信息融合传输范文（精选9篇）
信息融合传输 第1篇
随着信息化进程不断深入,船载信息资源获取途径逐渐增多,各类具有本单位特色的数据资源逐渐发挥着重要作用,如水浸报警系统、视频监控系统、主机性能状态监控系统等。各类数据汇聚在给日常工作带来便利的同时,也在使用、维护及管理等方面逐渐暴露出信息不能有效共享、信息缺乏关联性、缺少数据挖掘及利用受限等弊端,给船舶决策实施、故障维修等操作带来较大不便。因此数据融合技术是有效整合信息资源,从海量信息数据中获取有力信息,实现船内信息资源共享、集成和优选的最好出发点与归宿点。
1 数据融合概念
1.1 数据融合定义
在物联网感知技术中,对来自众多不同种类传感器和信息来源的数据进行拼接、相关性分析、重新架构,用于对目标物的精确分析,做出正确的情况判断,这个过程就被称为数据融合。从计算机程序的角度,也可定义为计算机对获得的数据,按照特定的规则进行分析综合,以助于形成有益的、直观的决策支持过程。
1.2 数据融合逻辑分级
在不同的逻辑层面,数据融合技术可以按照处理的复杂程度,分为像素数据融合、特征匹配融合及决策支持融合3级。
像素级融合是指在没有预处理以前对数据进行分析,仅对所收集的初始数据进行像素分析处理,并提取特征。这一阶段属于单纯的数据分析,并没有指向最后的应用价值,属于低层次的融合(见图1)。
特征级数据融合是把传感器采集的信息进行特征提取,得到目标相关的特征信息,然后对特征信息进行分析和处理,其反映的是目标属性,是中间层次的融合(见图2)。
决策级融合是根据不同传感器对同一目标监测,对传感器采集的信息进行预处理、特征提取等,形成对决策的局部判断,最后进行一定的逻辑运算,得到满足最后需求的决策信息,它是最高级别的融合(见图3)。
1.3 数据融合的一般模型
基于数据融合技术的数据传输系统模型可参照数据融合一般模型设计,如图4所示。各类数据信息经初级滤波,根据后续决策需求,进行一级、二级、三级和四级处理,而后经过数据管理系统,进行相应态势评估、数据存储及决策实施。
2 数据融合技术在船舶信息系统中的应用
2.1 数据采集平台
数据采集在系统中处于首要地位,它决定了信息系统正常运转所需要的信息数量、质量,是信息系统直接对外的眼睛和窗口。信息采集包括传感器、间接获取信息及系统存储数据。传感器为船舶自身装备提供数据,如船舶水电使用、船舶方位、传谣振动、其他各类装备业务数据;间接获取信息为对外数据通信接口获取数据,如停靠码头期间,利用岸船光缆进行信息传输,航渡期间,通过卫星通信进行信息传输;系统存储数据为船舶自身存储数据资源。
数据采集平台获取信息,可通过下列过程进行初级融合分类:
(1)数据组合。
该方式应用于系统硬件级,如导航GPS、电罗经、视频监控等。它们获取数据是各自独立的,但在定位、目标识别时数据具有互补性,采用数据组合方式,可扩大各类数据应用范围。
(2)数据综合。
通过数据有效综合,可提高系统测量精度和可靠性。如船舶惯性导航和GPS导航组成的综合系统,可用来推算导航系统惯性元器件的误差,进而修正控制误差源,从而提高系统精度。
(3)数据融合。
数据融合的主要过程是对各类数据进行相关度分析、特征匹配,再把输出的结果与系统内部知识模型进行相关处理,产生一个感觉识别的新表达式。
(4)数据相关。
对数据进行相关处理,以获取传感器数据间的关系,通过相关处理,来对物体进行识别、预测、学习和记忆。
2.2 数据传输数据链
随着信息化、网络化发展,IP网络逐渐取代原有的信息传输平台,使各传感器信息传输向网络化推进。根据数据传输、承担任务需求,可将船内数据传输网分为信息传输网和通信保障网。
信息传输网承担着数据传输作用,包括船舶驾驶、动力保障、电力保障、通信保障和测量控制等子系统,如图5所示。
通信保障网作为日常设备维护、日常工作安排的控制中心,承担着安全航渡和岸船动态信息传输作用,通信保障网包括船内电话、电视、视频监控系统,人员、设备管理,船舶导航,水火报警等子系统,如图6所示。
2.3 数据处理中心
通过网络平台,将各类信息进行收集汇总,通过信息处理获取特征信息,为决策指挥提供依据,船舶信息处理包括以下方法。
(1)数据归类。
对船舶信息进行综合处理时,第一步是对采集的数据进行分类,采用的算法有统计计算方法,如Bayes统计理论法、D-S证据推理法等;信息论计算方法,如参试模板法、聚类分析法等;自适应神经网络法等。
(2)特征追踪。
特征追踪采用递推关联和成批关联方法,递推关联是通过对逐次接收的观测数据递推处理来完成;成批关联式将收到的成批观测数据建立集合,产生所有可能的监视,经关联处理后,最终选择一个假设。
(3)目标识别。
目标识别分为物理模型和知识库匹配识别。前者是将识别的实体物理模型与数据分析的特征库进行比较;后者是在传感数据积累分析后,提取特征,在预先积累的知识库中进行匹配推理,最后达到识别目标的目的。
2.4 数据管理及决策
信息传输系统处理的最终目的是生成正确的决策,从多个传感器所收集的信息中获取特征值,再从特征值中获取可用的决策信息。对于船舶而言,其主要体现在航线选择、船舶避让、设备操控、报警处置、故障诊断等方面。
3 结语
通过分析数据采集、传输、处理及决策实施过程,构建基于数据融合技术的信息传输系统,有效整合数据资源,为决策实施提供依据。
摘要：文章阐述了数据融合定义、层次划分及一般模型,研究了数据采集、传输、处理及决策实施过程,构建了基于数据融合技术的信息传输系统,有效整合数据资源,为决策实施提供依据。
关键词：数据融合,信息传输,自动化指挥
参考文献
[1]中国国防科技信息中心.美国国防部关键技术计划(1992财年)[M].北京:中国国防科技信息中心,1993.
务川气象信息应急传输预案 第2篇
为提高探测资料的完整准确和通讯传输及时可靠，加强气象信息网络系统设备正常运行的条件下各类气象数据的正常观测和传输，特制定本应急预案。
一、应急流程
（一）、电力供应
UPS及发电机维护：王立斌（***）、李新华（***）
1、本局业务用UPS供电，正常情况可供两台计算机使用3小时左右，不发报时注意要关闭人工站计算机以节电。
2、出现电力供应故障，当班值班员应及时检查判断故障的原因，属于办公楼内部故障，通知电工维修，属于外部市电故障，联系供电部门维修，供电服务95598，供电所电话5629844，及时向当天带班领导报告停电情况。
3、因停电时间长，UPS无法保证自动站设备正常工作时，立即转成发电机供电。
4、注意备份发电柴油量，当班值班员应及时检查发电柴油量，柴油不够时及时向分管业务领导汇报，并安排购买柴油，保障发电用油。
5、定期对ＵＰＳ和发电机进行维护，主要包括对ＵＰＳ进行定期充放电和对发电机定期更换机油等。电力故障事后，值班员应及时进行分析总结。
（二）、网络通讯
网络管理人员：艾世杰（***）、王立斌（***）
1、当发生网络通讯故障后，当班值班员及时向市局业务科进行故障汇报报，网络管理人员应及时赶到现场排查，尽可能判断故障原因并排除故障。
网络故障排查方案：
（1）检查网线有无松动或损坏，如有损坏及时更换。
（2）检查光端盒到路由器及相关交换机之间通信是否正常；
（3）确定机箱设备无故障后，电话通知电信网络机房进行光纤检查；
（4）确认本地网络无故障后，电话向省局网络科汇报情况，请网络科进行VPN线路及程服务器检查；
（5）如无法及时排除故障，立即使用无线传输进行临时通讯连接，保证业务的正常运行。技术保障联络方式：
电信机房：5624215 省局网络科：0851-5202301 市业务科：8923132 计算机网络管理员应及时进行分析总结
（三）设备备份
仪器管理员：艾世杰（***）
1、仪器管理员对各种仪器要按照使用年限的要求，及时更换即将超检仪器、及时送检；不得使用超检仪器，根据业务规定及时对观测现用仪器进行日常维护，使其始终处于良好状态。
2、仪器管理员应对损坏的仪器设备进行维修或送修，保证备用仪器设备正常。
3、仪器管理员要对现用仪器、备份仪器进行详细登记。
（四）、自动站故障 自动站维护： 全体业务人员
1、报表预审员应及时做好报表数据的备份工作。
2、值班员应加强仪器巡视，当自动站设备故障时，确保及时发现，能及时恢复的立即恢复（按采集器使用说明进行操作）；
3、自动站设备出现故障时及时向市业务科申报故障，同时在中国气象局综合气象观测系统运行监控平台进行设备故障单填报。
4、不能及时恢复的，采用人工观测代替，并按故障类型区别对待：
（1）自动站软件故障应急
因自动站软件故障导致无法采集、编发报和资料整理的，启用备份机编发报；或进行手工查算、编发报。
当发生故障后，通知业务人员及时到现场，协助值班员做好各项应对事宜，并及时通知网络管理员到现场排查，尽可能判断故障原因并排除故障。
①及时将自动站主机上已有的数据备份在备份机上，并调试好备份计算机。
②察看自动站监控软件、通讯组网软件和地面气象测报软件，看是否出现故障，如无，请检查其他设备；如出现故障，则在本站内力所能及的条件下修复。
③如是自动站采集内部出现故障，则立即更换备份采集器。
④如是计算机本身软件出现故障，则立即启动、更换备份计算机。并将自动站和人工观测数据备份到备份机中。
（2）硬件故障应急
①自动站主机故障，能立即修复的组织人员修复，不能修复的立即切换到备份计算机。
②如是自动站设备硬件故障，则及时向市业务科联系汇报更换事宜。
③每月定期对自动站计算机运行情况进行测试，发现问题及时解决。定时升级杀毒软件，对计算机进行查杀，保证网络的安全可靠性；
④业务人员应加强学习，能够判断和处理一般网络故障；
计算机管理员应在值班日志上详细记录维修情况。
（五）、复杂天气及灾害性天气应对
主要责任人：何权安（***）、吴进忠（***）。
1、值班员平时应加强仪器巡视和维护。加强启用备份仪器时人工查算等基本功训练，确保遥测仪器出现故障或损毁时编发报工作的正常进行。
2、仪器管理员平时加强对备份仪器的检查和维护，不使用超检仪器。
3、通信传输和资料备份方面：确保网络畅通，编发报时如网络不通，则改用无线传输或用电话（0851-5202301）口传，上传时间确保在规定时间内，如时间超出必须说明理由。
4、复杂天气及恶劣天气或复杂天气情况下，全体业务人员应及时到达值班室，协助值班员做好班内各项工作，确保不出现差错。
4、灾害性天气出现后应按照要求填报灾害天气报告和开展灾情调查、上报。
（六）、人工站仪器故障 主要责任人：艾世杰
1、人工站仪器出现故障时，值班员应尽力进行故障排除，不能排除时立即更换备份仪器（备份仪器在值班室仪器柜里），并及时更改相关参数，同时告知仪器管理员。人工站计算机出现故障及时通知计算机管理员进行维修。
2、出现故障期间，有关人工观测数据采用自动观测数据代替。
值班员应在值班日志上详细记录相关情况。
（七）、其他计算机故障
主要责任人：王立斌
1、计算机出现故障，当班值班员不能排除时，启用备用计算机，同时及时联系计算机管理员，由计算机管理员进行修复。
2、计算机管理员要做好计算机系统备份、资料备份，做到系统故障恢复安全、快捷、高效。
计算机管理员应及时进行分析总结，认真吸取经验教训。
（八）、观测场视频监控
主要责任人：全体业务人员0552-8011425
1、及时进行故障申报
2、软件故障（1）立即检查网络是否正常。（2）及时启动备份计算机。（3）及时与电信局联系。
3、硬件故障（1）检查监控器是否正常（2）检查连接是否牢靠（3）检查连线是否正常（4）及时与厂家联系。责任人做好记录和登记，做好总结，并报市业务科。
二、预案演练制度
主要责任人：何权安 ***
（一）应急演练制度。
建立应急演练长效机制。每月开展一次监测网络工作应急演练，演练内容包括突发灾害天气、供电故障、通讯故障、自动站故障等；演练方式采取集体学习、集中演练。每次演练后要及时总结。
（二）应急保障制度
1、网络管理员应在平时加强学习训练，做好网络相关设备的检修和准备工作，熟悉网络故障的应急处理流程，网络故障应急抢修相关部门和责任人的电话。
2、仪器管理员在平时应认真检查仪器设备的运行情况，检查备份仪器和耗材情况，及时补充仪器和耗材，做好充分准备工作。
3、办公室应做好后勤保障，平时注意检查发电机用油、供电电线和应急用车的准备和保障工作。
4、应急保障人员
局长：何权安
副局长：吴进忠
业务股长：艾世杰
保障人员：熊凯、李爱华、王立斌、陈娟
史特林下注中国金融信息传输 第3篇
4月24日，Sterling Commerce公司副总裁Robert E Prigge接受了记者的专访。对于记者提出的如何利用金融危机给中国金融业带来的机遇与挑战的问题。他认为，机会摆在中国金融业的面前。一方面，金融危机为中国金融业提供了收购国外银行股权，进而满足国际化客户需求的良机; 另一方面，也为中国金融业的整合与并购创造了很好的机遇。
但是，Robert认为，中国金融企业也存在着一些问题。目前,很多金融企业仍然采用一些免费的软件，如FTTP协议传输文件。从表面上看，这样似乎降低了成本，但其实隐藏着潜在的危险，可能给企业带来很大的风险和损失。如何确保不同架构、不同系统的银行业务数据更加经济、安全、稳定地传输？如何在金融企业间的整合购并中，使新旧系统有效地衔接，使文件信息更加安全地传输？对金融企业来说，这的确是一个严峻的挑战，难度丝毫不亚于金融企业间业务、流程的整合难度。
Robert还介绍了他在日本担任亚太地区和日本地区销售副总裁的一些经验。一家日本银行在收购另一家银行时，由于两个银行的系统不一致，而不得不让其中一家银行的IT部门停止运行长达1年的时间，可想而知，整合的代价是非常大的。
国际市场的经验让Sterling Commerce公司的业务遥遥领先。先进的de facto标准能够可靠地传送关键业务文档。系统监控功能则可以改善大批量文件传输客户端的管理，并对超出指定阈值的例外条件和活动进行预警。因此能够帮助金融企业顺利地实现新旧系统的整合，以及文件的安全传输问题。
如何加速传输网络的融合与优化? 第4篇
在新技术的发展趋动下, 基础传输网络加速融合, 可以构建一个大容量、多业务、可扩展和开放式的高可靠性城域传输统一平台, 将成为城域传输网发展的方向和融合的最终目标。
新联通成立后, 网络融合一直是一项重要工作, 丰富的网络资源为公司带来了资产价值提升和宽带网络的发展空间, 但如何整合使新旧网络资源发挥优势是一项重要、复杂并急需解决的问题, 基础传输网络的融合和剥离并非是一蹴而就的事情。笔者根据多年建设、维护传输网络的经验主要从本地城域传输网络的核心层、汇聚层及接入层的组网结构和设备选型提出以下四点心得与业界探讨。
掌握A、B网组网及核心节点机房设置情况搭建新的核心层网络
A网和B网原来分别为两张独立的传输网络, 设备的生产厂家不同, 设备型号和容量不同, 软件版本不同, 组网层次和结构也存在较大差异;从目前我们北方这个地区来看, 多数B网组网不分层次, 网络容量较小, 环少链多、网络的自愈保护能力较差;相比较而言A网在这几个方面都做得较好些。基于以上优缺点的考虑, 多数地区会选则A网为主流传送网, 然后将B网从核心层容纳进来;两网原来的核心节点机房的位置不同, 多数地级市两网合并后均有4~5个核心节点机房, 考虑未来数据业务和3G业务的需求, 借助3G传输建设的投资, 将两网的核心节点机房进行互联, 组成新的核心层网络, 将原来A、B网核心节点设备降为汇聚层网元使用。大颗粒业务的需求迅速增长, 以及提高网络的生存性, 满足大容量和灵活调度的需求, 建议在核心层采用ASON技术实现Mesh组网。
两网汇聚层的站点选择及MSTP技术采用
基于A网设备及网络优势, 发达丰富的城域光纤资源的考虑, 在选择汇聚层站点时, 相近位置的机房, 肯定选择原A网机房为主汇聚节点, 将原B网网元就近挂为接入网元;但也要适当考虑基站分布的特点, 将原B网出局光缆多的站点, 所带基站多的站点或出租业务多的网元也必须纳入为主汇聚节点;汇聚层面的组网原则必须采用环形组网, 将整个地市城区按照A、B两网光纤资源的分布, 规划组成多个环网, 每个环网上的节点不易太多, 实践经验最好为4~6个节点, 这样组成的复用段保护环, 可最大限度利用线路资源;考虑到汇聚层的容量、接入能力及网络的安全性, 下挂的接入层622Mbit/s环上节点数为6~8个、155Mbit/s环上节点数为6~8个;汇聚点直接下挂的支链长度不能超过4个节点, 接入环下挂的支链长度不能超过3个节点。
汇聚层和接入层组网应统一考虑, 原则上要求必须有两个节点向上连接, 各类业务应采用负荷分担方式从两个节点进行疏通;同时需要考虑单节点和单平面失效故障, 宜采用间插覆盖的网络结构, 以防止汇聚区域内业务全阻。具体的组网方式可以根据实际情况选用下列4种。
●双平面双节点结构MSP+通道保护组网方式汇聚层组建双平面2.5Gbit/s系统, 接入层采用155Mbit/s环挂接在不同平面的汇聚设备上, 电路采用通道保护方式。相邻基站的电路通过不同的汇聚节点汇聚, 中心机房通过不同的落地设备上下电路, 当汇聚节点或中心落地设备瘫痪时, 影响50%的电路。同一站点的3G电路和2G电路通过不同的节点汇聚和不同的落地设备上下电路, 使2G/3G业务互为保护。
●双节点挂环端到端通道保护组网方式
接入环挂接在同一汇聚环上不同的汇聚设备上, 电路采用全程端到端PP保护方式。这样可以消除汇聚节点单节点失效导致业务中断的风险, 大大提高设备的安全性。
●双节点挂环MSP+通道保护组网方式
接入环挂接在同一汇聚环上不同的汇聚设备上, 相邻基站的电路通过不同的汇聚节点汇聚。其保护方式是接入层通道保护环配合骨干层MSP环, 同一个2Mbit/s业务的主用和保护路由均由同一个汇聚节点进行转接, 虽然单个层面上业务均有较好的保护, 但整个业务路径上存在单个节点过环的风险。
●双平面单节点挂环MSP+PP组网方式
汇聚层组建双平面, 接入环采用单节点方式挂接在单个汇聚设备上, 接入层节点采用间插组网, 即在接入层站点较多光缆环上采用同缆分纤隔点开放组成两个155Mbit/s接入环。在这个层面采用MSTP技术, 在实际应用中可提供不同速率的多种业务接口。
提高接入层网络健壮性的技术措施
原B网接入层微波应用较多, 敷设光缆的成本非常高;但两网合并后, A网较丰富的农话光缆资源, 促使微波改光工作的尽快实施, 这将大大节省了维护成本, 具体有以下四种方式进行提高接入层网络的健壮性:
1.利用A、B网光缆资源进行双物理路由保护, 比如重要的大客户、重要的基站。
2.将单链节点从不同方向入环, 提升自愈保护能力。
3.纤芯资源缺乏的情况下采用粗波分, 或改用单纤设备解决, 分出纤芯做保护路由。
4.替下的微波设备做应急备用。
网络融合后网管系统建设方案
集中监控、集中维护、集中管理是最为理想的网管系统, 传输综合网管最终需要解决以下问题:
第一, 多个厂商网管系统分立并存。网管中心的工作人员需要同时面对众多的网管系统, 并且这些网管系统之间相互独立, 网管信息不能互通和共享, 为操作维护工作带来了不便。因此, 迫切需要改变分散监控、分散管理多厂家设备的现状, 对多厂商的传输网络实现统一的监控和管理。
第二, 缺乏统一、准确的资源数据库。传输网除了SDH、WDM等智能传输设备外, 还包括光纤光缆等线路资源, DDF、ODF等连接设备, 厂商的网管系统主要面向逻辑链路, 没有将这些传输资源纳入管理。这给外线资源的维护和故障的查找带来了不便。运营商需要对全网各类资源数据实现全面、准确、动态的掌握, 从而优化资源的调配。相比前一系统已有各厂商网管系统暂时支撑, 资源管理系统的建设更具有迫切性。
信息融合传输 第5篇
现有用于AMI的通信方式主要可以分为电力线通信和无线通信。电力线通信主要采用单载波窄带调制技术(如FSK、BPSK、跳频、直接序列扩频等)或多载波调制技术[1,2,3,4,5],其中单载波调制技术下数据速率大都在10 kbit/s以下,OFDM多载波调制技术下数据率每秒可以达到几十到几百千比特;无线通信主要采用扩频技术[6](如ZigBee),数据速率一般为每秒几十到几百千比特。无线通信技术成熟,安全性好,便于移动,但全网改造难度大,易受障碍物阻挡,传输距离短;电力线通信技术利用已有的电网实现成本低,不占用已有的频率资源,不存在穿墙问题,但灵活性相对不足。
鉴于此,本文提出一种基于OFDM技术实现的适用于AMI的有线无线融合的数据传输系统及方法,将有线传输和无线传输进行有机结合,以满足AMI在复杂环境下的有效通信,实现系统与环境和信道特性相适应的传输方案的灵活选择;同时,系统复用了绝大部分硬件资源,降低了该方案的系统成本。
1 AMI信道特性
1.1 无线信道
由于噪声、多径、干扰等诸多因素的影响,无线信道呈现为时变、衰减、频率选择等特性。关于无线信道特性和无线信道建模[7]的相关研究十分广泛,成果辈出。典型的如用于描述平坦小尺度衰落的Clarke模型、用于MMSD频段的SUI信道模型等。
1.2 电力线信道
国内窄带电力线通信可用频段为3～500 kHz,此频段的电力线信道环境复杂多变,很多特性与无线信道相似,如衰落、多径、时变、多噪声等特性。电力线信道的特性主要分为传输特性和噪声特性[8,9,10],其中传输特性包括衰减特性、多径特性和时变特性;噪声特性主要包括有色背景噪声、窄带噪声、工频异步脉冲噪声、工频同步脉冲噪声和突发脉冲噪声[11]。
图1是实测的一组信道噪声数据,其中图1a为信道噪声的时域波形,图1b为信道噪声的功率谱。在图1a中,可以明显地看到50 Hz的工频噪声。由图1b可见,低频段(150 kHz以下)电力线信道背景噪声功率很高、变化很快(相差约30 dB),且窄带噪声干扰严重;高频段(150～500 kHz)电力线信道噪声平坦且基底噪声较小。
通过对电力线信道和无线信道特性及可行性的研究和分析,无线传输模式下,系统采用470～510 MHz的免费无线信道进行数据传输,带宽为187.5 kHz(无线电管理委员会要求不超过200 kHz);电力线传输模式下,系统采用电力线通信专用频段3～500 kHz,选用其中的187.5 kHz(160.156～347.656 kHz),这主要是考虑到低频段噪声强且变化快,而高频段噪声小且平坦。
2 系统设计
本文针对AMI需要和现有系统的不足,通过对电力线信道和无线信道的研究,提出了一种适用于AMI的有线无线融合的数据传输系统及方法。该系统基于OFDM技术实现,分为无线传输模式和电力线传输模式。系统结构如图2所示,主要包括:前向纠错编码模块,用于对待发送的数据进行加扰和RS编码处理,并将RS编码处理后的数据与帧控制头独立地进行卷积编码、交织和重复编码,然后输出给调制模块;调制模块,用于根据所选调制模式对前向纠错编码模块输入的重复编码后的数据进行映射、插入导频、IFFT、插入循环前缀、插入前导、加窗和重叠处理,形成基带物理帧,并根据传输模式的设置选择是否进行上变频,然后输出给模拟前端发送模块;模拟前端发送模块,用于根据传输方式的设置选择采用电力线模拟前端或射频模拟前端发送调制部分输出的数据。
2.1 物理帧格式
帧结构如图3所示,由9.5个前导(Preamble)符号、若干个帧控制头(Frame Control Header,FCH)符号和若干数据符号组成。前导由8个P+符号和1.5个P-符号组成,每个P+符号和P-符号均由128个样点组成。P+符号用于自动增益控制(AGC)的自适应调整、符号同步、频率同步、信道估计和初始参考相位估计;P-符号由P+符号相移π得到,它可以用来完成帧同步。P+符号是一个Chirp序列。
2.2 前向纠错编码
前向纠错模块主要包括加扰、RS编码、卷积编码、交织和重复编码,其中RS码作为外码,卷积码和重复码作为内码。
扰码的产生基于随机的PN序列,PN序列的生成多项式为:S(x)=x7⊕x4⊕1;加扰之后的数据采用GF(28)中的截短RS(N,K)进行编码,其中N取8～255的整数,K=N-8;RS编码处理后的数据与帧控制头独立地进行卷积编码和重复编码。其中卷积码的码率为1/2,约束长度k=7,生成多项式分别为:G1=171oct,G2=133oct。帧控制头在稳健模式下采用8次重复编码,在其他模式下采用4次重复编码;数据仅在稳健模式下采用重复编码(根据信道质量选择重复0,2,4或8次)。
2.3 调制
调制部分主要包括映射、插入导频、IFFT、插入循环前缀、插入前导、加窗和重叠处理,最后形成基带物理帧。
系统在任一种传输模式下均有3种调制方式:稳健模式、DBPSK模式和DQPSK模式。其中稳健模式是专门针对电力线信道和无线信道恶劣多变而设计的,可以根据信道质量的恶劣程度自适应地选择重复编码的次数(2,4或8)。这样的模式设置,旨在不同信道特性下自适应地选择最佳的调制方式(根据信噪比选择),实现系统速率和稳定性之间的折中,在稳定可靠的前提下实现尽可能高的数据传输速率。
根据所选调制模式,进行数据映射并插入导频,子载波映射如图4所示。128个子载波被分为数据子载波、导频子载波和虚拟子载波3部分,其中8个导频(子载波序号6,8,30,42,86,98,110,122)、88个数据子载波、32个虚拟子载波(子载波序号0,49～79)。时域数据采样频率250 kHz,占用带宽187.5 kHz,子载波间隔1.953 125 kHz。
导频的引入是为了对抗无线信道的频率偏移,实现对频偏的捕获跟踪。导频数据为一组伪随机二进制序列,始终采用BPSK调制。
插入导频后的频域数据变换到时域,通过128点的IFFT变换后,形成时域符号,其中IFFT的输入为:1～48和80～127子载波输入有效数据,其他子载波输入为0。然后经过加窗和重叠处理,形成物理层发送帧。
2.4 模拟前端
模拟前端分为电力线模拟前端和射频模拟前端,分别用在电力线传输模式和无线传输模式下,用来发送调制部分输出的数据。电力线模拟前端包括数模转换器、低通滤波器和发送驱动器;射频模拟前端包括数模转换器、低通滤波器、发送驱动器和混频器。其中数模转换器、低通滤波器和发送驱动器均可复用,低通滤波器和发送驱动器均设计为参数可配置。
3 系统仿真
笔者对该系统进行了系统仿真,系统仿真参数如表1所示。
表2所示为不同模式下的有效数据传输速率,其中稳健模式1～3分别表示数据部分重复编码时重复2,4,8次。在稳健模式3时,系统码率可达8.549 3 kbit/s;在D8PSK模式时,系统码率可达104.82 kbit/s。
图5所示为发射端基带信号频谱,即电力线发送信号频谱。若选用无线发送,将该信号上变频至无线模式所选频段即可。可见系统在采用同一套基带处理部分的情况下,实现了电力线传输和无线传输的灵活选择,完成了可用于AMI的有线无线融合传输系统。
表3为本文方案与现有方案的对比分析。从传输效率来看,PRIME的最高码率和子载波码率均最大,编码速率本文最高。从编码方案来看,由于引入了RS和重复编码,G3-PLC和本文的性能优于PRIME,但有效码率有所降低。从调制方式来看,G3-PLC和本文采用的稳健模式(ROBO)增强了系统的稳定性和可靠性,PRIME和本文采用的D8PSK调制提高了系统的最高码率。从系统资源和适用范围来看,本文额外增加了无线发射部分,突破了PLC的限制,使系统更具有灵活性。
注:PRIME对应的最高速率和子载波码率中的值,“/”左侧的值为无编码速率,“/”右侧的值为编码速率。
4 结论
本文提出了一种适用于AMI的有线无线融合的数据传输系统及方法,将有线技术和无线技术融合在一起实现,增强了系统适应性,可以根据环境需要和信道特性,配置为无线传输模式或有线传输模式,实现了与环境和信道特性相适应的传输方案的灵活选择。该系统基于OFDM技术实现,增强了系统的抗干扰性能,提高了数据传输率,最高可达104.82 kbit/s。系统的多模式设计,虽然额外增加无线RF发送模块硬件开销,但为系统的稳健性和高速率之间提供了折中选择方案,使系统在可靠稳定的前提下尽可能高地传输速率。通过有线、无线的基带复用,简化设计,节约成本,有利于提高市场效益。
摘要：针对AMI的需求和有线/无线系统各自的不足,提出了一种适用于AMI的有线无线融合的数据传输系统及方法。该系统将有线传输和无线传输有机地结合起来,实现了系统与环境和信道特性相适应的传输方案的灵活选择;采用OFDM技术,增强了系统的抗干扰性能,提高了数据传输率;通过多种调制模式的设计,使系统在可靠稳定的前提下拥有尽可能高的速率;通过有线无线的基带复用,简化了系统设计,节约了系统成本。
信息融合传输 第6篇
1 4G网络与LTE技术概述
4G是第四代移动通信技术(the 4th Generation mobile communication technology)的简称,是融合3G网络、WLAN无线局域网为一体的高传输质量网络平台,其在图形、视频传输上能够满足高频带、低损耗、高保真度、强抗干扰等用户服务要求。从TD-LTE牌照下发以来,各通信商纷纷着手对3G/4G网络协同运营建设。如中国联通实施WCDMA+LTE网络规划,并将TD-LTD、FDD-LTE混合网络作为未来“双4G网络”规划目标,实现对用户多种网络制式的服务请求;中国电信也着力从BBU+RRU两种方式来构建4G网络,并通过LTE配套光缆网络来满足有线、无线网络传输业务的综合需求。从4G网络概念来看,其内容包括LTE网络在内,融合无线接入技术和3GPP2技术为整体的综合性网络,而LTE网络则是4G网络的重要组成,如TD-LTE、FDD-LTE网络下行速率达到100Mbps~150Mbps,上传速率达到20Mbps~40Mbps,远远超过3G网络传输速率。同时,在4G网络环境下,高速率传输不仅能够满足无线用户的访问需求,更能够在一定区域内提升系统访问应答水平,拓宽区域内带宽容量,为区域内用户营造更高性能的网络体验服务。
2 4G与LTE网络配套传输光纤网络建设要求
从LTE网络技术构成来看,TD-LTE与FDD-LTE在网络架构、编解码等方面存在差异性,使得两者在配套传输光纤网络建设上也具有差异性。如中国联通在3G网络建设上相对较晚,在配套设施使用上时间较短,更应该通过网络架构优化技术,来充分利用现有网络资源,挖掘可利用技术融合模式,实现投入集约化管理目标。因此,在对联通现有3G网络进行改造上,要从网络承载模式上,就与LTE网络的配套兼容性上,选择合理规划方案,保障网络架构分离性基础上实现两者的共存发展。当然,由于电信码分CDMA多址网络,其投入时间较短,也对网络架构进行升级改造时,也应该从网络资源投入利用率上,对不同网络结构中不同承载数据业务进行优化,实现配套传输光纤网络的综合利用。如针对室内基带处理单元BBU和射频拉远单元BRU无需机房投入,可以在拓宽光纤网络覆盖范围上,增加BBU和BRU单元新建数量;同时,在对原接入网络进行城域改造和拓宽无线端接入方式上,可以增加网络互联协议化IPRAN网络规划,以满足有线业务、无线业务的多元化需求。随着LTE网络承载需求的变化,在满足3G阶段BSC到BTS,LET阶段MME/S-GW/P-GW通信需要基础上,还需要从e Node B、EPC网络接口衔接,以及e N-ode B接口间的通信需求上,来合理调整承载业务流量,提升网络利用率,其需求示意图如图1所示。
从图1可知,对于LTE网络建设及配套传输网络架构,要从网络承载需求量上来合理选择配套方案,增强网络配套间的灵活性,降低宏站建设成本,尤其是对现有传输网络的利用,要从技术上来进行综合控制和优化。
3 4G网络与LTE网络配套传输网络融合配置研究
(1)核心层传输光纤网络配置。作为LTE网络核心层,需要从传输质量、运行稳定性、业务流程及传输能力等方面来发挥其综合效用,并促进4G网络的可靠性与可用性。对于LTE核心层,在进行传输光纤网络配置上,要从最大容量传输任务上来协同好传输速率与服务质量的关系。如对于核心光纤资源,可以通过异步传输模式ATM,帧中继FR数字数据网DDN技术、China-Anet中国公用计算机互联网技术,将之作为骨干网络来实现互联互通。在第4代移动通信网络核心层光缆选择上,以144mm光缆为主,来满足高速率、高质量信息数据传输要求;同时,在网络配套传输成本控制上,144芯光纤能够满足城域网络、单独组网等不同平台中的互联要求,将成为优化4G网络配套资源的有效方式,来实现对LTE宽带业务及其他SDH功能的快速、稳定响应。
(2)核心层无线光纤网络配置。作为对3G网络通信技术的升级,4G网络要从技术革新上来强调高速率、高质量、快速、稳定、清晰度等优势,要着力从无线、实时连接上,满足移动用户对光纤网络配套资源的基本需求。相比而言,对于4G网络用户,其在用户量、虚拟空间等数据沟通中提出更高要求,传统的3G网络传输配置难以实现对不同架构网络对接的有效承载。因此,4G通信技术在核心层无线网络配置上,要从基站站点布局和建设上来弥补传统3G网络的不足。尤其是在4G无线网络配置上,要从无线传输主流地位来提升无线光纤配置整体水平,着眼于用户需求及变化趋势,来提升核心层光纤资源的配置效率。如坚持“先集中、后分散”原则,从LTE基站布局上来进行优化,再次无线光纤传输网络技术革新上,提升LTE信息传输质量,发挥4G网络所搭建的快速无线沟通优势。
(3)核心层有线光纤网络配置。对于有线光纤传输网络多以某一机构、单位而提出的高带宽传输配置要求,如工业园区、高校、机关等。由于该区域内用户量相对密集且庞大,对4G带宽提出更高的传输要求,因此需要从不同用户需求及数据传输安全性、稳定性和高效性上,改进有线接入方式。通常对于LTE核心层,在进行有线配置上多采用FTTx方式,以实现终端用户的光纤接入。需要说明的是,在FTTx接入方式中,对于有源光纤网络其建设成本较高,因此可以逐步扩大无源光纤网络接入业务,实现不同用户对数据带宽的请求。如VPN网络、EI专线网络、视频监控网络、电视电话网络等需求。另外,对于LTE有线光纤接入,也可以从FTTH光纤到户及ETTB光纤到楼等方式,来为用户提供高品质传输服务。
(4)LTE终端光纤网络配置。在终端光纤网络配置优化上,通常采用4芯、六芯光纤,以物理链接来接入光纤链路,满足用户对光纤资源的需求。如利用IAD综合接入设备来实现语音、数据等服务的接入,在确保终端用户接入效率上,可以采用设备级联方式来提升通信响应率,来拓宽网络带宽容量。为避免网络数据包传输中的逻辑干扰,通常利用包探测器进行网络连接量检测,以互联协议地址码来实现对多个不同接入设备网络传输需求的实现。另外,由于光缆传输本身对用户终端的非关联性,可以在原有光缆连接中直接增加新用户,利用旧光缆来实现新光缆的连接,最大化地发挥原有网络架构的资源优势,降低配套光纤网络资源成本,提升工作效率。如图2所示,实现新增光纤用户对原有光纤网络资源的配置优化。
4 结语
总之,对于4G网络与LTE光纤网络配套资源的融合,在提升高带宽、快速通信服务响应的同时,要打破通信网络地域性限制,特别是在无线通信数据传输光纤网络建设上,加强整体规划,兼顾成本效益产出。如在有线接入网络,根据城域网及区域网络整体规模和实际需求的科学分析,来强化光纤网络资源配置的合理性,提升配置效率,发挥各配套传输网络的协同作用。
摘要：网络通信技术的革新与发展,在提供快速、便捷、高效、优质通信服务的基础上,影响和改变着人们的生产与生活。4G网络通信技术作为近年来发展的主要趋势,迫切需要从LTE配套传输光缆网络建设上,实现两者的协同与融合,增强4G网络通信质量和满足用户对通信速率的需求。文章从4G与LTE技术建设基本要求入手,探讨其低损耗、高带宽、抗干扰性强等优势,并在LTE配套光纤网络建设构成分布上,从核心层光纤、无线光纤、有线光纤、以及终端资源配置层面来展开阐述。
关键词：4G网络,LTE技术,光纤组网,融合发展
参考文献
[1]符策阳.电信4G与LTE配套传输光缆网的建设[J].通讯世界,2015(6).
[2]赵栋梁.4G移动通信技术的特点分析与实践应用[J].中国新通信,2015(19).
信息融合传输 第7篇
随着“宽带中国”和“信息消费”在我国智慧城市快速推广发展的市场步伐引导下,面向现代办公建筑驻地网传输基础问题,如何采用光通信技术实现真正意义上的“光进铜退”环保型、高可靠性和高扩容性,并且满足多网融合的宽带传输通道,是当今摆在智能化系统集成商和相关产品制造商面前的一项十分具有挑战和重大意义的课题,本方案便是针对现代办公楼宇面向政府办公机构和商用客户的终端应用特点,如何采用全光通讯技术和实现专网和公网共缆分芯传输,终端多网融合应用所形成的具有创新型的整体解决方案。
2 技术背景
PON是一种基于以太网的新型的光纤接入技术,它采用点到多点结构和无源光分传输网络构架,现有的PON技术包括:APON (BPON)、EPON和GPON。典型的PON系统由局端OLT (光线路终端)、用户端ONU (光网络单元)以及ODN(光分配单元)组成,OLT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口,通过ONU与各ODN连接。作为PON系统的核心功能设备,OLT具备宽带分配、控制各ONU、实时监控、运行维护管理PON系统的功能。ONU为接入网提供用户侧的接口,提供语音、数据、视频等多种业务流。与ODN的接入,受OLT集中控制,系统可支持分路比为1:16/32/64/128。
面对现代办公楼宇驻地网络的应用对象,理想的建设目标主要归纳为以下几个方面:
(1)多网接入融合传输
驻地网的多网融合传输根据办公楼宇的应用对象主要分为共网融合传输和共缆分芯融合传输两种方案,前者主要是针对普通商业办公楼宇,后者主要是针对政务办公网络应用需求。
(2)无源楼道传输分配
为了最大限度地推广“光进铜退”、建设节能环保型绿色建筑,采用无源光分网络传输技术在实现多网融合的同时,其更大的特点就是可以最大限度地解决传统综合布线系统楼道分配交换网络的有源复杂性问题,同时对整个网络传输系统来说,节省铜缆将达到90%以上,并且整个网络的能耗也将比传统网络低40%以上,同时具有安装简便、维护工作量小的特点。
(3)桌面多网融合应用
一直以来,光纤传输的优点都是众所周知的,但对光纤到桌面并没有实质上的进展,综合分析问题所在,关键是大量设备厂商缺乏对终端用户应用的全面了解。在推广普及光纤到桌面的同时,重视多网融合和多网共缆分芯到桌面集成分离输出的应用,尤其是针对我国政府办公楼宇的应用需求,将会有效促进FTTO (光纤到办公室)的普及应用。
(4)智能网络传输简化
随着智能化系统全数字化和智能化的发展,办公楼宇智能化系统也已经逐步由传统单一传输技术转向基于以太网为基础的互联网传输技术,这也为全光以太网的推广和应用奠定了良好基础,同时也只有光纤以太网能够充分满足现代智能化网络系统的应用。
(5)网络构架扩容简便
采用以全光驻地网建设构架,不仅能够充分满足终端应用的各种需求,同时还能够充分满足后期用户需求的改变和增加以及楼层用户数量改变所导致的传统主干传输路由需要同步调整的要求。
多网融合的网络架构层面主要包含接入网和传送网两个主体,网络架构层面的多网融合旨在打破传统的多网分立格局,使得每张传送网都是能够与任意不同技术类型的接入网相连的全业务传送网。宽带技术的主体就是光纤通信技术,运用一个网络来为广大用户提供更为统一而全面的业务是网络融合的主要目的。作为智慧城市的重要组成部分,办公楼宇全光应用网络的建设目标是为用户提供统一而全面的业务,因此必须具备一个能够支持包括音频、视频业务在内的各种多媒体业务传送的网络平台。为满足业务需求量大、数据量大、服务质量要求较高的特点,对传输时带宽的要求比较高。因此,容量巨大且成本较低的大容量光纤通信技术便成了传输介质的最佳选择。宽带技术特别是光通信技术的发展为传送各种业务信息提供了必要的带宽、传输质量和低成本。作为当代通信领域的支柱技术,光通信技术正以每10年增长100倍的速度发展,具有巨大容量的光纤传输网是“多网融合”的理想传送平台和未来信息高速公路的主要物理载体。
3 解决方案
现代化的办公楼宇对高速宽带的应用需求越来越大,政府在大力推广“绿色建筑”的环保理念,运营商也在加大高宽带接入的规模投入。作为高宽带接入的方案首选就是基于PON应用模式的多网融合接入模式,而解决城市智能楼宇、电子政务等办公的全光网络技术的路由优化创新应用方案则是目前的新课题。
目前,政府机关、涉密部门以及行政审批中心等办公楼宇的网络传输构架基本上是基于多重布线、多重网络、多重隔离的光纤和电缆混合以太网模式,多单位重复投入造成资源的浪费,而办公桌面的多线路、多设备应用方式成了阻碍系统集约化、办公节能化、环境绿色化发展的瓶颈。
针对以上存在的问题,我们提出一套以EPON为基础的多网融合传输解决方案,以典型的电子政务办公网应用为案例,说明全光传输路由的必要性和创新性。
某政务审批中心和行政办公中心需要多网到桌面,传输网络主要由四大类网络构成:
(1)涉密网政府机要网络;
(2)政务网政府部门专网(如工商、税务、公安等);
(3)互联网电信运营商公网、广播电视网、数字语音网;
(4)园区网智能化系统专网、物业管理专网等。
以上涉密网、政务网、互联网、园区网以物理隔离网络传输构架所形成的办公楼宇融合传输,是目前政府办公楼宇具有广泛代表性的创新应用解决方案,如图1所示。
针对该项目需求和实际情况,涉密网、政务网、互联网、园区网核心层分别采用各自独立的核心交换机、整个驻地网在中央机房进行统一汇聚、统一分配传输,实现真正意义上的接入统一管理、传输融合统一、终端应用设备简单、融合规范。
OLT:由于该项目由多个楼栋构成,占地面积大,PON的网络覆盖范围是5公里,每个楼层均有自己的机房,涉及到涉密网、政务网、互联网和园区网四张必须物理隔离的网络。
ONU:本解决方案的创新亮点就是为政务网量身打造了一款四进四出的ONU终端设备,4PON口进,分别接入到不同的OLT完全实现物理隔离,4PON口对应4FE口到不同终端,业务完全实现物理隔离,业务可靠性和安全性充分满足网络安全和通讯传输要求。如图2所示。
园区智能化专网针对门禁、视频监控采用8FE的POE供电ONU设备进行覆盖,优化摄像机设备取电问题,绿色节能,安装便捷,有线电视是采用4FE+ICATV ONU进行覆盖;管理维护方便。
4 应用优势
四路全光桌面终端(ONU)是专为多网多终端办公应用的一款集成式ONU,它完全解决了在多网多终端办公环境里,多ONU设备安装复杂、桌面光纤和网线布置混乱、光纤施工布线难度大等诸多问题,为智能建筑和智慧政务的多网融合传输平台优化了传输路由模式,如图3所示。
5 总结
信息融合传输 第8篇
有线电视网络最初的业务主要是以单向数据广播的形式提供的直播电视。随着三网融合和下一代广播电视网的演进, 有线电视网络也将逐步从单向的广播网演变为双向的全业务承载网络。为了在有线电视网络上开展双向交互业务必须解决双向数据的传输问题。实现双向数据传输的方案通常分为两类:一类采用包括DOCSIS[1,2]、EPON+Eo C/LAN[3,4]等技术对有线电视网进行双向化改造;另一类则采用带外方式解决上行数据传输, 如ADSL、GPRS、3G、Wi-Fi、Bluetooth等技术。
鉴于改造成本、技术难度等因素, 国内的有线电视网的双向化改造还没有普适应性的方案, 不够成熟[5]。因此在单向的有线电视网基础上采用带外的方式解决上行数据传输的方案就成为了一个经济有效的双向化方案。
基于上述思想, 本文融合IP双向通道和HFC单向通道, 构建了多通道协同传输系统, 使用有线电视网单向通道和IP双向通道协同下发数据, 使用IP双向通道做回传, 充分利用有线电视网高带宽的优势实现非对称的宽带数据通信;并基于有线电视网单向保序的特性, 提出一种数据可靠传输的优化方法, 使得丢失的数据包尽快地重传, 提高了数据传输的速率。
本文的内容安排如下:第2节介绍了融合网络多通道协同传输系统的架构和关键设备融合通道网关;第3节阐述了如何基于有线电视网的单向保序特性进行数据传输的优化, 并对提出的方法进行了实验仿真;第4节对全文进行总结。
2 多通道协同传输系统的构建
本节介绍融合网络多通道协同传输系统的设计和实现, 它融合IP双向通道和有线电视网的单向通道, 使用有线电视网单向通道和IP双向通道协同下发数据, 使用IP双向通道做回传, 充分利用有线电视网高带宽的优势实现非对称的宽带数据通信。系统结构如图1所示。
融合网络多通道协同传输系统的核心思想是基于互联网业务的非对称特性, 以有线电视网的宽带单向通道为基础, 利用IP网络的双向通道进行信令的交互, 结合IPQAM技术, 利用有线电视网单向通道和IP双向通道作为宽带数据下行传输的分流路径。该系统不但可以利用多条通道拓展下行带宽, 而且多条通道同时传输又可以增加路径的可靠性, 还可以综合利用有线电视网的广播特性和IP网络的双向特性开展更加丰富的数据类业务。
融合网络多通道协同传输系统的关键设备是融合通道网关 (Converged Channel Gateway, CCGW) , 它作为用户机顶盒的网关设备, 位于IPQAM的前端, 用于融合IP双向和IPQAM窄播两种通道, 并对IP数据包进行NAT转发。在不向CCGW注册的情况下, 终端可以透明地与互联网和业务应用服务器进行正常的双向通信, 开展数据业务。终端向CCGW注册以后, 所有的下行数据都需要通过CCGW, CCGW根据一定的策略选择数据传输的通道, 或者选择使用两条通道并行传输;终端的上行数据则可以选择通过CCGW中继转发或直接发送到目的地址。
通过CCGW的处理, 融合网络多通道协同传输系统能够充分利用有线电视网络的下行带宽, 融合IP双向通道和IPQAM窄播通道, 利用多条通道的优势拓展下行数据的传输带宽, 对融合网络的资源进行优化调度, 提高数据的传输速率, 为用户提供具有Qo S保障的业务。
3 可靠传输的优化
3.1 问题提出
计算机网络中的数据可靠传输主要由传输层和链路层的传输协议保证。传输层的两个传输协议分别是TCP和UDP, 其中TCP是面向连接的可靠的传输协议[6], 它保障可靠的方式是基于滑动窗口的累计确认和超时重传。这种方式下, 接收端向发送端返回的是连续正确接收到的最后一个数据包的确认, 如果出现错误, 会造成后面已经正确接收的数据包重新发送, 数据传输效率比较低。
数据链路层的传输协议有停止等待协议, 连续ARQ协议以及选择重传ARQ协议[7]等。停止等待协议每发送一个数据帧就等待接收方的确认帧, 传输效率非常低。连续ARQ协议可以连续发送多个数据帧而不用停下来等待确认帧, 但是出现差错时需要重传发生错误之后的所有数据帧, 传输效率也不高。选择重传ARQ协议在数据帧发生错误时只重传那些出错的数据帧, 提高了信道的利用率, 但是接收方的确认帧还是对每个数据帧都发送, 也有较多额外的通信数据量, 效率还不是很高。
IETF提出的SCTP协议[8]也是面向连接的可靠的传输协议, 其确认机制是选择性确认SACK, 接收方反馈给数据发送方的是已正确接收的数据块的序号, 如图2所示。SACK包括累计确认 (ACK) 和间隔确认 (Gap Reports) [9], 累计确认是连续正确接收的最后一个数据块的序号, 间隔确认表示收到了不连续的数据块, 包括:不连续的数据块的起始序号和结束序号。发送端根据SACK判断出需要重传的数据块, 然后进行数据重传。SCTP只重传出错的数据包, 提高了信道的利用率, 但是SCTP的SACK机制比较复杂, 其需要连续4次判断为丢包时才对数据包进行重传, 在信道比较好丢包较少的情况下, 效率比较高, 但在信道不好的情况下, 效率会大大降低。
有线电视网在完成双向化改造之前, 还是一个单向的广播网, 没有回传的信道, 因此也无法直接在有线电视网上实现数据的可靠传输。而已有的基于IP+HFC在有线电视网上实现双向交互的传输方案也只是利用了IP双向通道的回传特性, 并依赖传输层协议TCP来实现数据的可靠传输[10,11], 没有充分利用有线电视网单向广播的特性, 具有一定的局限性。
3.2 可靠传输的优化方法
由于有线电视网的网络结构是单向的树形结构, 数据在有线电视网上传输时没有分组交换和路由转发的过程, 因此在有线电视网上传输的数据是先发先到的, 即有线电视网具有保序的特性。
本节基于有线电视网单向保序的特性, 提出一种在有线电视网上实现数据可靠传输的优化方法, 在传输层修改数据重传的策略, 能够使得丢失的数据包尽快地重传, 减少了接收端缓冲区阻塞[12,13,14]的影响, 提高了数据传输的吞吐率。
3.2.1 方法描述
在基于IP和HFC的多通道协同传输系统中, 上行数据通过IP双向通道进行传输, 下行数据则可通过IP双向通道或有线电视网的单向通道下发。由于有线电视网具有单向保序的特性, 因此可针对有线电视网的此特性进行数据可靠传输的优化, 具体方法描述如下:
(1) 数据发送端 (应用服务器或Internet服务器) 通过有线电视网单向保序通道下发数据, 在缓冲区保存发送的数据, 并启动超时计时器。
(2) 接收端 (机顶盒STB) 在相应频点上接收数据, 根据校验信息判断接收到的数据包是否正确, 根据触发策略生成数据接收报告, 并通过IP双向通道将数据接收报告回复给发送端。
其中的触发策略, 可以是接收端设置定时器, 按照时间周期性触发;也可以是接收端设置数据包计数器, 当收到的数据包达到确定数目时触发;也可以是接收端设置流量计数器, 当收到的数据达到确定流量时触发;还可以是多种方式的组合, 如在接收端同时设置定时器和数据包计数器, 当定时时间生效时, 则由定时器触发, 当定时时间尚未生效, 但已经接收到确定数目的数据包, 则由数据包计数器触发。
其中数据接收报告是接收端接收到的所有数据包中最后一个正确的数据包的确认 (ACK) 和所有错误或丢失的数据包的否认 (NAK) , 如图3所示。
(3) 发送端根据数据接收报告重传错误或丢失的数据包。
若发送端接收到数据包的NAK, 或在超时计时器超时时还未接收到数据包的ACK, 则发送端通过有线电视网单向通道或者IP双向通道重传缓冲区中相应的数据包, 将该数据包的已重传次数加1, 并重新启动超时计时器, 否则, 发送端从缓冲区中删除相应的数据包。
其中, 发送端的超时计时器的超时时间应大于接收端向发送端反馈数据接收报告的周期, 以防止发送端在接收到所述接收端的数据接收确认响应之前就重传或者丢弃相应的数据包。
(4) 若数据包重传的次数达到上限, 则取消数据的发送, 报告网络故障。
3.2.2 流程描述
图4是基于IP和HFC在有线电视网上实现数据可靠传输的优化方法的具体流程图, 包括如下步骤:
(1) 发送端将待发数据分片, 在数据片头部加入标记编号, 在数据片尾部加入前向纠错码, 再封装成MPEG-TS传输流, 然后调制成射频信号, 通过有线电视网的单向广播通道下发给接收端, 并在缓冲区中保存数据, 启动超时计时器, 并设置数据包的重传次数上限;
(2) 接收端通过有线电视网的单向广播通道接收数据, 对数据进行解调和解码处理, 并设置数据接收确认定时器, 通过定时器触发生成数据接收报告;接收端还通过双向通道接收重传的数据;
(3) 接收端判断确认定时器是否生效, 如果生效, 则顺序执行下一步, 否则, 返回执行步骤2;
(4) 接收端通过IP双向信道向发送端返回数据接收报告, 首先根据校验信息判断所接收的数据是否正确, 对错误数据包采用FEC前向纠错码进行恢复, 正确或错误但恢复后正确的数据包用ACK表示, 错误且不能恢复的数据包则用NAK表示, 若接收到的数据包的标记编号不连续, 则说明编号缺失的数据包丢失, 也用NAK表示。由于通过有线电视网的单向广播通道下发数据时, 传输是保序的, 所以接收端向发送端返回数据接收报告时, 不是对每个数据包都发送, 而是返回接收端的确认定时器一个周期内最后一个正确接收的数据包的ACK和所有出错或者丢失的数据包的NAK。
(5) 发送端判断是否接收到表示数据未正确接收的确认包NAK, 如果未接收到, 则顺序执行下一步, 否则, 跳转到步骤207执行;
(6) 发送端判断是否在超时计时器超时时还未接收到接收端返回的表示数据正确接收的确认包ACK, 如果未接收到, 则顺序执行下一步, 否则, 跳转到步骤10执行;
(7) 发送端判断该数据包是否达到重传次数上限, 如果未达到, 则顺序执行下一步, 否则, 跳转到步骤9执行;
(8) 发送端通过IP双向通道重传缓冲区中的相应数据包, 将该数据包的已重传次数加1, 并重新启动超时计时器, 然后跳转到步骤2继续执行;
(9) 发送端取消数据的发送, 数据传输异常终止;
(10) 发送端从缓冲区中删除已正确接收的数据包。
3.2.3 方法的优势
采用上述的方法后, 基于IP和HFC的多通道协同传输系统具有以下优点:
(1) 通过在接收端设置触发策略, 根据触发策略生成数据接收报告, 然后再发给发送端, 减少了额外的数据通信量, 提高了数据传输的效率;
(2) 充分利用了有线电视网的单向广播的特性, 数据仅需一次判断为丢失就进行重传, 加快了数据丢失检测的速度, 有效地缓解了接收端缓冲区阻塞问题, 提高了数据传输的吞吐率。
3.3 实验及结果分析
3.3.1 仿真拓扑
为了验证所提出方法的有效性, 本节在NS2-2.34平台上基于SCTP模块进行了仿真, 仿真拓扑结构如图5所示, 其中有两条通道A和B, 通道A代表有线电视网的单向通道, 通道B代表IP网络双向通道。
在仿真实验中, 本文修改了SCTP模块, 实现了所提出的优化方法, 使用“SCTP”代表标准的SCTP协议的结果, 使用“Optimization”代表本文提出的优化方法的结果。仿真过程中设置Data Chunk的大小为1468字节, MTU是1500字节, 采用FTP作为应用层协议。
3.3.2 实验结果
首先设置两条通道的时延均为45ms, 通道A的带宽为10Mbit/s, 丢包率在0.01-0.1之间变化, 通道B的带宽为5Mbit/s, 丢包率为0.01, 接收端缓冲区的大小为128K, 此时的仿真结果如图6所示。可以看出, 随着通道A丢包率的逐渐增加, 传输吞吐率迅速下降, 但是本章提出的优化方法比标准的SCTP协议具有更好的性能。
然后改变通道A的时延, 设置为90ms, 其他参数不变, 仿真结果如图7所示。可以看出, 与图6相比, 当通道的时延变大时, 系统的吞吐率有较大幅度的下降, 但是所提出的优化方法还是比标准的SCTP具有较好的性能, 而且当通道时延较大时, 所提出的方法对系统性能的提升也较大。
综上所述, 本文提出的优化方法充分利用了有线电视网单向保序的特性, 数据仅需一次判断为丢失就进行重传, 加快了数据丢失检测的速度。通过上述实验可以看出, 该方法有效地缓解了接收端缓冲区阻塞问题, 提高了数据传输的吞吐率。
4 结束语
本文分析了IP双向交互通道和HFC单向广播通道的特性, 融合IP双向通道和HFC单向通道构建了多通道协同传输系统, 使用有线电视网单向通道和IP双向通道协同下发数据, 使用IP双向通道做回传, 充分利用有线电视网高带宽的优势实现了非对称的宽带数据通信;并提出了一种数据可靠传输的优化方法, 基于有线电视网单向保序的特性, 优化了数据包的重传策略, 使得丢失的数据包尽快地重传, 最后通过仿真实验验证了所提出方法的有效性。
摘要：分析了IP双向交互通道和HFC单向广播通道的特性, 提出一种在有线电视网上实现数据可靠传输的优化方法。该方法融合IP网络双向交互通道和有线电视网单向通道构建了多通道协同传输系统, 使用有线电视网单向通道和IP双向通道协同下发数据, 使用IP双向通道交互信令, 充分利用有线电视网高带宽的优势实现非对称的宽带数据通信;基于有线电视网单向保序的特性, 优化了数据包的重传策略, 使得丢失的数据包尽快地重传, 提高了数据传输的速率。实验结果表明, 所提出的优化方法能够有效地缓解接收缓存阻塞, 提升了传输系统的吞吐量。
信息融合传输 第9篇
1 通信传输资源的构成因素
所谓的通信传输, 顾名思义, 就是主要负责将用户进行通信的信息进行不同方式的传输过程。由于用户的需求有别, 所以具体的传输工作也不尽相同。近年来, 信息技术已经深入到了千家万户, 无论是普通的市民还是政府要员、商界精英, 他们的每天生活都离不开信息技术。而随着应用的逐渐深入化发展, 广大用户的需求在逐渐的提高, 作为服务型的行业, 通信公司必须在现有的基础上提高通信的质量。而这项工作完成的唯一方法就是改变或者优化现行的通信媒介。通信媒介的选择没有固定的标准, 通信公司要结合具体的用户需求, 和公司的运行成本等进行最优方案的选择。就目前的通信构成来看, 通信传输资源的构成因素还是比较明确的:a.传输机房。它是信息数据传输的一个最重要的环节, 它是最初的信息管理单位, 只要它的信息处理效率和水平得到了提高, 那么接下来的工作操作起来就相对简单了;b.配电机房。这是通信传输的最后一个环节, 主要进行外线资源的协调管理;c.剩余的第三部分比较简单, 主要是各项进行信息数据传播的部件和设备。通过我们的分析, 可以看出整个通信传输系统比较规范和系统, 每一个组成部分都有其特定的管理范畴, 所以只有它们之间进行有效的配合, 才能更高的实现信息数据的传送。
2 在信息技术的基础上对通信资源管理系统的设计
通信资源管理系统的设计技术是在信息技术基础上不断发展而成的, 通过对通信传输资源和相关的数据进行分析, 从而掌握各项资源之间的内在联系, 而后将现代化的通信技术应用到通信资源管理系统当中。在这个过程中, 技术人员需要将机房内部设备进行相应的操作以便实现数字化的管理, 从而能够更好的提高机房的操作效率。同时, GPS技术的加入也更好的提高了通信传输资源和数据的可视化管理。技术人员还要对GPS定位系统中的光缆由路的信息传输情况进行即使的掌握, 这样也能够更好的实现通信传输资源的管理。在技术人员对系统数据进行整理后还要将各项相关的技术加入到通信资源管理系统当中, 同时将整个资源系统整合到一起, 从而实现信息资源的数字化、可视化管理, 实现这一过程对于提高信息资源的管理效率将有着重要的意义, 同时也有效的提高了信息管理的技术水平。
与普通的GIS技术应用系统相比, 通信传输资源管理系统对电子地图的分析更具优势, 同时不但能够更好的实现通信资源的传输, 对资料的获取和数据的处理维护也有着很大的优势, 从这一点上来看, 通信资源管理系统的设计对信息技术的发展将会产生深远的影响。
2.1 通信传输资源管理系统的开发方法
通信传输资源管理信息系统的研制是一项相对较为复杂的研究工作, 在实际工作中, 由于系统中所获得的信息类型相对较多, 并且涉及到的领域也相对较多。这就要求开发人员或者研究人员对其进行加以了解与深入研究, 避免在研制过程中出现理解上的偏差, 系统中一些需求以及通信传输资源之间复杂的业务逻辑关系在系统实现之前不能够精确地定义, 而且用户对系统需要完成哪些功能 (即系统目标) 也不明确, 甚至在进行系统研制过程中经常会提出一些新的需求。因此在短时间内很难仅仅依靠需求分析确定出一套完整、一致、有效的系统开发方案, 并且这种方案也很难适应用户需求不断变化的情况。
2.2 使用的主要技术
GIS应用的基础是数据, 没有大量的数据支持就不可能得出丰富的查询分析结果。通信站现存的人井资料只有纸质的位置示意图, 而且由于工作人员的频繁变动等原因造成部分资料丢失, 即便现有的资料也无法直接提供系统使用。基于上述分析, 采用GPS手持定位的方法, 根据人井位置示意图上的信息进行人井实际地理位置信息 (经纬度坐标) 的采集, 在得到所有的人井地理位置信息后将其转换到GIS软件中进行处理, 再次根据人井位置示意图结合实际情况修正由于测绘而带来的误差, 从而得到系统可用的数字化人井专题图层。系统应用数字化技术根据机房设备布局情况进行数字化, 得到数字化的机房专题图。
2.3 系统实现
目前全球最大的软件公司就是美国的微软公司, 该公司的各项技术既是完善的也是比较成功的。因此我们在进行系统设计时, 为了降低工作的难度, 提高工作的效率和质量, 决定系统的设计向商业化软件的发展模式迈进。因此, 系统的页面就采用了与微软公司类似的结构。这样有利于用户更快的熟悉好操作的步骤和方法。这样做的目的是一方面减轻用户的操作负担, 另外一方面也便信息管理部门进行及时的信息监控和维护。
2.4 相关技术人员的培养
虽然我们国家的储备人才中不乏信息技术人才, 但是为了提高信息技术的管理水平和优质化发展, 可以不断的提高技术人员的综合素质, 在最大程度上进行人才的培养。因为最终所有的技术的实施和推进都离不开人才的支撑, 这是关键也是工作的难点, 需要循序渐进的开展起来。
结束语
综上所述, 我们国家的信息技术起步比较晚, 发展速度比较快, 但是技术创新不够完善, 所以在进行信息技术建设的过程中要不断的进行探索和创新, 最大限度的实现信息技术的高速高质发展。通信传输资源管理工作将是未来提高信息技术的一个重要组成部分, 通信传输西苑管理技术比较复杂多样, 需要更多的技术人员参与进来, 共同谋划国家未来通信行业的发展。这是未来通信传输资源发展的一个不可扭转的趋势, 广大通信技术人员要积极参与进来。
摘要：随着信息技术的快速发展, 人们在工作生活中也逐渐的适应了信息化的模式, 信息技术中通信传输资源管理信息技术是其中一项非常重要的组成部分, 对于信息技术的应用质量也有着非常重要的影响。本文通过对信息技术相关知识和用户使用情况的分析来详细说明通信传输资源管理信息技术的具体应用, 以供参考。
关键词：信息技术,通信技术,传输,资源管理
参考文献
[1]李光辉.信息技术通信传输资源管理方法[J].科技创新与应用, 2012 (2) .
[2]丛方文, 柴桂云.电信传输资源管理系统的研究和设计[J].科技资讯, 2010 (4) .
