淺談高新技術(shù)在通信系統中的應用

論文關(guān)鍵詞：高新技術(shù)通信系統系統應用

論文摘要：通信技術(shù)的發(fā)展引領(lǐng)著(zhù)社會(huì )生活的進(jìn)步。本文主要探討了高新技術(shù)在有線(xiàn)通信系統和光通信系統中的應用。 從20世紀90年代初以來(lái)，全球向信息密集的工作方式和生活方式的轉變，推動(dòng)了通信技術(shù)的發(fā)展。然而，在當今經(jīng)濟技術(shù)知識爆炸的時(shí)代，隨著(zhù)行業(yè)及社會(huì )對信息需求的不斷增長(cháng)和應用的不斷深化，只有實(shí)現通信系統在技術(shù)科技方面不斷更新，加快通信系統向網(wǎng)絡(luò )化、服務(wù)化、體系化與融合化方向的演進(jìn)，才能突顯通信系統在社會(huì )生活領(lǐng)域支撐引領(lǐng)的作用和地位，創(chuàng )造更好的發(fā)展空間。本文筆者結合工作實(shí)踐，主要探討了現代高新技術(shù)在有線(xiàn)通信系統和光通信系統中的應用。 1、分數階Fourier變換技術(shù)在有線(xiàn)通信系統中的應用 有線(xiàn)通信是利用電線(xiàn)或者光纜作為通訊傳導的通信形式，它通過(guò)對現有各類(lèi)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行技術(shù)改造，與下一代新建網(wǎng)絡(luò )互通和融合，成為現代通信系統的重要支柱。然而，在有線(xiàn)通信信道中存在各種噪聲，如果不對其進(jìn)行處理則會(huì )使誤碼率增加。因此，要消除不理想信道和噪聲對信號的影響，必須應用新技術(shù)。分數階Fourier變換(FRFT)的通信技術(shù)原理是以線(xiàn)性調頻信號(chirp)作為調制信號，利用線(xiàn)性調頻信號在分數階里變換域的能量聚焦特性，通過(guò)接收機進(jìn)行路徑分集接收抑制有線(xiàn)通信信道多途效應所產(chǎn)生的碼間干擾，從而提高系統的抗噪聲干擾和頻率選擇性衰減的能力。具體應用程序如下： 1.1信號檢測與參數估計 分數階Fourier變換作為一種新型的線(xiàn)性時(shí)頻工具，其實(shí)質(zhì)是信號在時(shí)間軸上逆時(shí)針旋轉任意角度到U軸上的表示(U軸被稱(chēng)為分數階Fourier(FRF)域)，而該核是U域上的一組正交的chirp基，這就是分數階Fourier變換的chirp基分解特性。所以，在適當的分數階Fourier域中，一個(gè)chirp信號將表現一個(gè)沖擊函數，即分數階Fourier變換過(guò)程中，某個(gè)分數階Fourier域對應的chirp信號具有很好的能量聚焦性，而這種能量聚焦性對chirp信號的監測和估計具有很好的作用。因此，在信號檢測與參數估計中，我們的基本思路是以旋轉角口為變量進(jìn)行掃描，求出觀(guān)測信號所有階次的分數階Fourier變換，于是形成信號能量在由分數階域U和分數階次P組成的二維參數平面上的分布。然后，我們按域值在在此平面上進(jìn)行二維搜索，找出最大峰值位置。并根據最大峰值坐標可以檢測出chirp信號，并估計出峰值所對應的分數階次P和分數階域坐標，估計出信號的參數。 1.2分集接收 分集接收是利用信號和信道的性質(zhì)，將接收到的多徑信號分離成互不相關(guān)的多路信號，然后將多徑衰落信道分散的能量更有效的接收起來(lái)，處理之后進(jìn)行判決，從而達到抗衰落的目的。本文采用分集合并技術(shù)，即取出那些幅度明顯大于噪聲背景的多徑分量，對它們進(jìn)行延時(shí)相加，使之在某一時(shí)刻對齊并按一定的準則合并，提高多徑分集的效果。在通信系統中，RAKE接收機由N個(gè)并行相關(guān)器和個(gè)合并器組成，每個(gè)相關(guān)器與發(fā)射信號的一個(gè)多徑分量匹配。在N個(gè)相關(guān)器前增加時(shí)移單元，就可在時(shí)間上將所有分量對齊，從而采用相同的本地參考信號。然后，相關(guān)器組的輸出送給合并器，將合并器輸出的判決變量送到檢測器進(jìn)行判決。最后，根據接收機使用的不同合并方法，在選擇性合并方式下，在多支路接收信號中，選取信噪比最高的的支路信號作為輸出信號。

1.3峰值輸出 信噪比系數呈現出一個(gè)典型的振蕩特性，且振蕩頻率與振蕩幅度與時(shí)頻面的旋轉角度和輸入信號相關(guān)。因此在采用分數階Fourier變換技術(shù)的實(shí)際使用中，在進(jìn)行近似計算處理時(shí)需要特別注意，必須對近似處理帶來(lái)的誤差進(jìn)行評估。 2、ATP系統在光通信系統中的應用 隨著(zhù)科技發(fā)展的日新月異，自由激光空間光通信已經(jīng)成為現代通信技術(shù)發(fā)展的新熱點(diǎn)。但從技術(shù)實(shí)現方面來(lái)講，由于激光通信具有信號光束窄、發(fā)散角小這樣的特點(diǎn)，從而導致APT（Acquisition Pointing Tracking)捕獲、跟蹤、瞄準相距較遠的運動(dòng)體上的較窄信號光束相當困難。ATP系統是由粗跟蹤和精跟蹤單元構成的復合跟蹤系統，其主要功能是在粗跟蹤單元實(shí)現初始的捕獲和跟蹤，并將信標光引入精跟蹤的視場(chǎng)范圍內，然后精跟蹤單元實(shí)現更高帶寬的跟瞄，再將信標光穩定在可通信的視場(chǎng)之內，為最終空間站光通信系統工程實(shí)現奠定了一定的技術(shù)基礎。 2.1粗跟蹤單元 粗瞄準單元由一個(gè)安裝在精密光機組件上的收發(fā)天線(xiàn)，萬(wàn)向支架驅動(dòng)電機以及粗跟蹤探測器（CCD）組成，主要作用是捕獲目標和完成對目標的粗跟蹤。在捕獲階段，粗瞄準機構接收由上位機根據已知的衛星運動(dòng)軌跡或星歷表給出的命令信號，將望遠鏡定位到對方通信終端的方向上。為確保入射的信標光在精跟瞄控制系統的動(dòng)態(tài)范圍內，必須根據粗跟蹤探測器給出的目標脫靶量來(lái)控制萬(wàn)向支架上的望遠鏡，使它的跟蹤精度必須保證系統的光軸處于精跟蹤探測器視場(chǎng)內，從而把信標光引入精跟蹤探測器的視場(chǎng)內。 2.2精跟蹤單元 精跟蹤單元的跟蹤精度將決定整個(gè)系統的跟蹤精度，它要求帶寬非常高，帶寬越高，對干擾的抑制能力就越強，從而可加快系統的反應速度，加強跟蹤精度。因此，設計一個(gè)高帶寬高精度的精跟蹤環(huán)是整個(gè)ATP系統的關(guān)鍵所在。在這一單元我們可采用高幀頻、高靈敏度、具有跳躍式讀出模式的面陣電荷耦合器件（CCD）傳感器。它基于深埋溝道移位寄存器技術(shù)，可以獲得非常高的讀出速率、非常低的噪聲和非常高的動(dòng)態(tài)范圍。通過(guò)由捕獲探測器（CCD）和定位探測器（OPI N）組成探測接收單元轉換，CCD完成捕獲與粗跟蹤，并將接收光引導至OPI N上，在OPI N中進(jìn)行誤差信號的檢測，從而提高信標光捕捉精度。 2.3控制單元 將捕捉的信號經(jīng)放大、整形和A／D變換處理后，在計算機中按一定的數據分配流程將信號輸入。然后通過(guò)計算機給出的速度控制信號和加速度控制信號，又經(jīng)數據分配接口送入D／A轉換與處理網(wǎng)絡(luò )，使伺服電機按要求轉動(dòng)并帶動(dòng)天線(xiàn)轉動(dòng)機構分別在水平和俯仰兩個(gè)方位轉動(dòng)，以調整天線(xiàn)的位置，達到自動(dòng)捕獲、跟蹤、瞄準的目的。 3、結語(yǔ) 通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了社會(huì )生活的進(jìn)步，在未來(lái)通信技術(shù)的研究上，應不斷探索、創(chuàng )新，追求高新技術(shù)在通信系統中的應用。