信號(hào)的分解和系統(tǒng)的線性與時(shí)不變性是我們?cè)谘芯烤€性時(shí)不變系統(tǒng)過(guò)程中必須要應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。而研究直流信號(hào)在信號(hào)與系統(tǒng)分析中的特殊性時(shí)，又不可避免的會(huì)涉及到信號(hào)分解理論基礎(chǔ)的研究問(wèn)題。客觀來(lái)說(shuō)，直流信號(hào)和某因果信號(hào)共同構(gòu)成了系統(tǒng)的一般信號(hào)，所以受到信號(hào)特殊性的影響，無(wú)法直接利用傅里葉變換時(shí)域積分性質(zhì)、拉普拉斯變換時(shí)域積分性質(zhì)等對(duì)其進(jìn)行分析研究。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，專家學(xué)者現(xiàn)階段對(duì)于連續(xù)直流信號(hào)與離散直流信號(hào)的研究均取得了顯著的進(jìn)展。其中，前者微分后的積分運(yùn)算無(wú)法對(duì)原信號(hào)進(jìn)行復(fù)原處理，而后者在應(yīng)用卷積和的差分求和性質(zhì)是同樣具有明顯的特殊性，需要在研究過(guò)程中對(duì)細(xì)節(jié)要點(diǎn)進(jìn)行分別注意?；诖?，本文將對(duì)信號(hào)與系統(tǒng)分析中直流信號(hào)的各類基本特性進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并以此為切入點(diǎn)集中闡述其特殊性在各類應(yīng)用中的具體表現(xiàn)。

1信號(hào)與系統(tǒng)分析

1.1系統(tǒng)。隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，信號(hào)與系統(tǒng)的概念在各行各業(yè)中愈加普及，而與之相對(duì)應(yīng)的分析方法和分析思想，也受到研究學(xué)者的高度關(guān)注，在科學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。一般情況下，系統(tǒng)是由無(wú)數(shù)個(gè)相互依賴且相互作用的事物集合而成的，其功能相對(duì)具有穩(wěn)定性。從直觀角度來(lái)說(shuō)，可以將系統(tǒng)看作是處理器或者變換器。以電系統(tǒng)為例，某個(gè)電路的輸入輸出是完成某種功能的經(jīng)過(guò)，那么這就可以被稱作系統(tǒng)。1.2信號(hào)。信號(hào)是一種比較抽象的消息表現(xiàn)形式，是隨若干變量而發(fā)生變換的一種具體物理量。從數(shù)學(xué)角度對(duì)信號(hào)的概念進(jìn)行分析，可以將其理解為一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立變量的函數(shù)。事實(shí)上，在處理并傳輸信號(hào)的過(guò)程中，對(duì)信號(hào)特殊性的分析是研究人員不可繞開(kāi)的一項(xiàng)命題。而具體分析其特殊性質(zhì)的過(guò)程中，既可以從信號(hào)隨時(shí)間變換的速度著手分析，也可以分析信號(hào)包含頻率分量的振幅大小，甚至相位數(shù)量，從而辨別信號(hào)的頻率特性。而且，在分析信號(hào)與系統(tǒng)中直流信號(hào)的連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)的過(guò)程中，往往要按照自變量時(shí)間取值在定義域內(nèi)的連續(xù)與否對(duì)信號(hào)狀態(tài)進(jìn)行劃分，并分別采用不同手段對(duì)其信號(hào)情況進(jìn)行分析。

2直流信號(hào)的特殊性介紹

在分析線性時(shí)不變系統(tǒng)的過(guò)程中，相關(guān)研究人員往往傾向于先對(duì)系統(tǒng)中的信號(hào)進(jìn)行分解，將其經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)要處理劃分為脈沖信號(hào)和復(fù)指數(shù)信號(hào)的線性組合。如此一來(lái)，兩種不同的信號(hào)方式就能分別經(jīng)過(guò)系統(tǒng)，并在線性組合形式下得到系統(tǒng)的響應(yīng)。從理論角度來(lái)說(shuō)，線性時(shí)不變系統(tǒng)分析的理論基礎(chǔ)恰恰是信號(hào)分解，而現(xiàn)階段的研究成果又顯示信號(hào)分解方式。受到分解方法的不同而呈現(xiàn)多元化特征，除卻較為基礎(chǔ)的直流分解和交流分解之外，還囊括了因果分量和反因果分量分解、積分量分解和偶分量分解，甚至包括各類正交函數(shù)分解。一般情況下，信號(hào)與系統(tǒng)分析中直流信號(hào)的一般連續(xù)信號(hào)特殊性具體體現(xiàn)在卷積運(yùn)算、傅里葉運(yùn)算以及拉普拉斯變換中；而系統(tǒng)分析中，直流信號(hào)的離散連續(xù)信號(hào)特殊性具體體現(xiàn)在卷積和運(yùn)算、離散時(shí)間傅里葉變換過(guò)程中。所以，在研究系統(tǒng)直流信號(hào)特殊性的過(guò)程中，必須分情況對(duì)其進(jìn)行具體討論，理清不同性質(zhì)的具體應(yīng)用方法，從而對(duì)直流信號(hào)作用于因果穩(wěn)定的線性時(shí)不變系統(tǒng)時(shí)的響應(yīng)進(jìn)行概括與總結(jié)。2.1直流信號(hào)的一般信號(hào)特殊性。在信號(hào)與系統(tǒng)分析的過(guò)程中，對(duì)于直流信號(hào)特殊性的研究首先要從時(shí)間無(wú)限信號(hào)開(kāi)始，而時(shí)間無(wú)限信號(hào)就是包含直流信號(hào)的一般信號(hào)。正常情況下，專家學(xué)者在研究這一信號(hào)類型的過(guò)程中，往往會(huì)按照直流分量和交流分量、因果分量和反因果分量對(duì)信號(hào)進(jìn)行分解，但是隨著研究的逐漸深入，現(xiàn)階段已經(jīng)可以將時(shí)間無(wú)限信號(hào)分解為一個(gè)因果信號(hào)疊加直流信號(hào)的形式，研究的精確度和可靠度得到了大幅度的提升。具體來(lái)說(shuō)，人員可以將直流信號(hào)的一般信號(hào)進(jìn)行分析，對(duì)信號(hào)的因果分量進(jìn)行分別表示。但值得注意的是，這種分解研究方式和傳統(tǒng)意義上的直流分量與交流分量分解、因果分量與反因果分量分解是截然不同的，在分解過(guò)程中要著重注意對(duì)細(xì)節(jié)問(wèn)題的把控，避免出現(xiàn)運(yùn)算混淆的情況。而且，直流信號(hào)的一般信號(hào)特殊性主要在于：當(dāng)這種信號(hào)作為激勵(lì)作用與因果穩(wěn)定的線性時(shí)不變系統(tǒng)情況下，可以通過(guò)對(duì)時(shí)域的卷積以及卷積和或者變換域的方法對(duì)其響應(yīng)進(jìn)行求解。不可否認(rèn)的是，由于包含直流信號(hào)的一般信號(hào)具有較強(qiáng)的特殊性，所以應(yīng)著重注意在應(yīng)用時(shí)域和變換域的特定性質(zhì)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)處理，否則可能會(huì)導(dǎo)致運(yùn)算異常。2.2時(shí)域卷積和變換域中直流信號(hào)的特殊性。在信號(hào)與系統(tǒng)分析直流信號(hào)特殊性的過(guò)程中，各個(gè)階段所涉及到的微分和差分的運(yùn)算都具有明顯的不可逆性，這也就意味著在對(duì)時(shí)間無(wú)限信號(hào)進(jìn)行微分和差分運(yùn)算處理的過(guò)程中，會(huì)因?yàn)檫\(yùn)算順序的不同而導(dǎo)致最終積分或求和得到的原信號(hào)存在明顯差異。這一問(wèn)題若無(wú)法得到有效解決，那么在實(shí)際運(yùn)算過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致時(shí)域和變換域分析的相關(guān)性質(zhì)不能被直接應(yīng)用于信號(hào)與系統(tǒng)分析中。具體來(lái)說(shuō)，時(shí)域卷積和變換域中直流信號(hào)的特殊性主要體現(xiàn)在以下五方面：其一，卷積的微積分性質(zhì)具有特殊性。在分析這一特殊性質(zhì)的過(guò)程中要重點(diǎn)理清導(dǎo)數(shù)階次和積分階次，避免由于簡(jiǎn)單的失誤而導(dǎo)致運(yùn)算功虧一簣。事實(shí)上，憑借現(xiàn)階段對(duì)卷積微積分性質(zhì)的研究結(jié)果分析，大致可以得出兩個(gè)基本推論。推論之一是在兩個(gè)信號(hào)卷積中，一個(gè)信號(hào)的微分和另一個(gè)信號(hào)的卷積相等。而另一個(gè)推論則是對(duì)階次分別為0和1這一特殊情況的限定。也就是說(shuō)，對(duì)某一特定類型連續(xù)信號(hào)來(lái)說(shuō)，由于其微分后再進(jìn)行積分所得到的信號(hào)與原信號(hào)是存在差異的，所以在實(shí)際運(yùn)算過(guò)程中，很難直接套用卷積的微積分性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行卷積運(yùn)算。在這種情境下，也就要求相關(guān)人員對(duì)其中的直流信號(hào)和其他信號(hào)的卷積進(jìn)行單獨(dú)運(yùn)算，以保證運(yùn)算結(jié)果的精確性。其二，卷積和的差分求和性質(zhì)具有特殊性。一般情況下，倘若時(shí)間無(wú)限信號(hào)中還有直流信號(hào)，是無(wú)法直接應(yīng)用卷積和的差分求和性質(zhì)的，而需要對(duì)其中的直流信號(hào)與時(shí)間無(wú)限信號(hào)進(jìn)行分別計(jì)算。其三，傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)具有特殊性，根據(jù)傅里葉變換的理論基礎(chǔ)來(lái)分析傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)，那么在性質(zhì)應(yīng)用過(guò)程中，往往待求信號(hào)微分后的傅里葉變換是已知的或者求解難度系數(shù)相對(duì)較低，但是倘若待求信號(hào)中含有直流信號(hào)，那么同樣不可以對(duì)傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)進(jìn)行直接運(yùn)用，這一點(diǎn)和卷積和的差分求和性質(zhì)應(yīng)用是相類似的。其四，離散時(shí)間傅里葉變換的時(shí)域求和性質(zhì)具有特殊性。通過(guò)傅里葉變換對(duì)離散序列進(jìn)行特殊處理，就可以在此基礎(chǔ)上對(duì)離散時(shí)間傅里葉變換時(shí)域進(jìn)行求和。在應(yīng)用這一性質(zhì)的過(guò)程中，情況同樣大致分為兩種。一種是待求信號(hào)的一階后向差分信號(hào)的傅里葉變換一致或求解難度系數(shù)較低，這種情況下可以直接利用離散時(shí)間傅里葉變換的時(shí)域求和性質(zhì)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算，否則將無(wú)法直接應(yīng)用性質(zhì)。其五，拉普拉斯變換的時(shí)域積分性質(zhì)具有特殊性，種種角度來(lái)說(shuō)拉普拉斯變換，實(shí)質(zhì)上是傅里葉變換的一種變形推廣，所以其應(yīng)用性質(zhì)和傅里葉變換的時(shí)域積分性質(zhì)具有相似性，在含有直流信號(hào)的情況下，無(wú)法對(duì)其進(jìn)行直接應(yīng)用。

3直流信號(hào)應(yīng)用總結(jié)

實(shí)習(xí)報(bào)告

××××作用：對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、消除干擾，為后續(xù)的a/d轉(zhuǎn)換提供具有足夠能量的所需信號(hào)。

一、設(shè)計(jì)任務(wù)

橋式放大電路、低通濾波器和恒流電源設(shè)計(jì)等，其輸出應(yīng)滿足a/d卡要求。畫(huà)出原理圖及pcb圖。

技術(shù)要求：（1）為a/d轉(zhuǎn)換電路提供、兩種信號(hào)電壓。

（2）電橋具有調(diào)零和標(biāo)定功能。

1數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)的重要性

數(shù)字信號(hào)是科技發(fā)展的產(chǎn)物，與傳統(tǒng)的模擬信號(hào)比較，其抗干擾能力較強(qiáng)。在傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸工程當(dāng)中，噪聲的因素對(duì)其影響尤為致命，在傳輸過(guò)程當(dāng)中，噪聲的產(chǎn)生極易影響通信質(zhì)量。反而觀察數(shù)字信號(hào)在傳輸過(guò)程當(dāng)中的反應(yīng)，其在接收未超過(guò)本身信號(hào)頻率所能控制的限值時(shí)，對(duì)于信號(hào)的傳輸輕易不會(huì)產(chǎn)生影響，在信號(hào)的接收上能夠更加具有可靠性。再而，數(shù)字信號(hào)本身所具有的傳送特性，致使其在遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)時(shí)能夠完好的保持信號(hào)質(zhì)量，保證通訊質(zhì)量不受距離的影響，高質(zhì)量的完成遠(yuǎn)程信號(hào)的傳輸工作。以上兩種情況均表明了數(shù)字電視信號(hào)更加適合于當(dāng)今的社會(huì)生活需求。

2數(shù)字電視信號(hào)質(zhì)量監(jiān)測(cè)過(guò)程中會(huì)發(fā)生的問(wèn)題

2.1數(shù)字電視未能正常播放

在數(shù)字電視出現(xiàn)以來(lái)，我國(guó)的播放設(shè)施快速的進(jìn)行了更新?lián)Q代的工作。與原有的模擬信號(hào)相比較，在觀看電視時(shí)，屏幕出現(xiàn)雪花和不能同步的問(wèn)題得到了極大的改善。與傳統(tǒng)模擬信號(hào)比較，數(shù)字電視信號(hào)在一般情況下對(duì)于電平值的接受要求下降，該情況的發(fā)生致使數(shù)字電視的抗干擾能力更強(qiáng)，在正常接收信號(hào)后電視即可出現(xiàn)清晰畫(huà)面。但與此同時(shí)，數(shù)字信號(hào)的接收將會(huì)出現(xiàn)更多的信號(hào)信息，該過(guò)程中由于相關(guān)人員或者技術(shù)的不成熟，電視將無(wú)法正常播放。

2.2無(wú)法及時(shí)對(duì)數(shù)字電視信號(hào)進(jìn)行處理

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星通信特別是在軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但隨著軍事斗爭(zhēng)日趨嚴(yán)峻復(fù)雜，對(duì)衛(wèi)星通信的安全性和抗干擾能力提出了更高的要求。我們?cè)谛l(wèi)星通信保障和訓(xùn)練中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)天線饋源組件的極化角度一旦發(fā)生變化，信號(hào)的強(qiáng)度也隨著發(fā)生變化。信號(hào)的極化特性在器件非線性應(yīng)對(duì)、頻譜資源緊張緩解、抗干擾等方面均有著不俗表現(xiàn)。本文將就衛(wèi)星通信中極化信號(hào)的安全傳輸技術(shù)作進(jìn)一步的分析和探討。

1衛(wèi)星通信安全傳輸技術(shù)分析

通過(guò)研究，我們發(fā)現(xiàn)在空域、頻域和時(shí)域難以處理的抑制干擾問(wèn)題，可基于極化濾波實(shí)現(xiàn)較好的處理。極化濾波器和干擾信號(hào)極化參數(shù)識(shí)別技術(shù)在其中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，極化濾波器的濾波效果，在很大程度上受到極化參數(shù)識(shí)別的精確度影響，而隨著近年來(lái)其他技術(shù)的引入，如聯(lián)合極化空間抗干擾方法，其極化抗干擾的實(shí)用性正不斷提升。但值得注意的是，受云計(jì)算等技術(shù)的影響，近年來(lái)不斷增強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力使得加密技術(shù)可靠性不斷下降，訪問(wèn)敏感衛(wèi)星數(shù)據(jù)、惡意節(jié)點(diǎn)成功破解加密的風(fēng)險(xiǎn)不斷提升，這種風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對(duì)需更好地利用信號(hào)極化特性，如極化抗干擾技術(shù)、快速雙極化跳變系統(tǒng)、方向極化調(diào)制技術(shù)等，本文對(duì)基于傳統(tǒng)的代表性技術(shù)的優(yōu)化升級(jí)展開(kāi)探索。

2衛(wèi)星通信中的極化信號(hào)安全傳輸技術(shù)

2.1基于卡爾曼濾波的極化抗干擾技術(shù)。極化參數(shù)識(shí)別可基于卡爾曼濾波技術(shù)實(shí)現(xiàn)，這一過(guò)程的干擾信號(hào)濾除可應(yīng)用斜投算子。在技術(shù)的具體應(yīng)用中，干擾極化狀態(tài)估計(jì)的方法需通過(guò)極化模型解釋，并隨之建設(shè)可用于極化濾波器設(shè)計(jì)的卡爾曼遞推方程。為最終實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信抗干擾，需進(jìn)一步引入斜投影濾波算子的運(yùn)算性質(zhì)及原理，圖1為極化抗干擾系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案?；趫D1進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，正交雙極化天線（合法用戶配備）可負(fù)責(zé)EH和EV的（極化信號(hào)）接收，分別經(jīng)過(guò)I/Q支路的EH和EV會(huì)被分解，并得到IV、QV、IH和QH四路信號(hào)，圍繞四路信號(hào)的干擾信號(hào)極化參數(shù)識(shí)別需采用卡爾曼濾波算法，以此得出的結(jié)果需引入斜投影濾波算子，以此基于其性質(zhì)同時(shí)實(shí)現(xiàn)干擾信號(hào)的濾除和目標(biāo)信號(hào)的完整保留。開(kāi)展具體仿真，設(shè)置εj、δj分別為45°、0°，采用25dB的干噪比，在完成干擾信號(hào)的極化參數(shù)設(shè)置后，即可開(kāi)展針對(duì)性的仿真實(shí)驗(yàn)，并得到極化參數(shù)仿真曲線。極化抗干擾技術(shù)相較于LMS算法在相等收斂速度下?lián)碛懈鼮閮?yōu)秀的跟蹤性能，在具體的仿真計(jì)算中，該極化抗干擾技術(shù)擁有0.003s的平均運(yùn)算消耗時(shí)間，LMS算法的平均運(yùn)算消耗時(shí)間則為0.03s，在時(shí)間消耗層面優(yōu)勢(shì)明顯。卡爾曼濾波動(dòng)態(tài)跟蹤識(shí)別在衛(wèi)星通信中可較好處理干擾信號(hào)極化參數(shù)，配合斜投影濾波算子，該技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信抗干擾，而相較于LMS算法，該極化抗干擾技術(shù)在收斂性和魯棒性方面的表現(xiàn)更為優(yōu)秀，且耗時(shí)短更短。2.2改進(jìn)型快速雙極化跳變技術(shù)。對(duì)于PSK的調(diào)制方式來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的快速雙極化跳變系統(tǒng)在防竊聽(tīng)方面的表現(xiàn)較差，這一問(wèn)題可通過(guò)新型的快速雙極化跳變算法解決。該算法的相調(diào)制信號(hào)承載采用一對(duì)新的快速跳變極化狀態(tài)，需首先進(jìn)行系統(tǒng)模型建設(shè)（基于衛(wèi)星信道），并以此完成盲識(shí)別的信號(hào)極化狀態(tài)方案介紹，隨后需進(jìn)行新的雙極化狀態(tài)信號(hào)設(shè)計(jì)，并最終完成收發(fā)信機(jī)的設(shè)計(jì)，跳變圖樣的生成采用偽隨機(jī)序列。對(duì)于具體的信號(hào)極化盲識(shí)別來(lái)說(shuō)，其流程可概括為圖2?；趫D2，在具體的信號(hào)極化盲識(shí)別過(guò)程中，接收端需首先接收極化信號(hào)（利用雙極化天線），正交雙極化信號(hào)EH和EV的獲取需通過(guò)載波下變頻和信號(hào)采樣實(shí)現(xiàn)，對(duì)于Eve（竊聽(tīng)用戶）來(lái)說(shuō)，I/Q分解EH和EV可得到四路信號(hào)，四路信號(hào)處理采用卡爾曼濾波，即可得到極化狀態(tài)γR和δR。對(duì)于PSK的調(diào)制方式，傳統(tǒng)的跳極化僅能夠在nφ上實(shí)現(xiàn)信息承載，對(duì)于不含γs的相位來(lái)說(shuō)，竊聽(tīng)用戶仍能夠由此完成信號(hào)的正確解調(diào)，防竊聽(tīng)目標(biāo)自然無(wú)法順利實(shí)現(xiàn)。在新的技術(shù)應(yīng)用中，信號(hào)疊加可基于新的雙極化狀態(tài)實(shí)現(xiàn)，這相當(dāng)于γs/α均增加于各個(gè)相位，因此基于新的發(fā)送信號(hào)開(kāi)展極化參數(shù)識(shí)別并引入極化匹配，即可最終得到式（1）所示的信號(hào)表達(dá)式（極化調(diào)制消除后）。（1）基于式（1）可知，信號(hào)幅度和相位在極化匹配后直接受到γs影響，且信息是否僅承載于相位，Eve（竊聽(tīng)用戶）均無(wú)法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的正確解調(diào)，衛(wèi)星通信中信息的安全傳輸由此可得到保障。開(kāi)展QPSK和16QAM在初值情況下的誤碼率性能仿真可以確定，合法用戶在新型算法影響下不會(huì)受到影響，可實(shí)現(xiàn)信息的正確接收?？偟膩?lái)說(shuō)，改進(jìn)型快速雙極化跳變技術(shù)可嚴(yán)重惡化竊聽(tīng)者的誤碼率，防竊聽(tīng)性能可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)足提升，最終實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信中信息的安全傳輸。2.3方向極化調(diào)制技術(shù)。方向極化調(diào)制技術(shù)基于傳統(tǒng)的極化調(diào)制發(fā)射機(jī)，方向極化調(diào)制發(fā)射機(jī)采用改進(jìn)式設(shè)計(jì)，基于成本最低和硬件改動(dòng)最小原則，其原理如圖3所示?；趫D3進(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)功分和相移單元，數(shù)據(jù)信號(hào)的極化狀態(tài)映射可順利實(shí)現(xiàn)，利用載波上變頻為射頻信號(hào)配合幅相校準(zhǔn)屬于傳統(tǒng)極化調(diào)制模塊部分，方向調(diào)制發(fā)射機(jī)的信號(hào)發(fā)射需利用極化信號(hào)的水平和垂直分量，同時(shí)在理想方向信道的零空間添加人工噪聲，方向極化調(diào)制發(fā)射機(jī)可由此構(gòu)成。深入分析可以發(fā)現(xiàn)，方向調(diào)制與傳統(tǒng)極化調(diào)制發(fā)射機(jī)的結(jié)合可獲得新型的方向極化調(diào)制發(fā)射機(jī)，單一天線的傳統(tǒng)極化調(diào)制發(fā)射機(jī)可被基于采用天線陣的方向調(diào)制發(fā)射機(jī)代替，配合人工噪聲的針對(duì)性添加，圖2信號(hào)極化盲識(shí)別流程圖3方向極化調(diào)制發(fā)射機(jī)原理合法接收機(jī)在期望方向上接收的極化信號(hào)屬于未畸變、不含人工噪聲的信號(hào)，而竊聽(tīng)接收機(jī)在非期望方向接收的極化信號(hào)則屬于畸變的具有人工噪聲信號(hào)。分析傳統(tǒng)方向調(diào)制和方向極化調(diào)制得到的各方向誤碼率可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)下變頻、信號(hào)采樣和幅相校準(zhǔn)，配合最大似然準(zhǔn)則解調(diào)信息，即可對(duì)比0°～180°各方位角上（期待方向?yàn)?0°時(shí)）傳統(tǒng)方向調(diào)制的誤碼率，以及0°～180°各方位角上（期待方向?yàn)?0°時(shí)）方向極化調(diào)制的誤碼率。通過(guò)對(duì)比可直觀發(fā)現(xiàn)，方向極化調(diào)制相較于傳統(tǒng)方向調(diào)制具有上升更快的非期望方向誤碼率。由此可見(jiàn)，方向極化調(diào)制技術(shù)具有較強(qiáng)的抗干擾性能。結(jié)論：綜上所述，本文對(duì)基于卡爾曼濾波的極化抗干擾技術(shù)、改進(jìn)型快速雙極化跳變技術(shù)、方向極化調(diào)制技術(shù)等內(nèi)容，進(jìn)行了深入地分析和探討。必將對(duì)現(xiàn)有部隊(duì)衛(wèi)星通信裝備抗干擾性能的改造具有一定的借鑒意義和啟發(fā)作用。

作者:李新科 程相波 單位:武警士官學(xué)校

摘要：本文介紹了模擬信號(hào)、DVB數(shù)字信號(hào)和基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議3種直播信號(hào)傳輸技術(shù)方案，分析比較了SRT與WebRTC兩種傳輸協(xié)議，歌華有線應(yīng)用WebRTC協(xié)議完成北京冬奧場(chǎng)館超低延時(shí)直播系統(tǒng)研發(fā)，為冬奧賽事直播提供了有力保障，也為后續(xù)廣電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商IP化改造提供了有力技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：冬奧會(huì)；超低延時(shí)；視頻直播

1引言

冬奧場(chǎng)館體育賽事的直播須兼顧實(shí)時(shí)性和流暢性，不僅時(shí)延要低，還要保障賽事直播視頻的流暢性和清晰度。同時(shí)，直播系統(tǒng)要兼顧“節(jié)儉辦奧運(yùn)”的主旨，基于有線電視網(wǎng)絡(luò)的傳輸環(huán)境，滿足用戶使用電腦、手機(jī)、平板等智能終端進(jìn)行觀看的需求。

2技術(shù)方案

不同技術(shù)方案呈現(xiàn)效果與實(shí)現(xiàn)路徑差異較大，基于當(dāng)前有線電視網(wǎng)絡(luò)背景，我們選取了3種技術(shù)手段，分別是使用模擬信號(hào)、DVB數(shù)字信號(hào)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議傳輸直播視頻數(shù)據(jù)，并搭建對(duì)比環(huán)境，從多種維度考察這3種技術(shù)方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

作用：對(duì)傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、消除干擾，為后續(xù)的a/d轉(zhuǎn)換提供具有足夠能量的所需信號(hào)。

一、設(shè)計(jì)任務(wù)

橋式放大電路、低通濾波器和恒流電源設(shè)計(jì)等，其輸出應(yīng)滿足a/d卡要求。畫(huà)出原理圖及pcb圖。

技術(shù)要求：（1）為a/d轉(zhuǎn)換電路提供、兩種信號(hào)電壓。

（2）電橋具有調(diào)零和標(biāo)定功能。原創(chuàng)：（3）電路具有抗混淆低通濾波功能，以滿足抽樣定理。

二、電橋放大器設(shè)計(jì)（電橋放大器）

一、設(shè)計(jì)方案提出

隨著IC輸出開(kāi)關(guān)速度的提高,不管信號(hào)周期如何,幾乎所有設(shè)計(jì)都遇到了信號(hào)完整性問(wèn)題。即使過(guò)去你沒(méi)有遇到SI問(wèn)題,但是隨著電路工作頻率的提高,今后一定會(huì)遇到信號(hào)完整性問(wèn)題。

信號(hào)完整性問(wèn)題主要指信號(hào)的過(guò)沖和阻尼振蕩現(xiàn)象,它們主要是IC驅(qū)動(dòng)幅度和跳變時(shí)間的函數(shù)。也就是說(shuō),即使布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒(méi)有變化,只要芯片速度變得足夠快,現(xiàn)有設(shè)計(jì)也將處于臨界狀態(tài)或者停止工作。我們用兩個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明信號(hào)完整性設(shè)計(jì)是不可避免的。

實(shí)例之一:在通信領(lǐng)域,前沿的電信公司正為語(yǔ)音和數(shù)據(jù)交換生產(chǎn)高速電路板(高于500MHz),此時(shí)成本并不特別重要,因而可以盡量采用多層板。這樣的電路板可以實(shí)現(xiàn)充分接地并容易構(gòu)成電源回路,也可以根據(jù)需要采用大量離散的端接器件,但是設(shè)計(jì)必須正確,不能處于臨界狀態(tài)。

SI和EMC專家在布線之前要進(jìn)行仿真和計(jì)算,然后,電路板設(shè)計(jì)就可以遵循一系列非常嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)則,在有疑問(wèn)的地方,可以增加端接器件,從而獲得盡可能多的SI安全裕量。電路板實(shí)際工作過(guò)程中,總會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題,為此,通過(guò)采用可控阻抗端接線,可以避免出現(xiàn)SI問(wèn)題。簡(jiǎn)而言之,超標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)可以解決SI問(wèn)題。

關(guān)于布線、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和端接方式,工程師通?？梢詮腃PU制造商那里獲得大量建議,然而,這些設(shè)計(jì)指南還有必要與制造過(guò)程結(jié)合起來(lái)。在很大程度上,電路板設(shè)計(jì)師的工作比電信設(shè)計(jì)師的工作要困難,因?yàn)樵黾幼杩箍刂坪投私悠骷目臻g很小。此時(shí)要充分研究并解決那些不完整的信號(hào),同時(shí)確保產(chǎn)品的設(shè)計(jì)期限。

一、傳統(tǒng)廣播信號(hào)覆蓋的現(xiàn)狀與困惑

無(wú)線廣播是現(xiàn)代社會(huì)重要的新聞信息傳播媒介。隨著我國(guó)廣播行業(yè)的不斷發(fā)展建設(shè)，調(diào)頻技術(shù)被廣泛應(yīng)用，成為傳統(tǒng)廣播覆蓋的最主要方式。無(wú)線廣播雖然具備諸多優(yōu)勢(shì)，但也面臨著不少困難：（一）受廣播發(fā)射臺(tái)站制約。目前我國(guó)廣播的發(fā)射，主要依托各級(jí)廣播電視發(fā)射臺(tái)站以點(diǎn)到面的形式進(jìn)行覆蓋。發(fā)射臺(tái)站的規(guī)劃選址涉及土地使用、工程基建、資金預(yù)算、人員配置等諸多問(wèn)題，建設(shè)和維護(hù)成本高。（二）調(diào)頻廣播收聽(tīng)質(zhì)量、覆蓋范圍受一些因素制約。調(diào)頻廣播工作在超短波波段，它是直線傳播，受到地形遮擋等因素影響較大，易產(chǎn)生覆蓋盲區(qū)，尤其現(xiàn)在廣播基本以覆蓋城市和公路為主，城市建筑物和山地會(huì)遮擋信號(hào)，調(diào)頻廣播收聽(tīng)質(zhì)量不好。（三）頻率資源稀缺。在調(diào)頻發(fā)射機(jī)中允許將最大頻偏限制在75KHZ，我國(guó)的調(diào)頻頻率規(guī)定范圍為87—108MHZ?，F(xiàn)有發(fā)射系統(tǒng)條件下，同臺(tái)發(fā)射頻率一般理論上以3000KHZ頻率以上間隔對(duì)頻率資源進(jìn)行劃分?？紤]到相鄰發(fā)射臺(tái)之間的信號(hào)存在互相干擾，相同或者相近的頻率資源無(wú)法使用，發(fā)射功率必須進(jìn)行相應(yīng)協(xié)調(diào)限制。（四）同頻率異地收聽(tīng)受限。在傳統(tǒng)的廣播覆蓋方式下，通過(guò)鎖定頻率方式必須由廣電傳輸發(fā)射單位大范圍建立同頻廣播，目前費(fèi)用相當(dāng)高昂，涉及的同頻協(xié)調(diào)申請(qǐng)手續(xù)程序復(fù)雜。隨著地域變化不停更換收聽(tīng)頻率的方式也相當(dāng)不便。我們?cè)陂_(kāi)展調(diào)頻廣播覆蓋的工作中也經(jīng)常遇到類似的問(wèn)題。例如，橫縣六景北樞紐立交是泉南高速和廣昆高速及六欽高速的交匯處，汽車(chē)流量大，每逢節(jié)假日，這里就成為高速公路堵車(chē)重點(diǎn)路段。相關(guān)部門(mén)希望通過(guò)調(diào)頻廣播這一信息渠道，及時(shí)向過(guò)往汽車(chē)交通路況信息，引導(dǎo)和疏解車(chē)流，減少擁堵。由于橫縣六景鎮(zhèn)位處盆地，西北側(cè)均有山地遮擋，形成調(diào)頻廣播信號(hào)覆蓋盲區(qū)，收聽(tīng)質(zhì)量差。我們嘗試在該路段沿線多點(diǎn)布設(shè)小功率發(fā)射機(jī)，使用相同頻率的廣播的技術(shù)方案來(lái)提高廣播覆蓋場(chǎng)強(qiáng)。但由于新增發(fā)射點(diǎn)建設(shè)成本較高，其中還涉及與當(dāng)?shù)卣畢f(xié)調(diào)征地、基建等一系列問(wèn)題，無(wú)法在理想的位置布點(diǎn)，難以達(dá)到理想的覆蓋效果，而且相鄰臺(tái)站發(fā)射信號(hào)同頻干擾的情況也難以解決。針對(duì)這一問(wèn)題，可以嘗試改變思路，使用新型的覆蓋技術(shù)去解決六景收聽(tīng)交通信息的難題。

二、新型融媒體廣播覆蓋方式涌現(xiàn)

當(dāng)前，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，廣播融媒體技術(shù)平臺(tái)日趨成型，傳統(tǒng)廣播也迎來(lái)了發(fā)展的春天。隨著汽車(chē)、手機(jī)的不斷升級(jí)，車(chē)上、手機(jī)上都不再配備傳統(tǒng)的調(diào)頻收音機(jī)功能，取而代之的是以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的全媒體融合智能系統(tǒng)。收聽(tīng)終端開(kāi)始呈現(xiàn)多樣化、移動(dòng)化、智能化的特點(diǎn)。廣播傳播渠道已經(jīng)從傳統(tǒng)的FM/AM電波媒體渠道，發(fā)展為多終端、多平臺(tái)、多入口、多應(yīng)用等。廣播利用車(chē)載移動(dòng)、微信、微博、APP、在線廣播等多個(gè)平臺(tái)，延伸和拓寬廣播受眾的覆蓋傳播通路。賽立信2017年上半年在國(guó)內(nèi)30個(gè)重點(diǎn)城市的新媒體調(diào)研結(jié)果顯示，廣播聽(tīng)眾中屬于網(wǎng)民的超過(guò)90%，其中使用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的達(dá)92.7%，60.0%的聽(tīng)眾使用電腦上網(wǎng)，說(shuō)明廣播與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的受眾重疊度相當(dāng)高，利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的特點(diǎn)傳播，聽(tīng)眾對(duì)廣播的黏合度會(huì)更高。并且，在超過(guò)8億的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)民中，收聽(tīng)廣播的受眾略超30%，且以年輕群體為主，說(shuō)明移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)受眾有可能給廣播的新媒體覆蓋提供一個(gè)新的契機(jī)。時(shí)代的變遷使得傳統(tǒng)廣播向新媒體邁出腳步，以便更好地傳播信息以及與聽(tīng)眾進(jìn)行互動(dòng)。資料顯示，我國(guó)除了西藏、甘肅外，其他29個(gè)省級(jí)廣播電臺(tái)、總臺(tái)，123個(gè)地市級(jí)廣播電臺(tái)都在網(wǎng)絡(luò)上開(kāi)創(chuàng)了電臺(tái)，這類電臺(tái)屬于傳統(tǒng)廣播的延伸，所以具備很強(qiáng)的專業(yè)性。在新型融媒體廣播覆蓋中，安裝于手機(jī)和智能車(chē)載系統(tǒng)上的基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的APP應(yīng)用程序占比較大?！膀唑袴M”“喜馬拉雅FM”等網(wǎng)絡(luò)廣播APP的問(wèn)世，在有互聯(lián)網(wǎng)的地方都能在線收聽(tīng)自己喜歡的頻率，越來(lái)越多的受眾選擇從網(wǎng)絡(luò)APP獲取自己喜歡的廣播節(jié)目。對(duì)于非新聞資訊、交通路況信息等實(shí)時(shí)性節(jié)目的音樂(lè)類、評(píng)論類節(jié)目等，人們還可以根據(jù)自己的時(shí)間安排去做回聽(tīng)或者點(diǎn)播?；谖⑿殴娞?hào)的廣播節(jié)目傳播方式是另一種新型融媒體廣播覆蓋，受眾關(guān)注廣播頻率的公眾號(hào)，即可以在有網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋的地方收聽(tīng)在線音頻和收看視頻互動(dòng)直播節(jié)目，還可以實(shí)時(shí)發(fā)言與主持人進(jìn)行互動(dòng)交流。如此，受眾可以及時(shí)了解到前面堵車(chē)的情況，以及解除擁堵需要的大概時(shí)間，就可能放寬心情，在等待中運(yùn)籌帷幄。新型融媒體廣播覆蓋將使長(zhǎng)期困惑我們的六景信號(hào)覆蓋問(wèn)題迎刃而解。

三、廣播信號(hào)覆蓋技術(shù)的發(fā)展方向

鑒于以上所述的新型網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式的出現(xiàn)及其迅猛發(fā)展，我們的廣播受眾也都從傳統(tǒng)走到了互聯(lián)網(wǎng)中，廣播將從單一單向的生產(chǎn)、傳輸、覆蓋轉(zhuǎn)換到全媒體生產(chǎn)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋、傳播與互動(dòng)并行的時(shí)代。借助于完善的通訊網(wǎng)絡(luò)，單一性、地域性的廣播得以多元化、全球化的覆蓋。筆者認(rèn)為，借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)，發(fā)揮融媒體的作用，辦看得見(jiàn)的廣播，需要改變以往單純音頻的采、編、傳播方式，向“融合”“多屏”節(jié)目生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。廣西人民廣播電臺(tái)建設(shè)的全媒體廣播平臺(tái)就是一個(gè)很好的例子，該平臺(tái)在直播間增配可視化廣播網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)直播系統(tǒng)，將視音頻信號(hào)IP化，實(shí)現(xiàn)IP流信號(hào)與電臺(tái)網(wǎng)絡(luò)廣播APP和微信平臺(tái)對(duì)接。聽(tīng)眾可以通過(guò)手機(jī)直播的H5頁(yè)面和直播間主持人節(jié)目現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行互動(dòng)，增加了節(jié)目的用戶互動(dòng)量和關(guān)注度，同時(shí)將記者使用移動(dòng)采訪本臺(tái)稿件系統(tǒng)的圖文資訊推送到APP和頻率的微信公眾號(hào)，極大地豐富節(jié)目?jī)?nèi)容形式。新型融媒體廣播覆蓋的優(yōu)勢(shì)在于互動(dòng)性，應(yīng)大力發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)廣播覆蓋中受眾與電臺(tái)雙向互動(dòng)的作用。微信公眾號(hào)平臺(tái)就凸顯了優(yōu)勢(shì)，成為極佳的互動(dòng)平臺(tái)。節(jié)目進(jìn)行中，主播和導(dǎo)播都能第一時(shí)間看到所有互動(dòng)留言信息，信息收集更方便。此外，微信公眾號(hào)平臺(tái)的功能可以拓展，可以根據(jù)電臺(tái)的需求開(kāi)發(fā)出不同的功能模塊，例如內(nèi)嵌官方網(wǎng)站，和接收活動(dòng)信息，匯總統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)報(bào)表，這些全新開(kāi)發(fā)的功能為電臺(tái)增添了觸角，也增加了運(yùn)營(yíng)模式，電臺(tái)的形態(tài)不僅僅是我們熟悉的聲音傳播，而是視音頻圖文全方位的覆蓋。

第一條為了規(guī)范氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)與傳播，防御和減輕氣象災(zāi)害,保護(hù)國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)安全,依據(jù)《中華人民共和國(guó)氣象法》、《國(guó)家突發(fā)公共事件總體應(yīng)急預(yù)案》,制定本辦法。

第二條在中華人民共和國(guó)領(lǐng)域和中華人民共和國(guó)管轄的其他海域與傳播氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)，必須遵守本辦法。

本辦法所稱氣象災(zāi)害預(yù)警信號(hào)（以下簡(jiǎn)稱預(yù)警信號(hào)），是指各級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)所屬的氣象臺(tái)站向社會(huì)公眾的預(yù)警信息。

預(yù)警信號(hào)由名稱、圖標(biāo)、標(biāo)準(zhǔn)和防御指南組成，分為臺(tái)風(fēng)、暴雨、暴雪、寒潮、大風(fēng)、沙塵暴、高溫、干旱、雷電、冰雹、霜凍、大霧、霾、道路結(jié)冰等。

第三條預(yù)警信號(hào)的級(jí)別依據(jù)氣象災(zāi)害可能造成的危害程度、緊急程度和發(fā)展態(tài)勢(shì)一般劃分為四級(jí)：Ⅳ級(jí)（一般）、Ⅲ級(jí)（較重）、Ⅱ級(jí)（嚴(yán)重）、Ⅰ級(jí)（特別嚴(yán)重），依次用藍(lán)色、黃色、橙色和紅色表示，同時(shí)以中英文標(biāo)識(shí)。

本辦法根據(jù)不同種類氣象災(zāi)害的特征、預(yù)警能力等，確定不同種類氣象災(zāi)害的預(yù)警信號(hào)級(jí)別。

隨著汽車(chē)排放法規(guī)日益苛刻，對(duì)汽車(chē)傳感器的精度要求越來(lái)越高，對(duì)執(zhí)行器的控制也是越來(lái)越精確，這就要求汽車(chē)ECU處理器具有更高的通訊能力。當(dāng)前高壓共軌柴油機(jī)的噴油電磁閥的控制方式開(kāi)始突破以往的PWM控制方式，開(kāi)始采用SPI的控制方式。PWM控制方式的波形復(fù)雜，控制程序也較復(fù)雜，而且其控制靈敏性相對(duì)較差；SPI控制方式以數(shù)據(jù)幀的形式輸出，控制程序比較簡(jiǎn)單，而且輸出數(shù)據(jù)可任意定義，控制靈活性較大J。SPI：SerialPeripheralInterface(串行外圍設(shè)備接口)是一種高速、全雙工、同步的通訊總線，在芯片的管腳上只占用4個(gè)管腳，節(jié)約了芯片的管腳，同時(shí)也為PCB布局節(jié)省了空間J。正是由于這種簡(jiǎn)單易用的特性，現(xiàn)在越來(lái)越多的芯片集成了這種通訊協(xié)議，如：飛思卡爾公司生產(chǎn)的MC68HCXX系列處理器及英飛凌公司生產(chǎn)的TriCore系列處理器。SPI信號(hào)快速簡(jiǎn)便，不僅越來(lái)越多地應(yīng)用于通訊領(lǐng)域J，也越來(lái)越多地應(yīng)用于功率驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，如：發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器驅(qū)動(dòng)。SPI能輸出比PWM控制方式更為精細(xì)、準(zhǔn)確的控制信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)噴油量的精確控制。此外，SPI具有控制反饋，可實(shí)時(shí)反饋當(dāng)前控制狀態(tài)。所以一些噴油器智能驅(qū)動(dòng)芯片也開(kāi)始集成這種通訊協(xié)議接口，如：飛思卡爾公司生產(chǎn)的MC333885及英飛凌公司生產(chǎn)的TLE62XX系列。

1MSC下行內(nèi)核結(jié)構(gòu)及工作原理

1．1TC1796簡(jiǎn)介

英飛凌公司生產(chǎn)的TriCore系列中的TC1796是一款專門(mén)針對(duì)汽車(chē)應(yīng)用而設(shè)計(jì)的功能強(qiáng)大的處理器芯片。TC1796中集成了一個(gè)MSC(微秒總線接口)模塊]。該模塊專門(mén)為驅(qū)動(dòng)外圍功率設(shè)備而設(shè)計(jì)。該模塊的數(shù)據(jù)信息和控制信息通過(guò)高速同步串行下行通道與外圍功率設(shè)備通訊，MSC中內(nèi)置了SPI的所有引腳，同時(shí)做了些擴(kuò)展，具有四個(gè)片選通道，而且具有N型與P型輸出通道。

1．2下行通道結(jié)構(gòu)

MSC內(nèi)核分下行通道與上行通道，這里主要介紹下行通道。下行通道由32位移位寄存器、下行通道控制模塊、lfO控制模塊，下行數(shù)據(jù)寄存器DD、下行控制寄存器DC以及兩個(gè)多路復(fù)用器組成。下行通道模塊結(jié)構(gòu)如圖1所示。