摘要：隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，傳輸技術(shù)在信息通信工程中的應(yīng)用日益廣泛，對于實(shí)現(xiàn)高速、高效、安全的信息傳輸具有重要意義。本研究針對傳輸技術(shù)在信息通信工程中的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，內(nèi)容涵蓋了信號采集、信號轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热齻€維度，充分考慮了傳輸技術(shù)在信息通信工程中的實(shí)際應(yīng)用需求，旨在為信息通信工程領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展提供有益的參考。

關(guān)鍵詞：傳輸技術(shù)；通信工程；數(shù)據(jù)傳輸；信號采集

一、引言

信息傳輸技術(shù)是構(gòu)建現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的基石，它負(fù)責(zé)在發(fā)送端與接收端之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)傳遞，是信息通信工程不可或缺的支柱技術(shù)，對整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性起到?jīng)Q定性作用[1]。然而，互聯(lián)網(wǎng)和移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展，以及用戶對高速率、長距離和穩(wěn)定傳輸日益增長的需求，都對傳輸技術(shù)提出了全新的挑戰(zhàn)。在此背景下，傳統(tǒng)的傳輸方法逐漸顯露出其局限性。鑒于此，深入探索和發(fā)展創(chuàng)新性的傳輸技術(shù)以適應(yīng)信息通信工程的未來發(fā)展趨勢變得尤為迫切。本研究剖析了傳輸技術(shù)在信息通信工程中的重要應(yīng)用，旨在為傳輸技術(shù)的進(jìn)步和改良提供理論支持和實(shí)踐方向。

二、信號采集

在信息通信工程中，傳輸技術(shù)中的信號采集模塊承擔(dān)著從復(fù)雜的信號環(huán)境中準(zhǔn)確捕捉并處理信號的關(guān)鍵任務(wù)。信號采集模塊的執(zhí)行流程如圖1所示。

信號采集模塊的啟動首先需要進(jìn)行傳感器配置，包括傳感器參數(shù)的初始化、校準(zhǔn)與測試，以確保其能適應(yīng)5G信號的高頻特性和多樣的環(huán)境條件[2]。具體而言，傳感器配置包括設(shè)定中心頻率、帶寬、濾波器類型和采樣率等關(guān)鍵參數(shù)。同時，考慮到信號可能受到多徑效應(yīng)和通道干擾的影響，信號采集模塊還需具備智能的干擾識別與抑制機(jī)制，以提升信號采集的質(zhì)量和效率。

在傳感器配置完成后，信號采集模塊將進(jìn)入信號搜索與捕獲階段。首先，根據(jù)預(yù)設(shè)規(guī)則集建立信號采集模板。這個模板包含信號類型、頻率范圍、采集時間等參數(shù)。利用這些參數(shù)系統(tǒng)自動生成一個待采集信號的清單。采用波束成形技術(shù)對清單中的信號進(jìn)行相位和幅度調(diào)整，使得期望信號在特定的方向上增強(qiáng)，同時抑制其他方向上的干擾信號。對于每個待處理的信號，采用SHA-256哈希算法確定數(shù)據(jù)幀的唯一性[3]。具體算法處理過程如下：①將輸入的數(shù)據(jù)幀編碼為字節(jié)序列。②對字節(jié)序列進(jìn)行填充處理，確保其長度為512＝448。③在填充后的字節(jié)序列后面加上一個64位的原始數(shù)據(jù)長度值。④將填充后的字節(jié)序列分為512位的塊。⑤對每個512位的塊進(jìn)行以下處理：對塊進(jìn)行初始化處理，生成7個1024位的常量；對每個塊進(jìn)行循環(huán)處理。每次循環(huán)執(zhí)行64輪運(yùn)算；每輪運(yùn)算中，利用上一個塊的哈希值、常量和一個512位的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行一系列的位運(yùn)算和數(shù)學(xué)運(yùn)算；將每輪運(yùn)算的結(jié)果更新到當(dāng)前塊的哈希值中。經(jīng)過512個塊的處理后，得到一個160位的哈希值，即為數(shù)據(jù)幀的SHA-256哈希值。

同時，通過SNR信噪比評估信號強(qiáng)度，進(jìn)而判斷信號傳播的質(zhì)量、預(yù)測潛在的覆蓋區(qū)域。RSSI值反映了信號在接收端的強(qiáng)度，是評估信號質(zhì)量的重要參數(shù)。SNR信噪比計算結(jié)果如式（1）所示：

三、信號轉(zhuǎn)換

四、數(shù)據(jù)傳輸

（一）傳輸節(jié)點(diǎn)邊緣控制

邊緣計算作為云計算的一種補(bǔ)充和優(yōu)化，將計算任務(wù)從云端遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣，從而降低延遲，提高數(shù)據(jù)處理速度，為信息通信工程中的實(shí)時性要求提供保障。傳輸節(jié)點(diǎn)邊緣控制的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同時保證網(wǎng)絡(luò)資源的合理分配和利用。傳輸節(jié)點(diǎn)邊緣控制步驟如下：

1.構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌簶?gòu)建一個網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D，包括節(jié)點(diǎn)、鏈路、帶寬、延遲等關(guān)鍵信息，收集網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)。

2.估計流量矩陣：sFlow流量監(jiān)測工具描述網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點(diǎn)之間流量分布。

3.選擇邊緣節(jié)點(diǎn)：粒子群優(yōu)化算法結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒘髁烤仃嚨刃畔?，?yōu)化邊緣節(jié)點(diǎn)的選擇。其是一種基于群體智能的優(yōu)化算法，通過模擬鳥群覓食行為來尋找問題的最優(yōu)解。設(shè)定粒子群算法的參數(shù)，包括粒子數(shù)量、最大迭代次數(shù)、學(xué)習(xí)因子、慣性權(quán)重等。然后，隨機(jī)初始化粒子的位置和速度，每個粒子的位置代表一個潛在的邊緣節(jié)點(diǎn)選擇方案，速度表示粒子在搜索空間中的移動方向和距離。在每次迭代中，粒子根據(jù)自身經(jīng)驗和社會經(jīng)驗更新位置和速度。其中，自身經(jīng)驗是指粒子歷史最優(yōu)解，而社會經(jīng)驗是指整個粒子群的歷史最優(yōu)解。粒子通過向歷史最優(yōu)解和全局最優(yōu)解學(xué)習(xí)，不斷調(diào)整自己的位置，以尋找更優(yōu)的邊緣節(jié)點(diǎn)選擇方案。

4.終止條件判斷：當(dāng)達(dá)到最大迭代次數(shù)或適應(yīng)度函數(shù)值滿足預(yù)設(shè)閾值時，粒子群算法終止。此時，算法輸出最優(yōu)邊緣節(jié)點(diǎn)選擇方案，即為傳輸節(jié)點(diǎn)邊緣控制的結(jié)果。

（二）網(wǎng)絡(luò)切片管理與優(yōu)化

網(wǎng)絡(luò)切片將物理網(wǎng)絡(luò)切割成多個虛擬網(wǎng)絡(luò)，允許運(yùn)營商在統(tǒng)一的物理網(wǎng)絡(luò)上，為不同的服務(wù)提供定制化的邏輯網(wǎng)絡(luò)，每個切片擁有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)資源和網(wǎng)絡(luò)功能。在每個時間點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)捕獲并記錄當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)切片的拓?fù)錉顟B(tài)和操作，包括虛擬網(wǎng)絡(luò)組件的連接狀態(tài)、流量負(fù)載情況，以及潛在的傳輸路徑。針對虛擬網(wǎng)絡(luò)組件的連接狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測組件間的連接情況，包括鏈路的通斷狀態(tài)、帶寬利用率等關(guān)鍵指標(biāo)。對于流量負(fù)載情況，網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)可以實(shí)時收集各個網(wǎng)絡(luò)切片的流量數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)包的數(shù)量、大小、傳輸速率等。此外，網(wǎng)絡(luò)爬蟲技術(shù)還可以發(fā)現(xiàn)潛在的傳輸路徑，其通過對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膶?shí)時監(jiān)測，得出最優(yōu)的傳輸路徑。這些數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)切片的配置快照，存儲在Hadoop分布式數(shù)據(jù)庫中，以便定期用于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)切片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在訓(xùn)練和優(yōu)化階段，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)從存儲庫中隨機(jī)抽取一批網(wǎng)絡(luò)切片配置快照，利用整數(shù)線性規(guī)劃（ILP）實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)切片管理的資源分配。規(guī)劃結(jié)果Z如式（5）所示：

（三）QoS保障與擁塞控制

在信息通信工程中，確保傳輸技術(shù)的服務(wù)質(zhì)量（QoS）與有效控制網(wǎng)絡(luò)擁塞至關(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，差分服務(wù)（DiffServ）模型提供了一個實(shí)用的解決方案。它通過將網(wǎng)絡(luò)流量分類并分配不同的處理優(yōu)先級，從而在不犧牲網(wǎng)絡(luò)性能的前提下，為不同類型的流量提供不同程度的QoS保障。實(shí)現(xiàn)QoS保障與擁塞控制的具體步驟如下：

1.對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行分類和標(biāo)記。分類后的流量被賦予不同的服務(wù)等級：高優(yōu)先級、中優(yōu)先級和低優(yōu)先級，并在數(shù)據(jù)包的頭部進(jìn)行IP優(yōu)先級標(biāo)記，以便后續(xù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能夠根據(jù)這些標(biāo)記來區(qū)分和處理不同類別的流量。具體的標(biāo)記表格如表1所示。根據(jù)數(shù)據(jù)包的IP優(yōu)先級標(biāo)記進(jìn)行流量調(diào)度和隊列管理。對于高優(yōu)先級流量，采用優(yōu)先級隊列（PQ）調(diào)度算法確保其優(yōu)先傳輸；對于中優(yōu)先級和低優(yōu)先級流量，采用加權(quán)循環(huán)隊列（WRR）實(shí)現(xiàn)流量的公平共享。通過這種方式，可以在網(wǎng)絡(luò)擁塞時優(yōu)先保證高優(yōu)先級流量的傳輸，同時避免低優(yōu)先級流量占用過多網(wǎng)絡(luò)資源。

2.流量整形與監(jiān)管也是這一過程中的重要環(huán)節(jié)，通過令牌桶或漏桶算法限制流出和流入網(wǎng)絡(luò)的流量速率，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞，確保流量不超過預(yù)定的速率限制。

3.在網(wǎng)絡(luò)擁塞管理方面，RED算法在擁塞發(fā)生之前預(yù)防或減輕擁塞。RED通過隨機(jī)丟棄早期到達(dá)的流量避免隊列過長，從而保持網(wǎng)絡(luò)性能，避免出現(xiàn)大規(guī)模的丟包和延遲。此外，RSVP協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)邊緣為特定的流量類別預(yù)留帶寬和其他資源，從而確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)流量即使在網(wǎng)絡(luò)擁塞時也能獲得必要的資源。

五、結(jié)束語

綜上所述，傳輸技術(shù)在信息通信工程中的應(yīng)用，不僅提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群托?，還極大地擴(kuò)展了通信的頻譜資源，為數(shù)字經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。本文從信號采集、信號轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热齻€方面，對傳輸技術(shù)在信息通信工程中的應(yīng)用展開深入分析：在信號采集方面，傳輸技術(shù)通過高效的數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，確保了信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時性；在信號轉(zhuǎn)換方面，傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)了不同信號格式和編碼之間的轉(zhuǎn)換，提高了信號的傳輸效率和抗干擾能力；在數(shù)據(jù)傳輸方面，傳輸技術(shù)通過優(yōu)化算法提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎头€(wěn)定性。展望未來，希望相關(guān)技術(shù)人員積極探索傳輸技術(shù)在新型信息通信領(lǐng)域的應(yīng)用，如物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等，以為信息通信產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和數(shù)字經(jīng)濟(jì)的繁榮做出更大的貢獻(xiàn)。

作者單位：高煥 李佳珩 濟(jì)寧華源熱電廠

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