導(dǎo)語：如何才能寫好一篇數(shù)字通信，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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英文名稱：Digital Communication World

主管單位：信息產(chǎn)業(yè)部

主辦單位：電子工業(yè)出版社

出版周期：月刊

出版地址：北京市

語

種：中文

開

本：

國際刊號(hào)：1672-7274

國內(nèi)刊號(hào)：11-5154/TN

郵發(fā)代號(hào)：80-393

發(fā)行范圍：

創(chuàng)刊時(shí)間：2005

期刊收錄：

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期刊榮譽(yù)：

聯(lián)系方式

期刊簡(jiǎn)介

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1.1民用通信網(wǎng)絡(luò)管理的挑戰(zhàn)民用通信網(wǎng)絡(luò)管理在目前的數(shù)字通信網(wǎng)當(dāng)中，屬于非常重要的一個(gè)模塊，同時(shí)對(duì)數(shù)字通信網(wǎng)的未來發(fā)展具有決定性的影響。首先，民用通信網(wǎng)絡(luò)的管理涉及到的工作很多，而且每一項(xiàng)工作都與人民大眾的工作和生活息息相關(guān)，如果說某一項(xiàng)工作沒有做好，勢(shì)必得不到大眾的青睞。普通群眾作為數(shù)字通信網(wǎng)的發(fā)展和運(yùn)作基礎(chǔ)，對(duì)其影響是顯而易見的。目前的挑戰(zhàn)在于，民用通信網(wǎng)絡(luò)既要滿足工作上的需求，又要滿足生活上的需求。因?yàn)楹芏嗳瞬辉賹で髥我坏木W(wǎng)絡(luò)和通信環(huán)境，而是想要在任何環(huán)境下，都能夠擁有一個(gè)穩(wěn)定、流暢的通信和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。其次，民用通信網(wǎng)絡(luò)管理的系統(tǒng)和技術(shù)需要革新。在網(wǎng)絡(luò)化普及程度較高的今天，很多人都對(duì)網(wǎng)絡(luò)有所了解，隨著上網(wǎng)人數(shù)的不斷增多，通信領(lǐng)域的不斷進(jìn)步，高峰期似乎不再集中于某一個(gè)時(shí)間段，而是從每一天的開始到結(jié)束都處于“高峰期”。現(xiàn)今的工作和生活，幾乎離不開網(wǎng)絡(luò)和通信，所以高峰期一直都存在。民用通信網(wǎng)絡(luò)管理的系統(tǒng)和技術(shù)必須從根本上進(jìn)行革新，才能更好的滿足大眾和社會(huì)總體發(fā)展上的需求。

1.2軍用通信網(wǎng)管理系統(tǒng)的挑戰(zhàn)軍隊(duì)和大眾的距離比較遠(yuǎn)，很多的事情只能從電視和新聞上了解。軍方之所以能夠擁有強(qiáng)大的武器和先進(jìn)的技術(shù)，數(shù)字通信網(wǎng)發(fā)揮了很大的作用。比方說，軍方使用的衛(wèi)星電話，即便是在信號(hào)極其不好的山林當(dāng)中，也能夠通過一些特殊的波段來進(jìn)行通話，即便是相隔千萬里，仍然能夠了解到較遠(yuǎn)的情況。軍方通信網(wǎng)在目前的發(fā)展當(dāng)中，也遇到了較大的挑戰(zhàn)。第一，很多的系統(tǒng)和技術(shù)仍然被國外所掌握，對(duì)本土構(gòu)成了直接的威脅。再過一段時(shí)間，WindowsXP系統(tǒng)就會(huì)完全失去微軟的服務(wù)，同時(shí)撤出市場(chǎng)。在這種情況下，我國的軍用通信管理系統(tǒng)會(huì)受到一定的影響，小則威脅到軍方的日常辦公和訓(xùn)練，大則威脅到國土安全。第二，軍用通信網(wǎng)管理系統(tǒng)在目前也面對(duì)很大的挑戰(zhàn)。隨著時(shí)間的推移和社會(huì)的不斷前進(jìn)。冷兵器時(shí)代已經(jīng)完全終結(jié)，即便是發(fā)生了戰(zhàn)爭(zhēng)，也是追尋高科技、高精尖的武器。我國目前的軍用通信網(wǎng)管理系統(tǒng)雖然沒有什么太大的漏洞，但是在更新過程中以及日常的維護(hù)當(dāng)中，需要進(jìn)一步提高相關(guān)的技術(shù)，同時(shí)必須讓系統(tǒng)能夠被內(nèi)部人員熟練的掌握，在復(fù)雜和簡(jiǎn)單之間尋找到一個(gè)最佳平衡點(diǎn)。

2數(shù)字通信網(wǎng)管理發(fā)展的趨勢(shì)

2.1民用通信網(wǎng)管理的趨勢(shì)為了對(duì)電信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理,就必須建立網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)是由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理中心和傳輸線路組成的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)如何組織，網(wǎng)絡(luò)管理中心分幾個(gè)等級(jí)、各網(wǎng)管中心如何設(shè)置等是建立網(wǎng)管系統(tǒng)時(shí)首先要考慮的，一個(gè)合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)發(fā)揮網(wǎng)管效能、提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率起著非常重要的作用。計(jì)算機(jī)網(wǎng)管理系統(tǒng)中各管理者與各者間的通信一般利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)的業(yè)務(wù)通道，因此其管理信息網(wǎng)由此計(jì)算機(jī)網(wǎng)承載。計(jì)算機(jī)網(wǎng)管理系統(tǒng)的管理功能一般參考ISO定義的五大管理功能域即配置管理、故障管理、性能管理、計(jì)費(fèi)管理和安全管理。特別注重：基于H.323的管理、拓?fù)涔芾?、路由管理、策略管理、端端連接管理、SLA管理及IP使用管理等。從以上的闡述來看，民用通信網(wǎng)管理的發(fā)展趨勢(shì)還是比較理想的，并且在很多方面都能夠滿足大眾的需求，相信在日后的相關(guān)工作和項(xiàng)目的運(yùn)作當(dāng)中，能夠取得一個(gè)理想的結(jié)果。

2.2軍用通信網(wǎng)管理的發(fā)展趨勢(shì)軍用通信網(wǎng)管理在日后的相關(guān)工作當(dāng)中，必須通過一系列的優(yōu)化措施以及技術(shù)性的革新措施來完成。本文認(rèn)為，今后的軍用通信網(wǎng)管理在發(fā)展的趨勢(shì)上，可以在戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)以及戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)上努力。典型的戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)一般采用三級(jí)管理體制，由第三級(jí)網(wǎng)管中心與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相連，每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置一個(gè)三級(jí)網(wǎng)管中心，此三級(jí)網(wǎng)管中心負(fù)責(zé)管理本節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)交換機(jī)及此節(jié)點(diǎn)向外輻射的各個(gè)傳輸鏈路上的傳輸設(shè)備、保密機(jī)；全網(wǎng)按區(qū)域劃分設(shè)若干個(gè)二級(jí)網(wǎng)管中心，每區(qū)域一個(gè)。每個(gè)二級(jí)中心分區(qū)域管理此區(qū)域內(nèi)各節(jié)點(diǎn)上的三級(jí)網(wǎng)管中心。全網(wǎng)設(shè)一個(gè)一級(jí)網(wǎng)管中心，一級(jí)中心管理各區(qū)域的二級(jí)網(wǎng)管中心。另一方面，由于戰(zhàn)略通信網(wǎng)越來越向平戰(zhàn)結(jié)合的方向發(fā)展，且戰(zhàn)時(shí)也需要部分民用網(wǎng)的配合共同完成某種任務(wù)，因此戰(zhàn)略通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的管理功能兼顧了電信網(wǎng)與戰(zhàn)術(shù)網(wǎng)管理功能的雙重特點(diǎn)，除對(duì)OSI五大管理功能進(jìn)行適當(dāng)裁剪外，特別應(yīng)注意網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、路由管理、故障監(jiān)控、傳輸鏈路質(zhì)量監(jiān)控、端端連接管理等方面的管理。從以上的表述來看，軍用通信網(wǎng)的管理發(fā)展趨勢(shì)還是比較積極的，并且在很多方面都表現(xiàn)出了細(xì)致化、結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)化的特點(diǎn)。隨著各項(xiàng)技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信軍用通信網(wǎng)管理在日后的發(fā)展中，會(huì)擁有一個(gè)更好的未來。

3結(jié)束語

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【關(guān)鍵詞】短波通信 主要技術(shù)

短波通信技術(shù)機(jī)動(dòng)性好、通信距離遠(yuǎn)、生存能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)有效，雖然目前衛(wèi)星通信以及其他的通信技術(shù)發(fā)展的十分迅速，但是短波通信由于其優(yōu)良的特性沒有被時(shí)代淘汰掉。短波通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，能夠使短波通信在實(shí)施信道估算、自適應(yīng)天線陣列等技術(shù)得到了很大的進(jìn)步。短波通信的目標(biāo)小，在戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)時(shí)，短波通信基站不易被摧毀，而衛(wèi)星通信所使用的衛(wèi)星極易被摧毀，所以在戰(zhàn)爭(zhēng)中短波通信的可靠性較高。與其他的技術(shù)相比，短波通信的成本低、體積小、便于移動(dòng)，在軍事上使用的范圍更廣。短波通信能夠?qū)崿F(xiàn)全球通信，在低緯度地區(qū)時(shí)可用的頻段較寬，可用頻率較高，受到其他因素影響較大。在電離層中，短波通信有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是由于電離層受到季節(jié)、太陽活動(dòng)影響較大，這樣會(huì)對(duì)短波通信的質(zhì)量造成一定的影響，比如多徑傳輸會(huì)產(chǎn)生符號(hào)間干擾導(dǎo)致接收信號(hào)失真。面對(duì)這種情況，研究人員探索出很多提升短波通信性能的技術(shù)，本文主要介紹自適應(yīng)均衡技術(shù)和信道編碼技術(shù)，它們即可以單獨(dú)使用，也可以結(jié)合使用。

1 自適應(yīng)均衡技術(shù)

在段波數(shù)字通信中，在短波信道的相關(guān)帶寬信號(hào)的調(diào)制帶寬的情況下，會(huì)產(chǎn)生碼間干擾，調(diào)制信號(hào)也會(huì)隨之展寬。使用均衡技術(shù)可以有效消除碼間干擾，同時(shí)消除其對(duì)信道畸變進(jìn)行補(bǔ)償，能夠在接收端正確地重建發(fā)送信號(hào)，是一種濾波技術(shù)。短波通信信道具有未知性和時(shí)變性的特征，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，濾波器應(yīng)該能夠?qū)Χ滩ㄐ诺赖母淖冞M(jìn)行適應(yīng)和調(diào)整，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)，所以這種技術(shù)叫做自適應(yīng)均衡技術(shù)。

自適應(yīng)均衡技術(shù)有兩類，第一種是傳統(tǒng)的自適應(yīng)均衡，另一種是盲均衡。其中盲均衡可以用于無法發(fā)送訓(xùn)練序列的情況中，也可以應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求不高的情況，但是短波數(shù)字通信系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性要求較高，所以傳統(tǒng)的自適應(yīng)均衡技術(shù)仍然是短波通信的主要技術(shù)，其具有高性能的發(fā)送訓(xùn)練序列，能夠滿足短波通信的要求。

傳統(tǒng)的自適應(yīng)均衡需要發(fā)送一個(gè)訓(xùn)練序列，能夠調(diào)整自適應(yīng)均衡器的系數(shù)，使其能夠在大范圍內(nèi)迅速收斂，也能夠保證在均衡過程中用來進(jìn)行跟蹤，能夠更加逼近真實(shí)的信道。這種方法會(huì)降低傳輸速率，但是這種自適應(yīng)算法會(huì)加快收斂速率，能夠達(dá)到較好的性能，而且算法易于實(shí)現(xiàn)。

在短波數(shù)字通信中信道均衡是一個(gè)十分重要的問題，數(shù)據(jù)在傳輸中會(huì)有碼間干擾的存在，使接收端的信號(hào)產(chǎn)生畸變，一些簡(jiǎn)單的解調(diào)處理不能夠很好地恢復(fù)發(fā)送的數(shù)據(jù)，有可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。為了克服信號(hào)失真和碼間干擾，信道均衡是最有效的方法，利用信號(hào)的先驗(yàn)信息，采用相應(yīng)的算法估計(jì)信道特性，來補(bǔ)償信號(hào)失真，能夠使數(shù)據(jù)在接收端得到正確的重現(xiàn)。由于短波信道的特性，均衡器必須要能夠跟蹤信道的時(shí)變特征，應(yīng)該使用自適應(yīng)均衡器。

自適應(yīng)均衡器有兩種工作模式，一種是訓(xùn)練模式，另一種是跟蹤模式。發(fā)射機(jī)首先發(fā)射一個(gè)定長(zhǎng)序列，序列已知，這能夠使均衡器在接收機(jī)中可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整設(shè)置。典型的訓(xùn)練序列是一個(gè)二進(jìn)制的偽隨機(jī)信號(hào)，訓(xùn)練序列之后是要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。自適應(yīng)均衡器通過一定的算法來評(píng)估信道特性，并且對(duì)信道作出補(bǔ)償。設(shè)計(jì)訓(xùn)練序列要求做到在最差的情況下也能夠獲得恰當(dāng)?shù)臑V波系數(shù)，在訓(xùn)練序列執(zhí)行完后所獲得的濾波系數(shù)接近最佳值。接受用戶數(shù)據(jù)時(shí)自適應(yīng)算法能夠適應(yīng)不斷變化的信道，不斷改變?yōu)V波特性。

2 信道編碼技術(shù)

短波信道是一種衰落信道，短波信道中突發(fā)錯(cuò)誤是不可忽略的，多徑信道的干涉相消會(huì)出現(xiàn)大衰落，錯(cuò)誤的概率會(huì)非常大，糾正這些錯(cuò)誤可以使用糾正突發(fā)錯(cuò)誤的碼來實(shí)現(xiàn)。

2.1 交織

無線信道的變化相對(duì)于符號(hào)持續(xù)時(shí)間來說是緩慢的。典型的移動(dòng)臺(tái)在衰落深陷區(qū)會(huì)持續(xù)幾十毫秒。一般的碼不能糾正大量錯(cuò)誤，在使用交織后，每個(gè)符號(hào)會(huì)有獨(dú)立的衰落，即使有些符號(hào)較差，也能夠恢復(fù)出信息，如果沒有交織，有效性會(huì)下降很多。交織在與編碼結(jié)合時(shí)能夠減少平均誤比特率，對(duì)于沒有編碼的系統(tǒng)，交織器仍然能夠起到分散突發(fā)錯(cuò)誤的作用，但是并不能減少平均誤比特率。交織會(huì)增加傳輸?shù)却龝r(shí)間，在最大等待時(shí)間小于衰落深陷持續(xù)時(shí)間的情況下，交織器的有效性會(huì)大大降低。交織器有兩種，一種是分組交織，另一種是卷及交織。前一種與分組編碼一起使用，后一種與卷積編碼結(jié)合使用。

2.2 分組碼

最簡(jiǎn)單的線性分組碼是漢明碼。分組碼將數(shù)據(jù)源分組，在分組內(nèi)計(jì)算出一個(gè)更長(zhǎng)的碼字并且進(jìn)行傳輸，冗余度越高碼率越低，糾正錯(cuò)誤的概率越強(qiáng)。分組碼的理論和實(shí)際已經(jīng)很成熟，已經(jīng)得到了廣泛的使用，但是還存在缺陷，比如分組碼是面向數(shù)據(jù)塊的編碼方式，要等到整個(gè)碼字全部接收完畢后才能進(jìn)行譯碼，數(shù)據(jù)塊較長(zhǎng)時(shí)會(huì)有較大的系統(tǒng)時(shí)延，分組碼對(duì)于幀同步的要求非常高，也會(huì)造成一定的增益損失，所以在低信噪比情況下分組碼的糾錯(cuò)能力很弱。

2.3 卷積碼

卷積碼由連續(xù)輸入的信息序列得到連續(xù)輸出的編碼序列，利用了各碼組的相關(guān)性，在編碼器的復(fù)雜程度相同時(shí)，卷積碼獲得的增益更大，也能夠容易的實(shí)現(xiàn)最佳譯碼。卷積碼被廣泛的使用在數(shù)字通信系統(tǒng)中，發(fā)展前景很好，也已經(jīng)成為了國際衛(wèi)星通信的標(biāo)準(zhǔn)碼。

2.4 級(jí)聯(lián)碼

是一種利用短碼構(gòu)造長(zhǎng)碼的技術(shù)，在通信系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，能夠減小譯碼的復(fù)雜度，獲得較高的可靠性。

2.5 Turbo碼

也成為并行級(jí)聯(lián)卷積碼，將卷積碼和隨機(jī)交織器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)編碼。Turbo碼能夠接近香農(nóng)極限的譯碼性能，抗衰落干擾能力強(qiáng)。

3 總結(jié)

自適應(yīng)均衡技術(shù)和信道編碼技術(shù)能夠有效地提高短波數(shù)字通信系統(tǒng)的可靠性和有效性，論文首先討論自適應(yīng)均衡技術(shù)，然后分析了信道編碼技術(shù)，討論了這兩項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)和具體技術(shù)。但是這些技術(shù)或多或少還是存在一些問題，所以還需要技術(shù)人員的共同努力，改善系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)有效性。

參考文獻(xiàn)

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篇4

現(xiàn)代通訊中數(shù)據(jù)通信越來越重要，評(píng)估誤碼率是評(píng)判傳輸系統(tǒng)性能的最終標(biāo)準(zhǔn)。誤碼率的測(cè)試都是作為一個(gè)系統(tǒng)指標(biāo)主要集中在基帶信源碼的測(cè)試。隨著系統(tǒng)集成度的復(fù)雜性增加，系統(tǒng)功能的細(xì)化導(dǎo)致了在分機(jī)系統(tǒng)中也需要進(jìn)行誤碼率的測(cè)試。接收機(jī)、發(fā)射機(jī)的誤碼測(cè)試已經(jīng)越來越多地出現(xiàn)在我們面前。而誤碼率測(cè)試系統(tǒng)所面對(duì)的信號(hào)已經(jīng)由傳統(tǒng)的信源信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)槟M的中頻信號(hào)，甚至是射頻信號(hào)。針對(duì)不同階段的測(cè)試，RS均提供了相應(yīng)的測(cè)試解決方案。

1.1接收機(jī)誤碼率BER測(cè)試解決方案接收機(jī)測(cè)試的目的是為了評(píng)估數(shù)字通信系統(tǒng)接收部分的整體性能是否符合設(shè)計(jì)和驗(yàn)收要求。一般情況下，測(cè)試端口位于射頻輸入端口，采用標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源產(chǎn)生射頻測(cè)試信號(hào)，饋入接收機(jī)，然后將接收機(jī)輸出碼流反饋回信號(hào)源，完成接收機(jī)的誤碼率測(cè)試評(píng)估。接收機(jī)的測(cè)試項(xiàng)目很多，包括接收門限（或靈敏度）、載噪比C/N、動(dòng)態(tài)選擇性、鄰信道選擇性等?；谝陨纤袦y(cè)試項(xiàng)目，其共同點(diǎn)就是每一個(gè)測(cè)試項(xiàng)目都是以誤碼率測(cè)試為參考。接下來詳細(xì)介紹基于羅德與施瓦茨公司的綜測(cè)儀和矢量信號(hào)源平臺(tái)，提供強(qiáng)大的誤碼率測(cè)試功能選件如何完成接收機(jī)誤碼率測(cè)試功能。（1）單端誤碼率（Single-EndedBER）測(cè)試通過綜測(cè)儀或者矢量信號(hào)源輸出射頻信號(hào)，饋入被測(cè)件，由被測(cè)件完成誤碼率測(cè)試，其測(cè)試平臺(tái)有兩種方式，具體參見圖1、2。該方法工作原理：通過信號(hào)源發(fā)送帶同步序列（如偽隨機(jī)序列或者帶Pattern的Datalist）的被測(cè)數(shù)據(jù)給DUT，DUT同步之后，解調(diào)數(shù)據(jù)并內(nèi)部自己計(jì)算BER。此方法的特點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：由于BER計(jì)算由DUT完成，無需環(huán)回。缺點(diǎn)：DUT內(nèi)部需要內(nèi)置BER測(cè)量功能，工作量大、無法得到第三方認(rèn)可。常見的例子：手機(jī)測(cè)試（非信令模式）、3G/LTE等通信制式的基站測(cè)試。適用的測(cè)試儀器：矢量信號(hào)源SMx或綜測(cè)儀CMU/CMW（2）環(huán)回誤碼率（LoopBackBER）測(cè)試常見的誤碼率測(cè)試環(huán)境需要借助第三方的儀表完成，主要通過環(huán)回的方式完成誤碼率BER測(cè)試。下面詳細(xì)介紹由羅德與施瓦茨公司提供的射頻環(huán)回和基帶環(huán)回測(cè)試解決方案。射頻環(huán)回誤碼率（RFLoopBackBER）測(cè)試射頻環(huán)回，該方法是信號(hào)源發(fā)送被測(cè)數(shù)據(jù)給被測(cè)件DUT，DUT解調(diào)（甚至解碼）后，再（編碼）調(diào)制到射頻，環(huán)回給測(cè)量?jī)x器，由儀器測(cè)試誤碼率BER測(cè)試，由于要射頻環(huán)回，該測(cè)試往往由綜測(cè)儀來完成。測(cè)試平臺(tái)如圖3所示。由于無線通信綜測(cè)儀內(nèi)置信號(hào)源和接收機(jī)，因此該方法使用起來極為方便，只需一臺(tái)綜測(cè)儀即可完成測(cè)量，完全采用射頻輸入/輸出連接方式，并提供直觀的測(cè)試結(jié)果顯示（見圖4）。常見的例子：手機(jī)測(cè)試（在信令模式，基于CMU/CMW）、GSM基站測(cè)試（基于CMD57或CMU300），適用的測(cè)試儀器：無線通信綜測(cè)儀CMU/CMW?；鶐Лh(huán)回誤碼率（BaseBandLoopBackBER）測(cè)試基帶環(huán)回（碼流環(huán)回）是本文重點(diǎn)介紹的測(cè)試方法，適用于除上面之外的情況，適用的測(cè)試儀器：矢量信號(hào)源SMx。原則上，基本的誤碼率測(cè)試裝置圖通常如圖5所示。羅德與施瓦茨公司的矢量信號(hào)源SMU200A可輸出如下信號(hào)：高性能調(diào)制質(zhì)量（低EVM）；噪聲干擾、失真源及衰落。因此，使用SMU200A進(jìn)行誤碼率測(cè)試，只需要將被測(cè)件的時(shí)鐘和數(shù)據(jù)反饋回SMU200A內(nèi)，就可使用單臺(tái)儀表完成幾乎所有接收機(jī)性能測(cè)試項(xiàng)目，其最大的好處在于：方便、簡(jiǎn)潔、可靠。例如，用戶可直接使用SMU200A完成載噪比C/N測(cè)試，由于SMU200A-K80可以直接測(cè)試誤碼率，SMU200A-K62可以直接在內(nèi)置的高斯白噪聲模塊AWGN進(jìn)行載噪比模擬，然后將接收機(jī)輸出的碼流反饋回SMU200A內(nèi)，最終使用單表完成BER～C/N的測(cè)試，使得整個(gè)測(cè)試平臺(tái)及過程將會(huì)更加簡(jiǎn)潔（見圖6）。系統(tǒng)接收機(jī)誤碼率的測(cè)試可分為兩種情況：一是通過發(fā)送已知的偽隨機(jī)碼；另外一種是通過發(fā)送用戶定制的數(shù)據(jù)類型。兩者略有不同，其過程如下：——通過偽隨機(jī)碼方式進(jìn)行誤碼率BER測(cè)試上文提到，誤碼率=傳輸中的誤碼/所傳輸?shù)目偞a數(shù)，因此要想得到傳輸中的誤碼，就一定需要知道傳輸?shù)拇a流是什么，在這個(gè)過程中，可以通過傳輸偽隨機(jī)碼來進(jìn)行。例如，PN9序列就是一個(gè)長(zhǎng)度為29-1=511bit的數(shù)據(jù)流，同時(shí)具備較好的隨機(jī)性，保證了數(shù)字基帶信號(hào)定位時(shí)的恢復(fù)能力。圖7是通過SMU200A，采用偽隨機(jī)碼方式完成DUT的誤碼率測(cè)試示意圖。原理：SMU發(fā)送射頻調(diào)制信號(hào)，調(diào)制特性根據(jù)DUT的配置來定，比如短距離無線數(shù)據(jù)通信ZigBee設(shè)備，可通過SMU200A的任意矢量調(diào)制模塊產(chǎn)生Zig-Bee設(shè)備需要的信號(hào)，如2.4GHz頻段的OQPSK信號(hào)（采用半正弦濾波成型）。數(shù)據(jù)類型為PRBSdata，發(fā)射信號(hào)可加噪聲模擬C/N，然后通過DUT解調(diào)，解調(diào)后的數(shù)據(jù)饋入SMU-K80接口，SMU將解調(diào)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可測(cè)出誤比特率情況；其特點(diǎn)如下：可支持的偽隨機(jī)序列有PN9、PN11、PN15、PN16、PN20、PN21、PN23；支持的最大傳輸速率可達(dá)60Mbit/s；可進(jìn)行誤塊率測(cè)試BLER，支持CCITTCRC16類型的校驗(yàn)碼；時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入阻抗，支持1kΩ、50Ω兩種方式。——通過用戶定制數(shù)據(jù)方式進(jìn)行誤碼率BER測(cè)試有時(shí)候，用戶需要測(cè)試設(shè)備在正常通信狀態(tài)下的誤碼率，而這類產(chǎn)品大多要求發(fā)送用戶定制的數(shù)據(jù)類型，而不一定是偽隨機(jī)碼，這就要求我們可以在用戶定制數(shù)據(jù)類型下進(jìn)行誤碼率測(cè)試。圖8通過矢量信號(hào)源SMU200A采用Datalist格式發(fā)送用戶定制的數(shù)據(jù)，然后通過K80誤碼率測(cè)試模塊完成接收機(jī)誤碼率測(cè)試。原理：SMU發(fā)送射頻調(diào)制信號(hào)，調(diào)制特性根據(jù)DUT的配置來定，數(shù)據(jù)類型為Datalist格式，可通過ControlList作為Enable信號(hào)進(jìn)行定制數(shù)據(jù)的控制以滿足客戶設(shè)備工作狀態(tài)的需要，然后通過DUT解調(diào)，解調(diào)后的數(shù)據(jù)饋入SMU-K80接口，SMU將解調(diào)數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，即可測(cè)出誤比特率情況。另外，用戶定制的數(shù)據(jù)可編輯成*.txt格式，然后通過羅德與施瓦茨公司的工具ARBToolBox可非常方便地完成數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，其誤碼率測(cè)試設(shè)置框圖如圖9所示。

1.2發(fā)射機(jī)誤碼率BER測(cè)試解決方案如前文所說，接收機(jī)誤碼率測(cè)試是衡量數(shù)字通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的主要目標(biāo)，接收機(jī)性能的好壞決定了是否可以正確接收傳輸信息。綜所周知，隨著數(shù)字通信的快速發(fā)展，無線通信的環(huán)境越來越復(fù)雜，傳輸?shù)男畔⒑苋菀资艿酵饨绲母蓴_，從而在發(fā)射機(jī)部分就已經(jīng)產(chǎn)生誤碼，此時(shí)需要用戶首先判斷誤碼在什么時(shí)候、什么階段產(chǎn)生，比如有時(shí)誤碼的產(chǎn)生是由發(fā)射機(jī)本身性能不好而產(chǎn)生或者由于傳輸路徑受到干擾而產(chǎn)生的，所以發(fā)射機(jī)誤碼的測(cè)試也來越受到用戶的關(guān)注，如下面兩種情況：（1）發(fā)射機(jī)自身產(chǎn)生誤碼（此類情況，一般主要由發(fā)射機(jī)的時(shí)鐘誤差如時(shí)鐘抖動(dòng)等，或者發(fā)射機(jī)的非線性所引起的誤碼，放大器\混頻器\等失真引起，如群時(shí)延），具體參見圖10。（2）傳輸信道引起誤碼（此類情況，一般主要由傳輸信道的惡化，如多徑干擾、噪聲疊加等信道失真所引起的誤碼），具體參見圖11。羅德與施瓦茨公司的矢量信號(hào)分析儀FSW、FSV都可以在任意矢量信號(hào)分析模式下提供此功能的測(cè)試，其基本工作原理如圖12所示。從圖12可以看出，首先被測(cè)件DUT需要發(fā)射一串已知數(shù)據(jù)，然后通過FSW/FSV記錄一個(gè)所有可能性的數(shù)據(jù)文件XML-File，最后將解調(diào)的數(shù)據(jù)與記錄的XML-File文件做對(duì)比，計(jì)算出誤碼率。數(shù)據(jù)文件XML-File產(chǎn)生原理如圖13所示。如圖13所示，其操作步驟如下：記錄工具RecordingTollforSequences.EXE采用TCPIP控制FSW/FSV。運(yùn)行，此步驟完成所有可能性的數(shù)據(jù)記錄，取決于發(fā)送的數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度以及調(diào)制方式的選擇，如發(fā)送偽隨機(jī)碼PN9序列、QPSK調(diào)制，由于QPSK有4種相位，因此最終的數(shù)據(jù)序列長(zhǎng)度將達(dá)到（29-1）×4=2044。在RecordingTollforSequences.EXE工具運(yùn)行完后，可通過StoreforK70產(chǎn)生需要的XML文件。然后導(dǎo)入已經(jīng)記錄的XML文件，進(jìn)行已知數(shù)據(jù)文件解調(diào)（見圖14）。最后，根據(jù)解調(diào)的總比特?cái)?shù)和錯(cuò)誤比特?cái)?shù)，計(jì)算出發(fā)射機(jī)所產(chǎn)生的誤碼，具體參見圖15。至此，我們已經(jīng)得到了發(fā)射機(jī)的誤碼率BER。此外，記錄的數(shù)據(jù)文件XML，還可帶來一個(gè)意想不到的用處—精確同步。顯然，以前的任意矢量解調(diào)軟件K70可以完成各種調(diào)制方式的解調(diào)，但如果仔細(xì)研究，會(huì)發(fā)現(xiàn)那是一種盲解，即未知數(shù)據(jù)解調(diào)。而通過FSW/FSV提供的誤碼率計(jì)算功能，還將帶來已知數(shù)據(jù)的解調(diào)功能，并且可提供一種精確同步的功能，具體參見圖16。實(shí)際測(cè)試案例：圖17為被測(cè)件在加入高斯白噪聲AWGN，其載噪比C/N=10dB情況下，發(fā)射機(jī)誤碼率測(cè)試結(jié)果顯示。

2誤碼率BER測(cè)試儀表介紹

RS提供了一系列的儀器以滿足不同的數(shù)字通信系統(tǒng)誤碼率測(cè)試需求，表1為本文中提到的測(cè)試儀器，包括接收機(jī)誤碼率和發(fā)射機(jī)誤碼率測(cè)試儀表介紹。

3結(jié)束語

篇5

所謂的數(shù)字通信就是將數(shù)字信號(hào)當(dāng)成載體來對(duì)信息進(jìn)行傳輸，還有就是使用數(shù)字信號(hào)對(duì)載波實(shí)施數(shù)字調(diào)制之后再進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ欧绞健?shù)字通信的主要技術(shù)設(shè)備由傳輸介質(zhì)、發(fā)射器和接收器三者組成。而數(shù)字通信系統(tǒng)采用的通信模式主要有模擬信號(hào)數(shù)字化傳輸通信系統(tǒng)、數(shù)字頻帶傳輸通信系統(tǒng)和數(shù)字基帶傳輸通信系統(tǒng)。

通過與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)進(jìn)行比較，數(shù)字信號(hào)這屬于一種不管是在幅度上還是在時(shí)間上都是離散的負(fù)載數(shù)據(jù)信息的信號(hào)。數(shù)字信號(hào)較之傳統(tǒng)的歐尼通信所具備的優(yōu)勢(shì)有：一是所具備的抗干擾能力特別強(qiáng)，在傳輸信號(hào)的過程當(dāng)中，由于受到系統(tǒng)內(nèi)部和外部的噪聲干擾，導(dǎo)致通信的質(zhì)量受到影響，而且這種干擾不可避免，其噪聲也會(huì)跟隨信號(hào)傳輸而放大。可是在數(shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中，所傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)屬于離散型，即便在整個(gè)傳輸過程當(dāng)中也會(huì)受到噪聲的干擾，可是所產(chǎn)生的噪聲絕對(duì)值只是保留在一定范圍之內(nèi)，那么就可以對(duì)噪聲干擾消除；二是如果信號(hào)傳輸屬于遠(yuǎn)距離，那么依然能夠有效保證通信質(zhì)量。這主要是由于在整個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中做到對(duì)再生中繼方式的使用，這樣就能夠?qū)㈤L(zhǎng)距離傳輸過程當(dāng)中對(duì)于數(shù)字信號(hào)的影響做到最大限度的消除，特別是與原先的數(shù)字信號(hào)一樣，再生的數(shù)字信息同樣可以繼續(xù)進(jìn)行信息的傳輸，從就導(dǎo)致數(shù)字通信的質(zhì)量并不因?yàn)樵黾优e例使得影響更為強(qiáng)烈，有鑒于此，通過與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，數(shù)字通信系統(tǒng)則更適合進(jìn)行高質(zhì)量的長(zhǎng)距離通信；三是數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)相比所具備的保密性更強(qiáng)，特別是從形式上來看能夠非常簡(jiǎn)便的做到和現(xiàn)代技術(shù)相結(jié)合，通常來說，當(dāng)前所使用的終端接口都是數(shù)字信號(hào)，與此同時(shí)，針對(duì)電話、圖像、電報(bào)和數(shù)據(jù)傳輸?shù)雀鞣N類型的業(yè)務(wù)需求，數(shù)字通信系統(tǒng)顯得更加適應(yīng)，通過普及數(shù)字通信系統(tǒng)，就能夠做到統(tǒng)一的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的方便實(shí)現(xiàn)，這就提供可能去進(jìn)行大規(guī)模繼承電路，也可以做到保密處理信息傳輸，對(duì)管理計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)等優(yōu)勢(shì)。

而變換模數(shù)這是進(jìn)行數(shù)字通信的基本前提，也就是說，將信號(hào)發(fā)射器所發(fā)出的模擬信號(hào)將其轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)。這一過程當(dāng)中所采用的基本方法是在連續(xù)型的模擬信號(hào)通過相等的時(shí)間間隔抽出模擬信號(hào)的樣值，隨后將這些抽取出來的樣值往最接近的數(shù)字值方向轉(zhuǎn)化。這主要是由于樣值在連續(xù)型的模擬信號(hào)當(dāng)中抽取出來，即便是在時(shí)間上作出適當(dāng)?shù)碾x散化處理，可是依然有著連續(xù)型在幅度上，并且對(duì)其所實(shí)施的量化過程也就是從幅度上將這些樣值做出離散化處理。最后則是將這些良好之后的模擬信號(hào)樣值向一組二進(jìn)制數(shù)字代碼上實(shí)施轉(zhuǎn)化，并且能夠做到對(duì)數(shù)字化轉(zhuǎn)變模擬信號(hào)，之后把這些數(shù)字信號(hào)放進(jìn)通信網(wǎng)當(dāng)中實(shí)施傳輸。而且在接收端這屬于一個(gè)還原過程，即將所收到的數(shù)字信號(hào)通過轉(zhuǎn)換成為模擬信號(hào)，借助于數(shù)據(jù)模變換對(duì)聲音和圖像的再現(xiàn)。黨在信號(hào)發(fā)射器所發(fā)出的信號(hào)本身就屬于數(shù)字信號(hào)，那么就可以省略數(shù)據(jù)模變換的過程，而直接進(jìn)入到數(shù)字網(wǎng)當(dāng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

二、數(shù)字通信系統(tǒng)的應(yīng)用分析

在整個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)當(dāng)中，其中最為關(guān)鍵性的技術(shù)就是編碼、解調(diào)、過濾、調(diào)制和解碼等內(nèi)容，在這些關(guān)鍵性技術(shù)當(dāng)中，整個(gè)系統(tǒng)核心內(nèi)容也是最為重要和基本的技術(shù)就是對(duì)于數(shù)字信號(hào)的調(diào)制和解調(diào)兩項(xiàng)內(nèi)容。

所謂的數(shù)字調(diào)制就是借助于對(duì)信號(hào)源的編碼來實(shí)施調(diào)制，把其轉(zhuǎn)換成為能夠?qū)嵤┬诺纻鬏數(shù)念l帶信號(hào)，也就是說，將調(diào)制信號(hào)或者是基帶信號(hào)逐步轉(zhuǎn)變成為一個(gè)高頻率的已調(diào)信號(hào)或者是帶通信號(hào)，特別是在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)倪^程當(dāng)中為了有效避免傳輸損耗、信息失真或者是對(duì)帶內(nèi)特性進(jìn)行確保等因素，那么在長(zhǎng)距離的傳輸信號(hào)或者大規(guī)模的通信活動(dòng)當(dāng)中則必須對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行載波調(diào)制。從現(xiàn)階段的情況來看，可以將數(shù)字信號(hào)調(diào)制區(qū)分為調(diào)頻、調(diào)幅和調(diào)相這三種類型。所謂的調(diào)頻就是通過對(duì)數(shù)字信號(hào)的利用以便實(shí)施調(diào)制行載波頻率；調(diào)幅就是指按照不同的信號(hào)，借助于對(duì)正弦波幅度的調(diào)節(jié)以便實(shí)施信號(hào)的調(diào)制，從目前所慣用的數(shù)字信號(hào)來看，其幅度取值則是二進(jìn)制信號(hào)，也就是0與1兩個(gè)作為代表的波形；調(diào)相就是指載波的相位由于手奧數(shù)字調(diào)制信號(hào)或者是基帶信號(hào)的控制，在通常過程當(dāng)中，往往會(huì)出現(xiàn)保持一致在基帶信號(hào)和載波相位兩者之間，比如二進(jìn)制基帶信號(hào)是O的時(shí)候，那么載波相位也相應(yīng)的是O。而所謂的解調(diào)就是說載波信號(hào)當(dāng)中所提取出來并且還原所得到的信息的整個(gè)過程，可以將解調(diào)稱之為反調(diào)制也就是調(diào)制的逆過程。從目前的情況來看，解調(diào)的類型主要區(qū)分為相干解調(diào)與非相干解調(diào)這兩個(gè)類型。數(shù)字通信的質(zhì)量往往對(duì)其進(jìn)行衡量的指標(biāo)確定為消息傳輸速率、信息傳輸速率以及符號(hào)傳輸速率這三個(gè)。而衡量數(shù)字通信系統(tǒng)的性能指標(biāo)同樣是消息傳輸速率、信息傳輸速率以及符號(hào)傳輸速率。

而如今通信系統(tǒng)面臨著的往數(shù)字化時(shí)代轉(zhuǎn)變，這就要求將有線通信轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線通信，將公用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ｓ镁W(wǎng)絡(luò)，以便做到全球化的數(shù)字通信理念的實(shí)現(xiàn)。并且借助于現(xiàn)有的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)，憑借一個(gè)多用途的用戶網(wǎng)絡(luò)端口，就能夠做到輕松實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)出端到接收端全程數(shù)字傳輸和交換的新型通信網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)。而通過對(duì)這種新型技術(shù)的有效利用，那么就可以做到對(duì)通信業(yè)務(wù)范圍的有效擴(kuò)充，特別是這種新型技術(shù)還具備更為靈活和經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，能夠做到任意交換在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、公用電話網(wǎng)、多媒體信息網(wǎng)和分組交換數(shù)字網(wǎng)等之間。特別是當(dāng)前不斷發(fā)展和完善的數(shù)字通信設(shè)備條件下，通過對(duì)微處理技術(shù)的廣泛應(yīng)用轉(zhuǎn)變數(shù)字通信系統(tǒng)的信號(hào)，那么還能夠做到讓設(shè)備更為靈活的在各種市話和長(zhǎng)途當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用。而且從投資上來看，長(zhǎng)途通信線路所投入的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過投入終端設(shè)備的成本，為做到經(jīng)濟(jì)性的長(zhǎng)運(yùn)輸?shù)奶岣?，未來主流趨?shì)就是大容量和高度的數(shù)字通信系統(tǒng)，特別是在當(dāng)前快速發(fā)展的數(shù)字集成電路技術(shù)，那么也就越來越容易制造數(shù)字通信系統(tǒng)的設(shè)備，有著更高的可靠性和更低的成本。

三、結(jié)束語

數(shù)字通信系統(tǒng)是一種全新的利用數(shù)字信號(hào)進(jìn)行消息傳輸?shù)耐ㄐ拍Ｊ?，伴隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，數(shù)字通信的應(yīng)用也已經(jīng)越來越廣泛，在我們?nèi)粘Ｉ钪械碾娔X、手機(jī)上網(wǎng)、視頻電話、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議以及數(shù)字電視等都是通過數(shù)字通信系統(tǒng)來進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)模矣捎谏鐣?huì)的發(fā)展人們對(duì)各種通信業(yè)務(wù)的需求量也在逐漸增加，在光纖傳輸媒介還沒有完全普及以前，數(shù)字通信 系統(tǒng)主要是利用電纜、微波等有限的媒介進(jìn)行傳輸，但目前光纖技術(shù)的發(fā)展無疑將會(huì)推動(dòng)數(shù)字通信的發(fā)展。隨著數(shù)字通信系統(tǒng)也正在向智能化化、高速度以及大容量的方向迅速發(fā)展，相信在未來數(shù)字通信系統(tǒng)將會(huì)取代傳統(tǒng)的模擬通信系統(tǒng)而成為主導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]羅新民等編.現(xiàn)代通信原理[M1.高等教育出版社，2004

[2]宋祖順等編著.現(xiàn)代通信原理[M1.電子工業(yè)出版社，2001

篇6

[關(guān)鍵詞] 光纜 數(shù)字通信 研究

我國開始光纜數(shù)字通信工程的研究已經(jīng)有些年頭，在數(shù)字電視等領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定的突破，但相比發(fā)達(dá)國家，我國的數(shù)字通信工程研究還是不夠的，加上整個(gè)研究體系并不完善，也沒有建立完整的行業(yè)規(guī)范，使得在研究過程中遇到了一系列問題，合理的解決這些問題，為我國光纜數(shù)字通信工程的進(jìn)一步發(fā)展與突破有重要意義。

一、光纜數(shù)字通信工程設(shè)計(jì)所面臨的困難

1、專業(yè)人員和研究設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)偏少

光纜數(shù)字通信在我國還是一個(gè)比較新的名詞，由于起步較晚，這方面的人才較少，對(duì)光纜數(shù)字通信工程的設(shè)計(jì)研究造成了較大的阻力。加上學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的時(shí)候，很少接觸到真正的光纜數(shù)字通信工程設(shè)計(jì)工作，接觸到尖端技術(shù)的機(jī)會(huì)更是稀少，這對(duì)光纜數(shù)字通信人才的培養(yǎng)非常不利。另一當(dāng)面，現(xiàn)有的研究設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)較少，部分團(tuán)隊(duì)科研力量不夠，設(shè)備上的缺乏使得研究設(shè)計(jì)工作進(jìn)行緩慢，最重要的是光纜數(shù)字通信工程設(shè)計(jì)的學(xué)術(shù)氛圍尚未形成，使得很多專業(yè)人才沒有發(fā)揮自己才能的平臺(tái)，造成了極大的人才資源浪費(fèi)。

2、設(shè)計(jì)研究體系和規(guī)章制度不完善，研究設(shè)計(jì)阻力較大

我國光纜數(shù)字通信工程設(shè)計(jì)現(xiàn)在還是起步階段，不僅需要大量的專業(yè)人才和專業(yè)團(tuán)隊(duì)，也需要一套完整的設(shè)計(jì)研究體系和規(guī)章制度?，F(xiàn)在正是研究體系的缺少，很多小的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)陷入了單打獨(dú)斗的誤區(qū)中，學(xué)術(shù)交流比較缺乏，資源的不共享導(dǎo)致整個(gè)研究進(jìn)程非常緩慢。加上沒有規(guī)范的制約，存在很明顯的不公平競(jìng)爭(zhēng)，打擊了部分研究者的積極性。正是由于一些不良因素的影響和制約，使得光纜數(shù)字通信工程設(shè)計(jì)的良性發(fā)展受到了巨大的沖擊。

3、研究成本以及使用成本偏高

光纜數(shù)字通信的研究設(shè)計(jì)是為了讓人們享受到更好的通信服務(wù)，但我國的數(shù)字通信工程現(xiàn)在仍然沒能真正得到大眾的支持，很多人并不了解數(shù)字通信的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，使用成本偏高是主要原因，這非常不利于我國通信數(shù)字化的進(jìn)程。一方面，研究設(shè)計(jì)中需要用到許多國外的先機(jī)技術(shù)和設(shè)備，需要較高的成本，另一方面，有關(guān)部門對(duì)光纜數(shù)字通信工程研究的支持不足，研究資金比較缺乏，再加上部分設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)人員臃腫，無形之中增加了研究開發(fā)的成本。如果不能把研究成本和使用成本降到合適的程度，光纜數(shù)字通信就不可能深入人心，更加不可能得到普及。

二、如何加快我國光纜數(shù)字通信工程的設(shè)計(jì)

1、重視光纜數(shù)字通信方面人才的培養(yǎng)和引進(jìn)

人才的培養(yǎng)和引進(jìn)是整個(gè)研究設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，加快光纜數(shù)字通信方面人才的培養(yǎng)是加快通信數(shù)字化的第一步。首先高等院校應(yīng)該改變培養(yǎng)模式，可以聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行綜合培養(yǎng)，讓大學(xué)生就可以直接接觸到光纜數(shù)字通信工程的設(shè)計(jì)研究，盡可能的為他們提供學(xué)習(xí)尖端技術(shù)的機(jī)會(huì)，爭(zhēng)取讓每一個(gè)學(xué)生都能成為實(shí)用型人才；其次，有關(guān)部門應(yīng)該支持相關(guān)科研團(tuán)隊(duì)的建立，并對(duì)他們提供一定的經(jīng)濟(jì)支持，早日形成光纜數(shù)字通信的研發(fā)氣氛；最后，在人才的使用上一定要遵循人盡其用，企業(yè)在引進(jìn)人才時(shí)一定要合理，力爭(zhēng)每一個(gè)人才都能有一個(gè)較好的發(fā)揮平臺(tái)，杜絕人才資源的浪費(fèi)。相信只要我們打好了人才這個(gè)大基礎(chǔ)，整個(gè)研究設(shè)計(jì)工作將會(huì)變得又快又好。

2、加速建成合理的研究體系和規(guī)章制度

切實(shí)推進(jìn)開發(fā)研究體系的建立，盡早制定完善的行業(yè)規(guī)章制度，對(duì)光纜數(shù)字通信工程的設(shè)計(jì)研究有重要意義。一方面，應(yīng)該完善研發(fā)設(shè)計(jì)體系，增強(qiáng)各個(gè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)之間的溝通和合作，在技術(shù)攻堅(jiān)時(shí)，聯(lián)合一切可以聯(lián)合的機(jī)構(gòu)和人才展開研發(fā)設(shè)計(jì)?？梢远ㄆ谂e行學(xué)術(shù)研討交流會(huì)，使光纜數(shù)字通信工程的設(shè)計(jì)進(jìn)入到一個(gè)良性發(fā)展期；另一方面，一定要盡快的完善行業(yè)內(nèi)部的規(guī)章制度，對(duì)不符合規(guī)定的研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)予以一定的處罰，情況嚴(yán)重的一定要取消氣研發(fā)資格。在支持各個(gè)團(tuán)隊(duì)和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，一定要避免行業(yè)內(nèi)不公平競(jìng)爭(zhēng)行為的發(fā)生，早日處理有礙光纜數(shù)字通信工程研究設(shè)計(jì)進(jìn)程的人和事，為整個(gè)研究設(shè)計(jì)的展開保駕護(hù)航。

3、開發(fā)新技術(shù)，降低生產(chǎn)以及使用成本

為了使整個(gè)光纜數(shù)字通信真正的造福于民，我們迫切需要降低數(shù)字通信的生產(chǎn)和使用的成本?？梢詮囊韵聝蓚€(gè)方面著手：一方面，我們要加大宣傳的力度，讓數(shù)字通信技術(shù)為更多的人所熟知，讓更多的人支持光纜數(shù)字通信工程，使用的人多了，每個(gè)人的使用成本自然而然就會(huì)有所降低；另一方面，有關(guān)部門一定要加大對(duì)數(shù)字通信研究設(shè)計(jì)的進(jìn)一步投入，支持新技術(shù)和新設(shè)備的自主研發(fā)，在創(chuàng)新的背景下，加速對(duì)國外高新理論的研究和不斷吸收，減輕對(duì)國外人才和設(shè)備的依賴程度，同時(shí)還要改善研發(fā)工藝和施工工藝，更多的使用低價(jià)實(shí)用的原材料，切實(shí)降低生產(chǎn)的成本，最后需要對(duì)相關(guān)研發(fā)團(tuán)隊(duì)和企業(yè)進(jìn)行定期考核，規(guī)范研發(fā)流程，杜絕企業(yè)內(nèi)部人員臃腫情況的發(fā)生，精兵簡(jiǎn)政對(duì)于降低生產(chǎn)成本有很重要的意義，綜合種種情況來加快我國光纜數(shù)字通信工程的設(shè)計(jì)進(jìn)程。

三、總結(jié)

總之，光纜數(shù)字通信作為朝陽產(chǎn)業(yè)，有著非常美好的明天。數(shù)字通信技術(shù)，相比于傳統(tǒng)的通信技術(shù)，在抗干擾和傳輸質(zhì)量方面有著起獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，加上數(shù)字通信技術(shù)適用的領(lǐng)域非常廣，我們有必要加大對(duì)光纜數(shù)字通信工程研究設(shè)計(jì)的投入，我相信我們一定能早日實(shí)現(xiàn)數(shù)字通信高速化、智能化以及小型化的研究目標(biāo)。在不久的將來，光纜數(shù)字通信技術(shù)必將取代傳統(tǒng)通信技術(shù)，并且一定會(huì)深入人心，為提高人民的生活水平作出巨大的貢獻(xiàn)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]何寧;顏永慶;王茂祥;鄭彤;朱彤;;通信工程建設(shè)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理系統(tǒng)[A];第六屆全國計(jì)算機(jī)應(yīng)用聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

[2]任世洋;探討長(zhǎng)途光纜線路的維護(hù)和管理[A];中國通信學(xué)會(huì)2001年光纜電纜學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2001年

篇7

IxCatapult DCT2000數(shù)字通信測(cè)試系統(tǒng)，可支持900余種通信協(xié)議及其變種衍生版本。首先簡(jiǎn)要介紹IxCatapult數(shù)字通信測(cè)試系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)以及測(cè)試系統(tǒng)的搭建，然后通過實(shí)例詳細(xì)闡述基站測(cè)試系統(tǒng)的運(yùn)行和異常分析，為TD-LTE系統(tǒng)特別是基站設(shè)備的測(cè)試提供了另一種思路。

【關(guān)鍵詞】

TD-LTE 數(shù)字通信測(cè)試系統(tǒng) IXIA M500 基站包裹測(cè)試

1 引言

目前，中國已進(jìn)入發(fā)展TD-LTE的重要窗口期，下一步將繼續(xù)加強(qiáng)TD-LTE芯片、終端、基站、測(cè)試儀表設(shè)備等薄弱環(huán)節(jié)的研發(fā)，統(tǒng)籌研究TD-LTE發(fā)展所需頻率資源，推進(jìn)TD-LTE的國際化發(fā)展。在部署TD-LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，測(cè)試物理層數(shù)據(jù)收發(fā)、高層信令發(fā)送正確性等工作，已成為外場(chǎng)測(cè)試過程中必要的測(cè)試環(huán)節(jié)和驗(yàn)收指標(biāo)。

本文將首先簡(jiǎn)要介紹IxCatapult數(shù)字通信測(cè)試系統(tǒng)軟硬件平臺(tái)以及測(cè)試系統(tǒng)的搭建，然后通過實(shí)例詳細(xì)介紹基站測(cè)試系統(tǒng)的運(yùn)行，并對(duì)異常進(jìn)行分析。

2 IxCatapult測(cè)試系統(tǒng)

IxCatapult數(shù)字通信測(cè)試系統(tǒng)由綜合IP測(cè)試儀表制造商意達(dá)康（IXIA）公司生產(chǎn)，其測(cè)試范圍從因特網(wǎng)核心網(wǎng)絡(luò)到無線接入網(wǎng)絡(luò)。IxCatapult無線通訊測(cè)試系統(tǒng)擁有多用戶、多協(xié)議棧、可編程的特點(diǎn)。軟硬件相結(jié)合的IxCatapult測(cè)試系統(tǒng)，由提供可擴(kuò)展、模塊化軟件平臺(tái)的Linux工作站搭配用戶自定義的硬件模塊組件組成，同時(shí)測(cè)試系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的測(cè)試、分析軟件工具鏈。IxCatapult測(cè)試系統(tǒng)的虛擬化技術(shù)支持多個(gè)用戶在硬件資源有限的情況下同時(shí)進(jìn)行不同測(cè)試項(xiàng)目，各自完成獨(dú)立的測(cè)試工作。并行測(cè)試大大提高了測(cè)試、研發(fā)調(diào)測(cè)的效率，特別是在基站設(shè)備研發(fā)初期可以模擬基站設(shè)備的周邊網(wǎng)元，例如終端、核心網(wǎng)等網(wǎng)元。IxCatapult系統(tǒng)已在國內(nèi)外諸多設(shè)備廠商、運(yùn)營商得到應(yīng)用，完成LTE系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能驗(yàn)證、一致性測(cè)試、交互性測(cè)試、負(fù)載壓力測(cè)試、安裝與驗(yàn)收測(cè)試等功能。

2.1 硬件平臺(tái)

TD-LTE基站設(shè)備測(cè)試的硬件平臺(tái)主要由安裝有cPCI（Compact PCI）型板卡[1]的Linux工作站機(jī)箱（M500）、模擬終端的基帶處理模塊（XAir）、無線射頻模塊（r10）三大硬件模塊組成[2]。

M500機(jī)箱是整套測(cè)試系統(tǒng)的核心部件，內(nèi)嵌一臺(tái)x86的Linux單板工作站（SBC，Single-Board Computer），機(jī)箱正面可插入18塊運(yùn)算處理板卡（mCU，mesh Computing Unit）或物理接口板卡（mPI，mesh Physical Interface），機(jī)箱背面可以插入18塊背板傳輸模塊（RTM，Rear Transition Module）。運(yùn)算處理板卡作為L(zhǎng)inux工作站的協(xié)處理器模塊使用，針對(duì)TD-LTE系統(tǒng)測(cè)試的性能需求選用計(jì)算能力強(qiáng)大的五處理器mCU5板卡。物理接口板卡（mPI）負(fù)責(zé)處理物理層數(shù)據(jù)，搭配背板傳輸模塊（RTM）使用，作為高帶寬以太網(wǎng)接口，完成數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。M500不僅可以負(fù)責(zé)模擬核心網(wǎng)（EPC，Evolved Packet Core）的功能，還可以實(shí)現(xiàn)模擬終端的高層協(xié)議功能，包括分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議層[3]（PDCP，Packet Data Convergence Protocol）、無線資源控制層[4]（RRC，Radio Resource Control）、非接入層[5]（NAS，Non-Access Stratum）。

XAir基帶處理模塊負(fù)責(zé)模擬TD-LTE終端基帶數(shù)據(jù)的處理，包括RLC層、MAC層和PHY層。

r10無線模塊是測(cè)試系統(tǒng)中模擬終端的射頻模塊，有兩對(duì)發(fā)送（Tx）、接收（Rx）端口，支持單輸入單輸出（SISO，Single Input Single Output）和多輸入多輸出（MIMO，Multiple Input Multiple Output）模式，通過通用公共無線接口（CPRI，Common Public Radio Interface）與XAir相連。XAir基帶處理模塊和r10無線模塊使用以太網(wǎng)線與M500相連接，共同實(shí)現(xiàn)完整的模擬終端功能。

2.2 軟件平臺(tái)

基于SUSE Linux企業(yè)版操作系統(tǒng)的測(cè)試軟件系統(tǒng)DCT2000[2]由以下三個(gè)主要部分組成：

（1）測(cè)試工具鏈[2]，用于配置、管理、實(shí)時(shí)監(jiān)控（運(yùn)行時(shí)的）IxCatapult系統(tǒng)；

（2）協(xié)議測(cè)試模型，通信協(xié)議棧的各層協(xié)議封裝成編解碼器或狀態(tài)機(jī)的API庫；

（3）測(cè)試腳本開發(fā)工具，用于各種圖形化、腳本化的電訊通信測(cè)試腳本的編寫，實(shí)現(xiàn)某些定制條件下的測(cè)試、驗(yàn)證功能。

IxCatapult系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 在TD-LTE系統(tǒng)中的應(yīng)用

由于整個(gè)LTE系統(tǒng)極為復(fù)雜、規(guī)模巨大，因此針對(duì)TD-LTE系統(tǒng)網(wǎng)元的測(cè)試將是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。TD-LTE系統(tǒng)的網(wǎng)元由接入網(wǎng)（E-UTRAN，Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）和核心網(wǎng)組成，其中接入網(wǎng)系統(tǒng)包括終端設(shè)備（UE，User Equipment）和基站（eNodeB）；核心網(wǎng)主要由移動(dòng)性管理實(shí)體（MME）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（S-GW，Serving Gateway）、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（P-GW，Packet Gateway）等組成。TD-LTE系統(tǒng)基站設(shè)備的測(cè)試分為空中接口測(cè)試、S1控制面和用戶面接口測(cè)試、X2接口測(cè)試。本文重點(diǎn)敘述針對(duì)基站設(shè)備的IxCatapult測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用。

3.1 測(cè)試環(huán)境的搭建

在eNodeB測(cè)試中，IxCatapult無線通訊測(cè)試系統(tǒng)主要完成整個(gè)核心網(wǎng)以及多TD-LTE終端的模擬，針對(duì)基站設(shè)備實(shí)現(xiàn)完整的包裹測(cè)試。M500作為模擬核心網(wǎng)的設(shè)備，與待測(cè)基站通過千兆以太網(wǎng)線連接，在其上運(yùn)行EPC腳本。同時(shí)，M500作為仿真終端的高層（NAS層、RRC層、PDCP層）協(xié)議處理模塊，運(yùn)行TD-LTE仿真終端腳本。

實(shí)際測(cè)試中，IxCatapult系統(tǒng)的r10射頻模塊與待測(cè)基站的射頻拉遠(yuǎn)單元（RRU，Radio Remote Unit）采用射頻直連的方式相連接；XAir板卡作為仿真終端的基帶處理模塊，提供標(biāo)準(zhǔn)CPRI接口與待測(cè)基站的基帶處理模塊之間的直接光纖連接，實(shí)現(xiàn)層對(duì)層的數(shù)據(jù)測(cè)試。測(cè)試系統(tǒng)與待測(cè)基站的硬件連接框圖如圖2所示。待測(cè)基站的SCTP鏈路與M500的千兆以太網(wǎng)型背板傳輸模塊（GIGE）相連。其中，RX1、RX2、TX1、Y1和Y2為射頻線接端口，標(biāo)明IP的為千兆以太網(wǎng)接口，其他標(biāo)示的端口為CPRI接口。

圖2中，M500設(shè)備上主控單板工作站（SBC）的1號(hào)網(wǎng)口與計(jì)算機(jī)PC#1相連接，PC#1的功能是遠(yuǎn)程登陸并控制IxCatapult測(cè)試系統(tǒng)，SBC的2號(hào)網(wǎng)口連接千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，SBC作為DHCP服務(wù)器向模擬終端的無線射頻模塊r10及基帶處理模塊XAir板卡提供DHCP服務(wù)。M500的GIGE型接口板卡上共有4個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口，GIGE型板卡的網(wǎng)口1連接XAir板卡的2號(hào)網(wǎng)口，用于傳輸模擬終端高層與基帶處理模塊之間的交互數(shù)據(jù)；網(wǎng)口2連接計(jì)算機(jī)PC#2，用于模擬終端的數(shù)據(jù)面操作，計(jì)算機(jī)PC#2的網(wǎng)口IP地址需要配置成模擬終端的IP，需要從將要運(yùn)行的測(cè)試腳本配置文件中查找填入；網(wǎng)口3作為模擬核心網(wǎng)S1鏈路端口，與待測(cè)基站的S1鏈路端口相連接，如圖2所示，IP需配置在同一網(wǎng)段；網(wǎng)口4與PC#3相連接，PC#3作為應(yīng)用服務(wù)器，提供數(shù)據(jù)面的服務(wù)，從PC#3進(jìn)行ping包、灌包、FTP傳輸文件等操作。需要說明的是，圖2所示是針對(duì)單獨(dú)一臺(tái)待測(cè)基站的連接方式。

3.2 測(cè)試系統(tǒng)的運(yùn)行[5]

測(cè)試系統(tǒng)上電開機(jī)之后，使用計(jì)算機(jī)PC#1中的RealVNC Viewer軟件，遠(yuǎn)程登錄到M500上，在SUSE Linux系統(tǒng)的終端窗口鍵入命令“hminfo”，查看IxCatapult系統(tǒng)的硬件信息，確定XAir板卡和r10已連接上測(cè)試系統(tǒng)。輸入命令“l(fā)aunch xxx.lch”（xxx.lch為實(shí)際測(cè)試用例的名稱，例如eNB_r8.lch），打開已建立完成的測(cè)試用例launch圖，點(diǎn)擊圖3所示的三角形運(yùn)行按鈕，啟動(dòng)測(cè)試用例。開始運(yùn)行后，測(cè)試軟件會(huì)自動(dòng)彈出控制測(cè)試系統(tǒng)及測(cè)試日志顯示的對(duì)話框，信令的交互可以通過命令或可視化界面打開并記錄。

3.3 測(cè)試異常的分析

在基站設(shè)備的研發(fā)階段，IxCatapult系統(tǒng)的實(shí)時(shí)日志系統(tǒng)及分析工具鏈完成測(cè)試中的以太網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包、信令數(shù)據(jù)乃至基帶IQ數(shù)據(jù)的抓取，保存的原生日志（.out）文件可以直接被開源的Wireshark網(wǎng)絡(luò)協(xié)議封包分析軟件讀取并解析?；趯訉?duì)層的測(cè)試，不僅可以讓操作人員開啟日志記錄功能、跟蹤高層數(shù)據(jù)交互的流程，還提供從M500遠(yuǎn)程登錄到XAir板卡抓取記錄MAC、PHY層數(shù)據(jù)的功能。

在IxCatapult數(shù)字通信測(cè)試系統(tǒng)的使用中，對(duì)測(cè)試日志的分析成為定位、解決測(cè)試所發(fā)生的異常的重要手段，對(duì)通信協(xié)議的熟悉程度亦會(huì)對(duì)測(cè)試日志的分析產(chǎn)生影響。例如，筆者在圖2所示測(cè)試環(huán)境下進(jìn)行基站設(shè)備測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)模擬終端掃頻接收不到基站小區(qū)的系統(tǒng)信息，即模擬終端未與待測(cè)基站同步。通過對(duì)日志的分析，得到如圖4所示的日志信息。

如圖4所示，造成終端無法同步的原因?yàn)槟M終端天線端口上的可調(diào)衰減器設(shè)置的衰減值過大，導(dǎo)致下行功率比正常功率小15dB。解決方法是調(diào)小衰減，即可使模擬終端順利同步并獲取到系統(tǒng)信息。

4 結(jié)束語

本文介紹了IxCatapult系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái)、測(cè)試環(huán)境的搭建以及對(duì)測(cè)試異常的分析，為TD-LTE系統(tǒng)特別是基站設(shè)備的測(cè)試提供了另一種思路。

作為無線通訊基站設(shè)備測(cè)試工具，IxCatapult測(cè)試系統(tǒng)以其優(yōu)越的可擴(kuò)展性和可操作性成為國內(nèi)外各大設(shè)備廠商及運(yùn)營服務(wù)商的青睞對(duì)象。IxCatapult系統(tǒng)不僅可用于對(duì)TD-LTE設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)和驗(yàn)收，而且其可編程的測(cè)試用例還可方便地應(yīng)用到基站、終端、核心網(wǎng)等諸多LTE網(wǎng)元設(shè)備的研發(fā)測(cè)試工作中，掌握該測(cè)試系統(tǒng)的使用可大大加快LTE系統(tǒng)的研發(fā)和商業(yè)化進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 王頌一. IxCatapult DCT2000數(shù)字通信測(cè)試系統(tǒng)及其在LTE測(cè)試的解決方案[J]. 電信網(wǎng)技術(shù)， 2009（12）： 55-59.

[3] 3GPP TS 36.323. Evolved Universal Terrestrial Radio Access（EUTRA）； Packet Data Convergence Protocol（PDCP） specification Version 9[S]. 2009.

[4] 3GPP TS 36.331. Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA） Radio Resource Control（RRC）； Protocol Specification Version 9[S]. 2010.

[5] 3GPP TS 24.301. Non-Access-Stratum（NAS） protocol for Evolved Packet System（EPS）； Stage 3 Version 9[S]. 2012.

作者簡(jiǎn)介

黃騫：碩士就讀于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)軟件學(xué)院軟件工程專業(yè)，主要研究方向?yàn)橥ㄐ艆f(xié)議軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用等。

篇8

【關(guān)鍵詞】通信技術(shù);數(shù)字;有線電視;網(wǎng)絡(luò);應(yīng)用

電視作為家庭必備的電器，在家電中可謂是人們心目中長(zhǎng)期以來的寵兒，尤其是在有線電視誕生以來，更是受到了全國人民的喜愛與追捧。哪怕是網(wǎng)絡(luò)時(shí)達(dá)的今天，電視在人們心目中的地位仍是無法撼動(dòng)的。而數(shù)字通信技術(shù)的運(yùn)用在促進(jìn)我國電視行業(yè)展的同時(shí)，也促進(jìn)了我國媒體行業(yè)的發(fā)展。

一、數(shù)字電視的概念分析

數(shù)字通信技術(shù)就是數(shù)字電視技術(shù)，其是指用電子技術(shù)將聲音和畫面結(jié)合起來。數(shù)字電視技術(shù)在使用的過程中會(huì)將編碼進(jìn)行壓縮數(shù)字化處理，并將其用數(shù)字的方式存儲(chǔ)起來，以便能夠?qū)崟r(shí)播放。相對(duì)于以往的電視而言，數(shù)字電視的發(fā)展優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)于：1、因其數(shù)字設(shè)備傳播路線，所以增強(qiáng)了其信號(hào)的穩(wěn)定性，避免了因信號(hào)不好而引起電視顯示屏出現(xiàn)“雪花”。另外，數(shù)字電視技術(shù)增強(qiáng)了代入感和真實(shí)感，其聲音和畫面會(huì)給人一種身臨其境的感覺；2、數(shù)字電視技術(shù)比傳統(tǒng)的電視技術(shù)對(duì)信息的存儲(chǔ)時(shí)間更加長(zhǎng)，也打破了受信號(hào)的局限。電視數(shù)字技術(shù)的推廣還解決了畫面易出現(xiàn)失真的問題，簡(jiǎn)便了操作流程。因此，數(shù)字電視技術(shù)的運(yùn)用推動(dòng)了我國傳媒行業(yè)的發(fā)展，并也間接推動(dòng)了我國文化行業(yè)的發(fā)展。

二、數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)與有線電視網(wǎng)絡(luò)的概述

對(duì)于數(shù)字電視技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，我們可以從三個(gè)方面入手。第一，數(shù)字電視使用的是IP網(wǎng)，采用IP網(wǎng)可以使其更加的靈活，還能提高其交互特性。交互特性打破了節(jié)目播放的方式單一的局面，使節(jié)目播放方式變得日趨豐富起來，比如廣播、單播等。此外數(shù)字電視技術(shù)還豐富了電視功能，如電子菜單、節(jié)目預(yù)約等。第二，數(shù)字電子技術(shù)傳輸是通過寬帶網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，因此相對(duì)于以往的電子技術(shù)，其在一定程度上促進(jìn)了電視節(jié)目的多樣化。第三，突破了局限性，就算是在手機(jī)上，也能讓我們可以隨時(shí)觀看數(shù)字電視。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，為有線電視網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展提供了保障，且有線電視網(wǎng)絡(luò)也為數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展提供了新平臺(tái)。有線電視能夠支持大量的信息來往，為人們生活提供了更多的選擇。同時(shí)在使用有線電視網(wǎng)絡(luò)的過程中，還可以減少成本的投入，從而保障企業(yè)利益。并且投資成本小的時(shí)候，有線電視網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還能夠保障信息質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的共存。最后，隨著我國電視有線網(wǎng)絡(luò)不斷的發(fā)展，其業(yè)務(wù)增長(zhǎng)較快，因此國家還會(huì)收取一些業(yè)務(wù)費(fèi)作為發(fā)展有線電視網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)來源。

三、數(shù)字通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用

1、機(jī)頂盒的運(yùn)用。機(jī)頂盒的廣泛使用，象征著數(shù)字通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用，適應(yīng)了我國電視行業(yè)發(fā)展的需求。在有線電視中使用機(jī)頂盒，能夠更快的將信息集中起來，將信息、數(shù)字電視現(xiàn)實(shí)化、具體化。同時(shí)機(jī)頂盒在使用的過程中，可以對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行處理，提高信號(hào)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)多媒體的交互性。而且機(jī)頂盒操作簡(jiǎn)單，菜單功能強(qiáng)大，還能優(yōu)化數(shù)字電視效率。2、對(duì)電視網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。為了適應(yīng)電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的發(fā)展，因此有線電視網(wǎng)絡(luò)以及數(shù)字通信技術(shù)就要不斷的提高技術(shù)要求。電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)離不開數(shù)字通信技術(shù)的支持，數(shù)字通信技術(shù)可以保障電視網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及先進(jìn)性。為節(jié)目編制和開播提供信息和材料，并為電視網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶去新的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在數(shù)字通信技術(shù)支持下，實(shí)現(xiàn)了節(jié)目多樣化，進(jìn)一步滿足了人們的對(duì)電視的需要，以及推動(dòng)了我國有線電視行業(yè)發(fā)展。3、電視傳輸技術(shù)。首先，我國對(duì)于數(shù)字電視技術(shù)的發(fā)展主要采用的是SDL技術(shù)，SDL技術(shù)兼容性較高，因此常被用于解決數(shù)據(jù)傳輸中所遇見較為困難的問題，而且還能很好的克服數(shù)據(jù)在傳輸過程中所具有的不穩(wěn)定性。特別是對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)包交換協(xié)議（IPX）以及異步傳輸模式（ATM）中，可以提高信號(hào)效果。同時(shí)，SDL技術(shù)靈活性比較高，因此有利于數(shù)字電視技術(shù)的轉(zhuǎn)化以及信號(hào)安全度。其次電視傳輸技術(shù)主要以數(shù)字點(diǎn)數(shù)為主，而數(shù)字點(diǎn)數(shù)是以混合光纖同軸電纜網(wǎng)(HFC)和AM作為技術(shù)支持，進(jìn)而將不同的信息頻率在程序力區(qū)別開來，而數(shù)字電視技術(shù)還能將電視信號(hào)與互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)包交換協(xié)議相結(jié)合起來，重新對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼排列，從而提高信號(hào)穩(wěn)定性。數(shù)字電視技術(shù)編碼工程工作眾多，這些都影響著信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量以及穩(wěn)定性。面對(duì)相關(guān)問題，電視臺(tái)相關(guān)工作人員可以更換線路或者是將信號(hào)差的線路進(jìn)行分支，以確保信號(hào)質(zhì)量以及穩(wěn)定性。

結(jié)束語：

隨著國民對(duì)有線電視要求不斷增加，因此我國就要不斷的利用數(shù)字通信技術(shù)，推動(dòng)我國有線電視行業(yè)的發(fā)展。且加大推廣力度，爭(zhēng)取將數(shù)字通信技術(shù)普及到全國各地。同時(shí)數(shù)字通信技術(shù)滿足了人們對(duì)電視發(fā)展的需要，提高了電視畫面清晰度，推動(dòng)了我國電視行業(yè)不斷的完善和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李淼.數(shù)字通信技術(shù)在有線電視網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用[J].中國有線電視,2016,(04):515-516.

篇9

關(guān)鍵詞：電子互感器 通信接口 監(jiān)視及分析裝置 軟硬件設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2015）03-0139-02

1 概述

近年來，隨著智能變電站技術(shù)的不斷發(fā)展及相關(guān)產(chǎn)品不斷完善，電子互感器逐步在智能變電站中得到應(yīng)有。但由于不同廠家生產(chǎn)的采集器與合并單元間的數(shù)據(jù)編碼與傳輸標(biāo)準(zhǔn)存在著差異性，不利于系統(tǒng)的維護(hù)與升級(jí)。因此，研究智能變電站中采集器與合并單元之間的通信規(guī)約，研制用于測(cè)試和驗(yàn)證不同廠家生產(chǎn)的電子互感器數(shù)字通信接口的標(biāo)準(zhǔn)性、一致性、兼容性的測(cè)試及檢驗(yàn)裝置便具有十分重要的意義和工程價(jià)值。

針對(duì)此研究課題，國內(nèi)已開展的相關(guān)研究工作主要包括：四川大學(xué)的張麗杰等對(duì)電子互感器采集器與合并單元通信規(guī)約進(jìn)行了研究，提出使用4B5B碼代替曼徹斯特碼、BCH碼代替CRC校驗(yàn)碼的新的數(shù)據(jù)傳輸接口方案，并對(duì)新方案進(jìn)行仿真[1]；湖南大學(xué)的高樂等對(duì)電子互感器接口通信模型設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究[2]；華中科技大學(xué)的謝佳君在其碩士論文中對(duì)基于FPGA的電子互感器數(shù)字接口合并單元進(jìn)行了研究，從硬件和軟件兩個(gè)方面對(duì)同步、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)輸出功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了分析[3]；西南交通大學(xué)的常曉勇對(duì)基于IEC61850電子互感器數(shù)字接口硬件方案進(jìn)行了研究[4]；另外，寧夏電科院和上海遠(yuǎn)景公司對(duì)智能變電站合并單元時(shí)間性能測(cè)試問題開展了研究[5]。

本文首先對(duì)國內(nèi)主流電子互感器廠家數(shù)字通信接口規(guī)范進(jìn)行匯總分析，提出了滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行的電子互感器數(shù)字信號(hào)技術(shù)規(guī)范。依據(jù)此規(guī)范進(jìn)行了電子互感器數(shù)字通信接口測(cè)試裝置的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電子互感器數(shù)字通信接口協(xié)議的報(bào)文接收與解析，及兼容性分析，本裝置可以對(duì)工程應(yīng)用中，電子互感器三種常見信號(hào)傳輸形式信號(hào)進(jìn)行測(cè)試分析，對(duì)其中傳遞的電力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算、記錄，能夠顯示電力實(shí)時(shí)波形。以直觀、易懂的方式將FT3報(bào)文展現(xiàn)出來，自動(dòng)分析其編碼格式，并能夠顯示其速率。

2 電子互感器數(shù)字通信接口分析

電子互感器的二次輸出分為數(shù)字輸出和模擬輸出兩種，模擬輸出是為了利用變電站現(xiàn)存的模擬接口二次設(shè)備，是一種過渡性的措施，數(shù)字輸出是智能變電站對(duì)電子互感器提出的要求。雖然早在1999年就出臺(tái)了電子電壓互感器（Electronic Voltage Transformer）數(shù)字通信接口標(biāo)準(zhǔn)IEC60044-7，但當(dāng)時(shí)受各種因素的限制，在此標(biāo)準(zhǔn)中，沒有提出數(shù)字輸出的概念。2002年出臺(tái)了電子電流互感器（Electronic Current Transformer）標(biāo)準(zhǔn)IEC60044-8，首次提出了電子互感器數(shù)字輸出的概念，并對(duì)其輸出特性做出明確規(guī)定。我國國家電力公司在十五規(guī)劃中將電子互感器的國家標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)系統(tǒng)研制工作立項(xiàng)，交給國家互感器質(zhì)檢中心承擔(dān)，已于2004年完成。2004年3月，我國互感器標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)正式成立了電子互感器標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，2004年5月召開了工作組第一次會(huì)議，開始實(shí)施IEC標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)化成我國國家標(biāo)準(zhǔn)的工作。此項(xiàng)工作于2007年年底完成，并出臺(tái)了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T20840.7（電子電壓互感器）和GB/T20840.8（電子電流互感器）。但是此標(biāo)準(zhǔn)是只針對(duì)電子互感器本身的技術(shù)要求，未對(duì)電子互感器和合并器之間的通訊接口規(guī)范做出定義。

從時(shí)間上來看，現(xiàn)階段我國針對(duì)電子互感器的數(shù)字輸出研究處速發(fā)展階段，所以制定電子互感器統(tǒng)一的輸出標(biāo)準(zhǔn)是非常必要。

3 電子互感器數(shù)字通信接口規(guī)范

根據(jù)IEC60044-8標(biāo)準(zhǔn)，在電子互感器數(shù)字接口設(shè)計(jì)中，物理層應(yīng)采用Manchester編碼方案，并通過基于光纖或銅纜的傳輸系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)物理連接。在實(shí)現(xiàn)時(shí)，針對(duì)物理層與數(shù)據(jù)鏈路層的特性，有兩種具體的技術(shù)方案。一種是IEC60044-8中描述的通訊方式，使用內(nèi)插法或同步脈沖法得到輸出信號(hào)，并按照IEC60870-5-1（遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備及系統(tǒng)傳輸幀格式）規(guī)定的FT3數(shù)據(jù)幀格式封裝，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。另一種采用IEC61850-9-1描述的以太網(wǎng)接入方式，使用同步脈沖得到時(shí)間連續(xù)的一次電流和電壓及抽樣信號(hào)，按照ISO/IEC8802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

3.1 物理層規(guī)范

合并單元到二次設(shè)備的連接可以是光纖或銅線，標(biāo)準(zhǔn)傳輸采用通用幀格式，速率為2.5Mbps，采用曼徹斯特編碼，最高有效位先送。對(duì)于采用光纖連接的傳輸系統(tǒng)，兼容的接口是合并單元上的光纖連接器。根據(jù)傳送距離的不同，可以選用塑料光纖或者玻璃光纖。如果采用光纖傳輸，必須注意光驅(qū)動(dòng)器和光接收器的性能。

3.2 鏈路層規(guī)范

鏈路層采用IEC60870-5-1規(guī)定的FT3幀格式。這種幀的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)完整性好，可用于告訴多支路同步數(shù)據(jù)鏈。鏈接服務(wù)類是S1：發(fā)送/無應(yīng)答，這樣數(shù)據(jù)傳輸是連續(xù)的和同期性的，無需二次單元的確認(rèn)和應(yīng)答。幀內(nèi)容由啟動(dòng)字符、數(shù)據(jù)段和CRC校驗(yàn)碼組成。這一方法在技術(shù)上易于實(shí)現(xiàn)，通訊協(xié)議易于標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)于不同的一次電氣連接具有高度的靈活性。

3.3 應(yīng)用層規(guī)范

為了與IEC61850-9-1兼容，應(yīng)定義若干標(biāo)志符。數(shù)據(jù)幀包括數(shù)據(jù)塊數(shù)、塊長(zhǎng)等，一幀數(shù)據(jù)有2個(gè)狀態(tài)字，每個(gè)狀態(tài)字占用2個(gè)字節(jié)。若某些電壓、電流量沒有使用，則在狀態(tài)字中相應(yīng)的位上要置位，并且在該數(shù)據(jù)域的值須為0000H。若電子互感器故障，則相應(yīng)的無效標(biāo)志和維修請(qǐng)求標(biāo)志要置位。

3.4 數(shù)據(jù)標(biāo)定規(guī)范

測(cè)量用電子互感器數(shù)字輸出額定標(biāo)準(zhǔn)值是十六進(jìn)制的2D41H（十進(jìn)制11585），保護(hù)用電子互感器數(shù)字輸出額定標(biāo)準(zhǔn)值是十六進(jìn)制的0ICFH（十進(jìn)制463）。分成測(cè)量和保護(hù)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)值是因?yàn)楸Ｗo(hù)用電子互感器可以測(cè)量的電流/電壓可達(dá)到額定一次值的40倍（0%偏移）或20倍（100%偏移）而不會(huì)過載，測(cè)量用電子互感器可以測(cè)量的電流/電壓可達(dá)到額定一次值的2倍而不會(huì)過載。

電子互感器數(shù)據(jù)采樣頻率額定標(biāo)準(zhǔn)值有下面幾種：80fr-48fr-20fr，fr為額定頻率。對(duì)于較高的準(zhǔn)確級(jí)，需選用高的數(shù)據(jù)采樣頻率。如果被供給的系統(tǒng)所需數(shù)據(jù)率大于數(shù)據(jù)采樣頻率，則在二級(jí)設(shè)備內(nèi)使用IEC60255-24中描述的稀抽樣技術(shù)。數(shù)字輸出的電子互感器還定義了額定延時(shí)，它指數(shù)據(jù)處理和傳輸所需的額定值。在計(jì)算互感器的相位誤差時(shí)，應(yīng)從相位差中減去額定延時(shí)引起的偏移量。由于采用等距采樣，因此兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的間隔Ts是常量，且等于數(shù)據(jù)采樣頻率的倒數(shù)。額定延時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)值有：2Ts，3Ts。

3.5 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間同步規(guī)范

數(shù)據(jù)同步問題是指智能變電站二次設(shè)備需要的采樣數(shù)據(jù)是在同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上采得的，即采樣序列的時(shí)間同步以避免相位和幅值產(chǎn)生誤差。解決同步問題有插值計(jì)算法和同步脈沖法。

插值計(jì)算是由二次設(shè)備完成，根據(jù)互感器提供的若干個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的采樣值，插值計(jì)算得到需要的時(shí)間點(diǎn)上的電壓、電流值。同步脈沖法則是使用統(tǒng)一的同步脈沖信號(hào)，電子互感器在送出的采樣值中打上時(shí)標(biāo)，提供給二次設(shè)備。同步脈沖可以通過主時(shí)鐘獲得，例如GPS接收機(jī)。為保證GPS接收機(jī)的正常工作，通常需要一個(gè)開放的整流輸出器與站電池連接。對(duì)于長(zhǎng)距離和高精度要求的情形，應(yīng)采用光輸入。在沒有電磁干擾的環(huán)境下，低電壓輸入也是一個(gè)低成本高效的方案。

提供給合并單元的同步時(shí)鐘輸入可以是電氣連接的，也可以是光學(xué)連接的，而且必須遵循以下規(guī)范：

（1）觸發(fā)時(shí)刻：低電平到高電平的上升沿觸發(fā)。

（2）時(shí)鐘頻率：每秒鐘發(fā)出一個(gè)同步脈沖，無論輸入脈沖是否異常，合并單元都需要對(duì)同步脈沖做真實(shí)性核查。

當(dāng)同步時(shí)鐘采用光學(xué)輸入時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)范：

（1）觸發(fā)水平：光強(qiáng)幅值的50%。

（2）應(yīng)使用同樣的光纖連接器件和光纖。

（3）脈沖持續(xù)時(shí)間th>10μs。

（4）脈沖間隙tl>500ms。

當(dāng)同步時(shí)鐘采用低電壓輸入時(shí)，應(yīng)遵循以下規(guī)范：

（1）電壓等級(jí)：10V或24V。

（2）觸發(fā)電平：5V。

（3）脈沖持續(xù)時(shí)間th>30ms。

（4）脈沖間隙tl>500ms。

（5）輸入電流范圍：1mA-20mA。

實(shí)際應(yīng)用中可將兩種方案結(jié)合起來，平時(shí)采用GPS脈沖對(duì)時(shí)，當(dāng)GPS接收機(jī)失效的時(shí)候，由二次設(shè)備進(jìn)行插值計(jì)算得到需要的時(shí)間點(diǎn)上的采樣值。當(dāng)傳統(tǒng)設(shè)備數(shù)據(jù)不具有GPS時(shí)標(biāo)的時(shí)候，也必須進(jìn)行插值計(jì)算，以滿足系統(tǒng)測(cè)量和控制的需要。

4 通信接口監(jiān)視及分析裝置設(shè)計(jì)

電子互感器協(xié)議接收與解析裝置由前端采集與后臺(tái)分析兩部分組成：前端采集負(fù)責(zé)ECT、EVT的編碼識(shí)別、解碼、封包及協(xié)議轉(zhuǎn)換功能；后臺(tái)分析完成ECT、EVT編碼的分析、顯示及電力數(shù)據(jù)的分析。

電子互感器監(jiān)視與分析裝置硬件原理總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

前置采集部分采用1U、19英寸機(jī)箱結(jié)構(gòu)，帶有8路FT3串行采集光口、2路100M光以太網(wǎng)口，能夠同時(shí)對(duì)8路互感器進(jìn)行監(jiān)視。

后臺(tái)分析采用3U、19英寸機(jī)箱結(jié)構(gòu)，內(nèi)置高性能嵌入式CPU，能夠滿足高速數(shù)據(jù)的處理。

ECT/EVT與測(cè)試設(shè)備之間的數(shù)字量采用串行數(shù)據(jù)傳輸，采用異步方式，傳輸介質(zhì)采用光纖傳輸。符合GB/T20840.8相關(guān)規(guī)定。支持符合GB/T18657.1的FT3的四種固定長(zhǎng)度幀格式，具體如下：

（1）數(shù)字量傳輸幀格式-I（單相互感器）。

（2）數(shù)字量傳輸幀格式-II（三相電流互感器）。

（3）數(shù)字量傳輸幀格式-III（三相電壓互感器）。

（4）數(shù)字量傳輸幀格式-IV（三相電流電壓互感器）。

電子互感器與測(cè)試設(shè)備之間采用多模光纖，光纖接頭采用ST，支持的傳輸速率為2.0Mbit/s或其整數(shù)倍。采樣率為80點(diǎn)/周波，幀格式I、II、III的傳輸速率為2.0Mbit/s，幀格式IV的傳輸速率為4.0Mbit/s。采樣率為256點(diǎn)/周波，幀格式I、II、III的傳輸速率為6.0Mbit/s，幀格式IV的傳輸速率為8.0Mbit/s。

前置接收裝置采用TI公司高性能的32位DSP處理器，主頻高達(dá)600MHz，處理性能可達(dá)4800MIPS；內(nèi)置全雙工的自適應(yīng)以太網(wǎng)芯片；提供一個(gè)高性能FPGA芯片，強(qiáng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)由FPGA編碼實(shí)現(xiàn)，接收同步基準(zhǔn)和采集器數(shù)據(jù)。使用6層電路板及表面貼裝技術(shù)，提高了裝置可靠性，可適用于需要數(shù)字量合并功能的場(chǎng)合，主要功能有：

（1）同步基準(zhǔn)輸入。裝置接入兩路同步基準(zhǔn)，提高裝置同步的可靠性。由同步基準(zhǔn)產(chǎn)生PPS秒脈沖，PPS到來時(shí)DSP翻轉(zhuǎn)重采樣的采樣序號(hào)。裝置利用同步時(shí)鐘（例如GPS系統(tǒng)的授時(shí)信號(hào)）作為數(shù)據(jù)采樣的基準(zhǔn)時(shí)鐘源。

PPS采用光信號(hào)，在低到高的脈沖上升沿觸發(fā)，合并單元應(yīng)作合理性檢查，驗(yàn)明輸入脈沖是否有誤。

（2）晶振誤差補(bǔ)償。晶振的精度受環(huán)境溫度等因素影響，本裝置采用先進(jìn)的自適應(yīng)晶振誤差補(bǔ)償技術(shù)，大大提高了輸出數(shù)據(jù)的均勻性。

（3）重采樣。裝置所接的采集器發(fā)送報(bào)文時(shí)間要求有固定延時(shí)，采集器按固定延時(shí)發(fā)送報(bào)文，裝置在接收到各采集器輸入的報(bào)文后由重采樣模塊進(jìn)行重采樣，重采樣采用二元拉格郎日算法，數(shù)據(jù)滿足電力系統(tǒng)精度及實(shí)時(shí)性要求。

5 應(yīng)用與結(jié)論

本文對(duì)國內(nèi)主流電子互感器廠家數(shù)字通信接口規(guī)范進(jìn)行匯總分析，提出了滿足智能電網(wǎng)運(yùn)行的電子互感器數(shù)字信號(hào)接口技術(shù)要求。依據(jù)此規(guī)范進(jìn)行了電子互感器數(shù)字通信接口監(jiān)視及分析裝置的軟硬件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電子互感器數(shù)字通信接口協(xié)議的報(bào)文接收與解析，及兼容性分析。

本裝置已經(jīng)在多個(gè)智能變電站工程中得到實(shí)際應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電子互感器三種常見信號(hào)傳輸信號(hào)的測(cè)試分析，能夠直觀方式顯示FT3報(bào)文格式的電力實(shí)時(shí)波形，自動(dòng)分析其編碼格式，并能夠顯示其速率。本文將對(duì)電子互感器數(shù)字通信接口技術(shù)成熟和電子互感器的應(yīng)用推廣起到推動(dòng)作用。

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篇10

關(guān)鍵詞：數(shù)字通信系統(tǒng)；EVM,ACPR；LabVIEW；自動(dòng)化掃描

中圖分類號(hào)：TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004373X(2008)1511703

Fully Automatic Sweep Testing for EVM and ACPR of Digital Telecommunication

Systems Based on LabVIEW

GAO Feng,WANG Zhancang

(School of Electronic Information & Control Engineering,Beijing University of Technology,Beijing,100022,China)

Abstract：An approach to implement remote controlled,fully automatic EVM and ACPR sweep testing for transmission link of digital telecommunication systems through Agilent series spectrum analyzer and vector signal analyzer 89600 is proposed.It is based on LabVIEW,a virtual instrument workbench.The proposed scheme is applied to digital telecommunication integrated circuit testing system,and estimation of performance features varying with gain of transmission link are realized with high speed and precision.Product testing results of a TD-SCDMA TX link prove that this scheme can improve testing efficiency by 60% with high accuracy to traditional manual approaches.

Keywords：digital telecommunication system;EVM;ACPR;LabVIEW;automatic sweep

隨著無線數(shù)字通信的迅猛發(fā)展,對(duì)于集成電路設(shè)計(jì)和測(cè)試提出了更多的挑戰(zhàn)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,為了保證系統(tǒng)中射頻和基帶芯片的協(xié)同工作能力和兼容性,需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的性能測(cè)試。然而,日益復(fù)雜的數(shù)字調(diào)制技術(shù)常常給面對(duì)緊湊的項(xiàng)目期限的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)帶來更多的壓力。所以,設(shè)計(jì)人員不僅要在短時(shí)間內(nèi)完成系統(tǒng)的測(cè)試,還要盡快從測(cè)試結(jié)果中推斷出造成問題的可能原因。本文提出一種全自動(dòng)化的掃描測(cè)試方案,可以對(duì)數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射鏈路兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)EVM (Error Vector Magnitude)和ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地測(cè)量,以便在第一時(shí)間找到設(shè)計(jì)中問題所在。

1 數(shù)字通信發(fā)射鏈路測(cè)試

對(duì)于數(shù)字通信系統(tǒng)測(cè)試來說,絕大多數(shù)參數(shù)指標(biāo)是在頻域完成的,這就需要通過控制頻譜分析儀和矢量信號(hào)分析儀進(jìn)行測(cè)量。其中測(cè)量數(shù)字調(diào)制的質(zhì)量對(duì)于保證數(shù)字通信系統(tǒng)正常工作和信息準(zhǔn)確傳遞有著重要的意義。數(shù)字通信系統(tǒng)的調(diào)制指標(biāo)主要有EVM,相位誤差,IQ不平衡度等。

EVM是指某一瞬時(shí)理想?yún)⒖夹盘?hào)和被測(cè)量信號(hào)矢量差值的模值。采用安捷倫矢量信號(hào)分析儀89600可以提供快速、高分辨率的頻譜測(cè)量、解調(diào)和時(shí)域分析,來獲得EVM的測(cè)量結(jié)果。

ACPR測(cè)量的是某一通信頻段主信號(hào)能量有多少泄漏到相鄰頻段。它也是數(shù)字通信系統(tǒng)的重要指標(biāo),過大的功率泄漏會(huì)引起相鄰頻段之間的相互干擾。通常,我們最關(guān)注的是主要頻段的信號(hào)功率和鄰近頻段功率的比值,通過控制頻譜分析儀測(cè)量獲得。

數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射鏈路掃描測(cè)試是指針對(duì)某個(gè)參數(shù),如增益、頻點(diǎn)等的變化評(píng)估其對(duì)EVM和ACPR的影響。本文以發(fā)射鏈路增益自動(dòng)功率控制掃描為例進(jìn)行闡述。APC(Automatic Power Control)自動(dòng)功率控制掃描是對(duì)發(fā)射鏈路中功率放大器驅(qū)動(dòng)和上變頻混頻器的增益進(jìn)行掃描,這些控制位在集成電路中通過特定的寄存器位來進(jìn)行設(shè)置,LabVIEW通過SPI和I2C總線以特定的時(shí)序訪問芯片上這些寄存器,實(shí)現(xiàn)讀寫控制功能,來改變發(fā)射鏈路增益,掃描測(cè)試框圖如圖1所示。

LabVIEW通過GPIB總線對(duì)頻譜分析儀進(jìn)行控制測(cè)量ACPR；使用ActiveX控件控制安捷倫89600矢量信號(hào)分析儀測(cè)量EVM參數(shù)。這個(gè)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)可以利用TCP/IP、GPIB協(xié)議功能來完成PC計(jì)算機(jī)和儀器間的雙向命令傳送。LabVIEW自動(dòng)掃描程序前面板如圖2所示。

根據(jù)掃描測(cè)試操作順序面板分為兩個(gè)部分:左邊是從Excel表格讀入使發(fā)射鏈路功率線形衰減的控制寄存器值;右邊是對(duì)儀器參數(shù)進(jìn)行的自定義設(shè)置以保證更高的測(cè)量精度。所以,整個(gè)LabVIEW程序操作可以分為4部分：從Excel表格中讀取發(fā)射鏈路不同增益衰減情況下的寄存器值；將這些值通過SPI總線寫入芯片相應(yīng)的寄存器中改變發(fā)射鏈路增益(功率)；接著,自動(dòng)調(diào)整儀器設(shè)置并從中讀取測(cè)量參數(shù)EVM和ACP；將測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果實(shí)時(shí)寫入指定的Excel文件并存儲(chǔ)以便后處理進(jìn)行分析。

ExcelRead.vi實(shí)現(xiàn)從打開的Excel文件指定工作表的指定行、列中讀取寄存器預(yù)設(shè)值,并存入到LabVIEW的一個(gè)二維數(shù)據(jù)表中緩沖。這樣的好處是可以及時(shí)更正APC的預(yù)設(shè)值,使測(cè)試靈活。本設(shè)計(jì)中這個(gè)動(dòng)作通過圖2中的“從Excel讀取APC數(shù)據(jù)”按鈕進(jìn)行觸發(fā),使用一個(gè)LabVIEW的事件處理結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。

SPIWrite.vi和SPIRead.vi 通過LabVIEW對(duì)PC計(jì)算機(jī)并行接口進(jìn)行編程,通過SPI三線控制完成和芯片之間的通訊。其中,并行接口控制是通過LabVIEW中的強(qiáng)大的I/O程序模塊為基本操作單元實(shí)現(xiàn)的。

2 發(fā)射鏈路EVM自動(dòng)化掃描

在通過更改寄存器值完成發(fā)射鏈路功率配置后,就需要控制矢量信號(hào)分析儀89600調(diào)整儀器設(shè)置,并讀取掃描得到的EVM數(shù)據(jù)。LabVIEW完成對(duì)89600初始化后,為保證EVM自動(dòng)測(cè)試精度需要對(duì)其做出如下配置,如圖3所示。

首先,要激活89600顯示頻譜圖的Trace B,如圖4所示。并命令其縱軸進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整以保證功率譜在儀器顯示的合適位置上。

接著,激活頻段功率測(cè)量模式(BandPower),按照前面板設(shè)定的“頻帶寬”參數(shù),對(duì)頻段功率的左、右邊界頻率進(jìn)行設(shè)定。這時(shí),LabVIEW就可以通過BandPowerResult屬性節(jié)點(diǎn)準(zhǔn)確讀取載波的的功率。

頻段功率值對(duì)于調(diào)整儀器的Range參數(shù)和保證EVM精度有著至關(guān)重要的意義。Range參數(shù)調(diào)整的是儀器中模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog-to-digital converter)的輸入信號(hào)范圍,其值若是過大必然導(dǎo)致輸入信號(hào)的嚴(yán)重失真而使EVM參數(shù)惡化；如果Range值太小則使EVM參數(shù)對(duì)于引入噪聲過于敏感,同樣導(dǎo)致不準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。大量實(shí)測(cè)結(jié)果表明,當(dāng)Range參數(shù)值的設(shè)定比以上測(cè)量得到的頻段功率值大3 dB時(shí),可以保證EVM的精確度。另外,由于LabVIEW編程中頻段功率單位是dBm,而Range參數(shù)單位是電壓峰值Vpk,所以在進(jìn)行自動(dòng)Range調(diào)整時(shí)程序需要通過相應(yīng)算法進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換,如圖3中第2行結(jié)尾的框圖所示。

在完成各種配置之后,就需要讀取EVM等相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果。這通過臨時(shí)建立一個(gè)文本文件“TempTable.TXT”讀取89600中Trace D中的測(cè)量參數(shù)結(jié)果表格,并將其導(dǎo)入到LabVIEW中存儲(chǔ)為一個(gè)數(shù)組變量,要讀取測(cè)量參數(shù)只要指明參數(shù)所在的下標(biāo)并讀取參數(shù)即可,如圖3中最后一行框圖所示,下標(biāo)6，8，18分別指向參量參數(shù)EVM、相位誤差、相位誤差峰值。最后通過LabVIEW把數(shù)據(jù)寫入并存儲(chǔ)到到一個(gè)CSV數(shù)據(jù)文件中以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析。

3 發(fā)射鏈路ACPR自動(dòng)化掃描

測(cè)量ACPR之前也同樣需要對(duì)發(fā)射鏈路的功率進(jìn)行配置并且手動(dòng)將頻譜儀調(diào)整到ACP測(cè)試模式下。但是不同的是,這個(gè)測(cè)量需要通過GPIB總線或TCP/IP協(xié)議使用SCPI指令通過VISA接口控制頻譜分析儀進(jìn)行,LabVIEW的框圖如圖5。

程序的最外面是一個(gè)While循環(huán)和事件結(jié)構(gòu)用于選擇觸發(fā)哪種測(cè)試模式。在ACPR掃描測(cè)試模式下,掃描通過For循環(huán)實(shí)現(xiàn),次數(shù)由APC預(yù)定值表格的行數(shù)來確定。一個(gè)順序結(jié)構(gòu)被嵌套在For循環(huán)里實(shí)現(xiàn)分步驟操作控制,在第0，1幀通過更改芯片寄存器完成了發(fā)射鏈路的功率衰減配置,第2幀實(shí)現(xiàn)測(cè)量并存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

LabVIEW中實(shí)現(xiàn)儀器訪問是通過VISA接口實(shí)現(xiàn)的。在指明儀器的地址后,可以通過VISA的寫模塊發(fā)送SCPI指令,而通過讀模塊讀取儀器的反饋信息。

首先,要標(biāo)記載波的峰值功率,圖5中“DISP:WIND:TRAC:Y:RLEV 8”指令將頻譜儀的縱軸的參考功率設(shè)置為8 dBm,這樣可以將頻譜圖壓低在儀器顯示界面中以便與后面的操作：使標(biāo)記Marker1找到頻譜中的峰值,并將其讀取出來。

接著,還需要同樣的命令將縱軸參考功率設(shè)置為－6 dBm,因?yàn)樵谡麄€(gè)掃描的過程中,發(fā)射鏈路的功率由0 dB衰減到-76 dB,在衰減很大的情況下,載波信號(hào)幅度已經(jīng)很小,甚至可能被噪底所淹沒,這就需要將整個(gè)儀器的頻譜再次提高,以保證儀器ACPR計(jì)算的準(zhǔn)確性。

最后,通過“FETC:ACP?”指令將儀器測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)到LabVIEW的數(shù)組里面,同樣通過下標(biāo)指向要讀取的參數(shù)并將其存儲(chǔ)的CSV數(shù)據(jù)文件當(dāng)中。

4 測(cè)試結(jié)果與分析

通過測(cè)試基于RDA8206的TD-SCDMA通信系統(tǒng)發(fā)射鏈路EVM和ACPR驗(yàn)證了所提出方法的正確性。實(shí)測(cè)掃描結(jié)果如圖6,圖7所示。

圖6 EVM隨發(fā)射鏈路功率衰減變化圖實(shí)例測(cè)試表明在發(fā)射鏈路功率衰減到-50 dB時(shí)仍能保證調(diào)制質(zhì)量,所以EVM掃描可以直觀的看出數(shù)字通信系統(tǒng)發(fā)射鏈路調(diào)制質(zhì)量惡化情況分析造成問題的原因。

ACPR掃描可以用于分析載波信號(hào)功率泄漏相鄰頻段所造成的干擾狀況。本文提出的方法在保證測(cè)量精度的條件下,相對(duì)手動(dòng)操作可以將測(cè)試效率提高60％,充分發(fā)揮了自動(dòng)化儀器儀表測(cè)試的優(yōu)勢(shì)。

參 考 文 獻(xiàn)

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