cdma技术论文范文

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关键词：cdma；AAA服务器；Internet；Intranet

CharacteristicsandFunctionsforCDMATechnology

Abstract：Thisissuemainlysetsforththecharacterandstrongpowerofthe3thgenerationmobiletelecommunicationtechnology-CDMA.Telecommunicationaltermshavetranseredfromnarrowservices,suchastelephone,sendingorreceivingmessages,tomultimediumofbroadband．PDSNisentrygateway，whitchlinkingwirelessnetandpackagenettogether．PDSNalsoservingforusers｀enteringpackagedatenet．AAAservercanprovideusers｀identificationbyprobingpre-registedlogininformation，thendecidewhetherpermittingmobileusersusingsomenetworkresourse，atthesametimeitcalculatingfee，audittin，allottingofcostoranalysisingoftrend．CDMAprovidingpowerfulguaranteefordevelopmentofmobilecommunication．

Keywords：CDMA；AAAserver；Internet；Intranet

1引言

CDMA（CodeDivisionMultipleAccess码分多址）是近年来被应用于商业的一种数字接口技术。他拥有频率利用率高、手机功耗低等优点。CDMA手机是指基于CDMA网络的移动通信终端。目前，19家企业被批准有资格生产CDMA终端产品。

CDMA手机除了能够提供GSM手机的通话功能和信息服务外，还具有高速无线数据传输和多媒体功能。能提供的服务主要有：

（1）基本增值服务，如呼叫转移、信息提示等。

（2）语音邮件服务，如邮件、传真、新闻等语音信息。

（3）短信息服务，如天气、交通、证券、广告等。

（4）无线智能网服务，如虚拟网络、个人号码识别等。

（5）无线互联网服务，如网络浏览、电子商务、电子邮箱、网络游戏等。

2CDMA所具有的优点

与GSM手机相比，CDMA手机具有以下优点：

（1）CDMA手机发射功率小（2mw）。

（2）CDMA手机采用先进的切换技术——软切换技术（即切换是先接续好后再中断），使得CDMA手机的通话可与固定电话媲美，而且不会有GSM手机的掉线现象。

（3）使用CDMA网络，运营商的投资相对减少，这就为CDMA手机资费的下调预留了空间。

（4）因采用以拓频通信为基础的一种调制和多址通信方式，其容量比模拟技术高10倍，超过GSM网络约4倍。

（5）基于宽带技术的CDMA使得移动通信中视频应用成为可能，从而使手机从只能打电话和发送短信息等狭窄的服务中走向宽带多媒体应用。

在第三代移动通信的无线接口国际提案中，WCDMA和CDMA2000都是极为重要的技术。这两种宽带CDMA方案，除了码片速率、同步方式、导频方式等有所不同外，其他如功率、软切换等基本技术并无大的区别。

CDMAOne是基于IS-95标准的各种CDMA产品的总称，即所有基于CDMAOne技术的产品，其核心技术均以IS-95作为标准。CDMA2000是美国向ITU提出的第三代移动通信空中接口标准的建议，是IS-95标准向第三代演进的技术体制方案，这是一种宽带CDMA技术。CDMA2000室内最高数据速率为2Mb／s以上，步行环境时为384kb／s，车载环境时为144kb／s以上。

CDMA2000-1X原意是指CDMA2000的第一阶段（速率高于IS-95,低于2Mb／s），可支持308kb／s的数据传输，网络部分引入分组交换，可支持移动IP业务。

CDMA2000-1XEV是在CDMA2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制，采用高速率数据（HDR）技术，能在1．25MHz（同CDMA2000-1X带宽）内提供2M／s以上的数据业务，是CDMA2000-1X的边缘技术。3GPP已开始制订CDMA2000-1XEV的技术标准，其中用高通公司技术的称为HDR。

与CDMAOne相比，CDMA2000有下列技术特点：多种信道带宽，前向链路上支持多载波和直扩两种方式；反向链路仅支持直扩方式；可以更加有效地使用无线资源；可实现系统平滑过渡；核心网协议可使用IS-41,GSM-MAP以及IP骨干网标准；前向发送分集；快速前向功率控制；使用Turbo码；辅助导频信道；灵活帧长；反向链路相干解调；可选择较长的交织器。CDMA2000－1X采用扩频速率为SR1，即指前向信道和反向信道均用码片速率1．2288Mb／s的单载波直接序列扩频方式。因此他可以方便地与IS-95(A/B)后向兼容，实现平滑过渡。运营商可在某些需求高速数据业务而导致容量不够的蜂窝上，用相同载波部署CDMA2000-1X系统，从而减少了用户和运营商的投资。由于CDMA2000-1X采用了反向相干解调、快速前向功控、发送分集、Turbo编码等新技术，其容量比IS-95大为提高。在相同条件下，对普通话音业务而言，容量大致为IS-95系统的两倍。

3CDMA关键技术所在

CDMA2000-1X关键技术包括以下几个方面。

（1）前向快速功率控制技术CDMA2000采用快速功率控制方法。即移动台测量收到业务信道的Eb／Nt，并与门限值比较，根据比较结果，向基站发出调整基站发射功率的指令，功率控制速率可以达到800b／s。由于使用快速功率控制，可以达到减少基站发射功率、减少总干扰电平，从而降低移动台信噪比要求，最终可以增大系统容量。

（2）前向快速寻呼信道技术此技术有2个用途。一是寻呼或睡眠状态的选择。因基站使用快速寻呼信道向移动台发出指令，决定移动台是处于监听寻呼信道还是处于低功耗的睡眠状态，这样移动台便不必长时间连续监听前向寻呼信道，可减少移动台激活时间和节省移动台功耗。二是配置改变。通过前向快速寻呼信道，基地台向移动台发出最近几分钟内的系统参数消息，使移动台根据此新消息作相应设置处理。

（3）前向链路发射分集技术CDMA2000-1X采用直接扩频发射分集技术，有2种方式：一种是正交发射分集方式，方法是先分离数据流再用不同的正交Walsh码对2个数据流进行扩频，并通过2个发射天线发射。另一种是空时扩展分集方式，使用空间两根分离天线发射已交织的数据，使用相同原始Walsh码信道。使用前向链路发射分集技术可以减少发射功率，抗瑞利衰落，增大系统容量。

（4）反向相干解调基站利用反向导频信道发出扩频信号捕获移动台的发射信号，再用梳状（Rake）接收机实现相干解调，与IS-95采用非相干解调相比，提高了反向链路性能，降低了移动台发射功率，提高了系统容量。

（5）连续的反向空中接口波形在反向链路中，数据采用连续导频，使信道上数据波形连续，此措施可减少外界电磁干扰，改善搜索性能，支持前向功率快速控制以及反向功率控制连续监控。

（6）Turbo码使用Turbo码具有优异的纠错性能，适于高速率对译码时延要求不高的数据传输业务，并可降低对发射功率的要求、增加系统容量，在CDMA2000-1X中Turbo码仅用于前向补充信道和反向补充信道。Turbo编码器由2个RSC编码器（卷积码的一种）、交织器和删除器组成。每个RSC编码器有两路校验位输出，2个输出经删除复用后形成Turbo码。Turbo译码器由2个软输入、软输出的译码器、交织器、去交织器构成，经对输入信号交替译码、软输出多轮译码、过零判决后得到译码输出。转（7）灵活的帧长与IS-95不同，CDMA2000-1X支持5ms，10ms，20ms，40ms，80ms和160ms多种帧长，不同类型信道分别支持不同帧长。前向基本信道、前向专用控制信道、反向基本信道、反向专用控制信道采用5ms或20ms帧，前向补充信道、反向补充信道采用20ms，40ms或80ms帧，话音信道采用20ms帧。较短帧可以减少时延，但解调性能较低；较长帧可降低对发射功率的要求。

（8）增强的媒体接入控制功能媒体接入控制子层控制多种业务接入物理层，保证多媒体业务的实现。他实现话音、分组数据和电路数据业务同时处理，提供发送、复用和Qos控制，提供接入程序。与IS-95相比，他可以满足更高宽带和更多业务的要求。CDMA1X网络的关键设备，分组数据服务节点（PDSN）、鉴权、授权、计费服务器（AAA）、本地（HA）是CDMA1X系统支持分组数据业务的关键设备，为此对他们进行专门的介绍。PDSN是连接无线网络和分组数据网的接入网关，为移动Internet／Intranet用户提供分组数据接入服务。除了使点到点协议（PPP）封装的IP包能在无线网络和IP网络间正确传输外，PDSN还与其他各种接入服务商的IP分组网络连接，从而为终端用户提供诸如互联网接入、电子商务、WAP应用等多种业务。PDSN同时还完成AAA服务器所需的合并的分组会话计费数据和无线会话计费数据搜集功能，并且支持移动IP的外部（FA）和用户设备的85认证功能，同时还能提供移动IP业务，满足终端用户丰富多彩的移动互联网业务需求。

AAA服务器完成的功能有：用户注册信息的认证，即通过验证一些预先登记的信息来提供用户身份认证；数据业务的授权，即决定是否授权移动用户访问特定的网络资源；计费信息的处理，即搜集资源使用信息，用于进行计费、审计、成本分配或趋势分析等。此外，他还须实现与PDSN，HA及其他AAA服务器的交互功能，向移动用户提供分组数据业务。AAA服务器具有下列特征：使用RADIUS协议，支持大规模的外部和漫游业务，RADIUS能向外部的RADIUS服务器提供可靠的AAA功能；通过目录支持功能和程序化的配置接口，完成配置、计费和其他业务管理部件的集成，从而降低运营成本和加快业务推出速度；通过支持集中化的IP地址分配和对跨多地理区域接入设备会话的限制，高效使用管理资源。

只有使用“移动IP”时才需要HA。作为一个独立的网络单元，HA用来完成对移动IP和移动IP用户的移动性管理功能。HA通过移动终端登记来定位移动用户，同时把分组数据转发到用户当前所登记的FA（位于PDSN内）。HA同时支持动态的IP地址分配和反向隧道。HA具有冗余备份功能，可由一个HA替代另一个HA。这样，新的HA可以用原有IP地址和转换地址维护关联表，保证移动关联表处于同步状态。此外，这种方式还能保证解决方案的可用性和可扩展性。

近一段时间以来，联通开始大举推广CDMA1X网络，并明确宣称将把重心放在无线互联的移动数据业务上。而目前，无线局域网成熟的标准可达到11Mb／s的速率，新的标准最高达54Mb／s的速率，这对移动用户具有非常大的吸引力。

早在2003年4月的博鳌亚洲论坛首届年会上，海南联通在当地建了3个CDMA1X的基站，并向前来采访年会的记者分发了近300张的无线上网卡，CDMA1X＋WLAN方案的数据业务更是引起了广泛关注。按照设想，海南联通甚至要为沿海渔民以及钻井平台上的工作人员提供包括天气预报等在内的移动数据服务。

WLAN这种早已被电信网通普遍采纳的无线接入技术，一经与CDMA1X融合，就显示出其独特的魅力。一般说来，虽然WLAN可以提供高速的数据业务，但WLAN却缺少对用户进行鉴权与计费的成熟机制，而且无线局域网的覆盖范围较小，一般都在热点地区，用户使用时受到地点的限制。而CDMA1X网络经过了几十年的研究与实验，不仅有成熟鉴权与计费机制，并且具有覆盖广的特点。CDMA1X网络可以利用WLAN高速数据传输的特点以弥补自己数据传输速率受限的不足，而无线局域网不仅充分利用了CDMA1X网络完善的鉴权与计费机制，而且可结合CDMA1X网络覆盖广的特点，进行多接入切换功能。这样就可实现WLAN用户与CDMA1X用户统一的管理。

为了获得无线局域网提供的数据业务，终端必须处于无线局域网的信号覆盖范围内，即首先要连接到AP。当终端发起数据业务的呼叫时，先在APGW和PDSN之间建立RP连接，然后到PDSN进行分组网络的注册，才可进行数据业务，其具体连接过程如下：

（1）终端在WLAN网络系统中检测WLAN的信号，并连接到AP。

（2）当终端有数据业务的需求时，发起连接请求，在AP／APGW收到连接消息后，APGW向PDSN发送Au注册请求消息。若注册请求消息有效，则PDSN通过返回带接收指示的Au注册应答消息接收该连接，PDSN和APGW均产生关于A10连接的绑定记录。

（3）终端和PDSN建立PPP的连接，在建立PPP连接的过程中，如果是SimpleIP用户，PDSN会分配给终端一个IP地址（对MobileIp用户，还需进行MIP的注册）。

（4）PPP连接建立成功，终端可以通过GRE帧在A10连接上发送或接收数据。

（5）在Au注册生存期超过前，APGW发送Au注册请求消息以更新A10连接的注册。Au注册请求消息也用于向PDSN传送与计费相关的信息以及其他信息，这些信息在系统定义的触发点上传送。

（6）对于有效的注册请求，PDSN返回带接受指示和生存期值的A11注册应答消息。PDSN和APGW均更新A10连接的绑定记录。PDSN在返回注册应答消息之前保存与计费相关的信息（如果收到的话）用于进一步处理。

（7）如果用户或PDSN终止数据业务，则PDSN将终止和用户PPP连接，并拆除与APGW的RP连接。

WLAN网络，其中无线接入点（AccessPoint，AP）是无线终端接入固定电信网的连接设备，为用户提供无线接入功能，可提供话音和数据的接入服务。AP完成简单的对无线用户的管理和对无线信道的动态分配，并完成802．11与802．3协议的转换，经过AP转换后的数据包是以太网包。

接入点网关（AccessPointGateway，APGW）是将AP转换出的以太网数据包封装成IP包，并发送到PDSN的设备。一般PDSN设备放置的位置与无线网络侧设备AP、APGW离得比较远，要实现PDSN接入网关的作用经常需要将AP转换的二层数据包穿越三层网络以到达PDSN。因此，APGW功能实体就是为了完成此功能的转换设备。

参考文献

［1］TeroOjanpera．宽带CDMA：第三代移动通信技术［M］．北京：人民邮电出版社，2001．

［2］杨大成．CDMA2000技术［M］．北京：北京邮电大学出版社，2001．

［3］杨大成．CDMA20001x移动通信系统［M］．北京：机械工业出版社，2003．

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关键词：微蜂窝、规划

1. 设计说明

1.1 微蜂窝位置介绍

在微蜂窝系统中，分为五个主要子系统：基带数字子系统BDS、时频子系统TFS、射频子系统RFS、电源子系统和防雷子系统。

BSS在网络拓扑中的位置是在移动交换中心MSC和移动台MS之间，每个BBS是由一个BSC与多个BTS组成。BSC和MSC间对应的接口为A接口，BTS和MS间对应的接口为Um接口，BTS和BSC间对应的接口为Abis接口。

1.2 微蜂窝的组网方式

微蜂窝按用途可以分为室内和室外两种，室外微蜂窝主要应用于对容量要求不高的地区或一些盲区；室内微蜂窝一般用在一些大型楼宇，既能较好解决容量问题，也能为保证室内覆盖。

1.3 天线的模式

微蜂窝系统应用于室外覆盖的时候一般是采用120度扇化天线分集方式或全向天线方式，因为CDMA系统通常采用全频复用，存在同信道干扰，扇化小区使用方向性天线可以有效减小同信道干扰从而增加系统容量。

2. 设计依据

网络规划和设计都需要进行预测与分析，作为设计的基础，首先要对系统容量分析和系统覆盖分析。微蜂窝设备组件与基站设备组件基本相同，可以说微蜂窝系统是一个小型的基站子系统，在容量上比基站小，其他的大部分重要的功能与基站相一致。所以基站系统中的许多理论对于微蜂窝也同样适用。

2.1 容量分析

CDMA系统中所有用户都使用相同的载波，在经过编码后，每个信号相对其他信号而言都可以看成是噪声（干扰）。所以，每个信号都包含在其他用户所产生的宽带背景噪声中。只有通过控制每个信号的功率，保持呼叫完整性以及抑制干扰电平之间的平衡，才能保证信号以最小的信干比到达目的接收机。CDMA系统的容量受制于发送功率的大小以及系统自身的干扰，因此CDMA系统被称为自扰系统。在通信孤岛中，前向链路的容量受微蜂窝发射功率的限制，所以前向链路功率理论上可以是微蜂窝设备的最大功率；反向链路容量主要是受到接收功率和别的移动台的干扰的限制，当一个移动台的功率较小，不足以克服来自别的移动台的干扰时，系统的容量达到极限。

2.2 系统的覆盖要求

2.2.1 业务容量

对于CDMA系统的覆盖，容量是与干扰相互关联的，业务信号必须达到足够功率，才能在接收机端达到所需的信干比，所以，CDMA系统覆盖范围的大小取决于必须克服的干扰电平的大小。覆盖面积的范围同样也依赖于接收机和干扰源之间的距离。

2.2.2 导频覆盖

导频覆盖参数是指接收导频的最大接收Ec/Io，空载时该值需大于-10dB，导频覆盖可以通过调整天线方向，倾角，高度等方法进行优化。

在做优化时，可以用适用于1km以内的模型作微蜂窝仿真的依据，而且需要精度为5米的电子地图，在实际的环境中，许多因素都会对覆盖产生影响，这个影响会比环境对基站的影响大很多，所以在作微蜂窝覆盖预测时，必须有详细的街道及建筑物等数据，不能采用统计近似值，特别是做微蜂窝室内分布系统，必须要有室内结构图和了解每个区域的功能。

3. 干扰分析

从目前和对长远的分析看来，将有大部分的CDMA和GSM基站或微蜂窝共站，特别是对于室内环境。就有可能发生CDMA基站对GSM基站形成射频干扰的问题。这种系统间的干扰主要包括：GSM接收机过载、CDMA带内杂散和CDMA自身交调产物。

实践表明，无论是接收机过载还是三阶交调产物，都不是干扰的主要问题。我们需要重点考虑的主要是杂散发射。所以，需要增加发射端和接收端的隔离。

4. 隔离度测量

工程中，隔离的实现是影响室内微蜂窝系统顺利开通的最重要因素，但是，经验估算往往会造成很大的误差，导致系统不能按照规划参数开通。只有直接测量才是最准确的方法，虽然麻烦，但却最有效。在规划对室内分布增益要求比较高的情况下，应当尽可能实际测量一下隔离度。

5. 网规流程

5.1 规划资料收集与分析

网络设计前的调查分析工作的重要性不容忽视，必须进行尽可能详细的调查分析工作，否则无法保证设计的网络达到运营商的要求，或当地通信环境及用户发展的需求。设计人员必须充分了解运营商需求，了解当地通信发展情况，掌握地形、地貌和经济发展等因素。

在微蜂窝的设计规划中，地形地物对设计起着非常重要的影响。在市区中微蜂窝站点的选址宜选低于该覆盖区建筑物平均高度而且四周建筑物屏蔽较好的楼房。对于重点覆盖区要特别了解；室内安装微蜂窝室内分布系统需要对室内环境进行勘察，了解室内环境的建筑结构和每部分的功能。然后通过无线覆盖规划和分析，定出微蜂窝放置的位置，可以选有几个符合要求的位置。

5.2 微蜂窝数据收集

1、微蜂窝经纬度、高度、基站或微蜂窝的距离、天线朝向、高度信息、PN偏置。

2、微蜂窝服务区的频谱扫描：确定使用的频带。

3、在规划前必须对该服务区内进行测试。

5.3 覆盖仿真

结合上面所收集与分析规划的数据，就可以进行仿真工作了。仿真主要输出：前向业务覆盖图、反向业务覆盖图、切换状态图、导频污染图。

通过仿真，可以在规划的初期就使整个网络规划具有科学性和对下一步的工作有指导作用。达到均衡话务量，提高容量，减少掉化率，提高覆盖率的目的。在仿真中及时发现初步规划存在的问题，通过调整天线的高度，增益，方向，放置，俯仰角；调整微蜂窝系统的功率控制参数和切换参数来进行优化，然后再进行仿真，直到达到最佳的效果。（作者单位：南京信息职业技术学院通信学院）

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参考文献

[1] 高凯；张而扬 MIMO信道的GBDB模型及其信道容量分析 [期刊论文] -通信学报2005（12）

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关键词：RTK，CORS，电台，GPRS

 

RTK(Real Time Kinematics)是一种基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。论文格式，CORS。自20世纪90年代初，RTK技术一经问世，就以其高精度、高效率的优点，极大地拓展了GPS的使用空间，被广泛应用于控制测量、地形地籍测量、工程测量等领域。论文格式，CORS。

在RTK作业模式下,基准站通过无线电数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅接收来自基准站的载波相位信息,还要接收来自于GPS卫星的载波相位信息,并组成相位差分观测值进行实时定位。目前生产中常用的RTK作业模式由电台模式、GPRS模式和CORS模式，下面就这三种常用作业模式的原理和优缺点加以浅析。

1、常规（电台）模式1.1、系统组成及原理常规RTK系统主要由一个参考站（基准站）、若干个流动站及数据通讯系统（电台）组成。在常规RTK作业模式下，一个临时建立的基准站对所有可见的GPS卫星进行连续观测，并通过数据通讯系统将其观测值和测站坐标信息直接传送给流动站，流动站采集GPS观测数据的同时，通过数据通讯系统接收来自基准站的信息，并组成差分观测值进行实时处理，得到厘米级定位结果。

1.2、工作流程1)、基准站获得用户输入的测站坐标信息，采集GPS观测数据，并将二者通过数据链直接向流动站发送。

2)、流动站采集GPS观测数据，同时接收基准站发送的信息。

3)、流动站组成差分观测值进行实时处理，得到厘米级定位结果。

1.3、作业方式常规RTK作业时利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在视野开阔、已知坐标且点位精度较高的控制点上作为基准站，另外的GPS接收机用来测定未知点的坐标（流动站）。基准站将GPS观测值和设站点的坐标信息通过数据通讯链传送给流动站，流动站根据所接收的信息和本身所采集的观测数据进行实时数据处理得到未知点的坐标。

1.4、作业优缺点相比传统测量技术，常规RTK技术存在以下优点：

1)、观测时间短，有效地提高了工作效率，缩短野外作业时间，大大减少了劳动强度。论文格式，CORS。

2)、定位精度高。只要满足RTK的基本工作条件，在一定的作业半径范围内（一般为8km），RTK的平面精度和高程精度都能达到厘米级，这是普通测量方法很难达到的精度。

3)、全天候作业。RTK测量不要求基准站、移动站间光学通视，只要求满足“电磁波”通视，因此和传统测量相比，RTK测量受通视条件、能见度、气候、季节等因素的影响和限制小，在传统测量看来难于开展作业的地区，只要能满足RTK的基本工作条件，它也能进行快速高精度定位，有利于按时、高效地完成外业测量工作。

4)、RTK测量自动化、集成化程度高，数据处理能力强。RTK可进行多种内、外业测量工作。移动站利用自带软件，无需人工干预便可自动实现多种测绘功能，减少了辅助测量工作和人为误差，保证了作业精度。但常规RTK技术本身也存在一定的局限性，使得其在应用中受到限制，主要表现为：

1)、用户需要架设本地的参考站；

2)、误差随距离增长，可靠性和可行性随距离加大而降低；

3)、误差增长使流动站和参考站距离受到限制。

4)、常规RTK数据通讯通常采用无线电技术（常规电台），流动站和参考站距离受到基准站电台天线高低及障碍物影响限制较大。

2、GPRS模式2.1、工作原理及方式GPRS模式的系统组成、原理及工作方式和常规RTK类似，只是数据通讯方式的不同，这种作业方式使用GSM、GPRS／CDMA模块或带串口线的手机（具备蓝牙功能的GPS主机可直接使用蓝牙手机），参考站信号以GSM或GPRS／CDMA的方式通过移动通讯的发射基站实时播发，流动站以相应方式接收差分数据。

作业时通过GPS生产厂商或服务商提供用户的服务器IP地址及端口号登陆，基站启动后数据会自动通过服务器转发，移动站与其绑定即可获得基站数据。论文格式，CORS。

2.2、作业优缺点相比常规电台通讯，由于减少了常规电台及相关设备，故仪器配置简单，携带方便，减轻了野外作业的劳动强度，且作业距离有较大改观，特别是在城区，建筑物严重影响常规电台作业距离，而GSM或GPRS／CDMA是借助于移动通讯的发射基站，能保证有手机信号的地方均能接收到来自基站的差分信息，测量范围更加广泛。此外，基准站位置的选择更加不受限制，无需架设在高点。但采用GSM或GPRS／CDMA通讯的稳定性较差，容易受一些外部电磁信号干扰，作业范围取决于移动通讯的网络覆盖度。一般来说，因地理区域不同稳定性差异很大，经济发达地区信号稳定较好，行政区域交界处移动通讯网际切换频繁而导致稳定性较差。对于需持续采集点位、稳定性要求较高的作业如水下地形测量定位，受影响较大。采用GSM或GPRS／CDMA通讯还会产生费用，尤其是以GSM通讯，按照移动通话的标准收费，跨区域作业时还存在漫游费。

3、CORS（网络RTK）模式3.1、CORS系统组成及原理为了解决常规RTK技术存在的缺陷，实现大区域范围内厘米级、精度均匀的实时动态定位，网络RTK技术应运而生。网络RTK也称多基准站RTK，是近年来在常规RTK、计算机技术、通讯网络技术的基础上发展起来的一种实时动态定位新技术。论文格式，CORS。它由基准站网、数据处理中心、数据通讯链路和用户部分组成。论文格式，CORS。

3.2、作业方式采用CORS模式的作业方式非常简单，只需一台有GPRS模块（或具有WAP上网功能的蓝牙手机）的流动站主机、一个控制手簿、一根对中杆，登陆当地的CORS系统就可以作业了。为此要做以下准备：

1)、从当地CORS系统管理部门获取IP地址、端口号、源列表、用户名和密码等信息；

2)、办理一张手机卡，并开通GPRS net 流量，可以采用包月的方式，一般两小时的GPRS 流量为一兆，可以根据每月的作业时间计算总流量，包月套餐。

3.3、CORS系统优缺点CORS系统彻底改变了传统RTK测量作业方式，其主要优势体现在：

1)、改进了初始化时间、扩大了有效工作的范围；

2)、采用连续基站，用户随时可以观测，使用方便，提高了工作效率；

3)、采用了多个参考站的联合数据，可以有效地消除系统误差和周跳，大大提高了可靠性；

4)、用户不需架设参考站，真正实现单机作业，提高了仪器使用效率；

5)、使用固定可靠的数据链通讯方式，减少了噪声干扰；

6)、提供远程INTERNET服务，实现了数据的共享；

7)、扩大了GPS在动态领域的应用范围，更有利于车辆、飞机和船舶的精密导航。

CORS模式除了具有GPRS模式的缺点外，还有以下不利之处：

1)、由于目前各种方法都不是十分成熟，技术上还没有统一的国际标准或行业标准；

2)、系统的首期投入较大，需要较多的启动资金，而且日常维护费用大。

4、结束语以上简单了介绍三种常用RTK作业模式的工作原理及优缺点，希望大家能根据自己项目的特点和技术要求，灵活选用不同的作业方式来提高工作效率。

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关键词：3G，越区切换，应用

 

1.引言在蜂窝移动通信网中，切换是保证移动用户在移动状态下实现不间断通信越区切换；切换也是为了在移动台与网络之间保持一个可以接受的通信质量，防止通信中断，这是适应移动衰落信道特性的必不可少的措施。特别是由网络发起的切换，其目的是为了平衡服务区内各小区的业务量，降低高用户小区的呼损率的有力措施。切换可以优化无线资源（频率、时隙、码）的使用；还可以及时减小移动台的功率消耗和对全局的干扰电平的限制。

2.越区切换的定义当移动台从一个小区（指基站或者基站的覆盖范围）移动到另一个小区时，为了保持移动用户的不中断通信需要进行的信道切换称为越区切换，

3.越区切换的分类从技术上分：当一次切换被触发后，一个新的信道将被建立，通信将转接到新的链路，同时，原来的信道被释放。切换处理过程可以根据新链路的建立途径(旧链路的释放是发生在新链路的建立之前、之中或之后)来分类。硬切换：新的连接建立前，先中断旧的连接；软切换：指既维持旧的连接，又同时建立新的连接。

硬切换：硬切换的特点是移动台在硬切换情况下，同一时刻只越区切换占用一个无线信道，它必须在一个指定时间内，先中断与原基站的联系，调谐到新的频率上，再与新基站取得联系，在切换过程中可能会发生通信短时中断。硬切换主要是不同频率的基站和扇区之间的切换。

软切换：软切换的特点是在软切换过程中，两条链路及相对应的两个数据流在一个相对较长的时间内同时被激活，一直到进入新基站并测量到新基站的传输质量满足指标要求后，才断开与原基站的连接。软切换是同一频率下不同基站之间的切换。

从小区的性质上分：同一交换中心基站之间的越区切换；同一BSC之间的切换；不同BSC之间的切换；不同交换中心之间基站的越区切换；微小区与宏小区之间的切换；同基站内不同扇区的切换；不同运营商之间的切换。

4.三种体制下的越区切换WCDMA与CDMA2000均采用软切换，TD-SCDMA采用接力切换。

WCDMA中的软切换

它是采用移动台发起的异步软切换方式进行的导频切换，基站需要确定在什么时间、什么位置为移动台启动软切换算法。论文大全。WCDMA的移动台可在同一频率下检测到其他基站与本基站的信号，确定它们之间的时间差。检测到的时间信息经由本基站到达新的候选基站，候选基站调整它新的专用信道的发射时间，即在发送信息的时间上进行调整，使不同基站在这个信息比特期间与下行码道同步。无线链路增加和释放过程：（1）小区2的导频信号强度逐渐增强，当小区2的导频强度Ec/Io达到(最好导频Ec/Io－(报告门限－增加滞后门限))并维持T时间，而此时候选集没有满，小区2此时被加入到候选集里。该项动作也称为无线链路增加。（2）小区3的导频信号强度逐渐增加并开始超过最早的小区1的导频信号强度，在小区3的导频（最好候选导频）强度Ec/Io达到（最弱导频Ec/Io+替换滞后门限）并维持T时间，而此时候选集的数目已满（假设此时系统设置的候选集最大数目是两个），小区3（候选集中最强的信号）此时替代小区2（候选集里最弱的信号）被加入到候选集里，小区1同时被移出候选集。该项动作也被称为无线链路增加和释放。论文大全。（3）此时候选集中小区3的导频信号强度逐渐减弱，当小区3的导频强度Ec/Io弱到（最好导频Ec/Io－（报告门限+删除滞后门限））并维持T时间，小区3（候选集里最弱的信号）此时被移出候选集。该项动作也称无线链路的释放。

CDMA2000中的软切换

它也是导频切换，移动台不断地搜索着激活类、候选类、邻近类、剩余类各个导频的强度，并且根据导频强度维护各个类，当移动台靠近切换区时，移动台开始以下操作过程：（1）导频p2强度超过了T_ADD，但尚未到达动态门限，移动台将这个导频移到候选集；（2）导频p2强度超过了[(SOFT_SLOP/8)×10×log10(PS1)+ADD_INTERCEPT/2]，移动台发送导频强度测量消息；（3）移动台收到扩展切换指示消息DROP_INTERCEPT/2，将p2移入激活集，开始宏分集，而后发送切换完成消息；（4）导频p1的强度下降低于动态门限[(SOFT_SLOPE/8)×10×log10(PS2)+DROP_INTERCEPT/2]移动台开始启动发送切换定时器；（5）切换下降定时器超时，移动台发送导频强度测量消息给基站；（6）移动台收到切换指示消息，将p1移入候选类。而后发送切换完成消息；（7）导频p1的强度下降低于T_DROP。移动台开始启动发送切换定时器；（8）切换下降定时器超时，移动台将p1从候选类移到邻近集。

TD-SCDMA中的接力切换

接力切换是一种基于智能天线的切换方案。它利用精确的定位技术，在对移动台的距离和方位进行定位的基础上，根据移动台方位和距离作为辅助信息，来判断移动台是否移动到了可进行切换的相邻基站临近区域。实现接力切换的必要条件是：网络要准备获得移动台的位置信息，包括移动台的信号到达方向(DOA)以及移动台与基站的距离。在TD-SCDMA系统中，由于采用了智能天线和上行同步技术，系统较容易获得移动台的DOA，从而获得移动台的位置信息。具体过程是：利用智能天线和基带数字信号处理技术，可以使天线根据每个移动台的DOA为其进行自适应的波形赋形。对每个移动台来讲，仿佛始终都有一个高增益的天线在自动跟踪它，基站根据智能天线的计算结果就能确定移动台的DOA，从而获得移动台的方向信息；利用上行同步技术，系统可以获得移动台信号传输的时间偏移，进而计算得到移动台与基站之间的距离；经过前两步之后，系统就可准确获得移动台的位置信息。

通过比较WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA中的切换技术，可以得到下面的结论：

在测量过程中，软切换和硬切换都是在不知道移动台准确位置的情况下进行切换、测量的，因此需要对所有的邻小区进行测量，然后根据给定的切换算法和准则进行切换判断和目标小区的选择。论文大全。

而接力切换是在知道移动台精确位置的情况下进行切换测量，所以它没有必要对所有邻小区进行测量，只需对与移动台移动方向一致的、靠近移动台一侧少数几个小区进行测量，然后根据给定的切换算法和准则进行切换判断和目标小区的选择，就可以实现高质量的越区切换。

5.越区切换的应用越区切换作为通信系统的关键技术，它可广泛应用于各种场合。例如，近年来地空数据通信的使用改变了对空作战指挥模式，而实现指控系统对空中平台远距离、大区域、不间断地引导指挥，关键在于实现空中平台的越区切换；GSM―R铁路专用移动通信系统，为铁路提速和客运专线提供网络化、智能化、综合化的行车调度指挥系统，越区切换技术是GSM―R移动性管理中的关键技术；双卡双模手机中的应用等。

参考文献

[1]《GSM―R越区切换分析与优化》，北京交通大学，电子信息工程学院丽聪、来尉

[2]《TD-SCDMA系统原理与关键技术》，大唐移动通信设备有限公司

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【关键词】移动通信煤矿3GTD-SCDMA

一、煤矿移动通信的现状

根据多年的工作经验和对煤矿移动通信系统使用现状的调研，目前，部分国有老矿没有设置移动通信系统，井下仍然以有线调度电话作为主要通信手段，一些新建或技术改造的煤矿，多采用漏泄通信、矿用小灵通、矿用WIFI等井下移动通信系统。

漏泄通信主要通过漏泄电缆实现无线信号覆盖，使用频段下行150MHz，上行170MHz。主要提供语音，支持同时32个用户通话，终端为防爆对讲机，功能单一、信道容量小，数据传输速率不高。系统组网时大量的串联中继设备导致可靠性低。已不再作为煤矿移动通信的主要方式。

矿用小灵通系统由于其技术成熟、成本较低，成为继漏泄通信系统之后，井下移动通信的主流方式。小灵通覆盖通过定向＼全向天线的方式，使用频段在1900MHZ。主要提供语音通信，数据业务功能低，不支持视频通话，单基站只能提供3个通话信道。目前小灵通在公网已经退市，导致煤矿企业小灵通专网的后续维护及发展都受到了限制，也将逐步淘汰。

WIFI是一种无线局域网数据传输技术，虽可实现语音功能，但更适用于数据业务的传输。系统覆盖主要是通过定向天线的方式，使用频段在2400MHZ。系统抗干扰能力弱，无线信号在井下衰减较快，使用中通话经常掉线，移动终端待机时间短。

二、煤矿移动通信系统的需求

煤矿移动通信系统应该实现井上下互联互通，满足日常通讯联络和生产调度指挥的需求，可方便的指挥多部门、多工种协同工作，通话语音清晰，网络信号稳定。可方便的录音存储，用以追溯责任。一旦遇到紧急情况，可以紧急通知所有人员。应能提供高速无线数据业务和提供井下无线采集终端、无线传感器、无线摄像头等无线接口，为井下物联网的建设提供接入条件。

三、3G移动通信系统在煤矿应用的对比分析

随着地面3G移动通信技术的发展，煤矿井下3G移动通信系统也越来越受到关注。所谓3G，全称为3rd Generation，即第三代数字通信。国际电信联盟（ITU）确定3G移动通信的三大主流无线接口标准分别是W-CDMA、CDMA2000和TDS-CDMA。对这三种移动通信系统在煤矿井下应用的对比如表1。

由表1可以看出，矿用3G（TD-SCDMA）无线移动通信系统在单基站的用户数、上下行带宽、覆盖距离等方面具有一定优势，可以实现井下巷道的无线全覆盖。系统能够提供传统语音业务、短信业务，也能提供视频通话以及3G数据业务。系统可随着公网3G移动通信技术的发展平滑升级，不断更新换代，保护了煤矿用户的投资。

四、结语

具有我国自主知识产权的3G（TD-SCDMA）移动通信系统具有抗干扰能力强，语音清晰，数据和图像无线传送速率快、能够提供井下物联网前端接入等优点，能够保证煤矿有线、无线通信的一体化调度，是建设新型数字智能煤矿的新一代井下移动通信新系统。

参考文献

[1]钱彬，韩凌玲.煤矿井下移动通信系统的模块化建立[J].煤炭技术，2013，32（2）：57-60

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论文关键词：ZigBee，通信模块，无线技术，电能管理系统

 

0 引言

随着全球范围内智能电网建设正逐步展开，用户端是智能电网重要组成部分，用户端的核心内容包括智能配电与能量管理、智能电器、用电安全、电力计量等多个方面。目前能量管理系统都会考虑采用多种通信技术混合组网的方式，以克服现有技术固有的一些不足，从而达到满足系统性能和投资回报的要求。目前工业以太网、电力线载波及无线短距离通信被认为是AMR自动抄表系统可用的解决方案。其中无线短距离通信是一个很好的本地通信网络的解决方案，工业以太网、GPRS及CDMA等远距离通信可以作为远程通信网络，以这样方式的混合组网被公认为一种很好的解决方案。随着一种新兴的短距离、低速率无线网络技术ZigBee技术的兴起，基于ZigBee技术的本地无线自动抄表系统成为了一个热点。本文主要介绍了一款基于ZigBee技术无线模块的设计及其在ZigBee无线自动抄表系统中的应用。

1 ZigBee技术的特点

ZigBee无线技术的特点是低耗电、低成本、低数据速率、短距离、通信可靠性高。它的网络拓扑主要支持3种自组织无线网络类型，即星型结构(Star)、网状结构(Mesh)和树型结构(Cluster Tree)，特别是网状结构，具有很强的网络健壮性和系统可靠性。这使ZigBee技术在低耗电、低成本、低数据速率、可靠性强的无线抄表系统中发挥巨大的作用。

2 ZigBee无线模块的设计

本文设计的ZigBee无线模块采用导轨式安装的安装方式，可以方便地安装在35mm的标准导轨上，这使模块能灵活的安装在各类配电箱、配电柜中。其外观侧视图如图1所示。ZigBee无线模块的技术指标如表1所示。

表1 ZigBee无线模块的技术指标

 

ZIGBEE采集器

ZIGBEE网络终端

无线

频率范围

2.41GHz~2.48GHz

RF信道

16

接收灵敏度

-94dbm

发射功率

-27dbm~25dbm

天 线

外置SMA天线

网络拓扑

网状

寻址方式

IEEE802.15.4/ZIGBEE标准地址

网络容量

最大255个节点

通信接口

通信接口

RS485

工业以太网

波特率

9600bps（默认）、4800bps、2400bps、1200bps可选；

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关键词:水利；信息化; 移动技术

中图分类号：TV文献标识码： A

1、各种移动技术的应用

1.1各类移动技术概述

中国的移动通信技术有着较为广泛的通信范围，从其所承载的网络来看，除去目前我国尚未成熟的3G网络，大概可以将国内的移动技术分为2种网络: GSM网络、CDMA网络。这2种网络都为中国用户提供了不同形式的语音、短信以及数据传输服务。

1.2语音通讯技术的应用及其特点

语音通讯技术是移动网络中所承载的语音传输服务，即人们常说的打电话和接电话。目前，国内语音通讯在水利行业中，最为广泛和典型的应用为电话报警和电话查询应用，而这类业务不仅是针对移动终端，同时还包括固定电话、移动座机等。

1.2.1电话自动报警

当应用服务器发现采集设备所采集的水利、水文数据中有一条或多条超过了预设的警戒值时，会自动向预先设定的电话拨号报警，并语音播报告警信息(包括告警信息名称告警值预设值等)。

1.2.2电话查询

查询者通过使用固定电话，移动电话等拨打特定的业务号码，并由电话语音卡连入应用服务器，通过服务器的语音提示来选择自己所关注的信息，这时，服务器会通过检索的方式查询该信息的详细内容，并通过语音方式在电话中向查询者播报。

总的来说，这些方式的应用，都兼备有以下特点:

1）成本低廉结构简单。除了服务器和语音卡、相应软件等需要一定的费用外，无其它设备费用，只需将语音卡和电话线相连就可以提供服务。

2)无用户地域限制，不论用户身在何地，只要用户的通讯终端正常连接通讯运营网络即可。

3) 语音报警具有重要现实意义，具有明确的提示信号和准确的数值报告，可以在很大程度上解放工作人员。

有众多优点的同时，也难以避免缺点的出现，缺点为:

1）同时接入用户数量有限，当通讯线路被一个用户占用时，其他用户无法连接。

2)当报警用户数增加到一定限度时，完成对所有用户的报警耗时过长。

3)单次信息服务耗时过长，需要用户参与环节过多，当线路通话质量下降时，使用比较困难。

1.3短信技术的应用及其特点

短信技术所指的是在移动网络中所承载的文字信息服务。在水利行业中，短信技术多被应用在短信数据传输、短信报警和短信查询应用，这些服务可以在GSM、CDMA等诸多终端中应用。短信数据传输指的是各类遥测站点的数据采集器在采集到数据后，将所采集到的数据一一打包，并按照事先设定的号码将数据通过短信传输到与服务器连接的移动通讯模块上。

短信自动报警系统所指的是当服务器在接收到所采集的数据后，发现一条或多条数据超过的当初所设定警戒值时，短信自动报警系统就会将报警信息通过短信的形式发送到预先设定好的移动终端中。短信查询应用指的是查询者可以通过固定格式来发送查询短信，并通过移动终端向所指定的业务号码发送查询短信信息，服务器会根据信息指定所查询的内容在数据库中搜寻特定内容，并以短信的形式发送给查询者。

这2个方式的应用有着十分强大的优点，即:

成本较低且构造简单。不论用户在何地，只要用户的通讯端能够与运营网络相连接就能够随时随地的享受运营商所提供的服务。

所允许接入的用户数量没有限制。这样就大大增加的服务的用户人群，使得更多的人能够享受这一服务。

短信报警具有重要现实意义，具有明确的提示信号和准确的数值报告，并且查询结果自动存储在用户移动终端中随时备查。

每一次使用信息服务时的操作过程都十分简便，在短短数秒内就能够完成操作。

接收用户在断电时也不会损失数据，所接收的数据都被储存在运营商的数据库中，因此不会丢失。

关于以上应用的缺点，主要表现在2个方面:

用户在编制短信时较为麻烦，当一些所需要查询的内容比较复杂时，所编写的查询内容会变得十分复杂，这也造成了用户在编写短信时会比较麻烦

虽然短信十分简便，但其有着一定的字数限制，每次发送的数据量也被限制。

2、数据传输的其它方式

2.1信息

水利信息的，除传统方式外，现在又出现了以web网页形式直接到Internet，用户只需连接到Internet ，运行web浏览器直接访问网址即可获得信息的方式。但是这种方式对于出差、参加会议、野外工程人员等来说，非常不方便，一般情况下，这类用户都会受到没有便捷的上网方式，没有能直接浏览web网页的工具等困难的困扰。

而将水利信息制作成为支持WAP1.1版的网页，那这类用户就可以随时通过手机连接GPRS/EDGE、CDMA上网，使用当前大多数手机都自带的WAP浏览器，访问修改各类水利信息。

2.2移动计算

对于大量在野外工作或者出差的水利工程人员、设计人员来说，不一定记得所有计算公式，或者有公式不一定具备计算能力，这时，就可以使用手机访问预先编写好的专用于各类公式计算的WAP网页，只需要选择计算类型、计算条件、计算参数等，由WAP服务器自动计 算结果，通过WAP网页方式返回用户手机。这样能够大大提高工作人员的工作效率，提升业务质量。

3、结合GPS的应用

结合当前已经成熟的全球卫星定位技术(GPS)，在水利方面，移动技术还有更为广阔的应用前景。例如寻检监督、现场勘测等。

3.1寻检监督

对于某些地点，在某些特定的时期(如汛期)需要进行定期寻检，但往往由于缺乏有效的监督手段，对于这些地点是否被寻检往往无人知晓。

因此，可以要求寻检人员携带具有GPA功能的智能手机，运行专业的导航软件，按照特定的频率来检查该手机的当前GPS坐标，并直接使用移动运营商授时或者GPS授所提供的当前时间，通过CDMA、GPRS/EDGE、通道发往监督机构，当监督机构接收该信息后，通过专门的软件对GPS信息进行自动分析、存储，并在GIS(地理信息)系统上描绘该寻检人员的检查轨迹。

3.2现场勘测

一些现场的勘测照片和数据要即时送往水利机构，往往要花费较长时间，实时性不强，而采用具备GPS、摄像功能的智能手机，就可以在专门的软件里对现场摄像、配上勘测数据、GPS坐标勘测时间等，通过CDMA、GPRS/EDGE自动发往水利机构，保证数据照片的实时性、有效性和空间、时间位置的有序性。

结束语

以上只是根据移动技术在水利信息化的应用中所做一个粗略的分析和陈述，起到抛砖引玉的作用。

目前，随着移动技术和水利信息化需求的发展，它在水利系统中的应用前景十分可观，而水利事业也会因此更快地发展。

参考文献

［1］邵东国，黄显峰. 构建水利信息化技术标准体系思考［C］//中国水利学会青年科技工作委员会.中国水利学会第二届青年科技论坛论文集.郑州: 黄 河 水利出版社，2005

［2］刘勇，郝新宇，王玉章.基于水利信息系统开发模式的探

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论文关键词：景观式地面烟炉，系统组成，技术指标

 

RYJ-1型景观式地面烟炉外形似欧式尖顶建筑，采用太阳能供电远程遥控作业，其控制距离不受限制，可布置在气候条件适宜的地区技术指标，实现焰条的远程遥控检测、点火和自动播撒。本系统除可在手机信号覆盖的地区使用外，还可选择安装在北斗接收装置上，可覆盖没有手机信号的所有区域，实现中国境内无盲点覆盖。

1 功能及特点

1.1 实现了无人职守，适时作业的功能，作业安全可靠，可广泛布点，实用性强。

1.2 具有设备破坏报警技术指标，烟管被盗自毁的功能，可确保设备安全，可避免燃烧剂危害社会。

1.3 功能配置先进，配置北斗卫星通讯，可覆盖中国境内所有区域。

1.4 考虑到作业人员的安全及卫生，填装烟管工作在烟炉外完成，无需将手伸入烟炉内部，装填方便、快捷技术指标，可确保烟管安装人员安全卫生。

1.5 装填烟管数量多，催化剂含量大，作业时间长。

1.6 具有烟管是否点火成功的检测功能和异常检测功能及燃烧情况记录功能。

1.7 遥控系统具有可靠的加密功能。

1.8 外形美观，性能可靠，可靠选择单体或成组（套）安装使用。

2 工作原理

中心控制器采用密码无线通讯方式。远

程获取终端站点信息，庙宇烟管点火时间、点火数量，使烟管在选定时间正常点火，燃烧催化剂技术指标，通过烟炉将催化焰剂播撒释放于空中，并在上升气流的作用下抬升到云中，达到催化增雨（雪）功效。

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学本科，从事人工影响天气科研工作

2.1 本系统由地面烟管、烟炉、点火控制系统组成。

2.1.1 地面烟管由接电铜片、底座、壳体、催化剂药柱、自毁装置、喷管、防潮塞组成，见图1。

图1 地面烟管

Fig.1 Chimney of equipment

2.1.2 地面烟炉由1雨帽、2烟囱、3炉顶、4炉镗、5烟管固定装置、6烟管、7收渣盒、8烟炉底座、9接线板、10门、11控制器等组成，见图2。

图2 地面烟炉

Fig.2 landscaping artificial rainfall aerosol equipment

2.1.3 点火控制系统由点火控制器、内置电池、

无线通讯模块、太阳能充放电控制、防盗报警系

统组成。系统工作框图见图3。

图3 控制系统工作框图

Fig.3 Map of control system

3 技术指标

3.1 烟管技术指标

管长398mm

管径Φ46.5 mm

质量925 g

催化剂重量 535 g

碘化银含量 11 g/支

成核率（-10℃） 1.03×101 个/g

催化剂燃烧时间 6 Min/支

催化剂燃烧温度 1260℃

使用温度-30～45℃

储存温度 -40～50℃

烟管同时工作数量 ≤9支/套

储存期3年

3.2 地面烟炉、控制系统性能指标

外形尺寸4212×1538×5475（长×宽×

高）mm/套（3个单位为一套）

质量 1500 Kg/套

烟管最大装填量 168支/套（单位装填量56支）

电源电压220VAC(远程中心站)；8～

16VDC(现场终端）V

待机功耗 ≤2W（终端

供电方式 太阳能供电系统

电池能量 7个连续阴天可靠工作

电池寿命 >1年

手持式控制方式 现场控制

控制距离 中国境内不限

最大点火容量 168支（可以独立点火）

平均无故障工作 >7000 H

平均修复时间 <2 H

工作温度 -30～45℃

工作湿度 10～100%

点火控制方式 支持GPRS、CDMA、SMS、卫星通讯

21世纪，对于我区人工影响天气的工作发展是一个十分有利的时期，但机遇与挑战并存技术指标，希望和困难同在，我们要充分利用国内的先进技术，落实科学发展观，丰富我区人影作业手段，促进我区人影工作快速的发展，从而进入一个全新的局面。

参与文献：

人工影响天气技术手册

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论文关键词：智能天线 码分多址 自适应阵列 移动通信 系统容量

论文摘要：近年发展起来的CDMA移动通信系统技术相对于FDMA、TDMA系统具有较大的容量，但由于多径干扰、多址干扰的存在，其容量优势并没有得到充分的发挥，如果在基站上采用智能天线可以降低这些干扰的影响，提高系统的性能。本文通过对智能天线的认识、优势的阐述，从而引发智能天线在现代移动通信中的重要性。

1引言

我们知道，天线有很多种，但大体上可分为三大类:“线天线”、“面天线”及“阵列天线”。阵列天线最初用于雷达、声纳以及军事通信中，完成空间滤波和参数估计两大任务。当阵列天线应用到移动通信领域时，通信工程师喜欢用“智能天线”来称谓之。智能天线根据方向图形成(或称为波束形成)的方式又可分为两类:第一类，采用固定形状方向图的智能天线，且不需要参考信号;第二类，采用自适应算法形成方向图的智能天线，需要参考信号。

本文在以下提到的智能天线都是指第二类，即(自适应)智能天线，这也是目前智能天线研究的主流。

2智能天线的技术现状

在分析研究智能天线技术理论的同时，国内外一些大学、公司和研究所分别建立了试验平台，用实验的方法来验证理论研究的成果，得出相应的结论。

(1)在美国

在智能天线技术方面，美国较其它国家要成熟的多，并已开始投入实用。美国ArrayComm公司将智能天线技术应用于无线本地环路(WLL)系统。ArrayComm方案采用可变阵元配置，有12阵元、8阵元环形自适应阵列可供不同环境选用，现场实验表明在PHS基站采用该技术可以使系统容量提高4倍。

(2)在欧洲

欧洲通信委员会(CEC)在RACE(Research into AdvancedCommunication in Europe)计划中实施了第一阶段智能天线技术研究，称为TSUNAMI(The Technology in SmartAntennas for Univer-sal Advanced Mobile Infrastructure)，由德国、英国、丹麦和西班牙合作完成。该项目是在DECT基站上构造智能天线试验模型，于1995年初开始现场试验，天线阵列由8个阵元组成，射频工作频率为1.89 GHz，阵元间距可调，阵元分布有直线型、圆环型和平面型三种形式。试验模型用数字波束成形的方法实现智能天线，采用ERA技术有限公司的专用ASIC芯片BDF1108完成波束形成，使用TMS320C40芯片作为中央控制。

(3)在日本

ATR光电通信研究所研制了基于波束空间处理方式的多波束智能天线。天线阵元布局为间距半波长的16阵元平面方阵，射频工作频率是1.545 GHz。阵元组件接收信号在模数变换后，进行快速付氏变换(FFT)处理，形成正交波束后，分别采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法，数字信号处理部分由10片FPGA完成，整块电路板大小为23.3 cm×34.0 cm。ATR研究人员提出了智能天线的软件天线的概念。

我国目前有部分单位也正进行相关的研究。信威公司将智能天线应用于TDD(时分双工)方式的WLL系统中，信威公司智能天线采用8阵元环形自适应阵列，射频工作于1785~1 805 MHz，采用TDD双工方式，收发间隔10 ms，接收机灵敏度最大可提高9 dB。

3智能天线的优势

智能天线是第三代移动通信不可缺少的空域信号处理技术，归纳起来，智能天线具有以下几个突出的优点。

(1)具有测向和自适应调零功能，能把主波束对准入射信号并适应实时跟踪信号，同时还能把零响点对准干扰信号。

(2)提高输入信号的信干噪比。显然，采用多天线阵列将截获更多的空间信号，也即是获得阵列增益。

(3)能识别不同入射方向的直射波和反射波，具有较强的抗多径衰落和同信道干扰的能力。能减小普通均衡技术很难处理的快衰落对系统性能的影响。

(4)增强系统抗频率选择性衰落的能力，因为天线阵列本质上具有空间分集的能力。

(5)可以利用智能天线，实时监测电磁环境和用户情况来提高网络的管理能力。

(6)智能天线自适应调节天线增益，从而较好地解决远近效应问题。为移动台的进一步简化提供了条件。越区切换是根据基站接收的移动台功率的电平来判断的。由于阴影效应和多径衰落的影响常常导致错误的越区转接，从而增加了网络管理的负荷和用户的呼损率。在相邻小区应用的智能天线技术，可以实时地测量和记录移动台的位置和速度，为越区切换提供更可靠的依据。

4智能天线与若干空域处理技术的比较

为了进一步理解智能天线的概念，我们把智能天线和相关的传统空域处理技术加以比较。

(1)智能天线与自适应天线的比较

智能天线与自适应天线并没有本质上的区别，只是由于应用场合不同而具有显著的差异。自适应天线主要应用于雷达系统的干扰抵消，一般地，雷达接收到的干扰信号具有很强的功率电平，并且干扰源数目比天线阵列单元数少或相当。而在无线通信系统中，由于多径传播效应到达天线阵列的干扰数目远大于天线阵列单元数，入射角呈现随机分布，功率电平也有很大的动态变化范围，此时的天线叫智能天线。 转贴于

对自适应天线而言，只需对入射干扰信号进行抵消以获得信干噪比(SINR， Signal to Interference plus Noise Ratio)的最大化。对智能天线而言，由于到达阵列的多径信号的入射角和功率电平均数是随机变化的，所以获得的是统计意义上的信干噪比(SINR)的最大化。

(2)智能天线与空间分集技术的比较

空间分集是无线通信系统中常用的抗多径衰落方案。M单元智能天线也可等效为由M个空间耦合器按优化合并准则构成的空间分集阵列。因此可以认为智能天线是传统分集接收的进一步发展。

但是智能天线与空间分集技术却是有显著的差别的。首先空间分集利用了阵列天线中不同阵元耦合得到的空间信号的弱相关性，也即是不同路径的多径信号的弱相关性。而智能天线则是对所有阵元接收的信号进行加权合并来形成空间滤波。一个根本性的区别:智能天线阵列结构的间距小于一个波长(一般取λ/2)，而空间分集阵列的间距可以为数个波长。

(3)智能天线与小区扇区化的比较

小区的扇区化可以认为是一种简化的、固定的预分配智能天线系统。智能天线则是动态地、自适应优化的扇区化技术。现在，我们来讨论一个颇有争议的问题。根据IS-95建议，当采用120°扇区时系统容量将增加3倍。由此是否可以得到结论，扇区化波束越窄系统容量提高越大?考虑到实际的电磁环境，我们认为对这一问题的回答是否定的。这是因为窄波束接收到的信号往往是由许多相关性较强的多径信号构成的。一般情况下，各径信号的时延扩展小于一个chip周期。这时信号波形易于产生畸变从而降低信号的质量达不到增加系统容量的目的。同时如果采用过窄的波束接收信号，一旦该径信号受到严重的衰落，则将直接导致通信的中断。另外，过窄的接收波束在工程上是难以实现的，并将成倍地增加设备的复杂度。

5智能天线的未来展望

(1)目前还没有一个完整的通信理论能够较全面地将智能天线的所有课题有机地联系起来，故需要建立一套较完整的智能天线理论;另一方面，高效、快速的智能算法也将是智能天线走向实用的关键。

(2)采用高速DSP技术，将原先的射频信号转移到基带进行处理。基带处理过程是数字算法的硬件实现过程。

(3)由于圆形布阵和二维任意布阵比等间隔线阵优越，同时阵列天线的数字合成算法能够用于任意形式阵列天线而形成任意图案的方向图，因而可考虑在CDMA基站中采用二维任意布阵的智能天线。

(4)在移动台中(如手机)采用智能天线技术。

(5)采用智能天线技术来改善移动通信信道中上下链路不能使用同一套权值的问题，以改善上下链路的性能。

(6)目前，智能天线技术的研究已不是单一地研究智能天线本身，应与CDMA的一些关键技术(如多用户检测技术、多用户接收技术、功率控制等)结合在一起研究。

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论文摘要：移动通信技术的发展历程可以划分为三个阶段，即第一代模拟移动通信系统、第二代数字移动通信系统、第三代多媒体移动通信系统。本文简单介绍了移动通信技术的发展历程，重点论述了第四代移动通信系统（4th Generation 4G）的概念及相关术，并指出其今后的发展趋势。

一、移动通信技术的发展状况

(一)第一代——模拟移动通信系统

第一代(即1G，是the first generation的缩写)移动通信系统的主要特征是采用模拟技术和频分多址(FDMA)技术、有多种制式。我国主要采用TACS，其传输速率为2．4kbps，由于受到传输带宽的限制，不能进行移动通信的长途漫游，只是一种区域性的移动通信系统。第一代移动通信系统在商业上取得了巨大的成功，但是其弊端也日渐显露出来，如频谱利用率低、业务种类有限、无高速数据业务、制式太多且互不兼容、保密性差、易被盗听和盗号、设备成本高、体积大、重量大。所以，第一代移动通信技术作为2O世纪80年代到90年代初的产物已经完成了任务退出了历史舞台。

(二)第二代——数字移动通信系统

第二代(即2G，是the second generation的缩写)移动通信系统是从20世纪90年代初期到目前广泛使用的数字移动通信系统，采用的技术主要有时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)两种技术，它能够提供9．6-28．8kbps的传输速率。全球主要采用GSM和CDMA两种制式，我国采用主要是GSM这一标准，主要提供数字化的语音业务级低速数据化业务，克服了模拟系统的弱点。和第一代模拟移动蜂窝移动系统相比，第二代移动通信系统具有保密性强，频谱利用率高，能提供丰富的业务，标准化程度高等特点，可以进行省内外漫游。但因为采用的制式不同，移动标准还不统一，用户只能在同一制式覆盖的范围内进行漫游，还无法进行全球漫游，虽然第二代比第一代有更大的带宽，但带宽还是很有限，限制了数据的应用，还无法实现高速率的业务，如移动的多媒体业务。

(三)第三代——多媒体移动通信系统

随着通信业务的迅猛发展和通信量的激增，未来的移动通信系统不仅要有大的系统容量，还要能支持话音、数据、图像、多媒体等多种业务的有效传输。第二代移动通信技术根本不能满足这样的通信要求，在这种情况下出现了第三代

(即3c，是the third generation的缩写)多媒体移动通信系统。第三代移动通信系统在国际上统称为IMT一2000，是国际电信联盟(1TU)在1985年提出的工作在2000MHz频段的系统。与第一代模拟移动通信和第二代数字移动通信系统相比，第三代的最主要特征是可提供移动多媒体业务。

二、第四代移动通信系统的概念

4G也称为广带接入和分布网络．具有超过2Mb／s的非对称数据传输能力．对高速移动用户能提供1 50M b／s的高质量的影像服务．并首次实现三维图像的高质量传输 它包括广带无线固定接入、广带无线局域网．移动广带系统和互操作的广播网络(基于地面和卫星系统) ． 是集多种无线技术和无线LAN 系统为一体的综合系统．也是宽带lP接入系统．在这个系统上．移动用户可以实现全球无缝漫游．为了进一步提高其利用率．满足高速率、大容量的业务需求． 同时克服高速数据在无线信道下的多径衰落和多径干扰等众多优势。

三、4G的关键技术

1.OFDM技术。它实际上是多载波调制MCM的一种．其主要原理是：将待传输的高速串行数据经串／并变换，变成在N个子信道上并行传输的低速数据流，再用N 个相互正交的载波进行调制，然后叠加一起发送。接收端用相干载波进行相干接收，再经并／串变换恢复为原高速数据。

2．多输入多输出(MIMO)技术。多输入多输出(MIMO)技术是无线移动通信领域智能天线技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率，是下一代移动通信系统的核心技术之一。MIMO系统采用空时处理技术进行信号处理，在丰富的散射环境下，空分复用MIMO系统(如BLAST结构)可以获得与天线数成正比的容量增长，从而极大地提高频谱效率，增加系统的数据传输速率。但是当散射程度欠佳时，会引起信道间的空间相关，尤其在室外环境下，由于基站的天线较高，从而角度扩展较小，其空间相关难以避免，在这种情况下MIMO不可能获得所期望的数据传输速率。 转贴于

3．切换技术。切换技术能够实现移动终端在不同小区之间跨越和在不同频率之间通信以及在信号质量降低时如何选择信道。它是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠通信的基础。主要划分为硬切换、软切换和更软切换．硬切换发生在不同频率的基站或不同系统之间。第4代移动通信中的切换技术正朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。

4.软件无线电技术。软件无线电是将标准化、模块化的硬件功能单元经过一个通用硬件平台，利用软件加载方式来实现各种类型的无线电通信系统的一种具有开放式结构的新技术。通过下载不同的软件程序，在硬件平台上可实现不同功能，用以实现在不同系统中利用单一的终端进行漫游，它是解决移动终端在不同系统中工作的关键技术。软件无线电技术主要涉及数字信号处理硬(Digital Signal Process Hardware，DSPH)、现场可编程器件(Field Programmable Gate Array，FPGA)、数字信号处理(Digital SignalProcessor， DSP)等。

5.IPv6协议技术。3G网络采用的主要是蜂窝组网，而4G系统将是一个基于全lP的移动通信网络，可以实现不同类型的接入系统和通信网络之间的无缝连。为了给用户提供更为广泛的业务，使运营商管理更加方便、灵活，4G中将取代现有的IPv4协议，采用全分组方式传送数据的IPv6协议。

四、发展趋势

目前，4G移动通信还只处于实验室研究开发阶段。具体的设备和技术还没有完全成型，后续的软件开发还没有启动。这都会给4G的发展带来很多难题，有待人们深入研究。但未来移动通信必将具有文中描述的这些基本特征：高速率、高质量的数据传输，完全集中的服务。无所不在的移动接入，高智能的多样化的用户设备。随着新问题、新要求的不断出现。第四代移动通信技术将会相应地调整、完善和进一步发展。我们相信，不远的将来，人们将会不受时间、地点限制，可以自由自在地利用移动网络获取和传递信息，从而使人们的学习、工作、生活发生更深刻的变化。

参考文献

[1] 张重阳.数字移动通信技术[M].西安:江西科技大学出版社，2006.