空间传输范文

空间传输范文（精选6篇）

空间传输 第1篇

1定位比较难

卫星覆盖的范围很广, 而且卫星转发器具有开放性的特点, 任何在卫星覆盖波束内的地面站, 都可以发射载波到卫星转发器上。并且各卫星网络内的地球站数量很多, 在没有相关辅助信息的情况下, 需要花费大量的时间及人力物力才能排查到干扰源。而非法盗用转发器资源, 以及恶意干扰现象的存在, 更增加了定位干扰源的难度。

2经常性

卫星网络干扰存在于用户卫星网络的整个运行期内, 某种意义上讲, 处理卫星网络干扰可以被看做是卫星运营商管理工作的一项主要任务。

二、卫星网络干扰的来源

1因技术原因产生的干扰, 此类多为地面设备故障或误操作等技术原因所致。此类型干扰占到全部干扰数量的90%以上。

2恶意干扰, 一般是有目的的破坏或者存在重大经济利益的恶意竞争而采取的干扰。干扰方利用卫星地面站天线, 对准选定的静止卫星, 发射比正常功率大得多的干扰信号, 使地面接收设备无法接收或者接收质量严重下降。

三、具体的干扰方式有

1正交极化干扰

虽然在用户正式开通业务前, 卫星公司会对用户地面站的天线极化和载波功率进行标定, 但在用户网络运行期间, 地面站的上述发射性能有可能发生变化, 一旦卫星天线极化隔离度恶化, 或者载波超功率发射, 就会对反极化用户业务产生干扰。此时, 卫星公司一般将安排用户调整设备、重新进行上星标定。

2中频引入的干扰

若用户地面站中频电缆屏蔽或接地不好, 极易将本地的调频广播或其他信号引入上行系统并发射到卫星转发器, 造成对其它卫星网络的干扰, 卫星公司一般会通过解调干扰信号, 比对各用户射频发射参数并安排相关地面站协查, 这样可以有效地排查出干扰源。彻底解决干扰问题需要地面站做好相应的系统或者传输线路的电磁屏蔽工作。

3杂散干扰

杂散干扰在时间上和频谱上没有规律, 多为地面站发射设备故障所致。卫星公司一般会协调有关可能的地面站进行同时协查, 但是需要较长时间, 在干扰定位之前, 如有关地面用户的卫星网络需要支持, 卫星公司也可根据情况改变受影响的转发器的增益档设置以减少干扰影响, 但此时需要用户地面站相应提高发射功率配合。

4转发器过饱和工作引起干扰

由于使用同一转发器上的各用户自行提高发射功率, 造成转发器过饱和工作, 产生互调产物并导致转发器噪声的抬高, 从而导致用户业务的传输链路质量受到影响。此时, 需要由卫星公司协助相关转发器用户降低发射功率, 从而降低噪声, 提高信号传输质量。

5邻星干扰

包括邻星上行干扰和下行干扰。上行干扰是由于邻星地面站发射天线指向未调整好或者天线方向性差所致, 一般需要卫星公司协调邻星的运营商予以解决。下行干扰则是由于地面站本身天线指向误差或方向特性差, 引入邻星干扰, 这时需要地面站调整天线指向, 改善天线方向性能。

6授权地面站误操作引起干扰

地面站进行设备检修或临时测试时, 由于载波参数设置错误 (频率、极化和调制等) 造成对其他转发器用户的干扰, 这种情况通常需要卫星公司根据掌握的全面情况快速联络排查, 为了转发器用户的共同利益, 各用户应该加强与卫星公司在日常维护操作上的联络呼应, 这不失为一个好的运行机制。

7非法盗用转发器资源

一些未经授权的用户非法盗用转发器资源, 由于干扰来源的查找和定位比较复杂, 正常运行的卫星公司很少采用这种方式排查盗用资源者, 一般情况下, 采取加阻塞盗用信号的办法进行处理, 这也是卫星保护合法用户利益的一个比较有效的办法。

8日凌干扰

每年春分和秋分期间, 卫星都会受到日凌的干扰, 每次持续时间为六天左右, 日凌产生原因为这段时间太阳和卫星接收天线及卫星和卫星接收天线之间的夹角很小甚至重合, 太阳产生的强大电磁波直接进入接收天线内, 而它的电磁波频谱非常宽, 相当于一个巨大的噪声源, 此时卫星接收将受到严重影响甚至中断。日凌现象是没有办法完全避免的。但是日凌现象和接收天线的尺寸和卫星的下行频率有关。接收天线尺寸越大、下行频率越高则相应的日凌干扰时间会越短。因此加大接收天线的尺寸有助于降低日凌对节目接收的影响。

四、卫星抗干扰措施

作为卫星地面站的抗干扰措施主要有信号压制法、空间隔离法、频率隔离法和信号处理法等。最常用的是信号压制法, 是指当卫星地面站发现卫星信号被干扰后可以直接加大转发器发射功率, 增加卫星转发器的信号干扰比, 压制干扰信号, 然后再采取其它措施进行分析处理。频率隔离法主要是星上转发器发现干扰信号后, 转发器接收机依据控制信号及时改变发射频率以避开相应的干扰信号。

而对于地面卫星接收装置的抗干扰措施, 首先是在选择接收天线的安装位置时要尽量避开微波中继电路附近的地方, 因为微波和卫星发射接收频率比较接近, 极容易产生干扰, 实在不能避开可以加装带通滤波器, 将干扰频率滤掉, 并且安装位置要尽量避开高大建筑物、树木、大的阻挡物等, 做到以天线为基点, 角度在3度以内不应该有阻挡物。

其次可以选择利用建筑物阻挡在干扰源来的方向, 这样可以最大限度的降低干扰源对卫星信号的影响。也可以将天线安装在地面以下, 只要能够在卫星接收方向上没有阻挡就可以。另外判断出干扰波的来源方位, 可以在天线的一侧或多侧架设金属网遮挡干扰波, 将干扰波反射回去。金属网架设高度需超过卫星天线上的高频头, 且不能挡到卫星信号的行进路线。由于C波段信号波长在71.4mm到88.2mm之间, 如果采用金属网屏蔽干扰波, 为防止干扰波漏进金属网, 网孔孔径应小于最短波长71.4mm的1/4, 即小于17.85mm。

还要尽量缩短室外单元和室内单元的连接电缆的长度, 因为线路过长会将附近的电磁干扰感应到电缆内, 这样会影响卫星节目的接收质量。

结语

综上所述, 解决卫星传输的电磁干扰不但要在发射部分采取有效的技术措施防止上行信号产生干扰, 而且在接收部分也要采用适合的方式降低干扰源的影响。

摘要：近年来卫星传输作为广播电视传输的一种手段得到了越来越广泛的应用, 相应的卫星传输被干扰的现象也越来越严重, 因为卫星信号在开路的空间及透明弯管式的转发器环境中传输, 因此必然会产生各种空间电磁干扰。下面主要分析一下卫星干扰产生的原因及具体的解决办法。

关键词：卫星,接收,干扰

参考文献

自由空间无线光通信传输 第2篇

系统由发射机与接收机组成。

1 发射机

发射机由语音传感器，音频放大，A/D转换器，激光驱动电路，激光发射器，LED显示等组成。原理图如下图所示：

工作原理为：语音传感器将语音信号转换为电信号，再经音频放大。放大后的音频信号经单片机MEGA8内置的A/D转换器转换成数字信号。得到的数字信号一边由单片机输出LED数码显示，另一边由RS232接口输出到激光驱动电路，经放大后驱动激光器发射出去。当需要发射电脑文件时，只需拨动连接开关，把激光器驱动电路与电脑的RS232接口相连，就可以由直接发射电脑文件数据。

音频放大电路如下图

单片机与激光器连接如下图

SWITCH2为选择开关，可选择连接电脑RS232接口，或者是单片机的RS232接口。

LASER激光器选择5m W的半导体激光器，工作电流约为50m A。因此激光器可以用3组(每组2个)反相器(74HC04)并联直接驱动。

ATm e ga8是AVR系列中一款性价比极高的单片机，它内置有6路10位和2路8位的A/D转换器。本系统采用其中的一路8位的A/D转换器。放大后的音频信号可直接输入到该A/D转换引脚上，实现模数转换。

2 发射机软件设计

发射机软件框图如下图所示：

为了提高信号的传输速度，软件设计上采用了串口发送中断的方法，波特率为500kbit/s。每一字节为10位，(8位的数据位加1位开始位加1位停止位)所以速率为50kbyte/s。设置A/D转换器为自动转换模式，转换的速率为100kHz，精度为8位。因为A/D转换速率远高于串行发送的速率，所以每次串行发送完毕后读入的A/D转换数值都是新的实时信号数值。

因为在传输过程中好可能会出现错位，从而导致发送错误无法恢复。所以在每个数据发送完毕后都设置延时，延时时间必需大于每字节的发送时间。从而把需要发送的每个字节准确地区分开来。如果一个字节发送时出现错误时，经延时后会重定义开始位，不会影响下一字节的发送。

3 接收机

接收机由PIN光电接收器，放大整形电路，D/A转换器，音频放大器等组成，原理图如下图所示。

工作原理为：PIN光电二极管接收到微弱的光电流，经运算放大器放大，再经施密特反相器滤波整形，得到串行传输信号，就可以直接由RS232接口输入单片机。如果是音频信号可由单片机输出到D/A转换器中还原为电信号，经音频放大驱动扬声器发声;如果是工业数据信号，可输出到LED数码显示，并输送到相应的控制器;如果是电脑文件数据，可拔动连接开关，把串行传输信号经电平转换器MAX232直接输入到电脑。

放大整形电路如下图：

PIN光电二极管接收到激光发射器的微弱光信号，后经运算放大器放大，再经施密特反相器滤波整形，从而得到波形很好的串行方波信号。就可以经RS232接口输入单片机驱动D/A转换输出音频;或者经MAX232作电平转换后直接输入到电脑进行数据处理。

单片机与D/A转换器DAC0832连接如下图：

4 接收机软件设计

接收机软件框图如右图所示：

为了保正传输的速率，接收机采用了串口接收中断工作方式，当有串口中断产生时，马读入串口数据，并输出到DAC0832芯片进行数模转换。

接收机的波特率必须与发射机的波特率一致，即500kbit/s。

5 结语

本无线光通信系统传输的语音音质好，数据误码率低，能自动纠正数据错位。可用于各种工业生产上的数据、语音传输。

摘要：本文简单介绍了基于RS232串行通信接口而设计的光无线通信器。本通信器成本低, 设计简单、性能好, 可适用于工业 (或民用) 上各种无电接触传输的要求。

关键词：无线光通信,RS232接口,无电接触传输

参考文献

[1]张英海, 霍泽人, 王宏锋, 王卫东.自由空间光通信的现状与发展趋势.2004.

空间信息传输智能化抗干扰技术研究 第3篇

关键词：智能抗干扰,空间信息传输系统,智能天线,智能频谱监测

0引言

未来“天地一体的空间信息感知与传输”的发展, 要求空间信息传输系统在能够支持更高的传输速率和更多的业务功能的同时, 还要具有更强的安全性和生存能力, 主要表现在抗干扰、抗截获、抗摧毁、机动和保密等多个方面。尤其在面向未来信息对抗和网络中心战的战场环境下, 通信系统的干扰与抗干扰已经成为信息化作战关注的焦点和难点问题。目前, 通信对抗中的干扰正向宽带化、大功率化、多样化、智能化的方向发展, 未来电子战中的干扰设备将采用集通信信号侦查与识别、信号特征描述、干扰效果评估和干扰指挥等多功能于一体的设计, 具备更强的侦查、分析、识别与决策能力, 这些都使得传统的抗干扰通信体制与技术已经很难与之抗衡了[1]。因此, 针对开放的天基网络空间, 需要构建具备威慑快速感知并可主动反制的智能化空间安全防护体系[2];针对日益综合化和智能化的空间干扰, 需要研究并采用更先进的智能抗干扰技术与手段。

1空间信息传输系统与网络的应用特点

目前, 我国空间信息传输系统广泛应用于各类通信与侦察监视卫星、气象与环境监测卫星以及载人航天和深空探测等空间飞行器中, 用于完成各类通信业务数据和载荷探测数据的星地、星间传输。随着各类移动通信、宽带通信和高分辨率观测载荷的发展, 空间信息传输系统正面临着越来越高的信息传输速率和实时可靠数据传输等应用需求。然而, 空间信息传输系统在具有一些得天独厚的通信优势的同时, 由于其所处的特殊空间环境, 导致空间信息传输系统也存在一些突出的弱点和缺陷, 使其更容易受到干扰、攻击与摧毁。

(1) 空间信息传输链路的开放性。空间信息传输链路暴露在空间, 导致链路的特征参数容易被非法侦收, 通信信号容易被窃听, 通信网络和节点容易被攻击。敌方通过释放强干扰信号, 使得接收机饱和、阻塞而不能正常工作;通过非法截取和篡改通信信号或者假冒用户身份, 侵入星上和地面数据处理系统, 导致信息和数据被破译。此外, 由于空间信息传输链路通常采用高频段通信, 高频信号容易受大气、雨雪等自然环境的影响, 造成通信链路无法正常建立或通信质量降低。

(2) 空间信息传输平台的局限性。卫星运行有着较准确的轨道特征, 变轨能力弱, 很容易被探测、跟踪、侦查和监视, 并受到反卫星武器的攻击。要提高卫星的机动能力以躲避攻击, 卫星必须带有足够的动力, 就会影响到卫星的有效载荷, 而且卫星一旦实现轨道机动, 离开了正常的工作轨道, 必然影响到其正常工作。此外, 由于卫星平台能力的限制, 星载通信系统的内存小、处理能力低、电源有限, 导致空间节点的抗干扰处理和实现的难度大, 信息密码保护能力差, 信号被侦收后, 信息数据容易被破译。

(3) 空间信息传输监管的艰巨性。空间信息传输节点 (卫星和空间飞行器) 与地面站的距离以及节点之间的距离都远远大于地面网络, 因此在地面网络中通常可以忽略的传输延迟在空间信息网络中是不能忽略的。此外, 节点运行的高动态性、网络拓扑的时变性和链路时延的抖动性等也增加了空间网络的管理难度[4], 从而使得信息传输过程中的抗干扰控制措施难以及时实现。

2空间信息传输中的干扰与抗干扰分析

2.1空间信息传输中的干扰与威胁分析

按照干扰攻击目标和方式的不同, 基于卫星通信的空间信息传输系统面临的干扰与威胁可以分为四大类:针对接收端设备的电子干扰 (如压制式干扰、欺骗式干扰、灵巧式干扰等) 、针对传输链路的无源干扰 (如抛撒箔条、气溶胶等) 、针对卫星平台的硬摧毁 (如定向能武器、动能武器、反卫星卫星等) 和针对空间网络的攻击 (如链路层攻击、网络层攻击和应用层攻击等) 。

目前, 通信干扰技术正朝着综合化、一体化、智能化方向发展, 空间电子攻击技术趋于灵巧化、精确化, 从压制式干扰向灵巧式、欺骗型干扰、网络对抗以及干扰方式复合化等方向发展。传统的基于能量比拼的信号层面攻防走向弱化, 基于比特战的信息层面的网络信息攻防技术得到增强, 从降低、破坏敌方作战系统效能向识别、欺骗, 甚至接管敌方系统发展。其中基于协议的网络对抗技术突破了大功率压制干扰自身存在的缺点, 成为电磁对抗到信息对抗的一个本质的飞跃。

2.2空间信息传输系统安全防护策略分析

针对以上干扰威胁, 空间信息传输系统的安全防护应采取多维防御性对抗策略, 由传统的被动防护转变为主被动相结合的综合化、智能化防护, 并向感知、防御和进攻等多功能于一体的攻防兼备方向发展。具体的防御策略和技术方向发展如下:

(1) 基于空间态势感知、综合威胁告警和智能化防御策略生成等技术, 构建空天地一体化的信息传输网络对抗体系。

(2) 借助于星间链路、卫星组网和信息交链等方式, 提高空间信息传输的抗干扰和抗截获能力。

(3) 提高通信频段, 采用极高频频段高速宽带跳频通信体制, 大力发展下一代通信加密与安全验证技术, 提升空间信息传输和发布的安全性。

(4) 采用卫星隐身和综合抗干扰等技术, 大力发展机动变轨、在轨修复与重构等自主运行技术, 提高卫星系统自身的防护能力和智能化抗干扰水平。

可见, 智能化是空间信息传输系统安全防护策略的一个主要发展方向。智能抗干扰技术是在传统的抗干扰技术的基础上, 增加了对干扰威胁的自主感知和抗干扰策略的智能决策的能力, 既体现在以卫星或飞行器为节点的通信设备上, 也体现在卫星或飞行器组成的通信网络中[2]。

星载智能抗干扰系统的基本组成如图2所示。

在智能抗干扰通信体制下, 卫星或航天器等空间节点可实时感知空间环境的变化, 并通过对感知的信息进行处理实现威胁评估与干扰识别;根据干扰识别结果, 综合考虑自身的性能, 实时决策当前应该采用的最佳抗干扰传输方式和相应的参数配置 (如频率、瞬时带宽、调制方式、纠错编码、补偿策略、数据速率、发射功率、滤波特性等) ;星载信息传输系统和设备采用自主智能重构体制与技术, 在具有高性能、模块化、可扩展、可重构等特点的星载信息传输软硬件平台的支持下, 可保证抗干扰操作的实施。所有的这些智能自适应特性都必须建立在强大的环境感知能力与智能的决策能力基础上[3]。

3空间信息传输中的智能抗干扰技术

3.1星载智能天线技术

智能天线抗干扰是利用敌我信号在幅度、编码、频谱或空间方位的不同特征, 通过信号处理器对各阵元进行自适应加权处理, 自动控制和优化天线阵的方向图, 使天线的增益在我方信号方向上保持最大, 在干扰方向增益最小, 实现空间滤波。智能天线是自适应调零天线技术、数字信号处理技术与软件无线电技术结合的产物。智能天线的基本组成如下图所示, 它主要由天线阵、LNA、D/C、A/D变换器、波束形成器和自适应控制等几部分组成。

智能天线的核心是自适应控制单元, 主要功能是基于一定的算法和优化标准, 主动适应周围的电磁环境的变化。它采用数字波束形成技术, 对不同的阵元的信号计算得到相应的幅度和相位, 去控制波束成形网络的加权矢量, 动态地产生空间定向波速, 使得天线方向图的主波束跟踪用户的信息达到的方向, 旁瓣或零辐射方向对准干扰信号所到达的方向, 从而实现了信号的空间滤波。波束形成算法的选择决定了在环境变化时波束自适应控制能力和反应速度以及实现算法所需硬件的复杂性, 各种波束形成算法都依据一定的最优化准则也就是在一定约束条件下达到最优。

虽然相控阵天线和数字波束形成技术已经比较成熟, 且在多个技术领域得到应用, 但根据卫星通信领域的具体特点, 需要重点解决以下几个关键技术:

(1) 数字调零天线系统体系结构研究:从相控阵数字调零天线的功能模型出发, 研究适合系统实时阵列信号处理的系统组成结构, 以满足大容量数字信号的采集和传输、大运算量阵列信号处理的要求。

(2) 单元信道匹配和校正技术:对由阵元互耦、通道幅相不一致、频率特性不一致等引起的误差进行实时的匹配校正, 满足系统要求的波束性能。

(3) 多通道接收数字相关与信号合成技术:研究阵列信号处理快速算法和高速的信号处理器, 完成运算量巨大的阵列信号处理, 满足系统抗干扰指标。

(4) 快速自适应处理算法:研究适合卫星通信领域的精度高、收敛快的自适应处理算法, 使波束的指向和性能满足需求。

3.2星载智能频谱监测技术

除了星载智能天线自适应调零抗干扰技术, 在卫星接收到的射频信号经下变频和中频转成基带后, 可进一步采取更加灵活的信号处理抗干扰技术, 如频谱监测技术、抗干扰调制解调波形信号处理技术、非固定频率搬移技术等。其中智能频谱监测技术是实现有效抗干扰信号处理技术的基础和前提。

工程实现性强的星载智能频谱监测的系统架构采用天地一体配合工作模式, 如图4所示。

星载频谱监测系统对频谱的采集分为两级过程, 一级先进行全谱粗扫, 二级对选定的频谱提高采样率, 进行细扫。

星载频谱监测系统对接收频谱进行采样, 将采样频谱 (由采样频谱数据和同步信号数据组成) 发送到地面, 由频谱监测处理中心进行分析处理, 将接收到的采样频谱功率电平与阈值进行比较, 确定用户终端和星上通信设备的信号功率电平是否需要调整, 以及发现是否有非法用户正在使用通信频谱。

业务控制中心为频谱监测处理流程分配资源, 通过卫星运控中心将频谱监测控制脚本 (频谱采用序列) 上传到星上。频谱监测处理中心还完成对星载频谱监测系统的配置管理、频谱扫描计划安排。

天地一体的频谱监测系统使星载设备具备了智能的抗干扰信号处理能力, 可以极大提高未来空间信息传输的安全性。

4结语

随着空间信息传输过程中干扰威胁的日益复杂化和智能化, 智能抗干扰技术必将成为未来“天地一体的空间信息感知与传输”体系中不可或缺的组成部分, 具有广阔的应用前景。对空间信息传输过程中干扰威胁的自主认知和抗干扰策略的智能决策是智能抗干扰技术的突出特点, 也是实现星载智能抗干扰功能的主要难点。目前, 在传统抗干扰技术的基础上, 已开展星载智能抗干扰系统的设计, 并针对其中的星载智能天线技术和星载智能频谱监测技术进行了研究, 研究成果将为未来智能抗干扰技术的天基应用提供支撑。

参考文献

[1]郭锐, 闫建峰, 梁亮, 军事智能抗干扰无线通信发展要求及分析[J], 舰船科学技术, 2011, 33 (6) :pp19-21

[2]吴曼青.关于天地一体化信息网络发展的考虑[C], “天地一体化信息网络”高峰论坛文集, 2013, 9:pp72-79

[3]李少谦, 程郁凡, 董彬虹, 唐雪梅.智能抗干扰通信技术研究[J], 无线电通信技术, 2012, 38 (1) :pp1-4

[4]姜会林等.天地一体化信息网络几个关键问题的思考[C], “天地一体化信息网络”高峰论坛文集, 2013, 9:pp148-156.

空间传输 第4篇

关键词：业务数据,TS流,私有数据空间

如今我国数字电视产业正迅猛发展,电视机也越来越智能化,承载着越来越多的应用,更加注重与观众的互动性。不久的将来将实现看电视到用电视的转变,实时天气、彩票、股票等业务将逐步在电视机上呈现。这就要求TS流承载更多业务数据。本文提出一种基于视频ES流私有空间传输业务数据的方法,可以作为当前传输方法的重要补充。

电视系统可以传送的业务数据很多,大致可以分为以下3类:第1类,是广播业务数据,通常是电视制作单位或者是电视信号提供商向所有用户“强制”发布的信息,可以是紧急通知以及政策范围内允许的公益或商业广告等,在电视机上可以以滚动字幕的方式呈现;第2类是电视节目语言字幕业务数据,可以是多语种字幕,让用户灵活选择观看,在电视机画面上有特定的显示窗口;第3类是用户定制业务数据,比如说实时天气信息、彩票信息和股票信息等,可以在用户自主打开的对话窗口中显示。

以往研究业务数据在TS流中传输时,往往是新增TS包,这种方法需要修改PSI信息,改变了原始TS流的结构,新增业务时需要对系统整体进行大量的软件升级。本文考虑到视频序列中预留了大量私有数据空间,如果将它们组织起来可以传输大量业务数据,这种方法不仅可以作为原有传输技术的补充,可以解决业务数据传输空间不足的问题,而且在技术层面上也有现实意义。当业务数据是由节目制作部门直接提供的,比如说用户可选语种的随音字幕,同时它也和节目频道一一对应,不需要修改PSI信息,制作部门只要将自定义数据放入ES流中,之后信号的打包和传输则由其他部门负责,技术层面上不需要做更改,传输设备不需要做软件升级,大大减少了工作量,提高了传输可靠性。因为TS流和PS流在视频序列层面是没有差别的,所以本技术也可以用于PS流的传输[1,2,3]。

1 视频ES流层次解析

视频ES流即视频基本码流,其结构组成如图1所示。

本文所述方法利用的私有空间是图1 中私有数据(2),当前这部分对于帧率为25的视频流,如果采用帧编码则1 s传送25 个私有空间,如果采用场编码则1 s传送50个私有空间。可以看出,如果将这些私有空间组织起来,可以传送大量业务数据。

私有数据空间user_data的组成方式如表1所示。

表1 中bslbf代表比特串,左位在先(bit string left bit first)。user_data_start_code是私有数据空间的起始码,其值为0x000001B2。因为视频序列每一部分的起始码前缀都是0x000001,所以在user_data_start_code和23 个串0 之间都是私有数据,显然私有数据中不能包含23位或多于23位的串0。

2 业务数据的组织、传输与解码

2.1 业务数据的组织方式

业务数据可以看成一个不定长度的文件,为了保证电视播放的连续性,不至于造成解码器缓冲区拥堵,不能将一个大文件放入到一帧图像的私有数据空间中,而应该将这个文件划分成若干个文件块,分别插入到视频帧中传输出去,接收端解码器再对各个文件块处理,恢复原始文件后再做解析。此文件块叫做data_block,本方法中data_block填充在表1中的user_data_i中,一个data_block的数据结构如表2所示。

表2 中bslbf代表比特串,左位在先(bit string left bit first);uimsbf代表无符号整数,最高位在先(un⁃signed integer most significant bit first)。

service_number为业务编号,通常在某一时段传送的业务不止一个,当它们都要在视频序列私有数据空间中传输时要采用时分复用的方式。每一个业务有固定的service_number,必要时service_number以及对应的PDI可以在PSI信息中标明。将不同业务都分割成文件块,按一定规律间隔放入到私有数据空间中,解码器再根据service_number分别恢复。service_number范围为0~63。其中业务0为空业务,用于填充,将在下一小节中介绍。1~63为用户自定义普通业务。

sequence_number为两比特循环连续计数位,范围为0~3,用于监测是否存在数据块丢失。对于某一个业务的数据块,sequence_number按传输顺序依次循环连续编号,解码器如果发现数据块丢失,应当丢弃缓冲区未处理的数据,复位当前业务。

process_flag用于标识此数据块数据是否需要处理,无需处理则赋0,需要处理则赋1。

data_count控制数据块的大小,具体内容见下一小节。

reserved为8比特保留位,8位全1。

for循环中,one_bit为1 比特填充位。reserved_bit为4 比特保留位,4 位全1。data_valid用于标识当前循环中的service_data_1 和service_data_2 是否需要处理,无需处理则赋0,需要处理则赋1。data_type用于标识当前循环中的service_data_1 和service_data_2 是什么类型的数据。data_type为01时代表数据为一个业务的结束,当一个业务结束时,业务块中剩余service_data_1和service_data_2 用0 代替,相应data_type也应该赋予正确的值。data_type为10时代表数据为业务数据,da⁃ta_type为11 时代表数据为一个业务的起始。ser⁃vice_data_1和service_data_2为有效数据。

marker_bits是全1字节,标识业务块结束。

2.2 业务数据传输比特率的限定

业务数据的传输比特率只计算有效数据ser⁃vice_data_1 和service_data_2。业务数据传输比特率由data_count限定。data_count为5 bit,最大值取值为32,显然每帧数据最多插入64 byte有效数据,这样避免了帧业务数据过多造成解码器缓冲区拥堵。

一个TS流中的所有数据都取同一比特率,通常取9 600 bit/s,不难计算如果电视视频帧率为25,场编码,data_count此时取值为12;如果电视视频帧率为25,帧编码,data_count此时取值为24。

当要保证恒定业务数据传输比特率时,一些剩余私有空间要用上面所说的空业务块填充。空业务块中,service_number为0,process_flag和data_type都应赋0值。

3实验验证

为了验证此方法的可行性,笔者在实验室环境中做了模拟验证。

3.1 验证过程

3.1.1 加载业务帧数据

将每一个构造好的业务帧数据data_block加载到TS流中的视频私有空间中,图2 是使用Ultra Edit软件查看的流文件十六进制原码,图中显示了地址分别为0x18,0x36CF,0x6B5E和0x E715 处所插入的业务帧数据,图中方框标示的部分为所加载的私有空间。

3.1.2 TS流的发送、传输、接收和处理

实际TS流经调制后由天线发送,再经中转站、卫星等传输,最后由接收端接收、解调并播出。笔者在实验室环境下,通过在两块TS流收发卡之间桥接调制器和解调器的方法模拟了这一实际过程。实验中传输的TS流加载了业务帧数据,当接收到TS流后再由TS流解码器解码播出。

3.2 试验结果

实验通过检测视频播出稳定性和业务数据传输可靠性两方面来验证此方法是否可行。

3.2.1 视频播出稳定性

理论上加载了业务帧数据的TS流完全不影响TS流解码。图3为无业务数据TS流和加载业务数据后TS流经过同一TS流解码器后画面播出的对比。可以看出加载业务数据后TS流的播放画面清晰,与无业务数据TS流的播放画面无异。说明视频播出是稳定的,验证了此方法是可行的。

3.2.2 业务数据传输可靠性

笔者用Ultra Compare软件对比了传输前的模拟业务文件TR_file和传输后经解码器解析后的模拟业务文件TR_file,两文件大小均为1 Gbyte,对比结果为文件等同,见图4。说明业务数据传输是可靠的,验证了此方法是可行的。

4 小结

空间传输 第5篇

短波广播较少受限于地域、时间, 接收便捷、经济, 是最平民化的传播媒介。即便在网络、卫星应用普及的今天, 在我国仍有广泛的受众。尤其在电力、网络不能保障的恶劣情况发生时, 接收短波是无可替代的资讯获取手段。

无线电台管理局辖有众多短波发射台。其大功率短波发射机装机总量和与之配套的各向、各程式、各频段短波发射天线总量居世界前列。近二十年来, 发射台在基础设施、自动化程度、技术保障等方面取得了长足进步, 大幅提高了发射的三满运转率。如何统筹使用这些庞大、精良的装备, 科学制定全局播出方案, 使资源的投入达至期望的效益, 是摆在调度工作人员面前的一道难题。众所周知, 行为的主观意愿, 常常不能取得相应的客观实效;频调工作就极具此特点。资源1+1的投入, 不能使效益倍增, 在客观条件转折时, 甚至1+1<1。由于HF电磁波赖以反射的电离层是受复杂条件制约的时变媒质, 与电磁波相互作用的结果, 使广泛分布于全国的各发射点与各服务区之间的传输电路呈现巨大的差异。一时一地的各种排比择优方式, 是我们日常工作中秉持的基本决策方式。长期的调度工作实践, 使我们对服务需求的大方向、重要指标的把握上积累了一些经验, 有一些体会和感觉。但这样的认知, 过于肤浅模糊, 难予表述。如何从感觉到知觉, 从较模糊到较清晰, 如何将我们计算、处理的一条条具体的实例, 扩充进而构成一个足够全面、充分的电路预测样本空间, 并依此撷取些许规律性的东西。这些规律可否量化描述, 是否对日后工作具指标意义, 能否提升我们调度工作的判断力、决策力, 所有这些正是我们进行本项工作的初衷。

为划分无线电频率, 国际电信联盟《无线电规则》将中国划分于第三区 (亚洲大洋洲-简称亚大区) 最北端。我国东西跨经度有60多度, 跨5个时区, 约5200公里;南北在中低纬度范围跨近50度, 约5500公里。陆路边界和大陆海岸线长超4万公里。有广阔的近海, 众多的岛屿和专属经济区, 还有最南至北纬4度的南中国海诸岛及管辖海域。不同于任何其他国家, 在这样一个特定位置、幅员、形状的范围内实现短波覆盖, 存在客观独特性。其频率分配、设备投入、服务可靠度、综合效益等因素相互交织, 彼此制约。以无线电台管理局现有实力, 对不同服务需求我们能在多大程度上予以保障, 是否存在薄弱点, 也是我们尝试进行此项工作的考量。

注:日期:2011年12月12日北京时间23:00-24:00由国家天气监测预警中心提供

电离层作为不均匀时空变化媒质, 在我国存在显著纬向变化。除日间中南部低纬地区N驼峰生成移动消失过程, 还有其他纬向变化, 如图1中在夜间23:00从北纬20°至北纬30°F2层临界频率出现陡峭下降。

电离层除纬向变化外, 由于地轴、磁轴、黄道面法线互不一致, 以及陆海山川不均匀分布对大气环流影响等因素, 在经度方向也存在一定的局域效应。基于上述电离层的原因, 可以解释任一发射点对其周围HF覆盖情况在多数情况下各向不同性。发射台提供的功用性状存在与其台址 (主要是纬度的影响) 相关联的特质。这又是我们尝试进行本项工作的另一考量。

2 方法、工具的选择

二十年来国内不断有学者在国际参考电离层背景下, 寻求适合中国及周边地区HF预测的改进。提出了很多建设性意见, 诸如方法的重构、参数的校正、模型的重建等。这些丰硕的成果如何整合, 是否需要广泛长期积累的数据检验, 尚无权威机构统一完成、建议或发布。目前由国家空间天气监测预警中心每小时发布的电离层背景趋势图就是利用国际参考电离层模型IRI计算得出的。鉴于此, 我们的电路计算仍审慎地延用国际电信联盟无线电通信组提出的国际上广泛实践的RP-533。此方法对由地理位置确定的电离层变化规律和地球磁场的分布情况已有较好的描述, 不会使我们的工作目标产生重大偏差。

随着计算机运算速度、内存容量的大幅提升, 基于上述简单思路开展的本项工作, 在原始数据计算获取方面耗功较少。由于中值场强, 基本电路可靠度等对精度要求不高, 计算结果的数据结构简单, 甚至不需要Oracle这样的通用数据库环境, 也可便捷查询操作。为便于使用电子表格检索处理, 我们将原始数据拆成八部分, 根据不同需求, 检索后删除冗余数据, 生成最简TXT数据, 用Excle直接导入后处理。操作简单并可灵活使用Excle预定义的大批统计函数和一些图表功能。

3 发射点、发射机功率、天线程式的取舍

以真实情况为基础, 选定了13个发射地址。全部发射点均有较多可安排中央短波广播的大功率发射机和各向天线。其中包括了无线局全部的短波发射中心 (设备众多) 和配有偏向开关、转动天线的各发射台。为在计算时划一发射参量, 摒弃虚设数据, 以如下方式对发射点进行取舍: (1) 舍弃了缺少高频段天线, 仅服务于特定局域的发射点; (2) 舍弃了部分发射机少、发射天线方向单一的发射点, 其余此类发射点或归于毗邻的短波发射中心, 或由多个毗邻的发射点设备互补, 构成组合的发射点; (3) 在确定的13个发射点中仍有3个点天线有缺向, 我们在数据计算时虚设了这几个方向的数据, 但在数据统计时会视情况再予摒弃。

确定的13个发射点涵盖了无线电台管理局辖下的22个和可由我局调用的3个地方台共26个短波发射台。基本反映了我们安排对全国范围中央短波广播的能力现状。

此13个短波发射点分布在如下地区:黑龙江、北京、内蒙中部、河北、山西、陕西、新疆北疆、新疆南疆、云南、海南、福建、浙江、江西。

为划一发射参量, 发射功率统一选择100kW, 这是各发射台投用的基础装备, 数量最众。发射天线统一选择AHR (S) 4/4/0.5, 这也是国内短波广播普遍采用的程式。我们首先计算各发射点对各接收点准确方位。使天线主向正对接收点, 避免由于接收点偏离发射主向程度的不同而降低数据采信度;同时免除了对天线瓣宽的不同选择。发射功率、天线程式等对天线主向增益的影响, 对全部场强计算结果而言, 仅是统一生成 (增减) 一个常数。此种对全体数据的系统性影响, 在进行数据比对的过程中常常是自行消除的。

4 接收点的划分

为均衡反映对全国各地的覆盖情况, 我们选择了较密集的接收地点, 其分布如图2所示。

5 时间、季节、频段的选择

为减少样本代表性不足引起的系统性偏差, 在电路计算选择时间、季节参数时, 采用24个时点、12个月份这样高密度等间隔设置, 全部进行计算。

中央短波广播发射功率大, 服务目标较远较广, 使用频率通常高于地方短波广播。同时考虑到频率分配、传输特性、设备指标等因素, 在我们进行电路预测时, 对5900kHz以下和21850kHz以上频段不予考虑。即便对在列的8个频段样本, 我们仍需以真实情况为基本考量, 视具体统计要求, 白天舍弃较低频段数据, 夜间舍弃较高频段数据。

6 太阳黑子数的选择

太阳黑子是太阳活动的基本标志, 其数量关联到太阳辐射的强度。太阳电磁辐射的变化会调制电离层, 进而影响短波传播。我们从NASA的太空飞行中心网站下载了太阳黑子月均值的历史数据。选择从1902年2月开始的第14太阳周期至2008年1月8日第23太阳周期结束, 共10个太阳周期, 106年, 1272个月数据。如图3所示。

全部太阳黑子月均值中最小值为0, 最大值为253.8, 中位值是50.3。我们不能使用太阳黑子的整体数值区间作一个简单划分获取样本点。从图4SSN各值点的概率密度可看出, 太阳黑子数处于较低数值区间的可能性明显大于较高数值区间。为此我们获取样本点采用如下方法:太阳黑子数升序排队, 取前159个数 (对应159个月, 概率和为0.125) 求其平均值和标准差, 依次再重复7次, 得到8组数据。每个平均值对应1/8时间概率, 作为电路预测的太阳黑子数参数, 分别进行运算。8个数值在图5中予以标示。

基于上述各方面的阐述, 我们认为对国内短波传输情况已实现了一个较为全面的划分。构建的样本空间中各样本点相互独立, (总体容量) 计有:13 (发射点) ×43 (接收点) ×24 (时点) ×12 (月份) ×8 (频段) ×8 (太阳黑子数) , 共10, 303, 488条数据 (独立观察值) 。

在后续的论题中, 我们对使用的数据都会予以申明。力求严谨、真实、合理的组织数据, 并将结果以简洁、醒目的形式表达。

参考文献

[1]http://solarscience.msfc.nasa.gov/[EB].

空间传输 第6篇

一、实现二者集成应用的价值

空间信息能够准确的获取选定地理位置的相关信息, 而移动通信则能够使用户获取空间信息, 也就是说移动通信是用户获取信息的媒介, 而通过这一媒介, 用户能够满足自身的特定需求。因此, 实现空间信息与移动通信的集成应用, 将会进一步丰富移动通信的服务业务, 进而使用户获取更多的服务信息, 满需当前用户的不同需求。

二、空间技术与信息技术实现集成应用所需具备的技术基础

2.1移动互联网接入技术

所谓的移动互联网接入技术指的是将互联网上的信息与服务通过移动设备传输给用户端。移动互联网接入技术包括WAP、SMS等, 其中WAP能够使用WML来实现对WAP页的处理, 而SMS可是实现对多个网络系统的存储。移动互联网技术的接入能够打破时间与空间的局限, 使用户随时随地获得所需要的信息与服务, 从而为用户提供更为便捷的服务。

2.2无线接入技术

无线接入技术包括MMDS, LMDS和WCDMA三种。

1、MMDS接入技术。当前MMDS多路微波分配系统已经成为了有线电视系统的重要组成部分, 主要的目的就是对电视节目进行传送。随着数字图像、数字声音技术的不断完善与高数数据需求的不断增加, MMDS技术正向着数字化的方向不断发展。MMDS接入技术的优点主要包括雨衰忽略不计、设备成本低、器件成熟, 缺点主要为宽带有限。2、LMDS接入技术。当前, LMDS是较为重要的无线宽带接入技术。LMDS系统中主要包括本地光纤骨干网、网络运营中心、基站系统、用户端设备四个部分, 采用一点多址方式。LMDS的特点主要包括以下几个方面:LMDS宽带能够与光纤相比拟, 能够实现“无线光纤”到楼;LMDS传输速率可以达到155Mb/s, 仅次于光纤传输速率;LMDS可以对所有主要的话语与数据传输标准进行支持。3、WCDMA接入技术。WCDMA技术能够为用户带来较高的数据传输速率, 能够为计算机中是任何媒体提供传递的无线网络。WCDMA技术的优势主要为码片速率较高, 能够对频率选择性分集与空间的接收、发射分集等进行有效的利用, 从而解决多径问题与衰落问题。WCDMA能够为3G运营提供较为良好的技术基础, 通过对宽频带的利用一方面实现了声音、图像数据处理的顺畅性, 另一方面能够与MPEG-4技术相互结合对真实动态图像进行处理。

三、空间技术与移动通信技术的集成应用

实现空间信息同移动通信的集成, 一方面能够为物流企业的信息收发创造良好的条件, 另一方面还能够给物流企业提供最佳的配送路线, 同时保证接收者能够随时掌握货物的配送信息, 并且能够对物流公司的服务做出评价, 使物流的配送环节井然有序, 将整个物流市场连接成一个全面覆盖的有机整体。除此之外, 若将空间信息同移动通信的集成应用在个体消费者中, 不但能给消费者的日常生活消费带来极大的便利, 同时还能够为企业办公创造有利的条件, 尤其是表现在网上购物、餐饮娱乐预定等方面。比如当前网络购物深得人心, 买卖双方通过网络便能够实现交易, 而这种虚拟交易的完成需要通过对物流信息的及时跟踪, 这样买家与卖家都能够对货物的周转等情况进行准确的掌握, 从而确保交易的顺利完成。

总结:总而言之, 随着当前用户需求的不断提升, 移动通信技术的发展需要实现与空间信息技术的集成应用, 通过移动互联网技术的接入以及无线技术的接入, 能够使用户随时随地接受信息与服务, 尤其是无限技术的接入, 不仅摆脱了传统网线的束缚, 还能够确保信号的稳定性以及信息的安全性, 进而满足了当前用户的个性化需求, 促进了移动通信的稳健发展。

摘要：当前, 在信息技术迅猛发展的背景下, 移动通信已成为人们日常生活密不可分的一部分, 与此同时, 空间信息技术与移动通信技术以广泛的渗入于社会各行业中, 促进了社会生产力的发展, 方便了人们的日常生活。从目前的移动通信技术的发展趋势看, 熟悉空间信息与移动通信的集成应用是目前移动通信发展的必然趋势。基于此, 本文首先阐述了实现空间信息与移动通信技术集合应用的价值, 其次分析了空间技术与信息技术实现集成应用所需具备的技术基础, 最后对空间技术与移动通信技术的集成应用进行了实例论述, 以供参考。

关键词：空间信息,移动通信,集成应用,探讨

参考文献

[1]杨林钦.空间信息与移动通信的集成应用[J].北京电力高等专科学校学报 (自然科学版) , 2011, 8 (02) :30.

[2]黄胜.论空间信息与移动通信的集成应用[J].网络与通信, 2014, 11 (2) :144-145.