電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題分析

魏艷平 肖海柳

摘要：現(xiàn)今的電子通信技術(shù)屬于一種尖端的且應(yīng)用性極強(qiáng)的技術(shù)，一個(gè)國(guó)家的科技發(fā)展水平和進(jìn)度關(guān)鍵看電子通信技術(shù)水平的高低。電子通信產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)不可或缺的一部分，電子通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展直接帶動(dòng)先進(jìn)的生產(chǎn)力和科技實(shí)力。電子通信技術(shù)涉及的領(lǐng)域和范圍較廣，特別突出在移動(dòng)電話和衛(wèi)星通信兩個(gè)方面，本文也將重點(diǎn)通過這兩個(gè)方面來分析電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的問題。

關(guān)鍵詞：電子通信系統(tǒng)；移動(dòng)衛(wèi)星通信；關(guān)鍵技術(shù)

隨著電子通信技術(shù)的發(fā)展，它同時(shí)在很大程度上改變著人們的生活和方式。人們也能很好地運(yùn)用電子通信技術(shù)突破時(shí)間和空間的局限來學(xué)習(xí)和工作。電子通信技術(shù)不僅改變著人們，它還在改變著社會(huì)和國(guó)家，使得國(guó)家不斷發(fā)展，特別表現(xiàn)在衛(wèi)星通信技術(shù)上。當(dāng)然我國(guó)的電子通信技術(shù)還存在一些關(guān)鍵技術(shù)的問題，有待人們改善和加強(qiáng)。

一、電子通信系統(tǒng)概述

電子通信技術(shù)屬于現(xiàn)代通信技術(shù)中的一大部分。電子通信技術(shù)還是信息社會(huì)的主要支柱，是現(xiàn)代高新技術(shù)的重要組成部分，甚至是國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的神經(jīng)系統(tǒng)和命脈。在現(xiàn)代化信息社會(huì)，電子通信技術(shù)無處不在，它涉及的范圍也很廣，包括移動(dòng)電信、廣播電視、雷達(dá)、聲納、導(dǎo)航、遙控與遙測(cè)以及遙感等領(lǐng)域，還有軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門的各種信息系統(tǒng)都要運(yùn)用到電子通信技術(shù)。

電子通信系統(tǒng)中最具代表性也最常見的就是移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信。其中移動(dòng)通信就包括了衛(wèi)星通信，此外還有蜂窩系統(tǒng)、集群系統(tǒng)、分組無線網(wǎng)、無繩電話系統(tǒng)、無線電傳呼系統(tǒng)等多個(gè)領(lǐng)域。

二、電子通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題

近幾年來，電子通信技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，就其最具代表性的移動(dòng)通信和衛(wèi)星通信來看，就存在很多關(guān)鍵性的技術(shù)問題，有待加強(qiáng)和改善。移動(dòng)通信技術(shù)在電子通信技術(shù)中發(fā)展范圍最大最迅速，傳統(tǒng)的蜂窩通信因?yàn)榭捎脽o線頻譜資源的增加和無線信號(hào)的衰弱而變得越來越受局限。不斷縮小的小區(qū)半徑代表著基站的密度也在不斷增加。除此之外，頻繁的越區(qū)切換導(dǎo)致空中資源的浪費(fèi)和頻譜效率降低，這也使得網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的成本也是越來越高。從以上各種因素可以看出，要想獲得更高的頻譜效率和更大更充足的系統(tǒng)容量，就應(yīng)該突破傳統(tǒng)蜂窩體制，應(yīng)用新的移動(dòng)通信技術(shù)。

1、移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題

在移動(dòng)通信系統(tǒng)中采用分布式天線是很有效也很成功的一種方式，每個(gè)小區(qū)內(nèi)都有很多個(gè)無線信號(hào)處理單元，這些單元距離都比載波波長(zhǎng)要遠(yuǎn)得多，并且它們都能進(jìn)行功放變頻和信號(hào)預(yù)處理。要在核心處理單元實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理的功能，首先就要完成信號(hào)的收發(fā)功能和一些簡(jiǎn)單的信號(hào)預(yù)處理，然后就要與核心處理單元連接，通過光纖和同軸電纜或微波無線信道來實(shí)現(xiàn)。有兩種方式可以實(shí)現(xiàn)分布式移動(dòng)通信，第一種就是在所有的無線信號(hào)處理單元上所有相同的下行鏈路信號(hào)同時(shí)發(fā)射，然后小區(qū)內(nèi)的無線信號(hào)處理單元接收到上行鏈路信號(hào)之后直接傳送到中心處理單元。這種方案優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)則是會(huì)不斷干擾系統(tǒng)，阻礙了系統(tǒng)容量的擴(kuò)大。第二種方式則是在整個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)域內(nèi)完成無線覆蓋的分布式天線結(jié)構(gòu)，通過用大量的無線信號(hào)處理單元來實(shí)現(xiàn)，從而突破傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)的理念。這種方式也可稱之為“受控天線子系統(tǒng)”，即“僅與移動(dòng)臺(tái)相近的信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信”的方式。第二種較之第一種更理想，但同時(shí)它也更復(fù)雜。

分布式移動(dòng)通信較傳統(tǒng)的移動(dòng)通信技術(shù)有幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，第一是小區(qū)間干擾低、SIR高且系統(tǒng)容量大，第二是它內(nèi)部的分集能力不僅能用來抵抗陰影效應(yīng)，還能夠保證不衰落和擴(kuò)大系統(tǒng)的容量。第三是它能全面提高其自身切換性能和接受信號(hào)的功率，還能降低其切換次數(shù)。第四是它對(duì)其他通信系統(tǒng)的干擾小并且在相同發(fā)射功率下覆蓋的區(qū)域更大，反之其發(fā)射功率更低。第五是它不僅能更方便快捷地實(shí)現(xiàn)任意形狀的無線業(yè)務(wù)服務(wù)區(qū)，還能核心處理單元集中處理信號(hào)。更能有效利用無線資源。

子通信系統(tǒng)分為5層：應(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)層、傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。這5層之間功能劃分應(yīng)明確，接口應(yīng)簡(jiǎn)單，從而為硬軟件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)奠定良好的基礎(chǔ):應(yīng)用層是通信系統(tǒng)的最高層次，它實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)管理功能（如初始化、維護(hù)、重構(gòu)等）和解釋功能（如描述數(shù)據(jù)交換的含義、有效性、范圍、格式等）。驅(qū)動(dòng)層是應(yīng)用層與底層的軟件接口。為實(shí)現(xiàn)應(yīng)用層的管理功能，驅(qū)動(dòng)層應(yīng)能控制子系統(tǒng)內(nèi)多路傳輸總線接口（簡(jiǎn)稱MBI）的初始化、啟動(dòng)、停止、連接、斷開、啟動(dòng)其自測(cè)試，監(jiān)控其工作狀態(tài)，控制其和子系統(tǒng)主機(jī)的數(shù)據(jù)交換。傳輸層控制多路傳輸總線上的數(shù)據(jù)傳輸，傳輸層的任務(wù)包括信息處理、通道切換、同步管理等。數(shù)據(jù)鏈路層按照MIL—STD一1553B規(guī)定。控制總線上各條消息的傳輸序列。物理層按照MIL—STD一1553B規(guī)定，處理1553B總線物理介質(zhì)上的位流傳輸。應(yīng)用層、驅(qū)動(dòng)層在各個(gè)子系統(tǒng)主機(jī)上實(shí)現(xiàn)，傳輸層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層在MBI上實(shí)現(xiàn)。

2、衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)問題

衛(wèi)星通信在電子通信技術(shù)中最為先進(jìn)，它也有很大的優(yōu)勢(shì)，包括通信距離遠(yuǎn)并且容量大，通信線路質(zhì)量穩(wěn)定可靠以及機(jī)動(dòng)性能優(yōu)越和靈活地組網(wǎng)等這些都是別的技術(shù)沒有的特點(diǎn)。但隨著不斷快速發(fā)展的全球信息化產(chǎn)業(yè)，人們對(duì)信息的需求也越來越復(fù)雜多樣，電子通信技術(shù)已進(jìn)入高速、多媒體、業(yè)務(wù)多樣化和可移動(dòng)的個(gè)性化時(shí)代。

目前的衛(wèi)星通信的一些關(guān)鍵技術(shù)也存在一些問題，它包括高速數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)需求。以及衛(wèi)星通信應(yīng)用寬帶IP的難點(diǎn)。現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)采用一些關(guān)鍵技術(shù)來解決問題，一個(gè)就是數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，它能讓靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)壓縮都能有效提高通信系統(tǒng)在時(shí)間、頻帶、能量上的工作效率；第二個(gè)就是智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)；第三個(gè)就是寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究；第四個(gè)就是新型高效的數(shù)字調(diào)制及信道編碼技術(shù)；第五個(gè)就是多址連接技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展；第六個(gè)就是衛(wèi)星激光通信技術(shù)。

未來的衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)率會(huì)通過激光通信來實(shí)現(xiàn)，激光的優(yōu)勢(shì)會(huì)在互聯(lián)衛(wèi)星網(wǎng)中得到充分發(fā)揮，因?yàn)樵谀抢锝?jīng)常會(huì)應(yīng)用到激光通信技術(shù)，它在外層空間進(jìn)行，所以不會(huì)受到大氣層的影響。還可以利用“星際激光鏈路”技術(shù)來縮短全球衛(wèi)星通信中的“雙跳”法的信號(hào)時(shí)長(zhǎng)。有專家提出“在衛(wèi)星激光通信在比微波通信數(shù)據(jù)速率高一個(gè)數(shù)量級(jí)的理想情況下，天線孔徑尺寸會(huì)比微波通信衛(wèi)星減小一個(gè)數(shù)量級(jí)”的觀點(diǎn)。那么如果在空間無線電通信中以激光作為載體來進(jìn)行工作和運(yùn)行未來的衛(wèi)星之間進(jìn)行激光通信是很有前途的。

總而言之，電子通信系統(tǒng)在這個(gè)信息化時(shí)代無處不在。在電子通信系統(tǒng)中范圍最廣最常見的就是移動(dòng)通信技術(shù)和衛(wèi)星通信技術(shù)，移動(dòng)通信技術(shù)體現(xiàn)在日常的電視廣播網(wǎng)絡(luò)等各種電子傳輸工具上，而衛(wèi)星通信系統(tǒng)則運(yùn)用在比較大型的工程上。電子通信系統(tǒng)的發(fā)達(dá)和完善與否直接決定了一個(gè)國(guó)家和社會(huì)的強(qiáng)弱，所以對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)問題的分析和研究是很有必要的，掌握了其關(guān)鍵技術(shù)就能很好地運(yùn)用和完善它。

參考文獻(xiàn)

[1]劉旭東，衛(wèi)星通信技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2000

[2]楊運(yùn)年，VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，1997

[3]蔡堅(jiān)，劉娟；基于標(biāo)準(zhǔn)總線的飛行數(shù)據(jù)采集器的設(shè)計(jì)[J]；航空計(jì)算技術(shù)；2002

[4]康涌泉，史忠科，朱紅育；基于DSP的ARINC429總線通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]；航空計(jì)測(cè)技術(shù)；2004