道岔電動轉(zhuǎn)轍機(jī)等，將受到雷擊的嚴(yán)重威脅。

2.3 信號樓微機(jī)聯(lián)鎖及通信機(jī)房、通訊樓通訊機(jī)房等重要區(qū)域的戶外線路可能遭受到直擊雷后，線路中的大電流串入各機(jī)房內(nèi)部，從而引起對內(nèi)部設(shè)備的損壞。當(dāng)雷雨云之間、雷雨云對大地之間放電時，雷閃電流的高頻電磁場對暴露在空間或室內(nèi)的電源線、信號線、數(shù)據(jù)線上產(chǎn)生遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)備抗電強(qiáng)度的感應(yīng)雷擊過電壓，使設(shè)備損壞。

從以上分析中可以得出：為了提高鐵路站場建筑物安全、機(jī)房設(shè)備及計算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行可靠度，整個站場的雷電防護(hù)系統(tǒng)一定要有良好的避雷針、下引線和統(tǒng)一的接地網(wǎng)，采取完善的直擊雷防護(hù)措施。

3.直擊雷防護(hù)

3.1避雷針

普通避雷針，通常即為一根鐵棒，將端部磨尖，通過接地引下線將地電位(通常認(rèn)為零電位)引至針尖，利用針尖的高度(比被保護(hù)物高出許多)，比被保護(hù)物優(yōu)先產(chǎn)生上行先導(dǎo)，與雷云的下行先導(dǎo)相遇，從而達(dá)到引雷入地的效果，保護(hù)其它建筑物免受雷擊的侵害。

預(yù)放電型避雷針為先進(jìn)的純結(jié)構(gòu)型預(yù)放電避雷針。它利用雷云在空中感應(yīng)的電場強(qiáng)度，使針頭的感應(yīng)電極(空中場強(qiáng))與針尖(地電位)之間產(chǎn)生強(qiáng)烈的火花放電，使針頭周圍空氣電離，在電場的作用下形成一條向上的雷電先導(dǎo)，從而使迎面先導(dǎo)提前與雷云的下行先導(dǎo)相遇，形成主放電通道，從而大大提高了避雷針的效率，使保護(hù)半徑大大提高。由于其內(nèi)部無任何電子元件，避免了老化問題，所以更加可靠，不需維護(hù)。該類避雷針的特點(diǎn)如下：

（1）最快的搶先預(yù)放電時間86us，即優(yōu)先引雷入地，保護(hù)半徑大大增加，為目前國際上中搶先時間最快的預(yù)放電避雷針。

（2）在相同的安裝高度下，比普通避雷針的保護(hù)半徑大十幾倍，大大提高了防護(hù)效率。

（3）避雷針內(nèi)部無電子部件，更加安全，減少故障隱患，無老化，不需維護(hù)。

（4）選用了世界最好的防腐316L不銹鋼材料，永不生銹。

（5）重量很輕，何載小，對支撐物的荷載要求低。

3.2直擊雷防護(hù)技術(shù)

鐵路站場直擊雷防護(hù)重點(diǎn)區(qū)域是通信樓、信號樓和戶外岔群咽喉區(qū)設(shè)備。

3.2.1通信樓直擊雷防護(hù)

利用通信樓附近的高約45米微波塔，在塔頂上安裝IF3 避雷針，避雷針安裝高度超出塔頂2.5米。經(jīng)計算，避雷針對地面的保護(hù)半徑可達(dá)119米。引下線采用截面大于12mm×4mm的鍍鋅扁鋼。防雷接地裝置接地電阻小于1歐。該避雷針可保護(hù)通信樓、部分鐵軌和場區(qū)部分咽喉區(qū)的部分信號機(jī)等鐵路設(shè)備，免受直擊雷的侵害。

3.2.2信號樓直擊雷防護(hù)

利用被保護(hù)建筑物信號樓，高度約為10米，在信號樓頂部安裝IF3避雷針，針的安裝高度超出樓頂5米。經(jīng)計算，保護(hù)半徑可達(dá)109米。樓頂預(yù)埋 350mm×350mm×10mm厚鋼板，便于焊接避雷針底座，從底座延相反方向焊接引出兩條引下線，引下線采用大于8mm的圓鋼沿樓外墻引下入地，與樓的接地環(huán)相連。防雷接地裝置接地電阻小于1歐。將避雷針與接地裝置貫通。保護(hù)信號樓及場區(qū)附近的鐵軌避免由于直擊雷擊中鐵軌雷電流竄入信號樓，對設(shè)備及人身安全造成危害。

3.2.3戶外岔群咽喉區(qū)直擊雷防護(hù)

鐵路站場岔群咽喉區(qū)的特點(diǎn)是設(shè)備分布較為集中，岔群咽喉區(qū)段長度約145米，在岔群咽喉區(qū)附近各建立12米高的鐵塔，塔頂安裝IF3避雷針。經(jīng)計算，保護(hù)半徑可達(dá)111米。引下線采用截面大于12mm×4mm的鍍鋅扁鋼。防雷接地裝置接地電阻小于10歐。對咽喉區(qū)內(nèi)大部分的軌道電路箱、道叉電動轉(zhuǎn)轍機(jī)及信號機(jī)等設(shè)施進(jìn)行了直擊雷的保護(hù)，免受直擊雷的侵害。

4.雷擊電磁脈沖防護(hù)

4.1信號樓雷擊電磁脈沖防護(hù)

通信信號技術(shù)范文第4篇

1直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)基本原理及仿真

1.1系統(tǒng)工作原理

擴(kuò)頻通信即擴(kuò)展頻譜通信，系統(tǒng)將發(fā)送信號經(jīng)過信息調(diào)制成數(shù)字信號，然后利用擴(kuò)頻函數(shù)產(chǎn)生的偽隨機(jī)碼將信號進(jìn)行傳輸。在接收端進(jìn)行的是發(fā)送過程的逆過程，即將接收到的信號用擴(kuò)頻函數(shù)將偽隨機(jī)碼進(jìn)行解擴(kuò)，再將信號進(jìn)行解調(diào)從而得到原始發(fā)送信息。基本模型分為發(fā)送模塊和接收模塊兩部分，如圖1和圖2。模型中的發(fā)送模塊進(jìn)行了3次調(diào)制后發(fā)送射頻信息進(jìn)行傳輸，接收模塊同樣也進(jìn)行了3次解調(diào)。本系統(tǒng)中重要的是擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)調(diào)制，這2個關(guān)鍵環(huán)節(jié)需使用同一時鐘進(jìn)行控制，且過程中的偽隨機(jī)碼序列必須是絕對一致的。

1.2衡量擴(kuò)頻系統(tǒng)性能參數(shù)

（1）誤碼率。是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時間內(nèi)傳輸精確性的指標(biāo)。誤碼率=傳輸中的誤碼/所傳輸?shù)目偞a數(shù)*100%。如果有誤碼就有誤碼率,它反映了數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。

（2）信噪比。信噪比（SNR）r是信號的平均功率S與噪聲的平均功率N之比,即r=S/N,將其表示成分貝形式r（dB）=10lg(S/N（)dB）。信噪比越大說明噪聲在傳輸信息里所占的比例越小，對信息傳輸影響越小，可靠度越高。

（3）處理增益。為了衡量擴(kuò)頻系統(tǒng)的抗干擾性的提高程度，將解擴(kuò)器輸入端信噪比和輸出端的信噪比的比值定義為擴(kuò)頻系統(tǒng)處理增益，由以下公式表示：（1）用分貝數(shù)表示為：（2）擴(kuò)頻通信系統(tǒng)獨(dú)具擴(kuò)頻調(diào)制和解調(diào)兩個過程，用處理增益表明擴(kuò)頻調(diào)制前后信噪比的改善程度，反映了對干擾的抑制程度。（4）噪聲容限。存在干擾信號時，干擾信號比有用信號高出一定范圍的情況下系統(tǒng)仍能夠正常工作。在此情況下，接收機(jī)能承受的干擾信號比有用信號高出的倍數(shù)定義為噪聲容限，用分貝數(shù)表示為：Mj=Gp－[(S/N)min+Ls]（3）式中，Mj為噪聲容限；Gp為系統(tǒng)處理增益；(S/N)min為信息被正確解調(diào)時所需的最小信噪比；Ls為系統(tǒng)損耗。

1.3系統(tǒng)仿真

該仿真是在matlab環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，程序主要由調(diào)制部分，解調(diào)部分和偽隨機(jī)序列生成部分構(gòu)成。數(shù)據(jù)輸入后先轉(zhuǎn)化成ASCII二進(jìn)制碼進(jìn)行傳輸，通過調(diào)用m序列生成函數(shù)進(jìn)行相加，產(chǎn)生擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)，然后將擴(kuò)頻碼轉(zhuǎn)換為BPSK(1,-1)序列，數(shù)據(jù)傳輸時進(jìn)一步將BPSK雙極性轉(zhuǎn)換到單極性，最終在數(shù)據(jù)輸出端進(jìn)行m序列解擴(kuò)，再結(jié)合解調(diào)過程將ASCII二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為輸出數(shù)據(jù)。從圖3(b)中可以看出數(shù)據(jù)展寬后可以明顯降低信號功率密度，調(diào)制后傳輸?shù)男盘柡桶自肼暰哂泻艽蟮南嗨贫龋梢詫?shí)現(xiàn)高隱蔽性傳輸。從圖3(c)和圖3(d)對調(diào)制信號包絡(luò)，相干載波相位模糊度及其對解調(diào)數(shù)據(jù)的影響等性能對比，得出BPSK調(diào)制出傳輸過程中具有高的抗干擾能力和頻譜利用率。最終解擴(kuò)和解調(diào)后的輸出數(shù)據(jù)圖3(e)和輸入數(shù)據(jù)圖3(a)具有高度的一致性，可見此擴(kuò)頻方式具有很強(qiáng)的抗干擾性。

2干線鐵路信號傳輸?shù)膬?yōu)勢

2.1性能參數(shù)優(yōu)勢比較

直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在誤碼率、信噪比、處理增益等參數(shù)上表現(xiàn)優(yōu)異，較其它通信方式具有較大的優(yōu)勢。具體的通信系統(tǒng)衡量參數(shù)比較，如表1。

2.2理論優(yōu)勢

（1）抗干擾能力強(qiáng)。直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中，解擴(kuò)器端輸入與輸出信號功率保持不變，而對于干擾信號解擴(kuò)過程相當(dāng)于進(jìn)行擴(kuò)頻，干擾功率被擴(kuò)展到很寬的頻帶上，功率譜密度下降，這使得解擴(kuò)過程中輸入端的干擾信號功率大大降低。通過帶通濾波器的濾波，大部分的干擾信號被濾除，有用信號則被保留。另外，擴(kuò)頻系統(tǒng)對各種惡劣天氣時通信鏈路造成的影響進(jìn)行抵抗，與傳統(tǒng)微波相比可以進(jìn)行跨江傳輸，在海面的長距離優(yōu)質(zhì)傳輸。這些優(yōu)勢適用于鐵路系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下安全可靠的進(jìn)行信號傳輸。

（2）可以實(shí)現(xiàn)多址通信系統(tǒng)。多個通信在信息發(fā)送端和接收端使用相同的偽隨機(jī)序列，而不同的通信則使用不同的偽隨機(jī)序列，這樣就實(shí)現(xiàn)了在相同載頻下互不干擾的通信，實(shí)現(xiàn)頻率復(fù)用，從而充分利用了頻譜資源。由此可以進(jìn)行機(jī)動靈活組網(wǎng)，有助于統(tǒng)一規(guī)劃，分期實(shí)施，便于擴(kuò)充容量，有效地保護(hù)前期投資。

（3）有效抗多徑干擾。在直接擴(kuò)頻通信系統(tǒng)接收到電波后，將同步鎖定直達(dá)路徑且信號最強(qiáng)的電波，其余電波由于非直達(dá)，會延時到達(dá)，在相關(guān)解擴(kuò)作用下只作為噪聲。另外，接收端把多路徑來的同一碼序波形相加使之得到加強(qiáng)，從而實(shí)現(xiàn)抗多徑干擾。

（4）隱蔽性強(qiáng)，對其它系統(tǒng)干擾小。擴(kuò)頻過程單位面積信號發(fā)送功率極低，隱蔽性強(qiáng)。低的功率譜密度，不容易被探測到，被截獲的可能性降低，所以實(shí)現(xiàn)了其安全性方面的要求。同時，低功率譜密度讓發(fā)射信號近似于噪聲信號，而擴(kuò)頻信號可以在信道噪聲和白噪聲背景中傳輸，降低了對其它系統(tǒng)的干擾，增強(qiáng)了與其它系統(tǒng)的共存度。由于此系統(tǒng)的無線鐵路信號傳輸過程中電磁干擾大幅度降低，不僅有利于將擴(kuò)頻通信系統(tǒng)應(yīng)用于電氣化鐵路區(qū)段和弱場強(qiáng)區(qū)電磁環(huán)境，而且適于將其大規(guī)模應(yīng)用到干線鐵路中。

（5）精確測距和定時。將應(yīng)用周期長及偽隨機(jī)碼作為傳輸信號，比較從目的地反射回來的偽隨機(jī)序列與原序列的相位，就可以得出時間差，由此也可實(shí)現(xiàn)定時操作，進(jìn)一步利用傳輸速率和時間差的相乘即得出距離。相對于傳統(tǒng)的軌道電路定位，擴(kuò)頻通信系統(tǒng)傳輸容量較大并且適合長距離傳輸，這有助于減少鐵路測距定時設(shè)備，降低設(shè)備投資，便于維護(hù)。也可以作為原有測距定時設(shè)備的冗余，與原測距設(shè)備值進(jìn)行比較，提高測距定時的安全可靠度。

通信信號技術(shù)范文第5篇

關(guān)鍵詞：通信設(shè)備 數(shù)字技術(shù) 鐵路信號技術(shù) 促進(jìn)

中圖分類號：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0020-02

我國自開展現(xiàn)代化建設(shè)以來，社會不斷向前邁進(jìn)，科學(xué)技術(shù)水平也愈見增長。我國鐵路運(yùn)輸已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)了提速、重載以及車站、區(qū)間和列車聯(lián)合控制的一體化運(yùn)行等各種目標(biāo)，然而仍存在長足的發(fā)展空間，其現(xiàn)代化、智能化、自動化還需要通過新興的通信設(shè)備以及數(shù)字技術(shù)的科學(xué)結(jié)合來達(dá)成。

1 鐵路信號技術(shù)以及通信設(shè)備、數(shù)字技術(shù)的概念

1.1 鐵路信號技術(shù)的定義

鐵路信號具體來講是指利用一些指定的物體和設(shè)備等等使鐵路的行車人員了解相關(guān)車輛的運(yùn)行條件、行車設(shè)備的狀態(tài)以及接收行車指令信息，通常采用燈等易識別的物品，通過改變其顏色、數(shù)量、形態(tài)或位置來傳達(dá)信息，或是直接用儀表、音響設(shè)備等器械來傳達(dá)。鐵路信號技術(shù)的良好發(fā)展能夠提高鐵路的車站、區(qū)間通過能力，并且提高鐵路員工工作效率，從而達(dá)到增加鐵路經(jīng)濟(jì)效益的目標(biāo)。

1.2 通信設(shè)備的定義及分類

通信設(shè)備，即Industrial Commun ication Device，包括有線通訊設(shè)備和無線通訊設(shè)備，主要用于工控環(huán)境。有線通訊設(shè)備包括路由器、光端機(jī)、交換機(jī)、modem、PCM等設(shè)備，主要解決工業(yè)現(xiàn)場的串口通訊、專業(yè)總線型的通訊、工業(yè)以太網(wǎng)的通訊以及各種通訊協(xié)議之間相互的轉(zhuǎn)換；而無線通訊設(shè)備則包括無線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)橋、無線AP、天線、無線避雷器等等設(shè)備。

1.3 數(shù)字技術(shù)的定義

數(shù)字技術(shù)，即Digital Technology，是指利用相關(guān)設(shè)備將圖、文、聲、像等各種信息轉(zhuǎn)化成電子計算機(jī)能夠識別的二進(jìn)制數(shù)字0與1之后，再進(jìn)行加工、儲存、發(fā)送、傳遞、還原的一種現(xiàn)代技術(shù)，是同電子計算機(jī)相輔相成的一項(xiàng)科學(xué)技術(shù)。

2 我國鐵路信號技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程和通信數(shù)字化

2.1 我國鐵路信號技術(shù)的發(fā)展歷程

隨著我國鐵路運(yùn)輸不斷提速，鐵路信號技術(shù)也有相應(yīng)的變化、進(jìn)步。

鐵路運(yùn)輸?shù)淖畛蹼A段主要采用人工閉塞的形式，通信設(shè)備制式雜亂無章，信號顯示無法統(tǒng)一，通信裝備少、技術(shù)水平也比較低下。

而改革開放為鐵路信號技術(shù)的迅速發(fā)展提供了一定的機(jī)遇，使鐵路制式的人工閉塞逐漸由半自動閉塞、三顯示自動閉塞、四顯示、多顯示自動閉塞乃至準(zhǔn)移動閉塞所取代，ZPW-2000系列軌道電路已經(jīng)成為全路統(tǒng)一的軌道電路制式，與區(qū)間同制式的軌道在站內(nèi)得以應(yīng)用；現(xiàn)在營業(yè)線上的機(jī)車信號已經(jīng)基本上都配置成功了，接近連續(xù)式和連續(xù)式機(jī)車信號都在迅速發(fā)展中，列車的超速防護(hù)系統(tǒng)也在部分區(qū)間進(jìn)行了科學(xué)的試驗(yàn)；不同速度等級的ATP設(shè)備相繼安裝至CRH動車組，車載設(shè)備向更安全發(fā)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線的中間站上，車站聯(lián)鎖已逐步實(shí)現(xiàn)繼電集中化，所研發(fā)出的不同型號的全電子式微機(jī)聯(lián)鎖也已經(jīng)在現(xiàn)場逐步推廣應(yīng)用中；高速鐵路上逐漸全面地采用調(diào)度集中系統(tǒng)，綜合調(diào)度系統(tǒng)技術(shù)也正在推進(jìn)；DMIS一期工程已經(jīng)到了竣工階段，這說明行車指揮現(xiàn)代化已經(jīng)進(jìn)入了實(shí)質(zhì)階段；提速道岔分動外鎖閉轉(zhuǎn)換設(shè)備已經(jīng)上道應(yīng)用了，這就基本保障了提速列車能夠安全運(yùn)行及提高過岔速度；CTCS-2、CTCS-3級列控系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于客運(yùn)專線和高速鐵路建設(shè)中，同系統(tǒng)相應(yīng)的配套設(shè)備也都已經(jīng)成功上道，如列控中心、臨時限速服務(wù)器、無線閉塞中心RBC等；交流外鎖閉轉(zhuǎn)轍設(shè)備成為主要應(yīng)用產(chǎn)品，如700K、ZDJ9、ZYJ7等；信號監(jiān)測系統(tǒng)正在向集中化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。迄今為止，我國鐵路信號技術(shù)已經(jīng)接近工業(yè)發(fā)達(dá)國家，而若要超過他們則需要進(jìn)一步的努力，并且尤其需要在通信設(shè)備的數(shù)字化上更加下功夫。

2.2 通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)的結(jié)合對于我國鐵路運(yùn)輸信號技術(shù)的促進(jìn)意義

促進(jìn)鐵路運(yùn)輸?shù)牟粩喟l(fā)展，使其達(dá)到提速、重載的目標(biāo)，通信設(shè)備硬件質(zhì)量和技術(shù)水平在其中起到了舉足輕重的作用，是鐵路信號技術(shù)的重要支撐。這一點(diǎn)在我國青藏線ITCS中GPS、高鐵CTCS-3中GSM-R已然得到了充分的證明。為了促進(jìn)鐵路信號技術(shù)的發(fā)展，我們需要全面引進(jìn)計算機(jī)技術(shù)，充分利用計算機(jī)的高速分析計算功能，而數(shù)字信號處理技術(shù)（DSP，Digital Signal Processing）就在此時適時出現(xiàn)了。

以往我國鐵路運(yùn)輸中的信號技術(shù)不夠純熟，通信設(shè)備也不夠高端，主要依托軌道電路來傳達(dá)信息，在安全保障以及工作效率等方面還存在許多問題。

自21世紀(jì)起，在鐵路運(yùn)輸?shù)男盘柟ぷ髦芯烷_始充分運(yùn)用計算機(jī)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，與早前的簡單設(shè)備和模擬信號處理技術(shù)相比較而言，通信設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的可靠性及實(shí)時性顯然更高，通信質(zhì)量更高，傳播距離更長，保密性更強(qiáng)，設(shè)備更加小型化，運(yùn)算精度以及抗干擾性能更加優(yōu)化，功能也更多?，F(xiàn)在鐵路管理中數(shù)字化的通信系統(tǒng)具有集中管理、遠(yuǎn)程維護(hù)、故障自動診斷、自動切換等功能，還可以自動記錄相關(guān)信息；不僅能夠滿足當(dāng)前鐵路調(diào)度、指揮的需求，還可以開展環(huán)境監(jiān)測、電源檢測及預(yù)留容量空間等工作；不僅能夠?qū)崿F(xiàn)全雙工通信，還可以進(jìn)行有效回波抑制、AGC自動增益控制、自行適應(yīng)線路條件等，能夠確保通信系統(tǒng)在強(qiáng)噪音環(huán)境之中正常運(yùn)行；在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之中的數(shù)字通信系統(tǒng)擁有數(shù)字環(huán)自愈保護(hù)功能，當(dāng)采用網(wǎng)型網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)的時候，能保證數(shù)字環(huán)任意一處的斷開都不會對系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響；數(shù)字通信系統(tǒng)還具有一定的兼容性，同有些區(qū)段仍在運(yùn)行的模擬通信設(shè)備能夠兼容，使數(shù)字通信方式和模擬通信方式能夠起到互相備用的作用。

鐵路信號技術(shù)中專用通信設(shè)備的數(shù)字化是鐵路通信發(fā)展的必然趨勢。通信設(shè)備數(shù)字化的根本原理即為將通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)結(jié)合起來運(yùn)行，主要形式為把先進(jìn)的計算機(jī)軟件運(yùn)用于列車的運(yùn)行控制系統(tǒng)中，以將現(xiàn)代化的鐵路通信設(shè)備與數(shù)字化控制系統(tǒng)科學(xué)地組合起來，從而達(dá)到建立新型信號操作系統(tǒng)開發(fā)平臺的目的，最終促進(jìn)鐵路信號技術(shù)的充分發(fā)展。

3 通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)結(jié)合的發(fā)展趨勢

雖然由于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度越來越快以及鐵路運(yùn)輸?shù)男枨髩毫υ絹碓酱?，使對列車運(yùn)營的速度和安全性的要求也越來越高，然而因?yàn)槲覈F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，使我國鐵路信號技術(shù)也足以保障鐵路運(yùn)輸?shù)母咝?、安全性。鐵路信號技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化能夠保障鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩\(yùn)營及集中調(diào)度，依托高端的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過將現(xiàn)代化通訊設(shè)備與數(shù)字控制技術(shù)有效結(jié)合，促進(jìn)鐵路信號技術(shù)系統(tǒng)全面實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化。隨著通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)結(jié)合的新發(fā)展，鐵路信號技術(shù)中將陸續(xù)引入各種高新技術(shù)，包括ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信號處理技術(shù)、現(xiàn)代譜分析技術(shù)等等。

3.1 通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)結(jié)合的智能化

智能化主要體現(xiàn)在兩個方面，一是系統(tǒng)智能化，二是控制設(shè)備智能化。系統(tǒng)智能化是指鐵路高層管理部門依托先進(jìn)的計算機(jī)設(shè)備，依據(jù)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的自身實(shí)況來科學(xué)合理地控制列車的運(yùn)行，優(yōu)化鐵路的整體通信技術(shù)系統(tǒng)，從而使鐵路運(yùn)輸?shù)玫秸w控制、科學(xué)管理；而控制設(shè)備的智能化則指建立高效能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使其精確、迅速地獲取道路指揮者所需信息，并且依據(jù)信息來指揮、控制列車的運(yùn)營。

3.2 通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)代化的鐵路通信技術(shù)不再是僅僅把各種通訊設(shè)備進(jìn)行簡單組合，信號技術(shù)系統(tǒng)內(nèi)部的各項(xiàng)要素在各自獨(dú)立進(jìn)行工作的基礎(chǔ)上還互相聯(lián)系溝通、交換實(shí)時信息，共同組建功能完善、層次分明的鐵路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)。鐵路通信網(wǎng)絡(luò)化便于運(yùn)輸指揮者迅速地、全面地獲取轄區(qū)內(nèi)的各種實(shí)時信息，從而下達(dá)正確、及時的指令，靈活配置系統(tǒng)資源，以保障信號系統(tǒng)的安全、高效工作，保證鐵路運(yùn)輸和行車安全。

3.3 通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)結(jié)合的信息化

鐵路信號技術(shù)發(fā)展的必然趨勢即為以信息化帶動鐵路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化。全面、有效、精準(zhǔn)地獲取交通線路上的各種信息才能夠保證高速列車能夠安全運(yùn)營，現(xiàn)代鐵路信號系統(tǒng)正在將各種先進(jìn)的通信設(shè)備和通信技術(shù)投入使用中，比如光纖、無線、衛(wèi)星通信與定位技術(shù)等。

在鐵路通信技術(shù)未來的發(fā)展中，還需要提高數(shù)字通信設(shè)備的質(zhì)量水平并優(yōu)化其功能；進(jìn)一步完善數(shù)字技術(shù)體系和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；圍繞優(yōu)化數(shù)字通信系統(tǒng)以及提高信號設(shè)備的安全完整性等級（SIL）等方面進(jìn)行相關(guān)的探究；通過創(chuàng)新數(shù)字技術(shù)或是引進(jìn)、消化、國產(chǎn)化國際技術(shù)的方式，對不同等級的數(shù)字信號技術(shù)設(shè)備進(jìn)行改善更新；發(fā)展聯(lián)鎖、閉塞和列車運(yùn)營管理一體化技術(shù)；采用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)和云計算等先進(jìn)技術(shù)來促進(jìn)鐵路的信號技術(shù)數(shù)字化發(fā)展；發(fā)展信號動靜態(tài)檢測、監(jiān)控及智能分析技術(shù)等。

4 結(jié)語

總而言之，我國鐵路的信號技術(shù)隨著鐵路的發(fā)展進(jìn)程也在不斷發(fā)生變化，并且達(dá)成了將列車、區(qū)間、車站三者共同控制的高效運(yùn)作模式。而通過鐵路通信設(shè)備與數(shù)字技術(shù)的結(jié)合，也促進(jìn)了行車調(diào)度指揮自動化等技術(shù)領(lǐng)域的革新，讓過去控制分散、功能單調(diào)以及通信信號相對獨(dú)立的情況不再出現(xiàn)，從而使鐵路信號技術(shù)逐漸趨向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，鐵路操作系統(tǒng)亦更加完善。

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