無線通信研究匯總十篇

序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇無線通信研究范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

2無線通信反制技術(shù)

隨著民用和軍用通信技術(shù)的高速發(fā)展，通信頻段內(nèi)的信號變得日益密集，民用、軍用、不同功率、不同帶寬、不同調(diào)制制式的通信信號交織在一起，使得電磁環(huán)境變得更加復(fù)雜。無線信號反制的實現(xiàn)并不是簡單的手機信號屏蔽。一般手機屏蔽器在工作過程中以一定的速度從前向信道的低端頻率向高端掃描。該掃描速度可以在手機接收報文信號中形成亂碼干擾，手機不能檢測出從基站發(fā)出的正常數(shù)據(jù)，使手機不能與基站建立聯(lián)接。而無線信號反制技術(shù)不僅可以阻斷手機與基站之間的聯(lián)系，還可以實時監(jiān)控手機與基站之間的通信。當(dāng)需要發(fā)現(xiàn)目標(biāo)手機時，還可以控制手機的振鈴和短信功能。無線信號反制技術(shù)基于基站模擬技術(shù)和軟性無線電技術(shù)，用軟件來定義無線電波發(fā)射和接收方式，搭建無線電通信系統(tǒng)。也就是說，現(xiàn)在那些高性能的無線電設(shè)備中所遇到的數(shù)字調(diào)制問題將變成軟件問題。軟件無線電能夠?qū)崿F(xiàn)可編程通信，對信息進行有效控制，覆蓋多個頻段，支持大量波形和應(yīng)用軟件。這樣無線通信新系統(tǒng)、新產(chǎn)品、新業(yè)務(wù)的開發(fā)也逐步轉(zhuǎn)到軟件上來，而無線通信的產(chǎn)品價值將越來越多地體現(xiàn)在軟件上。軟件無線電采用基于Python腳本語言和C++的混合方式。Python用來構(gòu)造流程，C++由于具有較高的執(zhí)行效率，被用于編寫各種信號處理模塊，如：濾波器、FFT變換、調(diào)制/解調(diào)器、信道編譯碼模塊等。無線通信反制的硬件設(shè)備分為兩部分：①前端單兵設(shè)備；②信號處理設(shè)備。單兵設(shè)備是一款集目標(biāo)定位與無線傳輸為一體的偵查設(shè)備，它可配合無線通信反制信號處理主機定位目標(biāo)手機的準(zhǔn)確距離，誤差小于0.5m。該設(shè)備不受與信號處理主機之間距離的限制，減輕了在各種復(fù)雜環(huán)境下抓捕嫌疑目標(biāo)的難度。無線通信反制信號處理主機是硬件獨立的，可根據(jù)需求采用不同的硬件版本，軟件不受影響。常用的信號處理主機硬件部分主要包括FPGA、數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器、可編程控制抽樣率的數(shù)字上/下變頻器等。

3無線通信反制技術(shù)功能

本文研究的無線通信反制基于基站模擬器技術(shù)和軟件無線電技術(shù)，系統(tǒng)功能由軟件定義，其物理層行為也能由于軟件的改變而改變，可實現(xiàn)以下功能：（1）在隱蔽非接觸的條件下，利用移動跟蹤方式，多次比對，快速抓取并確定犯罪嫌疑人手機的國際移動用戶識別碼及國際移動裝備辨識碼；（2）系統(tǒng)可實時顯示手機的國際移動用戶識別碼、國際移動裝備辨識碼、場強值、歸屬地等信息。采集用戶信息后，可根據(jù)需要全部釋放，使其保持正常通信，實現(xiàn)移動電子圍欄功能。也可對特定目標(biāo)保持抓取狀態(tài)；（3）可獲取犯罪嫌疑人的手機明碼（手機號碼），截獲并顯示該手機發(fā)送出的短信息內(nèi)容及收件人的手機號碼，可以偽裝任意號碼給目標(biāo)手機發(fā)送任意短信內(nèi)容；（4）偵測到目標(biāo)手機信號后，可使用單兵測向設(shè)備，通過對信號場強的測量，可逐步搜索鎖定犯罪嫌疑人的精確位置（誤差小于0.5m）；（5）利用已獲取的國際移動用戶識別碼及國際移動裝備辨識碼，系統(tǒng)可實現(xiàn)目標(biāo)信號報警功能，一旦截獲“黑名單”中的國際移動用戶識別碼及國際移動裝備辨識碼，設(shè)備自動報警；而截獲“白名單”中記錄的號碼，將提示并釋放。適用于機場、車站、高速公路收費站等重要場所，防范犯罪嫌疑人進入該區(qū)域。

篇（2）

2設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中無線通信技術(shù)集成軟件系統(tǒng)

在無線集成網(wǎng)絡(luò)運行過程中，由于系統(tǒng)是由無中心節(jié)點組成的網(wǎng)絡(luò)形式，能實現(xiàn)無線通信模塊的優(yōu)化自治，并且能針對具體的控制節(jié)點進行無線移動。系統(tǒng)是由無線通信模塊網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組成的自治多跳系統(tǒng)，中心控制節(jié)點是分布式控制網(wǎng)絡(luò)，能保證兩個節(jié)點能實現(xiàn)直接通信。一方面，主機結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要應(yīng)用有效的程序，數(shù)據(jù)采集和處理。另一方面，路由結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點需要應(yīng)用路由協(xié)議，確保選擇策略和選擇路徑得以實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，保證路由維護管理工作的有效性。在無線集成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，信號采集、信號調(diào)理以及數(shù)據(jù)分析處理過程是整合狀態(tài)，而節(jié)點內(nèi)嵌入高檔工業(yè)級微處理器，需要結(jié)合數(shù)據(jù)分析處理算法，保證頻譜處理效果和高價值信息應(yīng)用模型符合標(biāo)準(zhǔn)，真正落實分布式處理。在線路規(guī)程中，設(shè)計人員要對通信系統(tǒng)進行集中整合和綜合性分析，確保處理機制和管控措施符合標(biāo)準(zhǔn)，也要對設(shè)備的運輸參數(shù)以及軟件預(yù)期接受狀態(tài)展開集中整合[1]。（1）詢問和確認(rèn)方式，也被稱為Enquiry/Acknowledgement，在設(shè)備狀態(tài)無線遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)中，有兩種形式的存在，而詢問/確認(rèn)方式主要應(yīng)用在其中一種，但是不會有非預(yù)期的接受方接收傳輸?shù)南到y(tǒng)，換言之，兩個設(shè)備在一條專用的高速數(shù)據(jù)鏈路上傳送。詢問/確認(rèn)方式主要負(fù)責(zé)的工作就是協(xié)調(diào)設(shè)備之間的傳輸或是查看設(shè)備是否已經(jīng)準(zhǔn)備就緒能夠進行接收與輸送，若在詢問后，結(jié)果顯示，可以接收，而接受法已經(jīng)準(zhǔn)備接收，在回答確認(rèn)字符后，便可以開始接收，若回答否認(rèn)字符（NegativeAcknowledgment），則停止接收，待準(zhǔn)備就緒后，再次進行確認(rèn)。若設(shè)備之間在一定的時間內(nèi)沒有收到確認(rèn)方式和否認(rèn)方式，那么說明，傳輸方在詢問的時候可能將Enquiry丟失，此種狀況，只需要斷開連接，重新發(fā)送即可。若詢問方式給出的結(jié)果是否定的，且三次均呈現(xiàn)否定信息，那么傳輸方則需要斷開連接，并在下一個時刻重新開始連接整個過程，若呈現(xiàn)結(jié)果為肯定，也就是確認(rèn)幀連接成功，則表示數(shù)據(jù)開始傳送，待數(shù)據(jù)傳輸完畢后，發(fā)送系統(tǒng)會以EndofTape結(jié)束此次傳輸。（2）輪詢和選擇方式，應(yīng)有在設(shè)備主站中，能實現(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的綜合性優(yōu)化，也能保證多點系統(tǒng)在不同節(jié)點間進行優(yōu)化協(xié)調(diào)，確保設(shè)備準(zhǔn)備工作和應(yīng)用工作的完整性，對同一條傳輸線路的主設(shè)備和若干從設(shè)備展開深度的數(shù)據(jù)和信息交換。其中，主設(shè)備控制鏈路，從設(shè)備則負(fù)責(zé)接收和遵從相關(guān)指令。（3）差錯控制，在信號上對相關(guān)傳輸數(shù)字信號進行差錯控制，針對不理想的特性以及噪聲展開深度分析，將接收端按照既定的規(guī)則，對檢驗信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系展開深度的審定和分析。從而在研究體系建立過程中發(fā)現(xiàn)錯誤，然后及時的糾正錯誤。設(shè)計人員在對軟件進行實效性分析過程中，也要保證處理效果和參數(shù)系統(tǒng)的完整性，提高軟件的實時運行效率[2]。

3設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中無線通信技術(shù)集成硬件系統(tǒng)

在硬件系統(tǒng)中，電動機在變頻器控制下會出現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速，使得傳動鏈轉(zhuǎn)動效果得以完成，在壓電加速器傳感結(jié)構(gòu)安裝后，保證軸承運行方向符合標(biāo)準(zhǔn)。在實際設(shè)計結(jié)構(gòu)中，要對具體的參數(shù)進行集中整合。（1）電動機。選擇三相異步電動機，型號為Y90-2，額定功率為1.5kW，額定電流為3.5A，主要是利用Y型接法，額定轉(zhuǎn)速控制在2840r/min。（2）變頻器主要選用的是ALLenBradley1336plus，能在5.28Hz、105Hz以及12.2Hz三種環(huán)境下運行，且對應(yīng)的轉(zhuǎn)速為每分鐘300r、600r以及1200r。（3）加載機械裝置，主要是利用氣動加載結(jié)構(gòu)，主要包括空氣壓縮機、導(dǎo)管以及加載箱三個部分。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測過程中，要對無線集成網(wǎng)絡(luò)的不同功能進行判定，并隨網(wǎng)絡(luò)節(jié)點展開深度分析，不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點要從數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元以及控制模塊展開深度分析，從數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)等過程中提取具體數(shù)據(jù)，保證通信路由協(xié)議能實現(xiàn)數(shù)據(jù)和主節(jié)點的優(yōu)化分析，作為數(shù)據(jù)的中轉(zhuǎn)站，節(jié)點在完成采集任務(wù)外，也要對周圍鄰居節(jié)點數(shù)據(jù)進行分析，從而保證能及時將信息傳遞到主節(jié)點中。需要注意的是，目前較為常見的就是PC104控制器。PC104控制器不僅能實現(xiàn)嵌入式控制，也能對總線規(guī)范進行高效整合，是一種較為優(yōu)化其小型的控制系統(tǒng)。版型是90×90×15mm的小型模塊、自層疊總線不同母板、0.1英寸64引腳、總驅(qū)動電流4mA、模塊的功耗1~2W。總線和系統(tǒng)較為易于擴充，需要技術(shù)人員對其進行集中審定和核查。在系統(tǒng)中，相應(yīng)模塊具有橫向的總線信號，需要引出插針，能在優(yōu)化使用原機總線擴充的情況下，實現(xiàn)整體模塊的優(yōu)化升級[3]。

4結(jié)束語

總而言之，伴隨著計算機和自動化管理技術(shù)的不斷升級，應(yīng)用自動化程度較高的設(shè)備進行系統(tǒng)化維護，能在保證狀態(tài)測試的同時，對故障進行預(yù)診斷，并且對其壽命進行評估，從而建立過程化跟蹤體系，減少故障次數(shù)的同時，提高設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的實際效果，為項目可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

作者:曾昱 單位:廣州杰賽科技股份有限公司

參考文獻

篇（3）

1837年，美國發(fā)明家莫爾斯發(fā)明了人工電子報裝置，從此人類進入了通信時代。到現(xiàn)在已有了174年了，在這一百多年的時間里，通信技術(shù)發(fā)展迅速，無線通信更是飛速發(fā)展。無線通信傳輸系統(tǒng)在現(xiàn)代社會給人類的工作和生活帶來了極大的便利，是現(xiàn)代生活不可缺少的信息數(shù)據(jù)傳播的方式。

一、什么是無信通信？什么是無線通信傳輸系統(tǒng)？

無線通信：通過電磁波信號能夠在自由空間里傳播的特性來進行信息的交換的一種方式。它主要有衛(wèi)星通信和微波通信兩種方式。

無線通信傳輸系統(tǒng)是由發(fā)送設(shè)施、接收設(shè)施和無線信道三個部分構(gòu)成,是通過電磁波來完成數(shù)據(jù)或信息傳輸?shù)南到y(tǒng)。它主要的傳輸手段有中波通信、短波通信、超短波通信和衛(wèi)星通信,是現(xiàn)代社會傳輸信息數(shù)據(jù)的最重要的方式之一。

二、無線通信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用范圍

無線通信傳輸系統(tǒng)主要應(yīng)用于兩個方面，一方面是：國防科技，醫(yī)學(xué)，教育，農(nóng)業(yè)，生產(chǎn)等；另一方面是：人類的日常生活，如手機、計算機、汽車導(dǎo)航、汽車自動報警，消防火警自動報警等等。

（一）在國防科技，醫(yī)學(xué)，教育，農(nóng)業(yè)等的應(yīng)用。

在國防科技領(lǐng)域的應(yīng)用。國家在“985”建設(shè)項目中明確指出，要把無線通信傳輸運用于以下內(nèi)容的研發(fā)：（1）終端設(shè)備的開發(fā)，包括了帶樣機、射頻發(fā)送與接收樣機；（2）物理層的安全技術(shù)的實現(xiàn)；（3）具有自動組織功能的無線通信傳輸?shù)膶崿F(xiàn)；（4）高吞吐量的信號處理的實現(xiàn)。國家對于無線通信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用很重視，目的在能夠建立水聲通信網(wǎng)絡(luò)和陸地寬帶通信網(wǎng)絡(luò)的自動化性能。磁懸浮列車的無線通信感應(yīng)控制，磁懸浮通過無線通信技術(shù)的感應(yīng)控制列車的行駛。無線傳輸?shù)腡PMS系統(tǒng)是保障車輛安全出行的措施，也是科技領(lǐng)域發(fā)明的一項杰出的設(shè)施。

在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。醫(yī)院與120中心合作成立的緊急救助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正是通過無線通信傳輸系統(tǒng)將院前搶救、中途救助、醫(yī)院急救三個部分聯(lián)系在一起，提高了救助的成功率。第三代無線通信技術(shù)在醫(yī)院診療中的管理應(yīng)用。將計算機與3G技術(shù)結(jié)合，新的無線通信傳輸系統(tǒng)對于大型醫(yī)生的管理及業(yè)務(wù)上的流程安排帶來了很大程度的方便。還有無線的居家電子尿失禁的治療儀器的發(fā)明，智能化的無線抽血傳叫系統(tǒng)的發(fā)明，還有無線的心電電子監(jiān)控儀器的發(fā)明，這些都是無信通信傳輸系統(tǒng)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，并且取得了成功。

在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。無線通信傳輸系統(tǒng)在教育教學(xué)中運用也日益增多。如學(xué)生的資料管理電子自動化。視屏教學(xué)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。衛(wèi)星也用于學(xué)校的遠(yuǎn)程教育中。學(xué)校的學(xué)習(xí)和管理都進入無線通信時代，科學(xué)教育更加方便教師和學(xué)生的學(xué)習(xí)及管理。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。藍(lán)牙技術(shù)的溫室環(huán)境的監(jiān)測系統(tǒng)、通過紅外線動物自動識別系統(tǒng)、無線傳感器在溫室的監(jiān)控應(yīng)用等等無線通信都應(yīng)用于農(nóng)業(yè)發(fā)展。無線通信傳輸系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化，農(nóng)畜管理和供應(yīng)等等方面。

（二）在人類的日常生活中的應(yīng)用。

無線通信傳輸系統(tǒng)給人類的日常生活帶來了極大的影響和方面。人類運用手機、計算機等通信工具，進行信息的交流和轉(zhuǎn)換。人類的信息傳輸正因為手機、計算等無線通信的應(yīng)用變得方便起來，人類可以非常方便的使用這些通信工具，信息交換不再受地域的影響。同時這些高科技的現(xiàn)代通信的運用節(jié)約了資源，避免了資源的浪費。在汽車導(dǎo)航上，無線通信傳輸系統(tǒng)是大放光彩，利用衛(wèi)星導(dǎo)航，人類可以很快的接受自己的位置信息信號，并且準(zhǔn)確無誤的制定到達目的地的最佳路線，節(jié)約時間的同時也節(jié)約了資源，避免了很多錯誤。還有對于汽車的自動報警無線裝置，能夠在車輛發(fā)生危險時自動的像車主發(fā)出信號，避免不安全的事情發(fā)生。在消防上的無線自動火警報警系統(tǒng)的應(yīng)用，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，及時的報警搶救，能夠減少人們的生命威脅，將人們的損失降低到最小。無線信息傳輸系統(tǒng)對于人們?nèi)粘Ｉ顜淼谋憷h(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，正因為它的發(fā)展，人們生活和工作變的方便起來，越來越多的無線通信將會應(yīng)用于人類生活的更多的領(lǐng)域。

三、無線通信傳輸系統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題及解決方案

無線通信傳輸系統(tǒng)存在的問題：1.無法接收要選擇的信號。電臺發(fā)射出的信號、工業(yè)設(shè)施的輻射電磁波、大氣層固有的電子的干擾等都會對無線通信傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響無線通信傳輸系統(tǒng)接收信息。2.容易被盜用，安全性極低。無線通信傳輸系統(tǒng)利用電磁波信號交換信息，這樣懂得無信技術(shù)的人很容易找到漏洞，進入盜取信息數(shù)據(jù)資源，對信息安全造成了安全隱患。3.對距離的不敏感。無線通信，尤其是衛(wèi)星通信對距離的不敏感。

解決方案：1.從種類繁多的電磁波里選擇出有用的信號。加強無線通信傳輸系統(tǒng)的抗干擾性，減小外界因素對無線通信系統(tǒng)的干擾。發(fā)射設(shè)施和接收設(shè)施可以借助線性、非線性電子線路對攜帶信息的電子信號進行篩選的交換和處理。2.加強無線通信傳輸系統(tǒng)的安全性，對于信息數(shù)據(jù)的傳輸最好加碼，不容易讓別人破譯，加強信息數(shù)據(jù)的安全性。3.對衛(wèi)星的設(shè)計人性化，增加實用性。

四、無線通信傳輸系統(tǒng)的發(fā)展前景

無線通信傳輸通過了第一代通信1G,到第二代通信2G，再到現(xiàn)在的3G第三代無線通信，無線通信是越來越方便，越來越重要。生活和工作中，各個領(lǐng)域或方面無線通信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用是越來越多，目前人們將無線通信傳輸系統(tǒng)作為最主要的信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。各行各業(yè)在無線通信傳輸系統(tǒng)上的投資愈來愈大，產(chǎn)業(yè)知識帶動經(jīng)濟的發(fā)展，無線通信傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用是順應(yīng)時展的，無線通信傳輸系統(tǒng)的發(fā)展的前景是無可估計的。無線通信傳輸系統(tǒng)的改進和完善將會更加的方便人類管理，自動化的管理新系統(tǒng)將會進入一個高科技發(fā)展的時代。如今智能手機和上網(wǎng)本的發(fā)明應(yīng)用，讓信息傳輸隨時隨地，我們相信將來會有更好的發(fā)明出現(xiàn)，無線通信傳輸系統(tǒng)會進入高發(fā)展的時代，無線通信將會滲入人類生活和工作的每一個角落。無線通信傳輸系統(tǒng)將無處不在。

五、結(jié)語

無線通信傳輸系統(tǒng)對于大多數(shù)人來說，是既熟悉又陌生的。現(xiàn)代生活中，它已經(jīng)滲入了各個領(lǐng)域，它是現(xiàn)代社會信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖钪匾姆绞健ｋm然它還在發(fā)展階段，雖然它的發(fā)展還不夠完善，但是在這個科技迅猛發(fā)展的時代，我們有信心，它會在最短的時間里得到完善，在不久的將來，它會給人們帶來更方便、更高科技的生活，讓人類社會受益于現(xiàn)代科技。無信通信傳輸系統(tǒng)將會是人類科技發(fā)展史上最杰出的發(fā)明之一。

參考文獻

[1]高峰,張文安,俞立,盧尚瓊,徐青青.現(xiàn)代通信技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用綜述[J].浙江林學(xué)院學(xué)報.2009,(05).

[2]王寧.淺談無線通信產(chǎn)業(yè)的未來――3G技術(shù)[J].科學(xué)論壇.2010,(13).

篇（4）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.125

0 前言

城市在實現(xiàn)軌道交通具體運作的時候，需要對大量信息實現(xiàn)有效的交互，掌握運轉(zhuǎn)的具體信息，以實現(xiàn)精準(zhǔn)的管理工作。在實現(xiàn)軌道交通建設(shè)的過程時，需要無線通信所帶來的系統(tǒng)支撐，來實現(xiàn)整體通信系統(tǒng)的穩(wěn)定發(fā)展和具體功能優(yōu)質(zhì)建設(shè)。通過對無線通信的具體運作系統(tǒng)實現(xiàn)改造，能夠讓城軌運行的效率實現(xiàn)提高，讓行車安全得到有效的管理保障。可以說，無線通信在城市實現(xiàn)軌道建設(shè)和運輸發(fā)展過程中占據(jù)很大的作用，有著一定的研究效果。

1 城軌在運營中使用無線通信的具體制式

城市在實現(xiàn)軌道建設(shè)的時候，需要不同形式和工作性質(zhì)的群體實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和通話，以此讓固定群體中的調(diào)度員和值班人員，能夠和流動群體中的司機、列車人員等實現(xiàn)及時信息交流。通過實現(xiàn)有效和及時的交流，讓這些人員實現(xiàn)各種城軌運作的信息，是對突發(fā)事件實現(xiàn)及時解決的一項運作手段。要想實現(xiàn)及時的信息溝通，就得開展無線通信建設(shè)。

當(dāng)前在進行軌道建設(shè)的時候，采用的通信制式主要包含三種，分別是數(shù)字集群，模擬專用的通信道路以及模擬集群。但是社會發(fā)展讓模擬系統(tǒng)的建設(shè)，在城軌行業(yè)中所占的比重出現(xiàn)下滑的趨勢[1]。開展城軌無線建設(shè)的時候，使用模擬系統(tǒng)開展城軌建設(shè)的實例越來越少。新建的城軌主要是使用數(shù)字集群的方式開展，提升系統(tǒng)建設(shè)的質(zhì)量。數(shù)字集群有著很強的抗干擾性，通信頻道的利用程度更高，功能建設(shè)的強度較為強大。同時，該項系統(tǒng)建設(shè)擴容性較高，能夠?qū)?shù)字信息實現(xiàn)較高的建設(shè)和調(diào)度。當(dāng)前，在進行城軌建設(shè)的時候，主要使用的數(shù)字系統(tǒng)是GSM-R，TETRA。

2 GSM-R系統(tǒng)改造分析

該項系統(tǒng)主要是在GSM專項技術(shù)發(fā)展程度上，出現(xiàn)的綜合專用的通信系統(tǒng)，專門是針對鐵路通信進行設(shè)計的。在原有發(fā)展系統(tǒng)建設(shè)上實現(xiàn)規(guī)范協(xié)議的建設(shè)，加入一些高級之量的語音功能，提升整體語音建設(shè)的功能發(fā)揮程度。例如，加入組呼，強拆業(yè)務(wù)以及廣播呼叫等功能[2]。同時，還加入位置尋址等適合鐵路通信發(fā)展的功能。通過這樣功能建設(shè)，讓鐵路在實現(xiàn)調(diào)度工作的同時，實現(xiàn)較高通信工作。通過該系統(tǒng)，能夠讓無線列調(diào)，區(qū)間路段的維修狀況，應(yīng)急通信以及隧道通信實現(xiàn)較高質(zhì)量的建設(shè)，實現(xiàn)語音功能的強大使用。

以此能夠?qū)α熊噷崿F(xiàn)自動控制，開展檢測工作實現(xiàn)一定的數(shù)據(jù)支撐，實現(xiàn)較高信息渠道的建設(shè).在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)自動尋址以及諸多的旅客服務(wù)[3]。GSM-R系統(tǒng)在國內(nèi)進行使用的時候，需要對線路信息實現(xiàn)有效建設(shè)。基于GSM-R系統(tǒng)所具有特點，在開展城軌建設(shè)的時候，不是很適用具體建設(shè)的情況，無論是建設(shè)成本還是具體規(guī)劃使用，該系統(tǒng)不是很適用于大部分城軌的建設(shè)。

3 TETRA系統(tǒng)分析

目前，TETRA系統(tǒng)在國內(nèi)城市開展軌道建設(shè)的時候，有著較大范圍的使用，具體使用的情況較為常見。TETRA系統(tǒng)是在TDMA這項技術(shù)使用上，開展專業(yè)的系統(tǒng)建設(shè)，優(yōu)勢主要是在信道容量這一點上實現(xiàn)有效的體現(xiàn)。該模式可以將中繼臺信道容量科學(xué)增加到模擬系統(tǒng)容量的兩倍，這樣就能讓中繼臺的工作效率實現(xiàn)一定的提升，減少在系統(tǒng)硬件建設(shè)上的資金使用額度。不過這一系統(tǒng)也存在一定的弊端[4]。因為將信道實現(xiàn)分成，出現(xiàn)兩個工作的時隙，在實現(xiàn)城軌通信容量增加和頻譜使用率提升的時候，需要利用中繼臺實現(xiàn)一定的借助工作。如果不能實現(xiàn)有效的借助，就會讓車載臺在開展通信過程時，只能對一路語音和數(shù)據(jù)實現(xiàn)傳輸。在同一時隙的時候，不能對語音和具體數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步的傳輸工作。

TETRA系統(tǒng)在實現(xiàn)建設(shè)的同時，還能實現(xiàn)虛擬專網(wǎng)的建設(shè)，能夠利用相同的物理網(wǎng)絡(luò)對不具有關(guān)聯(lián)性的組織機構(gòu)實現(xiàn)一定的服務(wù)。因為TETRA系統(tǒng)是具有較為豐富的建設(shè)服務(wù)，能夠提供更多頻率的通信使用，還能讓通信質(zhì)量實現(xiàn)一定的增長。此外，該系統(tǒng)還具有的很強的組網(wǎng)功能，讓諸多的新型應(yīng)用實現(xiàn)一定的發(fā)展和利用，如車輛定位，數(shù)據(jù)查詢以及圖像傳輸?shù)取榇耍谧罱鼛啄陜?nèi)，該項技術(shù)在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)應(yīng)用。但是，該項技術(shù)在改造的過程中需要新增一些使用設(shè)備，增建基站，就會讓改造成本呈現(xiàn)較高的投入，不適合大段的城軌改造建設(shè)。

4 結(jié)論

在開展城市軌道通信改造的時候，要根據(jù)自身的實際情況進行改造工作。當(dāng)前，在實現(xiàn)城軌通信具體改工作的時候，主要是使用數(shù)字集群的方式開展，以提升系統(tǒng)建設(shè)的質(zhì)量。在進行城軌建設(shè)的時候，主要使用的數(shù)字系統(tǒng)是GSM-R，TETRA這兩種數(shù)字模式。兩種模式都有不同的特點，為此在開展改造的時候，根據(jù)城軌改造的具體需求，根據(jù)不同模式所呈現(xiàn)的特點進行改造工作。通過具體的數(shù)值測試，以及對改造技術(shù)的科學(xué)評定，提升城軌改造工作開展的質(zhì)量，提升無線通信的質(zhì)量，實現(xiàn)更好的城軌建設(shè)和服務(wù)功能。

參考文獻：

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[2]王平.城軌無線通信系統(tǒng)改造方案研究[J].電子測試，2016（08）：72+71.

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射頻又簡稱為RF，是一種能夠進行空間輻射的電磁波，而射頻信號則是一種通過高頻電流進行調(diào)制以后的電信號，是無線電信號中頻率較高的一種信號。隨著無線通信在人們生活各領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，射頻技術(shù)也有著不可替代的作用。為了能夠使信息傳輸質(zhì)量更高，在移動通信射頻收發(fā)系統(tǒng)中，射頻模塊處理寬帶高頻模擬信號，基帶部分則處理頻率低的模擬和數(shù)字信號。本文通過對無線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)進行設(shè)計，根據(jù)射頻收發(fā)系統(tǒng)的工作原理，并對整個無線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)進行技術(shù)指標(biāo)測試。

一、寬帶無線通信系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由基帶處理單元，中頻處理單元，射頻單元，協(xié)議與控制4 大部分組成。

（一） 基帶處理單元

完成數(shù)據(jù)信道編碼解碼處理、CCK 調(diào)制解調(diào)、同步時鐘提取，系統(tǒng)同步控制與處理等。

（二） 中頻處理單元

通過上、下變頻，完成射頻與中頻的轉(zhuǎn)換，并完成數(shù)模及模數(shù)轉(zhuǎn)換。

（三） 射頻單元

發(fā)送端將話音、數(shù)據(jù)、圖像信號調(diào)制在發(fā)射射頻信號上，經(jīng)濾波、放大、功放送天線發(fā)射；接收端接收射頻信號，經(jīng)放大、濾波和變頻后，輸出固定的中頻信號到中頻處理模塊。

（四） 協(xié)議與控制單元

TDMA/TDD 協(xié)議控制、數(shù)據(jù)組幀與完整性檢測處理，提供圖像，語音，數(shù)據(jù)等的接口，以便進入處理單元。

二、無線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計

無線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)由射頻收發(fā)系統(tǒng)工作原理我們可以得知，接收機為超外差結(jié)構(gòu)，信號在經(jīng)過2次下變頻以后，RF頻段為3.5GHZ，射頻為100MHZ，當(dāng)信號路過濾波器以后，通過低噪聲放大器等進行處理，并與本振混頻變頻道中頻2.5GHZ、100MHZ，放大處理后由IQ解調(diào)進入ADC；而發(fā)射機為直接變頻結(jié)構(gòu)，信號只需要通過1次上變頻，由過濾器放大IQ調(diào)制，并發(fā)射射頻線路，通過濾波器由PA調(diào)制，隨后進行開關(guān)和天線發(fā)射。其中，所有晶振為10MHZ，頻率為2.5PPM，輸入和輸出電壓分別為3V、0.8V，本振一、二級輸出頻率為：PLL1和PLL2，巴倫插損為0.54dB。因此，通過計算得出無線射頻接收機和發(fā)射機的增益為：RXmax G = 9 3 . 9 6 dBm、RXmin G = 3 3 . 9 6 dBm； max GTX = 2 9 . 1 dBm、min GTX =-31.5dBm，無線射頻接收機噪聲系數(shù)為： RX NF =3.42dB，IIP3，RX=-15dBm。

三、射頻收發(fā)系統(tǒng)的工作原理

（一）射頻發(fā)射機的工作原理

無線射頻發(fā)射機主要是通過調(diào)制和放大功率，以及上變頻和濾波將低頻基帶信號轉(zhuǎn)換成高頻射頻的一個處理過程。該系統(tǒng)由天線、調(diào)制器、本振器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）、濾波器，以及放大器和混頻器等構(gòu)成。其中，調(diào)制器的調(diào)制過程由低頻信號轉(zhuǎn)移至高頻段進行傳播，調(diào)制的方式為模擬和數(shù)字調(diào)制；本振器主要由數(shù)字分頻和鑒相器，以及鎖相環(huán)等電路構(gòu)成。通過將頻率送至混頻器，并與濾波器送至的頻率相乘由后級進行處理；DAC主要完成數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成為模擬信號的一個處理過程，一般由電阻網(wǎng)絡(luò)和基準(zhǔn)電源、模擬開關(guān)和運算放大器等構(gòu)成；濾波器主要用于過濾有效信號和過濾其它干擾等信號，根據(jù)功能在無線射頻發(fā)射機中涉及信道選擇濾波器和射頻濾波器，以及鏡像抑制濾波器等；混頻器主要用于變頻，屬于一種頻率調(diào)制器，以保持原載頻已調(diào)信號調(diào)制方式，將已調(diào)低頻基帶信號轉(zhuǎn)換成已調(diào)高頻射頻信號；在無線通信射頻發(fā)射機中，放大器涉及IF和RF信號幅度放大和功率放大器。通過幅度放大器增大或降低信號后，再通過功率放大器將信號功率放大后才能加載至天線進行發(fā)射。其常見指標(biāo)涉及輸出功率、頻率穩(wěn)定度、鄰道泄露功率比、頻率和相位誤差、頻譜純度、矢量幅度誤差等。

（二）射頻接收機的工作原理

射頻接收機主要通過對發(fā)射機傳送的射頻信號進行接收以后，下變頻至低頻信號進行有效信息的解調(diào)。該射頻接收機處于無線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)的前端，因此，射頻接收機性能的好壞和結(jié)構(gòu)是否合理直接對無線射頻收發(fā)系統(tǒng)造成影響。當(dāng)天線接收空間將射頻信號傳送至LNA放大，并通過變頻操作轉(zhuǎn)換為低頻基帶信號進行有效信號解調(diào)和幅度的放大，最后模擬信號在ADC轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號以后，由DSP處理或由后端設(shè)備進行處理。其常見指標(biāo)涉及接收靈敏度、噪聲系數(shù)、鄰信道選擇性、動態(tài)范圍等。在無線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)中，信息的變換主要通過調(diào)制和解調(diào)來完成，而調(diào)制和解調(diào)的目的主要是為了將信號變換成合適的傳輸信號，以實現(xiàn)信道復(fù)用、改變被信號占用的帶寬，以及改善整個系統(tǒng)的性能等。

四、設(shè)計思路及實現(xiàn)方案

本文采用超外差模式實現(xiàn)收發(fā)機RF前端，接收與發(fā)射采用TDD模式切換，通過兩次變頻達到所需頻段，收發(fā)射頻信號頻段為325MHz～355MHz，信道帶寬8MHz，中頻為10MHz。

（一）PLL設(shè)計

射頻本振采用AD I公司的ADF4360系列產(chǎn)品，該產(chǎn)品片內(nèi)集成VCO，且具有較低的相位噪聲，圖2為ADF4360鎖相環(huán)電路圖，電路中采用高穩(wěn)定性的晶振，可以利用晶振諧波實現(xiàn)二次混頻本振信號。

（二） 收發(fā)信道設(shè)計

接收信道設(shè)計需要保證噪聲、增益、靈敏度、臨道抑制滿足系統(tǒng)要求。根據(jù)噪聲級聯(lián)公式可知，信道噪聲主要決定于系統(tǒng)前端，為了使接收機的總噪聲系數(shù)小，要求前級的噪聲系數(shù)小、增益高。發(fā)射信道采用高線性的混頻器和放大器達到高線性度，采用數(shù)控衰減器調(diào)整增益范圍，在實際應(yīng)用中，為達到遠(yuǎn)距離發(fā)射，可以外接大功率放大器。

隨著人們生活水平的不斷提高，無線通信技術(shù)和射頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，人們對無線通信的要求也將越來越高。完成一個無線通信射頻收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)的性能和結(jié)構(gòu)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，我們要加強寬帶無線通信系統(tǒng)射頻收發(fā)前端研究。

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中圖分類號：TU998.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

1整體介紹

本研究以地下超市為例，設(shè)計一套基于2.4G無線通信網(wǎng)絡(luò)的消防系統(tǒng)，系統(tǒng)主要包括多點監(jiān)控消防系統(tǒng)和滅火機器人兩個部分。下圖是系統(tǒng)的整體框圖

圖1系統(tǒng)的整體框圖

本文研究了無線報警傳輸環(huán)境，選用性能穩(wěn)定的STC5l單片機作為主處理器，NRF24L01模塊作為無線報警信號的發(fā)送模塊。測控終端的處理器對傳感器狀態(tài)進行查詢，一旦有報警信號，就將具體的報警信息發(fā)送置監(jiān)控終端，從而實現(xiàn)實時報警。

如下是地下超市對系統(tǒng)的設(shè)計要求主要性能與技術(shù)指標(biāo)舉例 ：

表1 地下超市對系統(tǒng)的設(shè)計要求主要指標(biāo)舉例

2 多點監(jiān)控消防系統(tǒng)

2.1網(wǎng)絡(luò)傳輸方式

火災(zāi)自動報警監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸可分為有線通信和無線通信兩種方式。 有線通信方式一般是通過布置電線進行監(jiān)控終端與報警監(jiān)控中心間的數(shù)據(jù)傳輸。此種方式需要用戶花費大量的金錢和時間鋪設(shè)通信線路，具有安裝調(diào)試繁雜、難以維護等特點，很大程度上提高了監(jiān)控終端的設(shè)備成本，用戶難以接受。目前有線通信已成為火災(zāi)自動報警監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的瓶頸。 無線通信方式中比較常用的有常規(guī)通信(無線數(shù)傳電臺)、集群通信、GSM的短信息業(yè)務(wù)三種。相對于有線通信方式，上述三種無線通信方式只需在發(fā)送和接收端安裝無線電嵌入式模塊，使得基于無線通信方式建立的火災(zāi)自動報警監(jiān)控系統(tǒng)中的設(shè)備更加易于維護和實現(xiàn)。

對于無線通信方式中的常規(guī)通信，即使用普通無線電臺進行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸，其設(shè)計、組網(wǎng)及使用相對簡單，技術(shù)較成熟。在我國國內(nèi)采用此種方式組網(wǎng)的報警監(jiān)控 系統(tǒng)應(yīng)用也較多，但其存在的不足在于作用范圍較小，一般需建立傳輸中繼站。集群通信方式系統(tǒng)具有信道利用率高、服務(wù)質(zhì)量好、通話阻塞率低，但是需要額外建 立集群通信網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)整體建設(shè)成本高，目前應(yīng)用較少。上述兩種方式，對監(jiān)控終端的電源性能要求較高，設(shè)備成本和初期安裝費用高。利用GSM的短信息業(yè)務(wù)進行網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸，其覆蓋范圍大，運營費用較低，但是其延時問題是制約其發(fā)展的瓶頸，不宜在火災(zāi)自動報警監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用。

由于我們針對的是地下超市、倉庫或室內(nèi)消防安全，屬于小范圍消防點設(shè)計，普通的2.4G無線通信網(wǎng)絡(luò)即可滿足要求，因此選用價格適中的2.4G射頻通信網(wǎng)絡(luò)。

2.2監(jiān)控主站設(shè)計

考慮到實用性、穩(wěn)定性和價格等因素，STC8051系列單片機作為主處理器和從處理器最適合不過了，STC8051微處理器不僅低功耗、超低價、高速（0-90M），而且高可靠性。

圖2監(jiān)控主站硬件設(shè)計框圖

2.2.3測控分站設(shè)計

由于測控分站功能較少，所需引腳資源更少，因此我們選用價格更便宜的STC12C2052AD，自帶模數(shù)轉(zhuǎn)換功能，并且低功耗。

圖3監(jiān)控分站硬件設(shè)計框圖

2.3滅火機器人設(shè)計

根據(jù)我國消防部隊在易燃、 易爆、 易坍塌、 高溫、強輻射熱及有毒有害等高危險火災(zāi)現(xiàn)場進行近距離滅火作戰(zhàn)的要求， 公安部上海消防研究所追蹤國外消防滅火機器人技術(shù)發(fā)展的前沿， 對消防滅火機器人進行了三輪研制， 繼而完成了履帶型消防滅火機器人 、 輪胎型消防滅火機器人的工業(yè)性試驗及應(yīng)用研究。

消防滅火機器人可在救災(zāi)人員的控制下，自行進入火場撲救，對油罐、液化石油氣罐、石化裝置等火災(zāi)可進行近距離作戰(zhàn)， 對相關(guān)的部位進行滅火噴射或進行噴水冷卻保護。 在進行化學(xué)有害物質(zhì)泄露事故的處置過程中， 可使用消防滅火機器人對大面積流淌物或有毒有害氣體進行噴水、 噴霧洗消和稀釋；并已進行了消防滅火機器人工業(yè)性試驗以及結(jié)合石化、油罐區(qū)等典型場所進行行駛、越野和噴射等應(yīng)用試驗，研究解決了一些消防實戰(zhàn)的關(guān)鍵技術(shù)問題。

消防機器人控制系統(tǒng)由兩部分組成：消防機器人車載嵌入式控制系統(tǒng)和后臺和前臺系統(tǒng)兩個主要部分，后臺系統(tǒng)主要包括通信模塊以及各種數(shù)據(jù)信息的后臺預(yù)處理，前臺系統(tǒng)則將預(yù)處理的數(shù)據(jù)進行再處理，并分類顯示在主控界面上，并提供系統(tǒng)的人機交互工作界面。

形成一套以消防滅火機器人為主體的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用方法，以及數(shù)臺消防滅火機器人在進行噴霧隔熱、直流噴射水對建筑物和罐體進行滅火冷卻保護、噴射泡沫進行滅火等各種工況協(xié)同作戰(zhàn)時的技、戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用方法。

參考文獻：

[1]李力 中國火災(zāi)探測技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J] 火災(zāi)科學(xué) 2001,2(10)

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一、當(dāng)前無線通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景

21世紀(jì)，信息化進程不斷加快，新的無線標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議不斷出現(xiàn)，對于上下游服務(wù)和供應(yīng)商而言，必須要對自己的系統(tǒng)進行及時的升級，這樣才可以保障自己的技術(shù)能夠滿足人們不斷增長和變化的需求。

雖然世界上各個地區(qū)的無線通信技術(shù)都在不停的發(fā)展，但是就區(qū)域發(fā)展來看，每個地區(qū)發(fā)展的程度是不同的，也就是說其發(fā)展的并不均衡。在韓國和日本等國家，他們新的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)增長十分快速，甚至已經(jīng)在世界移動通訊發(fā)展中形成新的發(fā)展方向[1]。

二、無線通信系統(tǒng)中關(guān)鍵傳輸技術(shù)的種類

2.1 無線通信系統(tǒng)中的MIMO技術(shù)

MIMO技術(shù)主要是利用多個天線進而實現(xiàn)多發(fā)和多收的目的，當(dāng)然天線數(shù)量越多，信道的容量也會越大，通過MIMO技術(shù)的應(yīng)用可以使信道的傳輸可靠性大大提高，信道的容量也得到進一步的提升，誤碼率有效降低。截止到今天，MIMO相關(guān)的理論已經(jīng)不斷成熟，國內(nèi)外很多的機構(gòu)都專門建設(shè)了研究MIMO技術(shù)的實驗平臺，比如在我國的東南大學(xué)和北京郵電大學(xué)就有專門的實驗室。

我國對于這種技術(shù)的研究也是源于上世紀(jì)末，截止到2007年時，我國自主MIMO技術(shù)的項目就有三十多個，國家在啟動了863計劃之后，先后有十幾家高校和企業(yè)參與到了這種計劃當(dāng)中。

2.2 無線通信系統(tǒng)中的OFDM技術(shù)

OFDM技術(shù)它可以有效的克服信道的頻率選擇性衰落，其實是多載波調(diào)制的一種。這種技術(shù)使用的原則是把信道分成多個正交子信道，然后再把高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行的低速字?jǐn)?shù)據(jù)流，再分別調(diào)制到子信道上進行傳輸。

我們都知道子信道上的信號貸款必然小于信道的相關(guān)帶寬，所以可以把每一個子信道都看成是一個平淡的衰落信道，在OFDM技術(shù)的實際應(yīng)用中，其本質(zhì)就是和交織、糾錯編碼結(jié)合在一起的[2]。

2.3 無線通信系統(tǒng)中的自適應(yīng)傳輸技術(shù)

自適應(yīng)傳輸則可以根據(jù)不同的環(huán)境、業(yè)務(wù)需求等對傳輸?shù)哪Ｊ健⒐β屎蛶挼冗M行有效的改變，這樣不但保證了傳輸?shù)馁|(zhì)量而且也提高了對信道的使用效率。

三、無線通信系統(tǒng)中傳輸技術(shù)的實現(xiàn)途徑

無線通信系統(tǒng)中的傳輸技術(shù)種類很多，本次以自適應(yīng)傳輸技術(shù)的實現(xiàn)為例來分析傳輸技術(shù)在無線通信系統(tǒng)中是怎樣實現(xiàn)的。

自適應(yīng)傳輸技術(shù)以GNU Radio為基礎(chǔ)進行實現(xiàn)。

3.1 功率控制自適應(yīng)的實現(xiàn)途徑

想要使功率控制自適應(yīng)得以實現(xiàn)，就需要依據(jù)M2M4的信噪比估算法進行計算，得到信噪比的具體數(shù)據(jù)。實驗室為實際實驗的場景，信號狀態(tài)相對而言是比較穩(wěn)定的。但是為了可以使功率自適應(yīng)的適應(yīng)方式得到最大程度的展現(xiàn)，可以使用人為的信噪比，給系統(tǒng)實際的傳輸決策方一個虛擬的SNR值，我們將假設(shè)功率限定為20dBm，GMSK為調(diào)制的方式，虛擬信號的比值是8dB和5dB，誤碼率是已經(jīng)給定的。如果我們發(fā)現(xiàn)噪比值有原來的8dB轉(zhuǎn)換成5dB時，就需要提高發(fā)射功率。

3.2 傳輸速率自適應(yīng)的實現(xiàn)途徑

傳輸速率自適應(yīng)主要是因為傳輸業(yè)務(wù)的不同所以才進行相應(yīng)的調(diào)整的。在傳輸圖片的時候可以將調(diào)制方式設(shè)置為GMSK方式，傳輸速率可以設(shè)置為100knps。如果是傳輸視頻，傳輸?shù)恼{(diào)制方式依然為GMSK方式，但是傳輸速率需要比圖片高，為700kbps。

3.3 調(diào)制方式自適應(yīng)的實現(xiàn)途徑

調(diào)制方式含有多種類型，比如GMSK方式、8DPSK方式以及BPSK調(diào)制方式等。一般采用的是雙門限的方式進行設(shè)置的，即進入狀態(tài)的門限和退出狀態(tài)的門限。

3.4 遺傳算法自適應(yīng)的實現(xiàn)途徑

在實際的過程中，自適應(yīng)傳輸方式遺傳算法的實現(xiàn)需要選擇相應(yīng)的資源參數(shù)，如功率、傳輸速率等，為了使系統(tǒng)變得更加簡單，可以縮小選擇的范圍。

四、總結(jié)

無線通信當(dāng)前發(fā)展速度飛快，為我們的生活帶來了不少便利，當(dāng)前已經(jīng)有很多相關(guān)的傳輸技術(shù)得到應(yīng)用，但是想要使每種傳輸技術(shù)發(fā)揮最大的作用，需要詳細(xì)了解其不同的特性和實現(xiàn)路徑。

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隨著4G以及5G的普及，手機等移動終端的使用量呈現(xiàn)出爆炸式的增長，人們對互聯(lián)網(wǎng)的需求無時無刻。然而在飛機上，為了減少無線信號對機載設(shè)備的干擾保證航空安全，在飛行的過程中不允許使用各類帶有無線和射頻等功能模塊的電子設(shè)備，如手機、電腦等。雖然部分航空公司在飛機上搭建了區(qū)域無線網(wǎng)絡(luò)，但無線網(wǎng)絡(luò)的可使用時間和區(qū)域都有很大的限制，因而基于LED的可見光通信(VLC)成為民航座艙無線通信的候選方案［1］。VLC系統(tǒng)具有高帶寬、高速率、無電磁噪聲等優(yōu)點，彌補了民航客艙內(nèi)傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬小、高電磁噪聲等缺點。合理高效的VLC布局是實現(xiàn)機艙無線通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，本文研究基于機艙照明燈的通信系統(tǒng)光源布局，使光照明功率滿足通信要求。

1模型建立

飛機座艙環(huán)境我們以民用航空中使用最普及的波音系列客機環(huán)境進行建模［2］，兩椅之間距離為75cm，椅背傾角為15°至38°，前排座椅背面放下的小桌板為乘客手持移動設(shè)備的工作平面，天花板距小桌板距離為85cm，而小桌板的尺寸為40×24cm2。因此，模型的目標(biāo)函數(shù)即是優(yōu)化該區(qū)域的光照強度，使之滿足照明和通信需求。在座艙可見光通信系統(tǒng)中，LED燈作為信號發(fā)射源，LED光源輻射滿足朗伯模式，即理想漫反射源單位表面積向指定方向立體角內(nèi)發(fā)射的輻射通量和該指向方向與表面法線夾角的余弦成正比，輻射強度［3］表示為:式中It代表平均光輻射強度，即在單位時間內(nèi)輻射出的光功率，φ表示輻射光線與LED燈珠方向的夾角，m代表輻射階數(shù)。在理想情況下，單一LED燈對某一水平面的照度貢獻可表示為:式中，D代表照射距離。由于白光LED是一種非相干光源，不會形成光的干涉現(xiàn)象，因此多個LED構(gòu)成陣列時遵循疊加原理，即總的光照度可表示為:其中，Ei為每個LED的光照度，N代表LED燈的總個數(shù)。結(jié)合我們采用實際實驗系統(tǒng)，本文中LED發(fā)光芯片的光功率為1W，中心發(fā)光強度為55cd。現(xiàn)在每個LED芯片在天花板上的位置由水平方向上(x，y)坐標(biāo)表示，而LED燈光照射方向由(i，j，k)方向向量表示。根據(jù)以上模型，我們可以計算得出機載VLC系統(tǒng)中接收平面(小桌板)處的光照度分布，以及光照強度的波動。此時我們研究的問題可描述為一個優(yōu)化問題:優(yōu)化每個LED燈位置和照射方向，以最大化接收平面處的光照度和最小化接收平面范圍內(nèi)的光強波動。

2仿真算法和結(jié)果

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中圖分類號：U285 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）24-0056-01

1 GSM-R無線通信網(wǎng)的組成及優(yōu)勢分析

1.1 GSM-R無線通信網(wǎng)涵義

GSM-R的中文全稱為鐵路移動通信系統(tǒng)，是一種以公共無線通信系統(tǒng)GSM為平臺，專門滿足鐵路運營所開發(fā)設(shè)計的數(shù)字化無線通信系統(tǒng)。GSM-R可將鐵路列車的自動控制信息傳輸與調(diào)度通信納入到無線通信平臺，有利于實現(xiàn)鐵路通信信號一體化管理。GSM-R作為列車自動控制系統(tǒng)和信號系統(tǒng)的傳輸平臺，能夠滿足列車運行時速不超過500千米的無線通信要求，同時具備較強的安全性能。

1.2 GSM-R無線通信網(wǎng)的組成

GSM-R無線通信網(wǎng)主要由基站、交換機、無線通信設(shè)備、手機等設(shè)施設(shè)備組成。交換機是GSM-R的核心部分，不論是主CPU處理器還是功能模塊中的CPU處理器都是雙備份配置，增加了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的可靠性；基站能夠沿鐵路線覆蓋，即使在自然環(huán)境惡劣、無人值班的條件下也能正常運行；適用于GSM-R網(wǎng)絡(luò)的手機與普通手機類似，只不過在語音通話功能的基礎(chǔ)上增加了專用的調(diào)度通信功能，可以實現(xiàn)圖像和數(shù)據(jù)信息的無線傳輸。

1.3 GSM-R無線通信網(wǎng)的應(yīng)用優(yōu)勢

1）實現(xiàn)對列車運行的全程監(jiān)控。GSM-R系統(tǒng)結(jié)合GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、機車車載計算機能夠?qū)崿F(xiàn)對列車控制信息的實時傳送，利用衛(wèi)星定位、電子地圖等先進技術(shù)實時監(jiān)控列車的運行位置和狀態(tài)，以確保列車運行安全。同時，GSM-R系統(tǒng)作為鐵路專用的調(diào)度通信系統(tǒng)，能夠滿足調(diào)度通信安全性、封閉性、實時性的要求。

2）提高通信系統(tǒng)的可靠性。由于GSM-R系統(tǒng)采用的是小區(qū)規(guī)劃和獨特算法，從而使其避免了高速所引起的信號失真問題。此外，GSM-R系統(tǒng)采取了雙備份模式，使得兩套信號控制系統(tǒng)可以重疊、交錯運行，即使一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障，另一套系統(tǒng)也會保持通信正常。

2 GSM-R無線通信網(wǎng)冗余覆蓋方案及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究

2.1 GSM-R無線子系統(tǒng)冗余覆蓋

由于高鐵的GSM-R需要為列車控制系統(tǒng)提供相應(yīng)的電路數(shù)據(jù)信息，所以系統(tǒng)的可靠性至關(guān)重要，而無線部分則是整個系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。為此，可以通過引入冗余來提高系統(tǒng)的可用度。從防止設(shè)備發(fā)生單點故障的角度上講，在對GSM-R無線網(wǎng)進行設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮以下情況：其一，若是有源通信設(shè)備因故障癱瘓，則會導(dǎo)致GSM-R系統(tǒng)服務(wù)中斷，所以應(yīng)當(dāng)充分考慮故障發(fā)生后的備用手段，并且還應(yīng)在最短的時間內(nèi)使其恢復(fù)正常運行。由于沿線上存在很多維護不方便的設(shè)備，如基站、電源設(shè)備等等，故此可設(shè)計為自動恢復(fù)到備用工作方式；其二，對于漏纜等無源設(shè)備，應(yīng)當(dāng)在設(shè)計中完善對其的監(jiān)測，當(dāng)這些設(shè)備出現(xiàn)性能劣化時，應(yīng)當(dāng)自動告警，這樣便于及時維修；其三，機房、鐵塔等基礎(chǔ)設(shè)施一旦損壞，將會直接造成GSM-R系統(tǒng)的服務(wù)中斷。為此，在選擇站址時，應(yīng)當(dāng)盡可能避開容易發(fā)生自燃災(zāi)害的區(qū)域，同時還應(yīng)預(yù)留一定的余量，防雷接地系統(tǒng)必須可靠，并加強對基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測維護。

由于GSM-R無線子系統(tǒng)是系統(tǒng)當(dāng)中最為薄弱的環(huán)節(jié)，針對上述情況，可采用以下3種冗余覆蓋方式。

1）單層交織。該方式具體是指相鄰的兩個基站場強相互覆蓋至相鄰基站的所在地。從本質(zhì)上講，這種方式相當(dāng)于給基站加密，可以在正常通信時有效提高切換門限電平，從而確保當(dāng)某個基站出現(xiàn)故障時，GSM-R網(wǎng)絡(luò)仍然可以正常工作。

2）同站址雙層覆蓋。具體是指在同一個站址內(nèi)設(shè)置兩全獨立的基站，并分別接入不同的基站控制器。設(shè)置時可以讓雙層一同承擔(dān)所有的業(yè)務(wù)，也可以設(shè)置成一套主用，另一套備用，通信過程則可鎖定在一層網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行，當(dāng)某一個基站控制器出現(xiàn)故障時，這種方式也能確保GSM-R網(wǎng)絡(luò)正常工作。

3）雙層交織。具體是指設(shè)置兩套獨立交織的無線網(wǎng)絡(luò)，并且無線子系統(tǒng)也完全獨立，兩層網(wǎng)絡(luò)可以共同承擔(dān)所有的業(yè)務(wù)，也可由其中一層承擔(dān)所有的業(yè)務(wù)，這樣可以確保某個基站出現(xiàn)故障時，GSM-R網(wǎng)絡(luò)仍能正常工作。

從技術(shù)經(jīng)濟性的角度講，上述3種冗余覆蓋方式各具優(yōu)缺點，實際工程中，可以按照列車控制方式、線路自然狀態(tài)、列車時速以及對業(yè)務(wù)安全性的需求等方面進行綜合考慮，進而選出最合適的方案。

2.2 GSM-R無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

優(yōu)化GSM-R無線網(wǎng)的最終目的是為了確保通信系統(tǒng)的整體運營質(zhì)量，具體優(yōu)化過程如下。

1）監(jiān)測調(diào)查。該環(huán)節(jié)主要是對優(yōu)化對象進行監(jiān)測，具體內(nèi)容如下：確定監(jiān)測目標(biāo)和監(jiān)測范圍、對網(wǎng)絡(luò)性能報表進行調(diào)查、確定優(yōu)化目標(biāo)；利用計數(shù)器測出觀測周期及統(tǒng)計報表。

2）數(shù)據(jù)采集與分析。具體包括以下數(shù)據(jù)：網(wǎng)元管理系統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)、GSM-R接口數(shù)據(jù)、干擾信息、DT數(shù)據(jù)等等。數(shù)據(jù)分析可從以下幾個方面著手：干擾源、掉話率、無線接通率、切換失敗率。

3）制定優(yōu)化方案。GSM-R系統(tǒng)需要進行優(yōu)化調(diào)整的內(nèi)容如下：提高交換機的處理性能、增大容量、對信道數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整、對基站和天線位置進行變更、對參數(shù)和頻率進行優(yōu)化設(shè)置等等。需要注意的是，在優(yōu)化過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實際情況隨時對優(yōu)化方案進行適當(dāng)調(diào)整，以此來確保能夠達到最佳的優(yōu)化效果。

3 結(jié)論

總而言之，在鐵路運營中，GSM-R無線通信網(wǎng)的應(yīng)用大幅度提高了列車的安全性，有效避免了各類問題的發(fā)生。在未來一段時期，應(yīng)當(dāng)不斷對GSM-R無線通信網(wǎng)各方面性能進行完善，使其作用得以最大程度地發(fā)揮，為鐵路安全運營提供可靠保障。

參考文獻

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通信技術(shù)帶來的不僅僅是生活領(lǐng)域的改變，為工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展也帶來了巨大的貢獻。工業(yè)中用到的現(xiàn)代儀器必須經(jīng)常監(jiān)測是否處于完好狀態(tài)，不能“帶病”工作，并及時維修，以免造成安全性問題。人工監(jiān)測是繁瑣而困難的，且在類似地下礦井工作的設(shè)備監(jiān)測和維修上，人工操作存在很大的危險性，而無線通信帶來的新技術(shù)使這一問題迎刃而解。

1設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的原理與發(fā)展

1.1關(guān)于原理

經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展需要技術(shù)的支撐。現(xiàn)代社會的人們可以深刻地感受到通信技術(shù)的發(fā)達給生活帶來的改變。彼此之間的聯(lián)系溝通、購物等方方面面都變得更加便捷。比如從電話到手機的轉(zhuǎn)變，通信技術(shù)帶來的最大貢獻就是從有線技術(shù)轉(zhuǎn)向了無線技術(shù)。無線通信技術(shù)從最初對語音消息的傳遞發(fā)展到各行各業(yè)，僅僅是語音的傳輸遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足時代的要求，人們需要對圖片進行傳輸，對視頻進行傳輸?shù)龋枰柚鷮拵А⑿l(wèi)星對各種各樣的信息進行全球傳播、實時傳播。無線通信技術(shù)運作的原理是電磁感應(yīng)，頻率高的電流在導(dǎo)體內(nèi)部不斷流動，就會形成變動的電感應(yīng)和磁感應(yīng)覆蓋在導(dǎo)體的四周，磁場和電場的方向受到電流方向的影響，不斷形成的電場和磁場會發(fā)射電磁波，電磁波攜帶著數(shù)據(jù)傳送給接收器。設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是比較縝密的工作，需要對儀器的各項數(shù)據(jù)進行整合研究，根據(jù)儀器的特點和數(shù)據(jù)的偏差值判斷設(shè)備是否出現(xiàn)故障，并及時進行維修，在監(jiān)測的過程中引入無線通信技術(shù)，技術(shù)的分析是準(zhǔn)確而精密的。傳感器接收信號，再將信號轉(zhuǎn)換為精確的數(shù)據(jù)進行分析，保證儀器一直在完好的狀態(tài)上工作，并可加長儀器的使用壽命，計算機自動操作，智能分析，快速計算，減少人力物力，提高工作效率，成本較低，安全性較高。狀態(tài)監(jiān)測的原理就是接收信號，分析數(shù)據(jù)，提取錯誤信息，實時發(fā)現(xiàn)問題，甚至發(fā)現(xiàn)即將發(fā)生的問題，這就是運用現(xiàn)代化的高新科技來管理設(shè)備儀器，以免設(shè)備從小問題發(fā)展到無法維修的大問題，浪費經(jīng)費，甚至發(fā)生扼殺生命的嚴(yán)重問題。有線通訊需要繁瑣的布線和人工安裝，電纜成本較高，而無線通信技術(shù)加入了芯片技術(shù)，降低了成本，且可以監(jiān)測任何危險的工作地點。

1.2關(guān)于發(fā)展

無線通信技術(shù)的自動化監(jiān)測是設(shè)備運行的代表性進步。早期的設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)存在很多缺陷，不能完成技術(shù)復(fù)雜的設(shè)備的監(jiān)測工作，跟不上時代的要求，被淘汰。繼而出現(xiàn)了分布式和遠(yuǎn)程式的更先進的監(jiān)測系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)實時監(jiān)測。從人工到有線再到無線的發(fā)展模式，技術(shù)在不斷提高，而成本在逐漸降低，這就是時代的進步。當(dāng)前看來，無線通信技術(shù)的應(yīng)用已較為成熟。從模擬信號到無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)和音頻視頻的傳輸質(zhì)量都得到了很大的提高，更加清晰，更加準(zhǔn)確，使其可以應(yīng)用在更多的領(lǐng)域。關(guān)于高壓電、石油和煤礦開采等危險行業(yè)，為了提高安全性，必須對設(shè)備進行實時監(jiān)測，并定期維修，有效控制安全隱患。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，需要進行狀態(tài)監(jiān)測的設(shè)備越來越多，工作量越來越大，人工無法完成越來越快的傳輸速率，所以要引進自動化的高新科技，即如今的無線通信技術(shù)。變電設(shè)備對狀態(tài)的監(jiān)測要求比較嚴(yán)格，因為它的任何小事故都會發(fā)展到人身安全問題，且工廠、商場、酒店等幾乎任何場所的運營都需要電力的支持，停電就會停工，造成經(jīng)濟的損失。在快時代的今天，停電帶來的后果更為明顯。所以發(fā)電廠對設(shè)備的保護工作就尤為重要，要實時監(jiān)測狀態(tài)，避免突然停止工作沒有應(yīng)對措施。應(yīng)用的技術(shù)手段在不斷發(fā)展更新，從帶電測試到在線監(jiān)測，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技也漸漸發(fā)展成熟，對變電設(shè)備狀態(tài)進行實時監(jiān)測、自動分析、在線診斷已經(jīng)成為可能，信號處理更加先進，數(shù)據(jù)計算更加快速，帶來了強大的經(jīng)濟效益，無線通信技術(shù)得到越來越多的重視。

2無線通信技術(shù)在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用

2.1無線通信技術(shù)應(yīng)用的便捷性

從郵寄信件變成電子郵件，工作里有了電話會議、網(wǎng)絡(luò)會議，購物方式等生活中的方方面面都在發(fā)生天翻地覆的轉(zhuǎn)變。為了適應(yīng)時代的要求，無線通信技術(shù)的發(fā)展越來越強大，人們已經(jīng)進入4G網(wǎng)絡(luò)的時代，將無線通信技術(shù)應(yīng)用于生活和工作領(lǐng)域，是時代的輝煌。日常生活中人們經(jīng)常用到的是藍(lán)牙技術(shù)和WIFI技術(shù)等，帶來前所未有的便捷。無線通信技術(shù)也分為遠(yuǎn)距離和近距離。例如紅外技術(shù)和藍(lán)牙技術(shù)就是常見的近距離信號傳輸，這種傳輸技術(shù)很容易受到其他信號的干擾，成本較高，且應(yīng)用不靈活，只能在2臺設(shè)備間操作，在手機通訊中的應(yīng)用較為普遍，但不適合復(fù)雜的設(shè)備裝備監(jiān)測系統(tǒng)。WIFI可以覆蓋305米的信號傳輸，但通信質(zhì)量低。無線通信技術(shù)并不是十全十美沒有缺陷的，它也是一把雙刃劍，在遠(yuǎn)距離的傳輸過程中，會受到某些因素的影響而發(fā)生衰減，要采取措施加強信號。電磁波通常是在空氣中傳播，且在較大的空間內(nèi)才能傳播，而如果將這樣的無線傳輸技術(shù)應(yīng)用在井下工作設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測中，由于井下空氣稀薄，空間較小，會阻礙傳輸，所以井下通信運用的是磁場傳輸。

2.2無線通信技術(shù)應(yīng)用的可靠性

除了在危險環(huán)境中的應(yīng)用，無線通信技術(shù)還經(jīng)常應(yīng)用于電氣設(shè)備外部溫度的監(jiān)測。接觸不良會增大電阻，較大的電流通過時，產(chǎn)生大量的熱量，會損壞電纜甚至發(fā)生短路。電氣設(shè)備外部溫度過高會引起很多的熱故障，所以能否及時、準(zhǔn)確地監(jiān)測到溫度的變化涉及整個系統(tǒng)的安全運行。電氣設(shè)備溫度過高，沒有及時發(fā)現(xiàn)和維修，會引起火災(zāi)爆炸等嚴(yán)重危及生命的問題。即使工作人員定期頻繁檢修，也不能保證及時發(fā)現(xiàn)問題。為了實現(xiàn)實時監(jiān)測和減小成本，引入了無線通信技術(shù)，實現(xiàn)了無人堅守，遠(yuǎn)程監(jiān)測，也同時避免了人工對高壓電的接觸，具有諸多優(yōu)點，變電站的修建的裝置不必再如此繁瑣，而配合的緊密度更加牢靠，更加精確和自動化。及時發(fā)現(xiàn)問題、及時修理是對一臺設(shè)備最好的保護，出現(xiàn)一些小問題是在所難免的，監(jiān)測的目的是防止小問題發(fā)展為無法維修的大問題，無論質(zhì)量多高的設(shè)備都需要認(rèn)真的維護才能達到它應(yīng)有的壽命。設(shè)備在運行過程中會不斷被磨損，性能被改變，所以引進無線通信技術(shù)進行實時監(jiān)測是非常必要的。在線實時監(jiān)測的成本會略高于離線監(jiān)測，但其帶來的成果是無法比擬的，是信息時代的新產(chǎn)物，有廣闊的推廣前景，為社會帶來源源不斷的效益。

3結(jié)語

社會經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，從農(nóng)業(yè)社會過渡到工業(yè)社會，現(xiàn)如今人們已經(jīng)完全進入信息化的時代，對無線通信技術(shù)的深入研究應(yīng)用是未來設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的發(fā)展前景。科學(xué)、合理地變換磁場和電場的使用，克服多種困難，應(yīng)用在更多的領(lǐng)域，取代更多的人工監(jiān)測，以實現(xiàn)全程的實時監(jiān)測，提高工作質(zhì)量。

[參考文獻]

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