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专访新中国第一套流星余迹通信系统参研者刘增基(2)

时间:2018-06-08 11:57来源:通信工程学院作者:zjb 点击:

这套在1965年研制成功的基于电子管分立元件的全双工流星余迹通信系统的代号取名为HX-101A,HX代表红星,101表示主要承研单位101研究室,A代表第一代。这几个符号就刻在控制台的标识牌上。当然,仍然存在不足之处。作为多年亲身参加这一科研实践活动的一员,我内心并不很满意,更不值得自豪。

“在1960年代,我国的科研基本上处于独立自主,自力更生状态”

记  者:您前面说,在我们做这个系统之前,国外就已经有所研究了。那1965年咱们研制的系统与国外有无不同之处?

刘增基:在通信控制方面,我们提出了“门限控制与差错控制相结合”的方法,既大大减小了突发传输的差错率,又更有效地利用了流星余迹信道。在天线方面,我们设计和实现了更适合流星余迹信道特征的双层八木天线。

在1960年代,我国的科研基本上处于独立自主,自力更生状态。用相对落后的技术手段,去实现先进而复杂的电子信息系统,这就是当时我们的处境。1965年研制成功我国第一套全双工流星余迹通信系统是值得庆幸的,但如果我们当时能掌握更先进的技术,岂不可做得更好。

记  者:咱们第一套系统后来的发展又如何?

刘增基:1966年文化大革命开始,我们的科研工作中断了一段时间。直到1968年,重新开始但仍然时断时续。从1968年到1973年,主要做了控制终端设备小型化的工作,用晶体管分立元件取代电子管分立元件,两个终端大机柜加一个控制台缩小为一个小机柜,发送终端、接收终端、控制器和稳压电源各占一个抽屉。发射机、接收机和天线维持不变。这一套采用晶体管分立元件的流星余迹通信系统取名为HX101B,其电性能与HX101A基本相同。HX101B在1973年通过了六机部组织的技术鉴定。鉴定后决定试生产三套交付使用单位试用。

在试生产前我们又作了改进,解决了一些遗留问题。发射机交给无锡无线电厂生产,在发射机中采用了频率合成技术,显著提高了工作频率的准确度和稳定度。于是形成了第三代,取名为HX101C。这三套设备曾在全国建立了三条不同距离、不同方向的通信线路并进行试用。但由于设备复杂且可靠性不高,使用单位的人员难以掌握,我们的人将通信线路开通撤走后,一旦出故障,往往陷入瘫痪状态。

1975年,为了解决某些时间通信等待时间过长的问题,我们提出采用自适应变速的方法综合利用大小流星余迹和电离层散射的思想。鉴于当时的条件,仅采用了两档速率,高速2400比特/秒,低速75比特/秒。规定:在门限下进行低速传输,在门限上进行高速传输;不论是低速还是高速,都用检错重传(ARQ)的方法进行差错控制;在高速传输过程中,如果发生连续请求重传N次的情况,则转回低速。相应地,研制了新的调制解调设备、新的通信控制器、新的发送终端——采用光电输入的快速纸带发报机、新的接收终端——磁带机,还采用了多台电传打字机用来打印接收报文,天线仍然不变。这套系统取名为HX101D。1976年先后在北京——西安(920千米)、酒泉——阿克苏(1500千米)的无线线路上进行了野外通信试验。通信效果良好,低速基本连续。这套设备的数字电路全部采用国产的小规模集成电路器件,大部分是西安延河无线电厂生产的,一个芯片上一般集成了两个双稳触发器或四个与非门。HX101D型流星余迹与电离层散射通信设备曾获1978年全国科学大会奖。

1978年改革开放以后,技术条件逐步改善,学校引进了微处理器。101研究室在包洲老师的领导下又研制出了HX101E。E型机用微型计算机(当时是用Z80单板机)的技术来实现流星余迹通信的控制和终端功能,克服了存储容量受限的问题,使得系统的通信容量比C型机提高了两到三倍。

“2007年前后,李赞老师的科研团队与天线研究所、6905厂合作研制成功新一代全双工流星余迹通信系统”

记  者:上世纪六七十年代是一个特殊的时期,在那样一个艰难的环境里,是什么力量支持着您和您的同事从事科学研究的呢?

刘增基:就我个人而言,主要有这么一些因素吧。一是作为接受过西军电传统教育的人,有着强烈的事业心,不太计较个人得失,真的想为国家做点贡献;二是凭借自己的良心,是国家培养了我们,我们应该为祖国为人民服务,虚度年华,总是觉得过意不去!另外,也出于对科学技术的兴趣,有了问题总要想方设法去解决,始终不满足现状。

记  者:进入新世纪后,我校在相关领域有哪些研究进展?

刘增基:在人造地球卫星出现以后,流星余迹通信系统的地位和作用明显下降。这是因为在地球赤道上空35800千米的同步卫星,它辐射的无线电波可以覆盖地球表面的三分之一,利用三颗这样的卫星就可以覆盖全球,卫星通信不仅通信距离远,而且是面覆盖,可以在广大区域内组网,既可以构成国际通信网,也可以构成国内通信网。

但卫星通信也存在不足。卫星通信系统建设的成本高,在现代技术条件下,卫星转发器的抗干扰性和抗毁性不强。所以,进入二十一世纪又有了启用流星余迹通信的特殊需求。同时,随着编码调制技术、超大规模集成电路技术和计算机技术的发展,流星余迹通信系统又有了提升的空间。在上级主管部门的支持下,我们学校又开展了新一代流星余迹通信系统的基础性研究。在2002年前后ISN国家重点实验室的金力军老师等开展了关键技术的预先研究。西电还派出多名博士生赴南极考察,与日本某大学合作研究极区的流星余迹传播规律和通信试验情况。因同步卫星的电波不能覆盖极区,在那里远距离的通信只能依靠短波电离层反射通信和流星余迹散射通信。2007年前后,李赞老师的科研团队与天线研究所、6905厂合作研制成功新一代全双工流星余迹通信系统。该系统的主要特点有:(1)设计并实现了基于大规模集成电路(ADC、DSP、ARM等)的软件无线电平台,便于实现不同速率的多种编码、调制方式;(2)设计并实现了新的链路通信协议和具有多档速率的自适应变速通信体制;(3)在射频部分采用了双工滤波器,从而使收发天线之间的间距缩小到50米、收发的频率间隔缩小到1MHz左右。该系统在国内多条南北取向的线路上完成了野外通信试验。在发射功率300瓦的条件下,获得与HX-101C相当的通信性能。

图3 新一代流星余迹通信系统设备(外形图),现存于西安电子科技大学博物馆

责任编辑:王格


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