无线电技术论文汇总十篇

时间:2023-03-16 15:24:25

无线电技术论文

无线电技术论文篇(1)

1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来[2]。

随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。

2无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:

不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

3无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。

3.2推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用[3],尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。

3.4拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。

3.5过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性[4]。

结束语

回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.

[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.

[3]《现代通信原理》曹志刚清华大学出版社.

无线电技术论文篇(2)

一、无线电通信技术的发展历程

1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生,并当众展示了他发明的无线电接收机,那天俄国当局定为“无线电发明日”。

1896年3月24日,波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米,做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年,年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信,第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年,他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信,从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后,无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年,美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题,从此超短波转播站一些国家相继建立了,无线电通信技术迅速普及开来。

随着电子技术的高速发展,信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要,于人们生产与生活中被广泛使用;后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代,使电子计算机信息处理功能大大增加,日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础,以计算机和通信技术为支撑,以信息处理技术为主题的技术系统的总称,是一门综合性的技术。今天的信息化时代,就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日,拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越,但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍,都是我们亟须解决的难题。

二、无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术,是迅速发展起来的新技术领域,不需要传输媒质,部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替,无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃,实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半,优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面,我们可以总结如下:

不受时空限制。大多数情况下,人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知,而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法,确保通信联络综合高效,语音、数据、图像的综合传输畅通无阻,随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往,无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门,尤其通信与网络的连接,通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性,尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性,一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通,这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题,但其信号容易受到干扰、影响,还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题,目前全球化经济愈演愈热,其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点,因此,无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

三、无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期,尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起,欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷,笔者认为,我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试,主要可总结一下八点:

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率,维持信号上的稳定,避免通信信号收到干扰,增大了系统通信容量,提供话音、图像和数据等多种通信服务,确保用户信息安全保密。

3.2推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用,尤其近年来世界范围内全面展开,无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进,这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话,能够有效地减低传输路线的信息量堵塞,大幅度提高通信的传播速度。

3.4拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务,在无线应用协议(WAP)的出现以后,无线数据业务的开展得到大幅度的推动,促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要,传统的电信网络与新兴的计算机网络融合,尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备,满足了生活与生产地各种通信需求。

3.5过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络,IP网络无疑是核心关键技术,是最合适的选择对象,处理数据的能力电路交换网络大大提升,这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性,利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向,一旦连接到Internet上的话,即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目,但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场,对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署,一旦受到安全威胁,其后果不堪设想。因此,无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性。

四、结束语

回顾无线通信的发展历程,无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用,尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快,但面对我国12亿人口的通信需求,无线电通信技术普及率低的问题,面对我国12亿人口,网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时,无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面,提升自身的营业水平,为市场提供丰更加富的选择,满足用户各个方面、各个层次的需求。因此,在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷,这要求我们积极加快无线领域的科技进步,为无线电通信技术创新出谋划策,为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.

无线电技术论文篇(3)

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱,通过探知无线环境中空闲频谱资源,选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术,实时跟踪授权系统占用频率状况,随时使用、释放频段,在保障授权系统通信前提下,与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化,高效利用频谱,并且感知无线电技术不要求改造现有系统,对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化,通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化,通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术,其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层,要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态,如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求,并能适应这些变化。从通信端到端,在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下,要求移动设备能够在异构网络间切换,实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术,感知无线电可以感知到周围的环境特征,采用构建方法进行学习,通过相关描述语言(RadioKnowledgeRepresentationLanguage,RKRL)与通信网络智能交流,实时调整传输参数,使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应,以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现,其感知过程开始于无线电激励的被动感应,以做出反应行为而终止,一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是提高频谱利用率。为增加可用频率,移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于移动通信。因而,更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径,改进通信设备的传输技术,优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题,但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不避免系统间干扰,会制约频谱利用率的提高,并且不能保证通信质量。为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信结束就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响授权系统通信,租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当授权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当授权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法则计算信道容量C,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反馈发送端,量化比率是预先确定的,所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说,无线系统的传输率是波动的,当其超出一定界限时,就会引起系统的不正常工作,这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行,以扩大系统工作范围,提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中,主要采用协作机制方法,包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作,基于先进的频谱管理功能,可以提高系统工作性能,支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配,具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中,频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出,选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境,使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流,因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中,研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术,无线电知识描述语言(RKRL)应运而生,它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献:

[1]何丽华,谢显中,董雪涛,周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术,2007,(05)

[2]王军,李少谦.认知无线电:原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术,2007,(03)

[3]谭学治,姜靖,孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密,2007,(03).

无线电技术论文篇(4)

一、概述

电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设,已经初具规模,通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展,无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架,且抗自然灾害能力较强,同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点,非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点,并分析其在电力系统的应用前景。

二、无线技术介绍

(一)无线通信技术的概念

目前,无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。

(二)无线通信技术的发展现状

无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术,即基于IEEE802.15的无线个域网(WPAN)、基于IEEE802.11的无线局域网(WLAN)、基于IEEE802.16的无线城域网(WMAN)及基于IEEE802.20的无线广域网(WWAN)。

总的来说,长距离无线接入技术的代表为:GSM、GPRS、3G;短距离无线接入技术的代表则包括:WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有:3.5GHz无线接入(MMDS)、本地多点分配业务(LMDS)、802.16d;移动无线接入技术主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。

1.主流无线通信技术

从技术发展的趋势可以看出,以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。

2.其他无线通信技术

除了上述主流的无线通信技术外,目前已存在的无线通信技术还包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。

(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是点对点的数据传输协议,通信距离一般在0~1m之间,传输速率最快可达16Mbps,通信介质为波长900纳米左右的近红外线。

(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段,使用跳频频谱扩展技术,通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。

(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射频识别,俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。

(4)UWB:UltraWideband,即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信,几乎是全数字通信系统,所需要的射频和微波器件很少,因此可以减小系统的复杂性,降低成本。

三、无线技术优劣分析

(一)WLAN技术分析

Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟,而且大批量生产。该技术适用于无线局域网,作为有线网络的延伸,对于特殊地点宽带应用,尽管Wi-Fi技术应用非常广泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患,Wi-Fi采用的是射频(RF)技术,通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号,所以非常容易受到来自外界的攻击,黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。

(二)WiMax技术分析

WiMax是一个先进的技术,推出相对较晚,存在频率复用性小、利用率低的问题,但由于最近才完成标准化,该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看,该技术可以在较大范围内满足上网要求,覆盖可以包括室外和室内,可以进行大面积的信号覆盖,甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离,一直被业界看好,是未来移动技术的发展方向,并提供优良的最后一公里网络接入服务。

(三)WMN技术分析

WMN是正在研究中的技术,在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合,而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看,WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间,在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集,并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善,WMN更好地与之相融合、互补,从而能够扬长避短,发挥出各自的优势。

(四)3G技术分析

3G于1996年提出标准,2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验,有一成套建网的理论,包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看,目前,3G在部分地区已得到大规模的商业应用,比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段,还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。

(五)LMDS技术分析

本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术,其工作频率在20GHZ以上,利用毫米波传输,可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务,是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下,距离可达8公里;但是由于受降雨的原因,距离通常限于1.5公里。

其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去,在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号,在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下,实现数据双向对称高带宽无线传输。

(六)MMDS技术分析

MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响,可用频带亦不够宽,最多不超过200MHz。其次,MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM调制技术,无法做到非视距传输,在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外,MMDS没有统一的国际标准,各厂家的设备存在兼容性问题。中国-七)集群通信技术分析

数字集群系统具有很多优点,它的频谱利用率有很大提高,可进一步提高集群系统的用户容量;它提高了信号抗信道衰落的能力,使无线传输质量变好;由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术,所以对数字系统来说,保密性也有很大改善。

数字集群移动通信系统可提供多业务服务,也就是说除数字语音信号外,还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号,因此极大地提高了集群网的服务功能。

(八)点对点微波通信技术分析

微波传输的优势主要体现在以下几个方面:第一,可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比,微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二,微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比,其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三,目前的微波产品对未来的发展是有保障的,对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来,微波传输系统将升级到全IP的平台之上,可以全面支持运营商未来的发展。

(九)卫星通信技术分析

利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户,可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下,利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案,经济又可靠。

但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台,其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金,而且通信资源为卫星通信公司所有,受其带宽的限制,使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此,作为日常生产、生活使用是极为不经济的;而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。

四、无线技术综合比较

目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求,WLAN可解决中距离的较高速数据接入,而UWB可实现近距离的超高速无线接入。

首先,从标准化程度上看,本报告所涉及的技术中,仅仅WMN技术没有成熟的标准体系,LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准,只是没有统一的国际标准,其余的技术均已经完成标准化工作,并且都进行了试验网建设和商业网建设。

从频率上看,Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段,WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。

从覆盖范围上看,Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术,仅覆盖35m~100m;WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术,覆盖范围在1km~54km不等,而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术,通常用于通信主干组网建设。

从传输速率上看,点对点微波和卫星通信属于干线传输技术,不同的情况速率变化较大,而其余的技术均为接入技术,仅仅是3G技术接入速率最小,仅为384k,而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。

从调制技术上看,其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM,其余的技术均未采用OFDM调制技术。

无线电技术论文篇(5)

电力信息采集业务是对用户的用电信息进行采集、监测和处理,实现用户用电信息计量异常监测以及用户用电信息采集、分析和管理,同时也让电能质量被实时监控等,在用户服务、市场管理、电费实时结算等多方面提供实时、可靠的数据。电力用电信息采集系统分主站层、通信信道层和采集设备层三层。[1]主站与其他应用系统和公网信道是由防火墙分离开来,单独组网。在主站层里有前置采集平台、营销采集业务应用以及数据库管理三部分组织。前置采集平台管理和调查各种与终端的远程通信;营销采集业务应用让系统的各部分应用功能得到充分得到充分发挥;数据库管理实现用电终端的用电信息有效管理,并担负起协议解析职责。实现这三种功能,需要由前置采集服务器、营销系统服务器以及相关的网络设备组成主站网络的物理结构。采集设备层的主要任务是收集和提供整个系统的原始用电信息,是整个系统的底层,又分为计量设备层、终端子层两个子层,分别负责实现电能计量和数据输出和收集用户计量设备的信息、处理和冻结相关数据,并实现与上层主站的交互等。而主站层和采集设备层之间的最重要使是通信信道,为主站和终端信息交互提供平台。目前有230MHz电力无线专网、GPRS/CDMA无线公网以及光纤专网等通信信道,而无线技术的应用更能满足系统需要,其可靠性和稳定性成了当前的研究重点。用电信息釆集系统主要有五大功能,分别是系统数据采集、系统接口、运行维护管理、数据管理及控制和综合应用。数据采集主要是根据业务要求编制自动采集任务,例如任务类型和名称、采集周期和群组、正常补采次数以及执行优先级等信息,对任务执行情况进行管理;系统接口主要是与其他应用系统进行连接;运行维护管理功能是对密码、权限、档案、通信与路由、终端、运行状况、故障记录、报表等方面的内容进行有效管理;数据管理及控制功能包括对数据的计算、检查、分析、存储等内容进行管理以及对电量、功率、费率、电缆催收等内容进行控制;综合应用功能主要是提供异常用电分析、有序用电管理、自动抄表管理、用电分析、电能质量数据统计等服务。用电信息采集首先由主站对集体终端进行对时,统一时间后终端进行采集工作状态,按设定的时间间隔进行定时抄表、存储并通过无线信道传数据到后台,如无线信道不稳定时,后台会自动再次生成相应的补救命令追补数据,最后后台对数据进行处理。整个采集过程,业务通信具有整点时刻定时抄表,重传补数的特点,保证在业务通信失败的情况下还可以再次重新传采集数据,实现信息采集可靠性。

二、无线通信信道技术特点与数据丢失规律分析

1.无线通信信道技术的特点利用信道的统计特征进行分析是无线通信信道技术的重要特征之一。无线通信信道分为小尺度衰落和大尺度衰落两种衰落大体。小尺度传播是指信号在短时间内瞬间产生的变化,而大尺度传播指的是在相关长的一段时间内信号平均功率的变化。信道的相位、振幅会受到多径传播和多普勒频移两者的影响,产生信号频散和时间选择性衰落。衰落也根据大小将小尺度衰落分为选择性频率衰落和平坦衰落。在电力系统无线通信应用中通常有如高斯噪声、白噪声、窄带高斯噪声等多种噪声陪随着信号的传输,短时衰减是他们其中最大的特点,最大可以达到60~70dB。无线通信信道技术噪声有突发性的脉冲噪声、自然噪声、同步周期性脉冲的噪声、异步周期性脉冲的噪声。突发性的脉冲噪声顾名思义是指网络上开关的操作或者发生闪电时产生一系列脉冲噪声影响到非常宽的频带,以致脉冲噪声密度比背景噪声的功率谱密度高出50dB;自然噪声即是指如闪电、雷击、电焊等自然界各种各校的电磁波造成的自然噪声;同步周期性脉冲的噪声是电力设备按照50Hz或者100Hz来工作的频率产生的脉冲,功率随频率增加而减少;异步周期性脉冲的噪声是由于大功率电器的开关发生周期星的开闭动作导致噪声产生,重复率主要集中50~200范围之内。2.电力无线通信数据丢失规律不同地区电力负荷的特性不同,影响电力负荷的因素也不完全相同。[2]电力用电信息采集业务的主要任务是对居民用电信息进行采集与监控,无线通信往往会受到电磁干扰的影响。对用电信息采集无线通信网络进行数据分析,指在根据电磁干扰造成数据丢失规律,结合信息采集业务的应用环境特点,调整选用合适的控制策略,以保证用信息采集业务的可靠性。分析数据丢失规律,首先要统计出24小时内居民用电负荷与时间的关系特性,并结合用电负荷量得出阶梯奖业务量模型,再根据模式作出规律性变化分析。在统计电力用户用电负荷状况时,节选广州某居民区生活和工作用电负荷24小时规律变化为例,通过采样、统计、整理得出一天内的用电负荷曲线,如图1所示:其中,负荷比值=瞬时负荷量/24小时平均负荷量。由图1可以看出,01:00~05:00时间段为居民的休息时间,全天进行用电量低谷;05:00~08:00时间段,居民起床、做饭、上班等,用电量略有所回升;08:00~12:00时间段为居民上班时间,使用各种电器设备,用电量明显上升,而12:00~13:00为午餐午休时间,用电量随着部分活动的停止而呈小幅下降;13:00~18:00又进入工作期间,用电量也相应上升;18:00~20:00时间段是居民回家做饭时间,用电量逐渐增加;20:00~23:00时间是大多数人在家休息,如电视、空调等大功率电器大幅启动,多数娱乐场所也进行一天的高峰,此时处于用电高峰期,在21:00附近进入一天用电最高峰,随后便有所下降,至24时多数居民已休息,用电量又逐渐步入一天的低谷。电力无线通信数据丢失率与电磁干扰因素呈正相关关系,一般而已,电磁干扰因素越大,电力无线通信信道数据据丢失率就越大。结合居民用电负荷曲线,将一天分成五个时间段,依次为K23:00-6:00;K6:00-12:00;K12:00-18:00;K18:00-20:00;K20:00-23:00。五个时间段的居民用电量呈递增趋势,设20:00的用电负荷比值为K20:00,那么K20:00-23:00段的平均负荷比值为:K20:00-23:00=(K20:00+K21:00+K22:00)/3同理可求得其他四个时间段的平均负荷比值,可以得到五个级别的通信数据丢失率阶梯模型,可以总结电力无线通信数据丢失规律是随着用电量的变化而变化。在接入过程中应当充分根据此规律的特点而设计不同的控制方式,从而最大限制提高无线资源的利用率。

三、无线通信技术在系统中的应用

用电信息采集系统通信分为有线通信和无线通信。无线通信又分为无线专网和无线公网。一般而言,变电站采集终端采用有线的光纤通信方式,保证采集实时性强;高压客户采用230MHz专网或无线公网方式;而低压客户几乎都是采用无线公网通信方式。由于居民用电信息采集中,一个公用配变电下有大量的电力用户,而且具有用电容量小、计量点分散等特点,本地信道方式将大量的电力用户信息集中再往系统主站传输是一个低成本的无线通信技术应用方式。因此,用电信息采集系统无线技术的应用主要介绍微功率无线通信、低压窄带电力线载波、低压宽带电力线载波三种本地信道通信方式的应用。[3]微功率无线通信是指采用WSN(WirelessSensorNetworks)技术的无线通信方式。WSN是一系列微功率通信的总称,综合了嵌入式系统技术、传感器技术、网络无线通信技术、分布式信息处理技术等,通信微型传感器节点对用户进行实时的感知和监控,利用每个传感器具有无线通信功能组建成一个无线网络,将数据传输到监控中心,非常适用于低成本、测量点多、范围分散的低压场合。应用WSN技术克服了传统数据对点无线传输模式的局限性,自组织性、拓扑结构动态性、网络分布式特性等较为明显,而且通信能力、抗干扰能力都比较强,无需要安装,功耗低,具有很强的成本优势。无线数据支持双向传输,既可以上传电能表的数据,又可以接收集中器下发的命令,还可以中继来自其他节点数据。通信流程如图2所示:电能表通过无线采集节点传输到中继节点,并由集中器进行处理。集中器下发命令数据,目标无线采集节点就会通过多个中继节点收到命令,甚至可以直接收到,然后转发给电能表。还也可以利用无线网络实时性强的优点,将突发事件通过无线节点主动上传到后台,有效地实现故障报警、实时监控、防窃电。对于测量点相对分散、集中装表、用户负载变化大、载波不稳定等场合非常适用。低压窄带电力线载波通信指的是载波信息范围限制在500kHz以内的低压电力线载波通信。配电线主要用于传输50Hz大功率电力,配电线连接各种设备将会影响到传输的通信信号,特别是近年来变频家用电器大量使用,对信道的稳定性造成巨大的干扰,主要表现为阻抗不稳定、噪声显著、信号衰减严重,并且这两个因素随着时间和频率变化而变化。窄带载波通信技术可以双向传输,不再需要另外通信线路,具有较强的适应性,而且具有容易安装的特点,对于低压用户数据采集是个很好的应用。但其数据传输速率较低,容易受到噪声大、信号衰减的影响,在通信可靠性方面还存在着一定的技术障碍。因此,在应用时应当利用软硬件技术结合,完成组网优化窄带载波通信,对于一些用电负载特性变化较小、电能表分散布置困难的区域具有一定的应用价值。宽带电力线载波系统工作在1~40MHz频率范围,成功避开了kHz频段带来的干扰,并通过扩频调制或者正交方式来获得兆级以上的传输速率。这种电力线宽带通信调制技术把信道带宽分成N个正交的子信道,每个子信道呈现相对性和平坦特性,将这些子信道看成理想信息。由于低压台区电力线上的高频传输信号往往会衰减得比较快,需要通过时分中继、自动中继、频分中继和智能路由计算等多项技术手段实现整个低压电力通信网络重构并通信。这种通信技术具有较高的抗干扰能力,适应性强,可以同时承载多个业务并对各个任务进行并发处理。同时有单跳通信距离受限、信号衰减大等局限性。在应用时还需要采用路由、中继等行之有效的优化措施。根据宽带载波的短距离和少分支特性,应当重点应用于城乡公变区供电区域、电表集中安装居民区等,电能表数据采集效果和经济性均优于其他的抄表方式。

无线电技术论文篇(6)

1.1基于软件的广电系统

软件无线电的最大特色在于其在底层硬件的支持之下,以软件编程的模式来完成传统广电系统的所有技术功能,从而一举改变了传统的仅仅依赖硬件的方案。基于软件的广电系统正是通过此原理来构建的数字化技术的广电系统。最重要的核心模块是“数字电视(广播)通用调制”模块,其主要功能一方面能够进行所有类别的广播电视数字信号的产生,还包括为原始信号插入各类辅助功能信号,例如同步信号、时钟信号以及纠错冗余信号等等。通过灵活的软件编程,一方面能够方便地产生所需的各种格式的数字信号,从而使之能够和各类底层协议模块相互匹配,另一方面也能够较方便地进行升级换代,和几乎所有的主流传输介质相兼容。如果体制中增加了新的编码模式,则不必更换硬件模块,只需在软件方面进行接口和协议的改动即可完全适应新的方式,因此设备的升级换代变得非常方便,节约了投资,设备的研发周期也大大缩短,新的功能能够灵活地加入进来。在具体的技术实现方面,由于当前的光电通信底层网络已经拥有很高的传输速率与很高的带宽水平,而当前的各类硬件价格正在不断下降,升级更新周期也逐渐缩短,因此应该将灵活的软件模块与固有的硬件模块进行协同配合设置,以实现技术收益的最大化。结合当前的信息技术现状,假若将整个的系统均交由软件来设计与实现,则软件的执行对于CPU等资源的耗费是必须考虑的。因此在全面考虑之下,其可行的方案为:

(1)底层信息传输系统以模块化的方式进行构建,由不同的模块提供针对性的软件接口,共同构建信道系统,主要有调制解调模块、频率分配模块、编译码模块等等,这些模块均接受中央处理单元的控制,软件的使用主要体现在对信息传输系统的参数设置方面,例如调制解调模式的设置与选择、信道编解码方式的设置于选择、信道加密解密模式的确定等等。

(2)具体模块在实现方面则选择硬件与软件配合使用的模式,将各类负载合理地分配在软件单元与硬件单元之上,为了减少软件对于资源的消耗,可以在硬件方面做出一些调整,例如增加一些可编程芯片等。

1.2基于软件的数字电视系统

当前,我国比较通行的数字电视主要存在着DVB-S,DVB-C以及DVB-T等制式,而且由于用户的原因,数字电视将在很长的一段时期之内同时兼容各类制式。这些情况也直接体现在我国目前的主流数字电视接收机的厂商中,当前的机顶盒也充分考虑了多种制式的现象,这也能够推进我国数字电视的推广速度,使其覆盖范围扩大,使用户的投入减少。构建的数字电视系统,能够结合不一样的传输制式,来为其加载相对应的软件单元,从而实现终端与传输底层协议的匹配,已经被证实是一种比较可靠的实现方法和解决方案。目前对这种技术进行推广的主要阻力来自于成本问题,由于数字电视最终归属于普通的家电类商品,如果定价偏高则会鲜有人问津。而随着微电子技术突飞猛进的发展,不少产品的成本正在逐步降低,因此给予软件的数字电视产品最终会通过市场来反哺其研发,实现良性的循环。

无线电技术论文篇(7)

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱,通过探知无线环境中空闲频谱资源,选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术,实时跟踪授权系统占用频率状况,随时使用、释放频段,在保障授权系统通信前提下,与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化,高效利用频谱,并且感知无线电技术不要求改造现有系统,对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化,通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化,通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术,其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层,要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态,如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求,并能适应这些变化。从通信端到端,在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下,要求移动设备能够在异构网络间切换,实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术,感知无线电可以感知到周围的环境特征,采用构建方法进行学习,通过相关描述语言与通信网络智能交流,实时调整传输参数,使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应,以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现,其感知过程开始于无线电激励的被动感应,以做出反应行为而终止,一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是提高频谱利用率。为增加可用频率,移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于移动通信。因而,更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径,改进通信设备的传输技术,优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题,但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不避免系统间干扰,会制约频谱利用率的提高,并且不能保证通信质量。为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信结束就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响授权系统通信,租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当授权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当授权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法则计算信道容量C,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反馈发送端,量化比率是预先确定的,所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说,无线系统的传输率是波动的,当其超出一定界限时,就会引起系统的不正常工作,这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行,以扩大系统工作范围,提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中,主要采用协作机制方法,包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作,基于先进的频谱管理功能,可以提高系统工作性能,支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配,具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中,频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出,选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境,使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流,因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中,研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术,无线电知识描述语言(RKRL)应运而生,它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献:

何丽华,谢显中,董雪涛,周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术,2007,(05)

王军,李少谦.认知无线电:原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术,2007,(03)

谭学治,姜靖,孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密,2007,(03).

无线电技术论文篇(8)

在无线电通信飞速发展的今天,数字无线电信号处理技术也有了新的要求。为了满足新的技术标准和要求,推广无线电技术的发展和应用,进一步加强研究无线电数字信号处理技术显得尤为重要,其成为了业界广泛关注的焦点,是目前针对数字信号处理技术研究方向中的一个重要课题。

一、无线电、软件无线电、数字信号处理技术的概念

1.无线电的概念介绍

早在1893年,无线电便被国外科学家尼古拉・特斯拉发明,这是无线电通信技术第一次被公开展示。那么,所谓无线电,是指在所有自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,是其中的一个有限频带,上限频率在300GHz(吉赫兹),下限频率较不统一,在各种射频规范书里,常见的有3KHz~300GHz(ITU-国际电信联盟规定),9KHz~300GHz,10KHz~300GHz。

2.软件无线电的概念介绍

软件无线电的发明起源于20世纪90年代,是目前较为流行并被广泛应用的新型无线电通信技术,可以把它看做作是具有智能化的无线电。软件无线电是指一种无线电广播技术,它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。其英文缩写为SDR。换句话来讲,频带、空中接口协议和功能可通过软件下载和更新来升级,而不用完全更换硬件。同时,软件无线电具有随环境变化参数,更有效、智能的利用资源的优势。

3.数字信号处理技术的概念介绍

回顾数字信号处理技术的发展历程,它已经历了五个不同的发展时期。从上个世纪70年代到如今的21世纪,数字信号处理技术在经历了漫长的演变和研究探索之后,终于变得逐渐成熟,被广泛应用到人们的日常生活当中,具有广阔的市场前景。那么,何为数字信号处理技术呢?它被定义为是将信号以数字方式表示并处理的理论和技术。数字信号处理与模拟信号处理均是新号理的子集。通俗来讲,数字信号处理技术,就是一种采用数值计算方式来对信号进行加工的理论与技术,其英文简称为DSP。

二、数字无线电与软件无线电的关联性

无线通信的发明与发展,对人类文明和信息技术的进步起到了重大的作用。通信系统通常被分为两大类,模拟和数字。其中,信息的传递和描述是通过模拟形式来实现的。所以模拟通信技术便应运而生,广泛被应用到了电视、广播等领域里。而由于数字信号在理论上存在着一定优势,所以信息数字化成为了一种趋势,数字通信技术迅速兴起,为多媒体通信的实现,提供了有力的保障。其实,数字通信技术已经具备了数字无线电的特征,数字无线电技术由于自身包括多项技术,其更多的旨在为数字信号处理、基带信号处理、调制与解调等进行服务。从另一种程度意义上来讲,是数字信号处理理论上的提高推动了数字无线电技术的发展,而数字无线电技术的他、日渐成熟又为新型的软件无线电的提出和应用做了铺垫。

软件无线电早年一直应用于各国的军事建设领域,在不断研究发展后,被应用到了民间的通信领域。它的迅速发展很好的解决了目前通信系统技术标准复杂多样,难以兼容统一的难题,并且由于其本身具有可编程的特性,很好地实现了老旧设备也能经济升级的愿望。那么,从数字无线电到软件无线电,前者成为了后者发展实行的前提与基础,而后者变成了前者最终的演变趋势。数字无线电作为一种技术手段,更倾向于对无线通信系统实施描述;软件无线电则让数字无线电技术变得更抽象,是一种全新的无限通信系统,可称为数字无线电的升级版。

三、数字信号处理技术与软件无线电结构的特点

数字信号处理技术由于具备很强的稳定性,并对环境中的温度、噪音有着很强的适应性,所以得到了广泛的发展和应用。其实质上就是通过对数据的变换和提取,进而转换,变为能让机器与人识别的形式。鉴于其可以利用软件来对参数实行修改处理,不难看出它有着很强的灵活性。

软件无线电的结构有着开放性与可编程性的特点,非常有益于硬件设备的升级、扩展。这种种优势必将使无线电通信系统更具备可靠性、灵活性、兼容性。软件无线电的结构特点,还能减少无线电设备维护费用,节约成本。

四、软件无线电数字信号处理技术

1.对数字信号的高速处理

利用软件无线电技术来对基带、调制解调和数字上下变频等问题进行处理。基于其本身结构特性,更好地把各个器件结合在一起,提高单片的可编程性,从而完成解扩和解跳的工作部分,实现更多的功能效果。此外,还可以采用多芯片同时并用的方法来避免出现单编程器件无法满足处理能力的情况。

2.A/D与D/A转换器件的应用

软件无线电本身的结构特点对于A/D和D/A转换器件的要求很高,采样速率和采样精度成为了关键因素。其中,影响采样速率的是信号带宽,在实际中一般取信号带宽的2.5倍,同时必须注意转换器件的范围值符合软件无线电的标准要求。例如:某A/D转换器件,其动态范围在100-120dB之间,输入信号频率的最大范围在1~5GHz,这种情况就符合无线电的标准。

3.DSP与FPGA技术的结合

所谓DSP,是一种数字信号处理器,被广泛应用到无线电技术当中。通过对DSP进行改制、制造出专用芯片,并做成集成电路,进而做到降低功耗、减小尺寸、提高处理数字信号技术的性能。而FDGA作为现场可编程的逻辑门阵列,拥有着DSP的所有优势,并且在性能上已超过了它。那么如果将DSP与FPGA技术相结合,必定会实现无线电与硬件的完美结合。运用FPGA对接口的处理,更好地与DSP有效连接,从而达到提高系统效率降低经济成本的目的。

五、总结

总之,在信息网络迅猛发展的今天,数字信号处理技术必将朝着性能更强、更专业化、标准化的方向发展,通过利用无线电通信技术,将会大大促进数字信号处理能力的发展,从而被广泛的应用到实际生活当中,更好地满足社会的发展和人民的需求。

参考文献

无线电技术论文篇(9)

国家工信部提出了无线电管理“四个体系”的构想,毫无疑问,这将极大的促进我国无线电管理工作的发展,为无线电的发展提供了良好的平台。但是无线电管理“四个体系”建设有较强的技术要求,需要采用新思路、新模式的关键技术。因此,探讨和研究无线电管理“四个体系”的技术线路和要点,同是引入数据云计算和挖掘技术,是无线电“四个体系”建设的关键。通过本文,笔者一方面希望能够起到一个抛砖引玉的作用,另一方面,希望能够给相关人员起到一定的指导作用。

一、技术路线应服从“四个体系”建设的战略目标

我国无线电管理“四个体系”建设要 服从我国的无线电战略目标,任何技术路线的设定和建设都离不开战略的指导。因此,首要的工作是明确无线电管理的战略目标,根据工信部提出的加快无线电“四个体系”建立和完善的目标,要积极探索无线电管路的新型工作思路、工作方法,通过技术创新和工作创新推进我国无线电管理工作更上一层楼。

工信部要求我国的无线电管理要支撑其各个系统的工作,分层次地进行动态组合,从而建立完善的领域新管理法律法规,并提高无线电管理的技术标准,达到高水平的无线电管理技术支撑体系和高效的管理行政体系。同时,加强管理“四个体系”之间的数据交互、融合、挖掘和分析工作,增强体系之间的相互联系,提升无线电管理的智能化水平。此外,由于无线电的发展,尤其是物联网的兴起和监测网的建设,造成无线电的影响因素增加,对于无线电产生了极强的信号干扰,从而使得原有的管理系统不能再满足更高水平的管理要求,因此,建立并完善无线电“四个体系”的工作要依据技术为依托。

二、建立健全技术支撑体系的主要内容和步骤

2.1 从软硬件上提升基础技术能力

优化现有的技术和设施能力,通过总结无线电中的管理经验,有针对性的加强设施和技术上的缺陷;参照无线电业务的不同分类,有针对性地提升合法的无线电管理服务;整合现有的管理资源,统筹管理,根据当前的无线电管理技术提升综合管理能力;另外,增强突发事件的应急能力,发挥无线电管理的优势,为人民生命财产安全提供有利的保障。

2.2 形成有效的“四个体系”运行机制

深入挖掘现有管理机制中存在的问题,加强信息的沟通,在技术设施设计、突发事件应急等方面完善制度;加强无线电管理技术的发展研究,增强相关研究部门的研究能力,以高等研究院校、研究所为主导,鼓励技术创新,发挥研究人员的主观创新能力,提升研究成果的应用化;相关管理部门要未雨绸缪,加强隐患和问题的监控力度,并设置有效的应急机制;协调各部门的工作,完善责任承担制度,形成科学全面的无线电管理机制。

2.3 建立无线电管理“四个体系‘的人才梯队

人才是管理工作的关键,要设置无线电管理机构、相关高校与研究机构、相关企业三个层次的专业技术人才机制,挖掘、培养无线电管理“四个体系”机制的人才;同时要鼓励人才之间的交流,并建立培养机构的师资队伍,发挥有经验管理人员的“传帮带”作用。

无线电管理机构在技术支撑体系的主要发展方向

三、无线电管理“四个计划”建设的技术路线发展方向

我国当前的无线电管路“四个体系”的核心技术要求是:尽快地实现无线电信息的接收、存储、交互、融合、挖掘、分析技术,同时要在原有的无线电监测和检测技术的基础上,把握好总体的技术要求才能符合战略目标的要求。首先是要搜集国内外的无线电信息,并进行信息分析,呈现出无线电监测的实时信息、频率、电台等数据,形成无线电的整体态势分析和展示能力。在无线电管理的数据分析,是一项工程量巨大的工程,因此需要借助计算量巨大的计算技术,云计算的动态和可伸缩计算能力、群体智能、服务化特征等特点都为海量数据和复杂数据的分析提供了极大的便利,云计算的处理优势正好可以配合无线电管理工作中的数据处理,因此在无线电管理“四个体系”的建设中应当采用云计算技术作为其核心技术,充分利用其计算优势解决无线电管理中面临的难题。

四、“四个体系”建设中云计算技术的应用

4.1 Hadoop分布式云计算技术的应用

Hadoop云计算平台采用分布式和分层结构,其具体的结构分为数据层、模型层和应用层三层结构,其中数据层是整个管理体系的网络数据,包含着各种类型的数据库,如电台站数据、监测数据、线电台站数据、监测数据等;而模拟层是利用数据层管理“四个体系”中的数据,并通过处理数据层输出的数据,建立数据模型,分析其包含的数据;应用层则是利用模拟分析的结果,对无线电管理“四个体系”的需求数据进行应用定位,并对无线电管理决策提供有针对性的方案与评估能力。

4.2 Hadoop分布式云计算技术的优势和缺点

云计算技术的发展完美地解决了海量数据和复杂数据的处理,给无线电管理“四个体系”的建设提供了技术基础,尤其是Hadoop分布式云计算技术因为技术优势明显,尤其是其对于计算机的硬件要求不高,同时具备可伸缩性和高容错性,技术成本较低,因此可以作为“四个体系”建设的核心技术。但是也存在着较多的问题。首先云计算技术需要强大的宽带网络作依托,一旦网络条件不好,就很难就行数据的处理;再者云计算技术存在着延迟的问题,而且延迟的影响远大于宽带的影响;另外云计算的安全性也是制约“四个体系”建设的重要影响因素,因为云计算存在很强的虚拟化安全性威胁,同时其数据来源较为复杂,在应用的广泛性上也会引发新的安全威胁。

五、总结

总而言之,对于国家提出的建立并完善无线电管理“四个体系”,是无线电管理应对新形式挑战的重要战略构想。因此在进行体系的构想时,在参照国家战略要求的同时,采用合理的技术路线是体系建立的关键,云计算和数据挖掘技术为无线电管理“四个体系”建设提供了技术保障,有望完成体系建设的重大突破和跨越。由于本人的知识水平有限,因此,本文如有不到之处,还望不吝指正。

参考文献

[1]郑晓明.试论无线电管理“四个体系”的创新与逻辑关系[J].管理论坛,2012年10月.

[2]何廷润,孙美玉.无线电管理“四个体系”建设的技术路线分析[J].管理论坛,2013年2月.

[3]张虹,刘利华副部长.加快建立健全无线电管理四个体系[J].人民邮电报,2012,(7).

[4]马子健.对有力、高水平的无线电管理技术支撑体系的思考[J].管理论坛,2013年3月.

无线电技术论文篇(10)

一、引言

所谓无线充电技术通常指的是电能的无线传输技术,通俗的说,就是不借助实物连线实现电能的无线传达。这样做的好处是方便、快捷,减少在苛刻条件下使用电缆带来的危险性等。关于无线充电技术的研究开始较早,早在1900年,尼古拉・特拉斯就开始无线电能传输的实验,经过一百多年的发展,关于无线传电的方法多种多样,但是基本原理大概可以分为以下三种:电磁感应式、无线电波式、谐振耦合式,通过非辐射磁场内两线圈的共振效应实现中距离的无线供电。

从表1对比可知, 谐振耦合式无线充电技术的非辐射性、高效率等优点是其它无线充电技术无法相比的。所谓谐振耦合式就是利用接收线圈的电感和并联的电容形成共振回路,在接收端也组成同样共振频率的接收回路,利用谐振形成的强磁耦合来实现高效率的无线电能传输。该技术的出现引起了国内外学术界与工业界的巨大兴趣,被公认为目前最具发展前景的一种无线能量传输技术方案。

但是目前基于谐振耦合式的无线充电技术的研究偏向理论化,缺乏对实际应用有定量指导意义的研究成果,同时此技术传输功率较小远远不能完成大功率能量传输,也存在着能量损失较高等缺陷。但毋庸置疑,谐振耦合式无线充电技术对充电设备位置的灵活性以及充电设备的高效匹配性具有重要的实用价值。

二、国内外研究现状

无线能量传输的构想最早可以追溯到19世纪80年代,由著名电气工程师(物理学家)尼古拉・特斯拉(Nikola Tesla)提出。为证实这一构想,特斯拉建造了巨大的线圈用于实验使用。由于实验耗资巨大,最终因财力不足没有得到实现,随后也一直被技术发展水平所限制。

国外对无线充电技术的研究开展的比较早。1968 年,美国著名电气工程师P. E. Glaser在W. C. Brown提出的微波无线能量传输(WPT)概念的基础上提出了卫星太阳能电站(SSPS)的概念。随后美国,日本和欧洲等国都试图把这项技术作为获取新能源的手段,但由于该方案在技术上要求很高,故在实际使用上存在一定的局限性。随后,一家名为 Powercast 的公司推出了一款利用无线电波充电的充电装置,实现了距离为1米左右的低功率无线充电。

另一方面,在20世纪70年代,美国出现了电磁感应能量传输原理的无线电动牙刷。这项应用的传输功率和传输距离都不是很理想,但其无线的特征却恰好满足了其特殊条件下的应用要求。近年来,美国、日本、新西兰、德国等国家相继在这项技术上继续深入研究,目前已经研发了很多实用的产品:美国通用汽车公司研制出的 EV1 型电车;日本大阪幅库公司研制出的单轨型车和无电瓶自动货车;2013年10月,瑞典汽车制造商沃尔沃声称成功地研制出电磁感应式无线充电汽车。

国内对无线充电技术的研究相对较晚。目前在无线电波和电磁感应无线能量传输方面取得的主要成果有:2005年8月,香港城市大学电子工程学系教授许树源教授宣布成功研制出“无线电池充电平台”;中科院严陆光院士带领的研究小组从高速轨道交通的角度对运动型应用进行了性能分析;2007年2月,重庆大学自动化学院非接触电能传输技术研发课题组突破技术难点,设计的无线电能传输装置实现了600至1000W的电能输出,传输效率达到 70%。

谐振耦合式方案是2006年由美国麻省理工学院物理系助理教授 Marin Soljacic 所带领的研究团队提出来的。并于 2007 年 7 月 6 日在科学杂志《Science》上发表成果文献。团队利用该方案,成功的点亮了距离为2米外的一个60 瓦的灯泡,传输效率为40%左右。此项称为“Witricity”技术,该技术树立了无线充电技术发展史的里程碑。一年后,Marin Soljacic团队声称已将传输效率提高至90%。

由于该技术极具前景和市场,世界各国的相关机构和公司也不约而同的进行深入研究。2010 年 1 月,海尔在美国拉斯维加斯举行的国际消费电子展(CES)上展出了最新概念产品无尾电视。一方面,产品运用无线通信技术传输视频信号;另一方面,又使用谐振耦合式充电技术供电,真正实现了无线化。

三、发展疑难点及解决方案

3.1 如何克服干扰源的影响

无线能量传输系统工作在包含各种用电设备的电磁环境中,易受到外界电磁源的干扰。一方面,磁耦合谐振无线能量传输系统以磁场为能量传输介质,任何能感应到磁场的元件都可能成为负载,这种情况为无源干扰源,称为负载类干扰,干扰源称为负载类干扰体;另一方面,外磁场也会影响能量传输系统的磁场,这种情况为有源干扰,其干扰源为干扰场源。这些干扰都会降低系统的传输效率。根据无线输电原理,本文提出以下两个解决方案:(1)选择隔磁的充电空间。为了避免干扰源对能量传输系统的影响,可以把能力传输系统与干扰源隔离,故可以利用电磁屏蔽技术,使系统不受外界干扰源影响。电磁屏蔽的工作原理是利用反射和衰减来隔离电磁场的耦合,所以可以制作屏蔽体,来保护系统免受外界电磁波干扰。如屏蔽导电漆就是能用于喷涂的一种油漆,干燥形成漆膜后能起到导电的作用,从而屏蔽电磁波干扰。(2)控制能量传输系统的谐振频率。由磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究知,能量传输系统对干扰源的频率十分敏感。在实际应用中,0.5~25MHz 尚属于空白应用频率段,因此可以在设计能量传输系统的时候,使系统的谐振频率满足电磁耦合的同时尽量处于0.5~25MHz之间,这样有可能降低实际应用中的电子设备对无线能量传输系统的影响。

3.2 如何提高传输距离

美国麻省理工学院物理系助理教授 Marin Soljacic 所带领的研究团队成功地点亮了距离为 2 米外的一个 60 瓦的灯泡。但目前这种技术的最远充电距离只能达到2.7m,传输距离较近严重限制了它的应用。由于传输距离的远近与能量传输系统的电路结构密切相关,现提出如下解决思路:改变电路参数角度来提高传输距离。研究表明,传输距离受到频率、线圈参数等的影响。线圈的谐振频率越高,传输的距离越远;线圈的线径越大,传输的距离越远;线圈的直径越大,传输的距离越远;线圈的匝数越多,近距离传输效果强于远距离传输效果。因而可以综合频率、线圈参数等因素,选定合适的电路器件,使系统传输距离较远。

3.3 是否存在有害电磁辐射

磁耦合谐振式无线充电技术的原理告诉我们,由于电感线圈的存在,必然会产生磁力线辐射,那么这样的磁场会不会造成电磁辐射危害人们的身心健康呢?在电流的辐射方面,目前无线充电器基本上将交流电整流后转换为直流电,且功率极小,业内人士也一直在强调理论上对人的健康不构成威胁。但是辐射的问题,现在也只是停留在理论分析上,到底会不会,依旧是需要更进一步的理论分析和实验研究,只能让时间来证明。

四、发展前景及创新

4.1 RFID与无线充电技术的融合

射频识别技术是利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)传播来实现无接触式信息传递并通过所传递信息达到自动识别自标的一种技术,将RFID技术与无线充电技术相结合,对每个无线充电设备嵌入RFID电子标签,读写器通过射频信号同电子标签进行通信,保证被充电设备与充电系统的完全分离,实现能量的高效率无线传输。

4.2 智能家居与无线充电技术融合

智能家居是物联化的一个体现,最终发展方向之一是终端无线化。应用无线充电技术,可以使各家电系统自动获取电能,进一步实现智能家居的自动控制化。但在无线输电过程中产生的磁场是否会影响到各级系统装置的正常工作有待进一步考证。如果相互影响问题得到有效的解决,无线充电设备与常规家电设备能有效共存,则是智能家居与无线充电两大领域的完美结合,势必进一步改变人类生活。

4.3 电动汽车与无线充电技术融合

无线充电技术对手机等小型电子产品而言,是个锦上添花的新功能,对电动车产业而言,则可能是启动整个市场的关键。对电动汽车进行无线充电,没有外露的连接器,可以彻底避免漏电、跑电等安全隐患。同时采用电磁共振式无线充电技术,可以将电源和变压器等设备隐蔽在地下,让汽车在停车处或街边特殊的充电点充电。若能将无线充电技术应用于电动车产业,将是电动车行业的一大改革。

五、结束语

谐振耦合式无线充电技术是目前最被看好的无线充电技术之一,从长远来看具有广泛发展空间及应用前景。但是每一种无线输电方式都有一系列的关键问题需要解决,如何实现电磁共振式无线充电技术应用的大型化、高效化与距离化,是各国科学家探索研究的重点。随着技术水平的提升,无线充电技术发展迅速,应用逐渐成熟,技术普及逐步实现,在未来的各种场合,无线充电技术无疑将扮演重要角色,服务全人类。

参 考 文 献

[1] 曲立楠,磁耦合谐振式无线能量传输机理的研究,哈尔滨工业大学硕士论文,2010

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