通信信号技术精选(九篇)

第1篇：通信信号技术范文

关键词:付接；同步；扩频；多址

中图分类号： S972 文献标识码： A 文章编号：

前言:

电子通信技术无疑已经成为尖端应用型技术，电子通信技术水平的高低也直接反映着一个国家的科技发展水平和科技进度的程度：电子通信产业是信息产业的重要部分，发达的电子通信技术成为先进生产力及科技实力的标志。

1、电子通信系统技术问题

1.1电子通信技术涉及的领域较宽，尤其是在移动电话和卫星通信方面。其发展水平标志着科技成果的大小，电子通信产业也成为了一个朝阳产业，有着很好的成长前景和旺盛的生命力。电子通信技术也极大的改变着人们的生活方式：它使得人们对新知识的应用冲破了时间和空间的限制，使人们学习、使用、创新知识的方式发生了根本性的改变，它也推动了经济社会和人类的进步。

1.2在航空技术应用中的电子通信系统，是一个极为复杂的实时通信系统， 它是机载分布式的，它与电子多路传输总线的每一个电子设备都密切相关[1]。因此，它的顶层设计的好坏，直接关系到飞机的性能。而在航空领域的电子通信系统中，通信故障处理、航空电子通信时钟同步设计是其电子通信系统中要重点解决的关键技术。

1.3在通信过程中要求对发生的故障和错误进行及时的处理。总线控制器与非总线控制器的故障子系统处理方式是不一样的：非总线控制器发现故障后的处理方式也是因情况而异的，子系统中的多路总线接口如果出现硬件故障，则状态字终端标志位将置位，但如果不是硬件故障，也非致命性的永久故障，则子系统标志置位。如果是更严重的情况，主机的中央处理器已经停止工作了，则通信系统将发出指令，禁止对总线控制器所有命令的响应。以上三种处理方式需要具体分析，不能一概而论，否则容易出现运行上的错误，影响正常的通信过程。

2、数字信号复接技术

为了扩大传输容量提高传输效率，在数字通信系统中我们需要利用的原理待若干低迷信号合并成一个高速数字信号流，以便在高速信道中传输。

数字复接技术的设备包括，数字复接器和数字分接器，数字复接器由同步定时，回复单元和复接部分构成，给复接器提供统一基准时间信号的定时单元，而复接器定时单元自身具备内部时钟，他同时可以由外部时钟推动，并借助了同步单元的控制，使得复接器与分接器的基准保持同步。

3、数字信号处理技术的应用与发展

随着人们对于通讯，计算机，机械设备的涉及领域越来越广，数字信号处理也逐渐发展壮大。数字信号处理技术就是将如视频，图片，声音等模拟信息转化为数字信息的技术。而DPS是让数字信号处理技术的功能得以有效使用的处理器或芯片，它们有时候也用作处理信息后再把信息转变成模拟信息输出。从更大的角度来看，数字信号处理技术是数字信号处理中理论性的实用性很强的应用型技术，这包括如硬件技术，数字信号处理理论，软件技术以及实现它的途径等等。下面就让我们来探讨一下关于数字信号处理技术的应用与发展。

3.1数字信号处理技术的特点

数字信号处理技术的本质是对数据进行提取与变换，将信息从各种干扰与噪声的环境里提取，然后进行转换，变为便于机器或人识别的形式。早些时候的信号处理采用的主要是模拟的方法，但这种方法由于参数的修改很困难，模拟器对于周边的环境变化敏感程度不高，所以渐渐的退出了历史的舞台。应运而生的数字信号处理技术主要采取二值逻辑，对环境中的电路噪声，温度有较强的适应能力，不会因为它们的变化导致电路逻辑翻转，具有很强的稳定性。数字信号处理技术还可以用软件来修改处理的参数，有较强的灵活性。随着芯片技术的不断发展，也为数字信号处理技术带来许多好处与支撑，这表现在集成度高，高速处理能力强，多种并行结构的优良继承电路的推广与使用，也带动数字信号处理能力与响应速度的提升。数字信号处理技术采用的是数字的方法，将离散的符号或数字进行处理的技术，主要的工作是在剔除混杂在信号中的干扰，减少采集信号的多余成分，被称为数字滤波。还有就是可以将分离的多个信息碎片根据某种方式结合在一起的信号，或者用来增强一个信号里的某个分量，加强识别和分析。

3.2数字信号处理技术在短波通信中的应用

数字信号处理技术在短波通信领域中的主要应用在信道扫描，信道的数字化，信道探测，自适应呼叫，链路质量分析，音频信号处理，扩频技术等方面，声码话，静态图像传输和传真等等。运用数字信号处理模块，是通过模拟前端的射频信号处理之后，中频信号在输入数字信号后对模块进行数字化的处理，最后再输出音频信号，数字量化基带信号和AGC控制信号三种信号。其中音频模拟的信号可直接输出提供给终端用户使用。AGC的控制信号反映到模拟前端的放大器信号的增益与数字量的基带信号，便于波形分析与频谱分析，这个信号还可以供给给终端设备使用，避免对于模拟信号的多次量化而引起噪声。我们采用AD+PDC+DSP的模式进行设计数字信号处理模块中的硬件构造，在经过放大滤波之后的中频信号被输入到高速模数进行量化，再输入到下面可编程的变频器进行降速，滤波，频谱搬移之后输出I/O的分量，再经过基带信号至数模之间的转换之后，完成了解调信号，输出最后的两路模拟量音频信号的任务。

3.3数字信号处理技术的其他应用

除了上述数字信号处理在短波通信中的应用，还有许多其他方面的应用，现在让我们再举几个例子说明。在测量仪表和测试仪器领域中，随着数字信号处理技术的发展，原来的高档单片机被逐渐取代。将数字信号处理技术运用于测试仪器和测量仪表之中，可以大幅度提高产品的功能与档次。新型的数字信号处理技术有丰富的内部资源，可以使仪器上硬件电路得到简化，实现仪器仪表SOC速度和测量精度的准确度。可编程的数字信号处理技术在PC领域中占据着主流的位置，它将MPEG与高速通信技术相联系，用来实现视频形式与音频形式的转换。在以后的PC机中，人们可以根据自己的需求，处理各种多功能，多样式的DSP机。由于传统的助听器在许多功能上有瑕疵与不足，很难满足大多数有听觉障碍人士的需求，而全新的依靠数字信号处理技术的数码助听器就变得非常受重视，因为数字信号处理系统性能和效果都很好，使得听觉障碍的患者的听觉得到较大的改善。

3.4数字信号处理技术的发展展望

数字信号处理技术的发展大致经过四个发展的阶段，第一阶段是70年论基础流行的时期，然后到了80年代数字信号处理技术的产品得到广泛的运用了90年代达到顶峰，第四阶段则是新时代再创辉煌的时期。在没有出现数字信号处理技术的时候，对数字信号的处理只能依靠简单的微处理器解决，但MPU的处理速度低下，不能达到高时效，高速度的要求，就慢慢的被数字信号处理技术所取代，从刚开始的只停留在理论阶段，随着集成电路的发展与广泛应用，就迎来了数字信号处理的春天，DSP（数字信号处理）芯片的问世是一个重要的里程碑，他昭示着DSP技术不断向着小型化转变，而且其技术也得到了跨越式的进展。然后随着CMOS技术的进步，第二代DSP芯片结合CMOS技术产生，大大提高了运算速度与储存容量。随着科技的发展，第五代DSP器件也已经问世，之后的前景一片光明。

第2篇：通信信号技术范文

1雷达功能与特点

雷达是利用电磁波探测目标的电子设备，是通过无线电定位方式，来实现无线电探测与测距，通过回波测定发现探测目标空间位置信息，由于雷达通过无线电技术实现探测，所以也被称为“无线电定位”。其探测原理是通过发射电磁波，对探测目标进行照射，在通过天线接收其回波，提取回波信息，来获取测定目标速度、方位、高度等信息。探测通信过程中信息载体是无线电波，天线接收回波后，由接收设备进行处理，提取信息数据，当前广泛应用于：气象领域、军事领域、航空领域。雷达技术最早出现于一战时期，但由于当时受到技术水平限制，探测范围和准确性都存在局限。二战时期雷达技术得到实际运用，且已十分成熟，能实现地对空、空对空、空对地的探测识别。随后更融入了脉冲跟踪技术，能通过跟踪模式对目标进行跟踪探测，且探测中系统能自动修正干扰误差，提高探测准确性和有效性。二十世纪末，微处理技术与光学探测技术融入雷达领域，使雷达探测实现智能化、自动化，能自动进行多目标跟踪探测，在军事领域中做出了巨大贡献。

2雷达通信技术

雷达应用非常广泛，可探测飞机、舰艇、导弹。除军事用途外，还可用来为飞机、船只导航。另一方面，气象领域中的应用，可探测台风、雷雨、乌云，以实现预测天气目的。雷达通信基本过程是，发射机发射电磁波，由收发转换开关传送给天线，由天线将电磁波发送出进行传播，电磁波遇到目标后产生回波，回波被天线获取，通过接收设备进行信号处理。距离测量是根据回波延迟时间判断，计算公式为S=CT/2。方向探测通常利用天线方向性，测定方位角和俯仰角。速度测试方面则根据回波频率改变量确定，其基本原理是多普勒频移。但实际上雷达应用中，通信过程可能受到干扰设备或其他外部信号干扰，同时会被电子侦察设备探测到通信信号。因此，要加强雷达抗干扰，反侦察能力。现代雷达为提高通信稳定性与可靠性，融入了数据处理技术、加密技术、组网技术、分布式有源技术、自适应波束形成技术、光电子技术。这便使得雷达通信抗干扰能力大大提升，数据处理效率和水平明显提高，能实现多频道、多极化、多模式通信，而且通信数据形式更加多元。

3雷达信号处理机显控

通过前文分析不难看出雷达探测的应用优势。雷达设备种类繁多，技术含量高，应用范围广。根据用途不同可分为：军用雷达、预警雷达、引导指挥雷达、机载雷达、气象雷达、航行管制雷达等。雷达探测不受天气影响，穿透力强，探测效果好。但探测有效性和准确性，通常与信号处理机显控有直接关系。近些年来，现代雷达中接收采样数据量成倍增加，信号处理机显控难度提高，使得信号处理机显控成为雷达研究领域热门课题。为提升显控有效性，修正误差，一般情况应通过MAD抑制低速杂波信号，区分杂波与目标回波。由于杂波与目标回波频率不同，所以能通过滤波器消除。但实际上，由于杂波中心频率位于零频，多普勒频移未知，却容易被滤波器忽略，所以传统MAD抗干扰滤波方式，效果并不好，会出现显控判断现象。为解决这一问题，就应利用自适应恒虚警检测，通过CFAR检测抑制杂波。另一方面，还可选择匹配数字滤波器方式，利用脉冲压缩处理方式，进行波筛选，将杂波进行掩盖，避免杂波干扰。但实际应用中，由于模拟技术缺陷，掩盖效果与理论值可能会存在差异。杂波分为:地物杂波与气象杂波几大类，不同杂波波幅与干扰程度不同，但通常杂波也具有一定规律性。因此，为了弥补理论值误差问题，则可通过改进滤波方式，实现抑制杂波，保障显控准确性与有效性。例如，对多普勒滤波器进行利用。该滤波器能有效提高显控质量，通过FIR实现滤波，抗干扰性能非常好，而且容易实现。除以上几种技术手段还，近些年来，很多雷达也在开始MTD技术，该技术是通过窄带滤波器组的方式来实现抑制杂波，从而改善信号接收机性能，全面提高接收有效性，实现高质量显控，该技术杂波抑制效果非常明显。但各类技术手段有着不同特点和适用范围，具体应用中，要根据雷达信号接收机特点和显控要求及实际杂波特性规律选择抑制方式。

4结束语

雷达探测不受地形，天气情况影响，而且探测距离远，准确性与可靠性高，能应于海洋探测、地理探测、航空探测等众多领域。但随着雷达数字化的发生，接收机采样数据量越来越大，使得信号处理机显控难度随之提高，准确性出现下降，杂波处理面临挑战。因此，在实际应用中，要根据杂波特性与显控要求，合理选择滤波技术，保证显控质量。

作者:陈兵 单位:四川九洲电器集团有限责任公司

参考文献:

[1]梁成壮.雷达伺服系统功能仿真和性能测试软件平台研制[D].西安电子科技大学,2014,04:203-204.

第3篇：通信信号技术范文

【关键词】铁路站场；通信信号；综合防雷

随着科技的发展和应用，铁路站内设备越来越先进。雷击发生时，雷击放电诱发雷击电磁脉冲过电压和过电流，经站场电源系统、通信信号传输通道、接地系统及建筑物直击雷防护系统，通过传导、感应的方式损坏站内通信信号设备及网络通信设备，造成损失巨大，直接威胁铁路正常的安全运输生产。

一、对铁路站场雷电防护的分析

铁路站场设备遭受过电压和过电流攻击的途径可分为直击雷、感应雷、传导雷、操作过电压四种。结合站场设备的分布特点及雷电攻击的途径类型，铁路站场雷电防护存在以下特点。

1．铁路站场占地面积较大，站场主要设备（如数字微波通信、车站数字通信分系统、站场广播机、无线列调通信、平面调车通信、信号微机联锁等设备）集中在信号楼、通信楼。信号楼、通信楼的避雷针应能满足对整个信号楼、通信楼区域的保护，有效防止直击雷的袭击。

2．铁路道轨是接受直击雷和传导雷感应雷的良好导体。与道轨连接的相关铁路信号设备，如信号机、轨道电路箱、道岔电动转辙机等，将受到雷击的严重威胁。

3．信号楼微机联锁及通信机房、通讯机房等重要区域的户外线路可能遭受到直击雷后，线路中的大电流串入各机房内部，从而引起对内部设备的损坏。当雷雨云之间、雷雨云对大地之间放电时，雷闪电流的高频电磁场对暴露在空间或室内的电源线、信号线、数据线上产生远远超过设备抗电强度的感应雷击过电压，使设备损坏。

从以上分析中可以得出：为了提高铁路站场建筑物安全及机房设备及计算机、通信网络的运行可靠度，整个站场的雷电防护系统一定要有良好的避雷针、下引线和统一的接地网，采取完善的直击雷防护措施。同时必须在车站的供电系统、天馈系统、信号采集传输系统、程控交换系统、计算机网络系统、机房接地系统等进行可靠有效的防护，在拦截、分流、均衡、接地、布线、布局等方面作完整的，多层次的综合防护。

基于以上分析，公司选用了法国GUERET预放电型避雷针作为直击雷防护避雷针，选用德国OBOBETTERMANN系列电源及数据信号防雷器件，对主要机房设备和重要终端进行雷击电磁脉冲防护。

二、直击雷防护

（一）避雷针

普通避雷针，通常即为一根铁棒，将端部磨尖，通过接地引下线将地电位引至针尖，利用针尖的高度，比被保护物优先产生上行先导，与雷云的下行先导相遇，从而达到引雷入地的效果，保护其它建筑物免受雷击的侵害。

预放电型避雷针利用了雷云产生的空间电场强度，预先使周围的空气电离，空气离子在空间电场的作用下加速接近雷云，从而使迎面先导大大提前与雷云的下行先导相遇，使得引雷的可靠性和半径提高大大保护，增强了保护性能。公司所属车站选用先进的GUERETIF3预放电型避雷针作为直击雷防护避雷针，对站场可能遭受直击雷的重点区域实施直接雷的防护。

（二）直击雷防护方案

铁路站场直击雷防护重点区域是信号楼和户外岔群咽喉区设备。

1．信号楼直击雷防护。利用被保护建筑物信号楼，高度约为15米，在信号楼顶部安装IF3避雷针，针的安装高度超出楼顶5米。经计算，保护半径可达121米。楼顶预埋350mm×350mm×10mm厚钢板，便于焊接避雷针底座，从底座延相反方向焊接引出两条引下线，引下线采用大于8mm的圆钢沿楼外墙引下入地，与楼的接地环相连。防雷接地装置接地电阻小于1欧。将避雷针与接地装置贯通。保护信号楼及场区附近的铁轨避免由于直击雷击中铁轨雷电流窜入信号楼，对设备及人身安全造成危害。

2．户外岔群咽喉区直击雷防护。铁路站场岔群咽喉区的特点是设备分布较为集中，岔群咽喉区段长度约145米，在岔群咽喉区附近各建立12米高的铁塔，塔顶安装IF3避雷针。经计算，保护半径可达111米。引下线采用截面大于12mm×4mm的镀锌扁钢。防雷接地装置接地电阻小于10欧。

三、雷击电磁脉冲防护

（一）防雷器

选用世界一流的德国OBOBETTERMANN系列电源防雷器件，对铁路站场主要机房设备和重要终端进行雷击电磁脉冲防护。

（二）雷击电磁脉冲防护方案

1．对缆线布放和接地系统的要求

铁路站场主要设备集中在信号楼。雷击电磁脉冲防护的重点是信号楼内的敏感电子设备。在进行电源和信号线防雷器配置时，根据有关规范要求，应从以下几个方面进行设计考虑。

（1）电力电缆应埋地引入建筑物，电缆埋地部分不应小于15米。室外各种通信、信号电缆应采用具有双层金属防护层的电缆，其外层金属防护层在顶部及进入机房入口处的外侧应就近接地。当采用单层屏蔽电缆或无屏蔽线缆时，应穿金属管或金属线槽引入建筑物内，金属管（或线槽）的两端就近接地，金属管（或线槽）的连接处应有效跨接。

（2）信号楼采用共用接地系统。因此，一栋楼内的电子设备应共用一组接地装置，应按均压、等电位的原理，将工作地、保护地和防雷地组成一个联合接地网。站内各类接地线应从接地汇集线或接地网上分别引入。

2．信号楼雷击电磁脉冲防护

信号楼主要包括微机联锁设备、无线列调及平面调车车站电台、计算机服务器、站场广播机及车站数字通信分系统等设备。

针对信号楼电源线分两路电缆引入，供电方式为TT制式。在总配电箱安装两套OBO3*MC50-B+l*MCl25B第一级电源防雷箱，在交直流配电屏电源入线端加两套V20-C／3+NPE电源防雷器及在车站综合柜入线端安装一套V20-C／I+NPE电源防雷器为第二级电源防雷器。需要注意的是第一级与第二级防雷器之间的线路应保持5m以上的距离。无线列调及平面调车车站设备，在天馈线进入调度机房入口与设备联接处安装DS-N馈线防雷器，注意设备机壳及防雷器地线良好接地。防雷器前端均串接20A动力型空气开关。

由于信号设备的保护地与工作地严格分开，雷击发生时，两个地线系统可能出现瞬间电压差，造成电子设备及人身的损坏和伤害。为了达到有效的防雷保护，在两个地之间安装OBO地极保护器480。其特点是：正常工作状态下，两地相互无干扰；雷击状态下，480迅速导通，两地电压均衡，消除反击电压；响应时间小，纳秒级导通；安装方便，直接连接于两接地汇流排之间。

第4篇：通信信号技术范文

【关键词】城市轨道交通；信号系统；冗余技术；系统分析

列车指挥和运行对城市轨道交通信号系统的安全可靠性有着极高的要求，不仅仅要求采用安全可靠性高的元件、器件和软件，而且还要求城市轨道交通信号系统具有故障导向安全的特征。冗余技术是提高计算机系统安全可靠性的手段中最有效的一种手段，也是提高城市轨道交通信号系统安全可靠性的最有效的方法之一。一般情况下，城市轨道交通信号系统的控制系统的设计和应用中采用冗余技术，并且对系统配置一些实用的部件，在城市轨道交通信号系统发生故障时，重复配置的部件就会介入并且承担故障部件的工作，这样就可以减缓城市轨道交通信号系统发生故障的时间，从而达到提高城市轨道交通信号系统安全可靠性的目的。在《城市轨道交通信号系统通用技术条件》章程中，对城市轨道交通信号系统的总则系统、基本功能、技术要求和环境条件提出了相应的规定。对于城市轨道交通信号系统中运用冗余技术的相关方面做了全面的介绍，明确了冗余技术对于提高城市轨道交通信号系统安全可靠性的重要性，认为合理的冗余技术将会大大提高信号系统的安全可靠性。冗余技术在城市轨道交通信号系统中的运用，加强了列车运行的安全性，促进了列车指挥和运行的现代化进程。笔者就城市轨道交通信号系统和冗余技术进行了全面的介绍，对城市轨道交通信号冗余技术进行了全面分析，指出了冗余技术对提高城市轨道交通信号系统的安全和可靠性的深刻影响。

一、城市轨道交通信号系统简介

城市轨道交通信号系统是保证列车运行安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的关键系统设备。城市轨道交通信号系统一般是由列车的自动控制系统组成，列车的自动控制系统的英文简称为ATC，列车自动控制系统包括列车自动监控系统、列车自动防护子系统和列车自动运行系统三个子系统。这三个子系统是通过信息交换网络来构成闭环系统，实现地面控制与车上控制相结合、地面控制与中央控制相结合，构成了一个以安全设备为基础，集行车指挥、运行调整和列车驾驶自动化等功能为一体的列车自动控制系统。城市轨道交通信号系统分为列车自动控制系统、固定闭塞ATC系统和移动闭塞ATC系统。其中，列车自动控制系统按照闭塞布点方式可以分为固定式和移动式；按照机车信号传输方式可以分为连续式和点式；按照各系统设备所处地域可以分为控制中心系统、车站及轨旁子系统、车载设备子系统和车场子系统。城市轨道交通信号系统的运营模式分为列车自动监控模式、调度员人工介入模式、列车出入车场调度模式、车站现地控制模式、车场控制模式、列车运行控制模式以及列车折返模式等。

二、冗余技术

1.冗余技术简介

冗余技术又称为储备技术，是利用系统的并联模型来提高系统安全可靠性的一种有效的手段，冗余技术可以分为工作冗余和后背冗余两种技术。其中，工作冗余是一种或者两个或以上的单元并行工作的并联模型，一般情况下是由各处单元平均负担工作，因此工作能力有冗余；后背冗余一般情况下只需要一个单元工作，另一个单元是冗余的，用于待机备用。就以计算机为案例来介绍冗余技术，计算机的服务器以及电源等重要的设备，都是采用一用二备甚至是一用三备的配置，在计算机正常工作时，几台服务器可可以同时工作，互为备用，电源也是同样的工作。但是，一旦遇到通电或者是计算机故障，服务器或者电源就会自动转到正常的设备上继续工作，这样就能确保系统不停机，数据不丢失。

2.软件冗余技术

计算机软件冗余技术指的是在一台计算机的主机内拥有两套独立程序，也就是所谓的带有比较结果的一硬二软技术。主机内的两套程序都能独立完成对输出数据的处理，在计算机运行正常的情况下，数据经由比较器进行比较，在比较结果一致的情况下会经过两套输出电路，达到数据的输出来接通控制电路。在计算机发生故障时，因为两套计算机程序都是独立的，这样经过比较器得出的比较结果就会变得不一致，这种比较结构无法接通控制电路，就会导致计算机无法得到正常的供电。这样就会通过计算机的自动监控器的监控，在计算机电路短点的情况下，软件冗余就会将计算机导向安全的结果。在软件冗余技术中，计算机的存储器和CPU等器件都是公用的，而计算机的程序编制需要严格独立。这种计算机的一硬二软技术不能做到电路的完全独立，因此这种软件冗余技术存在着孪生性故障的隐患。

3.“二取二”硬件冗余系统

“二取二”硬件冗余系统是指两全相同的计算机在对输入数据进行处理后，得到的数据结果是相同的。这种处理结果会经过比较器的比较，在确认结果后就能使同步器的控制系统通过输出电路做出控制命令。而在计算机发生故障时，两台计算机的数据处理结果是不相同的，这样比较器进行比较后会给出切断电路的命令，切断计算机的电路做出故障警报。“二取二”硬件冗余系统有效的保证了计算机电路的输出，防止计算机在发生故障时产生连锁反应，导致计算机的数据丢失。

三、城市轨道交通信号冗余技术分析

城市轨道交通信号系统是依靠计算机技术来保证列车运行的安全，实现行车指挥和列车运行现代化，提高运输效率的系统设备。冗余技术在城市轨道交通信号系统中的运用，加强了列车运行的安全性，促进了列车指挥和运行的现代化进程。城市轨道交通信号系统中，列车的行车设备或者子系统的计算机系统采用二取二或者三取二的计算机冗余技术，这种冗余技术对于提高列车指挥和运行的安全可靠性是最为有效的。每辆列车上面可以配置二取二或者三取二的冗余技术的车载设备，对列车的自动防护系统等安全设备采用计算机冗余技术，这样就能有效的运用列车的自动防护系统，提高列车的行车安全性。城市轨道交通信号系统的计算机软件应该具有冗余、容错以及纠错的功能，这样就不允许因为计算机的故障造成信号系统的失控，城市轨道交通信号系统的冗余技术会将付账导向安全方面。城市轨道交通信号系统的数据传输网络应该采用双网的结构，列车的自动监控系统的主要设备都要进行重配置，例如各种类型的服务器、网络的交换器、数据的传输设备等都应该进行重复配置，城市轨道交通信号系统的工作站也应该能互为备用，这样对于提高城市轨道交通系统的安全可靠性具有很大的作用。

四、结语

通过对前文的分析，可以看见冗余技术对于城市轨道交通信号系统的运行有着十分巨大的作用，合理的冗余技术对于提高城市轨道交通信号系统的安全可靠性有着巨大的影响。城市轨道交通信号系统采用冗余技术，可以在城市轨道交通信号系统发生故障时，重复配置的部件就会介入并且承担故障部件的工作，这样就可以减少城市轨道交通信号系统发生故障的时间，从而达到提高城市轨道交通信号系统安全可靠性的目的。

参考文献

[1]GB/T 12758 2004城市轨道交通信号系统通用技术条件[S].

第5篇：通信信号技术范文

关键词：高速光纤；通信系统；信号损伤缓解；补偿技术

随着信息化时代的到来，通信成为人们日常生活不可分离的一部分，通信容量呈现出不断上升的趋势。科学家预测未来每名通信用户的通信容量高达1000Mb/s，可见未来人们对通讯需求之大，因此，高速光纤通信系统的未来发展会逐渐向高速率和大容量发展。

1高速光纤通信系统中信号损伤与补偿

高速光纤通信系统在传播过程中常常会发生信号损伤的问题，色散和光纤耗损是导致高速光纤通信系统中信号损伤的主要原因。传统光纤系统中，多模光纤较为常见，在不同模式下光纤的信号传播速度不同，证明了信号传播过程中存在模间色散。随着科技的发展，单模光纤在光纤通信系统中使用广泛，在一定程度上减少了色散，也就缓解了模间色散的问题。但是，随着通信容量的不断扩大，信号传输距离也越来越远，新的问题也随之出现，长距离运输过程中的光纤虚耗成为制约信号传播的关键。单模光纤能够解决模间色散问题，但是会受到材料和波导色散的干扰，导致色度色散问题的存在，在传播过程中损伤通信信号。因此，人们开始采用色散补偿光纤来补偿色散问题，促进单载波速率的提高，进而解决信号损伤的问题。大量实践经验也表明，采取措施缓解和补偿高速光纤系统中的信号损伤能够大大提高通信的速率。近年来，我国科学技术不断发展，偏振模色散使用广泛，相干接收和高级码型调制格式也获得了广泛的应用，导致偏振模色散和偏振串扰成为损伤通信系统的主要因素，加上光纤非线性和激光器的相位噪声的制约，信号损伤问题仍然是通信系统研究的主要问题。

2高速光纤通信系统中偏振模色散

2.1高速光纤中偏振模色散概念

单模光纤中，一个基模由两个相互之间垂直的偏振模组合而成，但是，单模光纤在实际运行过程中，会受到多种因素的制约，导致两个偏振模间的无法保持运行速度一致，导致脉冲展宽，进而导致偏振模色散的产生，偏振模色散产生的主要原因是：首先，光纤自身具有双折射，光纤在运行过程中会有一些不规则的应力的产生，导致光纤信号发生折射；其次，在铺设光缆时，光缆会受到不同程度的挤压，进而有些部位会发生弯曲和变形，加上在环境的制约下，信号在传播过程中出现偏振模的祸合效应，影响偏振模传播速度，导致偏振模色散的产生。最后，一些信号需要经过通信器，例如滤波器和隔离器等，这些通信器的材料和结构缺陷会在一定程度上影响信号传播，导致双折射的产生，引起偏振模色散现象。在常规数学中，描述双折射和祸合效应一般采用参量和琼斯矩阵，也在很大程度上便于人们对双折射和祸合效应的理解。在理想状态下，光波速率不会导致双折射，双折射也与传送距离无关，但是，在实际运行过程中，双折射和祸合效应与距离和光波速率关系重大。

2.2高速光纤中偏振模色散测量方式

偏振模色散能够以一个统计量来计算，也在一定程度上受到时间和温度变化的制约，同时测量环境也会影响到偏振模色散的测量。也就是说在不同的时间进行同一光纤的测量会有一定误差的存在。目前，国际上通行的偏振模色散测量方法有四种。本文暂不介绍波长扫描傅立叶变换法和波长扫描极值数计算法。

2.2.1Jones矩阵本征值测量法

Jones矩阵本征值测量法最常用于测算偏振模色散值的计算依据测量光纤的偏振传输函数这种情形。Jones矩阵本征值测量法是测量光纤某一处的偏振传输函数，然后依据测试准确全面描述偏振模色散特征。在进行测试时，要采用激光器和分析仪来对光纤上等间距波长的矩阵进行测量，然后依据矩阵将本征矢量和本征值算出来，从而依据一定公式计算出PSP和DGD，然后将他们的平均值求出来，最后变可以得到偏振模色散的值。Jones矩阵本征值测量法具有一定优势，能够全面测量偏振模色散值，甚至能够十分准确地进行最小值的测量。但是Jones矩阵本征值测量法也存在一定的缺陷，Jones矩阵本征值测量法的测量结果受到外界干扰大，且需要较长时间，测量速度慢，测量效率低，只适用于科学研究中。

2.2.2干涉仪法

干涉仪法适用于一定时间段内的测量，主要是通过试光纤将端电场将自相关函数输出，然后将振模色散的传输时间均方差计算出来。宽带LED是干涉仪法中需要使用到的光源，干涉仪扫描光纤输出端，确保在这个时间段内相关信号的存在，偏振模色散值即为测量出的自相关函数的二阶矩均方值。干涉仪法具有速度快且效率高的优点，具有较强的外界干扰抵御能力，但是，干涉仪法也存在一定的缺陷，这种方法难以提供一些相关信息。

3高速光纤通信系统中信号损伤补偿技术

在实际运行过程中，长距离输送时，偏振模色散速度为10Gb/S时，输送功率会在很大程度上受到损伤，影响信号传输速率，造成信号损失。因此，高速光纤通信系统中信号损伤补偿技术研究时要考虑相关影响因素。据相关研究显示，信号损伤的主要原因是一阶偏振模色散效应，在此基础上，高阶偏振模色散会加剧信号损伤的恶化。因此，一阶偏振模色散效应的研究成为高速光纤通信系统中信号损伤补偿技术研究的关键。光路和电路上的补偿是目前最常用的高速光纤通信系统中信号损伤补偿技术。光路和电路上的补偿主要原理是采取措施延迟光或者电，然后控制反馈回路，进一步将偏振模色散中的两个偏振模之间的时差进行延长，来补偿高速光纤通信系统中的信号，然后统一输出两个偏振模的信号。大量实验表明，光路和电路上的补偿能够对高速光纤通信系统中信号损伤进行补偿。在此对光补偿进行一个案例分析。光补偿案例分析：在此方案中，增设光延迟线，对两个偏振模间的时差进行调整，最终进行补偿来保证偏光纤。同时，在以上基础上安装偏振模控制器，来调整输入光的偏振态，确保光的偏振态与光纤切合，需要注意的是，在此过程中，控制器反应速度必须大于偏振器变换速度，从而确保光纤输出光信号，控制偏振器的信号。这种方案能够补偿高速率高速光纤信号，也能够补偿长距离高速光纤信号，同时在一定程度上降低功率损失。

4结束语

总而言之，偏振模色散是引起高速光纤通信系统中信号损伤的主要原因，目前，高速光纤通信系统中信号损伤已逐渐成为通信系统研究的重点。随着我国科学技术的发展，我国对高速光纤通信系统中信号损伤缓解与补偿技术有待进一步发展，希望在未来我国能够采用更加科学的手段来解决高速光纤通信系统中信号损伤问题，为人们通信需求提供更好的服务。

参考文献：

[1]鲁力.高速光纤通信系统中电子色散补偿技术的研究[D].华中科技大学，2012.

[2]翁轩.高速光纤通信系统中信号损伤缓解与补偿技术的研究[D].北京邮电大学，2013.

第6篇：通信信号技术范文

关键词：通信设备 数字技术 铁路信号技术 促进

中图分类号：TP277 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（c）-0020-02

我国自开展现代化建设以来，社会不断向前迈进，科学技术水平也愈见增长。我国铁路运输已经逐步实现了提速、重载以及车站、区间和列车联合控制的一体化运行等各种目标，然而仍存在长足的发展空间，其现代化、智能化、自动化还需要通过新兴的通信设备以及数字技术的科学结合来达成。

1 铁路信号技术以及通信设备、数字技术的概念

1.1 铁路信号技术的定义

铁路信号具体来讲是指利用一些指定的物体和设备等等使铁路的行车人员了解相关车辆的运行条件、行车设备的状态以及接收行车指令信息，通常采用灯等易识别的物品，通过改变其颜色、数量、形态或位置来传达信息，或是直接用仪表、音响设备等器械来传达。铁路信号技术的良好发展能够提高铁路的车站、区间通过能力，并且提高铁路员工工作效率，从而达到增加铁路经济效益的目标。

1.2 通信设备的定义及分类

通信设备，即Industrial Commun ication Device，包括有线通讯设备和无线通讯设备，主要用于工控环境。有线通讯设备包括路由器、光端机、交换机、modem、PCM等设备，主要解决工业现场的串口通讯、专业总线型的通讯、工业以太网的通讯以及各种通讯协议之间相互的转换；而无线通讯设备则包括无线网卡、无线网桥、无线AP、天线、无线避雷器等等设备。

1.3 数字技术的定义

数字技术，即Digital Technology，是指利用相关设备将图、文、声、像等各种信息转化成电子计算机能够识别的二进制数字0与1之后，再进行加工、储存、发送、传递、还原的一种现代技术，是同电子计算机相辅相成的一项科学技术。

2 我国铁路信号技术的发展进程和通信数字化

2.1 我国铁路信号技术的发展历程

随着我国铁路运输不断提速，铁路信号技术也有相应的变化、进步。

铁路运输的最初阶段主要采用人工闭塞的形式，通信设备制式杂乱无章，信号显示无法统一，通信装备少、技术水平也比较低下。

而改革开放为铁路信号技术的迅速发展提供了一定的机遇，使铁路制式的人工闭塞逐渐由半自动闭塞、三显示自动闭塞、四显示、多显示自动闭塞乃至准移动闭塞所取代，ZPW-2000系列轨道电路已经成为全路统一的轨道电路制式，与区间同制式的轨道在站内得以应用；现在营业线上的机车信号已经基本上都配置成功了，接近连续式和连续式机车信号都在迅速发展中，列车的超速防护系统也在部分区间进行了科学的试验；不同速度等级的ATP设备相继安装至CRH动车组，车载设备向更安全发展，比如CRH-200H、CRH-200C、CRH-300H、CRH-300S、CRH-300T等等；在一些大站以及主要干线的中间站上，车站联锁已逐步实现继电集中化，所研发出的不同型号的全电子式微机联锁也已经在现场逐步推广应用中；高速铁路上逐渐全面地采用调度集中系统，综合调度系统技术也正在推进；DMIS一期工程已经到了竣工阶段，这说明行车指挥现代化已经进入了实质阶段；提速道岔分动外锁闭转换设备已经上道应用了，这就基本保障了提速列车能够安全运行及提高过岔速度；CTCS-2、CTCS-3级列控系统已广泛应用于客运专线和高速铁路建设中，同系统相应的配套设备也都已经成功上道，如列控中心、临时限速服务器、无线闭塞中心RBC等；交流外锁闭转辙设备成为主要应用产品，如700K、ZDJ9、ZYJ7等；信号监测系统正在向集中化、智能化、网络化发展。迄今为止，我国铁路信号技术已经接近工业发达国家，而若要超过他们则需要进一步的努力，并且尤其需要在通信设备的数字化上更加下功夫。

2.2 通信设备与数字技术的结合对于我国铁路运输信号技术的促进意义

促进铁路运输的不断发展，使其达到提速、重载的目标，通信设备硬件质量和技术水平在其中起到了举足轻重的作用，是铁路信号技术的重要支撑。这一点在我国青藏线ITCS中GPS、高铁CTCS-3中GSM-R已然得到了充分的证明。为了促进铁路信号技术的发展，我们需要全面引进计算机技术，充分利用计算机的高速分析计算功能，而数字信号处理技术（DSP，Digital Signal Processing）就在此时适时出现了。

以往我国铁路运输中的信号技术不够纯熟，通信设备也不够高端，主要依托轨道电路来传达信息，在安全保障以及工作效率等方面还存在许多问题。

自21世纪起，在铁路运输的信号工作中就开始充分运用计算机设备和网络通讯技术，与早前的简单设备和模拟信号处理技术相比较而言，通信设备网络化、数字化的可靠性及实时性显然更高，通信质量更高，传播距离更长，保密性更强，设备更加小型化，运算精度以及抗干扰性能更加优化，功能也更多。现在铁路管理中数字化的通信系统具有集中管理、远程维护、故障自动诊断、自动切换等功能，还可以自动记录相关信息；不仅能够满足当前铁路调度、指挥的需求，还可以开展环境监测、电源检测及预留容量空间等工作；不仅能够实现全双工通信，还可以进行有效回波抑制、AGC自动增益控制、自行适应线路条件等，能够确保通信系统在强噪音环境之中正常运行；在拓扑结构之中的数字通信系统拥有数字环自愈保护功能，当采用网型网和环形网的时候，能保证数字环任意一处的断开都不会对系统的正常运行产生影响；数字通信系统还具有一定的兼容性，同有些区段仍在运行的模拟通信设备能够兼容，使数字通信方式和模拟通信方式能够起到互相备用的作用。

铁路信号技术中专用通信设备的数字化是铁路通信发展的必然趋势。通信设备数字化的根本原理即为将通信设备与数字技术结合起来运行，主要形式为把先进的计算机软件运用于列车的运行控制系统中，以将现代化的铁路通信设备与数字化控制系统科学地组合起来，从而达到建立新型信号操作系统开发平台的目的，最终促进铁路信号技术的充分发展。

3 通信设备与数字技术结合的发展趋势

虽然由于社会经济的发展速度越来越快以及铁路运输的需求压力越来越大，使对列车运营的速度和安全性的要求也越来越高，然而因为我国现代科学技术水平不断提高，使我国铁路信号技术也足以保障铁路运输的高效率、安全性。铁路信号技术的网络化能够保障铁路运输的安全运营及集中调度，依托高端的计算机网络技术，通过将现代化通讯设备与数字控制技术有效结合，促进铁路信号技术系统全面实现智能化、网络化、信息化。随着通信设备与数字技术结合的新发展，铁路信号技术中将陆续引入各种高新技术，包括ZFFT（ZOOM-FFT）、小波信号处理技术、现代谱分析技术等等。

3.1 通信设备与数字技术结合的智能化

智能化主要体现在两个方面，一是系统智能化，二是控制设备智能化。系统智能化是指铁路高层管理部门依托先进的计算机设备，依据铁路运输系统的自身实况来科学合理地控制列车的运行，优化铁路的整体通信技术系统，从而使铁路运输得到整体控制、科学管理；而控制设备的智能化则指建立高效能的执行机构，使其精确、迅速地获取道路指挥者所需信息，并且依据信息来指挥、控制列车的运营。

3.2 通信设备与数字技术结合的网络化

现代化的铁路通信技术不再是仅仅把各种通讯设备进行简单组合，信号技术系统内部的各项要素在各自独立进行工作的基础上还互相联系沟通、交换实时信息，共同组建功能完善、层次分明的铁路运输网络化结构及控制系统。铁路通信网络化便于运输指挥者迅速地、全面地获取辖区内的各种实时信息，从而下达正确、及时的指令，灵活配置系统资源，以保障信号系统的安全、高效工作，保证铁路运输和行车安全。

3.3 通信设备与数字技术结合的信息化

铁路信号技术发展的必然趋势即为以信息化带动铁路产业现代化。全面、有效、精准地获取交通线路上的各种信息才能够保证高速列车能够安全运营，现代铁路信号系统正在将各种先进的通信设备和通信技术投入使用中，比如光纤、无线、卫星通信与定位技术等。

在铁路通信技术未来的发展中，还需要提高数字通信设备的质量水平并优化其功能；进一步完善数字技术体系和技术标准；围绕优化数字通信系统以及提高信号设备的安全完整性等级（SIL）等方面进行相关的探究；通过创新数字技术或是引进、消化、国产化国际技术的方式，对不同等级的数字信号技术设备进行改善更新；发展联锁、闭塞和列车运营管理一体化技术；采用北斗卫星定位技术和云计算等先进技术来促进铁路的信号技术数字化发展；发展信号动静态检测、监控及智能分析技术等。

4 结语

总而言之，我国铁路的信号技术随着铁路的发展进程也在不断发生变化，并且达成了将列车、区间、车站三者共同控制的高效运作模式。而通过铁路通信设备与数字技术的结合，也促进了行车调度指挥自动化等技术领域的革新，让过去控制分散、功能单调以及通信信号相对独立的情况不再出现，从而使铁路信号技术逐渐趋向智能化、网络化、数字化，铁路操作系统亦更加完善。

参考文献

[1] 朱婉婷.高铁信号系统中新技术的应用与发展[J].科技创新与应用，2013（11）.

[2] 王蕊.铁路信号问题及对策研究[J].科技致富向导，2011（6）.

[3] 杨杰.基于安全运行的铁路信号系统影响因素分析[J].科技资讯，2013（31）.

第7篇：通信信号技术范文

关键词　基于通信的列车控制,移动闭塞,信号系统

 

      基于通信的列车控制(简为cbtc)技术,利用先进的通信、计算机技术,突破了固定闭塞的局限,实现了移动闭塞,技术和成本上较传统的信号系统有明显的优势。该技术无需在轨道上进行固定长度、固定位置的闭塞分区,而是把每一列车加上前后的一定安全距离作为一个移动的分区,列车制动的起点和终点都是动态的。列车的安全间距是按后续列车在当前速度下所需的制动距离加上安全余量计算得出的。列车的最小运行间隔在90s以内,个别条件下可实现小于60s的间隔时间。和传统的固定闭塞、准移动闭塞技术相比,移动闭塞技术实现了车载设备与轨旁设备不间断的信息双向传输,使列车定位更精确、控制更灵活,可以安全有效地缩短列车间隔,提高列车运行的安全性与可靠性,降低列车的运营和维护成本[1,2]。我国于2004年投入运营的武汉轻轨是国内第一条采用cbtc方案的城市轨道交通线路。然而对于仍在运营的轨道交通系统,如何在不影响服务的条件下应用先进的信号系统,是运营商在考虑对信号系统进行升级时必须面对的问题。本文结合一个工程实例说明cbtc技术在信号系统升级中的应用。

1 信号系统升级需求

      欧洲的许多轨道系统设备超过了30年的历史,潜在的轨道交通信号系统升级业务巨大。在亚洲也存在着类似的情况。信号系统升级的需求来自以下几个方面。

      ·技术过时:20世纪70年代建造的轨道系统都使用了当时的先进技术,如香港mtr使用当时先进的基于轨道的模拟列车自动防护(atp)和数字化的列车自动运行(ato)系统。而现在这样的信号系统已过时,组成系统的构件或子系统部件已很难获得,甚至无法找到合适的替代品用以更换。同样,维护这些过时系统所需的人力成本也相当高。缺少可替换元件及相应的维修人员,使维护时间延长,导致系统可靠性下降。

      ·性能:在亚洲,许多城市轨道交通系统的建设滞后于交通需求的增长,使得投入运营的线路马上达到了其设计通行能力甚至超负荷运行。上海轨道交通1号线北延伸段就是一例,为了缓解运能紧张,不得不采用地面公交分散客流。提高运能最直接的手段就是缩短发车间隔,而这又受到信号系统本身能力的限制。

      ·标准:一个城市轨道交通网络中存在多条线路运营,如采用了不同供应商的系统,则不同信号系统使用的标准可能不同,这不利于轨道网络的互联互通[3]。而采用cbtc,其控制系统间的接口均通过数据通信系统实现,采用开放式的国际标准,有利于实现不同线路的互联互通。

2 升级中应考虑的问题

      在确定了信号系统升级需求后,对升级项目进行规划是非常必要的。有三种可以考虑的方案:

      ·使用兼容新旧两个atp系统的轨旁设备,使车辆始终在信号控制系统中运行;

      ·使用兼容新旧两个atp系统的车载设备,使升级工程在局部展开;

      ·停止服务或使系统运行于没有atp的特殊环境下,更换所有atp设备。

      选择以上任一方案时,应考虑以下问题。

(1)列车应照常运行

      世界上只有少数的城市轨道系统能保证在列车运行时进行维护工作。纽约的轨道交通系统是一例,它在部分区段有4条并行的线路,保证了列车运行和维护工作完全隔离。其它许多轨道系统没有这样的条件,也不可能在进行信号系统升级时将整个系统关闭,通常每晚只有3～4h可以进行系统升级工作,且同时必须兼顾正常维护工作的进行。这使得系统升级必须分阶段实施,并制定周密的计划保证系统运行的可靠性和安全性。

(2)可用空间

      信号系统升级过程中必然有一个阶段是新旧两个系统共同存在的,这就要求轨旁、列车及控制系统中有足够的空间。这个问题往往在制定计划时被忽略。如果需要在列车上同时安装两套设备,这个问题就更加突出了。

(3)设备的兼容性

      如果新的设备或atp系统能从已有系统中获得信息并发送给新的信号系统,这将使升级中的风险大大降低。现有的联锁系统和atp系统可工作到所有atp都更换完成时,而这要求新系统对已有系统的兼容能力。为此,新系统的模块化(包括硬件、软件、数据等方面)是有效手段。

3 应用实例

      于1968年开始运行的伦敦维多利亚线使用的系统,虽然经过一些小的改造,但基本保留了建设初期使用的信号系统:电压联锁和单机,基于轨道代码的atp和基于轨道电路的ato系统、控制机和控制中心。其升级目标为:计算机控制联锁,高性能车辆控制系统(包括先进的基于无线通信的atp及ato),先进的控制中心。

      由于列车内可用空间和站台空间的限制,决定在新列车上使用新的atp和ato,并改造轨旁系统使其能兼容两套信号系统直到所有旧的列车被替换。升级工程包括:过渡性设备的安装,车辆测试,信号系统更新,控制中心升级等。

1) 过渡性设备的安装

      新列车的安装、调试和运行需要在非运营时间进行,包括如下工作:在设备方面安装联锁机和atp系统的接口设备,安装atp处理器以及无线电通信设备;在轨旁安装漏泄电缆无线电通信设备,安装绝对定位参照信标。上述工作可采用不同的次序进行。在实际工程中,首先从维多利亚线的北端一段线路开始;一旦这一段线路的安装、调试和试运行完成,就可以进行下一段线路的升级工程。

2) 车辆测试

      车辆测试同样要分阶段进行,这包括在不断扩大的范围内进行的测试:在试车场进行;非运营时间单车测试;非运营时间多车测试;运营时间单车测试;运营时间多车测试。经过这些系统的测试,才能确保新旧车辆、新旧信号系统安全可靠地联合运行。

3) 信号系统更新

      由于在联锁机和atp系统安装了接口设备,故可将现有的联锁机更新。新的联锁机设备是数据驱动的,这使得更新过程中涉及到的只是输入输出数据的改变和相应的测试。当旧的列车都被更换掉后,将旧的联锁机、代码选择电路和atp、ato系统停止工作。其他设备的更新如轨道电路、报文头等也同时展开。

4) 控制中心升级

      控制中心的安装可与信号系统的安装相互独立。本地计算机(localsitecomputers)和接口设备以及无线电通信设备一起安装,并通过接口设备与已有信号系统交互。在经过必要的出厂测试后,控制中心可以在受控模式下运行,此时控制输出被屏蔽。一旦系统运行稳定后,控制中心开始对设备进行控制,这时新旧系统运行在一个可相互切换的状态。一旦相关的控制设备更换完成,新的信号系统完全控制联锁系统,这时旧控制中心可以被拆除了。

      从以上的应用实例中可以归纳出如下信号系统升级中的几个关键技术。

      ·覆盖方式:在进行新旧系统的更新时,必然会以一定的方式用新设备将旧设备覆盖,但又要保证过渡时期设备运行的平稳性。cbtc实现灵活高精度的列车控制,提高了系统的集成度,简化了系统的结构,本身能为互联互通提供技术基础,可以叠加在已有信号系统上,便于已有系统的改造。使用无线通信技术很大程度上提高了这种方法的可行性。只要符合频率和通信协议的要求,任何一个厂商的无线电系统都可以被采用,这增加了系统的灵活性。

      ·模块化:在升级项目中不可避免地将工作分阶段进行,因此信号及车辆控制设备的模块化相当关键。通过使用接口设备使新设备运行时对已有设备的干扰最小,这样也减少了测试所需的时间。

      ·系统安全保障:从技术特点来讲,cbtc提供的是基于软件和信息安全的控制,使得系统调度安全控制向自动化、智能化、信息化的方向发展。系统安全在设备设计、生产、安装、测试和运行的每个阶段都必须予以统一考虑。在工程的每个阶段,都需要用户及监管部门的授权以降低风险,这也是工程顺利进行的必要保障。

      希望通过本文的介绍,加深对信号系统升级中涉及的控制技术、工程技术等问题的认识,推动cbtc技术及相关信号系统国产化的进程。

 

参考文献

[1]　诸蓉萍,吴汶麒.移动闭塞技术及其应用[j].城市轨道交通研究,2004(2):81.

第8篇：通信信号技术范文

关键词：堆外核测；源量程；信号调理；死区补偿

1 系统功能概要

第三代核电站堆外核测仪表系统是核电站重要的核安全级系统，它是反应堆保护系统中的一部分，是唯一能够直接监测核电站核功率的系统。该系统的正常运行为核电站提供了重要的安全保障

堆外核测系统有三个量程，它们被称为源量程，中间量程和功率量程，每个量程都有自己独特的信号处理方式。AP1000核电站源量程通道信号调理方式与二代及二代半核电有较大差别。本文将重点介绍堆外核测源量程通道信号调理技术在AP1000核电站中的应运。

2 源量程通道信号调理

源量程通道用于低功率阶段的中子通量监测，为反应堆正常运行提供了强有力的安全保障。探测器采用高灵敏度的BF3正比计数管，管内填充BF3气体。根据探测器设备特性与反应堆物理特性，决定了信号的类型与特点，因此需采用专用的信号调理技术。信号处理流程如下图所示：

2.1双甄别阈处理技术

源量程探测器工作于低功率阶段，此阶段内γ射线干扰较大，影响了中子通量测量，因此需特定的甄别处理技术予以处理。

传统的二代加核电站普遍采用单甄别阈处理技术，通过合理设置甄别电压，可甄别掉低于该电压的γ干扰脉冲。AP1000核电站则采用双甄别阈处理技术，设置高低两个甄别阈值，低甄别阈可甄别掉低于该电压的γ干扰脉冲，高甄别阈值可留下能量较高的γ堆积干扰脉冲，通过两者相差，得到更精确的中子脉冲。如下图所示：

两个甄别器将脉冲分成三个部分： Aγ引起的低脉冲、B中子引起的脉冲、C能量较高的γ脉冲。A和C为干扰脉冲，B是我们需要的中子脉冲。通过低甄别阈的脉冲为 =B+C，通过高甄别的脉冲为C。因此中子脉冲为：

中子脉冲=低甄别脉冲-高甄别脉冲=（B+C）-C=B

2.2品质因子检查技术

在脉冲调理过程中，将实时计算脉冲品质因子，品质因子合格则进行下一步处理，若不合格则标记为坏点，禁止进入下一环节。每个品质因子单元有三个输入，低甄别脉冲；高甄别脉冲、高低甄别脉冲之差。品质因子为高低甄别脉冲之差与低甄别脉冲之比，若品质因子小于其设定值，系统将产生报警。

2.3脉冲采样技术

源量程通道将探测到的脉冲信号分为两类脉冲，一类为高频脉冲，另一类为低频脉冲，高频脉冲设置为低频脉冲的10倍。如此设置一方面是为满足保护系统信号处理的量程；另一方面在不同功率水平采用不同的采样周期，可提高信号采样精度。

2.3.1低频脉冲采样

在低频阶段，采取两种采样方式：1 固定脉冲个数采样（KC）；2固定时间采样（KT）。两种方式同时采样，根据先到原则，哪种方式率先完成一个周期内的计数，则选择该方式。举例说明如下：

例一： 如反堆功率P=1cps，KC设置为15，KT设置为10s。

方式一，采样周期T1=KC/P=15s；

方式二，采样周期T2=KT即为10s。

根据先到原则，T2比T1更快，则选择方式二采样方式。

2.3.2高频脉冲采样

在高频阶段，中子通量较高，不需延长采样时间，可直接将处理器运算周期作为脉冲计数周期。

2.4高频脉冲死区补偿技术

BF3探测器产生的脉冲宽度是有限的，且为随机产生。在高中子通量阶段，两个同时产生的脉冲可能会非常接近，导致系统无法甄别，因此需死区补偿技术。在低频阶段，脉冲相距较远，重叠可能性较小，不需要死区补偿。

通过计算可以得到丢失脉冲权重，其计算公式为：

实际计数率=测量计数率CPS /（1-丢失脉冲权重）。

例如：测量计数率为500，000CPS，，经计算丢失脉冲权重为0.1，

则修正计数率=500000/[1-0.1]=55555.56

其中，多出来的5555.56cps为恢复脉冲。若不采用此处理环节，将直接导致计算得到的中子通量与实际情况不符，对电站的安全性与经济性会造成较大危害。

2.5高低频脉冲选择

高频脉冲与低频脉冲经过各自的信号调理后，将一同进入高低频脉冲选择器。该选择器设置一个固定参数，低于该参数时选择低频脉冲信号，若高于该参数则选取高频脉信号。经过二选一后，选择得到的信号将送往保护系统参与保护与专设安全设施功能。该固定参数将由反应堆物理特性与探测器设备特性共同决定。

第9篇：通信信号技术范文

一、概述

随着无线通信技术的发展，无线局域网（WLAN）技术和设备得到越来越多应用。现有无线局域网采用IEEE 802.11系列标准，其中2.4G是一个开放的ISM（企业、科学和医疗）频点，只要其无线接入点（AP）的发射功率及带外辐射满足无线电管理机构的要求，则无需提出专门的申请就可使用此ISM频段；而5.8G的频点需要向国家无线电管理委员会申请有偿使用，且大部分城市均只向具有基础电信运营商资质企业使用许可，不针对其它企业用户审批。

二、系统传输需求分析

（一）信号系统传输需求分析

目前，国内新建或改造的城市轨道交通项目大都采用基于通信的移动闭塞列车控制系统（CBTC），CBTC系统需要对每列在线运营列车实时运行进行监控，因此，就必须建立地面轨旁与列车的实时通信系统，而无线局域网（WLAN）技术的出现正好为此提供了一个良好的平台。

通常情况下，地面设备对列车传输的信息包括：线路特征信息（位置、坡道及曲线）、前方许可的移动授权（目标距离）、限速信息和目标速度等；列车对地面设备传输的信息包括：列车目的地码、车次号、本列车的定位信息及本列车的速度信息等。这些信息都是数字信息，信息编码长度较短，车一地传输的数据包长度一般不超过1000bits。信号系统供货商选择40～100Kbps的净传输速率作为其系统必须保证的最低传输速率。

另外，因信号系统直接控制列车的速度和移动授权，属于安全控制系统，任何干扰或非法侵入都将影响系统的安全性、可靠性和可用性，直接影响整个地铁的安全运营，因此，信号系统对数据传输的安全性、可靠性和实时性要求级别很高。

（二）PIS系统传输需求分析

乘客信息系统（PIS）是城市轨道交通项目中一个新出现的专业和系统。一方面能够提高城市轨道交通项目对乘客的服务水平，另一方面可以为城市轨道交通业主提供一个经营平台，具有较好的开发前景。

PIS系统的构成方案很多，有录播和实时两种基本形式，在通常情况下采用实时播放。地面设备对列车传输的信息包括：数字图像资讯信息、列车的紧急疏散信息、列车的预告信息等。列车对地面设备传输的信息包括：列车车厢内的视频监控图像信息、车辆运行状态信息（根据需要）等。这些信息基本上都是图像信息，如果传输的图像采用MPEG-2的编码方式，广播级的图像传输速率要求一般4～8Mbps；采用MPEG-4的编码方式，广播级的图像传输速率要求一般在1Mbps左右。按照PIS系统一般的传输要求：地对车采用MPEG-2传输1幅图像，车对地采用MPEG-4传输2幅图像，因此，对于一列列车而言需要6～10Mbps的净传输速率才能满足要求。车一地双向传输均采用MPEG-4图像编码方式时，则需要2～4Mbps左右的传输速率。

PIS系统为非安全系统，其传输数据的安全等级不是很高，即使信息完全中断也不会影响地铁系统的正常运营。

三、一体化建议方案及分析

IEEE 802.1X系列标准采用通用的信道编号，每个信道的中心频率和频带隔离是完全一致的（除FHSS外），只是信号调制方式不同。

根据通信传输需求分析，信号系统传输数据少，但安全等级高，适用的无线通信标准可以是IEEE 802.11、IEEE 802.11b和IEEE 802.11g；PIS系统传输数据量大，但安全等级较低，在采用MPEG-2的图像编码方式时必须选择IEEE 802.11g标准，在采用MPEG-4的图像编码方式时，可以选择IEEE 802.11b或IEEE 802.11g标准。

信号供货商提供的解决方案存在很大的差异，信号系统供货商提供的CBTC的数字传输DCS解决方案如表1所示。

为了保证信号系统无线通信的可靠性，通常信号系统供货商都会采取双网络覆盖的方式，提高系统成功进行车地通信的概率，并提高系统在故障情况下的恢复能力，但在一定程度上也占用了更多的频点资源。

信号系统与PIS系统采用频点避让的方式减少干扰，由信号供货商来统一频点规划和设计，使信号系统尽量在两个独立的隔离信道内解决传输问题，而将第三个独立的隔离信道作为PIS系统的车地传输通道，通过部分供货商提供的广州地铁试验结果分析，具有一定的可行性，但需要解决列车越区时的同频干扰和切换问题。

共建方式可以分为两种：一种为通过频点隔离措施分离信号系统与PIS系统的传输频率，是一个较为理想的共建方式，在物理上可以认为是分开的，这两个系统之间不会产生干扰和接口，便于共建和实施，且信号系统与PIS系统可以采用不同的传输标准，PIS系统必须采用IEEE 802.11g标准，而信号系统则可以采用IEEE 802.11b或IEEE 802.11g，另一种为PIS系统采用补空（即PIS系统利用信号系统的备用通道）的方式进行共建，在理论上是可行的， 但信号系统与PIS系统将深度融合，形成比较复杂接口，对于以后的运营、维护和管理提出很高的要求，且信号系统供货商在必要的时候，会以牺牲PIS的速率和带宽来优先保证信号系统的无线传输需求，在一定程度上会损坏PIS的利益，使PIS系统的传输可靠性可能得不到保障。因此，前一种共建方式是较为合理和可行的共建方案。

从传输媒介上分析，如果采用无线电台方式传输，其传输距离很短，因此越区切换次数较多，且频率很快，对列车无缝漫游提出很高的要求。如果采用漏缆或裂缝波导管方式传输，则会有效降低越区切换次数和频率，为保证可靠传输提供良好的媒介。

结束语

从理论上分析，一体化建议应该是可行的，但还面临着很多问题，如系统供货商需要修改无线传输部分的设计，且需要进行相关的试验，以验证方案的可行性等。因此，作者希望本文能起到抛砖引玉的作用，引起更多同行对此问题进行研究和讨论，以期提出更好的解决方案。值得注意的是，信号系统与PIS系统一体化共建无线局域网的方案是为了特定解决两个系统的冲突而提出的，而该方案肯定会在一定程度上降低各自系统的性能，因此需要得到各自系统供货商的承诺和保证 以避免在以后的设计过程中出现问题，影响系统的性能和指标。

参考文献

[1]徐杲，黎江.，无线传输系统在列车运行自动控制中的应用与发展[J].铁道勘测与设计，2006，10.