發(fā)布時間：2022-02-16 14:30:30
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的通信論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
為了使構(gòu)建的衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架符合企業(yè)運營流程管理邏輯，支撐衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)，提供面向客戶的運營服務(wù)和保障，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架采用自頂向下的方法，對衛(wèi)星通信服務(wù)進(jìn)行模塊劃分、描述和定義，力爭構(gòu)建起一個涵蓋衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)建設(shè)、運營、管理完整業(yè)務(wù)鏈、全面系統(tǒng)的基本框架。
1.1基本框架的模塊設(shè)計思路
對于衛(wèi)星通信企業(yè)來說，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)是其最根本的核心產(chǎn)品，衛(wèi)星通信企業(yè)是通過向客戶銷售衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)產(chǎn)品，以實現(xiàn)滿足客戶需求、增加客戶價值和公司盈利發(fā)展。因此，我們首先選取衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)為切入點，希望采用價值鏈分析方法對衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行細(xì)化分解，力爭能夠理清、認(rèn)識、理解各組成環(huán)節(jié)要素及其相互關(guān)系，為基礎(chǔ)框架的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。如圖1所示，在一個衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的全生命周期中，主要包括了前期客戶需求調(diào)查研究、業(yè)務(wù)規(guī)劃、產(chǎn)品設(shè)計、能力建設(shè)，中期的市場營銷、業(yè)務(wù)開通、服務(wù)保障、運行維護(hù)，以及后期的業(yè)務(wù)產(chǎn)品退出或轉(zhuǎn)型升級等各環(huán)節(jié)要素；另外在其各個環(huán)節(jié)實施過程中還需要企業(yè)人力、財務(wù)、質(zhì)量管理、知識管理、品牌建設(shè)等運作管理環(huán)節(jié)進(jìn)行基礎(chǔ)支撐保障。從圖1可以看出，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的全生命周期基本上分為兩個階段，第一階段為前期衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)規(guī)劃和能力建設(shè)，其主要完成了由戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)目標(biāo)驅(qū)動，進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和形成業(yè)務(wù)產(chǎn)品或服務(wù)能力；第二階段為中后期的衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的運營和服務(wù)，主要承擔(dān)了對業(yè)務(wù)產(chǎn)品進(jìn)行運營管理并形成服務(wù)能力和產(chǎn)生收益。兩個階段之間相互關(guān)聯(lián)、協(xié)同發(fā)展。業(yè)務(wù)規(guī)劃與能力建設(shè)工作是運營與服務(wù)工作的前提和條件。只有設(shè)計出滿足市場需求的業(yè)務(wù)產(chǎn)品，并能夠及時具備能力并推出市場，才能夠向客戶提供滿意的服務(wù)和可靠地運營保障；另一方面，運營與服務(wù)工作是業(yè)務(wù)規(guī)劃和能力建設(shè)的實現(xiàn)和發(fā)展。業(yè)務(wù)規(guī)劃和能力建設(shè)工作完成之后，必須通過運營和服務(wù)來實現(xiàn)產(chǎn)品銷售和客戶價值增加，在給客戶提供服務(wù)的過程中不斷發(fā)現(xiàn)和挖掘客戶需求，并能夠及時反饋給業(yè)務(wù)規(guī)劃與能力建設(shè)進(jìn)行業(yè)務(wù)產(chǎn)品的改進(jìn)、提升和開發(fā)，從而形成最令用戶滿意、最具競爭力的優(yōu)質(zhì)服務(wù)產(chǎn)品。與此同時，兩個階段的各個環(huán)節(jié)都需要企業(yè)管理來進(jìn)行支撐和保障。對于運營服務(wù)型企業(yè)來說，其更加關(guān)注運營與服務(wù)，所有業(yè)務(wù)規(guī)劃與建設(shè)以及企業(yè)管理工作，都是企業(yè)為了通過運營服務(wù)產(chǎn)生價值、滿足客戶需求所需不同層面的服務(wù)保障工作。因此，為了在基礎(chǔ)框架中突出強(qiáng)調(diào)衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的規(guī)劃建設(shè)和運營服務(wù)支撐的兩個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時體現(xiàn)出企業(yè)管理的基礎(chǔ)支撐和保障作用，我們從總體上將衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架分為三大模塊，即，戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施模塊、運營與服務(wù)模塊和企業(yè)管理模塊，如圖2所示。
1.2基本框架的層次設(shè)計思路
客戶的衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)需求分類多種多樣，我們可從市場、產(chǎn)品、資源和組織四個關(guān)鍵因素進(jìn)行分析研究。客戶購買的是衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)產(chǎn)品，而衛(wèi)星通信企業(yè)的核心基礎(chǔ)設(shè)施所能支撐的僅是企業(yè)向客戶提品所需要的資源能力，要想將資源能力轉(zhuǎn)化為客戶需求實現(xiàn)，還需要通過衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)產(chǎn)品進(jìn)行有效銜接。對于衛(wèi)星通信企業(yè)而言就是對各種衛(wèi)星通信資源和服務(wù)能力進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計和組裝，形成了可以獨立計價和運維支撐的業(yè)務(wù)產(chǎn)品。此外，客戶所需業(yè)務(wù)產(chǎn)品多樣，衛(wèi)星通信服務(wù)商還需要結(jié)合供應(yīng)商或者合作伙伴的基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行有效組合使用，以發(fā)揮核心資源的最大效能和滿足客戶需求實現(xiàn)。因此，客戶需求的實現(xiàn)主要由衛(wèi)星通信企業(yè)的市場、業(yè)務(wù)、資源和供應(yīng)商等關(guān)鍵因素協(xié)同完成。另外一方面，在基本框架的設(shè)計中，我們希望構(gòu)建起能夠面向客戶的端到端運營服務(wù)支撐體系，即以客戶需求為引導(dǎo)，業(yè)務(wù)實現(xiàn)為手段，資源、供應(yīng)商和組織管理流程為保障的運營服務(wù)體系。主要經(jīng)過市場需求的挖掘、提煉與轉(zhuǎn)達(dá)，業(yè)務(wù)的開發(fā)、集成與實施，調(diào)動內(nèi)外部資源，最終實現(xiàn)業(yè)務(wù)并反饋給用戶的過程，如圖3所示。該過程中，輸入端是市場，輸出端也是市場，形成的是一個從市場到市場的端到端的閉環(huán)，從而最終實現(xiàn)為客戶提供最為優(yōu)質(zhì)和滿意的服務(wù)。綜上所述，為了表明客戶需求實現(xiàn)過程中四個關(guān)鍵要素及其之間的相互支撐關(guān)系，并強(qiáng)調(diào)打造端到端的高效運營服務(wù)體系，我們在三大模塊基礎(chǔ)上，又將衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架劃分為四個層次，包括市場層、業(yè)務(wù)層、資源層和供應(yīng)鏈層，如圖4所示。如圖4的層次設(shè)計，將市場層放在最高層客戶緊鄰的第一位，突出強(qiáng)調(diào)企業(yè)是從客戶需求出發(fā)，以客戶需求為根本依據(jù)的理念；逐級向下的各層分別為業(yè)務(wù)層、資源層和供應(yīng)鏈層，充分體現(xiàn)了客戶需求實現(xiàn)是通過具體業(yè)務(wù)來實現(xiàn)，業(yè)務(wù)產(chǎn)品需要資源提供支撐，最底層的供應(yīng)商和合作伙伴為企業(yè)提供除核心資源以外所需配套資源的各要素協(xié)同關(guān)系。這種層次設(shè)計充分體現(xiàn)出衛(wèi)星通信企業(yè)的以客戶為中心為市場服務(wù)的運營理念。
2基本框架各模塊的設(shè)計
根據(jù)前述基本框架結(jié)構(gòu)設(shè)計思路，我們對衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架各模塊進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計和定義，各模塊功能描述如下。戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施模塊設(shè)計戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施模塊主要負(fù)責(zé)指導(dǎo)和支撐運營服務(wù)。包括市場戰(zhàn)略、資源戰(zhàn)略的制定、基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施的構(gòu)筑、產(chǎn)品和服務(wù)的開發(fā)和管理以及供應(yīng)鏈/價值鏈的開發(fā)和管理。其中，基礎(chǔ)設(shè)施不僅包括空間衛(wèi)星資源的規(guī)劃、建造、測控、運營和退役的全生命周期管理，還包括支撐產(chǎn)品運營服務(wù)的其他硬資源和軟資源，如地面測控系統(tǒng)、客戶關(guān)系管理、知識共享庫，等等。運營與服務(wù)模塊設(shè)計運營與服務(wù)模塊主要負(fù)責(zé)客戶需求實現(xiàn)和服務(wù)保障。包括日常的服務(wù)提供、運營支撐準(zhǔn)備、質(zhì)量保障以及銷售管理和供應(yīng)商/合作伙伴關(guān)系管理等，其包含所有由客戶驅(qū)動的直接面向客戶的運行和管理工作。組織管理模塊設(shè)計組織管理模塊為完成戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施模塊和運營與服務(wù)模塊所需進(jìn)行的公司內(nèi)部機(jī)構(gòu)組建，包括了任何商業(yè)運行所必須的基本的企業(yè)或商務(wù)支持。
3基本框架各層次的設(shè)計
3.1市場層設(shè)計
市場層主要包括客戶需求挖掘、分析、客戶細(xì)分、銷售和渠道管理、市場營銷管理、服務(wù)產(chǎn)品和定價管理，以及客戶關(guān)系管理、問題處理、服務(wù)等級協(xié)議管理和計費等。在戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施模塊內(nèi)，市場層提供對企業(yè)核心業(yè)務(wù)產(chǎn)品的規(guī)劃開發(fā)管理，包括制定戰(zhàn)略、開發(fā)新產(chǎn)品服務(wù)、管理現(xiàn)有資源、實施市場及戰(zhàn)略等所需職能。在運營與服務(wù)模塊內(nèi)，客戶關(guān)系管理集中考慮客戶需求的基礎(chǔ)情況和管理。
3.2業(yè)務(wù)層設(shè)計
業(yè)務(wù)層包括業(yè)務(wù)的設(shè)計開發(fā)、業(yè)務(wù)配置、業(yè)務(wù)問題管理、質(zhì)量分析以及業(yè)務(wù)使用量的計費等。在戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施模塊中的服務(wù)開發(fā)與管理就是為運營與服務(wù)模塊提供所需產(chǎn)品或服務(wù)能力的規(guī)劃、開發(fā)和建設(shè)，它包括服務(wù)戰(zhàn)略制定、服務(wù)的性能管理和評估、確保未來服務(wù)需求能力等所必須的功能。在運營與服務(wù)模塊中業(yè)務(wù)運行管理聚焦于對客戶服務(wù)的提供，包括客戶需求分析、服務(wù)方案設(shè)計、和服務(wù)保障等客戶服務(wù)所需的功能性需要。本層的焦點是服務(wù)提供和管理，面向客戶提供個性化服務(wù)。
3.3資源層設(shè)計
資源層主要包括基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)和管理，是為支持衛(wèi)星通信運營服務(wù)所需的衛(wèi)星資源、地面基礎(chǔ)設(shè)施和軟資源等的規(guī)劃、開發(fā)和交付，主要包括衛(wèi)星資源、衛(wèi)星測控站、業(yè)務(wù)監(jiān)測站、運營服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺、IT系統(tǒng)、知識共享庫等，以及新技術(shù)的引入與現(xiàn)有資源技術(shù)的互相作用、現(xiàn)有資源性能管理和評估，確保滿足未來服務(wù)需求的能力等所必須的功能。資源管理和運行主要負(fù)責(zé)衛(wèi)星資源管控（衛(wèi)星性能監(jiān)視、分析和控制）和其他地面基礎(chǔ)設(shè)資源的運維管理等所有功能性責(zé)任，確保各類基礎(chǔ)設(shè)施資源平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，能夠為客戶提供所需的端到端服務(wù)能力，并直接或間接地響應(yīng)服務(wù)、客戶和員工的需求。同時也包括對資源的功能集成、關(guān)聯(lián)和實時數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以便進(jìn)行信息綜合管理和采取提質(zhì)增效措施。
3.4供應(yīng)鏈層設(shè)計
供應(yīng)鏈層主要包括處理與衛(wèi)星建造商、設(shè)備提供商、集成商和工程服務(wù)商等合作伙伴的交互，它既包括基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)鏈管理，也包括與供應(yīng)商和合作伙伴之間關(guān)于日常運營的接口管理。
4基本框架的整體設(shè)計
綜合上述分析，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架模型一方面突出衛(wèi)星服務(wù)商的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃建設(shè)和運營服務(wù)支撐的核心重要性，另一方面強(qiáng)調(diào)面向客戶、聚焦前端提供端到端的服務(wù)交付能力，從而我們可以得出衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，如圖5所示。如圖5所示，箭頭以上半部分代表從衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)的全生命周期管理和客戶需求實現(xiàn)兩個維度進(jìn)行的三個模塊、四個層次結(jié)構(gòu)設(shè)計思路；箭頭的下半部分表示抽象化、可視化的衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)基本框架結(jié)構(gòu)設(shè)計。該基本框架從頂層將衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)服務(wù)商劃分為戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施、運營與服務(wù)和組織管理三大模塊，并在框架布局上體現(xiàn)出面向客戶的服務(wù)中戰(zhàn)略與基礎(chǔ)設(shè)施是前提先導(dǎo)，運營與服務(wù)是關(guān)鍵實施，組織管理是全過程支撐的運營特點；該框架自上而下的四個層次架構(gòu)設(shè)計，充分體現(xiàn)出衛(wèi)星通信企業(yè)是以客戶需求為引導(dǎo)，以業(yè)務(wù)實現(xiàn)為手段，以資源和供應(yīng)商為保障的層次遞進(jìn)關(guān)系，各層次環(huán)環(huán)相扣，緊密鏈接。這種以客戶為中心，面向市場的層次設(shè)計，確保企業(yè)在享用客戶需求時更迅速、策略更靈活，大大提供客戶滿意度，同時能夠更優(yōu)化企業(yè)內(nèi)外部軟硬資源的工作效能，以最高效的方式為客戶提供最適當(dāng)?shù)男畔⒎?wù)，真正做到讓大市場來主導(dǎo)企業(yè)的流程架構(gòu)。
5結(jié)束語
關(guān)鍵詞：16C552；串行通訊；異步
當(dāng)實現(xiàn)PC機(jī)與DSP的串行通訊時，通常可直接利用DSP的串行通訊接口（SCI）模塊和SCI多處理器通訊協(xié)議（即空閑線路模式和地址位模式）來在同一串行線路中實現(xiàn)多個處理器之間的通訊，也可以采用SCI異步通訊模式實現(xiàn)串行通訊。這兩種方式雖然都能方便地實現(xiàn)串行通訊，但它們都需占用系統(tǒng)較多的硬件和軟件資源，因而不適用于對實時性要求比較高且系統(tǒng)資源緊張的應(yīng)用場合。筆者在研制電力有源濾波實驗系統(tǒng)中，由于采用了異步通訊芯片16C552，從而成功解決了這個問題。本文將從電路結(jié)構(gòu)和軟件編程兩個方面介紹該方案的實現(xiàn)方法。
116C552簡介
1．1功能特點及結(jié)構(gòu)框圖
16C552是TI（TL16C552）和VLSI（VL16C552）等公司生產(chǎn)的異步通信芯片，具有兩個增強(qiáng)的通用異步通訊單元通道和一個增強(qiáng)的雙向打印機(jī)端口；支持TL16C450和FIFO兩種模式，其16字節(jié)的FIFO可減少CPU中斷；每個通道都具有獨立的發(fā)送、接收、線路狀態(tài)和設(shè)置中斷功能，同時具有獨立的MO-DEM控制信號、可編程的串行數(shù)據(jù)發(fā)送格式（包括數(shù)據(jù)位長度、校驗方式、停止位長度）和可編程波特率發(fā)生器；另外，每個通道的數(shù)據(jù)和控制總線還具有三態(tài)TTL驅(qū)動功能。
TL16C552AM是TI公司的68腳PLCC（PlasticLeadedChipCarrier）封裝芯片，其管腳及功能框圖如圖1所示。從圖中可以看出，它的串行口主要完成兩個功能，一是把外設(shè)或調(diào)制解調(diào)器接收來的串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成并行數(shù)據(jù)；二是把CPU的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)以便發(fā)送。在正常操作過程中，CPU可以隨時讀取16C552的狀態(tài)信息，以報告16C552傳輸操作的類型和狀態(tài)，包括各種錯誤狀態(tài)，如奇偶校驗、溢出、幀錯誤和FIFO錯誤等。此外，16C552還具有完整的MODEM控制功能，并有CTS、RTS、DSR、DTR、RI、DCD等信號端。
16C552具有一套完善的中斷系統(tǒng)，可以自動設(shè)定優(yōu)先級。它的串行口和并行口都可以獨立地工作于中斷和查詢兩種工作方式。
1．216C552的內(nèi)部寄存器
16C552內(nèi)部有12個單字節(jié)寄存器，這些寄存器占用了8個I／O口地址，其地址由A0～A2決定。其中有些寄存器共用一個I／O口地址，共用的I／O口可以通過讀／寫信號和線路控制寄存器（LCR）的D7位（DLAB）來進(jìn)行區(qū)分，具體描述見表1所列，需要說明的是：只有當(dāng)16C552的CS0或CS1為低電平時，串行通道才能被訪問。
表1I6C552的內(nèi)部寄存器
DLABA2A1A0符號寄存器
LLLLRBR接收緩沖寄存器
LLLHTHR發(fā)送保持寄存器
LLLLIER中斷允許寄存器
XLHHIIR中斷識別寄存器
XLHLFCRFIFO控制寄存器
XLHHLCR線路控制寄存器
XHLLMCRMODE控制寄存器
XHLHLSR線路狀態(tài)寄存器
XHHLMSRMODEM狀態(tài)寄存器
XHHHSCR高速緩存器寄存器
HLLLDLL除數(shù)鎖存器低位
HLLHDLM除數(shù)鎖存器高位
關(guān)于各寄存器內(nèi)容的具體規(guī)定，限于篇幅，這里不作詳述，有興趣者可參看TI公司的相關(guān)產(chǎn)品資料介紹，但在串行通訊應(yīng)用中，要重點搞清楚FCR、LCR、IER等幾個寄存器的內(nèi)容。此外，在實際應(yīng)用中，有時可能會忽視MODEM控制寄存器中的D4位，該位為自測試循環(huán)回送狀態(tài)控制位，利用它可以對串口的自測試進(jìn)行控制，因此，在自測試進(jìn)行完畢后，還應(yīng)對該位進(jìn)行復(fù)位，以保證系統(tǒng)的正常運行。
2通訊系統(tǒng)硬件接口電路
本系統(tǒng)的硬件接口電路如圖2所示。其中，地址譯碼電路可以根據(jù)實際需要采用不同的電路實現(xiàn)。為了使系統(tǒng)使用靈活方便，本方案中采用一片CPLD來進(jìn)行系統(tǒng)的地址分配。復(fù)位電路可以利用專用復(fù)位芯片，也可用上拉電阻方式實現(xiàn)。外接晶振可以自行選擇，然后根據(jù)晶振頻率設(shè)置除數(shù)鎖存器的高位和低位，從而獲得通訊系統(tǒng)正確的波特率，本系統(tǒng)中使用的晶振是8MHz。此外，由于16C552A有兩個串行通道和一個標(biāo)準(zhǔn)并行口，它們相互之間的配合使用在硬件和軟件上都要加以注意。建議將不用端口的片選接到高電平（16C552A的片選為低電平有效），以免出現(xiàn)錯誤。
3串行通訊軟件設(shè)計
3．1通訊協(xié)議
本設(shè)計的通訊協(xié)議包括以下幾點：
（1）波特率為9600。
（2）通訊命令由2個字節(jié)構(gòu)成：第一個字節(jié)是同步字節(jié)0XFF；第二個字節(jié)是命令碼，主要用來指示各種控制命令。
（3）每個字節(jié)包括8位數(shù)據(jù)位和1位停止位，無校驗。
（4）在通訊過程中，上位機(jī)向TMS320F243發(fā)送同步命令，TMS320F243接收到后立即應(yīng)答，若應(yīng)答錯誤則重發(fā)。
（5）通訊程序向TMS320F243發(fā)送控制命令時，TMS320F243返回接收正確應(yīng)答信號；通訊程序向TMS320F243查詢系統(tǒng)參數(shù)命令時，TMS320F243按照規(guī)定格式返回所需數(shù)據(jù)。
PC機(jī)和TMS320F243均采用異步通訊方式，PC機(jī)采用事件驅(qū)動方式來接收數(shù)據(jù)，TMS320F243采用中斷方式接收數(shù)據(jù)，而用查詢方式發(fā)送數(shù)據(jù)。
3．2上下位機(jī)通訊軟件設(shè)計
在PC機(jī)上編寫串行通訊程序至少有三種方法，分別為匯編語言、C語言和Visual系列通訊控件（MSComm）。相比較而言，Visual系列通訊控件能夠用少量的代碼輕松高效地完成編程任務(wù)。實際應(yīng)用中，可用以VisualBasic（簡稱VB）6．0中的通訊控件MSComm為基礎(chǔ)編寫PC機(jī)的串行通訊程序，而用匯編語言編寫下位機(jī)（F243）軟件。上、下位機(jī)的串口程序流程分別如圖3和圖4所示。16C552的初始化程序如下：
;THE16C552INITIALIZATIONPROGRAM
C552_INIT:
LDP＃00h
SPLK＃83h,GSR0
OUTGSR0,0E003h;設(shè)置LCR
SPLK＃34h,GSR0
OUTGSR0,0E000h;設(shè)置DLL
SPLK＃00h,GSR0
OUTGSR0,0E001h;設(shè)置DLM
SPLK＃03h,GSR0
OUTGSR0,0E003h;設(shè)置LCR
SPLK＃08h,GSR0
OUTGSR0,0E004h;設(shè)置MCR
SPLK＃01h,GSR0
OUTGSR0,0E002h;設(shè)置FCR
SPLK＃01h,GSR0
OUTGSR0,0E001h;設(shè)置IER
RET
圖4
作為一種常見的自然現(xiàn)象，無論是在科學(xué)技術(shù)水平落后的舊中國，還是科學(xué)技術(shù)日新月異的現(xiàn)代，雷電都給我國造成過許多人力和財力上的損失。而在計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的大力推動下，近年來通信設(shè)施為了滿足與日俱增的社會需求，開始大量采用集成電路和智能化設(shè)施，這樣一來，也為通信設(shè)施的供電電壓帶來了全新的挑戰(zhàn)。因為在供電過程中，電壓往往會由于天饋線、信號線或電源線等受到雷擊產(chǎn)生的過電壓而發(fā)生異常，進(jìn)而影響到各類通信設(shè)施的正常運轉(zhuǎn)，甚至造成人員傷亡現(xiàn)象。所以，在通信時代，雷電災(zāi)害早已成為了公認(rèn)的社會公害之一。伴隨著近年來，為國內(nèi)外對通訊設(shè)施雷電過電壓防護(hù)工作研究的不斷深入，通信相關(guān)領(lǐng)域的研究人員已經(jīng)在造成通信設(shè)備損壞的罪魁禍?zhǔn)咨线_(dá)成共識，即電脈雷電沖，它是由于通信設(shè)施受到雷電波沖擊和雷電感應(yīng)的影響后產(chǎn)生的。這一點便很好地解釋了為何配置有良好的避雷措施的通信大樓仍舊無法逃脫雷電襲擊的現(xiàn)象。在雷電天氣中，進(jìn)入到電力和通訊線路的電荷是由空中的雷電云層通過通信設(shè)施上的天線產(chǎn)生的，而這時候大地與線纜之間的連接障礙會使得雷電感應(yīng)由于過高的電位而引發(fā)過電壓現(xiàn)象，讓通信設(shè)施中的電流超過電纜所能承受的極限，從而影響到通信設(shè)施的正常工作，甚至造成人員傷亡。
2通信設(shè)施的防雷
2.1防雷原理就目前而言，疏導(dǎo)、隔離、等位和中和是我國專門針對通信設(shè)備和通信建筑的四大防雷原理。其中，疏導(dǎo)是以保證通信設(shè)備和建筑遠(yuǎn)離雷電或者雷電感應(yīng)的直接襲擊為目的的，在這一過程中，最常采用的便是運用疏導(dǎo)線讓那些雷云中的電荷順利傳入到大地中，進(jìn)而避免給設(shè)備的電纜造成的危害影響通信設(shè)施的正常工作。其次，隔離通信設(shè)施與雷擊過程引發(fā)的過電壓以達(dá)到保護(hù)的效果的原理被稱為隔離。而等位原理則是將各類公共設(shè)施，諸如通信設(shè)施所在地、天饋線所在地、鐵塔地等，放置在等電位上。最后，中和原理是通過杜絕雷電的形成來保護(hù)通信設(shè)施和建筑物的，在雷電現(xiàn)象中，大氣中產(chǎn)生的電荷會與防雷設(shè)備產(chǎn)生的相反電荷離子相互產(chǎn)生中和作用。這四類避雷原理便是我國通信設(shè)施防雷措施中常用的。
2.2防雷措施
2.2.1通信設(shè)施外部防雷。接地裝置和避雷針是通信設(shè)施外部防雷常用的方法，其中，接地裝置包含了地極和接地線這兩部分，而避雷帶、避雷線和避雷網(wǎng)則是避雷針中最常見的三種。在雷電現(xiàn)象中，地面上的電場往往會由于空氣中雷云的放電而發(fā)生異常，這個時候便需要接地裝置和避雷針的協(xié)同工作，為了改變雷電導(dǎo)入電的傳輸方向，需要運用避雷針的頂部產(chǎn)生特定的電場，從而將電流逐步引導(dǎo)到接地線中，并最終通過地極順利將雷電流釋放到大地中，避免對通信設(shè)施和建筑造成傷害。但是受限于該過程中的各類變量限制，在日常的防雷避雷過程中，該裝置并未能取得良好的效果，無論是在對雷電的反應(yīng)敏捷度還是所能保護(hù)的范圍的大小亦或能夠承受的雷電流量，它都始終處于被動的狀態(tài)，無法滿足正常的通信設(shè)施和建筑物的快速防雷要求的。要想防雷措施跟上我國飛速發(fā)展的通信領(lǐng)域的腳步，則務(wù)必要求避雷針能徹底改變以前的被動狀態(tài)，在防雷過程中能夠主動對通信設(shè)施和建筑物采取預(yù)防雷手段，不僅如此，還需要提高避雷針同時抵御各類雷擊的能力，讓避雷針可以兼顧到周邊通信設(shè)施和建筑物的安全，提高對雷擊產(chǎn)生的電流的承載量，這就要求避雷帶和避雷線能夠與保護(hù)物外部的所有金屬零件的良好聯(lián)通。除此之外，還需要將電涌保護(hù)器安裝到天饋系統(tǒng)中，以實現(xiàn)對感應(yīng)雷擊的消除，為了保證通信設(shè)施外部良好的防雷效果，在安裝電涌保護(hù)器時，還需要用接地線將它的接地端與地網(wǎng)牢固連接起來。而在復(fù)雜的通信工程中，防止供電系統(tǒng)遭受雷電攻擊也極為重要，這個時候便需要將避雷裝置延伸到供電系統(tǒng)的配電房和變壓器中，保證供電系統(tǒng)的正常安全運行。
2.2.2通信設(shè)施內(nèi)部防雷。在日常的通信設(shè)施內(nèi)部防護(hù)中需要針對供電電源線路進(jìn)行防護(hù)，因為我國供電部門采用的高壓避雷裝置無法對雷電的過電壓進(jìn)行保護(hù)，這就要求在通信設(shè)施的內(nèi)部防雷中，需要增加對低壓線路的保護(hù)措施，避免過電壓對電路造成損壞。在這一過程中，避雷器將被安裝到從高壓變壓器到總配表盤再到配電箱之間的所有電纜和各類高靈敏度的儀器的前端口中，這樣是為了把雷電產(chǎn)生的過電壓運用不同的限流和分流手段引入到大地中，以達(dá)到保護(hù)通信設(shè)施的目的。不僅如此，還需要對通信設(shè)施的信號進(jìn)行防護(hù)，在所有設(shè)備的電纜內(nèi)芯端口安裝避雷器，保證所有電纜的空線都與地面良好連接。最后在避雷器的引導(dǎo)下，所有的雷電流都將通過接地系統(tǒng)進(jìn)入大地之中，保護(hù)通信設(shè)施和建筑不受雷電的傷害，進(jìn)而避免人員和財產(chǎn)損失。另外，還需要注意各個接地系統(tǒng)之間的間距，將無法達(dá)到安全要求的設(shè)備連接到一起，讓它們的電位保持統(tǒng)一。最后，除了對通信設(shè)施采取嚴(yán)格的雷電過電壓保護(hù)措施外，還需要定期對通信設(shè)施內(nèi)外避雷裝置進(jìn)行安全檢查，及時解決和排除存在的隱患問題，確保通信設(shè)施的快速、安全運行。
3結(jié)束語
1.1信號采集天線對準(zhǔn)某顆通信衛(wèi)星（如中星6A）后，移動車載站上的衛(wèi)星信標(biāo)接收機(jī)會收到一定強(qiáng)度的衛(wèi)星信標(biāo)，信標(biāo)值的大小用來衡量對星的準(zhǔn)確度。信標(biāo)機(jī)提供串行通信接口，通過串口服務(wù)器，將串行通信做協(xié)議轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，再通過一根網(wǎng)線與交換機(jī)連接，最終與控制計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。設(shè)備連線后，在計算機(jī)上要進(jìn)行虛擬串口映射，即把串口服務(wù)器的串口映射到計算機(jī)上，映射成功后，就可以把這些虛擬串口作為計算機(jī)上的串口使用，解決計算機(jī)本身無串口的問題。載波的發(fā)射狀態(tài)是通過改變調(diào)制解調(diào)器參數(shù)來實現(xiàn)的，控制載波發(fā)射狀態(tài)實際上通過控制調(diào)制解調(diào)器的發(fā)射狀態(tài)繼而達(dá)到控制載波狀態(tài)的目的。調(diào)制解調(diào)器提供網(wǎng)絡(luò)接口，通過交換機(jī)最終與控制計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。控制軟件實時監(jiān)視信標(biāo)機(jī)和調(diào)制解調(diào)器的工作狀態(tài)，以此作為發(fā)送控制指令的依據(jù)。
1.2信號處理通過監(jiān)控軟件完成，為了不占用更多的主線程資源，監(jiān)控軟件分別建立兩個獨立的線程CThreadBeacon信標(biāo)機(jī)線程類和CThreadModem調(diào)制解調(diào)器線程類，通過這兩個線程的通信處理載波的關(guān)閉與開啟。當(dāng)確定天線進(jìn)入遮擋區(qū)后，CThreadBeacon信標(biāo)機(jī)線程根據(jù)當(dāng)前的信標(biāo)強(qiáng)度和調(diào)制解調(diào)器載波發(fā)射的狀態(tài)，發(fā)送打開或關(guān)閉載波的消息給CThreadModem線程。CThreadModem線程主要有兩個作用，一是讀取調(diào)制解調(diào)器當(dāng)前的參數(shù)，明確設(shè)備的工作狀態(tài)，二是負(fù)責(zé)接收由CThrea-dBeacon線程發(fā)送過來的消息，根據(jù)消息的具體內(nèi)容，向調(diào)制解調(diào)器發(fā)送相應(yīng)的控制指令。
車載站在載波發(fā)射的行進(jìn)中，如遇到高大的貨車或小面積的建筑遮擋瞬間遮擋時，這時關(guān)閉載波是不必要的，故在信標(biāo)機(jī)線程中，設(shè)定當(dāng)遮擋超過10s后發(fā)送關(guān)閉消息給調(diào)制解調(diào)器線程，進(jìn)而關(guān)閉載波發(fā)射。同樣在離開遮擋區(qū)超過5s后發(fā)送開啟消息給調(diào)制解調(diào)器線程，進(jìn)而開啟載波發(fā)射。具體流程見圖1“載波自動關(guān)閉流程圖”。
2實現(xiàn)過程
軟件以visualc++6.0作為開發(fā)編譯環(huán)境，在基于對話框的應(yīng)用程序界面中，運用多線程串口通信編程和SNMP網(wǎng)絡(luò)編程方法，利用線程間通信機(jī)制，完成載波自動關(guān)閉功能。軟件啟動時，建立CThreadBeacon線程并啟動運行，運用串口通信編程，在InitInstance函數(shù)中，初始化串口參數(shù)，線程中使用定時器，頻率為300ms，按照通信協(xié)議格式，以查詢方式讀取信標(biāo)強(qiáng)度，經(jīng)過適當(dāng)處理后，以浮點數(shù)顯示在監(jiān)控界面上，范圍是0~10，根據(jù)浮點數(shù)的大小，來判定天線是否進(jìn)入遮擋區(qū)，如當(dāng)信標(biāo)強(qiáng)度小于3時，確定天線進(jìn)入遮擋區(qū)，再以PostThreadMessage的方式發(fā)送消息給CThrea-dModem線程。建立CThreadModem線程，運用SNMP網(wǎng)絡(luò)編程，在In-itInstance函數(shù)中，初始化調(diào)制解調(diào)器SNMP相關(guān)參數(shù)，創(chuàng)建兩消息響應(yīng)函數(shù)OnGetParam_Modem用來獲取設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)，和OnSetParam_Modem用來接收由CThreadBeacon線程發(fā)送過來的消息，根據(jù)消息的附加參數(shù)和當(dāng)前調(diào)制解調(diào)器的狀態(tài)，確定發(fā)送關(guān)閉或開啟載波的指令。
3結(jié)語
1.1系統(tǒng)模型
根據(jù)礦井通信實際需要，可得出基于Turbo碼的礦井通信系統(tǒng)框圖(圖2)。在圖2中，將信源產(chǎn)生的信息序列送入Turbo碼編碼器進(jìn)行相應(yīng)的編碼，編碼后的序列通過調(diào)制器的調(diào)制，經(jīng)礦井衰落信道送入解調(diào)器，將得到的解調(diào)信號通過Turbo碼譯碼器進(jìn)行譯碼處理，再由接收端進(jìn)行接收，最后通過計算得到誤碼率。本文采用Matlab7.0中Simulink模塊搭建了礦井通信系統(tǒng)Turbo碼仿真模型(圖3)。系統(tǒng)模塊主要由伯努利二進(jìn)制隨機(jī)發(fā)生器(BernoulliBinaryGenerator)、Turbo碼編碼器(TurboEncoder)、DQPSK調(diào)制器、礦井衰落信道(MineFa-dingChannel)、Turbo碼譯碼器(TurboDecoder)、DQPSK解調(diào)器和譯碼誤比特率計算模塊(MultipleIterationErrorRateCalculation)組成。其中，調(diào)制/解調(diào)均采用正交相移鍵控π/4-DQPSK方式，該方式是利用DQPSK模塊將相位旋轉(zhuǎn)π/4得到，得到的信號再由誤比特率計算模塊進(jìn)行計算，通過模塊Dis-play顯示結(jié)果，并將結(jié)果用表示所需儲存數(shù)據(jù)量的模塊s13寫入到工作空間。Turbo碼編碼器模塊是系統(tǒng)模型中的一個重要部分，根據(jù)Turbo碼的編碼原理，采用Simulink構(gòu)建Turbo碼編碼器的內(nèi)部框圖(圖4)。由圖4可以看出，仿真模型的結(jié)構(gòu)是根據(jù)Turbo碼的編碼結(jié)構(gòu)圖設(shè)計的。其中由InsertZero模塊和Sum模塊構(gòu)成復(fù)接器，由Puncture模塊構(gòu)成刪余陣，通過InsertZero模塊來控制插入的碼元0數(shù)目，Puncture模塊來實現(xiàn)刪除碼元的數(shù)目和位置，這樣就得到不用碼率的Turbo碼。系統(tǒng)模型中最重要的部分是Turbo碼譯碼器模塊，根據(jù)Turbo碼譯碼原理構(gòu)建Turbo碼譯碼器內(nèi)部框圖(圖5)。由解調(diào)器解調(diào)后的信息由Inl模塊輸入，分量譯碼器由APPDecoder模塊實現(xiàn)，其中L(c)對應(yīng)系統(tǒng)信息，L(u)對應(yīng)的是先驗信息。其解交織通過隨機(jī)解交織模塊(RandomDeinterleaver)實現(xiàn)，經(jīng)過多次迭代，將得到的似然比進(jìn)行相應(yīng)的判決，從而得到最佳估值序列，再通過Out1模塊輸出。在系統(tǒng)中，利用InsertZero模塊實現(xiàn)歸零操作;利用Puncture模塊對序列進(jìn)行刪余;利用Zero-OrderHold模塊對迭代次數(shù)進(jìn)行控制;利用隨機(jī)交織模塊(RandomInterleaver)完成交織過程;選用DiscretePulseGenerator模塊、IntegerDelay模塊和Product模塊實現(xiàn)將系統(tǒng)信息初始化為0;利用HardDecision模塊來完成對L(u)的硬判決。其中用s9-s12分別表示所需儲存數(shù)據(jù)量并寫入工作空間。
1.2仿真結(jié)果及分析
本文主要以誤比特率(BER)評價一個通信系統(tǒng)設(shè)計的好壞，進(jìn)而考查Turbo碼的糾錯性能。仿真參數(shù):采用SISO譯碼器，譯碼算法是LOG-MAP算法，幀長為4000bit，采用改進(jìn)的S隨機(jī)交織器，π/4-DQPSK調(diào)制方式，移動速度為40km/h，載頻為2GHz，Nakagami衰落信道，采用頻率為10MHz，分別對系統(tǒng)在未編碼狀態(tài)和編碼狀態(tài)下的性能進(jìn)行仿真，其中編碼狀態(tài)又分為采用卷積碼狀態(tài)以及采用不用碼率的Turbo碼狀態(tài)，仿真結(jié)果如圖6所示。由仿真結(jié)果可以看出，對于構(gòu)建的礦井移動通信系統(tǒng)，在編碼狀態(tài)的系統(tǒng)性能要優(yōu)于未編碼狀態(tài)，驗證了該仿真系統(tǒng)與理論結(jié)果的吻合性;而又因采用不同種類的編碼其性能也不盡相同，又可直觀地說明在礦井移動通信中使用Turbo碼編碼方案的優(yōu)勢所在［1-4］。
2礦井移動通信系統(tǒng)中Turbo碼性能分析
2.1編碼長度對Turbo碼性能的影響
首先給出不同編碼長度對Turbo碼性能的影響。仿真參數(shù):信道采用已經(jīng)構(gòu)建好的Nakagami多徑衰落信道，調(diào)制采用π/4-DQPSK方式，解碼采用LOG-MAP算法，迭代次數(shù)為8次，所用子編碼器為(1，7/5)的遞歸系統(tǒng)卷積碼，碼率為1/2，幀長為512bit，采用的編碼約束度K分別為3、4、5、6。其仿真結(jié)果如圖7所示。從圖7的仿真結(jié)果可以看出，增加編碼約束度K可以改善Turbo碼的誤比特性能。當(dāng)BER＞10－3時，K的改變不會引起B(yǎng)ER的曲線有明顯的變化;然而當(dāng)BER＜10－3時，增加K會降低Turbo碼的誤比特率，其性能會得到提高。當(dāng)交織器長度和碼率一定情況下，K越大，則Turbo碼的性能越好［5-7］。
2.2迭代次數(shù)對Turbo碼性能的影響
以下針對不同迭代次數(shù)對Turbo碼性能的影響進(jìn)行仿真。仿真參數(shù):信道采用Nakagami多徑衰落信道，調(diào)制采用π/4-DQPSK方式，解碼采用LOG-MAP算法，所用的子編碼器為(1，7/5)的遞歸系統(tǒng)卷積碼，碼率為1/2，編碼約束度K=3，幀長FS=256，迭代次數(shù)Iter分別為1，5，8。其仿真結(jié)果如圖8所示。由圖8仿真結(jié)果可知，在衰落信道條件下，增加迭代次數(shù)也會改善Turbo碼的誤比特性能。當(dāng)Eb/No=2時，LOG-MAP算法迭代1次，BER=1.1899×10－1;迭代5次，BER=8.6895×10－2;迭代8次，BER=5.3112×10－2。因此，進(jìn)行足夠次數(shù)的迭代，可以獲得較好的糾錯性能。但當(dāng)經(jīng)過一定數(shù)值的迭代后譯碼性能趨于穩(wěn)定，再增加新的迭代，不但不能提高Turbo碼的譯碼性能，反而會帶來一定的編碼增益。因此，在對Turbo碼進(jìn)行設(shè)計時，要根據(jù)實際譯碼情況及時停止迭代，這樣可以在不影響誤比特率性能或?qū)φ`比特率性能影響很小的情況下，有效降低迭代譯碼過程中的計算量。
2.3碼率對Turbo碼性能的影響
在對Turbo碼進(jìn)行編碼時，為了得到高的傳輸速率，通常會在編碼器之后進(jìn)行刪除操作。以下為仿真不同速率對Turbo碼性能的影響。仿真參數(shù):仿真信道為Nakagami多徑衰落信道，調(diào)制方式采用π/4-DQPSK，解碼采用LOG-MAP算法，迭代次數(shù)為5次，所用的子編碼器為(1，7/5)的遞歸系統(tǒng)卷積碼，編碼約束度K=3，幀長FS=256，碼率R分別為1/2，1/3。仿真結(jié)果如圖9所示。從圖9可以看出，碼率R=1/2的Turbo碼性能在Turbo碼編碼長度相同情況下時，與碼率R=1/3的Turbo碼性能相比要差。例如對于(1，7/5)的卷積碼，約束度K=4，當(dāng)信道的信噪比Eb/No=4、碼率R=1/2時，BER為2.155×10－2，而碼率R=1/3時，BER降低到1.3481×10－3。因此，在衰落信道條件下，降低碼率可以提高Turbo碼的性能，降低誤比特率，但同時也使得碼元的傳輸效率降低。綜上所述，在對碼率進(jìn)行選擇時，要綜合考慮傳輸效率和傳輸質(zhì)量2個方面。
2.4幀長對Turbo碼性能的影響
對不同幀長對Turbo碼性能的影響進(jìn)行仿真。仿真參數(shù):仿真信道為Nakagami多徑衰落信道，調(diào)制方式采用π/4-DQPSK，解碼采用LOG-MAP算法，迭代次數(shù)為5次，所用的子編碼器為(1，7/5)的遞歸系統(tǒng)卷積碼，碼率為1/2，編碼約束度K=3，幀長FS分別為64，256，1024bit。仿真結(jié)果如圖10所示。從圖10中的仿真結(jié)果看出，在衰落信道條件下，增加交織器的長度即幀長FS，可以提高Turbo碼的性能。例如在Eb/No=3時，幀長256bit的Turbo碼在Nakagami多徑衰落信道中傳輸?shù)恼`比特率BER=1.5350×10－2，而當(dāng)幀長為1024bit時，誤比特率BER可以達(dá)到6.3480×10－3的水平。
2.5移動臺速度對Turbo碼性能的影響
針對不同速度下Turbo性能進(jìn)行仿真。仿真參數(shù):仿真信道為Nakagami多徑衰落信道，調(diào)制方式采用的是π/4-DQPSK，解碼采用的是LOG-MAP算法，迭代次數(shù)為5次，所用的子編碼器為(1，7/5)的遞歸系統(tǒng)卷積碼，碼率為1/2，編碼約束度K=3，幀長FS=1024bit，載頻為2GHz。在礦井中由于移動臺不同，所以速度不等，但速度都不高。本節(jié)主要針對6，8，30，40km/h情況下的Turbo碼性能進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果如圖11所示。從圖11仿真結(jié)果看出，除了采用糾錯編碼技術(shù)外，沒有采取任何抗衰落技術(shù)的情況下，隨著移動臺速度的提高，Turbo碼的誤比特率曲線明顯升高，從而導(dǎo)致性能的降低。由此可見，在衰落信道中必須要采取相應(yīng)的抗衰落技術(shù)才能確保通信的質(zhì)量，因此在后續(xù)的研究中，還需要考慮對衰落信道采用抗衰落技術(shù)。
3結(jié)語
無線通信技術(shù)在單片機(jī)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，存在的最大問題就是數(shù)轉(zhuǎn)電臺與車載微機(jī)的對接問題，在單片機(jī)通信系統(tǒng)運行過程中，要保證數(shù)轉(zhuǎn)電臺與車載微機(jī)之間對接的準(zhǔn)確性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。車載微機(jī)系統(tǒng)采用的處理器是DALLAS公司研發(fā)的DS80C320處理器，其在運行中能夠提供兩個全雙工串行口，兩個數(shù)據(jù)指針、13個中斷源。通過處理器自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，可以結(jié)合數(shù)轉(zhuǎn)電臺和車載微機(jī)所處的不同的實際運行狀況，對其對接的方式進(jìn)行選擇，保證數(shù)轉(zhuǎn)電臺車載微機(jī)系統(tǒng)在對接活動中最大限度的接口連接安全和數(shù)據(jù)傳輸安全，減輕了單片機(jī)控制接口的負(fù)擔(dān)，同時提高了單片機(jī)通信系統(tǒng)運行的可靠性[2]。
二、通信軟件設(shè)計
1、通信格式。車載微機(jī)向地面通信系統(tǒng)發(fā)送請求信號主形式為ABBAIDSUMNFF、其中數(shù)據(jù)幀一共包含有6個字節(jié)，前兩個字節(jié)（ABBA）表示起始位置，第三個字（ID）表示該趟列車的車載微機(jī)的編碼號，第四字節(jié)(SUM)為通信活動中的標(biāo)注字節(jié)，第五字節(jié)（N）表示在本次通信活動中從起始字節(jié)到結(jié)束字節(jié)的字節(jié)數(shù)，是為了防止在通信中信息丟失而設(shè)置的，第六字節(jié)（FF）表示通信內(nèi)容結(jié)束。無線通信技術(shù)在單片機(jī)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，對通信模式最大的創(chuàng)新就是實現(xiàn)了信息通信的數(shù)字化。單片機(jī)通信系統(tǒng)在我國的應(yīng)用廣泛的存在著運行中一對多的運行模式，一般大型機(jī)務(wù)段都擁有數(shù)百臺機(jī)車。因為鐵路運輸自身的特性，大量的機(jī)車回段的時間都不確定，機(jī)車在完成運輸任務(wù)返回機(jī)務(wù)段時，應(yīng)該首先與地面信息系統(tǒng)取得聯(lián)系，這種聯(lián)系由機(jī)車首先發(fā)出通信請求，在得到地面信息系統(tǒng)的回應(yīng)后，與地面信息系統(tǒng)建立通信連接并完成數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)車載微機(jī)連續(xù)三次申請通信都得不到回復(fù)或者回復(fù)信息不正確的時候，車輛管理人員應(yīng)該保留該車次的數(shù)據(jù)信息，并與維護(hù)人員聯(lián)系進(jìn)行車載微機(jī)的修理[3]。
2、程序流程。無線通信技術(shù)在單片機(jī)通信系統(tǒng)中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)包括有數(shù)轉(zhuǎn)電臺和車載微機(jī)系統(tǒng)，其運行流程為機(jī)車管理人員將通信鍵按下，車載微機(jī)系統(tǒng)向地面通信中心發(fā)送通信請求，車載微機(jī)系統(tǒng)在通信請求發(fā)出之后其接收系統(tǒng)就開始工作，驗證是否收到地面數(shù)據(jù)中心的應(yīng)答，如果收到應(yīng)答則進(jìn)入到數(shù)據(jù)傳輸程序，如果超過三次通信請求沒有收到應(yīng)答系統(tǒng)將提示維護(hù)，同時如果一次通信請求在10分鐘之內(nèi)沒有收到應(yīng)答信息系統(tǒng)也會自動提示維護(hù)[4]。
三、結(jié)論
在發(fā)端輸人的信息先調(diào)制形成數(shù)字信號，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生的擴(kuò)頻碼序列去調(diào)制數(shù)字信號以展寬信號的頻譜，展寬后的信號再調(diào)制到射頻發(fā)送出去。在接收端收到的寬帶射頻信號，變頻至中頻，然后由本地產(chǎn)生的與發(fā)端相同的擴(kuò)頻碼序列去相關(guān)解擴(kuò)，再經(jīng)信息解調(diào)，恢復(fù)成原始信息輸出。可見，一般的擴(kuò)頻通信系統(tǒng)都要進(jìn)行3次調(diào)制和相應(yīng)的解調(diào)。一次調(diào)制為信息調(diào)制，二次調(diào)制為擴(kuò)頻調(diào)制，三次調(diào)制為射頻調(diào)制，以及相應(yīng)的信息解調(diào)、解擴(kuò)和射頻解調(diào)。與一般通信系統(tǒng)比較，多了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)部分。擴(kuò)頻通信應(yīng)具備如下特征：(1)數(shù)字傳輸方式；(2)傳輸信號的帶寬遠(yuǎn)大于被傳信息帶寬；(3)帶寬的展寬，是利用與被傳信息無關(guān)的函數(shù)(擴(kuò)頻函數(shù))對被傳信息的信元重新進(jìn)行調(diào)制實現(xiàn)的；(4)接收端用相同的擴(kuò)頻函數(shù)進(jìn)行相關(guān)解調(diào)(解擴(kuò))，求解出被傳信息的數(shù)據(jù)。用擴(kuò)頻函數(shù)(也稱偽隨機(jī)碼)調(diào)制和對信號相關(guān)處理是擴(kuò)頻通信有別于其他通信的兩大特點。
二、擴(kuò)頻通信技術(shù)的特點
擴(kuò)頻信號是不可預(yù)測的、偽隨機(jī)的寬帶信號，其帶寬遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)(信息)帶寬，同時接收機(jī)中必須有與寬帶載波同步的副本。擴(kuò)頻系統(tǒng)具有以下特點。
1．抗干擾性強(qiáng)
擴(kuò)頻信號的不可預(yù)測性，使擴(kuò)頻系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力。干擾者很難通過觀察進(jìn)行干擾，干擾起不了太大作用。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)在傳輸過程中擴(kuò)展了信號帶寬，所以即使信噪比很低，甚至在有用信號功率低于干擾信號功率的情況下，仍能不受干擾、高質(zhì)量地進(jìn)行通信，擴(kuò)展的頻譜越寬，其抗干擾性越強(qiáng)。
2.低截獲性
擴(kuò)頻信號的功率均勻分布在很寬的頻帶上，傳輸信號的功率密度很低，偵察接收機(jī)很難監(jiān)測到，因此擴(kuò)頻通信系統(tǒng)截獲概率很低。
3.抗多路徑干擾性能好
多路徑干擾是電波傳播過程中因遇到各種非期望反射體(如電離層、高山、建筑物等)引起的反射或散射，在接收端的這些反射或散射信號與直達(dá)路徑信號相互干涉而造成的干擾。多路徑干擾會嚴(yán)重影響通信。擴(kuò)頻通信系統(tǒng)中增加了擴(kuò)頻調(diào)制和解擴(kuò)過程，利用擴(kuò)頻碼序列間的相關(guān)特性，在接收端解擴(kuò)時，從多徑信號中分離出最強(qiáng)的有用信號，或?qū)⒍鄰叫盘栔械南嗤a序列信號疊加，這樣就可有效消除無線通信中因多徑干擾造成的信號衰落現(xiàn)象，使擴(kuò)頻通信系統(tǒng)具有良好的抗多徑衰落特性。
4.保密性好
在一定的發(fā)射功率下，擴(kuò)頻信號分布在很寬的頻帶內(nèi)，無線信道中有用信號功率譜密度極低，這樣信號可以在強(qiáng)噪聲背景下，甚至在有用信號被噪聲淹沒的情況下進(jìn)行可靠通信，使外界很難截獲傳送的信息，要想進(jìn)一步檢測出信號的特征參數(shù)就更難了．所以擴(kuò)頻系統(tǒng)可實現(xiàn)隱蔽通信。同時，對不同用戶使用不同碼，旁人無法竊聽通信，因而擴(kuò)頻系統(tǒng)具有高保密性。
5.易于實現(xiàn)碼分多址
在通信系統(tǒng)中，可充分利用在擴(kuò)頻調(diào)制中使用的擴(kuò)頻碼序列之間良好的自相關(guān)特性和互相關(guān)特性，接收端利用相關(guān)檢測技術(shù)進(jìn)行解擴(kuò)，在分配給不同用戶不同碼型的情況下，系統(tǒng)可以區(qū)分不同用戶的信號，這樣同一頻帶上許多用戶可以同時通話而互不干擾。
三、擴(kuò)頻技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
在過去由于技術(shù)的限制，人們一直在走增加信號功率，減少噪聲，提高信噪比的道路。即使到了70年代，偽碼技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)，但作為相關(guān)器的“碼環(huán)”的鐘頻只能做到幾千赫茲也無助于事．近幾年，由于大規(guī)模集成電路的發(fā)展，幾十兆赫茲，甚至幾百兆赫茲的偽碼發(fā)生器及其相關(guān)部件都已成為現(xiàn)實，擴(kuò)頻通信獲得極其迅速的發(fā)展．通信的發(fā)展史又到了一個轉(zhuǎn)折點，由用信噪比換帶寬的年代進(jìn)入了用寬帶換信噪比的年代．從最佳通信系統(tǒng)的角度看擴(kuò)頻通信．最佳通信系統(tǒng)一最佳發(fā)射機(jī)+最佳接收機(jī)．幾十年來，最佳接收理論已經(jīng)很成熟，但最佳發(fā)射問題一直沒有很好解決，偽碼擴(kuò)頻是一種最佳的信號形式和調(diào)制制度，構(gòu)成了最佳發(fā)射機(jī)．因此，有了最佳通信系統(tǒng)一偽碼擴(kuò)頻+相關(guān)接收這種認(rèn)識，人們就不難預(yù)測擴(kuò)頻通信的未來前景．從9O年代無線通信開始步人擴(kuò)頻通信和自適應(yīng)通信的年代．?dāng)U頻通信的熱浪已經(jīng)波及短波、超微波、微波通信和衛(wèi)星通信，碼分多址(CDMA)已開始廣泛用于未來的峰窩通信、無繩通信和個人通信以及各種無線本地環(huán)路，發(fā)揮越來越大的作用．接入網(wǎng)是由傳統(tǒng)的用戶線、用戶環(huán)路和用戶接入系統(tǒng)，逐步發(fā)展、演變和升級而形成的．現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)分為3部分：傳輸網(wǎng)、交換網(wǎng)和接入網(wǎng)．由于接入網(wǎng)發(fā)展較晚，往往成為電信發(fā)展的“瓶頸”，各國都很重視接入網(wǎng)的發(fā)展，因此各類接人技術(shù)和系統(tǒng)應(yīng)運而生．由于ISM(IndustryScientificMedica1)頻段的開放性，經(jīng)營者和用戶不需申請授權(quán)就可以自由地使用這些頻段，而無線擴(kuò)頻技術(shù)所使用的頻段(2．400～2．483)正是全世界通用的ISM頻段，包括IEEE802.11協(xié)議架構(gòu)的無線局域網(wǎng)也大部分選用此頻段．在無線接人系統(tǒng)中，擴(kuò)頻微波與常規(guī)微波相比有著3個顯著的優(yōu)點：抗干擾性強(qiáng)、頻點問題容易處理、價格比較便宜．而且，擴(kuò)頻微波接入技術(shù)相對有線接入技術(shù)來說，有成本低、使用靈活、建設(shè)快捷的優(yōu)勢，在接入網(wǎng)中起著不可替代的作用．
擴(kuò)頻微波主要應(yīng)用在以下幾個方面．語音接入(點對點)；數(shù)據(jù)接入；視頻接入；多媒體接入；因特網(wǎng)(Internet)接入。
四、結(jié)語
擴(kuò)頻通信是通信的一個重要分支和發(fā)展方向，是擴(kuò)頻技術(shù)與通信相結(jié)合的產(chǎn)物。本文主要論述了擴(kuò)頻通信的特點、理論可行性及典型的工作方式。擴(kuò)頻通信的強(qiáng)抗干擾性、低截獲性、良好的抗多路徑干擾性和安全性等特點，使它的應(yīng)用迅速從軍用擴(kuò)展到民用通信中，它的易于實現(xiàn)碼分多址的特點，使它能與第三代移動通信系統(tǒng)完美結(jié)合，發(fā)展前景極為廣闊。
參考文獻(xiàn)：
[1]曾興雯等.擴(kuò)展頻譜通信及其多址技術(shù)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.
[2]查光明,熊賢祚.擴(kuò)頻通信[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2004.
[3]吳慎山,萬霞,吳東芳.擴(kuò)頻通信的發(fā)展與應(yīng)用研究[J].河南師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008(5).
論文摘要:隨著計算機(jī)技術(shù)的廣泛普及與計算機(jī)遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運而生,它實現(xiàn)了計算機(jī)與計算機(jī)之間,計算機(jī)與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。
數(shù)據(jù)通信是以“數(shù)據(jù)”為業(yè)務(wù)的通信系統(tǒng),數(shù)據(jù)是預(yù)先約定好的具有某種含義的數(shù)字、字母或符號以及它們的組合。數(shù)據(jù)通信是20世紀(jì)50年代隨著計算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的迅速發(fā)展,以及兩者之間的相互滲透與結(jié)合而興起的一種新的通信方式,它是計算機(jī)和通信相結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計算機(jī)技術(shù)的廣泛普及與計算機(jī)遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用的發(fā)展,數(shù)據(jù)通信應(yīng)運而生,它實現(xiàn)了計算機(jī)與計算機(jī)之間,計算機(jī)與終端之間的傳遞。由于不同業(yè)務(wù)需求的變化及通信技術(shù)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)通信經(jīng)過了不同的發(fā)展歷程。
1通信系統(tǒng)傳輸手段
電纜通信:雙絞線、同軸電纜等。市話和長途通信。調(diào)制方式:SSB/FDM。基于同軸的PCM時分多路數(shù)字基帶傳輸技術(shù)。光纖將逐漸取代同軸。
微波中繼通信:比較同軸,易架設(shè)、投資小、周期短。模擬電話微波通信主要采用SSB/FM/FDM調(diào)制,通信容量6000路/頻道。數(shù)字微波采用BPSK、QPSK及QAM調(diào)制技術(shù)。采用64QAM、256QAM等多電平調(diào)制技術(shù)提高微波通信容量,可在40M頻道內(nèi)傳送1920~7680路PCM數(shù)字電話。
光纖通信:光纖通信是利用激光在光纖中長距離傳輸?shù)奶匦赃M(jìn)行的,具有通信容量大、通信距離長及抗干擾性強(qiáng)的特點。目前用于本地、長途、干線傳輸,并逐漸發(fā)展用戶光纖通信網(wǎng)。目前基于長波激光器和單模光纖,每路光纖通話路數(shù)超過萬門,光纖本身的通信纖力非常巨大。幾十年來,光纖通信技術(shù)發(fā)展迅速,并有各種設(shè)備應(yīng)用,接入設(shè)備、光電轉(zhuǎn)換設(shè)備、傳輸設(shè)備、交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。光纖通信設(shè)備有光電轉(zhuǎn)換單元和數(shù)字信號處理單元兩部分組成。
衛(wèi)星通信:通信距離遠(yuǎn)、傳輸容量大、覆蓋面積大、不受地域限制及高可靠性。目前,成熟技術(shù)使用模擬調(diào)制、頻分多路及頻分多址。數(shù)字衛(wèi)星通信采用數(shù)字調(diào)制、時分多路及時分多址。
移動通信:GSM、CDMA。數(shù)字移動通信關(guān)鍵技術(shù):調(diào)制技術(shù)、糾錯編碼和數(shù)字話音編碼。
2數(shù)據(jù)通信的構(gòu)成原理
數(shù)據(jù)終端(DTE)有分組型終端(PT)和非分組型終端(NPT)兩大類。分組型終端有計算機(jī)、數(shù)字傳真機(jī)、智能用戶電報終端(TeLetex)、用戶分組裝拆設(shè)備(PAD)、用戶分組交換機(jī)、專用電話交換機(jī)(PABX)、可視圖文接入設(shè)備(VAP)、局域網(wǎng)(LAN)等各種專用終端設(shè)備;非分組型終端有個人計算機(jī)終端、可視圖文終端、用戶電報終端等各種專用終端。數(shù)據(jù)電路由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備(DCE)組成,如果傳輸信道為模擬信道,DCE通常就是調(diào)制解調(diào)器(MODEM),它的作用是進(jìn)行模擬信號和數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換;如果傳輸信道為數(shù)字信道,DCE的作用是實現(xiàn)信號碼型與電平的轉(zhuǎn)換,以及線路接續(xù)控制等。傳輸信道除有模擬和數(shù)字的區(qū)分外,還有有線信道與無線信道、專用線路與交換網(wǎng)線路之分。交換網(wǎng)線路要通過呼叫過程建立連接,通信結(jié)束后再拆除;專線連接由于是固定連接就無需上述的呼叫建立與拆線過程。計算機(jī)系統(tǒng)中的通信控制器用于管理與數(shù)據(jù)終端相連接的所有通信線路。中央處理器用來處理由數(shù)據(jù)終端設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)。
3數(shù)據(jù)通信的分類
3.1有線數(shù)據(jù)通信
數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)。數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)由用戶環(huán)路、DDN節(jié)點、數(shù)字信道和網(wǎng)絡(luò)控制管理中心組成。DDN是利用光纖或數(shù)字微波、衛(wèi)星等數(shù)字信道和數(shù)字交叉復(fù)用設(shè)備組成的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。也可以說DDN是把數(shù)據(jù)通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、光遷通信技術(shù)以及數(shù)字交叉連接技術(shù)結(jié)合在一起的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)。數(shù)字信道應(yīng)包括用戶到網(wǎng)絡(luò)的連接線路,即用戶環(huán)路的傳輸也應(yīng)該是數(shù)字的,但實際上也有普通電纜和雙絞線,但傳輸質(zhì)量不如前。
分組交換網(wǎng)。分組交換網(wǎng)(PSPDN)是以CCITTX.25建議為基礎(chǔ)的,所以又稱為X.25網(wǎng)。它是采用存儲——轉(zhuǎn)發(fā)方式,將用戶送來的報文分成具用一定長度的數(shù)據(jù)段,并在每個數(shù)據(jù)段上加上控制信息,構(gòu)成一個帶有地址的分組組合群體,在網(wǎng)上傳輸。分組交換網(wǎng)最突出的優(yōu)點是在一條電路上同時可開放多條虛通路,為多個用戶同時使用,網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)路由選擇功能和先進(jìn)的誤碼檢錯功能,但網(wǎng)絡(luò)性能較差。
幀中繼網(wǎng)。幀中繼網(wǎng)絡(luò)通常由幀中繼存取設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公共幀中繼服務(wù)網(wǎng)3部分組成。幀中繼網(wǎng)是從分組交換技術(shù)發(fā)展起來的。幀中繼技術(shù)是把不同長度的用戶數(shù)據(jù)組均包封在較大的幀中繼幀內(nèi),加上尋址和控制信息后在網(wǎng)上傳輸。
3.2無線數(shù)據(jù)通信
無線數(shù)據(jù)通信也稱移動數(shù)據(jù)通信,它是在有線數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。有線數(shù)據(jù)通信依賴于有線傳輸,因此只適合于固定終端與計算機(jī)或計算機(jī)之間的通信。而移動數(shù)據(jù)通信是通過無線電波的傳播來傳送數(shù)據(jù)的,因而有可能實現(xiàn)移動狀態(tài)下的移動通信。狹義地說,移動數(shù)據(jù)通信就是計算機(jī)間或計算機(jī)與人之間的無線通信。它通過與有線數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián),把有線數(shù)據(jù)網(wǎng)路的應(yīng)用擴(kuò)展到移動和便攜用戶
4.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(ComputerNetwork),就是通過光纜、雙絞電話線或有、無線信道將兩臺以上計算機(jī)互聯(lián)的集合。通過網(wǎng)絡(luò)各用戶可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享,如文檔、程序、打印機(jī)和調(diào)制解調(diào)器等。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)按地理位置劃分,可分為網(wǎng)際網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、和局域網(wǎng)四種。Internet是世界上最大的網(wǎng)際網(wǎng);廣域網(wǎng)一般指連接一個國家內(nèi)各個地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)。廣域網(wǎng)一般分布距離在100-1000公里之間;城域網(wǎng)又稱為都市網(wǎng),它的覆蓋范圍一般為一個城市,方圓不超過10-100公里;局域網(wǎng)的地理分布則相對較小,如一棟建筑物,或一個單位、一所學(xué)校,甚至一個大房間等。
局域網(wǎng)是目前使用最多的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),一個單位可使用多個局域網(wǎng),如財務(wù)部門使用局域網(wǎng)來管理財務(wù)帳目,勞動人事部門使用局域網(wǎng)來管理人事檔案、各種人才信息等等。
4.2網(wǎng)絡(luò)協(xié)議
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是兩臺計算機(jī)之間進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)對話所使用的語言,網(wǎng)絡(luò)協(xié)議很多,有面向字符的協(xié)議、面向比特的協(xié)議,還有面向字節(jié)計數(shù)的協(xié)議,但最常用的是TCP/IP協(xié)議。它適用于由許多LAN組成的大型網(wǎng)絡(luò)和不需要路由選擇的小型網(wǎng)絡(luò)。TCP/IP協(xié)議的特點是具有開放體系結(jié)構(gòu),并且非常容易管理。
TCP/IP實際上是一種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,是有關(guān)協(xié)議的集合,它包括傳輸控制協(xié)議(TransportControlProtocol)和因特網(wǎng)協(xié)議(InternetProtocol)。TCP協(xié)議用于在應(yīng)用程序之間傳送數(shù)據(jù),IP協(xié)議用于在程序與主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)。由于TCP/IP具有跨平臺性,現(xiàn)已成為Internet的標(biāo)準(zhǔn)連接協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分為如下四層:網(wǎng)絡(luò)接口層:負(fù)責(zé)接收和發(fā)送物理幀;網(wǎng)絡(luò)層:負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點之間的通信;傳輸層:負(fù)責(zé)起點到終端的通信;應(yīng)用層:提供諸如文件傳輸、電子郵件等應(yīng)用程序要把數(shù)據(jù)以TCP/IP協(xié)議方式從一臺計算機(jī)傳送到另一臺計算機(jī),數(shù)據(jù)需經(jīng)過上述四層通信軟件的處理才能在物理網(wǎng)絡(luò)中傳輸。
目前的IP協(xié)議是由32位二進(jìn)制數(shù)組成的,如202.0.96.133就表示連接到因特網(wǎng)上的計算機(jī)使用的IP地址,在整個因特網(wǎng)上IP地址是唯一的。
