被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)研制

丁昌青

摘要：利用先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)研制被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)，實現(xiàn)大帶寬下、遠(yuǎn)距離通信、音視頻傳輸?shù)雀邫C(jī)動性的通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：被復(fù)線;G.SHDSL調(diào)制解;寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)

中圖分類號：TP915.1? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ?文章編號：1007-9416（2018）10-0000-00

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)、電信空間的黑客較量、無線電干擾與偵聽、電磁對抗都在激烈地進(jìn)行著，同時軍事及民用機(jī)動通信的安全保密性、快速架設(shè)以及對高帶寬的要求日益增強(qiáng)。特別是軍事作戰(zhàn)時無線電靜默和抗無線電與電磁波干擾的要求，野戰(zhàn)被復(fù)線通信成為其整個軍事通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分，大部分國家在軍事野戰(zhàn)條件和民用野外臨時作業(yè)時，還是以被復(fù)線作為主要通信手段。

本文基于G.SHDSL調(diào)制解調(diào)方式研究被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)，切實有效地解決在野外條件下，快速架設(shè)局域網(wǎng)并實現(xiàn)視頻傳輸、計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的問題，擁有良好的市場前景。

1被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)研究內(nèi)容及方案

1.1設(shè)備研制內(nèi)容

現(xiàn)有被復(fù)線通信設(shè)備整體通信帶寬受限、通信距離不能滿足作戰(zhàn)指揮遠(yuǎn)距離通信的要求、各設(shè)備間的互通性不足，不能建立起有線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。本文研制的被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)重點是利用先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)實現(xiàn)大帶寬下，遠(yuǎn)距離通信，并構(gòu)建起有線通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。主要研究內(nèi)容有：G.SHDSL調(diào)制解調(diào)、TDM時分復(fù)用、模擬前端等技術(shù)，設(shè)計與研發(fā)被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)（含設(shè)備和管理軟件），利用野戰(zhàn)被復(fù)線（金屬銅線）作為傳輸信道，組建遠(yuǎn)距離寬帶多媒體通信局域網(wǎng)絡(luò)，滿足建設(shè)深層次機(jī)動寬帶多媒體通信局域網(wǎng)的需求。

1.2主要研制試驗技術(shù)方案

野戰(zhàn)被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)研究與試驗技術(shù)方案內(nèi)容如下：

1.2.1 G.SHDSL調(diào)制解調(diào)技術(shù)

G.SHDSL 系統(tǒng)采用TC-PAM（ Trellis Code-Pulse Amplitude Modulation） 作為線路傳輸碼。分析了TC-PAM 編碼器結(jié)構(gòu)、TC-16PAM的編碼增益，使用TCM 分集圖示來計算格柵編碼的漸進(jìn)增益。研究G.SHDSL 系統(tǒng)傳輸性能，通過系統(tǒng)誤碼率的計算，求得誤碼率 與信噪比之間的關(guān)系。

1.2.2 TDM時分復(fù)用技術(shù)

當(dāng)多路遠(yuǎn)端設(shè)備接入局端設(shè)備時，多個用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，局端主控劃分不同的時隙或信道安排可使同一時間在同一個遠(yuǎn)端設(shè)備上傳輸多路語音、視頻信號，同時每一路遠(yuǎn)端設(shè)備支持兩路數(shù)字話、一路勤務(wù)話。

1.2.3 模擬前端

針對G.SHDSL調(diào)制與解調(diào)的電路特性，進(jìn)行專業(yè)的AFE。發(fā)送通道由數(shù)字IIR濾波器、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（DAC）及后續(xù)低通濾波器、前置線路驅(qū)動器組成。接收通道用于信號增強(qiáng)、濾波和接收信號數(shù)字化。接收器由低通和高通濾波器、兩級自動增益控制（AGC）以及模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）組成。集成AGC可將信號的動態(tài)范圍最大提高至50dB，低通濾波器可消除帶外噪聲并選擇所要求的頻帶。ADC轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過增強(qiáng)和放大的輸入信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式。

2 產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)構(gòu)成

2.1遠(yuǎn)端設(shè)備方案構(gòu)成

一類為以太網(wǎng)業(yè)務(wù)應(yīng)用設(shè)備（類型A），一類為E1業(yè)務(wù)應(yīng)用設(shè)備（類型B）。主要由電源子模塊、控制CPU子模塊、調(diào)制解調(diào)子模塊、LAN接口子模塊、E1接口子模塊和有線電話接口子模塊構(gòu)成。其中兩路被復(fù)線接口可以軟件配置成兩種模式：

（1）單路被復(fù)線模式：此時，單路被復(fù)線可以連接通信對端設(shè)備。提供最高帶寬為8Mbps。

（2）四線模式：此時，兩路被復(fù)線為并行傳輸模式，可以進(jìn)一步增加通信距離。

系統(tǒng)內(nèi)部框架結(jié)構(gòu)如下：電源子模塊 、控制CPU子模塊、調(diào)制解調(diào)子模塊、LAN接口子模塊、E1接口子模塊、有線電話接口子模塊、CO模擬中繼接口子模塊。

2.2中繼設(shè)備方案構(gòu)成

中繼設(shè)備只完成被復(fù)線信號的再生功能。對外接口只有兩路野戰(zhàn)被復(fù)線接口。

兩套調(diào)制解調(diào)子模塊、低功耗CPU子模塊、電源子模塊。中繼設(shè)備著重需要考慮的是無人值守問題。我們?yōu)橹欣^設(shè)備兩種解決方案，根據(jù)實際應(yīng)用需求進(jìn)行選擇或同時使用。

采用電話線供電，可以無人值守。當(dāng)兩個遠(yuǎn)端設(shè)備互連或遠(yuǎn)端設(shè)備接入局端設(shè)備時，可以使用兩個中繼設(shè)備分別從兩側(cè)終端設(shè)備取電，大大增大了通信距離。

2.3局端設(shè)備方案構(gòu)成

局端設(shè)備是一個以被復(fù)線為傳輸載體，運用最新的G.SHDSL傳輸技術(shù)構(gòu)成的集分組交換和電路交換于一體的綜合數(shù)字通信設(shè)備。局端設(shè)備采用機(jī)箱插板式設(shè)計，便于擴(kuò)充相關(guān)接口。設(shè)備采用一塊母板、一塊主控插板和多塊線路功能板的組成模式，其中每塊線路插板實現(xiàn)兩路被復(fù)線、四路電話功能;主控板實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和交換。

2.4綜合管理軟件方案

主控制器采用MPC8260，工作在Vxworks操作系統(tǒng)。通過以太網(wǎng)連接管理終端，通過HDLC連接各線路板。主控軟件結(jié)構(gòu)：配置管理、 狀態(tài)管理、消息傳遞、HDLC建立等。

3結(jié)語

通過大量的實驗及計算機(jī)仿真對G.SHDSL 系統(tǒng)在輕型被復(fù)線下的傳輸特性進(jìn)行了開發(fā)，我們改進(jìn)G.SHDSL 技術(shù)在輕型被復(fù)線上的傳輸特性， 在同樣的傳輸速率下其傳輸距離增加20% ～30%以上，提高了線路利用率，使得原來只能傳送話音和載波的線路也可以高速地傳送數(shù)據(jù)，從而有利于通信與裝備的數(shù)字化。改進(jìn)G.SHDSL 技術(shù)提供的是雙向?qū)ΨQ業(yè)務(wù)，拓展了線路編碼形式為TC-PAM4～TC-PAM128可調(diào)，帶寬范圍擴(kuò)展到128k～15Mbps步進(jìn)可調(diào)。選用寬帶傳輸信道，在被復(fù)線上試驗實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳送率為2048 kbps，達(dá)到12公里的指標(biāo)性能，大幅度提高了被復(fù)線的數(shù)字遠(yuǎn)傳能力。根據(jù)研究結(jié)果開發(fā)了被復(fù)線寬帶綜合數(shù)字通信系統(tǒng)。

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Development of Wideband Integrated Digital Communication System with dual Lines

DING Chang-qing

（Nanjing East China Electronic Group Co.， Nanjing Jiangsu? 210028）

Abstract： Using advanced modulation and demodulation technology to develop a broadband integrated digital communication system ， communication system network is realized，which is large bandwidth， Long-distance communication， audio and video transmission and other high mobility.

Keywords： Duplex line; G.SHDSL modulation solution; Wideband integrated digital communication system.