時間：2023-03-14 15:18:11
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[論文摘要]寬帶通信技術(shù)和數(shù)字視頻處理技術(shù)的迅速發(fā)展，為視訊通信業(yè)務(wù)面向公眾廣泛運營已經(jīng)準(zhǔn)備好技術(shù)條件。結(jié)合當(dāng)前通信領(lǐng)域和計算機領(lǐng)域的出現(xiàn)的技術(shù)，對如何實現(xiàn)遠程視頻通信進行研究。
隨著人們對視頻和音頻信息的需求愈來愈強烈，追求遠距離的視音頻的同步交互成為新的時尚。近些年來，依托計算機技術(shù)、通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)條件的發(fā)展，集音頻、視頻、圖像、文字、數(shù)據(jù)為一體的多媒體信息，使越來越多的人開始通過互聯(lián)網(wǎng)進行各方面通訊，縮短了時區(qū)和地域的距離。
一、視頻通信概述
視頻通信實質(zhì)上是多媒體技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它通過多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的支持，為不同地域的人們提供了類似與面對面的交流方式，為身處異地的人們提供了一個相互討論問題并可協(xié)同工作的環(huán)境，它集計算機的交互性、通信的分布性，以及電視的真實性為一體，具有明顯的優(yōu)越性。
二、視頻通信的組成
（一）組成
一個視頻通信系統(tǒng)包括節(jié)點機和通信網(wǎng)絡(luò)兩部分。典型的會議節(jié)點機主要由音/視頻獲取設(shè)備、回放設(shè)備、媒體編解碼器、通信接口卡和會議功能模塊構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)部分主要指支持實時多點傳輸?shù)木W(wǎng)關(guān)和信道。完整的視頻會議系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)模型由六大模塊構(gòu)成：（1）人際交互模塊，即視頻會議系統(tǒng)的人機界面。（2）會議文檔部件，包括會議文檔的自動生成、管理和查詢等功能模塊以及與數(shù)據(jù)庫的接口模塊。（3）媒體處理部件，包括音、視頻信息的獲取、編碼、回放等處理模塊。（4）共享空間部件，包括共享空間管理模塊、電子白板及應(yīng)用過程共享功能模塊。（5）會議管理部件，包括會議的發(fā)起、與會人員的管理（加入/退出）、會話建立以及會議結(jié)束等處理模塊。
（二）軟硬件與網(wǎng)絡(luò)條件
要進行網(wǎng)絡(luò)視頻通信，需要一定的軟件和硬件設(shè)備作為支撐。
1．所需硬件環(huán)境。
要使用網(wǎng)絡(luò)視頻會議，除了要有一臺較高性能的多媒體計算機或顯示屏外，還需要配備攝像頭、麥克風(fēng)、音箱或耳機等外部設(shè)備，其中最主要的設(shè)備為攝像頭，它是用來進行視頻獲取的一個重要硬件，攝像頭分為模擬攝像頭和數(shù)字攝像頭兩大類，前者捕獲的為模擬視頻信號，需要將其輸入到視頻捕捉設(shè)備進行數(shù)字化后方可轉(zhuǎn)換到計算機中使用。而數(shù)字攝像頭可以直接捕捉影像，然后通過串、并口或者USB接口傳到計算機里。
2．所需軟件環(huán)境。
（1）操作系統(tǒng)軟件：目前絕大多數(shù)的網(wǎng)絡(luò)視頻會議軟件都支持Windows98/Me/2000/XP/2003系統(tǒng)，另外也可有一些視頻會議軟件支持在Linux等非Windows系統(tǒng)中運行。
（2）網(wǎng)絡(luò)視頻軟件：要進行網(wǎng)絡(luò)視頻會議，必須借助于網(wǎng)絡(luò)視頻會議軟件。網(wǎng)絡(luò)視頻會議軟件支持點到多點的視頻會議應(yīng)用，即可以在用戶之間，也可以實現(xiàn)多個用戶進行聯(lián)機視頻會議。
（3）其他軟件：音頻連接模塊、網(wǎng)絡(luò)交換機、多媒體加速軟件、多媒體編碼/解碼軟件等。
3．承載網(wǎng)絡(luò)。
要在網(wǎng)絡(luò)視頻通信系統(tǒng)中使用視頻，用戶必須具有可供視頻流暢傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)鏈路，也就是說用戶必須具有足夠帶寬的局域網(wǎng)環(huán)境和寬帶接入Internet的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
三、視頻通信系統(tǒng)的實現(xiàn)
NetMeeting作為一款免費網(wǎng)絡(luò)電話與協(xié)作辦公工具，它除了支持視頻、音頻的實時交流外，還提供了文檔與應(yīng)用程序共享、電子白板和遠程桌面共享等多種功能，是一款用于網(wǎng)絡(luò)視頻通信的優(yōu)秀軟件，使用它我們可以輕松的進行網(wǎng)上視頻通信。
（一）安裝視頻軟件
首先，檢查需要進行視頻通信的系統(tǒng)中是否安裝了視頻軟件，如果沒有安裝，可以通過填加組件的形式進行安裝。
（二）連接信息設(shè)置
確認NetMeeting已經(jīng)安裝在系統(tǒng)后，單擊“開始”>“程序”>“附件”>“通信”>“NetMeeting”命令，啟動程序。首次運行NetMeeting，軟件會出現(xiàn)一個向?qū)?，要求用戶信息進行簡單的設(shè)置，單擊“下一步”按鈕，輸入個人信息。接下來，向?qū)б笥脩粼O(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接方式，可以根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)連接情況選擇ADSL、局域網(wǎng)等。單擊“下一步”按鈕跳過NetMeeting服務(wù)器設(shè)置，此時向?qū)髮τ嬎銠C聲卡和麥克風(fēng)進行測試。單擊“下一步”按鈕完成向?qū)е?，即可進入NetMeeting主界面。
（三）開始視頻通信
1．新建視頻通信。單擊“呼叫”“主持會議”命令新建一個視頻會議，在彈出的“主持會議”對話框中設(shè)置會議名稱（不能使用中文名）和密碼，然后，將“會議工具”中的“共享”、“聊天”、“白板”、“文件傳送”四個復(fù)選框全選上，單擊“確定”按鈕。
2．呼叫主機。建立會議后，與會的計算機即可呼叫主持會議的主機，方法是單擊“呼叫”“新呼叫”命令，或單擊NetMeeting面板中的“呼叫”按鈕，打開發(fā)出“呼叫”的對話框，輸入IP地址，并單擊“呼叫”按鈕即可對主機進行呼叫。3．接入驗證。此時，被呼叫方的計算機中會出現(xiàn)是否應(yīng)接呼叫的對話框，單擊“接受”按鈕。然后，撥入方計算機即可登錄會議，如果在“主持會議”對話框中設(shè)置了會議密碼，此時還會彈出一個對話框要求用戶提交驗證密碼。
4．進行視頻通信。各個不同地方的參與視頻通信的人員，只需要單擊主界面中的“開始視頻”按鈕，即可發(fā)送視頻流。將發(fā)言請求發(fā)送到中心站的服務(wù)器上，由主會場主持人來確定允許還是否定發(fā)言請求，一旦確定可以發(fā)言，即可實現(xiàn)通話。
（四）其他功能
NetMeeting界面下方有四個按鈕，分別對應(yīng)了“共享”、“聊天”、“白板”和“文件傳送”四項主要功能（這四項功能需要在會議屬性中啟用，否則在非會議中處于不可用狀態(tài)）：
1．“共享”功能。通過共享功能可以便于同其他會議參加者在獲得授權(quán)后控制本地主機上的應(yīng)用軟件進行演示與操作。
2．“聊天”功能。單擊“聊天”按鈕，NetMeeting會彈出一個聊天對話框，可以對所有或某一與會者發(fā)送聊天信息。
3．電子白板。系統(tǒng)提供多塊白板，與會人員都可通過白板進行繪制矢量圖，可以進行文字輸入、粘貼圖片等。在主控模式，主持可以禁止其他人使用白板。
4．傳送文件?！皞魉臀募惫δ苡脕碓谂c會者之間傳送與接收文件。使用方法比較簡單，只需單擊“文件傳送”按鈕并選擇需要傳送的文件即可。
四、結(jié)束語
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和視頻通信技術(shù)的進一步完善，視頻通信技術(shù)將越來越多地被人們利用到工作及生活中，甚至改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞?。人們根?jù)自身對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量需求的不同，自由選擇傳輸方式及終端設(shè)備，更多的行業(yè)、企業(yè)、個人都將享受到視頻通信所帶來的便利。
參考文獻：
目前，關(guān)于廣域保護系統(tǒng)結(jié)構(gòu)國內(nèi)外學(xué)者提出不同的見解，一般可分為分布式、區(qū)域集中式、變電站集中式以及分層集中式。其中，在分布式廣域保護系統(tǒng)中，廣域保護算法內(nèi)置于每個裝設(shè)在變電站內(nèi)部的保護IED中，分布式廣域保護系統(tǒng)的廣域保護決策過程完全在單個保護IED中實現(xiàn)，這使得分布式廣域保護系統(tǒng)更適合于實現(xiàn)廣域繼電保護的功能。區(qū)域集中式廣域保護系統(tǒng)其功能包括實現(xiàn)傳統(tǒng)繼電保護功能、通過通信網(wǎng)絡(luò)與廣域保護決策中心設(shè)備交換信息等。變電站集中式廣域保護系統(tǒng)主要是利用收集到的信息實現(xiàn)廣域保護算法，并向站內(nèi)相應(yīng)保護IED發(fā)送控制命令。分層集中式廣域保護系統(tǒng)繼承了區(qū)域集中式和變電站集中式廣域保護系統(tǒng)的優(yōu)勢，而且它既能夠與上層區(qū)域廣域保護決策中心設(shè)備通信又能夠與下層的保護IED通信，同時也能夠彌補變電站集中式存在的一些缺點。
2電力系統(tǒng)信息綜合傳輸調(diào)度算法研究
電力系統(tǒng)不同于其他系統(tǒng)的運行，尤其是順利實現(xiàn)其信息的綜合傳輸不可避免的需要解決諸多潛在的問題，尤其是信息業(yè)務(wù)綜合傳輸過程中存在的流量沖突問題，特別需要注意的是不僅要保證實時信息業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，同時也不可忽視各類非實時信息服務(wù)質(zhì)量，這些非實時信息也是傳輸過程中重要的組成部分。實現(xiàn)基于IP技術(shù)和區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型的網(wǎng)絡(luò)通信模式的關(guān)鍵技術(shù)包括隊列調(diào)度法，本文主要對隊列調(diào)度算法進行深入討論，使其在對電力系統(tǒng)信息綜合傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量問題進行解決時能夠發(fā)揮出關(guān)鍵的作用。WFQ算法的分組服務(wù)順序與GPS模型有很大差異，它是一種模擬通用處理器共享模型的隊列調(diào)度算法，本文在WFQ算法基礎(chǔ)上提出了WF2Q+算法，并通過將“虛擬延遲時間”引入WF2Q+算法解決了該算法在推遲傳輸高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組的問題，進而提出了提出以基于IWF2Q+算法的區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型實現(xiàn)電力系統(tǒng)信息綜合傳輸。
2.1WF2Q+算法介紹及分析WF2Q+算法是一種基于GPS模型的分組公平隊列調(diào)度算法。在實際的信息業(yè)務(wù)傳輸過程中，分組到達各列隊頭部的時間會存在一定的微小差別，致使根據(jù)GPS模型得到的各隊列頭部分組服務(wù)順序也出現(xiàn)微小差別，從而也會影響到WF2Q+調(diào)度器先為高優(yōu)先級隊列內(nèi)分組提供服務(wù)，還是為低優(yōu)先級隊列提供服務(wù)。觀察圖1我們可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)先級較高的信息業(yè)務(wù)在電力系統(tǒng)分組傳輸過程中不能保證其實時性，關(guān)鍵在于優(yōu)先級較高的信息業(yè)務(wù)分組到達時間較晚，從而使得優(yōu)先級較低的信息業(yè)務(wù)“捷足先登”，到達時間稍快，影響了電力系統(tǒng)高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組傳輸?shù)膶崟r性。
2.2改進的WF2Q+算法——IWF2Q基于上述問題，為了保證電力系統(tǒng)信息綜合傳輸中高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組的實時性，本文采用了PQ調(diào)度算法，并用PQ算法原理對WF2Q+算法進行改進，按照這種方式獲得的算法非常有可能將高優(yōu)先級分組推遲傳輸問題輕而易舉地解決，同時也能保持良好的公平性。具體操作如下：將優(yōu)先級最高隊列中傳輸個分組所需時間的倍定義為隊列的“虛擬延遲時間。IWF2Q+算法與WF2Q+算法都采用SEFF分組選擇策略，此時，不得大于系統(tǒng)虛擬時間，并且越小的隊列中的分組越優(yōu)先獲得調(diào)度器的服務(wù)，通過這種方式高優(yōu)先級隊列中所轉(zhuǎn)發(fā)分組的延時得到了降低。
3仿真分析
本文首先仿真對比電網(wǎng)發(fā)生故障時WFQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下IEEE14母線系統(tǒng)各變電站與控制中心站之間變換信息時4類信息業(yè)務(wù)分組的平均延時，結(jié)果如圖2所示。觀察圖2可知，WF2Q+算法與WFQ算法在保證信息業(yè)務(wù)實時性方面的性能不相上下，而WF2Q+算法推遲傳輸高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組的問題可通過IWF2Q+算法解決，并且能夠減小高優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組延時，同時也會導(dǎo)致低優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)分組延時變大。其次仿真對比電網(wǎng)發(fā)生故障時PQ算法、WF2Q+算法和IWF2Q+算法情況下得到的系統(tǒng)中各變電站與控制中心站之間傳輸四類信息業(yè)務(wù)的平均服務(wù)速率，如圖3所示。該結(jié)果說明基于WF2Q+算法和IWF2Q+算法的區(qū)分服務(wù)體系結(jié)構(gòu)模型能夠較好地協(xié)調(diào)不同優(yōu)先級信息業(yè)務(wù)獲得的服務(wù)效率，達到了各類信息業(yè)務(wù)傳輸?shù)墓叫裕倚阅芟喈?dāng)。
4課題研究結(jié)論及展望
通信系統(tǒng)的信號傳輸質(zhì)量與信道的性能密切相關(guān)，與光纖等有線信道相比，無線信道處于開放的電磁環(huán)境中，更容易受到衰落、干擾、噪聲等多種因素的影響。而DSRC通信信道除了具有一般無線信道的特征外，還存在快速移動等特有情況。典型的DSRC通信有路車通信(R2V)和車車通信(V2V)兩種方式。R2V是指車輛和路邊設(shè)備進行通信，屬于移動設(shè)備和固定設(shè)備的通信過程。V2V是指車輛和車輛之間進行通信，屬于移動設(shè)備之間的通信。充分掌握DSRC系統(tǒng)無線信道的特征，可以為提出改善系統(tǒng)通信質(zhì)量的技術(shù)方案提供參考，從而保證R2V和V2V通信的可靠性。
1.1仿真測試平臺結(jié)構(gòu)
基于AgilentN5106A基帶信號發(fā)生器與信道仿真器搭建的面向DSRC通信信道的仿真測試系統(tǒng)如圖2所示。N5106A具有120MHz的調(diào)制帶寬，能夠模擬各種通信信道。本儀器配備了8路實時衰落仿真器，支持的信道衰落類型包括Rayleigh、PureDoppler、Rician、Suzuki等，多普勒功率譜頻譜形狀有classical3db，classical6db，flat，rounded，jakeclassical和jakerounded。由圖2可見，該系統(tǒng)還包括了一臺矢量信號發(fā)生器E4438C和一臺信號分析儀N9020A，E4438C和N5106A之間的控制信號通過LAN口連接，數(shù)據(jù)信號通過數(shù)據(jù)總線（DigitalBus）傳輸。 測試系統(tǒng)如圖2所示。首先使用Agilent的N7617BSignalStudio軟件生成符合IEEE802.11p協(xié)議的理想基帶信號數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件經(jīng)過N5106A產(chǎn)生基帶信號，并通過信道模擬器得到包含信道特性的基帶信號。N5106A產(chǎn)生的信號通過DigitalBus輸入信號發(fā)生器E4438C，由該儀器將基帶信號調(diào)制到5.9GHz的載波上，經(jīng)過射頻輸出端輸出到信號分析儀N9020A進行分析。
1.2仿真測試實例
DSRC系統(tǒng)信道模型如表2所示。圖3至圖6給出了不同信道條件下信號的測試結(jié)果。其中，圖3為信號通過白噪聲信道后產(chǎn)生的星座圖，其中EVM（誤差向量幅度）為-27.62dB，CPE（同相位誤差）為0.903%rms。由于車車通信，可能存在直射路徑，因此圖4給出了信號經(jīng)過信道3模型，即在單徑萊斯分布的作用下，多普勒頻移為1345Hz，路徑損耗為-14.2dB，K因子為5.7時的測試結(jié)果，結(jié)果表明，此時EVM上升為-3.047dB，CPE上升為6.938%rms，說明在該種信道作用下，信號的接收質(zhì)量顯著下降。圖5給出了信號經(jīng)過信道7模型，即在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1522Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結(jié)果，此時，EVM為-16.791dB，CPE為5.542%rms。圖6給出了信號經(jīng)過信道11模型，即信號在單徑瑞利衰落，多普勒頻移為1562Hz，路徑損耗為-27.9dB時的測試結(jié)果，圖中EVM為-16.065dB，CPE為1.455%rms。比較圖5和圖6，說明了在類似的信道作用下，信號接收質(zhì)量存在一定的隨機性。另外，這兩條路徑的延時分別為400ns和700ns，在幀結(jié)構(gòu)的保護時隙范圍之內(nèi)，因此可以通過均衡消除延時的影響。
2小結(jié)
同線通信系統(tǒng)構(gòu)建原理及方法
比如在應(yīng)急指揮系統(tǒng)就存在著應(yīng)用需求。應(yīng)急指揮系統(tǒng)的主要任務(wù)是完成應(yīng)急現(xiàn)場指揮功能，現(xiàn)有的應(yīng)急現(xiàn)場指揮系統(tǒng)體制基于K口通信方式，存在一個中心控制盒和若干個信息終端，中心控制盒和每路信息終端之間通過K口有線連接?；贙口的應(yīng)急指揮系統(tǒng)必須具備一個中心控制盒，如果中心控制盒出現(xiàn)故障則整個系統(tǒng)無法完成正常通信功能。在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，中心控制盒必須與每路信息終端拉線完成互通，信息終端相互之間拉線完成與友鄰之間的通信。這樣一來，如果系統(tǒng)存在n個信息終端，則全系統(tǒng)拉線數(shù)將達到2n-1路。由此可見，基于K口的應(yīng)急指揮系統(tǒng)存在可靠性低、布線繁瑣、控制方式復(fù)雜等缺陷。如果采用同線通信技術(shù)，則應(yīng)急指揮系統(tǒng)組網(wǎng)方式將大大簡化，在一對被復(fù)線上可以同時掛接多個通信終端設(shè)備，設(shè)備之間共享物理鏈路和帶寬，相互之間完全獨立不受影響。基于同線口的應(yīng)急指揮系統(tǒng)終端設(shè)備之間通過一對被復(fù)線并線即可完成全部的連接，任意終端之間能夠相互訪問，能夠完成話音數(shù)據(jù)的通播、選呼等功能。如果其中一路終端出現(xiàn)故障，并不會影響其他終端的通信功能。在系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，所有信息終端共享公共的物理線路和帶寬，只須一對線即可完成系統(tǒng)的通信組網(wǎng)功能。
采用同線技術(shù)的應(yīng)急指揮系統(tǒng)具有可靠性高、布線簡單、控制方式方便等優(yōu)點。同線通信系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)主要遵循電力線載波通信的基本體系結(jié)構(gòu)，在一對被復(fù)線上或二線電力線上同時掛接多個終端節(jié)點，每個節(jié)點都是半雙工通信的方式。
為了協(xié)調(diào)全系統(tǒng)節(jié)點間通信不沖突，設(shè)置其中一個節(jié)點為主節(jié)點，其余節(jié)點均設(shè)置為從節(jié)點，主節(jié)點定時發(fā)送令牌給其余節(jié)點，令牌中帶有節(jié)點編號。如果從節(jié)點接收到的令牌編號與本節(jié)點編號相同，則發(fā)送本節(jié)點語音和數(shù)據(jù)包，定時時間到以后，主節(jié)點更改令牌節(jié)點編號，允許下一節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，循環(huán)往復(fù)，直到所有節(jié)點都涵蓋。受系統(tǒng)帶寬限制，通信節(jié)點最多10個。同線通信系統(tǒng)硬件平成整體功能框架的搭建，圖四是同線通信系統(tǒng)硬件原理框圖。，ARM7處理器LPC2388處于系統(tǒng)的核心，通過它完成各個芯片的初始化，接收并轉(zhuǎn)發(fā)語音編碼壓縮數(shù)據(jù)、RS232異步串口數(shù)據(jù)、線路載波通信數(shù)據(jù)等。
AMBE2000語音編解碼芯片完成將64KB的PCM編碼數(shù)據(jù)壓縮為2KB話音數(shù)據(jù)包；LPC2388處理器自帶UART串口，可以接收RS232數(shù)據(jù)信號；電力線載波芯片PL2000接收處理器的數(shù)據(jù)包，再通過信號的調(diào)制解調(diào)發(fā)送數(shù)據(jù)至電力線或被復(fù)線。同線通信系統(tǒng)的軟件主要完成芯片如AMBE2000、PL2000調(diào)制解調(diào)芯片的初始化，異步串口UART的數(shù)據(jù)收發(fā)，話音數(shù)據(jù)包、數(shù)傳數(shù)據(jù)包的合成和解析處理，通信組網(wǎng)設(shè)計等。主要包括主控制模塊、語音處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、線路驅(qū)動模塊、通信管理模塊等。圖五是軟件功能模塊圖。
高頻通信系統(tǒng)是工作在2-29.9999Mz的頻率范圍內(nèi)的，在排除CRJ-200飛機的高頻故障時有一些技巧，系統(tǒng)上電時能聽到短暫的調(diào)諧聲，在RTU上調(diào)節(jié)一個高頻頻率瞬間按壓PTT能夠聽到1000Hz的調(diào)諧聲，調(diào)諧周期大約在1-3秒鐘。如果該頻率已經(jīng)調(diào)諧過，再次按壓PTT時調(diào)諧聲的時間會變得非常短，大約為30ms，這個時間太短不容易聽出來。高頻耦合器具有頻率存儲功能，耦合器的存儲空間被劃分為很多個站點，每次調(diào)諧完頻率后耦合器將回到起點，等待下一次的調(diào)諧指令。耦合器的工作性質(zhì)就決定了可能由于耦合器的某個調(diào)諧站點出現(xiàn)故障而導(dǎo)致高頻系統(tǒng)在某個工作頻率時通信不正常，如果某個頻率點出現(xiàn)故障，按壓PTT后會出現(xiàn)調(diào)諧音，連續(xù)輸出不會中斷。在實際的運行中，機組也反映過此類問題。研究高頻收發(fā)機和高頻耦合器的工作原理目的就是，根據(jù)故障現(xiàn)象來大致判斷是高頻收發(fā)機的故障還是高頻耦合器的故障。然而對于高頻收發(fā)機，其主要的工作過程是頻率合成，變頻以及功率放大，對高頻通信的話音質(zhì)量和通信距離都有著不同程度的影響。高頻收發(fā)機是由多個模塊所組成的，其中包括處理器模塊，射頻/中頻模塊，頻率合成器，頻率基準(zhǔn)器，電源/音頻模塊和功率放大器，其中處理器模塊控制著收/發(fā)單元的所有功能，由于模塊性能的下降將導(dǎo)致高頻通信出現(xiàn)通話效果不佳或者出現(xiàn)不能完成語音的接收和發(fā)射。在高頻收發(fā)機組件內(nèi)還有一個靜噪電路，這個電路在排故過程中也有一定的幫助作用，靜噪電路對高頻收發(fā)機有自檢的作用，特別是在對故障判斷很困難時，關(guān)閉靜噪電路去聽噪音背景聲，這樣可以對高頻收發(fā)機的自身工作性能進行判斷，這也是一種排除相關(guān)故障件的方法。
在排故過程中應(yīng)該還注意這樣一些問題，在安裝高頻收發(fā)機和高頻耦合器時應(yīng)該特別注意收發(fā)機和耦合器之間兩根同軸電纜的鏈接線，這兩跟線很容易接反而造成高頻通信系統(tǒng)不工作。高頻收發(fā)機和高頻耦合器安裝在后設(shè)備艙內(nèi)，具置如圖2。
這種部件的布局可以說是CRJ-200飛機設(shè)計上的缺陷，因為在這個區(qū)域范圍內(nèi)鄰近APU，一號、二號液壓系統(tǒng)，滑油散熱系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)的ACM，這些系統(tǒng)都會出現(xiàn)滑油和液壓油的滲漏，長時間必然對該區(qū)域的安裝部件存在油污染的情況，高頻收發(fā)機和高頻耦合器之間有同軸電纜的連接，還有波導(dǎo)管等部件，長時間機器表面被大量的油污所覆蓋，這將會影響到機器的散熱，降低了機器本身的使用壽命。同軸電纜的接頭處也覆蓋了大量的油污，長時間慢慢滲透進入接頭內(nèi)，在實踐工作中也碰到拆裝高頻收發(fā)機和高頻耦合器時，發(fā)現(xiàn)同軸電纜接頭內(nèi)有少量的油污，這將導(dǎo)致高頻收發(fā)機和高頻耦合器信號傳輸出現(xiàn)衰減。這要求在安裝機器時對接頭的連接要特別注意。
對于CRJ-200飛機的高頻故障還可以根據(jù)FIM23-12-00來進行排故，但是要根據(jù)FIM來進行排故的話，在MDC（維護診斷計算機）的當(dāng)前狀態(tài)頁必須出現(xiàn)和高頻相關(guān)的故障信息才能依據(jù)FIM進行排故，這也是CRJ-200飛機在FIM設(shè)計上存在的缺陷。在實際工作中大量的有關(guān)高頻的故障出現(xiàn)時，MDC的當(dāng)前狀態(tài)頁是沒有任何信息出現(xiàn)的，那么我們是不是就束手無策，失去排故得方向了？如果有相關(guān)的信息，利用FIM是可以很方便地解決問題的，但是在沒有相關(guān)的信息指引時，就只能應(yīng)用上面筆者所總結(jié)的一些思路和經(jīng)驗來進行排故，也就是說在故障現(xiàn)象很模糊的情況下，運用高頻收發(fā)機和高頻耦合器的工作原理和自身特點來進行排故是一個很好的方法，能快速確認故障點及時排除故障。
2總結(jié)
城際鐵路通信系統(tǒng)承載的主要業(yè)務(wù)，有電路域數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù)和分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。具體如表1所示。電路域數(shù)據(jù)話音業(yè)務(wù)對實時性要求較高，又要十分準(zhǔn)確地傳遞信息，具有最高或者較高的優(yōu)先級；分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對實時性要求較低（與電路域業(yè)務(wù)相比），突發(fā)性強，有一定的數(shù)據(jù)量。本文將跨層設(shè)計應(yīng)用于城際鐵路無線通信系統(tǒng)中，根據(jù)業(yè)務(wù)類型的不同，在物理層和鏈路層進行AMC－HARQ跨層優(yōu)化設(shè)計。AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸?shù)南到y(tǒng)模型如圖1所示。
物理層釆用自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)，根據(jù)業(yè)務(wù)類型分類，制定M種調(diào)制方式和編碼方式。首先，接收端通過信道測量技術(shù)，估計出信道質(zhì)量信息，并通過反饋信道，將信道質(zhì)量信息反饋給發(fā)送端；然后，發(fā)送端根據(jù)接收到的信道質(zhì)量，選擇下次傳輸要使用的調(diào)制編碼階數(shù)。MAC層采用同步并行停等協(xié)議即HARQ協(xié)議。首先對各數(shù)據(jù)幀分別進行CRC編碼，級聯(lián)構(gòu)成數(shù)據(jù)幀進入物理層。物理層使用FEC編碼對整個數(shù)據(jù)幀進行編碼，然后存入緩存用以進行重傳。接收端經(jīng)過譯碼、CRC校驗后，回送確認幀。確認幀包含了幀確認號和重傳比特向量。
幀確認號表示鏈路層上一個按序接收的幀的序號，重傳比特向量比接收窗口長度（W）小1的比特向量，即長度為W－1。比特向量表示當(dāng)前接收窗口的所有幀接收情況，如“1”表示需要重傳，“0”表示接收成功。由于重傳比特向量是接收窗口的歷史移位記錄，即使當(dāng)前的確認幀因信道變化而丟失，確認幀也不應(yīng)重發(fā)，因為后續(xù)的確認幀包含歷史的接收記錄。確認幀格式如圖2所示。收發(fā)雙方的鏈路層都緩存W個數(shù)據(jù)幀。發(fā)方維護發(fā)送緩存和重傳列表，發(fā)送緩存中保存著當(dāng)前發(fā)送窗口中未確認的幀，重傳列表中保存了待重傳的幀序號。收方的接收緩存保存當(dāng)前接收窗口中亂序的數(shù)據(jù)幀，當(dāng)接收到的幀有序后，鏈路層向。
2AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸性能分析
本文使用Matlab仿真工具對基于AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸系統(tǒng)進行仿真分析，模擬信道使用瑞利衰落信道模型，每個數(shù)據(jù)包中含信息位500bit，通過1／3碼率的卷積碼，仿真包數(shù)目每次1000個，結(jié)果取6次平均值，同時假設(shè)CRC能正確校驗。在物理層，提供不調(diào)制、BPSK、QPSK、8PSK等4種傳輸模式，系統(tǒng)可以根據(jù)AMC中每種傳輸模式的瞬時誤包率（PER）和接收到的SNR在各種物理層傳輸模式之間的關(guān)系，自適應(yīng)地選擇合適的調(diào)制編碼方式。在鏈路層，要綜合考慮時延、誤包率和吞吐量，真正滿足城際鐵路不同業(yè)務(wù)的QoS要求。設(shè)置最大重傳次數(shù)為N＝0、1、2，測試在不同干擾條件下，不同的業(yè)務(wù)類型的成功率，見圖3，圖4，圖5。可見，通過AMC－HARQ跨層自適應(yīng)傳輸方案，當(dāng)鏈路層重傳1次，可以在5％干擾情況下實現(xiàn)95％的接收成功率；鏈路層重傳2次，可以在5％干擾情況下實現(xiàn)99％的接收成功率，在10％干擾情況下實現(xiàn)94％以上的接收成功率。
（一）網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)技術(shù)
一般來說，在系統(tǒng)運行的過程中，組網(wǎng)方式的合理性，在一定程度上關(guān)系著以太網(wǎng)運行的可靠性和高效性。隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展和我國電網(wǎng)的進一步深化改革，變電站的智能化程度也越來越高，從當(dāng)前我國組網(wǎng)方式的運用現(xiàn)狀來看，可以將其簡單概括為：新組建的網(wǎng)絡(luò)將系統(tǒng)的性能和功能要求作為基本前提，采用優(yōu)化節(jié)點分布和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方式，一方面可以有效提高變電站通信系統(tǒng)的信息化水平，另一方面還能實現(xiàn)投入與效能的均衡化。
（二）以太網(wǎng)交換技術(shù)
所謂以太網(wǎng)交換技術(shù)，主要指的是在以太網(wǎng)運行的過程中，具有性能高、操作簡單、密集高端口以及低價特點的一種交換產(chǎn)品，將這一技術(shù)運用在變電站通信系統(tǒng)中，在一定程度上可以有效提高通信系統(tǒng)的安全性和可靠性。一般來說，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，之所以會提出交換技術(shù)這一概念，主要是為了進一步改進網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的共享工作模式。從當(dāng)前我國以太網(wǎng)交換技術(shù)的使用現(xiàn)狀來看，有三種交換技術(shù)被得到廣泛地推廣和運用，分別是信元交換、幀交換以及端換。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在以太網(wǎng)運用領(lǐng)域出現(xiàn)了三層交換技術(shù)，一方面改善了在明確劃分局域網(wǎng)中段之后，只能通過路由器對網(wǎng)絡(luò)中子網(wǎng)進行全面監(jiān)督和管理的局面；另一方面也解決了由于傳統(tǒng)路由器的復(fù)雜、低速而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生瓶頸的問題，有效提高通信系統(tǒng)的工作效率。
二、加強變電站通信系統(tǒng)可靠性的有效策略
（一）雙以太網(wǎng)冗余的實現(xiàn)
在對變電站結(jié)構(gòu)進行全面仔細地分析之后，我們可以知道，IED具備完全獨立的兩組隔離變壓器、控制器、通信電纜以及收發(fā)器等。一般來說，每個通信設(shè)備都具有個體差異性，在通信冗余協(xié)議的實現(xiàn)上也存在著一定的區(qū)別，但是具有相同的基本原理。所以，我們在實際的研究工作中，在解決一個通信設(shè)備的問題之后，就可以解決其余通信設(shè)備的問題。IED可以采用回環(huán)測試的方式，對系統(tǒng)中的鏈路進行全面地檢測，確保通信系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。在實際的工作中，可以將這兩個接口都與協(xié)議棧綁定，并且具備控制層訪問的不同媒體地址。通常在完成以太網(wǎng)與熱備用的連接之后，系統(tǒng)是不具備信息發(fā)送功能的，但是由于充分考慮到鏈路會在發(fā)生故障時被切斷這一因素，所以需要對設(shè)備進行不斷地改進，確保系統(tǒng)信息接收的通暢性。系統(tǒng)在正常運行時，利用工作接口IED設(shè)備可以在網(wǎng)絡(luò)中傳送信息，在進行回環(huán)檢測時，如果IED發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，就可以馬上發(fā)出命令，對熱備用接口進行設(shè)置，確保其通信控制器可以進行信息發(fā)送，并且將全部信息從工作接口的主鏈路上轉(zhuǎn)移到熱備用接口的鏈路上，這樣一來，就算工作信息接口發(fā)生故障，備用接口也可以完成信息接收任務(wù)，在一定程度上可以為變電站通信系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性提供有效地保障。在變電站通信系統(tǒng)運行的過程中，雙以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)將熱備用作為主要工作方式，在對鏈路進行切換時，不可避免會發(fā)生延時的情況。同時，由于每個IED之間都存在著個體差異性，不同交換機和IED在進行協(xié)議配合時，往往存在著一定的區(qū)別。所以，針對這一問題，在實際的工作中，還需要不斷地研究和改進，只有這樣，才能確保通信系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
（二）環(huán)網(wǎng)冗余的實現(xiàn)
從當(dāng)前我國雙以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)的運用現(xiàn)狀來看，通信系統(tǒng)在運行的過程中，主要是通過交換機來實現(xiàn)信息接收和發(fā)送目的的。一般來說，不同廠商生產(chǎn)出來的交換機具有一定的區(qū)別，為了確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，廠商在生產(chǎn)交換機時，可以采用生成樹系列的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，這樣一來，就可以通過交換機構(gòu)組成相應(yīng)的環(huán)路，為變電站通信系統(tǒng)可靠性的提高奠定堅實的基礎(chǔ)。通信系統(tǒng)在運用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)時，在信息傳輸?shù)倪^程中，為了避免環(huán)網(wǎng)中信息的循環(huán)傳輸，可以對交換機進行重新設(shè)置，將兩個端口分別設(shè)置為阻塞態(tài)和轉(zhuǎn)發(fā)態(tài)，這樣一來，信息就可以在系統(tǒng)中進行無障礙傳輸，在一定程度上可以有效提高系統(tǒng)的可靠性。除此之外，通信線路在正常工作的過程中，系統(tǒng)在傳輸信息時，也需要通過諸多的交換機來完成，同時，將交換機的1、3、6端口設(shè)置為阻塞態(tài)，這樣一來，該端口就不能進行信息傳送。站控單元可以利用交換機的7—3—1—2端口將控制信號傳送到保護單元，并且在傳送的過程中，不會出現(xiàn)循環(huán)發(fā)送的現(xiàn)象，有效保障了系統(tǒng)傳輸?shù)目煽啃?。在變電站通信系統(tǒng)運行的過程中，當(dāng)1、3這兩臺交換機的鏈路出現(xiàn)故障之后，3號交換機在接受到系統(tǒng)的命令之后，會自動對環(huán)路進行全面仔細地檢測，如果發(fā)現(xiàn)該鏈路無法保持通暢狀態(tài)，則會對它的端口進行重新設(shè)置，將阻塞態(tài)變?yōu)檗D(zhuǎn)發(fā)態(tài)，并且及時通知其它的交換機，在進行信息傳輸時，選擇其它的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，這樣一來，就不會出現(xiàn)因為其中一臺交換機故障，而導(dǎo)致整個系統(tǒng)信息被阻塞的現(xiàn)象。同時，在環(huán)網(wǎng)冗余協(xié)議中，延時的時間通常保持在1—3s，不僅可以確保整個通信系統(tǒng)運行的可靠性，在一定程度上還能有效提高工作效率。但是，通常在正常情況下，備用鏈路完全處于閑置狀態(tài)，端口和寬帶的利用率相對較低。
三、結(jié)束語
