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華夏盛數(shù)字電臺在市政行業(yè)中的應(yīng)用

時間:2006-06-22 13:55:00來源:0

導(dǎo)語:?SCADA系列數(shù)字電臺簡介
1、SCADA系列數(shù)字電臺簡介   A、數(shù)字電臺    SCADA系列點對多點電臺是遙控遙測工業(yè)自動化行業(yè)的頂級產(chǎn)品。它的電路采用DSP數(shù)字信號處理芯片,實現(xiàn)信道編碼,前向糾錯等功能。它采用CPFSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)、Viterbi譯碼、均衡軟判決等技術(shù),軟件處理增益達7dB。生產(chǎn)工藝全部表面貼片焊接。產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、抗干擾性、傳輸速率和傳輸距離遠遠超過模擬數(shù)傳電臺。電臺的通訊范圍在50公里以上。可以全雙工、半雙工或單工方式工作,收發(fā)同頻或異頻,EIA-232數(shù)據(jù)接口異步透明傳輸。電臺支持話音通訊,通過復(fù)用器可以實現(xiàn)數(shù)話同傳。    電臺自帶電壓表、溫度計、功率計、場強及干擾測試儀、誤碼統(tǒng)計、軟件RTU等目前市場上其它品牌電臺所不具備的功能。電臺故障告警如溫度過高過低(-40~+70℃)、供電電壓超范圍(10.5~16VDC)、異步串口數(shù)據(jù)格式不匹配等自動提示輸出。    SCADA電臺獨有的系統(tǒng)網(wǎng)管軟件InSite 6,實現(xiàn)空中遠程設(shè)置系統(tǒng)內(nèi)其它電臺參數(shù)如串口格式、發(fā)射功率、工作頻率等,也可以實現(xiàn)空中遠程監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)其它電臺狀態(tài)如工作電壓、工作溫度、接收信號強度、信噪比、誤碼率、狀態(tài)告警等。    SCADA系列電臺具有多種機型,以滿足不同系統(tǒng)要求,如中繼臺、全雙工電臺、雙機熱備電臺等。   B、性能特點   ◆ 技術(shù)指標(biāo)高:DSP電臺,前向糾錯信道編碼,CPFSK數(shù)字調(diào)制解調(diào),Viterbi譯碼,均衡軟判決,尾噪聲抑制   ◆ 運行可靠:發(fā)射啟動快,收發(fā)轉(zhuǎn)換快,可以連續(xù)發(fā)射,功耗低,工作溫度范圍廣,能在各種極其惡劣環(huán)境下工作   ◆ 設(shè)置靈活:所有參數(shù)包括頻率、功率、接口格式等通過軟件設(shè)置   ◆ 有網(wǎng)管:遠程空中設(shè)置電臺參數(shù)或監(jiān)視電臺狀態(tài)及告警   C、技術(shù)指標(biāo)   一般性能   工作頻段:130-174/220-240/330-512MHz   運行模式:半雙工,單工   數(shù)據(jù)接口:透明RS-232,DB25孔   空中速率:9600/19200bps   數(shù)據(jù)時延:< 7ms   發(fā)射單元   調(diào)制方式:CPFSK   發(fā)射功率:1-5瓦/1-25瓦(連續(xù))   頻率穩(wěn)定性:+/-1.5ppm   發(fā)射啟動:數(shù)據(jù)直接啟動   啟動時間:< 3ms   鄰道輻射:-65dB   超時定時器:1-255秒   接收單元   類型:雙超外差式   誤碼率/靈敏度:-110dBm@10-6 BER   頻率穩(wěn)定性:+/-1.5ppm   鄰道選擇性:60dB   交調(diào)抑制:-70dB   電源要求   供電電源:13.8VDC(10.5-16VDC范圍)   發(fā)射電流:< 2A,發(fā)射功率5瓦時   接收電流:< 125mA   休眠狀態(tài):15mA   外形尺寸   機箱:鑄鋁   尺寸:5.08×14.29×18.4cm   重量:1公斤   使用環(huán)境   溫度范圍:-40℃ to +70℃   濕度范圍:95%@40℃非冷凝   選配   內(nèi)置功放模塊(最大25W)   對講話咪   多信道板(16CH)   D、網(wǎng)管功能    網(wǎng)管(Network Management System)是指通過網(wǎng)絡(luò)中的某一點,利用PC等終端,實現(xiàn)全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各通信設(shè)備的管理。    INSITE無線電系統(tǒng)網(wǎng)管軟件是SCADA系列無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)網(wǎng)管軟件。它利用一臺PC機,可以對一個點對多點系統(tǒng)的基站、遠程站、中繼站進行遠程監(jiān)測控制。即可以很方便地在辦公室監(jiān)測X710數(shù)字電臺系統(tǒng)的狀態(tài),而不必去現(xiàn)場更改系統(tǒng)設(shè)置參數(shù),也可以在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的任何一個站點,如主站、中繼站、遠程站,運用INSITE網(wǎng)管軟件進行管理監(jiān)控。     Insite網(wǎng)管功能界面圖    INSITE軟件有許多功能,在SCADA系列無線電系統(tǒng)中很容易實現(xiàn)。主要的功能包括:   ◆內(nèi)置RTU模擬器:可以用INSITE將網(wǎng)絡(luò)中任何電臺的RTU模擬器打開,檢查無線鏈路的質(zhì)量和電臺的設(shè)置??梢杂闷渌喸冘浖TU模擬器輪詢。   ◆INSITE軟件監(jiān)測無線電系統(tǒng)運行狀態(tài),診斷通信中由電臺,RTU,電源或傳輸路徑引起的問題。用此系統(tǒng)經(jīng)??梢詸z測到一些小問題,并作糾正,以避免影響到整個網(wǎng)絡(luò)的運行。如果必須去現(xiàn)場檢查,檢查人員用網(wǎng)管系統(tǒng)提供的信息通常對所發(fā)生的故 障有所判斷,并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。此外,INSITE可以用于判斷問題是在電臺上或RTU上,并可以從中心控制室重置RTU,清除RTU故障。   ◆遠電臺設(shè)置:許多電臺的參數(shù)可以通過無線信道遠程設(shè)置。例如:輸出功率,設(shè)置類型,超時定時時延,接收發(fā)射頻率,數(shù)據(jù)速率和格式等。根據(jù)電臺類型不同,有不同的參數(shù)可以設(shè)置。   ◆報警設(shè)置:    A、圖形顯示報警數(shù)據(jù),顏色標(biāo)識。點擊查看報警信息??梢宰層脩粼O(shè)置什么報警會引起外部觸動開關(guān)啟動。    B、非中斷式的報警診斷輪詢:連續(xù)的或定時的報警查詢,不用中斷用戶的數(shù)據(jù)傳輸。    C、快速報警狀態(tài)指針:如果電臺對網(wǎng)管輪詢沒有響應(yīng)。它能很快被發(fā)現(xiàn)??捎弥袛嗍皆\斷,迅速查詢電臺報警。   ◆電臺自動搜索:電臺搜索功能可以自動生新的設(shè)備清單。在30分鐘內(nèi),可以完成從0000到底9999的缺省地址碼搜尋。搜尋結(jié)果可以加入新的設(shè)備清單,或加入現(xiàn)有的設(shè)備清單。   ◆支技使用編碼操作開關(guān)COS:用一臺PC機連接多個位于同一地點的基站電臺。這一特性可以解決用遠程電臺做基站電臺引起的診斷口地址問題,COS編碼操作開關(guān)性能內(nèi)置在X790基站電臺內(nèi)。如果多個基站不在同一地點,此方案無效。   ◆提供休眠喚醒方式:在一些使用太陽電源的場合,電臺常常設(shè)為休眠模式,只有通信時被喚醒。如果在網(wǎng)管時需要喚醒電臺,采集數(shù)據(jù),可以用“喚醒模式”,采集完數(shù)據(jù)后,又將電臺變到休眠模式。   ◆INSITE與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,可以讓系統(tǒng)主管,工程師可以在任何時候得到報警信息,甚至在遠離網(wǎng)管終端時,報警信息可以通過電子郵件,短信息等方式傳達給相關(guān)人員。   ◆INSITE提供三個層次的企業(yè)網(wǎng)連接:    ODBC把網(wǎng)管數(shù)據(jù)鏈接到本地或遠端的數(shù)據(jù)庫。    DDE動態(tài)數(shù)據(jù)交換服務(wù)器與本機上其它的應(yīng)用程序或網(wǎng)絡(luò)上其它應(yīng)用程序分享數(shù)據(jù)。    TCP/IP遠程接入服務(wù)器。    ODBC參數(shù):如果網(wǎng)絡(luò)中有SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,允許用戶設(shè)置登錄用戶名和密碼。   ◆在線幫助手冊。   2、應(yīng)用之一:點對多點/遠距離/高速/高可靠無線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)    用無線電臺方式實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制,相對于架設(shè)專用電纜(或光纜)、租用電信專線等,具有造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡單等優(yōu)點。    用深圳華夏盛公司SCADA系列電臺組建油田/天然氣、水處理、電力、煤氣、鐵路、地震/氣象/環(huán)保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工業(yè)控制自動化等數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖:  Insite網(wǎng)管功能界面圖    INSITE軟件有許多功能,在SCADA系列無線電系統(tǒng)中很容易實現(xiàn)。主要的功能包括:   ◆內(nèi)置RTU模擬器:可以用INSITE將網(wǎng)絡(luò)中任何電臺的RTU模擬器打開,檢查無線鏈路的質(zhì)量和電臺的設(shè)置??梢杂闷渌喸冘浖TU模擬器輪詢。   ◆INSITE軟件監(jiān)測無線電系統(tǒng)運行狀態(tài),診斷通信中由電臺,RTU,電源或傳輸路徑引起的問題。用此系統(tǒng)經(jīng)??梢詸z測到一些小問題,并作糾正,以避免影響到整個網(wǎng)絡(luò)的運行。如果必須去現(xiàn)場檢查,檢查人員用網(wǎng)管系統(tǒng)提供的信息通常對所發(fā)生的故 障有所判斷,并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。此外,INSITE可以用于判斷問題是在電臺上或RTU上,并可以從中心控制室重置RTU,清除RTU故障。   ◆遠電臺設(shè)置:許多電臺的參數(shù)可以通過無線信道遠程設(shè)置。例如:輸出功率,設(shè)置類型,超時定時時延,接收發(fā)射頻率,數(shù)據(jù)速率和格式等。根據(jù)電臺類型不同,有不同的參數(shù)可以設(shè)置。   ◆報警設(shè)置:    A、圖形顯示報警數(shù)據(jù),顏色標(biāo)識。點擊查看報警信息??梢宰層脩粼O(shè)置什么報警會引起外部觸動開關(guān)啟動。    B、非中斷式的報警診斷輪詢:連續(xù)的或定時的報警查詢,不用中斷用戶的數(shù)據(jù)傳輸。    C、快速報警狀態(tài)指針:如果電臺對網(wǎng)管輪詢沒有響應(yīng)。它能很快被發(fā)現(xiàn)??捎弥袛嗍皆\斷,迅速查詢電臺報警。   ◆電臺自動搜索:電臺搜索功能可以自動生新的設(shè)備清單。在30分鐘內(nèi),可以完成從0000到底9999的缺省地址碼搜尋。搜尋結(jié)果可以加入新的設(shè)備清單,或加入現(xiàn)有的設(shè)備清單。   ◆支技使用編碼操作開關(guān)COS:用一臺PC機連接多個位于同一地點的基站電臺。這一特性可以解決用遠程電臺做基站電臺引起的診斷口地址問題,COS編碼操作開關(guān)性能內(nèi)置在X790基站電臺內(nèi)。如果多個基站不在同一地點,此方案無效。   ◆提供休眠喚醒方式:在一些使用太陽電源的場合,電臺常常設(shè)為休眠模式,只有通信時被喚醒。如果在網(wǎng)管時需要喚醒電臺,采集數(shù)據(jù),可以用“喚醒模式”,采集完數(shù)據(jù)后,又將電臺變到休眠模式。   ◆INSITE與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,可以讓系統(tǒng)主管,工程師可以在任何時候得到報警信息,甚至在遠離網(wǎng)管終端時,報警信息可以通過電子郵件,短信息等方式傳達給相關(guān)人員。   ◆INSITE提供三個層次的企業(yè)網(wǎng)連接:    ODBC把網(wǎng)管數(shù)據(jù)鏈接到本地或遠端的數(shù)據(jù)庫。    DDE動態(tài)數(shù)據(jù)交換服務(wù)器與本機上其它的應(yīng)用程序或網(wǎng)絡(luò)上其它應(yīng)用程序分享數(shù)據(jù)。    TCP/IP遠程接入服務(wù)器。    ODBC參數(shù):如果網(wǎng)絡(luò)中有SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,允許用戶設(shè)置登錄用戶名和密碼。   ◆在線幫助手冊。   2、應(yīng)用之一:點對多點/遠距離/高速/高可靠無線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)    用無線電臺方式實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制,相對于架設(shè)專用電纜(或光纜)、租用電信專線等,具有造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡單等優(yōu)點。    用深圳華夏盛公司SCADA系列電臺組建油田/天然氣、水處理、電力、煤氣、鐵路、地震/氣象/環(huán)保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工業(yè)控制自動化等數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖:    Insite網(wǎng)管功能界面圖    INSITE軟件有許多功能,在SCADA系列無線電系統(tǒng)中很容易實現(xiàn)。主要的功能包括:   ◆內(nèi)置RTU模擬器:可以用INSITE將網(wǎng)絡(luò)中任何電臺的RTU模擬器打開,檢查無線鏈路的質(zhì)量和電臺的設(shè)置??梢杂闷渌喸冘浖TU模擬器輪詢。   ◆INSITE軟件監(jiān)測無線電系統(tǒng)運行狀態(tài),診斷通信中由電臺,RTU,電源或傳輸路徑引起的問題。用此系統(tǒng)經(jīng)??梢詸z測到一些小問題,并作糾正,以避免影響到整個網(wǎng)絡(luò)的運行。如果必須去現(xiàn)場檢查,檢查人員用網(wǎng)管系統(tǒng)提供的信息通常對所發(fā)生的故 障有所判斷,并做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。此外,INSITE可以用于判斷問題是在電臺上或RTU上,并可以從中心控制室重置RTU,清除RTU故障。   ◆遠電臺設(shè)置:許多電臺的參數(shù)可以通過無線信道遠程設(shè)置。例如:輸出功率,設(shè)置類型,超時定時時延,接收發(fā)射頻率,數(shù)據(jù)速率和格式等。根據(jù)電臺類型不同,有不同的參數(shù)可以設(shè)置。   ◆報警設(shè)置:    A、圖形顯示報警數(shù)據(jù),顏色標(biāo)識。點擊查看報警信息??梢宰層脩粼O(shè)置什么報警會引起外部觸動開關(guān)啟動。    B、非中斷式的報警診斷輪詢:連續(xù)的或定時的報警查詢,不用中斷用戶的數(shù)據(jù)傳輸。    C、快速報警狀態(tài)指針:如果電臺對網(wǎng)管輪詢沒有響應(yīng)。它能很快被發(fā)現(xiàn)。可用中斷式診斷,迅速查詢電臺報警。   ◆電臺自動搜索:電臺搜索功能可以自動生新的設(shè)備清單。在30分鐘內(nèi),可以完成從0000到底9999的缺省地址碼搜尋。搜尋結(jié)果可以加入新的設(shè)備清單,或加入現(xiàn)有的設(shè)備清單。   ◆支技使用編碼操作開關(guān)COS:用一臺PC機連接多個位于同一地點的基站電臺。這一特性可以解決用遠程電臺做基站電臺引起的診斷口地址問題,COS編碼操作開關(guān)性能內(nèi)置在X790基站電臺內(nèi)。如果多個基站不在同一地點,此方案無效。   ◆提供休眠喚醒方式:在一些使用太陽電源的場合,電臺常常設(shè)為休眠模式,只有通信時被喚醒。如果在網(wǎng)管時需要喚醒電臺,采集數(shù)據(jù),可以用“喚醒模式”,采集完數(shù)據(jù)后,又將電臺變到休眠模式。   ◆INSITE與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,可以讓系統(tǒng)主管,工程師可以在任何時候得到報警信息,甚至在遠離網(wǎng)管終端時,報警信息可以通過電子郵件,短信息等方式傳達給相關(guān)人員。   ◆INSITE提供三個層次的企業(yè)網(wǎng)連接:    ODBC把網(wǎng)管數(shù)據(jù)鏈接到本地或遠端的數(shù)據(jù)庫。    DDE動態(tài)數(shù)據(jù)交換服務(wù)器與本機上其它的應(yīng)用程序或網(wǎng)絡(luò)上其它應(yīng)用程序分享數(shù)據(jù)。    TCP/IP遠程接入服務(wù)器。    ODBC參數(shù):如果網(wǎng)絡(luò)中有SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器,允許用戶設(shè)置登錄用戶名和密碼。   ◆在線幫助手冊。   2、應(yīng)用之一:點對多點/遠距離/高速/高可靠無線數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)    用無線電臺方式實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)視與控制,相對于架設(shè)專用電纜(或光纜)、租用電信專線等,具有造價低廉、施工快捷、運行可靠、維護簡單等優(yōu)點。    用深圳華夏盛公司SCADA系列電臺組建油田/天然氣、水處理、電力、煤氣、鐵路、地震/氣象/環(huán)保、GPS、金融、公安/交通/安防、化工、工業(yè)控制自動化等數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖:   點對多點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)       主站用多套點對點設(shè)備疊加,配合路器、分路器及全向天線組成天饋線共用系統(tǒng),根據(jù)不同位置分布架設(shè)多個遠端外圍站,即構(gòu)成點對多點無線通信系統(tǒng)。   典型案例:山東電力、江蘇電力、福建電力等。      4、應(yīng)用之三:大范圍/大容量/專用GPS無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)    用戶容量是專用無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的重要指標(biāo)。無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的用戶規(guī)模是由無線電臺的數(shù)據(jù)速率、收發(fā)轉(zhuǎn)換時間和傳輸?shù)男畔⒘繘Q定的。為滿足大容量的要求,專用無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的電臺必須提供高的數(shù)據(jù)速率,如19200bps以上,并能夠迅速的收發(fā)轉(zhuǎn)換,時間在10ms內(nèi)。    目前的專用無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備基本上都是采用常規(guī)調(diào)頻電臺加MODEM的方式實現(xiàn)的。電臺工作于230MHz、800MHz數(shù)傳業(yè)務(wù)頻段和350MHz、800MHz集群業(yè)務(wù)頻段。在25KHz信道,數(shù)據(jù)速率基本上是1200bps、2400bps,一些采用GMSK等MODEM芯片把輸出的低頻信號直接加到VCO輸入端能實現(xiàn)9600bps的無線數(shù)據(jù)傳輸,但該方式的射頻指標(biāo),難于滿足信息產(chǎn)業(yè)部規(guī)定要求,且其10-6誤碼靈敏度很低,通信距離非常近,實際當(dāng)中無法使用。另外,常規(guī)調(diào)頻電臺的收發(fā)轉(zhuǎn)換時間在50-100ms左右,不能實現(xiàn)高速收發(fā)轉(zhuǎn)換。    深圳華夏盛公司采用前向糾錯編碼、軟件無線電、數(shù)字調(diào)制相干解調(diào)、Viterbi軟判決和表面貼片一體化設(shè)計等技術(shù),提供高性能、高穩(wěn)定、高可靠的DSP無線電臺。電臺提供標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口可直接與計算機、GPS接收機控制板連接。25KHz信道間隔空中數(shù)據(jù)傳輸速率為19200bps,10-6誤碼靈敏度-111dBm,收發(fā)轉(zhuǎn)換時間在7ms以內(nèi),電臺其它指標(biāo)亦符合信息產(chǎn)業(yè)部的要求。    假設(shè)每個用戶終端需要傳輸50字節(jié)的信息,采用華夏盛電臺只需要分配:    50×10÷19200+7=33ms的時隙給每個電臺。    同樣情況,采用調(diào)頻電臺加MODEM,一般為2400bps方式則需要分配:    50×10÷2400+50=258ms的時隙。二種情況用戶容量相差約8倍。如果要求GPS系統(tǒng)每10秒鐘更新一次信息,采用調(diào)頻電臺加MODEM方式容納不了40個用戶,而采用華夏盛電臺可容納300個用戶。    另外,我們在同樣的環(huán)境下,如上海市中心,目前國內(nèi)高樓最密集城區(qū)做過實驗。用國內(nèi)某公司提供的調(diào)頻加9600bpsMODEM方式的數(shù)傳電臺只通不到2公里(BER小于10-6),而華夏盛電臺可以覆蓋約15公里半徑。 多基站專用無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)   典型案例:上海公安局、北京交警大隊、山東公安局等      5、 應(yīng)用之四:低速遠距離無線計算機局域網(wǎng)    兩個或多個局域網(wǎng)之間,用無線網(wǎng)絡(luò)電臺實現(xiàn)點對點/點對多點網(wǎng)絡(luò)互連,通訊距離:50公里以上,傳輸速率9.6/19.2 Kbps。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓樸圖如下:  典型案例:我軍某部地面指揮計算機局域網(wǎng)、遠程10KV線路高低壓電力監(jiān)控與管理系統(tǒng)。         無數(shù)數(shù)據(jù)傳輸:從模擬數(shù)傳電臺到數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺       自十九世紀(jì)末馬可尼發(fā)明無線電以來,采用電臺(英文RADIO即無線電)通過無線電波傳遞信息已與人類的生活越來越密不可分,從航海、軍用、廣播電視到移動電話都是電臺的范疇,傳輸?shù)男畔哪M信息的電碼、話音、圖像到全部數(shù)字化的各種數(shù)據(jù)流,電波工作的頻段從長波、短波、超短波到微波、紅外線和光(纖),采用的通信技術(shù)從模擬調(diào)制到數(shù)字調(diào)制、從單信道到多信道、從常規(guī)固定頻道到跳頻、從單載波到多載波、從頻分(FDMA)到時分(TDMA)再到碼分(CDMA)、從窄帶64Kbps到寬帶幾十Mbps,采用的器件(技術(shù))從電子管、晶體管、集成電路、單片機、DSP到軟件無線電……    調(diào)制(即把要傳輸?shù)男畔⒄{(diào)整到與傳輸?shù)耐ǖ榔ヅ洌┦请娕_的關(guān)鍵技術(shù),沒有調(diào)制,任何信息都搬不到空中成為電波,亦就沒有電臺。更重要的是,先進的調(diào)制方式可以在有限的射頻帶寬內(nèi)更遠更可靠地傳輸更高速的數(shù)據(jù)。調(diào)制方式根據(jù)調(diào)制信號是模擬的(如音頻信號)還是數(shù)字的(如RS232異步串行數(shù)據(jù))的,分為模擬調(diào)制(如FM調(diào)頻和AM調(diào)幅)和數(shù)字調(diào)制,目前大量民用的對講機和第一代大哥大手機是模擬調(diào)頻的,還有調(diào)頻廣播等。數(shù)字調(diào)制分為線性幅度調(diào)制和頻率相位調(diào)制(參1:P333,下同)。數(shù)字頻率調(diào)制有FSK(如低速1200bps無線尋呼,參1:P335)、CPFSK(如數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺,參1:P336)、GMSK(如GSM第二代數(shù)字手機,參1:P337)、四電平調(diào)頻 (高速FLEX尋呼, 參1:P337)。數(shù)字調(diào)頻的調(diào)制可以通過VCO壓控振蕩(參1:P251)實現(xiàn),亦用數(shù)字式調(diào)頻(參1:P252)實現(xiàn)。數(shù)字調(diào)頻的解調(diào)分相干解調(diào)(參1:P253)和非相干解調(diào)(參1:P266)。   1、模擬數(shù)傳電臺    數(shù)傳電臺是無線數(shù)據(jù)傳輸電臺的簡稱,而數(shù)據(jù)傳輸最早出現(xiàn)的應(yīng)用是數(shù)據(jù)遙控遙測,有別于目前無線微波電臺、無線以太網(wǎng)、GPRS手機等先進數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備,習(xí)慣上,數(shù)傳電臺就指傳遙控遙測數(shù)據(jù)用的電臺,我國無線電管理部門把223~235M/821~825   M/2.4~2.4835GHz等頻段指配給數(shù)傳業(yè)務(wù)(參2)。數(shù)據(jù)遙控遙測是隨著采用計算機進行數(shù)據(jù)處理而應(yīng)生的業(yè)務(wù),而六、七十年代只有模擬FM調(diào)制技術(shù)的音頻(300~3400Hz)通信電臺,因此把101010……數(shù)據(jù)流通過單頻(如FSK的1=1200 Hz,0=1800 Hz)來代表,再作為音頻信號進行模擬FM調(diào)制就實現(xiàn)了早期的數(shù)傳電臺,其本質(zhì)是預(yù)FSK(或MSK、GMSK)調(diào)制加FM調(diào)頻這樣的二次調(diào)制(參3),如下圖所示: 模擬數(shù)傳電臺示意圖    以嘉興藍波數(shù)傳電臺N88X為例,其實質(zhì)就是采用單片機(232數(shù)據(jù)打包解包、電臺收發(fā)控制等)及專用FSK(或MSK、GMSK)芯片預(yù)調(diào)制而做成無線MODEM,再配上日本日精模擬FM調(diào)頻對講機(藍波公司提供的日精電臺N889信產(chǎn)部電臺入網(wǎng)證書中注明調(diào)制方式為FM,www.rec198.com)。    由于調(diào)頻對講機和MODEM已大量普及民用,價格低(如日精ND889 25W電臺,成本約為500元人民幣,藍波4800MODEM成本約為200元人民幣)是它的最大優(yōu)勢,但缺陷亦是明顯的,廣大用戶及專業(yè)人員都知道,這種二次調(diào)制的由MODEM加調(diào)頻電臺拼湊起來的二加一數(shù)傳電臺產(chǎn)品有:⑴速率低,⑵會丟字頭,⑶會出現(xiàn)尾噪聲亂碼,⑷沒有其它任何附加功能等特點。藍波公司編的ND88X系列說明書中強調(diào)MODEM數(shù)據(jù)的收發(fā)需要有嚴(yán)格的時序與電臺的收發(fā)相配合正是基于上述問題,但模擬電臺收發(fā)起停的一致性要精確到毫秒是不可能的,所以丟字頭和出亂碼是必然的(而通話對講差300毫秒亦不會丟字)。需要指出的是,隨著DSP數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,這種模擬電臺加MODEM的模擬數(shù)傳電臺在國外已基本被數(shù)字調(diào)制的數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺淘汰,盡管國內(nèi)市場——電力用戶負荷監(jiān)控系統(tǒng)(注意:不是電力調(diào)度通信系統(tǒng),電力調(diào)度通信系統(tǒng)要求很高,以電力行業(yè)的實力,用的是光纖通信,而且是多種通信手段并存的)及水利等部門還在用,亦是日精主要用戶群,但原因很簡單:電力用戶負荷、水利雨量/水位等數(shù)據(jù)傳輸沒有多少實時性要求(1200bps,一天數(shù)次采集)、可靠性要求不高(一次不對再傳一次),某個用戶的負荷監(jiān)控不到亦沒任何關(guān)系,既不影響供電,也不影響抄表收費(各地供電部門經(jīng)常與我們做交流,很多電力用戶負控系統(tǒng)是應(yīng)付達標(biāo)創(chuàng)一流評比的擺設(shè),與電力調(diào)度通信根本是兩碼事)。   2、數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺    正像第一代模擬調(diào)頻手機(大哥大)有雜音大、功能少、對講機能收聽等缺點,公眾移動通信已為數(shù)字調(diào)制GMSK的GSM系統(tǒng)替代,并很快發(fā)展到第三代數(shù)字調(diào)制加擴頻技術(shù)的3G一樣;市場不大的遙控遙測數(shù)傳領(lǐng)域亦由模擬調(diào)頻電臺加MODEM的模擬數(shù)傳電臺發(fā)展為各種用DSP實現(xiàn)的數(shù)字調(diào)制(如CPFSK、GMSK等)的數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺。如深圳華夏盛公司的WDS2710是用CPFSK調(diào)制的數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺(華夏盛提供的信產(chǎn)部電臺入網(wǎng)證書中注明調(diào)制方式為CPFSK,www.sinosun.cn)。如下圖所示:         數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺示意圖    與手機的GMSK數(shù)字調(diào)制解調(diào)技術(shù)一樣,CPFSK數(shù)傳電臺有別于模擬調(diào)頻電臺加MODEM的數(shù)傳電臺的核心是基帶信號處理(參1:P215的“4.6部分響應(yīng)技術(shù)”)。CPFSK采用DSP數(shù)字信號處理完成用兩個Nyguist波形、根自乘余弦響應(yīng)值之和的帶根雙二進制濾波的基帶信號處理以及Viterbi軟判決譯碼等,這是單片機加FSK芯片等永遠亦不可能實現(xiàn)的。    與模擬手機到數(shù)字手機的變革一樣,用數(shù)字調(diào)制的數(shù)傳電臺實現(xiàn)了模擬調(diào)制的數(shù)傳電臺不可能實現(xiàn)的高速(19200bps)、高可靠(不丟字頭、不亂碼)及附加功能(如功率計、場強儀、誤碼儀、網(wǎng)管功能、參數(shù)狀態(tài)動態(tài)智能化管理,詳見:“美國MDS/日本日精/深圳華夏盛數(shù)傳電臺大比拼”,www.sinosun.cn)。    基于DSP的數(shù)字調(diào)制數(shù)傳電臺從2000年進入中國市場以來,盡管成本價格遠高于模擬電臺,由于其高速、高可靠及遠距離傳輸?shù)让黠@優(yōu)勢而得到了在石油/天然氣、水/電力/熱網(wǎng)/煤氣、鐵路/交通/公安/安防/消防、路燈/地震/氣象/環(huán)保、GPS、金融、冶金/化工及工業(yè)過程控制自動化等數(shù)據(jù)采集與控制應(yīng)用,并深受好評。可以預(yù)見,與公眾移動通信或國外數(shù)傳電臺市場的變革一樣,基于DSP的數(shù)字?jǐn)?shù)傳電臺隨著成本價格的下降,必將在遙控遙測領(lǐng)域取代基于MODEM的模擬調(diào)頻數(shù)傳電臺,使得我們的無線遙控遙測及工控自動化系統(tǒng)更實時高速、更安全可靠、更靈活方便!      參考文獻:   1、西安電子科技大學(xué)郭梯云、劉增基、王新梅、詹道庸、楊洽等教授編著,中國國通信學(xué)會主編,人民郵電出版社出版的通信工程叢書《數(shù)據(jù)傳輸》   2、信息產(chǎn)業(yè)部無線電管理局編,人民郵電出版社出版《中華人民共和國無線電頻劃分規(guī)定》   3、國家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布中國人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16611-1996,《數(shù)傳電臺通用規(guī)范》

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