信息高速传输系统(微波点对点)10页

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1、信息高速传输系统一、必要性 本项目是为了解决将获取的高精度环境信息及保障应用产品，及时快速传输到 XXX，并在 XXX 设置信息处理综合显示应用终端显示。本项目采用微波无线数字传输方式。 二、主要战术技术指标和使用要求 战术指标：(1)具备对信息实时收集整理、质量控制功能；(2)实现数据高速双向传输；(3)实现数据的综合可视化显示及保障产品的制作；(4)反馈需求信息，能进行数据的预览、定制；(5)室外射频单元频率：5.8GHz 。技术指标：(1)实时信息采集处理及质量检验延时小于 1 秒；(2)数据发送按优先级编排，且根据需求可调；(3)数据传输误码率不大于 10-6；(4)传输速率不小于 4

2、2048kbps。三、技术方案和可行性分析该系统由信息收集及标准化处理子系统、信息微波传输子系统和终端信息可视化显示子系统组成。信息收集及标准化处理子系统实现气象数据的实时采集并进行质量控制，按格式规范标准进行数据传输前的准备，供数据传输系统调用。目前要采集重整的气象数据主要是非常规探测数据和数值预报产品，如卫星雷达（包括中频雷达、风廓线雷达、多普勒雷达）加密探空及即在大型计算平台上运行的产品等，将采集重整的数据进行编排和质量控制，并形成一个可扩展的数据文件。信息微波传输子系统采用点对点微波传输方式，将上述编排好的信息传输至用户方，同时可将用户方信息反馈为发送端形成数据的双向传输。终端信息可视

3、化显示应用子系统实现数据的可视化显示，并根据保障需求进行应用产品制作和发布，该终端利用用户已有的信息结合传输信息可实现一个功能较强大的保障应用系统，成为保障人员的一个工作平台也可将传输的信息通过网络进行远程服务。系统总体结构如图所示：状态信息卫星资料视频资料实况资料雷电资料自动站多普勒雷达中频探测雷达风廓线雷达雷 达 资 料 接 收 处 理卫 星 及 视 频 资 料 接 收 处 理多种预报产品温湿廓线产品数 值 预 报 产 品数据处理 发送站数据接 收站中继数据 发送端信息综合 显示发布Web服务存储输出图 1 系统总体结构框图（一）信息收集及标准化处理子系统该子系统主要完成卫星、雷达、数值预

4、报及实况等资料的收集和标准化处理，完成视频信息的收集和压缩处理（二）信息微波传输子系统为实现在相隔十多公里的两点间建立双向高速数据传输通道，供两台或多台计算机之间高速传输数据用。综合考虑传输稳定性、传输容量要求、抗干扰能力、可实施性等诸因素，在空间传输部分采用5.8GHz 4E1 数字微波通信系统、在两端点处用 4E1 转 10M/100M 以太网接口转换器转换成以太网接口再接计算机，以实现两地间的计算机高速数据传输。该方案由现已广泛使用的成熟设备整合而成，可靠性好，性价比高；在端点处可将 E1 口接至光端机实现异地通信，也可将部分 E1 口转换成以太网接口接计算机、将另一部分 E1 口接 P

5、CM等调制解调器供传输电话、图像用；总之，该方案既能适用于单任务系统两地间的计算机高速数据传输，也能很方便地应用于多任务系统数据、电话、图像等的综合传输。（ （1）理）理论计论计算算使用输出功率：18.5dBm；接收灵敏度 ：-84dBm 的 5.8GHz 射频单元；两端均用 0.6m 抛物面天线；传输距离为 30km50km；自由空间损耗；92.420lgf20lgd (dB)f: 频率，单位为 GHzd: 传输距离，单位为 km5.8GHz 频段传输距离为 30km 的自由空间损耗为 127.6dB;5.8GHz 频段传输距离为 50km 的自由空间损耗为 133.6dB;接收电平2*天线

6、增益+射频输出功率-连接损耗-自由空间损耗射频单元输出功率：18.5dBm；射频电缆等连接损耗：1.5dB（每端）；0.6m 抛物面天线增益： 28dB；5.8GHz 频段传输距离为 30km 时接收电平为：56.1dBm；5.8GHz 频段传输距离为 50km 时接收电平为：62.1dBm；衰落储备电平接收电平接收灵敏度射频单元接收灵敏度 ：-84dBm；传输距离为 30km 时衰落储备电平：56.1（-84）27.9(dB)；传输距离为 50km 时衰落储备电平：62.1（-84）21.9(dB)；用输出功率为 18.5dBm、接收灵敏度为-84dBm 的 5.8GHz 通信机，两端用 0

7、.6m 抛物面天线；传输距离为 30km50km 时能满足传输需要。（ （2） ）传输传输方案方案设计设计5.8GHz 4E1 数字微波通信传输链路要满足通视条件,两端点间天线如不能通视需要加中继站.下面就无中继传输和中继传输分别予以设计规划：直接传输（无中继）传输系统结构如图 1：图中：ODU5.8GHz 室外射频单元IDU4E1 室内中频单元接口转换4E1 转 10M/100M 以太网接口转换器图 1 传输系统结构PC 机数据经 10M/100M 网卡送至“E1 转 10M/100M 以太网接口转换器”转换成 G.703 E1 标准数据，经数字微波通信系统传送至远端；还原成 G.703 E

8、1 标准数据再送至“E1 转 10M/100M 以太网接口转换器”转换成 10Base-T 标准以太网数据送至网卡输入 PC 机。远端 PC 机经同样过程将数据传至本端 PC 机。这样就组成了一个双向高速数据传输系统。ODUIDU接口转换PCA 站ODUIDU接口转换PCB 站主要设备：5.8GHz 传输系统室外射频单元 一套4E1 室内中频单元 一对（两只）0.6m 抛物面天线 二面4E1 转 10M/100M 以太网接口转换器 二只中继传输传输系统结构如图 2： 图 2 传输系统结构图中：ODU5.8GHz 室外射频单元IDU4E1 室内中频单元接口转换4E1 转 10M/100M 以太网

9、接口转换器中继馈电室外射频单元供电及信号转发该方案采用中频中继的方式传输。选一与两端点都能通视的点作为中继站；在中继站处两端点站的收发信号经中继馈电盒转发，从而构成一个双向数字微波传输通道。PC 机数据经 10M/100M 网卡送至“E1 转 10M/100M 以太网接口转换器”转换成 G.703 E1 标准数据，经数字微波通信系统传送至远端；还原成 G.703 E1 标准数据再送至“E1 转 10M/100M 以太网接口转换器”转换成 10Base-T 标准以太网数据送至网卡输入 PC 机。远端 PC机经同样过程将数据传来本端 PC 机。这样就组成了一个双向高速数ODUIDU接口转换PCA

10、站ODUODU中继馈电中继站ODUIDU接口转换PCB 站据传输系统。主要设备5.8GHz 室外射频单元 （不同波道） 二套中继馈电盒 一只4E1 室内中频单元 两只0.6m 抛物面天线 四面4E1 转 10M/100M 以太网接口转换器 二只（三）终端信息可视化显示子系统（ （1） ）卫卫星遥感星遥感产产品的品的显显示示对于图像产品，需要对灰度进行重构。对灰度或辐射值进行处理，通过灰度的变换，将人眼不能发现的细节结构清楚地表示出来，使图像更清晰，或者突出某种有用信息，最终使人眼便于观察与解译。例如对于积雨云团，在一般云图上只表现为白亮的一片，通过增强后可将云顶的结构显示出来，从而进一步判断积

11、雨云的活动状况。云图的灰度重构处理包括反差增强（灰度线形拉伸、指数拉伸、对数拉伸等）、分层增强、直方图统计和拉伸、伪彩色增强与密度分割等。经过灰度重构处理，使人眼容易识别云图的细节，能够快速准确地获取云图表达的信息。其它遥感产品在地理信息平台上将产品值有效地描述出来，直观地表现产品的分布情况。（ （2）雷达）雷达资资料料显显示示消除多普勒速度模糊多普勒雷达存在一个速度探测的上限, 即最大不模糊速度。当实际风场的径向速度超过最大可探测速度时,就会发生速度模糊现象,如使趋向雷达的运动探测成远离雷达的运动,所以速度模糊也称为速度折叠。当出现雷暴天气或存在高空急流时常会出现速度模糊现象,严重影响对多普

12、勒雷达探测资料的正确使用。因此,消除速度模糊功能是多普勒雷达风场分析系统中首要解决的问题。在本系统中,为了达到计算机自动纠正速度模糊的目的, 我们将采取的纠正速度模糊方法的基本出发点是:如果没有速度模糊,多普勒雷达测得的径向速度在每一距离圈上随方位角的分布廓线应是一条连续的围绕零线的曲线,它都有一个最大的远离速度和一个最大的趋近速度,因此其基本轮廓形状类似于一阶简谐曲线。当出现速度模糊时,雷达测得的速度将被折叠到相反方向,速度随方位的变化发生不连续的跳跃。它是退模糊方法的基本依据。具体做法是：第一步:恢复速度方位廓线的连续性从雷达扫描的任意一个距离圈开始(为方便起见可以从第一个距离圈开始) ,

13、找出第一个不为零的点为起点,以此点为中心选取一个 n m 的小窗口(如 3 3) ,在窗口中逐点与中心点比较,如果与中心点符号相反,且两点差的绝对值大于给定的判断标准(其数值原则上应大于不模糊速度) ,则认为该点是模糊点,并做退模糊处理。然后再对下一点进行同样的处理,但前面已做模糊纠正的点只参与判断而不做处理,以确保每一个点只做一次纠正。将此步骤遍历整个廓线,并以此类推直到遍历整个雷达扫描区域。经过上述处理后,原来廓线上的折叠区段都经过了平移,整个廓线恢复了连续,不再存在折叠现象。如果初始点恰好是非模糊点,则处理后的廓线便是模糊纠正后的廓线。但如果初始点是模糊点,则恢复连续后的廓线发生了整体偏

14、移,基本上都是正的速度或负的速度。因此,还需要进一步作出判别和修正。第 2 步:判断廓线是否发生了整体偏移判断经过第一步修正后的廓线是否发生了整体偏移,可以根据在没有模糊情况下的速度方位廓线上总有一个最大值和最小值,而且它们的符号相反、数值大致相当做出判断。也就是只需按廓线上极大值和极小值之和相对于最大不模糊速度的比值的整数倍进行修正,即可将整体偏移的廓线调整到正确位置。具体做法是,在每一距离圈中选出该圈的最大值( Vrmax) 和最小值( Vrmin) ,并计算出两者的差与最大不模糊速度的比值 n ,即 n int( - Vrmin + Vrmax)/Vmax)其中,int 为取整函数。若

15、n = 0,则第一步得到的连续廓线没有发生整体偏移,表明该廓线的速度模糊已消除。若 n 的绝对值1,则第一步得到的连续廓线存在整体偏移。其整体偏移的数值就是 nVmax ,只要将廓线上每一点按 V*r = Vr - nVmax 进行修正,就可使廓线调整到正确位置。第 3 步:根据风场的连续性沿径向对边缘区域进行调整强度回波的水平和垂直剖面显示在日常应用中,预报和科研人员常常不仅需要了解强度回波的水平分布,利用单仰角雷达回波强度图像得到雷达探测范围内不同区域强降水的出现与移动。而由于对流发展的强弱一定程度上和回波顶高有关,为了监视强烈天气系统的发生、发展,还常常需要利用雷达探测范围内不同区域的强度回波的垂直剖面,观察强烈天气发展与否。因此可以根据使用人员的需要得到不同仰角雷达回波强度图像和不同角度的强度回波的垂直剖面。平面位置显示（PPI）：把雷达以固定仰角、天线全方位扫描的探测方式获取的数据，以极坐标的形式（以雷达为中心），用不同的彩色色标表示数据大小和方向而形成图像，并显示出来。按照获取数据的性质，这种产品有回波强度、径向速度和速度谱宽三种形式。为方便使用，在产品中可叠加雷达探测范围内的地形，河流以及行政区划等地理信息。距离高度显示（RHI）:雷达天线以固定方位作俯仰扫描，把获取的数据用不同色标表示数据大小和方向，以极坐标形式（雷达为坐标原点）显示出来的图像产品。