无线通信研究范文

导语：如何才能写好一篇无线通信研究，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：无线通信；GMSK

大型游乐设施逐渐朝着“更快、更高、更刺激”的方向发展。而随之带来的危险性也在逐渐增加。目前大型游乐设施上都布满了各种传感器，用于游乐设施的实时检测监控。在游乐设施信号测量系统中，以往的数据传输方式常常采用有线传输方式，以保证数据的准确性、可靠性、稳定性。然而在一些特殊的场合，高温、野外及条件比较恶劣的环境中，待测系统中的某些参数（如温度、压力、电压、电流等）需要实时传输出来给控制中心，传统有线方式的应用受到限制。在对大型游乐设施运行过程进行分析的基础上，提出基于无线数据传输单元的游乐设施远程安全监控预警系统，结合PLC与GSM网络等手段，系统多个监控单元分工合作，实现对游乐设施的安全监控与安全预警功能。该系统能够有效预报设备故障，减少事故发生率，提高设备的安全运行水平。

1系统组成

无线通信系统由发送单元与接收单元两部分组成，如图1所示。在发射单元，传感器采集到得模拟量数据（电压、电流、温度、压力等）传递给A/D转换器，数据处理模块将A/D转换器转换后的数字信号编码得到字节序列，再经过发射模块形成调制信号并送入信道，然后通过无线模块发送出去。在接收端，首先接收模块对接受到的调制信号进行解调，在数据处理模块恢复出字节序列，在电平转换模块中进行数据分析储存，并转化为系统参量在显示模块中实时显示出来。当系统参量超过正常范围时，中心通讯管理软件发出报警信号，现场工作人员通知操作员进行检修或停止工作。传感器测得的模拟信号经过A/D转换器转换为8位数字信号，在数据处理模块中，经FIR数字滤波器滤掉其中高频分量，然后将8位数字量作为直接数字频率合成器DDS相位累加器的输入信号，用DDS来产生高分辨率、载频可编程、频偏可调的频率时变信号，传输给发送模块通过差分编码，单边带调制器进行GMSK正交调制，实现调频基带信号向高频的搬移，搬移后携带信息高频向空间辐射，进行无线通信。数据处理模块如图2所示。采用ALTERACycloneIIEP2C5T144C8芯片，CycloneII系列FPGA支持Altera公司的NiOSII嵌入式软核处理器。该芯片具有40万系统门，8064个逻辑单元内嵌18K位块RAM，包含4个时钟管理模块和8个全局时钟网络，配置芯片（EPCS1），有源晶振及下载调试接口。整个芯片划分为FIR滤波器模块、DDS（直接数字频率合成器）模块、时钟逻辑模块、采样控制模块、储存控制模块等电路。时钟模块单元提供时序工作节拍，设计中采用100MHz的频率输出，以保证测控中同步脉冲的实时性。存储单元完成数据的暂存与管理，采用“乒乓原理”实现大批量数据的写入、读出及管理功能。数据处理模块中的FPGA芯片是发射单元的核心，用FPGA实现软件无线电发射机，不仅降低了产品成本，减少了设备体积，满足了系统的需求，而且比专用芯片具有更大的灵活性和可控性。由于FPGA芯片不能处理模拟量信号，来自传感器的模拟量经A/D转换芯片转换成相应的数字量才能输入到FPGA中进行处理。该系统采用AD公司的AD9283芯片，AD9283是8位的A/D转换器，输入为-0.5~0.5V的模拟信号，内部采用流水线结构，工作电压为3.3V，A/D转换器的时钟由系统时钟分频电路提供。经过编辑的数字量信号送入发射模块进行GMSK（高斯滤波最小相移键控）编码，GMSK具有良好的频谱特性以及误码性能，目前已广泛应用于GSM在内的众多无线通信系统中。发送模块与接收模块原理如图3所示。发送模块主要由并串转换、差分编码和GMSK调制三个子模块组合而成，首先将输入的字节序列经过并串转换变为比特序列，再经过差分编码以及GMSK调制，形成GMSK调制信号。接受模块主要由GMSK解调、差分解码和串并转换以及帧同步三个子模块组成，分别实现发送端GMSM调制和并串转换的逆过程。

2无线系统的软件设计

系统软件设计包括发射机通讯软件和接收机FPGA的实时控制软件。硬件描述采用VHDL语言，其主要特点在于，能形式化抽象表示电路的行为和结构，支持逻辑设计中层次与范围的描述，可借用高级语言的精巧结构来简化电路行为的描述，具有电路仿真与验证机制以保证设计的正确性，支持电路描述由高层到底层的综合转换，硬件描述与实现工艺无关，便于文档管理，易于理解和设计重用。上位机通讯管理软件设计主要实现对数据的处理及管理。下位机软件是一个实时控制程序，每秒采集新的数据，并将其发送出去。控制程序流程如图4所示。无线数据传输系统可以连接不同的传感器，远距离接受测试信号。以江苏省特种设备安全监督检验研究院真空造浪系统为例，由于油温、油压力、电压、电流直接影响液压系统的工作，开环系统对油温变化非常敏感，为提高系统性能，设置传感器监控系统，采集到的信号通过无线传输给计算机，通过显示界面将系统测量到的参数显示出来，如图5所示。

3结语

本文完成了基于无线通信的远程游乐设施监控系统设计，以无线的方式将传感器采集的数据实时显示在监控系统中，便于对运行的游乐设施的技术状态进行分析，以判断其运行是否正常，并可对异常情况进行追踪，确切掌握设备的实际特性，有助于判断需要修复或更换的零部件和电子元器件，充分利用设备和零件的潜力，节约维修费用，减少停机损失。

作者:司晓霞 韩喆 单位:1.江苏省特种设备安全监督检验研究院 2.中国船舶科学研究中心

参考文献

[1]冀保峰.现代无线通信系统[M].北京：水利水电出版社，2016.

[2]崔莉，鞠海玲，苗勇，等.无线传感器网络研究进展[J].计算机研究与发展，2005(1)：163-174.

[3]王殊，阎毓杰，胡富平，等.无线传感器网络的理论及应用[M].北京：北京航空航天大学出版社,2007.

[4]刘颖.同步数字传输技术[M].北京：科学出版社，2012.

篇2

随着社会经济发展水平全面提升，科学技术的发展迅速，21世纪，开启社会发展的信息化时代。一方面，依托计算机技术为基础的网络平台，使社会连接为一个信息体，社会资源交流灵活性提升，速率性增加，多种自动化程序，成为社会发展的主要动力；另一方面，无线信息传输技术的发展，实现社会信息传输结构进一步优化，成为寻求社会技术创新的主要构成部分，移动通讯技术升级，数字信号成为社会信息传输的主导部分，是社会进步的技术代表。

1无线通信技术概述

无线通信技术，是指借助光纤等新型资源传播手段，实现信息资源迅速传播。当前社会中应用无线通信技术主要分为无线光波传输和卫星信息传输两种形式。其中无线电波传输，借助光纤光波实施信息频率传输，一般而言，光波传输的距离在100千米之内，但光波传输的频率接收带较宽，其传输的信号接收性较强，直接性信息传输的稳定性较强，实现无线光波传输，必须在100千米之内建立光波频率接收结合信息传输中间站，光波传输信息的中间站越密集，其获得的信息信号强度越大，其光波传输的信息稳定性就较高；而卫星信息传输，是借助卫星作为信息光波接收的信息平台，这种卫星传播系统具有较强的信号传输保障，较大范围内建立卫星信息接收中间站，形成信号传输网络结构体，实现区域范围内的信息资源综合传播，光波信息传输主要负责的短程信息传输，而卫星信息通讯，则主要是大面积信息通讯覆盖，两者构建起完善的信息通讯传输网络，为社会发展提供全面的信息传输结构体。

2无线通信技术的发展实际

2.1无线通信技术实际应用率低

无线通信技术是现代社会信息传输的重要组成部分，做好无线通信信息的接收与传播，是推进社会发展的不竭动力。当前我国无线通信技术的全国覆盖率已经达到95%，为各地信息传输提供全方位信息通讯覆盖保障，但现代无线通信技术的实际运行结构不完善，信息资源应用性较低；以及部分地区信息资源处理中，无线通信技术的信息传输中间站的数量相对较少，以致在光波信息的传输过程中，受到地理位置、传输距离的影响，光波信息的实际传输效果不佳，发挥的作用性比较低；或者，无线通信技术实际应用中，存在多个区域共用一个无线通信技术中间站，有些地区多个无线通信技术中间站闲置，两极化的无线通信技术应用情况，也使社会信息传输的效果性较低，对社会信息通信技术的发展带来了阻碍。

2.2无线通信技术应用范围扩大

无线通信技术随着社会信息传输形式的迅速增加，推进实现系统信息的应用范围迅速提升；依据我国社会信息传输管理部门的相关调查数据可知，2015年，我国社会无线通信的城市应用率为85%，乡镇无线通信应用率为60%；截至到2017年3月，城市无线通信应用率已达到90%，乡镇无线通信应用率为85%。从两组数据对比可知，我国现代无线通信技术的应用范围迅速扩张，使傳统的无线通信体系的应用压力大大增加；另一方面，无线通信技术的信息管理资源中，以太网信息传输与无线通信技术的结合，也正在成为现代社会信息传输的主要趋向，同时，社会信息传输的资源利用范围正在急剧性的扩展，使得对现代无线通信技术的发展速率要求带来了较大挑战。

2.3无线通信技术的发展规划性低

无线通信是我国社会发展的步骤之一，随着现代社会无线通信技术的综合传输延伸，新型无线通信技术的全面更新，有必要做好技术发展向更高层面过度。但从我国现代无线通信技术的发展来看，社会无线通信技术网络建设实际性较强，并且已经取得了令人可喜的通讯体系构建成绩，但这种实践与规划同步进行的初级管理方式，已经无法满足更宽领域的无线通信体系的构建；

2.4无线通信技术队伍参差不齐

无线通信技术在当前社会信息的传输过程中占有重要地位，做好社会信息传输，是推进社会进步的必然性发展要求。由于我国无线通信技术工程的起步较晚，无线通信技术发展队伍的专业问题上，依然存在着较大的发展不足。未来我国无线通信技术如需更进一步发展，就必须先突破这一发展局面，在国家发展内部寻求人才技术创新突破口，为我国无线通信技术的进步提供创新视角。

3无线通信技术通信管理

3.1建立完善的无线通信管理计划

21世纪是信息化时代，信息传输技术优化升级，适应社会信息化发展的需求，是社会进步的主要动力来源。我国的无线通信网络覆盖率已达到95%，无线通信技术的通信管理得到了全面升级，也初步建立了完善的无线通信规划体系；使得现代无线通信系统信息得到了综合优化，发挥了无线通信信息传输的主要作用，也使现代信息资源得到了应有的保障。例如：依据无线信息传输的实际地理情况，做好区域光波中间站，实施了现代信息处理的综合性规划；其次，实现无线技术的信息传输资源综合分配，避免了无线通信技术信息传输分布结构不均匀，导致区域无线通信资源紧张或者资源浪费的情况发生，推进了现代无线通信技术的优化升级。

3.2无线通信技术全面升级

无线通信技术技术全面升级，是确保社会通讯信息管理体系活力的重要措施。当前，基于传统无线通信技术实施的基础上，建立了新型光纤光波传输网络，扩展了光波传输的接收带宽，同时也拓展对光波通信信号的处理能力。推进信息传输技术变革，应满足全国更大范围内的无线通信需要，确保无线通信技术适应社会发展；其次，无线通信技术的全面升级，也可以借助新型网络化平台，建立无线信息虚拟传输空间站，在一个中间站的基础上，建立多个虚拟信息接收分支，每一个虚拟接收系统可以再次进行平方性分解，使得无线信息传输的网络结构逐步密集，信息传输的强度增加，信号稳定性增强，也是现代无线通信技术随着社会发展全面升级的重要体现。

3.3实现无线通信技术的发展规划

随着社会信息化时代对传输速率的提升要求，优化社会无线通信技术的管理结构，做好无线通信技术发展规划是关键；其一，需要结合当前无线通信网络架构，建立无线通信技术新模型，分析当前无线技术通讯管理的结构模式，做好无线传输中继站的规划结构图。其二，做好无线通信技术的长远结构规划，实现现代无线通信技术应用平台同步实施，一部分新型无线通信技术开发的同时，也要做好无线通信信息管理的后期维护工作。

3.4无线通信技术发展专业性提升

现代无线通信技术信息管理系统有效性的管理，不仅需要进行无线通信技术的全面创新，而且也要实现现代无线通信技术管理人员的专业性升级。无线通信技术开发人员要不断进行自我能力的提高，通过阅读、视频或者技术研发等方式，进一深入探索无线通信技术的发展方向，为现代社会通信网络的信息化资源创新，提供更具权威性的技术性研究理念；同时，国家也应积极组织对无线通信技术从业人员进行专业化技术培训和重点培养，为无线通信技术研究队伍发展提供更优越的能力提升途径和资金，政策方面的支持，确保无线通信技术的发展与社会人才供应得到全面的无缝对接。

4结束语

无线通信技术是现代社会信息传输的主要途径，基于无线通信技术的基础理论，对我国现代无线通信技术的发展实际具有初步了解，一方面，社会信息通讯的应用范围逐步扩大，无线通信技术市场需求全面扩展；另一方面，无线通信技术的发展阶段性较强，还有待于进一步优化，需要技术创新；由此，提出相应的无线通信技术通信管理措施，引导我国无线通信在实践中完善，在探索中创新，为社会发展提供新的技术保障。

篇3

【关键词】互联网；物联网；近距离通信

0 引言

物联网在实现的过程中，面临着许多的问题，首先，在越来越多的事物接入网络后，产生的数据，必然会增加，而且增加的速度会越来越快，这时大数据的传输，大数据的分析是一个巨大的问题。其次，要想实现物联网，除了与远距离的事物进行通信，也要与身边的事物进行通信，那么近距离通信必不可少。随着通信和信息技术的不断发展，短距离无线通信技术的应用步伐不断加快，正日益走向成熟。一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息且传输距离限制在较短范围（几十米）以内，就可称为短距离无线通信。目前我们所看到的短距离无线技术都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别要求；或建立竞争技术的差异化等，但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。

1 现有的主要近距离通信技术

1.1 蓝牙技术

bluetooth技术是广受业界关注的近距无线连接技术。蓝牙（BluetoothR）：是一种无线技术标准，可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换（使用2.4―2.485GHz的ISM波段的UHF无线电波）。蓝牙是基于数据包、有着主从架构的协议。一个主设备至多可和同一微微网中的七个从设备通讯。所有设备共享主设备的时钟。分组交换基于主设备定义的、以312.5μs为间隔运行的基础时钟。两个时钟周期构成一个625？s的槽，两个时间隙就构成了一个1250μs的缝隙对。在单槽封包的简单情况下，主设备在双数槽发送信息、单数槽接受信息。而从设备则正好相反。封包容量可长达1、3、或5个时间隙，但无论是哪种情况，主设备都会从双数槽开始传输，从设备从单数槽开始传输。目前最新的蓝牙4.2版本的数据传输速率可达到24Mbit/s。最大的射程约为100m.

1.2 Wi-Fi技术

Wi-Fi是一种高频的无线电信号，是目前应用最为广泛的无线通信技术，几乎所有的智能手机，平板电脑，笔记本电脑都支持。无线保真即（WiFi）是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用无线保真连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为热点。无线网络无线上网在大城市比较常用，虽然由无线保真技术传输的无线通信质量不是很好，数据安全性能比蓝牙差一些，传输质量也有待改进，但传输速度非常快，可以达到54Mbps，符合个人和社会信息化的需求。无线保真最主要的优势在于不需要布线，可以不受布线条件的限制，因此非常适合移动办公用户的需要，并且由于发射信号功率低于100mw，低于手机发射功率，所以无线保真上网相对也是最安全健康的。。

1.3 IrDA技术

IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网（PAN）的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如PDA、手机上广泛使用。事实上，当今每一个出厂的PDA及许多手机、笔记本电脑、打印机等产品都支持IrDA。

IrDA的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外，红外线发射角度较小，传输上安全性高。 IrDA的不足在于它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其它物体阻隔，因而该技术只能用于2台（非多台）设备之间的连接。而蓝牙就没有此限制，且不受墙壁的阻隔。IrDA目前的研究方向是如何解决视距传输问题及提高数据传输率。

1.4 NFC技术

NFC是由Philips、NOKIA和Sony主推的一种类似于RFID（非接触式射频识别）的短距离无线通信技术标准。和RFID不同，NFC采用了双向的识别和连接。在20cm距离内工作于13.56MHz频率范围。NFC最初仅仅是遥控识别和网络技术的合并，但现在已发展成无线连接技术。它能快速自动地建立无线网络，为蜂窝设备、蓝牙设备、Wi-Fi设备提供一个“虚拟连接”，使电子设备可以在短距离范围进行通讯。NFC的短距离交互大大简化了整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚，不用再听到各种电子杂音。

NFC通过在单一设备上组合所有的身份识别应用和服务，帮助解决记忆多个密码的麻烦，同时也保证了数据的安全保护。而NFC被置入接入点之后，只要将其中两个靠近就可以实现交流，比配置Wi-Fi连结容易得多。目前在快捷支付方面显露身手。

1.5 ZigBee技术

ZigBee主要应用在短距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。ZigBee名字来源于蜂群使用的赖以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来分享新发现的食物源的位置、距离和方向等信息。ZigBee同样使用2.4 GHz波段，采用跳频技术。与蓝牙相比，ZigBee更简单、速率更慢、功率及费用也更低。它的基本速率是250kb/s，当降低到28kb/s时，传输范围可扩大到134m，并获得更高的可靠性。另外，它可与254个节点联网。可以比蓝牙更好地支持游戏、消费电子、仪器和家庭自动化应用。在工业监控、传感器网络、家庭监控、安全系统和玩具等领域ZigBee的应用前景巨大。

1.6 UWB技术

超宽带技术UWB是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。UWB可在非常宽的带宽上传输信号，美国FCC对UWB的规定为：在3.1～10.6GHz频段中占用500MHz以上的带宽。由于UWB可以利用低功耗、低复杂度发射/接收机实现高速数据传输，在近年来得到了迅速发展。它在非常宽的频谱范围内采用低功率脉冲传送数据而不会对常规窄带无线通信系统造成大的干扰，并可充分利用频谱资源。基于UWB技术而构建的高速率数据收发机有着广泛的用途。

UWB技术具有系统复杂度低，发射信号功率谱密度低，对信道衰落不敏感，低截获能力，定位精度高等优点，尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入，非常适于建立一个高效的无线局域网或无线个域网（WPAN）。UWB主要应用在小范围、高分辨率、能够穿透墙壁、地面和身体的雷达和图像系统中。除此之外，这种新技术适用于对速率要求非常高（大于100 Mb/s）的LANs或PANs。具有一定相容性和高速、低成本、低功耗的优点使得UWB较适合家庭无线消费市场的需求：UWB尤其适合近距离内高速传送大量多媒体数据以及可以穿透障碍物的突出优点，让很多商业公司将其看作是一种很有前途的无线通信技术，应用于诸如将视频信号从机顶盒无线传送到数字电视等家庭场合。当然，UWB未来的前途还要取决于各种无线方案的技术发展、成本、用户使用习惯和市场成熟度等多方面的因素。

随着信息科学与技术的发展，人与人 ，物与人，物与物之间的通信会变得越来越简单，但在目前，还没有一种能满足人们各方面需求的通信技术出现，不过这只是时间的问题。相信在不久的将来，能够出现一种，数据传输又快，安全可靠，连接更为方便，耗能更低的技术。现在是数据的时代，哪种技术能满足当前数据通信的各方面要求，那么在未来必会蓬勃发展。

【参考文献】

[1]陈旭.基于Zigbee的可移动温度采集系统[D]. 武汉科技大学，2009.

[2]赵晨.基于Zigbee技术的无线传感器网络的研究与实现[D]. 中国海洋大学，2007.

[3]穆乃刚.ZigBee技术简介[J]. 电信技术，2006（03））.

[4]秦霆镐，豆晓强，黄文彬，梁维斌. Zigbee技术在无线传感器网络中的应用[J]. 仪表技术，2007（01）.

[5]杨真.基于ZIGBEE的无线环境监测网络设计[D]. 浙江师范大学，2011.

[6]刘鹏.基于蓝牙的无线随动测量系统[D]. 大连理工大学，2011.

[7]李武建.基于ZigBee技术的无线自组网传感器网络设计[D]. 合肥工业大学，2009.

[8]吕松栋，黎卓芳.蓝牙4.0低功耗技术及其认证要求[J]. 现代电信科技，2011（10）.

[9]周琛晖.蓝牙技术及应用简析[J]. 中国新通信，2008（21）.

[10]罗玮.一种新兴的蓝牙技术――超低功耗蓝牙技术[J]. 现代电信科技，2010（10）.

[11]张庆法.基于IrDA的串口通信设计[J]. 微计算机信息，2006（33）.

[12]杨军.NFC技术的应用、标准进展及测试[J]. 现代电信科技，2009（10）.

[13]别坤.NFC：近距离无线通讯的新宠[J]. 互联网周刊，2011（10）.

[14]唐宇.超宽带与蜂窝移动通信系统共存的研究[D]. 北京邮电大学，2012.

[15]苑令诩.超宽带多标签协同精确定位系统及其应用的研究[D]. 北京邮电大学，2012.

篇4

关键词：配电通信；无线通信技术；电力发展速度；供电建设；电力系统

经济发展水平的提高必然带动我国电力消费用户对实际的供电安全、可靠以及使用质量提出更高的要求，与此同时，很多对电能使用质量要求较高的高精度生产企业也是推动电力配电网络建设速度提高的推动力量。本文从配电网络的自动化信息入手，综合分析了目前我国的电力网络自动化通信技术的优势以及劣势，最后对无线宽带技术之间进行了综合比较，对未来的发展展望进行了完整总结。

1配网自动化的信息

如果从配网的自动化系统功能入手分析可以发现，其功能主要集中在对配网的各类信息及参数的安全集成，其中包含了实时网络信息、离线发送预留信息、用户开发后期信息、电网的内部结构数据和参数、实际的电网布局地理信息等。通过配电网自动化系统可以实现完整的自动化系统的构建以及管理系统的完整保留，从而可以达到对配电网络正常运行情况下的实时监控以及网络故障情况下的实时保护和控制，从而实现配电管理的进一步优化。所涵盖的主要业务包括了电能实际的计费以及电能数据业务、配电网络的调度以及数据类业务等，所以，这些都是用电营销的相关数据业务领域的内容，配电网的调度有时也会作为其中一个重要的业务数据内容，此类内容都是在配电系统信息数据处理的基础上对整体进行的合理化调整。

2电力配网自动化通信技术的优劣势分析

配网自动化通信可通过专网或公网实现，专网顾名思义就是专用的网络，熟知的有铁路系统、公安系统以及军事使用等专用网络，频段主要是落在230MHz频段、1.8G频段，230MHz属于国家留给电力的专用频段，1.8G属于公用频段。公网从实际角度分析就属于普通的电路交换网络，也就是现在的移动、电信、联通等，主要采用GPRS/CDMA技术。

2.1230MHz专用数传电台

在进行230MHz专用数传电台研究之前，应该明确数传电台之间相互独立、各自分类的特点，也就是完全没有统一的网络信息管理，无线信号也完全无法实现同步利用，由此需要做到如下两点：首先，需要通过对空闲时间的调整与合理增加，来实现数据传输保护间隔的合理调整，但是这也同时会导致信道的实际应用效率的降低或者是通信中的资源无效消耗的增加；其次，数据电台的所有通信系统都是通过轮询的手段来实现数据之间的整体的交换，在对轮询周期进行研究的过程中发现，监控点的实际增长趋势主要呈现的是线性提高，所以同时也会带来个体监控点组成数据的实时监控能力下降。另外，1.8G频段作为公用频段，使用条件也较为成熟，就目前来看，很多电网运行单位都在进行研究论证，分析专网是采用230MHz还是1.8G频段，主要是带宽、传输距离之间的侧重点。

2.2GPRS/CDMA20001×技术

通过对230数传电台的研究可以发现，其存在的问题明显，同时在近些年来开始渐渐被GPRS/CDMA20001×技术所取代，在整体的电力系统网络应用中的比例逐渐降低，GPRS/CDMA20001×网络技术具有明显的优势特点，其中包括了较高的成熟度、覆盖网络面积广泛等。但是该技术的应用和推广也同样存在着明显的问题：首先，在进行数传过程中，具体是网络时延保证不到位，导致经常出现数据传输过程中的时延过大；其次，因为配网通信过程中所有需要进行控制的数据信息对实际的通信工具的使用实时性要求较高，这也会导致GPRS/CDMA20001×技术在实际应用过程中受到来自配网自动化建设的限制。专网和公网两者的主要区别在于公网服务于社会大众，而专网为特定对象服务。但是，无论是专网还是公网都是以无线信号为基础，所以也就无法彻底满足配网自动化的使用需要，究其原因主要在于可靠性以及延时等存在问题。在自动化的“三遥”中，遥测以及遥信是可以通过无线网络来满足的，但是遥控如果在对继电保护有实际要求的基础上，只能采用光纤等有线传输手段。

3宽带无线技术用于电力配网自动化的优势

3.1BWA的信息安全保证

由于BWA的信息专网建设的推进，对于网络应用的实际安全性要求也相应提高，实际的应用可靠性也会同步受到来自无线设备运行的影响，所以无线设备应用本身的稳定性要求较高。其中，安全性的主要体现来自于如下四个方面：首先，专网的独立运行，这就使其拥有很好的外界干扰屏蔽功能，同时也是国家电力生产业务对网络物流隔离要求的进一步体现；其次，安全性体现在基站站点，由于大部分的基站站点都拥有电力网络服务系统的自由物业管理，所以管理规范性较高，安全性也有所保证；再次，安全性体现在有线传输的过程中，对大部分的电力网络公司的SDH环网的应用都较为稳定，可靠性较高；最后，安全性体现在空口安全性方面的逐步强化。如果通过我国国内的自主知识产权MCWLL技术进行分析可以发现，该技术所采用的所有计算方法都是相对于空口标准计算安全较高的方法。

3.2BWA宽带保证

如果以国内的BWA技术为案例进行分析可以发现，在单频点占用达到6MHz情况下，能够有效提供高速度数据处理通路，同时各个不同方面的宽带还可以根据自身的实际需要进行合理的调整，以此来达到实际的使用要求。在系统单个频点5MHz左右情况下，从理论角度分析，可以同时支持接近300个用户的使用需求，配电的实际采集终端也会将每次的实时数据传递控制在合理的可应用范围内，对于总吞吐量也可以进行合理满足。配电自动化的过程中对于视频的监控会提出较高的要求。采取CIF格式（353×289像素），H.265编码，以此来保障图样流畅16帧／秒，实际的宽带占用约为513kbps；如果采用DI格式的分辨率（730×577），组需要占用带宽约为2～2.3Mkbps，因此，对于单基站的最大化支持可以控制在16路CIF格式视频或者是视频6路的ID格式视频。

4同类无线宽带技术之间的比较

对于国内的主流BWA技术有广带无线接入、多载波无线信息本地环路两种不同技术控制体系，广带无线接入基于IEE801.13系统的标准，其中以801.16E移动的WIMAX已经开始了商业化应用进程，多载波无线信息本地环路则是属于到目前为止国内进行自主创新的SCEM无线连接技术的宽带应用升级版本，同时也提出了CS-OMDMA等多种无线连接入网方式，所以应该从系统的实际容量角度分析、综合考虑其实际的覆盖范围以及组网的选择方式等不同影响因素，最终实现真正的宽带业务融合实现。

4.1技术比较

广带无线接入属于一种固定类型的无线网络接入形式，属于一种传统组网技术的现代应用拓展，但是此两类技术之间在体制方面存在较大的差异。从技术水平角度分析，两者水平均衡。如果对此两种技术进行综合比对可以发现，多载波无线信息本地环路的实际空间控制和覆盖范围较大，所有的无线覆盖都是用链路的实际预算来决定的，多载波无线信息本地环路主要采用的是智能化的天线连接技术，由此可以实现各路线路运算和运行的19DB数值的稳定保持。

4.2政策比较

多载波无线信息归属于自主知识产权技术的一种，在近些年来已经开始得到了国家和政府的大力支持。其中根据国家现行的实际规划使用频率分析所提供的产品以及城市使用的常备工作频率都集中在1786～1086MHz和3301MHz，从而也可以进一步实现整体的区域网络覆盖的全面开展。光带无线接入属于3G的重要标准之一，其实际的核心化技术主要还是由国外把控，我国的国家工信部已经指出了多载波无线信息的问题，正是因为没有收到来自国家相关法律法规的审定，不能进一步为国家的标准化国内应用提供有效参考，如果国内目前的广带无线接入使用存在分配使用困难，那么政策对比就显得尤为重要。

5应用展望及总结

在近些年的配电网络建设过程中，各类传统的通信方式都已经逐步显示出其弊端，已经很难更好地满足配电网络化建设的实际需要，同时无论是国内还是国外，新型的无线接入技术的研究以及在配电网络中的实际应用都会受到众多关注。对于广带无线接入技术和多载波无线信息技术的市场动向分析可以发现，两类技术的应用发展在未来可以实现对电力行业未来应用的有力支持。

6结语

综上所述，在电力系统不断深入发展的大背景下，用电用户对于实际的电力系统供电能力以及供电可靠性都提出了更高的要求，在配电网络建设中对于无线通信技术的应用已经得到了社会的关注和支持，这也是实现效率提高、可靠性提高的重要手段，有助于实现经济和社会效益的最大化发展。

参考文献

[1]谷坊祝，陈宝仁．关于配网通信中无线通信技术的探讨[J]．电力勘测设计，2009，（4）．

[2]刘成江．配网通信当中无线通信技术的研究思路[J]．电子技术与软件工程，2014，（4）．

[3]傅强．基于配网通信中无线通信技术的研究[J]．通讯世界，2014，（17）．

篇5

【关键词】 无线通信技术 MIMO技术 原理

一、MIMO无线通信技术原理

MIMO无线通信技术是科研人员将天线分集和空时处理技术相结合的一种新型技术，具有天线分集和智能天线二者优越性，因其收发段都是多天线单元，且运用最新的无线传输和信号处理技术，通过多径传播有效利用空间资源，建立起了空间并行的数据传输通道，突破了Shannon临界值（最大信息传送速率C公式：C=Blog2（1+S/N）。其中B为信道带宽，S为信号功率，N为噪声功率）。相比智能天线的抑制多径传播的算法而导致的系统容量随着最小天线数目对数增长。

MIMO系统对无线信道多途径传播进行了有效利用：如图1：信息S被沿着多个路线分流，在调制和射频前端处理后再次以相同的频率分别从发射装置发射出去，经过多径信道的传递从不同的分流路径进入接收装置，然后对接收到的信号进行处理。现对于抑制多径传播的智能接收天线而言，利用空时编码方案进行发射和接收分集，获得比起常规系统有显著的复用和分集增强信息强度效益，同时高效的并行信息通道也显著提升了信道容量，毫无疑问，MIMO成了最有升值空间的技术，肩负着提升信息传输速率的重要任务。

二、MIMO技术的优缺点

首先，分流数据的高效。发送端的分流数据一起发送，各个发射信号处于统一频带，在不耗费带其它带宽前提下节约了宝贵的带宽资源；同时可以保持发射端的功率处于恒定状态从而实现最优功率的匹配，不造成系统的发射功率负担的增加。其次，对信息干扰的有效处理。MIMO系统将三大通道整体化处理（多径信道、发射端通道以及接收端通道）优化，可以将空时两域的干扰进行对消处理达到最优处理效果。再次，对空域的高效利用。与以前的天线分集技术中的定向信道相比，MIMO系统建构起了基于空间的矩阵信道，开拓了化域空间资源，在MIMO对各据点的天线单元的空域抽样时，出现的空间信道方向不完全正交的情况可通过极化域进行完善。

MIMO面临的限制。相对于在LOS条件下，MIMO天线的优势不能发挥，因为其分散的天线单元只能在丰富散射的环境中才能最高效地工作，在直视传播环境下，其获得不同接收信号的低相关性的概率会低很多，因此很难发挥出优势。MIMO系统由于需要分流数据和多天线单元进行配置，对硬件设备要求高，而相关的分流数据信号处理技术也需要得到完善，这就要求当代网络与移动终端的配置更为复杂，商业运用成本较大。

三、MIMO技术的发展动态

MIMO关键技术主要涉及信息传输技术和信道建模技术，因多天线技术则取决于前二者技术的解决，因此主要介绍前二者技术研究动态。MIMO系统容量理论上虽大，但是传输系统的实际方案正在建构。由于MIMO系统的传输方案研究主要有两个方向，空时编码方案和复用方案，空时编码方案提出将发射分集、编码与调制结合成一体，延时发射分集的信号规范为一种空时格形码，从而达到分集最大化；而复用方案的实质是将单路的强信号干扰通过多路分流来降低最终的信噪比从而实现数据率最大化目的。目前结合二者方案的优点的传输误码率与速率的折衷方案是最新的趋势。同时MIMO信道模型也正处于建构之中。决定MIMO信道空时处理性的关键因素在于空时特性，研究指出在有丰富的散射传播的环境以及收发天线单元的多径相互独立，信道矩阵才能发挥效率，因此基于对空时特性进行描述的信道模型成了目前MIMO技术探索的重要领域。两大技术的解决关系着未来无线通信系统的模式的建构。

参 考 文 献

[1] 常永宇，章健. MIMO技术在无线通信系统中的应用[J]. 现代电信科技. 2004（12）

篇6

关键词：无线通信，计量自动化终端，测试，ZigBee无线通信技术

中图分类号：TM933文献标识码：A文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0030-02

电力自动化系统和无线通信技术推广应用和关键技术深化研究，计量自动化终端用量逐渐增多。具有广阔的计量自动化终端市场前景，应用领域的自动抄表系统具有特定优势[1]。虽然计量自动化终端设备国家电网公司已经投入生产并使用，但全面无线通信测试规范体系还未建立[2]。确保电力用户计量自动化终端采集能够稳定可靠地运行，结合虚拟仪器和无线通信关键技术显得非常必要，填补电力系统无线通信组建虚拟测试空白[3]。因此，该文计量自动化终端选择适用的无线通信检测方法，无线通信研究测试具有重要现实意义。

1无线通信技术

随着用户需求逐年增多，电子技术和数据通信技术推动了计算机和半导体领域的快速发展。处于高速需求阶段的无线通信技术有很多，诸如：ZigBee、蓝牙、UWB和WiFi等关键技术取得令人瞩目成就[4]。

1.1ZigBee无线通信技术

ZigBee技术达10～75m的数据传输距离，工作ISM（IndustrialScientificMedicalBand）频段，具有传输速率比较低、功耗低和距离近等特点，一种双向低成本无线通信技术，具有250kbit/s最高通信速率。全球2.4GHz，美国915MHz频段上为40kbit/s，欧洲868MHz频段上为20kbit/s，这三个频段总计37个信道。其中868MHz涵盖1个信道，915MHz涵盖10个信道，2.4GHz涵盖16个信道，ZigBee计量自动化终端网络如图1所示。

采用ZigBee技术计量自动化终端，价格能为普通用户接受。ZigBee网络可以容纳一个主设备和最多254个从设备，区域内可以最多同时存在100个ZigBee网络。

1.2ZigBee计量自动化终端应用分析

无线通信网络按照传输介质不同可分为有线接入和无线接入，接入层的组网方式和接入形式之间相互补充。相比于当前使用的有线通信技术计量自动化终端，多用户计量自动化终端ZigBee技�g能实现无线通信。避免有线通信布线施工难等诸多问题。昂贵无线通信频道租借费用不需要付出，因为ZigBee技术是免费的2.4GHz频道，相比无线通信GSM技术，计量自动化终端具有无线传感器网络节点功能。总之，ZigBee无线通信技术和计量自动化终端相结合，其低成本低功耗特有性质，不仅满足智能家居发展要求，也满足当前市场对计量自动化终端功能需求。

2计量自动化终无线通信性能检测

2.1无线通信性能指标测试

接收性能部分和发射性能部分是计量自动化终端无线通信测试项目的主要划分模式，按照国内外无线通信相关标准要求进行划分，能够规范和准确地评价无线通信测试可靠性和稳定性[5]。接收信号功率承受容限和接收灵敏度，接收信号频率偏移容限都是接收性能部分测试项目。有发射功率、占用带宽、频率偏移、杂散发射、发射功率带内平坦度和发送信号矢量幅度误差都是发射性能部分测试项目[6]。

2.2无线通信发射功率测试步骤

2.2.1基本概念

发射功率频谱仪检测其信号强度，测量设备发送无线射频信号，无线通信测试设备能达到的最大输出功率。

2.2.2测试目的

针对信道的干扰和减小系统容量，超过指标要求的输出功率会增加，验证计量自动化终端输出功率是否超过指标要求。

2.2.3指标要求

按照《微功率（短距离）无线电设备管理暂行规定》，扩频通信设备最大输出功率簇20dBm，工作于2400～2483.5MHz频段。通信设备最大输出功率簇17dBm，工作于470～510MHz频段。通信设备最大输出功率延10dBm，工作于433～434.79MHz频段，各频段发射功率限值如表1所示。

2.2.4测试方法及流程

脉冲功率计量自动化测量时，要选用合适的衰减值进行分析处理，防止功率计或频谱仪过载。频谱仪的检波方式要选择有效值检波，同时5BW3RBW。脉冲功率是在零跨度时突发模式下的平均功耗。突发宽度是在捕获的数据中寻找高峰，然后搜索跟踪大于阈值水平的信号值，突发的第一个位置是在跟踪低于阈值水平，平均功率计算方法步骤如以下几点。

（1）转换成dBm的线性功率分别来自幅度跟踪点。

（2）添加上述的点数除以振幅，并将其一起列入平均水平计算。

（3）此值以对数形式显示（dBm）。

（1）

其中：Pavg为平均功率；n为开始跟踪点；m为停止跟踪点；P为跟踪点对应振幅的功率，以dBm为单位。

2.3ZigBee模块与470MHz模块发射功率测试结果比较

无线通信性能的发射功率指标，对ZigBee模块与470MHz模块的测试结果进行了对比分析，ZigBee模块与470MHz模块发射功率如图2、图3所示。

ZigBee和470MH通信性能比较如表2所示。

表1测试结果得出，ZigBee模块的发射功率更小，占用带宽更窄，发射功率带内平坦度较平坦。

综上比较，Zigbee计量自动化终端无线通信中应用可行性更大。

篇7

 

关键词：　B3G/ 4G,MIMO ,智能天线,多通道,校准

1 　引　言

在B3G/ 4G系统中,为了达到超高传输速率和高的频谱利用率,MIMO(多输入多输出) [1 ] 、智能天线[2 ] [13 ] [14 ] 等被认为是核心关键技术。MIMO 通过采用空时(或空时频) 编码,提高系统的性能。为了保证系统性能的实现,工程上要求MIMO 系统天线阵列及射频通道之间的幅度和相位与理论设计相比,具有较小的误差;而作为核心技术的智能天线对天线阵列和通道也有同样甚至更高的要求。但是,由于加工、器件老化、温度变化等原因,天线、馈线和由模拟器件组成的射频通道(统称为通道) 往往需要校正才能满足要求。因此,已经对多通道的天线阵列的校准技术展开了广泛的研究,并取得了丰硕成果[3 ]～[11 ] 。文献[ 12 ]提出了一种利用训练序列进行信道估计的快速算法,在此基础上,结合工程问题,将该快速算法首次用于无线通信系统天线阵列校准,并通过大量的计算机穷举,找到一组合适的特定训练序列。通过仿真,证明该算法在通道校准应用中具有较好的性能。

通道校准方法可分为两大类,离线校准和在线校准。离线校准是指在系统调试和上电初始化阶段所采取的通道校准措施,主要针对非时变误差。这时由于不考虑对通信的影响,可根据实际需要选择校准算法、参考信号的功率和形式。

在线校准,也称为实时校准,是指系统正常工作阶段所采取的通道校准措施,硕士论文 主要针对时变误差。这时所选择的校准算法、参考信号的功率和形式、以及参考信号的获得方式等,都应该是在不影响正常通信的前提下进行。在线校准是实际通信系统中必须采用的通道校准措施。在此重点研究在线校准方法。

结合实际系统结构,在线校准方法可分为基于校准网络的方法和无校准网络的方法,其中基于校准网络的方法又可进一步分为基于校准通道和基于耦合网络两种方法。无校准网络的方法是采用工作通道轮换发射信号、其它通道接收的方式,从而得到通道之间的补偿系数,该方法由于操作时间较长,而且对通道阵列形式要求较高,因此目前在实际系统中主要采用基于校准网络的方法。

在基于校准网络的方法中,基于校准天线的方法主要应用于均匀圆阵或圆弧阵中,即工作天线均匀分布在圆周上,而校准天线位于圆心。该方法可以对收发通道的所有部分(天线、馈线、射频前端、线性功放和收发信机等) 进行校准,有利于工程实现;基于耦合网络的方法,可以没有校准天线,而是通过耦合器将信号注入,因此无法校准工作天线的幅相误差,但是该方法适用范围更广。

2 　通道阵列校准算法

2. 1 　基本原理

通道阵列校准(CC) 的功能在于补偿各通道发射( TX) 或接收(RX) 信号之间幅度和相位不一致性,职称论文同时检测某些物理故障。

通道校准算法的基本原理可以等同于信道估计的处理过程。通过估计各个通道的冲激相应,得到相互之间的幅度差异和相位差异,其中,所选择的基本训练序列应该自相关性较强,互相关性较弱。

K 个工作天线通道冲激响应组合成一个矢量,h = [ ( h(1) ) T , ( h(2) ) T , ⋯, ( h( K) ) T ] T 总长度KW , W为窗长。K 个工作通道对应的训练序列为m( k) =( m( k)1 , m( k)2 , ⋯, m( k)P + W - 1 ) T , k = 1 , ⋯K, 其中P 是基本训练序列的长度,接收端利用训练序列估计K 个工作通道的冲激响应,可表示为

em = ( m1 ,m2 , ⋯,mP) T = Gh + n (1)其中n = ( n1 , n2 , ⋯, nP) T 是长度为P 的加性高斯白噪声序列, h 为通道冲击响应矢量, G = [ ( G(1) ) T ,( G(2) ) T , ⋯, ( G( K) ) T ]T , G( k) 为P ×W 阶矩阵, 表示为

G( k) = [ Gkij ](2)

Gkij = m( k)

W + i - j , k = 1 , ⋯, K, i = 1 , ⋯, P , j = 1 , ⋯,W

根据矩阵G的表达式,得到h 的最大似然估计^h 为

^h = [ GH G] - 1 GH em (3)

窗长W =[ P/K]。

如果各工作通道对应的训练序列具有循环特性,则估计通道冲激响应可借用信道估计中FF T 的方法[12 ] ,即

h′= IFFT[FF T(m) ( R) )/FF T( m) ](4)

式中m 表示基本训练序列,m( R) 取决于接收的训练序列。可以证明,在没有噪声的情况下,该估计是无偏的。h′是长度为KW 的通道冲击响应估计矢量。

无论是基于校准通道的方法,还是基于耦合网络的方法,采用的通道校准算法原理相同,研究结论均适用于上述两种校准方法。因此,下面以基于校准通道的方法为例,对通道校准算法进行研究。为分析方便,不失一般性,对8 个通道的系统进行分析。设天线阵列为8 天线单元的均匀圆阵,校准天线位于圆心。在B3G/ 4G系统中,TDD 为一种很有前途的工作方式,此时可选用非盲算法。在FDD 系统,由于上下行频段不同,需要作一定的补偿。训练序列长度P 取32 。

2. 2 　发射( TX) 通道校准算法

TX 校准的功能是补偿各工作TX 通道的不一致性。工作天线同时发射各自对应的训练序列,校准天线接收到训练序列后,就可计算各工作天线TX 通道之间的幅度差异和相位差异。TX 校准的训练序列长度为M chip s ,其中基本训练序列为N chip s ,所有工作天线对应的训练序列由N chip s 基本序列循环移位而得到。作为有价值的实例,又不失一般性,取M = 36 , N = 32 。

设实基本训练序列m = ( m1 ,m2 , ⋯,m32 ) ,对应的复基本训练序列m = (m1 ,m2 , ⋯,m32 ) ,即

mi = ( j) i- 1 ·mi (5)

根据循环特性,工作天线1～8 发射的训练序列依次为

m( T ,1) = ( m29 , m30 , m31 , m32 , m1 , m2 , ⋯, m32 )

篇8

随着社会经济的发展以及科学技术的进步，水下无线通信技术得到了较为广泛地应用，这对于提升海洋资源探索水平来说，具有十分重要的影响。但是水下无线通信技术在应用过程中，如何保证网络安全，成为现阶段水下无线通信技术必须考虑的一个重要议题，也是本文研究的重点内容。

【关键词】

网络安全；关键技术；水下无线通信

前言

随着人们加大对海洋资源的开发，水下无线通信技术在这一领域得到了广泛地应用，通过利用水下无线通信技术，能够更好地进行海洋资源探索。同时，水下无线通信技术的应用，还体现在了海洋环境的监测以及军事领域当中。本文在对水下无线通信技术问题的研究，从通信网络安全角度出发，对无线通信网络安全的关键技术手段进行了分析。

1水下无线通信网络安全问题分析

在对水下无线通信技术研究过程中，涉及到通信网络安全的问题，主要表现在了水声信道、网络拓扑、水下节点三个方面内容。关于水下无线通信网络安全问题，具体内容如下所示：

1.1水声信道的安全问题

水下无线通信技术应用过程中，水声信道能够对数据信息进行接收，被应用于情报传输当中。但是由于水声信道在应用时，具有一定的开放性特点，导致信号传输时，情报容易被窃取，从而对水下无线通信技术在军事领域的应用产生了较为不利的影响[1]。

1.2网络拓扑的安全问题

网络拓扑的安全，直接影响到了水下无线通信技术的应用，并且这一问题直接关系到了水下无线通信技术的应用效果。水下无线通信技术应用过程中，由于水深的影响，导致网络节点位置产生移动，从而造成位置出现不确定性问题。这样一来，在对水下无线通信技术应用时，如果没能够对这一因素进行考虑，将会给网络安全带来较大的隐患[2]。

1.3水下节点安全问题

水下节点的安全问题，直接影响到了水下无线通信技术的有效应用，并且水下节点设置的可靠性与否，直接关系到了海洋军事的保密性。一般来说，水下无线通信技术在应用过程中，单个节点遭受破坏，不至于对整个网络产生影响。但若是遭到破坏的节点数较多，就可能对整个网络产生较大的干扰和破坏，从而影响到水下无线通信技术的质量[3]。

2水下无线通信网络安全关键技术探究

针对于水下无线通信技术在应用过程中，可能存在网络安全问题，这就需要采取有效措施，更好地保证水下无线通信技术具有较高的可靠性，使其能够发挥应有作用。

2.1加强水下无线通信网络安全体系建设

水下无线通信网络安全体系构建，能够从整体上保证水下无线通信技术具有较高的可靠性，从而满足人们对水下无线通信技术的应用。网络安全体系的建设，要注重提升网络防御能力，能够对攻击进行较好的抵挡，避免影响到网络通信体系的性能。同时，注重对数据完整性进行保护，并构建有效的身份认证体系，切实保证其具有较高的安全性能[4]。

2.2加强通信网络安全管理

水下无线通信网络安全体系建设是提升水下无线通信网络安全的重要基础，同时，配合相应的网络安全管理方法，对于提升网络安全来说，起到了至关重要的作用。加强通信安全管理过程中，需要对水下无线通信网络安全的特殊性进行考虑，通过设置分级混合加密机制、分级信任管理机制能够很好地提升网络安全，更好地满足水下通信网络安全管理需要。

2.3保证网络拓扑安全

网络拓扑安全建设，要注重对网络拓扑结构进行有效地应用。网络拓扑结构的选择，直接影响到了其在水下无线通信网络中应用的效果。网络拓扑结构，主要涉及到了集中式、分布式、混合式三种结构，这三种结构在应用过程中，存在一定的局限性。例如降低无线通信网络系统的安全性和网络的使用寿命，这样一来，就需要对现有的网络拓扑结构进行优化处理，能够使其具有较好的性能，更好地提升网络系统的安全性和可靠性。网络拓扑安全建设，要将其放在一个重要位置，并且能够对拓扑中新加入的节点信息进行有效地检测，保证海域安全。

2.4建立健全网络数据链路层的安全协议

网路数据链路层在水下无线通信技术应用过程中，起到了十分重要的作用，它关系到了水下无线通信技术信息传输质量，并对信道的利用效率产生重要的影响。在建立健全网络数据链路层安全协议过程中，要注重对影响到网络安全的因素进行考虑，并能够保证协议设计具有较强的针对性，从而有效地提升信道的利用效率，保证水声信道安全。网络数据链路层安全协议的设计，能够有效地减少节点碰撞，并能够降低能量的消耗，除此之外，还需要考虑到网络数据链路层的安全性，这样一来，才能够使其在应用过程中，更好地保证水下无线通信网络的安全性。

3结束语

结合本文的研究和分析，我们不难看出，水下无线通信技术在应用过程中，由于其自身存在一定的局限性，导致在实际应用过程中，面临较大的安全问题。这样一来，为了更好地提升水下无线通信技术的可靠性，必须加强水下无线通信网络安全建设，并采取有针对性的解决措施，从水下无线通信网络安全体系建设入手，加强网络安全管理，优化网络拓扑结构，建立健全网络数据链路层安全协议，从而更好地提升水下无线通信网络安全建设，使之能够更好地满足实际需要。

作者：何骞 单位：武警警官学院

参考文献

[1]莫兆伦，谢鑫华，谢玉波.试论水下无线通信网络安全关键技术[J].通讯世界，2016，07：101.

[2]王巍，章国强.水下无线通信网络安全问题研究[J].通信技术，2015，04：458~462.

篇9

[关键词]无线通信；抗干扰技术；分析

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0066-01

通信技术一直都是科学研究的热点内容，无线通信技术在卫星通信中起主导地位，也正是由于卫星技术的应用才使得通信技术得以更快的发展应用于人类社会生产生活中。在一定程度上无线通信技术推动了人类社会的发展进步，为我们的生活带来了很多的便利，在军事方面的应用使我国综合国力得到了大幅度提升。但是在无线通信中往往会受到很多因素的影响，使得信息不能够顺利传输，这对无线通信是极为不利的影响，因此加强对无线通信干扰技术的性能研究是极为必要的。

1.无线抗干扰技术应用现状

随着通讯行业的迅速发展，无线通信技术也得到了飞速的发展，正是无线通信技术实现了人们在任意时间、任意地点彼此之间进行沟通交流，为我们的生活带来了极大的方便，同时在农业、商业、工业以及国防事业方面都是重要的通讯技术，发挥了不可替代的作用。但是在实际通信过程中，无线通信技术常常会受到干扰，受干扰的类型分为多种，主要有多址、共道和码间这三种，无线通信干扰具备频率、调制、带宽等特性，干扰信号有很多种类，可以分为自然存在的与人为因素两种。干扰信号的存在再很大程度上影响了通信的准确性和有效性，有时干扰较大时会掩盖通信信号正常的传递信息，所以干扰的存在不利于无线通信中信息的有效传输。由此可知，重视对无线通信抗干扰技术的研究是十分必要的。

2.无线通信的干扰类型

2.1 互调干扰型

由于非线性的作用，所以如果接收机中加入了两个或者多个干扰信号时，则在一些特殊的巧合点这些干扰的组合频率有时候就会接近甚至是等于有用信号的频率，在这种情况下干扰信号就会顺利通过接收机，对有用信息的传递造成不良影响，在这一过程中三阶互调表现的最为严重。

2.2 杂散干扰型

通常信号接收机的灵敏度过低是造成杂散干扰类型产生的主要原因，一般而言信号接收机中所输出飞信号都是大功率信号，然而在大功率信号产生的过程中发散信号频带之外产生杂散是不可避免的，并且杂散都很高。如果落入某个就收系统频段内的杂散幅度较高，则将会致使该接收系统的信噪比降低，通信质量也随之下降。

2.3 阻塞干扰型

当接收机前端的底噪放大器中进入较大的干扰信号时，由于低噪放大器的倍数依然是按照放大微弱信号所需要的整机增益进行设置的，所以会在致使放大器进入到非线性区域中，进而导致微弱信号的放大作用大大降低，在严重的时候或致使放大器的放大倍数完全被限制，所以接收机微弱信号的放大能力受到了严重影响，系统也因此不能够正常工作。

3.无线通信抗干扰技术性能分析

3.1 扩频技术

通过对信号功率的有效调整进而实现对合成噪声的编码与解码操作被称为扩频抗干扰技术，这种方法将无线通信设备释放与接收的信号隐藏在的波状形的噪声中，有效的避免了外界导致的电磁干扰。当前应用最广泛的是直接序列扩频法，它的原理是扩展无线信号的频带，从而使其功率谱密度降低，换句话说就是降低单位频带内的功率，利用这种方式可以使无线通信信号在噪声中隐藏。无线通信信号不仅具有较高的隐蔽性，还可以实现多路抗干扰目标。作为我国第三代通信的重要技术之一，CDMA技术主要使用直接序列扩频法，但是CDMA技术存在一些不足之处，它使用的扩频码一般不能实现准确同步。由于这个因素，随着接入用户的增多CDMA技术所使用的直接序列扩频法经常会受到多址干扰。这一缺陷直接导致CDMA技术的通信质量和系统容量受到极大影响，抗干扰性能也较差。直接序列扩频技术在微博通信、卫星通信以及数字蜂窝通信中与CDMA技术结合具有广泛的应用，同时也提高了无线通信的抗干扰能力。

3.2 软件无线电技术

随着通讯行业的不断发展，无线电技术也得到了很大的进步，其中软件的进步为无线电技术提供了有效的保障，应用软件无线电技术解决通信干扰问题，可以与时变技术有效的结合，在实际应用中可以根据信号的使用场合和干扰情况的不同，单独跳频工作，有时也可以将跳频与直扩混合方式相结合，进而提高通信系统的抗干扰能力。软件无线电技术可以保证硬件不变，通过改变或者是重新下载软件的方式，改变系统性能，利用这一优势，软件无线电技术有效应用到无线通信抗干扰技术中。总而言之，软件无线电技术通过对抗干扰终端的重新配置，进而满足当前数据类型对硬件的要求，进而达到抗干扰的目的。软件无线电抗干扰技术是随着软件行业的兴起而出现的一种新型抗干扰技术，由于其不影响系统的硬件，只是依靠改变系统内部的软件程序实现的最终目的，所以应用范围越来越广，将来会具有更大的发展空间。

3.3 虚拟智能天线技术

虚拟智能天线技术的核心就是借用或者是直接利用在同一个地域内工作的其它相似的通信设备天线之间的相互作用，通过一定的技术实现它的功能作用。虚拟智能天线技术与其他技术相比有一个明显的优势，即在虚拟智能天线技术的作用下，处在无线通信系统中的所有不同天线可以实现同步的对不同的干扰源进行控制作用，这样一来，在本地域内所有的相同类型的通信设备的天线就是自然的自动组合形成一个大型的虚拟天线网，因此在很大程度上提高了天线接收端的信噪比，最终实现提高无线电通信系统抗干扰的目的。

4.无线通信抗干扰技术发展趋势

无线通信在通讯行业中发挥了不可替代的作用，但是在无线通信过程中总会因为自然因素或者是人为因素的存在而存在干扰，所以如何消除干扰是无线通信中必须考虑的问题。换句话说，在无线通信目标的实现过程中无线通信抗干扰技术具有十分重要的作用，因此随着无线通信技术的飞速发展，无线通信抗干扰技术也具有很好的发展前景。无线抗干扰技术在计算机技术、电子技术、网络通信技术发展的推动下也发生了巨大的改变，当前对于无线通信抗干扰技术而言数字化处理额网络化使其主要特点，其发展趋势包含以下三个方面：第一，实现多种抗干扰技术的有效结合，进而达到提高抗干扰水平的目的；第二，通过研究更多新型的抗干扰技术提高无线通信的质量，迎合未来的通信要求；第三，推动抗干扰技术向着网络化的方向发展。总而言之，无线通信抗干扰技术的发展必须依靠现代化的科技手段，抗干扰技术的发展趋势与现代化技术手段有着直接的联系，两者之间密不可分。

结语：

随着通信技术的不断发展，通信的环境也越来越复杂，所以通信过程中的干扰问题就不得不考虑，如何保证通信质量实现抗干扰性能的提高是当前通信领域的热点内容。无线抗干扰的类型主要有互调干扰型、杂散干扰型与阻塞干扰型三种，无线通信抗干扰技术也有扩频技术、软件无线电技术以及虚拟智能天线技术等多种。总之只有抗干扰技术不断升级，才能够保证无线通信传递可靠的信息。

参考文献：

[1]王吉，计算机串行无线通信抗干扰问题分析[J]，信息通信，2014，23（1）：172.

篇10

关键词：无线通信技术；起重机；数据传输

引言

起重机作为吊运大重量物品的专用设备之一，在企业生产中的作用无可替代。大多数生产现场都存在着环境较差（高温、粉尘）、工人劳动强度高、效率低、安全可靠性差、维护管理难度大等问题，而传统的人工检修、维护管理模式已很难适应现代企业高效运转的需要。随着工业互联网技术的飞速发展，以及PLC和无线通信网络的应用，推动起重机实现了无人操作、自动运行、主动维护，使起重机的信息管理系统上了一个新的台阶。所有这些功能的实现，都离不开无线通信网络，而无线通信技术是最基本的技术支持。可见，无线通信网络是起重机上运行状态数据传输不可缺少的路径之一。

1起重机上无线通信应用的必要性

1．1起重机设备维护需求

起重机是钢铁行业生产流程中不可或缺的关键设备之一，由于其工作环境恶劣，作业工况多变，容易出现问题。起重机能否正常运行直接影响着企业的生产效益，因此用户对起重机械的安全性、可靠性、易维护等要求越来越高，为保证起重机安全、稳定地正常运行，管理维护工作就显得尤为重要。如果对设备运行过程中出现的各种故障或异常情况能够进行及时准确的判断或预测，则可以有效地避免一些故障的发生，或者能够提前指定相应的维修方案，减少设备的维修时间，提高生产效率。由于起重机一般是高空中作业，维修人员每天爬上起重机检查也不太现实，因此需要通过无线通信网络，将起重机上的运行数据传输到地面，为维护人员提供大量有效的设备运行数据。这样地面服务器站或者中控室就能够及时了解起重机上各机构的工作情况，实时监测关键设备的运行状态，使得设备的维护管理工作简单容易得多。随着国标GB／T28264—2017《起重机械安全监控管理系统》的和执行，起重机管理系统越来越得到全面普及和成熟应用。利用工控机、视频显示系统能够实时获取起重机的运行状态数据和故障报警信息。将起重机上的这些数据全部采集到PLC系统，只需要建立无线通信网络，就可以在地面站轻松掌握起重机上的运行数据。

1．2智能化的无人天车

随着人工智能、PLC及变频器控制等基础自动化技术以及信息技术的发展，使得起重机无人化成为可能。全自动无人起重机是在传统起重设备机械结构基础上，利用先进电控技术、传感器技术、通信技术等，使起重机无需人工干预，自动完成指定的工作。在这个过程中，起重机需要接收地面发送的任务指令，这就必须通过无线通信技术将数据从地面发送给起重机的PLC控制系统，要求信息传输速度快而且安全可靠，所以智能化的无人天车系统离不开无线通信网络的技术支持。

1．3集群化的起重机管理

针对同一跨内有多台起重机工作的场合，如物料仓库的智能化天车，无论是人工操作还是自动运行模式，都需要对任务分配的合理性进行充分的考虑，这就需要一个厂房调度指挥系统，发指令给多台起重机，使其协同作业，相互配合，提高生产效率。而厂房调度指挥系统与多台起重机的联络正是通过无线通信网络实现的，将任务指令发送给相应的起重机，方便协调生产调度、远程指挥作业。

2无线通信技术方案

实现无线通信网络的先决条件是在使用的起重机上都必须配置有PLC，且保证PLC有以太网RJ45接口，才能够实现无线以太网通信。以西门子产品为例，如果PLC使用最新的S7－1500系列，则CPU本身自带Profinet接口（以太网接口RJ45），可以直接连接网络通信模块；如果使用不带以太网接口的CPU，比如以前的S7－300系列，则可以增加以太网模块CP343－1，这样PLC也可以通过以太网模块上的RJ45接口连接以太网通信模块。其他品牌的PLC系统类似，也必须带有通信接口才能满足以太网通信的要求。起重机上的信息包括数据信息和视频信息。其中，数据信息即运行状态信息，由PLC采集接收，包括各机构的限位状态、装置运行状态、起重量等；而视频信息，由摄像头采集传回硬盘录像机，包括吊钩的工作状态视频、轨道上是否有障碍物等录像。所有这些数据和录像，都要通过无线通信传输的方式发送给地面服务器。起重机是一个在厂房区域沿轨道运行的设备，通常起重机上的电气控制屏柜布置在电气梁内，包含PLC、变频器等，而无线移动（发射）客户端天线，需要安装在电气梁的外侧，才能够保证无线发送接收数据安全可靠。

2．1方案一

方案一使用光缆连接，现场通信网络布置示意图如图1所示。按照目前市场上大多数的用户要求，需要将起重机上的运行数据和视频信息以无线的方式传输到地面，只需监测而不需要参与控制，即不需要发送指令信息到起重机上，通常采用如图1所示的方案。起重机是一个可移动的设备，需要在跨端设置基站AP，无线通信有全向天线和定向滤波天线两种，定向型天线可以增加传输距离、过滤谐波，所以本文选用定向型天线。在起重机上设置客户端AP，如果距离再加大可设置多个AP，那就需要采用网线或光纤将AP连接在一起，然后再连接到地面服务器。无线基站到地面服务器采用光纤连接，该方案由于现场环境存在障碍物，安装布置光缆施工难度大，工期长，小于100m时可以采用网线。但正是由于使用了光缆，使得无线通信调试简单方便，通信稳定，抗干扰性强。

2．1．1硬件配置以西门子产品为例，SCALANCEW工业移动通信解决方案属于无线以太网解决方案的一种，起重机无线通信是SCALANCEW系列产品中一个比较典型的应用。工业无线通信的组成分为无线接入设备、RSMA／N馈线系统和客户端设备三个部分。起重机无线通信解决方案如图2所示。在每一台起重机上都需要安装客户端设备SCALANCEW734，无线接入设备采用西门子的SCALANCEW786，通过光缆连接地面服务器。起重机在移动过程中会出现无线覆盖区域切换情况，为解决切换过程中信号的延时问题，采用了由SIEMENS公司开发的“工业点协调功能”iPCF，它的使用实现了网络快速漫游。快速漫游是指客户端从一个无线区域快速切换到另一个无线区域的过程，在此过程中，客户端的退出和重新登录过程称为“移交”，“移交”发生得非常快，可以满足通信的实时性要求。AP1（W786）、AP2（W786）无线接入设备和客户端设备（W734）之间，使用了“iPCF”功能，它的iPCF移交时间降低到50ms以内，因此可以确保起重机在长距离运行过程中的网络不间断通信。

2．1．2软件调试采用西门子PrimarySetupTool工具软件进行调试，PST是设置交换机（包括无线产品）或者管理CP卡地址及设备的工具，可用于为SIMATICNET网络组件、以太网CP及网关分配地址。进入PST软件，可以设置IP、FTP／TFTP、BOOTP、DHCP、SMTP、SYSLOG等。起重机通过各自客户端SCALANCEW734的无线网卡与AP通过基础架构方式相连接。使用PST软件可完成SCALANCEW786IP地址设置等功能，参数设置（西门子产品）如图3所示。

2．2方案二

AP基站带天线布置在工作跨端头（轨道平面），称为跨端基站AP，用来接收跨内的起重机信息。在轨道平面上增加一个跨端转网客户端，通过光缆与跨端基站AP相连，它带有天线和光纤信号转换器；通过无线的方式将信号传输到地面AP基站，地面接收基站AP再通过网线或光缆连接到地面服务器。一般地面基站都会设置在中控室附近，如图4所示。这种方案施工简单，在厂房安装的光缆或网线工程量相对较少，但调试时需要配置AP基站的参数。在厂房环境相对复杂时推荐使用该方案。起重机无线通信客户端、跨端基站AP、跨端转网无线客户端、地面基站AP均可以选用TP－LINK厂家的TL－CPE520，这种无线网络的配置性价比高，能够快速传输视频数据，现场应用比较广泛。

3无线通信4G／5G方案

上述无线通信方案，实现了起重机与地面的无线通信。在此基础上，利用拓展网络，可使起重机具有远程通信的功能。

3．1手机SIM卡

在起重机的跨端AP上安装网通插卡路由器（如华为B311／B315）和手机SIM（4G／5G）卡，起重机便具有远程通信的功能，起重机上的信息数据就可以通过互联网来访问，而不仅仅局限于厂房区域。通过手机SIM卡接入互联网以后，不论你身在何处，只要能够访问到互联网，就可以通过密码口令认证，访问到起重机上的信息。

3．2利用现有网络

如果工厂内部有可用的互联网，则厂房的地面服务器可以先连接到工厂网络，再连接到互联网，这样既安全可靠，又方便快捷，性价比高。扩展应用如图5所示。采用以上两种方式，都可以通过互联网对起重机进行远程访问。管理人员在办公室就可以直接浏览到起重机上数据；调试工程师可以在外地远程访问到起重机上的程序，包括PLC程序代码、安全监控管理程序等，协助现场人员及时处理故障，也可以修改编辑程序、完善功能、重新下载。因此不仅节省了时间成本，而且处理问题迅速及时，间接提高了生产效益。