時(shí)間：2023-11-06 10:10:45
導(dǎo)語(yǔ)：在無(wú)線通信技術(shù)實(shí)驗(yàn)的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
[關(guān)鍵詞]無(wú)線通信技術(shù)；起源；發(fā)展特點(diǎn)；熱點(diǎn)；趨勢(shì)
中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）48-0358-01
一、無(wú)線通信的起源
很早以前人們就利用各種方式進(jìn)行通信，比如烽煙、旗語(yǔ)等等，這些從某些意義上講也是一種無(wú)線通信。但是這些辦法只能在可視范圍內(nèi)通信，且只能傳遞一些簡(jiǎn)單的信息，為了將這些距離傳送的更遠(yuǎn)，人們想出了很多辦法，接力就是一種有效的方式。1837年，英國(guó)庫(kù)克和惠斯通設(shè)計(jì)制造了第一個(gè)有線電報(bào)，人類通信進(jìn)入了一個(gè)嶄新的紀(jì)元。1860年，意大利人安東尼奧?梅烏奇，發(fā)明了電話，幾十年之后，也就是在1895年，馬可尼首次從英國(guó)懷特島到30km之外的一條拖船之間成功進(jìn)行了無(wú)線傳輸，現(xiàn)代意義下的無(wú)線通信從此誕生。兩次世界大戰(zhàn)強(qiáng)烈地刺激了無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展。美國(guó)于1946年首次開(kāi)通了移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，主要用于警局、消費(fèi)部隊(duì)等大眾安全部門。第一代無(wú)線通信系統(tǒng)稱之為模擬蜂窩網(wǎng)，也就是俗稱的1G。在該系統(tǒng)中，語(yǔ)音信號(hào)主要采用模擬調(diào)制。從2G開(kāi)始，無(wú)線通信步入純數(shù)字時(shí)代，2G時(shí)代的一個(gè)重大特點(diǎn)就是，所有的標(biāo)準(zhǔn)都是以商業(yè)利益為宗旨。3G時(shí)代剛剛開(kāi)啟不不久，4G時(shí)代已然來(lái)臨。
二、無(wú)線通信的發(fā)展特點(diǎn)
無(wú)線通信本事突破了時(shí)間與空間的限制，近年來(lái)發(fā)展迅猛，其在發(fā)展過(guò)程中呈現(xiàn)出兩個(gè)重要特點(diǎn)：
首先就是公眾移動(dòng)通信業(yè)務(wù)不斷增長(zhǎng)，工信部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截止到5月底中國(guó)的手機(jī)用戶數(shù)量已達(dá)到12.56億人，相較4月份增長(zhǎng)了0.36%，比去年同期增長(zhǎng)了7.82%，相當(dāng)于中國(guó)90.8%的人都在使用手機(jī)?？梢哉f(shuō)，絕大多數(shù)人都在使用手機(jī)，手機(jī)成了我們生活中不可缺少的部分。
其次，無(wú)線通信技術(shù)在不斷地升級(jí)換代。任何技術(shù)本身都不會(huì)是完美的，無(wú)線通信技術(shù)也一樣。雖然無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很多年，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上成熟。可以說(shuō)無(wú)線技術(shù)僅僅只能說(shuō)是達(dá)到了一個(gè)相對(duì)的成熟期。在當(dāng)前看來(lái)，老的無(wú)線技術(shù)不斷地升級(jí)以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，新的無(wú)線技術(shù)又不斷展現(xiàn)。
三、當(dāng)前無(wú)線通信技術(shù)熱點(diǎn)
3.1 WiFi與WLAN
WLAN即無(wú)線局域網(wǎng)的英文簡(jiǎn)稱：Wireless Local Area Networks；它利用了無(wú)線技術(shù)，擺脫了通信電纜的束縛，使得用戶可以很方便地透過(guò)無(wú)線電波與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，近年來(lái)，這種技術(shù)的發(fā)展相當(dāng)迅猛。目前市面上的家庭路由器已基本上由無(wú)線路由器所占領(lǐng)，其流行程度可見(jiàn)一斑。
Wi-Fi是一種可以將個(gè)人電腦、手持設(shè)備（如pad、手機(jī)）等終端以無(wú)線方式互相連接的技術(shù)，事實(shí)上它是一個(gè)高頻無(wú)線電信號(hào)。Wi-Fi（Wireless Fidelity，無(wú)線高保真）是IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）定義的一種工業(yè)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，其本質(zhì)上是一種商業(yè)認(rèn)證。Wi-Fi是目前WLAN的主流標(biāo)準(zhǔn)，占有統(tǒng)治地位，其工作在2.4GH開(kāi)放的ISM頻段。Wi-Fi發(fā)展順序?yàn)?02.11a、802.11b、802.11g、802.11n其傳輸頻率由之前的最高11Mbps到現(xiàn)在的540Mbps。在目前的互聯(lián)網(wǎng)潮流下，無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)Wi-Fi得到了跨越式的發(fā)展，各種無(wú)線通訊設(shè)備如雨后春筍般涌現(xiàn)。
3.2 WiMax
WiMax（Worldwide Interoperability for Microwave Access），即全球微波互聯(lián)接入。WiMax也被稱為IEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)。WiMax是一項(xiàng)新興的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。WiMax的技術(shù)較為先進(jìn)，采用了OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等代表未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向的技術(shù)。相較于其他無(wú)線通信技術(shù)，其主要技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于較高的通信頻率和頻譜利用率。不同于WIFI所采用的2.4G的通信頻率，WiMax所采用的頻率范圍相當(dāng)寬泛，最高可以達(dá)到11G。就目前的情況來(lái)看，經(jīng)過(guò)了這幾年的熱鬧，WiMax有走向沒(méi)落之勢(shì)WiMax提出之初給出的理念是：WiFi的加強(qiáng)版，后來(lái)又發(fā)現(xiàn)其定位和移動(dòng)通信一樣，可以是終端用戶任意上網(wǎng)鏈接，然而這些功能現(xiàn)有的移動(dòng)通信協(xié)議都可以做到。目前WiMax所面臨的競(jìng)爭(zhēng)，既有WiFi又有現(xiàn)在的CDMA，WCDMA等3G、4G技術(shù)。WiMax的技術(shù)覆蓋范圍過(guò)廣，市場(chǎng)定位模糊是其商業(yè)化的最大致命傷。WiMax的沒(méi)落與其說(shuō)是技術(shù)的沒(méi)落，不如說(shuō)是商業(yè)或者市場(chǎng)的沒(méi)落，而不代表其技術(shù)不先進(jìn)。
3.3 UWB
UWB（Ultra Wideband）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。從技術(shù)本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，UWB不使用無(wú)線載波，而是采用時(shí)間間隔極端（
四、無(wú)線通信的發(fā)展趨勢(shì)
時(shí)代在進(jìn)步，技術(shù)在前行。任何事物都是在不斷進(jìn)化以適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展。無(wú)線通信技術(shù)也是一樣。一些落后的技術(shù)將會(huì)逐漸淘汰，一些技術(shù)經(jīng)過(guò)改進(jìn)得到新生，新的技術(shù)將不斷涌現(xiàn)參與無(wú)線通信技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)?？傮w來(lái)說(shuō)，無(wú)線技術(shù)就是我們的未來(lái)，自由永遠(yuǎn)是人類不變的追求，這也是無(wú)線通信最核心的價(jià)值體現(xiàn)。在未來(lái)其無(wú)線通信技術(shù)將呈現(xiàn)以下特點(diǎn)：
4.1 技術(shù)互補(bǔ)性增強(qiáng)
無(wú)線通信技術(shù)有很多種，每種都有其最合適、競(jìng)爭(zhēng)力最強(qiáng)的那個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域和覆蓋范圍。就目前的技術(shù)范圍來(lái)，還不存在一種無(wú)線通信技術(shù)能夠包打天下，在任何環(huán)境都適用。應(yīng)該可以說(shuō)在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，這種技術(shù)也不會(huì)出現(xiàn)。這樣的技術(shù)特點(diǎn)，就決定了各種無(wú)線通信技術(shù)必須互相補(bǔ)充才能完全滿足用戶需求。因此在應(yīng)用開(kāi)發(fā)上，如何使用戶在無(wú)知覺(jué)間實(shí)現(xiàn)各種無(wú)線連接的切換，是一個(gè)很重要的方向。智能、簡(jiǎn)單這是無(wú)線應(yīng)用應(yīng)該走向的方向。用戶無(wú)需了解各種無(wú)線技術(shù)的優(yōu)劣點(diǎn)，只需方便自由地應(yīng)用即可。
4.2 聯(lián)合化、一體化、寬帶化
未來(lái)的通信終端必將是處理器和通信的結(jié)合體。目前流行一種說(shuō)法是讓所有的人和物體都接入互聯(lián)網(wǎng)。如何接入？唯有無(wú)線通信。網(wǎng)絡(luò)的融合包括核心網(wǎng)、接入網(wǎng)、業(yè)務(wù)的融合。各種無(wú)線通信技術(shù)WiMax、藍(lán)牙、UWB等等最終都將與互聯(lián)網(wǎng)相互融合。向互聯(lián)網(wǎng)遷移，已經(jīng)是各種技術(shù)發(fā)展的一個(gè)大的趨勢(shì)：電話網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合、電視網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的融合；人們使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)、使用WIFI上網(wǎng)這些都離不開(kāi)互聯(lián)網(wǎng)。這些無(wú)線技術(shù)如何更好地和互聯(lián)接入是一個(gè)重要的領(lǐng)域。
4.3 無(wú)線通信與其它技術(shù)領(lǐng)域的交叉融合
當(dāng)今科學(xué)領(lǐng)域不斷飛速發(fā)展，各種新技術(shù)層出不窮。技術(shù)領(lǐng)域的劃分也越來(lái)越細(xì)，同時(shí)各學(xué)科的交叉融合也越來(lái)越普遍，無(wú)線通信也不例外。從通信的角度講，目前只要是需要進(jìn)行通信的領(lǐng)域都可以使用無(wú)線通信技術(shù)。如果按照這個(gè)理解，無(wú)線通信的應(yīng)用空間只會(huì)越來(lái)越大。無(wú)線化，是一個(gè)難以抗拒的誘惑。無(wú)線抄表、無(wú)線門鈴、無(wú)線防盜、無(wú)線物流監(jiān)控、無(wú)線火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)……各種新型的應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)。未來(lái)無(wú)線通信的領(lǐng)域只會(huì)越來(lái)越多，這是毫無(wú)疑問(wèn)的。
隨著社會(huì)不斷的發(fā)展需要，各種無(wú)線通信技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，發(fā)揮出自身的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
簡(jiǎn)述城市照明監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，提出以國(guó)際新型無(wú)線通訊技術(shù)cynet為核心，結(jié)合RFID、谷歌實(shí)景技術(shù)構(gòu)建城市智能照明監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的可行性，在實(shí)現(xiàn)單燈監(jiān)控的基礎(chǔ)上結(jié)合改善城市照明監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的基本功能。
關(guān)鍵詞：Cynet網(wǎng)絡(luò)技術(shù) RFID技術(shù) 單燈檢測(cè)
一、城市照明監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用的城市照明監(jiān)控系統(tǒng)主要有南京理工科技系統(tǒng)有限公司開(kāi)發(fā)的SCADA-LD2000城市路燈亮化無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)、山東泰安地天泰新技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司開(kāi)發(fā)的LDWSC城市路燈智能監(jiān)控系統(tǒng)、中國(guó)電子科技集團(tuán)第五十研究所開(kāi)發(fā)的WJ系列無(wú)線多媒體路燈監(jiān)控系統(tǒng)、遼寧丹東三安技術(shù)發(fā)展有限公司開(kāi)發(fā)的SA路燈監(jiān)控管理系統(tǒng)等等。
歸納起來(lái)，這些系統(tǒng)都存在著一些應(yīng)用問(wèn)題：
1．精度不高。
只能達(dá)到基站級(jí)別（路燈控制箱），最多到回路，精度不高，還遠(yuǎn)未達(dá)到單燈監(jiān)控的水平，更不能體現(xiàn)智能化。雖說(shuō)可根據(jù)所測(cè)電流量與數(shù)據(jù)庫(kù)中所存標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而計(jì)算出亮燈率、功率因素等參數(shù)，但由于現(xiàn)場(chǎng)狀況多變，監(jiān)控手段所限，仍然停留在估算的水平上，根據(jù)回路電流估值本身并不精確，參考價(jià)值也就大打折扣。而要達(dá)到單燈監(jiān)控，采用怎樣的通訊手段和方案、如何控制成本，都將是困擾其實(shí)現(xiàn)的難題。
2．不能適應(yīng)節(jié)能及監(jiān)控新光源要求。
近年來(lái)，能源問(wèn)題日趨緊張，國(guó)家大力宣傳在城市照明行業(yè)發(fā)展節(jié)能新技術(shù)，采用節(jié)能新光源，倡導(dǎo)“綠色照明”新觀念。為順應(yīng)國(guó)家能源戰(zhàn)略的總體要求，各種路燈節(jié)能設(shè)備在城市照明行業(yè)得到普遍應(yīng)用，但目前采用的節(jié)能器，大多設(shè)置在控制箱端，體積龐大，控制線路長(zhǎng)、設(shè)備多，因而節(jié)能效果也受到一定限制。尤其引人注目的是如何對(duì)國(guó)家大力支持發(fā)展的、呈分散分布的太陽(yáng)能燈實(shí)施監(jiān)控，達(dá)到“分散測(cè)控，集中管理”的要求，也已成為新光源推廣使用中的迫切難題。
二、目前的各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GIS技術(shù)的應(yīng)用
目前的各種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和GIS技術(shù)的應(yīng)用在城市照明行業(yè)方興未艾，呈蓬勃發(fā)展應(yīng)用態(tài)勢(shì)。但前者主要作為信息傳輸主干網(wǎng)，難以精確監(jiān)控；后者主要處理靜態(tài)數(shù)據(jù)，不具實(shí)時(shí)監(jiān)控能力。二者都分屬獨(dú)立的系統(tǒng)，無(wú)法集成。尤其不足之處，主要表現(xiàn)在防盜和節(jié)能方面。
現(xiàn)就以上的問(wèn)題進(jìn)行思考，參考現(xiàn)代信息技術(shù)中的熱點(diǎn)將cynet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID（無(wú)線射頻識(shí)別）技術(shù)、谷歌實(shí)景技術(shù)等國(guó)際領(lǐng)先的新技術(shù)基礎(chǔ)上有機(jī)結(jié)合起來(lái)，設(shè)想仍然利用城市公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（一級(jí)主干網(wǎng)，VPN公網(wǎng)）作為現(xiàn)場(chǎng)基站和監(jiān)控中心的信息傳輸途徑，在照明現(xiàn)場(chǎng)組建微型無(wú)線監(jiān)控網(wǎng)（二級(jí)子網(wǎng)，無(wú)線局域網(wǎng)），采用“接力”方式構(gòu)建整個(gè)城市照明監(jiān)控網(wǎng)，從而克服由于現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境（地理位置、供電條件、節(jié)點(diǎn)狀況）變化對(duì)監(jiān)控效果的干擾，達(dá)到迅速而精確地采集現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況、全面了解、及時(shí)更新照明設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)（局部和全局）的三重目標(biāo)，徹底解決“最后100米、10米”的數(shù)據(jù)通信問(wèn)題。
三、基于國(guó)際新一代無(wú)線技術(shù)的城市照明系統(tǒng)組網(wǎng)設(shè)想
城市照明涉及到的數(shù)據(jù)主要有兩類：一為靜態(tài)的，即設(shè)施庫(kù)，如線路長(zhǎng)度、燈盞數(shù)、控制箱等。二是動(dòng)態(tài)的，即工作參數(shù)：如電流、電壓、亮燈率、功率因素等。靜態(tài)數(shù)據(jù)也可能發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，如工程改造，發(fā)生盜失等，而監(jiān)控系統(tǒng)則主要用于對(duì)動(dòng)態(tài)變化的對(duì)象進(jìn)行管理。
Cynet是一個(gè)強(qiáng)大的自我形成、自我恢復(fù)的低頻無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，可提供一個(gè)完整的控制、通信網(wǎng)絡(luò)和不同類型光源設(shè)備的解決方案。設(shè)想為每個(gè)監(jiān)控對(duì)象（如一盞路燈）建立現(xiàn)場(chǎng)檔案（RFID標(biāo)簽），既存貯靜態(tài)數(shù)據(jù)、也存貯動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，工程竣工或改造完成后，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫并保存于各自的存儲(chǔ)器中（也可存放于各中心節(jié)點(diǎn)）。當(dāng)監(jiān)控中心需更新數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用各個(gè)節(jié)點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并與中心原始數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照，即可得到最新結(jié)果。
四、城市照明節(jié)能系統(tǒng)中的節(jié)能技術(shù)分析
當(dāng)今國(guó)際上流行的城市道路節(jié)能照明節(jié)能方式是采用智能調(diào)控技術(shù)，它充分考慮城市道路照明的實(shí)際狀況，依據(jù)人體工程學(xué)中的視覺(jué)理論，采用現(xiàn)代控制論中的最優(yōu)控制方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)路燈電流及照度的動(dòng)態(tài)智能化管理，即TPO管理（TIME時(shí)間/PLACE地點(diǎn)/OCCASION場(chǎng)合）。
此項(xiàng)技術(shù)的基本思路就是：在繁忙的時(shí)段，控制路燈保持原設(shè)計(jì)的照度；接近午夜時(shí)分，道路上人少車稀時(shí)，開(kāi)始自動(dòng)調(diào)整電流，通過(guò)對(duì)用電電流的智能控制，減少后半夜因城市整體的用電減少所引起的電網(wǎng)電壓的升高。
通過(guò)調(diào)整供電電壓，降低不必要的損耗，不僅可以達(dá)到節(jié)電的目的，同時(shí)，還能保護(hù)終端設(shè)備，延長(zhǎng)設(shè)備的平均使用壽命。
五、城市照明節(jié)能系統(tǒng)節(jié)能原理探索
智能照明調(diào)控裝置工作原理，采用微電腦控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)采集輸出、輸入電壓信號(hào)與最佳照明電壓比較，通過(guò)計(jì)算進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而保證輸出最佳的照明系統(tǒng)工作電壓。
其特征是基于無(wú)線尋址技術(shù)，提供一個(gè)集成化、智能化的控制，可用于遠(yuǎn)程控制和路燈照明裝置或類似用途固定式監(jiān)測(cè)。
該系統(tǒng)包括以下主要功能模塊：
控制系統(tǒng)用戶界面? 通信服務(wù)器
GPRS的連接 ? 數(shù)據(jù)集中器
無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)? 燈控制器節(jié)點(diǎn)
該系統(tǒng)的基本描述：
按照標(biāo)準(zhǔn)的Windows應(yīng)用程序，靈活的控制系統(tǒng)的用戶界面。
手動(dòng)遠(yuǎn)程控制單個(gè)、分組或整條街道的路燈。
?通過(guò)設(shè)定日期和時(shí)間規(guī)則，自動(dòng)遠(yuǎn)程控制燈具亮度的變化。
?從每盞燈控制器的診斷信息反饋顯示路燈狀態(tài)。
?每個(gè)控制器可控制高達(dá)255盞路燈。
?遠(yuǎn)程通訊采用GPRS完成控制系統(tǒng)之間的聯(lián)系和控制。
?通信服務(wù)器系統(tǒng)可管理多組控制系統(tǒng)。
?CyNet無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)之間提供通信鏈路水平集中和個(gè)別燈控制器。
?CyNet網(wǎng)狀網(wǎng)具有自我形成和自我修復(fù)功能，提供一個(gè)穩(wěn)健可靠的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
?無(wú)線網(wǎng)絡(luò)工作在ISM頻段，通常是433或868、915兆赫，其他頻率也可以支持。
?燈泡控制單元基于標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線模塊，符合FCC和ETSI標(biāo)準(zhǔn)。
?硬件接口燈和電子或電感鎮(zhèn)流器或驅(qū)動(dòng)電路可定制，如LED、HID或鈉燈等，系統(tǒng)對(duì)各種光源的選擇敏感度不高，均可通過(guò)參數(shù)調(diào)整改變控制方式。
六、城市照明組網(wǎng)節(jié)能系統(tǒng)的組成
客戶方監(jiān)控中心
計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)登錄到指定服務(wù)器與集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和下達(dá)指令；
監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集中器
通過(guò)GPRS通訊方式登錄到指定服務(wù)器與監(jiān)控中心進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令交換；通過(guò)433MHz/10mW ISM頻段與現(xiàn)場(chǎng)路段中檢測(cè)的路燈模塊通訊，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路燈燈具的電流、電壓和器件小環(huán)境內(nèi)部的溫度；
現(xiàn)場(chǎng)單燈檢測(cè)模塊
由遠(yuǎn)程終端控制器接口板供電，并通過(guò)一定電路配合進(jìn)行路燈線路的電流、電壓檢測(cè)；由微控制器內(nèi)部的溫度傳感器檢測(cè)控制器內(nèi)部小環(huán)境的溫度；通過(guò)433MHz/10mW ISM頻段與集中器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和接受指令；
七、城市照明組網(wǎng)節(jié)能系統(tǒng)的鏈接架構(gòu)
該路燈控制系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)控制中心、服務(wù)器、集中器和智能控制模塊組成。
計(jì)算機(jī)控制中心主要負(fù)責(zé)指令的發(fā)送和數(shù)據(jù)收集、定時(shí)控制、路燈管理等。計(jì)算機(jī)控制中心通過(guò)應(yīng)用軟件可以根據(jù)具體需要對(duì)大的片區(qū)劃分成不同的區(qū)域控制，或者設(shè)置成統(tǒng)一的區(qū)域進(jìn)行控制。
服務(wù)器主要是用來(lái)協(xié)助不同的集中器與計(jì)算機(jī)控制中心之間交換數(shù)據(jù)。因所有的集中器均通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接，在于計(jì)算機(jī)控制中心交換信息時(shí)，由服務(wù)器進(jìn)行流量和數(shù)據(jù)調(diào)配。
集中器是用來(lái)管轄某一區(qū)域的數(shù)據(jù)收集和指令發(fā)送設(shè)備，作為計(jì)算機(jī)控制中心與每一個(gè)智能控制模塊之間的橋梁，集中器負(fù)責(zé)把計(jì)算機(jī)控制中心發(fā)送到指令準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)達(dá)到相應(yīng)的智能控制模塊，并確定指令是否成功執(zhí)行，并智能所搜集的路燈電流、電壓、亮度、模塊溫度和射頻信號(hào)強(qiáng)度信息反饋到集中器由集中器統(tǒng)一經(jīng)服務(wù)器匯報(bào)給計(jì)算機(jī)控制中心。
智能控制模塊是專門負(fù)責(zé)監(jiān)控路燈鎮(zhèn)流器工作狀態(tài)的設(shè)備，主要檢測(cè)鎮(zhèn)流器的電流、電壓來(lái)判斷路燈的工作狀態(tài)，當(dāng)某一電壓
計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件也可根據(jù)智能控制模塊的分布不同而設(shè)置成不同的段以及段內(nèi)的左右選項(xiàng)。
八、城市照明組網(wǎng)節(jié)能系統(tǒng)之功能實(shí)現(xiàn)
在保證路燈監(jiān)控中心原有監(jiān)控系統(tǒng)正常工作的前提下，平行運(yùn)行該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)高壓鈉燈燈具的電壓、電流信息及器件小環(huán)境內(nèi)部的溫度參數(shù)；
路燈狀態(tài)信息通過(guò)“鉑之翼”系統(tǒng)集中器統(tǒng)一管理，并使用GPRS通信方式上傳至監(jiān)控中心；
所檢測(cè)高壓鈉燈燈具的電壓、電流和溫度等如果發(fā)生異常，通過(guò)在線計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行報(bào)警，判斷燈具工作狀態(tài)；
可以將路燈的位置在Google地圖中定位并顯示相應(yīng)的狀態(tài)信息；
通過(guò)網(wǎng)頁(yè)形式快速查詢路燈的狀態(tài)信息，及時(shí)了解在線監(jiān)測(cè)燈具的最新運(yùn)行狀況信息；
九、結(jié)束語(yǔ)----該系統(tǒng)的多重技術(shù)先進(jìn)性
1、系統(tǒng)化：集多學(xué)科技術(shù)于一體的現(xiàn)代化控制系統(tǒng)，可控制到任意一盞路燈。
2、智能化：具有信息采集、傳輸、分析及反饋等特征功能的系統(tǒng)；
3、網(wǎng)絡(luò)化：是區(qū)域、城域、甚至更大范圍的控制系統(tǒng)；
關(guān)鍵詞：4G；無(wú)線通信技術(shù)；油田專網(wǎng)建設(shè)
近年來(lái)，在經(jīng)濟(jì)全球化的影響下，國(guó)際交流愈來(lái)愈頻繁，這個(gè)交流不僅僅指的經(jīng)濟(jì)上的交流，更是文化與技術(shù)上的交流。在此背景下，我國(guó)的科技發(fā)展也得到了飛速提升，尤其是信息化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展更是日新月異。無(wú)線通信技術(shù)是依托于信息化技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的一種高新技術(shù)，而隨著近年來(lái)4G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，又出現(xiàn)了一種新的4G無(wú)線通信技術(shù)，該技術(shù)在我國(guó)的油田專網(wǎng)建設(shè)中得到了十分重要的應(yīng)用。以下筆者就結(jié)合我國(guó)的油田專網(wǎng)建設(shè)現(xiàn)狀來(lái)談?wù)?G無(wú)線通信技術(shù)背景下油田專網(wǎng)的建設(shè)。
1、4G無(wú)線通信技術(shù)簡(jiǎn)介
1.14G無(wú)線通信技術(shù)的定義4G具體指的是第四代通訊技術(shù)，其中G即generation（第一代）的意思。國(guó)際電信聯(lián)盟規(guī)定了4G的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)為：⑨數(shù)據(jù)傳輸速度快：4G通信技術(shù)應(yīng)當(dāng)要擁有固定狀態(tài)下不低于1Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速度、移動(dòng)狀態(tài)下100Mbps以上的數(shù)據(jù)傳輸速度，這點(diǎn)要比目前常使用的撥號(hào)上網(wǎng)快出近2000倍；⑨圖像傳輸清晰度高：4G通信技術(shù)應(yīng)當(dāng)集3G網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線局域網(wǎng)為一體，能夠支持高質(zhì)量圖像的傳輸，并且圖像清晰度應(yīng)當(dāng)要與高清電視差不多。綜上所述，我們可以將4G無(wú)線通信技術(shù)定義為：固定狀態(tài)下數(shù)據(jù)傳輸速度大于1Gbps、移動(dòng)狀態(tài)下數(shù)據(jù)傳輸速度大于100Mbps、可以在兩種狀態(tài)下互相切換、有效支持下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的新一代通訊技術(shù)。1.24G無(wú)線通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)4G無(wú)線通信技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑨高速性：擁有比現(xiàn)今3G通信技術(shù)高出數(shù)千乃至上萬(wàn)倍的數(shù)據(jù)傳輸速度；⑨靈活性：可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地通信及快速瀏覽網(wǎng)頁(yè)、玩游戲等，幾乎等同于一臺(tái)無(wú)線聯(lián)網(wǎng)的電腦，能夠有效保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承裕虎岫鄻有裕簠^(qū)別于現(xiàn)今3G通信技術(shù)，采用了正交頻復(fù)用技術(shù)，可以提供多樣化的增值服務(wù)；⑨優(yōu)質(zhì)性：網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍十分廣泛，并且通信質(zhì)量也非常之高，可以提供優(yōu)質(zhì)的無(wú)線多媒體服務(wù)；⑨經(jīng)濟(jì)性：部署過(guò)程相對(duì)靈活簡(jiǎn)單，并且可以在3G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行架設(shè)，因此建設(shè)費(fèi)用相對(duì)較低。
2、4G無(wú)線通信技術(shù)背景下油田專網(wǎng)的建設(shè)
2.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是一種采集設(shè)備，通常設(shè)置在油井井口處，例如傳感器和RTU等，主要任務(wù)是采集油井的狀態(tài)數(shù)據(jù)，以便于進(jìn)行油井分析。以4G無(wú)線通信技術(shù)為依托的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要是由采集設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、無(wú)線傳輸系統(tǒng)以及交換機(jī)這幾部分組成的，在工作過(guò)程中，其首先會(huì)選擇適當(dāng)位置來(lái)架設(shè)傳感器，然后通過(guò)傳感器來(lái)采集和整理油井?dāng)?shù)據(jù)，再通過(guò)無(wú)線傳輸系統(tǒng)上傳數(shù)據(jù)至監(jiān)控中心，最后再由專業(yè)的工作人員對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。2.2數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為了保障數(shù)據(jù)傳輸速度和效果，利用4G無(wú)線通信技術(shù)所建設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用了260M的LTE無(wú)線寬帶通信系統(tǒng)，在全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行架設(shè)，這大大增加了組網(wǎng)方式的靈活性；而核心技術(shù)則采用了自適應(yīng)編碼調(diào)制及重傳等，大大增加了系統(tǒng)的覆蓋范圍，同時(shí)也有效提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃耘c安全性，增強(qiáng)了頻譜適應(yīng)性，即使是較大數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)包也可以輕松實(shí)現(xiàn)傳輸。另外，利用4G無(wú)線通信技術(shù)所建設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)還在主站與監(jiān)控模塊之間構(gòu)建了安全穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸通道，便于進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)備管理和操作。2.3監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)油田生產(chǎn)系統(tǒng)中占有很重要的地位，它是保障油田生產(chǎn)安全性和穩(wěn)定性的重要基礎(chǔ)。為了保障監(jiān)控系統(tǒng)工作的即時(shí)性和有效性，在應(yīng)用之前應(yīng)當(dāng)先對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)，檢查4G網(wǎng)絡(luò)的性能和設(shè)備是否符合標(biāo)準(zhǔn)。4G無(wú)線通信技術(shù)背景下的監(jiān)控系統(tǒng)采用了LTE無(wú)線傳輸網(wǎng)絡(luò)，選擇好試驗(yàn)點(diǎn)后與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，這樣可以減少成本。監(jiān)控系統(tǒng)主要是由核心設(shè)備、基站、網(wǎng)管服務(wù)器及交換機(jī)等組成的，架設(shè)系統(tǒng)時(shí)要充分結(jié)合實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的實(shí)際情況，并嚴(yán)格測(cè)試安裝質(zhì)量。對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速度和容量的測(cè)試結(jié)果為：工作頻率約為223MHz-235MHz，頻譜效率約在2.5bps/Hz以上。若接入設(shè)備帶寬為1MHz，則數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到1.84Mbps。通過(guò)分析試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，差異主要來(lái)自于主站軟件的性能較差，更換對(duì)接口轉(zhuǎn)換程序后進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的通信速度。
3、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，4G無(wú)線通信技術(shù)具有高速性、靈活性、多樣性、優(yōu)質(zhì)性及經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在油田專網(wǎng)建設(shè)中，利用4G無(wú)線通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等系統(tǒng)的建設(shè)，可以有效保障油田信息傳輸速度和效果，同時(shí)還能夠節(jié)省成本。未來(lái)，我國(guó)仍舊會(huì)將重點(diǎn)放在對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的研發(fā)上面，以求找到更加適合于油田專網(wǎng)建設(shè)的通信技術(shù)。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：模擬射頻；長(zhǎng)距離；無(wú)中繼；色散補(bǔ)償；光放大器
1 概述
射頻光傳輸由于其具有頻帶寬、體積小、重量輕、損耗小、抗電磁干擾、低色散等多方面的優(yōu)良特性，在電子戰(zhàn)、雷達(dá)、無(wú)線通信、射電天文和有線電視等軍事和民用方面都獲得了廣泛的應(yīng)用[1]。射頻光傳輸主要功能是將射頻信號(hào)調(diào)制到光上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸。
寬帶模擬射頻信號(hào)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光發(fā)射機(jī)和遠(yuǎn)端光接收機(jī)之間無(wú)中繼的光纖直接連接，也就是說(shuō)光纖線路中間沒(méi)有光放大器或光電轉(zhuǎn)換器等中繼設(shè)備，這種寬帶模擬射頻信號(hào)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用方向?yàn)橥ㄐ啪€路經(jīng)過(guò)沙漠、沼澤以及海底等無(wú)人區(qū)的問(wèn)題，同是還可以應(yīng)用于超長(zhǎng)距離的分布式雷達(dá)，大幅度降低中繼站的建設(shè)與維護(hù)成本[2-3]。
與傳統(tǒng)的短距離射頻光傳輸系統(tǒng)相比，存在很多需要克服的新的技術(shù)難點(diǎn)；由于光傳輸距離變長(zhǎng)后，光鏈路中的噪聲會(huì)變差，光線長(zhǎng)度帶來(lái)信號(hào)的衰減以及光色散引起的周期性衰弱等成了寬帶模擬射頻信號(hào)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸所面臨的技術(shù)難點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外研究及工程應(yīng)用主要是針對(duì)數(shù)字方面的光傳輸系統(tǒng)，研究模擬的超長(zhǎng)無(wú)中繼射頻光傳輸?shù)南嚓P(guān)報(bào)道非常少。因此，研究寬帶射頻信號(hào)的低噪聲、大動(dòng)態(tài)超長(zhǎng)距離傳輸及其工程實(shí)現(xiàn)具有重要意義。
2 寬帶模擬射頻信號(hào)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)分析
2.1 長(zhǎng)距離光傳輸影響因素
雖然光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)膿p耗很低（0.2dB/km），但在光調(diào)制解調(diào)過(guò)程中也會(huì)引入損耗，同時(shí)也還會(huì)出現(xiàn)非線性失真和噪聲。激光光源產(chǎn)生的頻率不完全是一個(gè)點(diǎn)頻的光波長(zhǎng)，有一定的帶寬，同時(shí)不同頻率光信號(hào)在光纖傳輸?shù)乃俣仁遣煌模俾什煌磿r(shí)延不同從而引起色散，當(dāng)色散累積將最終導(dǎo)致寬帶射頻信號(hào)的幅度平坦度、噪聲等信號(hào)質(zhì)量嚴(yán)重惡化[4]。
因此長(zhǎng)距離光傳輸鏈路與傳統(tǒng)光鏈路相比必須重新設(shè)計(jì)，以改善長(zhǎng)距離光鏈路帶來(lái)的性能惡化。為了保證寬帶信號(hào)超長(zhǎng)距離光傳輸?shù)目尚行裕怄溌返膬?yōu)化設(shè)計(jì)所采取的關(guān)鍵技術(shù)是至關(guān)重要的。
2.2 長(zhǎng)距離光傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)
2.2.1 光功率補(bǔ)償
光鏈路功率的衰減可以通過(guò)光放大器放大來(lái)補(bǔ)償，但光放大信號(hào)的的同是也會(huì)產(chǎn)生大的噪聲，所以長(zhǎng)距離光傳輸必須采用超低噪聲的拉曼放大器（RA）來(lái)實(shí)現(xiàn)；由于長(zhǎng)距離光的差損非常大，在放大鏈路中把噪聲降到系統(tǒng)可以接受的同時(shí)還需要高增益的摻鉺光纖放大器（EDFA）。
摻鉺光纖放大器（EDFA）一般由主要有放大介質(zhì)和可以提供高能量的泵浦源組成。泵浦光提供能量使鉺纖中的鉺離子由基態(tài)向高能級(jí)躍遷，實(shí)現(xiàn)粒子束反轉(zhuǎn)分布而產(chǎn)生放大[5]。由于EDFA具有泵浦效率高、工作性能穩(wěn)定、帶寬大、增益曲線好以及技術(shù)成熟等特點(diǎn)，在模擬和數(shù)字領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟，解決了鏈路中傳輸距離受光纖損耗的限制。與數(shù)字超長(zhǎng)距離光鏈路相比，模擬超長(zhǎng)距離光鏈路的對(duì)噪聲惡化要求更高，如果在鏈路采用級(jí)聯(lián)多個(gè)EDFA將會(huì)使鏈路中產(chǎn)生很大的自發(fā)輻射噪聲（ASE）而建的信號(hào)的信噪比。
拉曼放大器（RA）工作原理是向光纖輸入高功率泵浦將信號(hào)放大，傳輸光纖得到大的能量而產(chǎn)生增益。由于其具有極低的噪聲系數(shù)等特點(diǎn)，與EDFA放大器一起配合使用，在跨長(zhǎng)距離的發(fā)射端或接收端等應(yīng)用場(chǎng)合使用。
2.2.2 色散補(bǔ)償
由于不同波長(zhǎng)的光信號(hào)在光纖中的折射率是不一樣的，所以在光纖中的傳播速度也不相同，從而在光纖中產(chǎn)生光的色散現(xiàn)象[6]。
在超長(zhǎng)距離微波信號(hào)傳輸過(guò)程中，光纖自身產(chǎn)生色散效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致傳輸信號(hào)功率周期性衰減的同時(shí)，還會(huì)引起微波信號(hào)波形失真，從而導(dǎo)致傳輸帶寬受限，隨著傳輸信號(hào)頻率越來(lái)越高和傳輸距離的增長(zhǎng)將使這一效應(yīng)更加明顯。因此在超長(zhǎng)距離光傳輸系統(tǒng)中色散是限制微波光傳輸?shù)闹饕颉Ｔ谀M超長(zhǎng)距離光傳輸中，為了盡可能減小色散對(duì)系統(tǒng)信號(hào)的影響就必須采取一定的色散補(bǔ)償技術(shù)，即采用負(fù)色散器件對(duì)光纖的正色散實(shí)施抵消。同時(shí)必須準(zhǔn)確的計(jì)算光鏈路所需要補(bǔ)償?shù)木嚯x，來(lái)保證鏈路既沒(méi)有欠補(bǔ)償，也沒(méi)有過(guò)補(bǔ)償帶來(lái)浪費(fèi)成本，從而提高鏈路的性能指標(biāo)。
2.2.3 非線性效應(yīng)
光鏈路中進(jìn)入光纖的光功率不高時(shí)，光纖的折射率和損耗基本是線性的；然而光功率非常大時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生受激布里淵反射，大部分的輸入光功率在光纖傳輸過(guò)程中被轉(zhuǎn)換成反向傳輸?shù)乃雇锌怂构?，從而正向傳輸?shù)墓庑盘?hào)大幅度的衰減，同時(shí)造成系統(tǒng)鏈路插損和噪聲系數(shù)的惡化[7]。因此，在光鏈路設(shè)計(jì)中充分考慮非線性效應(yīng)的影響，提高光信號(hào)功率在光纖傳輸?shù)挠行浴?/p>
3 寬帶模擬射頻信號(hào)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
根據(jù)圖1中寬帶模擬射頻信號(hào)長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)的鏈路結(jié)構(gòu)，采用光放大與色散補(bǔ)償技術(shù)，傳輸距離大于200km的無(wú)中繼寬帶射頻信號(hào)的光傳輸。研究項(xiàng)目中射頻信號(hào)頻率寬帶從500MHz到5.5GHz，信號(hào)輸入最大不超過(guò)-30dBm，整個(gè)鏈路在傳輸距離為250km的情況下增益要求大于30dB，帶內(nèi)噪聲輸出功率：≤-50dBm（測(cè)試條件：RBW：10kHz；VBW：10kHz）。
長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中為了提高整個(gè)鏈路增益、降低鏈路的帶內(nèi)噪聲輸出功率，我們?cè)谏漕l輸入端加一定增益的低噪聲放大器，同時(shí)保證輸入射頻信號(hào)在光調(diào)制的線性輸入?yún)^(qū)，同時(shí)在光解調(diào)模塊輸出端同樣加低噪聲放大器來(lái)補(bǔ)償光鏈路的增益。
根據(jù)圖3到圖7的仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出，當(dāng)長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)沒(méi)有做色散補(bǔ)償時(shí)，鏈路幅度平坦度擺幅非常大，不平坦度大于40dB，根本無(wú)法滿足系統(tǒng)使用要求；當(dāng)進(jìn)行一定的色散補(bǔ)償后，鏈路幅度平坦度在短接時(shí)與長(zhǎng)距離光有色散補(bǔ)償測(cè)曲線基本一致，同時(shí)長(zhǎng)距離光鏈路中采用拉曼放大器與EDFA光放大器結(jié)合補(bǔ)償光路帶來(lái)的插損，整個(gè)光鏈路增益超過(guò)40.15dB（射頻放大器與光放大器增益超過(guò)170dB），幅度平坦度優(yōu)于±3.5dB，帶內(nèi)噪聲輸出功率降低到-62.80dBm（測(cè)試條件：RBW：10kHz；VBW：10kHz）。同時(shí)我們做了相應(yīng)的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)，系統(tǒng)各個(gè)性能指標(biāo)穩(wěn)定，完全能夠滿足后續(xù)工程項(xiàng)目使用要求。
4 結(jié)束語(yǔ)
文章對(duì)寬帶模擬射頻信號(hào)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究，提出了包括功率衰減補(bǔ)償、色散補(bǔ)償和非線性等光鏈路設(shè)計(jì)搭建方案，最終實(shí)現(xiàn)了寬帶模擬射頻信號(hào)超長(zhǎng)距離無(wú)中繼光傳輸系統(tǒng)的工程化應(yīng)用。為后續(xù)需經(jīng)過(guò)沙漠、沼澤以及海底等無(wú)人區(qū)問(wèn)題的軍民用超大規(guī)模雷達(dá)天線組陣、超長(zhǎng)距離的遠(yuǎn)程測(cè)控提供很好的解決方案，并大幅度降低中繼站的建設(shè)與維護(hù)成本。
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【關(guān)鍵詞】超寬帶；無(wú)線通信；特點(diǎn)
一、前言
超寬帶無(wú)線通信（Ultra-Wideband，UWB）技術(shù)作為一種全新的無(wú)線通信技術(shù)，正日益受到通信界的關(guān)注，UWB技術(shù)起源于20世紀(jì)50年代末，此前主要作為軍事技術(shù)在雷達(dá)等通信設(shè)備中使用。隨著無(wú)線通信的飛速發(fā)展，人們對(duì)高速無(wú)線通信提出了更高的要求，超寬帶技術(shù)又被重新提出，并備受關(guān)注。本文主要介紹超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的定義、特點(diǎn)和基本原理，并介紹了超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用和發(fā)展情況。
（一）UWB的定義
美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）對(duì)超寬帶定義為：超寬帶是指信號(hào)帶寬大于500MHz或者是信號(hào)帶寬與中心頻率之比大于25%。例如一個(gè)中心頻率為1GHz的UWB系統(tǒng)，它的射頻帶寬應(yīng)在250MHz以上。UWB技術(shù)是一種無(wú)載波通信技術(shù)，它采用極短的脈沖信號(hào)來(lái)傳送信息，通常每個(gè)脈沖持續(xù)的時(shí)間只有幾十皮秒到幾納秒的時(shí)間。這些脈沖所占用的帶寬甚至高達(dá)幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達(dá)到幾百M(fèi)bps。目前，F(xiàn)CC開(kāi)放的頻段是3.1～10.6GHz，雖然UWB的帶寬非常寬，傳輸速率可達(dá)幾Gbps到幾十Mbps，但是UWB系統(tǒng)發(fā)射的功率譜密度可以非常低，甚至低于-41.3dBm-FCCPart15的FCC規(guī)定的電磁兼容背景噪聲電平。在高速無(wú)線通信的同時(shí)，超寬帶設(shè)備所需的發(fā)射功率非常小，僅僅是現(xiàn)有設(shè)備的幾百分之一，對(duì)于普通的非超寬帶接收機(jī)來(lái)說(shuō)近似于噪聲，因此從理論上講，超寬帶可以與現(xiàn)有無(wú)線電設(shè)備共享帶寬。所以超寬帶是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無(wú)線通信領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
（二）超寬帶無(wú)線通信的特點(diǎn)
1、頻帶寬，傳輸速率高 超寬帶以非常寬的頻率帶寬來(lái)?yè)Q取高速的數(shù)據(jù)傳輸，并且不單獨(dú)占用現(xiàn)在已經(jīng)擁擠不堪的頻率資源，而是共享其他無(wú)線技術(shù)使用的頻帶。從信號(hào)傳播的角度考慮，超寬帶無(wú)線通信由于能有效的減小多徑傳播的影響而使之可傳輸高速率數(shù)據(jù)。
2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低 在超寬帶脈沖無(wú)線通信系統(tǒng)中，沒(méi)有在常規(guī)的基于對(duì)正線載波調(diào)制的無(wú)線通信系統(tǒng)中所需的上、下變頻電路、中頻電路和各種濾波器，實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單，易于全數(shù)字化，因而成本低。
3、多徑分辨能力強(qiáng) 由于常規(guī)無(wú)線通信的射頻信號(hào)大多為連續(xù)信號(hào)或其持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)大于多徑傳播時(shí)間，多徑傳播效應(yīng)限制了通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。超寬帶無(wú)線通信采用的是持續(xù)時(shí)間非常短的窄脈沖，其占空比極低，多徑信號(hào)在時(shí)間上是可分離的。發(fā)射窄脈沖的超寬帶無(wú)線信號(hào)，在多徑環(huán)境中的衰落不像連續(xù)波信號(hào)那樣嚴(yán)重。大量的實(shí)驗(yàn)表明，在常規(guī)無(wú)線電信號(hào)多徑衰落深達(dá)10～30dB的多徑環(huán)境，對(duì)超寬帶無(wú)線電信號(hào)的衰落最多不到5dB。
4、穿透能力強(qiáng) 在具有相同絕對(duì)帶寬的無(wú)線信號(hào)中，UWB脈沖的頻率最低。因此它相對(duì)毫米波信號(hào)具有更強(qiáng)的穿透能力。
5、隱蔽性好 由于UWB信號(hào)采用了跳時(shí)擴(kuò)頻，其射頻帶寬可以達(dá)到1GHz以上，并且所需平均功率很小，信號(hào)被隱蔽在環(huán)境噪聲和其它信號(hào)中，難以被敵方檢測(cè)，必須采用與發(fā)端一致的擴(kuò)頻碼脈沖序列才能進(jìn)行解調(diào)，因此增加了系統(tǒng)的安全性。這是超寬帶無(wú)線通信最突出的特點(diǎn)。
6、功率低，功耗小 由于超寬帶信號(hào)具有極低的輻射功率，且其頻帶極寬，導(dǎo)致其功率譜密度極低，甚至低于環(huán)境噪聲電平，使得超寬帶通信系統(tǒng)具有低截獲/低檢測(cè)特性，也不會(huì)對(duì)現(xiàn)有的常規(guī)通信系統(tǒng)產(chǎn)生不良的干擾和影響，可與之共享頻帶實(shí)現(xiàn)共存，從而使頻帶資源得到充分利用。低功率又意味著低功耗，非常適合移動(dòng)通信設(shè)備的應(yīng)用。同時(shí)非常低的輻射功率大大降低了對(duì)人體的有害輻射。
（三）超寬帶無(wú)線通信的應(yīng)用和發(fā)展
1、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛 由于具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，UWB技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。超寬帶可以用于低截獲率的內(nèi)部無(wú)線通信系統(tǒng)、超寬帶雷達(dá)、防撞雷達(dá)、高精度定位系統(tǒng)、無(wú)人駕駛飛行和探地雷達(dá)等；在信息技術(shù)化的今天，超寬帶無(wú)線通信在智能交通系統(tǒng)、成像應(yīng)用、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)以及射頻標(biāo)識(shí)等領(lǐng)域都有很大的應(yīng)用前景。在數(shù)字化辦公方面則是把傳統(tǒng)的有線連接升級(jí)為現(xiàn)在的無(wú)線連接，從而使得辦公的環(huán)境更為方便，靈活。同時(shí)由于超寬帶無(wú)線通信的高傳輸寬帶，使得計(jì)算機(jī)無(wú)論是外設(shè)還是主機(jī)與會(huì)議設(shè)備、投影儀、顯示器等設(shè)備之間都可以進(jìn)行連接。與此同時(shí)，因?yàn)槠浣K端便于攜帶，因此，無(wú)論在任何地點(diǎn)都可以接入當(dāng)?shù)氐?UWB 網(wǎng)絡(luò)，從而利用當(dāng)?shù)氐脑O(shè)備臨時(shí)構(gòu)成屬于自己的一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)，給我們帶來(lái)了很大的便利。
2、技術(shù)研究日益成熟 超寬帶無(wú)線通信目前還是一種新興的無(wú)線通信技術(shù)，具有傳輸速率高、發(fā)射功率低、通信距離短、多徑分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于將來(lái)數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)具有十分重要的作用。雖然其傳輸理論還需更深入的研究挖掘，還處于初級(jí)的研究階段，但是相信伴隨著不斷地完善，超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的前景將會(huì)非常廣闊。
二、結(jié)束語(yǔ)
超寬帶無(wú)線通信技術(shù)作為一種新興的無(wú)線通信技術(shù)，還處于研發(fā)階段，無(wú)論在理論還是應(yīng)用方面仍有待深入探討隨著無(wú)線多媒體應(yīng)用的普及，預(yù)示著超寬帶無(wú)線通信在通信領(lǐng)域消費(fèi)電子領(lǐng)域中將得到大規(guī)模應(yīng)用，前景也將非常廣闊。
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【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信；鐵路運(yùn)營(yíng)
1.鐵路無(wú)線通信的特點(diǎn)
對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，鐵路已經(jīng)不再陌生，就是火車行駛的鐵質(zhì)軌道，不過(guò)這只是傳統(tǒng)的俠義上的理解?，F(xiàn)代的鐵路不單單是指火車行駛的鐵質(zhì)軌道，高鐵、地鐵行駛的軌道也統(tǒng)稱為鐵道或鐵路。鐵路無(wú)線通信就是火車、高鐵以及地鐵在軌道上行駛時(shí)用到的無(wú)線通信技術(shù)。它是一個(gè)復(fù)雜的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，不只是列車乘務(wù)人員以及列車乘務(wù)員與車站值班人員之間的語(yǔ)音通訊系統(tǒng)，還包括車次傳輸系統(tǒng)、無(wú)線電子閉塞系統(tǒng)、列車防護(hù)通信等等，其主要特點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)。
1.1結(jié)構(gòu)復(fù)雜
鐵路無(wú)線通信包含多種信號(hào)傳輸系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜是一大特點(diǎn)。有用于列車站場(chǎng)工作人員語(yǔ)音對(duì)講的語(yǔ)音傳輸系統(tǒng)，有用來(lái)傳送車次信號(hào)的無(wú)線車次傳輸系統(tǒng)，有用來(lái)引導(dǎo)列車行駛的無(wú)線導(dǎo)航系統(tǒng)等等。復(fù)雜齊全的無(wú)線通信系統(tǒng)，使得列車在行駛中能夠完全接受各路信號(hào)，便于列車駕駛員對(duì)行駛列車進(jìn)行及時(shí)操控，是確保鐵路運(yùn)營(yíng)安全的前提。
1.2精密
鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜，但很精密，靈敏度很高?，F(xiàn)代鐵路交通一般里程較長(zhǎng)，途徑地域也多，各個(gè)路段的無(wú)線信號(hào)很容易受到外界干擾，鐵路無(wú)線通信的精密性特點(diǎn)，可以讓列車在復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境下正常接收鐵路無(wú)線信號(hào)，引導(dǎo)列車正常行駛。
1.3移動(dòng)性
所謂移動(dòng)性，是指鐵路上的無(wú)線通信大多數(shù)是在行駛的列車上的實(shí)行收發(fā)的，列車在高速行駛下對(duì)一些列的鐵路無(wú)線信號(hào)實(shí)現(xiàn)收發(fā)、解調(diào)，并根據(jù)信號(hào)指示引導(dǎo)列車正常行駛，完成中途列車避讓、列車進(jìn)站、列車離站等調(diào)度行為。移動(dòng)性是鐵路無(wú)線通信的主要特點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信的技術(shù)難點(diǎn)。因?yàn)殍F路無(wú)線通信的主體是行駛的列車，高速行駛的列車對(duì)于無(wú)線通信信號(hào)的方向、強(qiáng)度有著一定的要求。
1.4分段傳輸
因?yàn)殍F路通車的里程較長(zhǎng)，列車行駛速度較快，只靠一個(gè)無(wú)線通信信號(hào)收發(fā)站來(lái)完成對(duì)列車的全程引導(dǎo)是不可靠的，也是不可能的。分段傳輸，將列車行駛的里程分成幾小段，每段設(shè)置一個(gè)鐵路無(wú)線通信站，即車站，來(lái)對(duì)列車進(jìn)行無(wú)線通信信號(hào)的引導(dǎo)。
2.現(xiàn)代鐵路無(wú)線通信的應(yīng)用
現(xiàn)在無(wú)線通信技術(shù)在鐵路上的應(yīng)用已十分成熟，不管是火車、高鐵還是地鐵都有著功能多樣的鐵路無(wú)線通信系統(tǒng)，主要有以下幾項(xiàng)。
2.1車次編號(hào)發(fā)送系統(tǒng)
列車離站或進(jìn)站前，機(jī)車司機(jī)通過(guò)數(shù)字鍵鍵入車次號(hào)，由顯示器復(fù)示，司機(jī)確認(rèn)后。由車載CPU 控制編碼進(jìn)行調(diào)制，并通過(guò)無(wú)線列調(diào)或?qū)Ｓ秒娕_(tái)發(fā)射到下個(gè)車站，以便下個(gè)車站做好列車的引導(dǎo)作業(yè)。而當(dāng)列車進(jìn)站時(shí)，利用機(jī)車司機(jī)呼叫車站值班員的3-5秒時(shí)間內(nèi)完成車次號(hào)的再次傳送，經(jīng)值班室儀器解調(diào)后傳輸并顯示給行車調(diào)度員，完成當(dāng)前進(jìn)站列車車次號(hào)的報(bào)道并進(jìn)行列車跟蹤引導(dǎo)進(jìn)入合適的擋位。
2.2站場(chǎng)調(diào)車通信系統(tǒng)
鐵路站場(chǎng)調(diào)車過(guò)去采用燈光、叫笛等原始設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳輸，安全性極低。 鐵路電務(wù)部門首先把無(wú)線通信引入站場(chǎng)調(diào)車并取得了成功?？s短了車輛停場(chǎng)時(shí)間，提高了調(diào)車效率 。通過(guò)每隔3～5公里范圍在鐵路兩旁的護(hù)欄上設(shè)置10～15個(gè)獨(dú)立的無(wú)線通信裝置，來(lái)傳輸語(yǔ)音、音響 色燈信號(hào)等信息，也可傳送衛(wèi)星定位信息和數(shù)據(jù)信息，對(duì)進(jìn)站列車進(jìn)行減速、避讓的指揮引導(dǎo)。而工作人員可隨身攜帶語(yǔ)音發(fā)送設(shè)備，通過(guò)中央控制臺(tái)對(duì)各個(gè)無(wú)線通信裝置予以信號(hào)指示。
2.3鐵路閉塞系統(tǒng)
鐵路閉塞系統(tǒng)是一種列車安全防護(hù)系統(tǒng)，當(dāng)列車進(jìn)站的車次信號(hào)傳送到車站值班室以后，值班室通過(guò)中央控制臺(tái)對(duì)鐵路地面的無(wú)線通信裝置進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，只有參數(shù)和列車車次號(hào)一致的列車才能進(jìn)入該路段，而參數(shù)與列車車次不一致的列車不能進(jìn)入該路段，實(shí)行鐵路閉塞。同時(shí)，車站也可用探詢方式對(duì)列車作自動(dòng)應(yīng)答，解除原封閉區(qū)間，同時(shí)操縱本站出站信號(hào)機(jī)和下一進(jìn)站信號(hào)機(jī)，啟動(dòng)轉(zhuǎn)轍機(jī)和相應(yīng)的信號(hào)標(biāo)志，排好進(jìn)路，保證進(jìn)出站列車的安全。
2.4衛(wèi)星定位系統(tǒng)
鐵路運(yùn)輸效率與車重、車速、密度三大因素有關(guān)，其中車速和密度是靠信號(hào)設(shè)備來(lái)保證的。在中、低速行車時(shí)信號(hào)對(duì)行車控制十分有效。但如果列車行駛速度很大，就會(huì)沒(méi)等機(jī)車司機(jī)看清地面信號(hào)反應(yīng)過(guò)來(lái)，信號(hào)機(jī)就一晃而過(guò)了。因此自動(dòng)閉塞路段長(zhǎng)短的劃分就成了一個(gè)難題，也存在著安全隱患。而衛(wèi)星定位系統(tǒng)可以通過(guò)實(shí)時(shí)的遙感探測(cè)技術(shù)對(duì)行駛列車進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，迅速掌握列車位置、速度、密度，并通過(guò)地面控制中心的無(wú)線通信裝置予以傳達(dá)，經(jīng)地面控制中心分析作出引導(dǎo)方案。
2.5列車防護(hù)通信
當(dāng)列車發(fā)生意外事故脫線或翻車時(shí)，可能侵入鄰線，造成突發(fā)事故。此時(shí)脫軌機(jī)車的乘務(wù)員如果能及時(shí)發(fā)出無(wú)線報(bào)警信號(hào)，在1.5公里之內(nèi)其他行駛機(jī)車收到信號(hào)后立即采取剎車減速措施，就會(huì)避免事故發(fā)生。為了避免意外，高速列車上安裝了列車防護(hù)通信，防護(hù)通信包括控制鍵、頻率合成器、發(fā)訊機(jī)、接收機(jī)、告警器，其中控制鍵由玻璃密封，設(shè)置在各節(jié)車廂，需要時(shí)打碎玻璃蓋、接下控制鍵，可以發(fā)出2瓦功率的告警信，在1.5公里范圍內(nèi)所有機(jī)車上的防護(hù)裝置將被啟動(dòng)。如果機(jī)車司機(jī)來(lái)不及處理，列車將會(huì)在5秒鐘內(nèi)啟動(dòng)與防護(hù)裝置相聯(lián)的自動(dòng)停車裝置進(jìn)行緊急停車。
3.鐵路無(wú)線通信的發(fā)展趨勢(shì)
伴隨城市化進(jìn)程的加快，我國(guó)的鐵路建設(shè)也大力發(fā)展。京臧鐵璐、京滬高鐵、穿江地鐵等新的交通干線陸續(xù)建成通車，使得一系列新型鐵路無(wú)線通信技術(shù)得以實(shí)驗(yàn)運(yùn)行，為我國(guó)鐵路無(wú)線通信的發(fā)展趨勢(shì)指明了方向。
3.1鐵路無(wú)線通信數(shù)字化傳輸
將鐵路無(wú)線通信信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化傳輸，可以有效避免信號(hào)干擾，使得列車可以在更為復(fù)雜的地域環(huán)境下行駛。另外數(shù)字化的無(wú)線通信信號(hào)也容易與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)鐵路無(wú)線通信的自動(dòng)化控制。
3.2三網(wǎng)聯(lián)合
即實(shí)現(xiàn)鐵路無(wú)線通信傳輸網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)以及電視廣播網(wǎng)的三網(wǎng)聯(lián)合，利用互聯(lián)網(wǎng)和電視廣播網(wǎng)的高速、高質(zhì)量通道，實(shí)現(xiàn)鐵路無(wú)線通信信號(hào)的高速、高質(zhì)量傳播。
3.3現(xiàn)代藍(lán)牙技術(shù)
藍(lán)牙技術(shù)是一項(xiàng)在移動(dòng)終端運(yùn)用的無(wú)線傳輸技術(shù)，速度快，質(zhì)量高。將鐵路無(wú)線通信與藍(lán)牙技術(shù)產(chǎn)品相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)近距信號(hào)傳輸?shù)母咚俸透哔|(zhì)量。通過(guò)佩戴特制的藍(lán)牙耳機(jī)，可以大大減少設(shè)備安裝、調(diào)試時(shí)間，攜帶也方便。
3.4全程衛(wèi)星導(dǎo)航
之前我國(guó)的鐵路無(wú)線通信，衛(wèi)星定位只是用來(lái)收集列車的行駛情況及列車密度，輔助地面控制中心對(duì)車輛加以引導(dǎo)。而現(xiàn)在的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以通過(guò)高質(zhì)量的無(wú)線通信直接對(duì)行駛列車進(jìn)行引導(dǎo)，自動(dòng)化、智能化水平進(jìn)一步提高。
無(wú)線通信技術(shù)是現(xiàn)代的通信領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的通信技術(shù)，它的發(fā)展趨勢(shì)影響著各個(gè)行業(yè)，不只是鐵路通信，現(xiàn)代的手機(jī)、氣象探測(cè)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)都是以無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)的。因此，要取得科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)展無(wú)線通信技術(shù)有著重要意義。 [科]
【參考文獻(xiàn)】
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【關(guān)鍵詞】微功率無(wú)線通信；性能測(cè)試；網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)價(jià)
1微功率無(wú)線通信技術(shù)概述
微功率無(wú)線通信在國(guó)內(nèi)電工儀表業(yè)俗稱為小無(wú)線，國(guó)家電網(wǎng)用電電能信息采集與管理系統(tǒng)中把利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的通信組網(wǎng)方式叫做微功率無(wú)線組網(wǎng)。
2微功率無(wú)線通信性能測(cè)試
2.1測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，可通過(guò)增加屏蔽測(cè)試箱、可調(diào)衰減器、RF信號(hào)匯接網(wǎng)絡(luò)模塊超過(guò)8級(jí)結(jié)構(gòu)的更多跳數(shù)來(lái)評(píng)估更大規(guī)模的沮網(wǎng)功能及路由性能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路由最大跳數(shù)達(dá)到7跳滿足測(cè)試CFDA網(wǎng)絡(luò)8級(jí)7跳結(jié)構(gòu)。該測(cè)試評(píng)估系統(tǒng)由一個(gè)集中器屏蔽測(cè)試箱、若干個(gè)采集器屏蔽測(cè)試箱以及相應(yīng)的可調(diào)衰減器（0~99犯調(diào)節(jié)范圍）和RF信號(hào)匯接網(wǎng)絡(luò)模塊構(gòu)成，能夠客觀準(zhǔn)確的測(cè)試評(píng)估微功率無(wú)線通道網(wǎng)絡(luò)的沮網(wǎng)性能，并且能夠評(píng)估系統(tǒng)的自組織能力和穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)模擬實(shí)際微功率無(wú)線通信環(huán)境，建立了韋級(jí)路由實(shí)驗(yàn)室環(huán)境進(jìn)行測(cè)試、評(píng)估，對(duì)整個(gè)信息采集互聯(lián)互通微功率無(wú)線下行通道網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性進(jìn)行驗(yàn)證，直觀的評(píng)估整個(gè)信息采集無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)、無(wú)線信號(hào)傳輸、路由，以及交互流程等功能。系統(tǒng)基于搭建微功率無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，借助軟件控制微功率無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中的干擾源信號(hào)和定量的模擬通信信號(hào)衰減，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行。
2.2關(guān)鍵設(shè)備
高級(jí)量測(cè)體系最早的實(shí)踐是從電能計(jì)量表計(jì)的遠(yuǎn)程抄表開(kāi)始的，逐漸擴(kuò)展到支持多種業(yè)務(wù)、雙向通信的高級(jí)量測(cè)體系（AMI）。微功率無(wú)線組網(wǎng)AMI是以無(wú)線傳感網(wǎng)（WSN）通信技術(shù)為依托，實(shí)現(xiàn)了用戶電能信息的自動(dòng)采集、處理和集中存儲(chǔ)，為提高供電企業(yè)的服務(wù)質(zhì)量，降低供用電成本。測(cè)試系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)的主要功能：提供友好的一鍵式測(cè)試功能；支持24h不間斷無(wú)人作業(yè)模式；實(shí)時(shí)圖形顯示測(cè)試數(shù)據(jù)和報(bào)告；支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理測(cè)試數(shù)據(jù)功能；模板功能；發(fā)送郵件功能，可以實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程了解系統(tǒng)運(yùn)行情況；良好的兼容性和擴(kuò)展性；重復(fù)性測(cè)試；認(rèn)證測(cè)試平臺(tái)（見(jiàn)圖2）。系統(tǒng)軟件分為四部分：①初始化和啟動(dòng)層主要用來(lái)初始化軟件窗口；珍斷和自檢測(cè)試環(huán)境；檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器等。②軟件的最上層分為GIU和Framework，GIU主要顯示各種窗口；Framework主要有同步、異步等線程。③軟件的中間層主要由各種功能模塊組成，是對(duì)下層接口和庫(kù)的API封裝，并提供接口給上層調(diào)用，在更換儀器或有其他需求時(shí)，只需修改該層的API。④軟件最低層是最原始的接口和庫(kù)文件。
2.3智能衰減單元
智能衰減單元電路的設(shè)計(jì)采用R8C/L357作為主控芯片，它配有串行通信方式的UART，I2C，SSU等接口，芯片外接11M芯片。而衰減電路的衰減核心是電調(diào)衰減器，主控芯片控制從而實(shí)現(xiàn)可控衰減。
3網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)價(jià)
微功率無(wú)線通信技術(shù)指標(biāo)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)評(píng)價(jià)參數(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)最大跳數(shù)、覆蓋距離、信號(hào)強(qiáng)度、傳輸延遲、丟包率、業(yè)務(wù)功能、網(wǎng)絡(luò)營(yíng)理功能、抗干擾和安全性等測(cè)試項(xiàng)目。測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)使用NLME-NETWORK-FORMATION.re-quest原語(yǔ)發(fā)起，發(fā)出狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為INVALIDJZEQUEST，將電能表數(shù)據(jù)采集過(guò)程分為8個(gè)模塊，根據(jù)第三章中的節(jié)點(diǎn)分層的能量均衡算法發(fā)起組網(wǎng)，NLME首先請(qǐng)求MAC子層在一個(gè)指定的信道組的各信道上執(zhí)行一個(gè)能量檢測(cè)掃描，以尋找可能的干擾。在收到對(duì)一個(gè)信道組的一個(gè)成功的能量檢測(cè)掃描結(jié)果時(shí)，如果信道組內(nèi)各信道的能量級(jí)別都超出可，接受的級(jí)別，NLME將終止該程序，并通知上層，這個(gè)通知通過(guò)發(fā)出狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為BAD-CHANNEL的NLME-NETWORK-FORMATION.confirm原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)。配置子節(jié)點(diǎn)參數(shù)是通過(guò)構(gòu)造并發(fā)送配置子節(jié)點(diǎn)幀完成的。NLME使用通過(guò)參SanType設(shè)置為被動(dòng)掃描的原語(yǔ)MLME-SCAN.request發(fā)起對(duì)維護(hù)信道組及工作信道組的被動(dòng)掃描，其掃描時(shí)長(zhǎng)參數(shù)ScanDuration設(shè)置為OxFFFF即無(wú)窮。然后NLME通過(guò)發(fā)出狀態(tài)參數(shù)設(shè)置為SUCCESS的NLME-NETWORKFORMATION.confirm原語(yǔ)通知應(yīng)用層組網(wǎng)已結(jié)束。
4結(jié)語(yǔ)
總之，建立了微功率無(wú)線通信在電能表采集系統(tǒng)性能測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)微功率無(wú)線模塊性能和采集網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)具有非常重要的意義，需要引起我們的重視。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：無(wú)線局域網(wǎng)；無(wú)線通信；組網(wǎng)；藍(lán)牙；無(wú)線城市
中圖分類號(hào)：TP391.11 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 (2011) 18-0000-01
Wireless Network Applications in Daily Life
Liu Delong
(Heilongjiang Bayi Agricultural University,Daqing 163319,China)
Abstract:Throughout the application of wireless network technology continues to develop and mature,the wireless network is deemed to complement and extend the wired network for the city's information technology has played a pivotal role in the development,at the same time for people to live,work and learning generated 5 positive impact can not be ignored,this will be the basic concept of wireless LAN in people's daily lives and the impact should be described.
Keywords:Wireless LAN;Wireless communications;Network;Bluetooth;
Wireless city
一、無(wú)線局域網(wǎng)是什么
（一）首先無(wú)線局域網(wǎng)的概念。無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Networks，簡(jiǎn)稱WLAN）是非常方便的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，無(wú)線局域網(wǎng)是利用射頻（Radio Frequency；簡(jiǎn)稱RF）的技術(shù)，替代傳統(tǒng)雙絞銅線（Coaxial）所組成的局域網(wǎng)，被作為有線局域網(wǎng)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，從而使通信的移動(dòng)和便捷成為了可能。
（二）無(wú)線局域網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)。我們常用的無(wú)線通信技術(shù)有無(wú)線電波和光波等。光波也包括激光和紅外線，不過(guò)由于光波易受天氣等因素的影響，不具備穿透能力，所以難以實(shí)際應(yīng)用。無(wú)線電波包括短波、超短波和微波等等，被廣泛應(yīng)用。擴(kuò)展頻譜通信（Spread Spectrum Communication）簡(jiǎn)稱為擴(kuò)頻通信。它的基本特征是使用比發(fā)送的信息數(shù)據(jù)速率高許多倍的偽隨機(jī)碼把載有信息數(shù)據(jù)的基帶信號(hào)的頻譜進(jìn)行擴(kuò)展，從而形成寬帶的低功率頻譜密度的信號(hào)來(lái)發(fā)射信號(hào)。擴(kuò)頻通信技術(shù)的基本工作方式有以下4種：直接序列擴(kuò)頻（Direct Sequence Spread Spectrum）工作方式（簡(jiǎn)稱DSSS）；跳變頻率（Frequency Hopping）工作方式（簡(jiǎn)稱FH）；跳變時(shí)間（Time Hopping）工作方式（簡(jiǎn)稱TH）；線性調(diào)頻（Chirp Modulation）工作方式（簡(jiǎn)稱Chirp）。目前使用最多、最典型的擴(kuò)頻工作方式是直擴(kuò)式（DSSS方式），在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的通信中，就是應(yīng)用這些方式進(jìn)行的。
（三）WLAN的主要技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)。因?yàn)閷?shí)現(xiàn)無(wú)線通信技術(shù)的手段不是唯一的，它們各具特點(diǎn)，以無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)和以GPRS/3G為代表的無(wú)線上網(wǎng)方式，制定了包括IEEE802.11、藍(lán)牙技術(shù)和HomeRF等多項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，得到了廣泛的應(yīng)用，而以IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會(huì)）為代表的多個(gè)研究機(jī)構(gòu)部門對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)所，制定了一系列協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)，從而加速了無(wú)線局域網(wǎng)的實(shí)用化和規(guī)范化，并且在眾多通信設(shè)備廠商的支持下成為目前主流協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)展非常迅速與成熟。在二十世紀(jì)末，IEEE小組了802.11協(xié)議，相繼有了802.11b和802.11a協(xié)議，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率的基礎(chǔ)上又增加了5.5Mbps和11Mbps兩個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)出速率。當(dāng)時(shí)802.11a的網(wǎng)絡(luò)吞吐速率就已經(jīng)達(dá)到了54Mb/s和25Mb/s，不過(guò)成本很高，使用的是5.2GHz衛(wèi)星通信技術(shù)的頻段，所以不能得到普及，目前得到普及并且廣泛應(yīng)用的是802.11b無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，2001年，IEEE小組通過(guò)了802.11g標(biāo)準(zhǔn)，并且它向下兼容802.11a、802.11b的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)吞吐速率為54Mbps，而802.11n標(biāo)準(zhǔn)是IEEE推出的最新標(biāo)準(zhǔn)，由于采用智能天線技術(shù)，將傳輸速率提高到54Mbps、108Mbps、300Mbps甚至是600Mbps，在當(dāng)時(shí)引起了轟動(dòng)。
二、為何要構(gòu)建無(wú)線城市
無(wú)線接入在城市無(wú)線通信中的優(yōu)勢(shì)。無(wú)線城市網(wǎng)與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無(wú)線局域網(wǎng)具有很好的靈活性，并且有線網(wǎng)絡(luò)在很多場(chǎng)合受到布線等許多客觀因素的制約；布線、改線工程量大；固定的網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間也無(wú)法移動(dòng)等。當(dāng)遇到網(wǎng)絡(luò)盲點(diǎn)時(shí)，須鋪設(shè)專用通信線路，難度大，成本高、耗時(shí)也長(zhǎng)，線路一旦出現(xiàn)故障排查、維修不方便，無(wú)線城市網(wǎng)較之有線城市網(wǎng)，有以下優(yōu)點(diǎn)：
（一）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低，伴隨著近些年無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不斷的普及，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的成本已經(jīng)接近乃至低于傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的成本，所以在網(wǎng)絡(luò)施工上，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)最大的優(yōu)勢(shì)就是免去或減少了網(wǎng)絡(luò)布線的工作，省去了大量線路鋪設(shè)的費(fèi)用同樣也節(jié)約了時(shí)間。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安裝周期短，維護(hù)簡(jiǎn)單方便，同時(shí)具有傳統(tǒng)有線網(wǎng)無(wú)可比擬的靈活性和可擴(kuò)容性。
（二）網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大，只需安裝了一個(gè)或多個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)設(shè)備，就可建立覆蓋整小區(qū)或者大廈的局域網(wǎng)絡(luò)，受環(huán)境因素的影響小，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)的傳輸范圍得到了拓寬，借助于外接天線，傳輸距離可以達(dá)到幾公里到幾十公里。
（三）進(jìn)行組網(wǎng)快捷方百年，無(wú)線局域網(wǎng)可以按當(dāng)時(shí)的需要容量來(lái)安裝設(shè)備，也就是可以現(xiàn)用現(xiàn)建就可以，一旦無(wú)線局域網(wǎng)建成后，只要有無(wú)線信號(hào)的地方都可以進(jìn)行無(wú)線通信。
（四）較強(qiáng)的移動(dòng)性，與有限網(wǎng)絡(luò)相比無(wú)線局域網(wǎng)的一個(gè)重要特征就是可以“隨時(shí)、隨地”地進(jìn)行無(wú)線通信，視頻會(huì)議、實(shí)時(shí)報(bào)道、個(gè)人通信、等極大地方便了人們的學(xué)習(xí)、工作和生活。
三、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍
在飛速發(fā)展的今天，無(wú)線城市已經(jīng)不是陌生的名詞了。伴隨著通信技術(shù)日新月異的發(fā)展和普及我們很容易發(fā)現(xiàn)通信技術(shù)給我們的學(xué)習(xí)、工作和生活帶來(lái)的變化。尤其是無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)對(duì)世界產(chǎn)生了前所未有的改變和影響，這些影響是深遠(yuǎn)的，而無(wú)線通信技術(shù)發(fā)展不過(guò)幾十年而已，可以預(yù)見(jiàn)未來(lái)的影響也會(huì)是巨大。在發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)線城市已經(jīng)在很多年前就在實(shí)驗(yàn)，像美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)建設(shè)起來(lái)了比較成熟的城市無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，并且應(yīng)用前景廣泛，想一想我們未來(lái)生活的城市只要你拿著一臺(tái)筆記本、一個(gè)支持WLAN的手機(jī)終端就可以飛速的上網(wǎng)、看視頻、發(fā)郵件和上傳下載大文件是多么方便相信這天不會(huì)太遠(yuǎn)了。
四、結(jié)束語(yǔ)
無(wú)線通信正以一個(gè)不可思議的速度改變著我們的生活，這種改變將是前所未有的深遠(yuǎn)的改變。進(jìn)入二十一世紀(jì)人們的生活將隨著無(wú)線城市的建成將產(chǎn)生翻天覆地的變化，相信我們的生活將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越美好！
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關(guān)鍵詞：信息安全 實(shí)驗(yàn)教學(xué) SDR AD9361
中圖分類號(hào)：TN971 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0196-03
Abstract： With the development of wireless communication technology， the security problem brought by information transmission is concerned. In experimental teaching， Experimental system which is composed of the traditional hardware is gradually replaced by the programmable， multi-mode， board frequency band Software-Defined Radio framework. This paper from the study of the typical structure of wireless communication system， describes the performance advantages of the communication security experiment teaching system based on SDR technology， using the AD9361 chip for signal acquisition and spectrum analysis of wireless signal in the actual communication environment， verified the broad application prospect of the experimental teaching system.
Key Words： Communication Security； Experiment Teaching； SDR； AD9361
S著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，其便捷、靈活、高效的通信方式在軍事、經(jīng)濟(jì)、民生等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，公眾在對(duì)信息傳輸速率提出更高要求的同時(shí)，安全可靠的傳輸方式也正逐步被關(guān)注，保密通暢的無(wú)線通信系統(tǒng)已成為傳遞重要信息、保障民眾隱私、維護(hù)國(guó)家穩(wěn)定的重要基礎(chǔ)設(shè)施，由此可見(jiàn)，深入研究無(wú)線通信技術(shù)對(duì)提升無(wú)線通信安全性能具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的無(wú)線通信實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生熟悉硬件平臺(tái)各模塊組成、參數(shù)及功能，而后根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選用不同的模塊進(jìn)行仿真驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)過(guò)程的復(fù)雜性往往使學(xué)生忽視通信實(shí)驗(yàn)本身的教學(xué)目的，如若仿真效果不理想，將難以從無(wú)線通信過(guò)程中獲得深入地理解和探究。一種實(shí)時(shí)進(jìn)行無(wú)線信號(hào)采集的通信平臺(tái)將解決上述問(wèn)題，并有助于進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。
1 無(wú)線通信系統(tǒng)與通信安全教學(xué)
典型的無(wú)線通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，在傳統(tǒng)基于硬件的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中，為完成各通信模塊功能，需要集成大量電子元器件串行處理，但受制于芯片工藝和經(jīng)費(fèi)預(yù)算，單一電路板往往難以完成全部功能，從而造成了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)升級(jí)改造困難、應(yīng)用場(chǎng)景單一的問(wèn)題。伴隨著通信信號(hào)體制由簡(jiǎn)到繁，調(diào)制及編碼方式集復(fù)雜性、多樣性、可靠性于一體的技術(shù)浪潮，創(chuàng)新理論不斷推廣到通信課程教學(xué)中，迫切需要低硬件需求、結(jié)構(gòu)靈活、界面友好、具有良好開(kāi)放性的教學(xué)平成配套的課程實(shí)驗(yàn)[1]。
無(wú)線通信安全教學(xué)方面，由于無(wú)線信號(hào)自身格式和無(wú)線信道物理特征的差異，為研究其內(nèi)在安全性和信息保密的能力，通常需要多種模式、多個(gè)頻段共存，以便靈活設(shè)計(jì)發(fā)射信號(hào)方式、擴(kuò)頻和跳頻加密、信道編碼加密、調(diào)制方式加密、預(yù)編碼等關(guān)鍵技術(shù)實(shí)驗(yàn)，從而拓寬學(xué)生的知識(shí)面[2]。借助諸如MATLAB、LabVIEW等軟件進(jìn)行仿真，固然可以利用其強(qiáng)大的計(jì)算能力和交互式圖形界面，使學(xué)生快速建立起抽象概念的理論模型，但上述仿真軟件所處理的數(shù)字信號(hào)，來(lái)源于上位機(jī)模擬運(yùn)算產(chǎn)生或同一組采樣數(shù)據(jù)，相對(duì)固定的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和重復(fù)單調(diào)的工作易使學(xué)生感到乏味，極大影響了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的主觀能動(dòng)性與實(shí)踐創(chuàng)新性，學(xué)生將難以意識(shí)到處于實(shí)際通信環(huán)境中可能出現(xiàn)的復(fù)雜影響因素，因此，軟件無(wú)線電技術(shù)被廣大研究員和相關(guān)從業(yè)者積極關(guān)注。
2 軟件無(wú)線電技術(shù)及AD9361芯片介紹
軟件無(wú)線電技術(shù)以經(jīng)濟(jì)適用、系統(tǒng)開(kāi)放、操作靈活、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明等優(yōu)勢(shì)為新型通信安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建提供了有力支撐。軟件無(wú)線電[3]是一種軟件定義頻段、調(diào)制方式、編碼結(jié)構(gòu)和信號(hào)波形的無(wú)線電廣播通信技術(shù)，核心思想是利用一個(gè)具有開(kāi)放的、標(biāo)準(zhǔn)化的、模塊化的通用硬件平臺(tái)，使數(shù)字化處理（A/D和D/A轉(zhuǎn)換）盡可能在靠近天線的前端進(jìn)行，減少模擬環(huán)節(jié)，將調(diào)制解調(diào)、信道選擇、協(xié)議設(shè)計(jì)、加密解密等通信功能通過(guò)高速數(shù)字信號(hào)處理單元軟實(shí)現(xiàn)，從而完成傳統(tǒng)基于硬件的無(wú)線通信平臺(tái)的各項(xiàng)功能，將硬件、軟件和無(wú)線技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，組成靈活多樣的多功能通信系統(tǒng)。
ADI公司推出的AD9361芯片內(nèi)部集成了模擬濾波、混頻器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、發(fā)射和接收通道頻率合成器以及包括可編程增益、直流偏置校準(zhǔn)等數(shù)字域功能單元[4]。AD9361單路發(fā)送（接收）信道的關(guān)鍵元器件如圖2所示。這款器件采用零中頻架構(gòu)，很好地解決了直流偏置和正交誤差限制，無(wú)需外置濾波單元，涵蓋70MHz～6GHz的工作頻率范圍，包括絕大部分特許執(zhí)照和免執(zhí)照頻段，真正實(shí)現(xiàn)了軟件可定義無(wú)線電從理論到實(shí)踐的硬件平臺(tái)搭建，是一款面向多層次應(yīng)用的高性能、高集成度、2×2MIMO結(jié)構(gòu)射頻捷變收發(fā)器。
3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建
實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖3所示，Xilinx公司的ZC706開(kāi)發(fā)板[5]作為基板，板載的ARM Cortex-A9雙核處理器作為處理系統(tǒng)（Processing System，PS），現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）作為邏輯運(yùn)算資源（Programmable Logic，PL），通過(guò)SD卡啟動(dòng)Ubuntu嵌入式系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)AD9361芯片工作；AD-FMCOMMS3評(píng)估板作為子版，由FMCB接器與基板相聯(lián)，調(diào)用FPGA資源完成數(shù)字上變頻、下變頻、抽樣和內(nèi)插等高速通用操作。由于AD9361芯片直接將射頻信號(hào)零中頻處理，因此學(xué)生只需在嵌入式操作系統(tǒng)下進(jìn)行基帶數(shù)字信號(hào)處理的程序設(shè)計(jì)，即可完成射頻接收（發(fā)送）范圍內(nèi)的通信安全類實(shí)驗(yàn)，諸如跳/擴(kuò)頻信號(hào)捕獲、OFDM調(diào)制解調(diào)、MIMO信噪比分析等[4，5]。本文選用開(kāi)源的GNU Radio進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
GNU Radio[6]既可使用軟件仿真，也能通過(guò)關(guān)聯(lián)硬件實(shí)時(shí)信號(hào)處理，真實(shí)的處理過(guò)程由Python腳本語(yǔ)言構(gòu)造流圖，調(diào)用C++編譯的信號(hào)處理模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)集成了常規(guī)的諸如濾波器、FFT變換、調(diào)制解調(diào)器、信道編譯、時(shí)頻同步等上百種模塊，以及針對(duì)AD9361芯片定制的FMCOMMS2/3/4 Source（Sink）、IIO Oscilloscope Source（Sink）模塊，學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自行設(shè)計(jì)或利用集成的常規(guī)模塊快速開(kāi)發(fā)從信源（Source）到信宿（Sink）的DSP過(guò)程，編譯生成.py文件后，運(yùn)行得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
利用周邊環(huán)境中實(shí)時(shí)傳輸?shù)腇M調(diào)頻立體聲廣播信號(hào)，通過(guò)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)信號(hào)采集和頻譜分析的實(shí)驗(yàn)，構(gòu)造GNU Radio流圖主要利用FMCOMMS2/3/4 Source、Ishort To Complex、QT GUI SINK三個(gè)庫(kù)內(nèi)模塊，分別完成信號(hào)采集、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、頻譜顯示功能，如圖4-A所示。通過(guò)在FM頻段，以97.5MHz為中心頻率，采樣21MHz的數(shù)據(jù)，得到如圖4-B所示結(jié)果，利用Max Hold功能鎖定頻點(diǎn)峰值。查閱到的本地FM電臺(tái)頻率表（如圖4-C所示）， 并與圖4-B峰值頻點(diǎn)相比對(duì)，可以驗(yàn)證采樣結(jié)果的正確性。此外，在Ubuntu命令窗口下利用命令行iio_fm_radio_play95.5，可以聽(tīng)到金鷹之聲電臺(tái)的解碼語(yǔ)音信號(hào)，如圖4-D所示。
4 結(jié)語(yǔ)
本文以提高通信安全課程的實(shí)踐性和創(chuàng)新性為目的，通過(guò)SDR技術(shù)構(gòu)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，利用系統(tǒng)可擴(kuò)展、可重構(gòu)、集成度高的特性，可在4G、Wi-Fi、GSM、OFDM等多種實(shí)際通信場(chǎng)景中進(jìn)行推廣，通過(guò)模塊化軟件編程的方式將解決基帶至射頻前端的全部數(shù)字信號(hào)處理過(guò)程。增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)主動(dòng)性和教學(xué)互動(dòng)性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力和理解能力。系統(tǒng)可利用配置的以太網(wǎng)接口靈活接入實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)， 實(shí)現(xiàn)軟件客戶端與硬件系統(tǒng)的遠(yuǎn)程互訪，進(jìn)一步優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源配置和開(kāi)放共享水平。
參考文獻(xiàn)
[1]皇甫麗英，勾秋靜，徐淑正等.無(wú)線通信系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)支撐平臺(tái)的研制與應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2009，26（1）：47-50.
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[4]Analog Devices Inc. AD9361 Reference Manual UG-570， ， 2014.